Apesar de fazer parte do nosso cotidiano, o ouvido humano ainda é um mistério para boa parte das pessoas. Na acústica, no entanto, o estudo do sistema auditivo humano (SAH) é uma prática bastante comum e serve como um requisito mínimo para se aprofundar nas teorias da engenharia acústica. Afinal de contas, o propósito da acústica é um só: agradar o nosso ouvido!
O ouvido humano e as suas partes internas
Podemos dividir o ouvido humano em 3 partes principais: o ouvido externo, ouvido médio e ouvido interno. Essas três partes juntas fazem toda a captação do som, pré-processamento e conversão das ondas sonoras em impulsos elétricos que serão transmitidos através do nervo auditivo. A partir daí todo o processamento restante é feito no cérebro.
O ouvido externo é a parte que conhecemos bem e que temos mais contato: orelha e canal auricular. A orelha e o canal auricular, apesar de não parecerem tão importantes à primeira vista, desempenham um papel muito forte na nossa audição. Teríamos uma percepção muito diferente da que temos hoje se a nossa orelha tivesse outro formato. Inclusive alguns animais que tem uma orelha mais desenvolvida utilizam essa ferramenta na caça de uma maneira excepcional, como é o caso da raposa do ártico. Com suas orelhas enormes a raposa consegue escutar e localizar uma presa coberta por até um metro de neve com uma precisão assustadora.
Agora no ouvido médio, o som finalmente entra em contato com a primeira parte do processo de conversão, mas neste processo o som que era apenas vibração do ar torna-se vibração mecânica quando faz o tímpano vibrar e, consequentemente, vibra os 3 ossículos acoplados a ele. Agora o som será transmitido do canal auricular até o líquido presente na cóclea para concluir o processo de conversão.
Finalmente chegamos no ouvido interno e é exatamente aqui que toda a mágica acontece. No ouvido interno estão a cóclea e o nervo auditivo. Essas duas partes juntas fazem o final do processo de conversão e transmissão do som para o cérebro e é exatamente essa uma das partes mais interessantes do nosso ouvido.
Para converter a vibração dos ossículos em impulsos elétricos a cóclea se utiliza de um arranjo de pequenas estruturas similares aos pêlos com tamanhos diferentes (o termo técnico correto é estrutura ciliada). Os “pêlos” maiores e mais robustos vibram com as baixas frequências induzidas no líquido da cóclea, já que as baixas frequências comumente tem mais energia que as altas. Enquanto os “pêlos” mais delicados e menores são responsáveis por vibrar com as frequências mais altas. A vibração destas estruturas, por sua vez, induz impulsos elétricos no nervo auditivo que os transmite direto ao cérebro, onde é feito o fim do processamento do som já decomposto por faixas de frequência [1].
Um fato bem interessante é que nós nascemos com o nosso ouvido intacto e escutando normalmente todo o espectro audível, de 20 Hz até 20 kHz. Com o passar do tempo é comum que escutemos alguns impulsos sonoros que causam danos à nossa audição, como estouros de bombas, buzinas e etc, e esses impulsos acabam chegando com muita energia no líquido coclear e danificando as estruturas mais sensíveis da cóclea, responsáveis por converter as frequências mais altas em impulsos elétricos, e é exatamente por isso que ao passar do tempo vamos perdendo a sensibilidade das frequências mais altas. É inclusive comum que pessoas acima dos 35 nem sequer escutem um sinal com frequência de 18 kHz. E você, será que consegue escutar? Clica aqui pra descobrir!
Escutamos todas as frequências da mesma maneira?
Se você clicou no link, provavelmente percebeu que em algumas frequências o som parece ficar mais alto e em outras parece ficar um pouco mais baixo. Você pode até tentar escutar novamente para prestar mais atenção nesse detalhe e provavelmente vai perceber que as frequências entre 2000 e 6000 Hertz ficam especialmente altas. Pois é, talvez você não sabia disso, mas não ouvimos todas as frequências com igual intensidade. Na acústica chamamos esse conceito de loudness e esse conceito nos diz que a intensidade sonora percebida é dependente da frequência, mas não necessariamente do nível de pressão sonora. Isso significa que podemos interpretar dois sons distintos como diferentes em termos de intensidade, mas isso não necessariamente significa que o som percebido como mais alto tem, de fato, um nível de pressão sonora maior. Eles podem inclusive ter o mesmo nível de pressão sonora, mas sendo de frequências diferentes podem dar a impressão de que possuem níveis diferentes. Não existe um número preciso que relacione aumento de intensidade com aumento de nível de pressão sonora, mas como regra geral diz-se que a sensação de um aumento de duas vezes na intensidade sonora equivale aproximadamente a um aumento de 10 dB em nível de pressão sonora.
Uma coisa interessante que eu gosto de mencionar quando falo sobre loudness é na relação que este conceito tem com a nossa evolução. Já percebeu como um choro de bebê ou um grito de horror parecem ser sons incrivelmente altos? Pois é, esses sons têm boa parte de sua energia concentrada naquelas frequências mais sensíveis que eu mencionei há pouco tempo. O interessante disso é que tornar o ouvido humano muito sensível a essas frequências é uma estratégia evolutiva das mais interessantes. Escutar choros de crianças e de mulheres permitiu ao ser humano, há muito tempo atrás, proteger a comunidade e garantir a sobrevivência da espécie humana!
Espero que tenhamos conseguido passar um pouco mais sobre acústica para vocês e que continuem lendo nossos posts.
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Referências:
[1] PEREIRA, F. et al. Comunicações Audiovisuais: Tecnologias, Normas e Aplicações. [S.l.]:
Lisboa, Portugal: IST Press, 2009.