Ouvindo com ciência

Por André Soledade*

O ouvido é o responsável pela captação do som no ambiente. Esse órgão fascinante é composto pelo ouvido externo, ouvido médio e ouvido interno; que, juntos, convertem as ondas sonoras que se propagam pelo ar em impulsos elétricos que são decodificados pelo nosso cérebro e interpretados. Para entender o seu funcionamento, não basta ser um bom conhecedor da Biologia, são necessários sólidos conhecimentos de Física acústica e Matemática.

Vamos começar analisando a estrutura do ouvido e os fenômenos físicos que estão por trás da audição. Tudo começa pelo som emitido por uma fonte sonora, que não é nada mais do que uma agitação das partículas de ar ao nosso redor. Essa agitação é o resultado de uma vibração, que se transmite ao meio de propagação, provocando zonas de maior e menor compressão (zonas de rarefação) de partículas, originando uma onda sonora. O ouvido externo recebe estas ondas, encaminhando-as através do ouvido médio até ao ouvido interno. O tímpano, a pequena membrana que separa o ouvido externo do interno, vai, então, vibrar solidário com as moléculas do ar ao seu redor, transformando essas ondas em vibrações mecânicas que serão transmitidas para o interior da cóclea através dos três ossículos: martelo, bigorna e estribo, ligados em cadeia, entre o tímpano e a janela oval. Esses ossículos são responsáveis pela amplificação da intensidade das vibrações mecânicas do tímpano e podem aumentá-las em até 22 vezes, fazendo com que o estribo, menor osso que faz parte do conjunto de ossículos,   funcione como um êmbolo de um sistema hidráulico, deslocando o líquido no interior da cóclea e provocando a agitação necessária para que as células ciliadas do ouvido interno possam identificar as frequências do som, transformando-as em impulsos elétricos que são conduzidas pelo nervo auditivo até o nosso cérebro.

E a Matemática? Qual a sua relação com o nosso ouvido?

O som se caracteriza pela altura, intensidade, duração e timbre. E a Matemática está presente na característica do som que chamamos de volume ou intensidade sonora. O ouvido tem uma interessante característica. Quando dobramos a intensidade da fonte sonora, ele não percebe que o aumento foi em dobro, isso ocorre porque as respostas do nosso ouvido aos estímulos sonoros não são lineares, elas obedecem, na verdade, a uma escala logarítmica. Para compreendermos como isso ocorre, temos que entender o que é decibel (dB). Inicialmente, devemos esclarecer que o decibel não é uma unidade de medida nem tão pouco expressa a quantidade de volume. O dB é uma escala relativa, sem dimensão, que compara a intensidade de um sinal a uma referência. Assim, a intensidade sonora I é dada pela equação:

equação logaritmica

onde I0 é valor mínimo de intensidade de som, abaixo da qual é impossível ouvir algo, cujo valor é 10-12 W/m2, e I é a intensidade correspondente ao nível IdB.

Sendo assim, a sensibilidade do ouvido humano varia proporcionalmente ao logaritmo da variação física, e é por esta razão que devemos evitar o uso de fones de ouvidos intra-auriculares e se expor a fontes sonoras com intensidade muito elevada. O ouvido humano tolera de forma segura intensidade de som de até 85 decibéis (dB), ultrapassar esse nível pode ocasionar perda auditiva progressiva e levar o indivíduo a surdez permanente.

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http://ambiente.educacao.ba.gov.br/conteudos-digitais/conteudo/exibir/id/3696

http://ambiente.educacao.ba.gov.br/conteudos-digitais/conteudo/exibir/id/3588

http://ambiente.educacao.ba.gov.br/conteudos-digitais/conteudo/exibir/id/313

http://ambiente.educacao.ba.gov.br/tv-anisio-teixeira/programas/exibir/id/1566

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* Professor da Rede Estadual de Ensino

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