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repertório dos paradigmas de som

Ressonância

Consiste em provocar a vibração de um objecto sólido por meio de uma vibração externa indutora; implica relações de equivalência entre a frequência indutora e as características acústicas do objecto posto em vibração.

A ressonância modal é um caso particular: designa a formação de ondas estacionárias num espaço tridimensional.

categoria: elementar

A ressonância é um fenómeno corrente no nosso dia-a-dia, estudado nos campos da mecânica, da acústica, da óptica, da electricidade, da radiologia, da química teórica. Todas estas áreas têm em comum a existência de fenómenos de natureza ondulatória.

Para que exista ressonância, o fenómeno ondulatório terá de obedecer às seguintes condições:

  1. o sistema deve possuir uma frequência própria;
  2. deve ser mantido à custa de um débito externo constante de energia;
  3. as perdas do débito exterior de energia devem ser inferiores às perdas internas de energia;
  4. a frequência de indução deve ser próxima ou igual à frequência própria do sistema.

Cumpridas estas condições, cria-se um fenómeno de ressonância em que o ganho de amplitude tende (teoricamente) para o infinito.

Exemplos: o balouço posto em oscilação por movimentos ritmados (necessariamente sincronizados e proporcionais ao tamanho das cordas do baloiço); o sino posto em oscilação por meio dos movimentos ritmados da corda a que está ligado; o pelotão em marcha sobre a ponte: se a cadência dos passos sincronizados «afinar» pela frequência de ressonância da ponte e a quantidade de energia do batimento dos pés no tabuleiro da ponte for suficiente, pode haver ruptura do tabuleiro da ponte (caso célebre da ponte de Basse-Chaîne, em Angers, em 1850, em que a passagem da tropa em passo sincronizado provocou uma catástrofe).

Trata-se de um paradigma pouco conhecido, até porque a física e a acústica pouco o referem directamente (embora todos os soldados do exército conheçam o exemplo dado acima… Podem não perceber nada de música e de acústica, mas são instruídos para não marcarem passo sincronizado nas pontes, de modo a não chegarem mortos à frente de batalha).

Sociologia e cultura quotidiana

Etimologicamente «ressoar» vem de resonare, que significava literalmente «soar de novo». Cada língua latina introduziu diversas mutações de significado ao longo dos séculos, e numerosos analogismos foram sendo construídos. Diz-se em português, por exemplo, que duas pessoas estão «no mesmo comprimento de onda»; à parte este exemplo, a língua portuguesa não é muito arguta a detectar os efeitos e consequências da ressonância, apresentando a curiosidade de ter adoptado o termo para quem ressona durante o sono.

Recentemente, Pierre Le Gouzic1 veio provar que cada organismo vivo se encontra em vibração e possui uma velocidade específica. O mesmo autor estudou as frequências inerentes a cada nome próprio, atribuindo-lhes assim um carácter específico. Por exemplo (para a língua e pronúncia francesa): Marie, 120 000 cps; Alphonse, 96 000 cps; Barnabé, 48 000 cps; etc. [cps = ciclos por segundo]

Psicologia e fisiologia da percepção

O corpo humano contém uma pluralidade de sistemas de ressonância. Quem já fez testes de audição sabe que uma vibração transmitida directamente ao sistema ósseo, sem passar pelo ar, é entendida como um som ouvido pela via auditiva normal. Este complexo conjunto de massas, vibradores e amortecedores, cheio de subsistemas, pode por vezes produzir efeitos colaterais (à audição) imprevistos — uns indesejáveis, outros benéficos: assim o enjoo do mar; as doenças profissionais provocadas pelo trabalho com máquinas de grande potência vibratória; a terapia com sons; etc.

O próprio ouvido contém um sistema de ressonância, posto em vibração pelos fenómenos ondulatórios do ar.

Quanto ao aparelho vocal, é um instrumento ressoador com uma fonte de energia (as cordas vocais) e caixas de ressonância (faringe e boca, elementos principais do sistema, mas as caixas craniana e toráxica também ressoam). O tracto vocal é portanto um ressoador com 4 ou 5 frequências principais (ditas formantes). O canto utiliza um formante suplementar, situado entre o 3º e o 4º formante (entre 2500 e 3000 Hz), graças a uma alteração da forma da laringe.

Estética musical

A utilização de caixas de ressonância é comum na construção de instrumentos musicais – sem ressonância, qualquer instrumento de corda é praticamente inaudível. A forma da caixa, as frequências de ressonância dos materiais utilizados, a forma como as cordas estão ligadas à caixa, etc., irão determinar a qualidade sonora e a capacidade de amplificação do instrumento.

Por outro lado, a sala onde se realiza um concerto pode actuar como caixa de ressonânica – facto que se sente plenamente nas pausas musicais e nos cortes orquestrais súbitos, quando o som da sala permanece durante alguns décimos de segundo, tornando reconhecível a sua presença e a sua cor.

Pitágoras, tendo descoberto que um corpo em movimento produz um som, concluiu que os corpos celestes, no seu movimento orbital, deveriam produzir uma «harmonia das esferas». Este conceito levaria à noção da harmonia celeste, da concórdia universal do microcosmo e do macrocosmo. Daí também a sinfonia Os Planetas, de Gustav Holst.

Expressões mediáticas

Existe uma relação cultural próxima entre a ressonância e as expressões de poder e comunicação. Em primeiro lugar, a ressonância apresenta o atractivo poderoso da amplificação; em segundo lugar, permite agir (sonoramente) à distância, é uma espécie de prolongamento do braço. A ressonância é sem dúvida o efeito sonoro que mais satisfaz o mito do poder e da força.

Arquitectura e urbanismo

Sempre que existam duas paredes paralelas, instaura-se um sistema de ondas estacionárias, logo, de frequências de ressonância. É um fenómeno muito vulgar nas ruas com edifícios de ambos os lados; e também dentro das casas, quase sempre com paredes, chão e tecto paralelos dois a dois, e onde muitas vezes certos elementos (uma jarra, um vidro, um móvel...) ressoam com certas músicas (melhor dizendo, com certas frequências específicas). Na Pré-História esta característica era muitas vezes utilizada para provocar a ressonância amplificada de uma gruta, através do canto, produzindo assim um efeito misterioso, esotérico ou poderoso.

Na Antiguidade Clássica os ressoadores de Helmholtz, a que se dava o nome de echeas, eram utilizados no tratamento acústico das salas. Encontramo-los descritos por Gregos e Romanos. As echeas, ou vasos, eram afinados em intervalos de quarta, quinta e oitava, podendo ser de dois tipos:

  • uns eram colocados perto dos actores, podendo ter dimensões da ordem do 1,70 m, e serviam de amplificadores;
  • outros, de menor dimensão, eram colocados junto dos espectadores, a fim de produzirem um efeito de Haas, ou seja, uma repetição dos sons com separação de 1 a 30 milisegundos. [Nota: o limiar mínimo de inteligibilidade das sílabas para a espécie humana é de 50 milisegundos; assim, se o efeito de Haas se aproximar deste limiar, as sílabas soam «empasteladas», difíceis de discernir; se se situar abaixo, produz-se amplificação ou um enriquecimento tímbrico e melódico da oralidade.]

A tradição dos vasos acústicos foi mantida pelos arquitectos até ao século XVII. Com dimensão de cerca de 25 cm, podiam ser suspensos, encastrados nas paredes, nas abóbodas ou mesmo no solo.

Por vezes as salas eram desenhadas à semelhança da caixa de ressonância dos instrumentos musicais, para lhes dar uma determinada coloração sonora. Outro procedimento consistia em tender cordas dentro dos edifícios, como se fossem cordas gigantes de violino, para absorverem determinadas frequências. No limite, encontramos traças arquitectónicas com duas naves geminadas e um claustro intermédio de separação, funcionando assim como dois elementos de excitação acústica mútua.

A arquitectura e urbanismo contemporâneos têm de alguma forma desleixado as implicações do fenómeno de ressonância nos espaços urbanos. Assim, por exemplo, as varandas, sacadas, cornijas, etc., abundantes na arquitectura antiga e aparentemente inúteis (do ponto de vista do gosto minimalista da segunda metade do século XX), funcionavam como difusores do som produzido ao nível do solo. Num conjunto de fachadas minimalistas e dispostas paralelamente, nada impede a formação de fenómenos de ressonância, de ondas estacionárias, etc. Grande parte dos conjuntos urbanísticos contemporâneos actua como amplificador dos ruídos do trânsito, com a agravante de favorecer e amplificar determinadas frequências, tornando o ruído citadino ainda mais agressivo. O ouvido atento consegue, em quase todas as cidades antigas de Portugal, distinguir entre uma paisagem de bairros antigos, onde o ruído ambiente, qualquer que seja o volume de tráfego, parece diluído e suavizado, e os bairros modernos sem acidentes de fachada, onde o ruído ambiente parece muitas vezes amplificado nalgumas das suas frequências.

Outro exemplo de aplicação arquitectónica é o da orelha do ditador de Siracusa, um sistema de canais, câmaras e «caracóis» (como os do ouvido) que permitia ao ditador ouvir tudo o que os prisioneiros diziam. Estamos neste caso perante um sistema primitivo de panóptico, que viria séculos mais tarde a ser usado na vigilância visual das prisões. De facto, existe, a muitos níveis, uma relação estreita entre a ressonância e a noção de poder [vide: expressões mediáticas da ressonância].

Acústica e física

Existem dois tipos de volumes:

1. Caixas de ressonância: Trata-se de sistemas com dimensões menores que o comprimento de onda estacionária e podem ser de dois tipos:

a) ressoadores de Helmholtz (físico do século XIX): Formam um volume fechado, de forma mais ou menos esférica, que comunica com o exterior através de um gargalo de comprimento e calibre calculados. O conjunto gargalo-bojo equivale a um sistema massa-energia. Se este sistema tiver um segundo gargalo onde possamos colar o ouvido, é possível procedermos à audição de frequências exteriores amplificadas pelo ressoador, que excluirá os restantes comprimentos de onda que atinjam o gargalo de comunicação com o exterior; quando se corta bruscamente o som externo, a frequência de ressonância interna permanece durante algum tempo. Esta capacidade de amplificar certas frequências e ignorar outras é utilizada desde a Antiguidade Clássica no tratamento acústico de salas (usavam-se então, de forma empírica, ânforas suspensas e nichos escavados nas paredes). Graças a certas particularidades do funcionamento dos ressoadores de Helmholtz, é assim possível melhorar, por exemplo, a inteligibilidade do discurso oral.

b) ressoadores de membrana: Constituídos por uma membrana fixa à parede por um aro. Cria-se assim um tampão entre dois volumes contíguos; este tampão é por vezes reforçado com lã mineral ou outro material amortecedor.

2. Volumes com uma dimensão igual ou maior que o comprimento de onda estacionária. É o caso genérico das salas (e o caso mais complexo das paredes duplas). Numa sala paralelepipédica, a tarefa do engenheiro acústico consiste em corrigir o desenho, volume e materiais de revestimento de forma a que haja uma distribuição equilibrada de todo o espectro auditivo, impedindo a formação de ondas estacionárias.

Rui Viana Pereira, 2000 ► última revisão: 27-03-2023
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