O Som no Automóvel A Acústica

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O som reproduzido no interior de um carro é percebido de uma forma totalmente diferente do que o seria em uma sala comum. Isto se deve, não só a fatores ambientais, como também psicológicos.

O automóvel, enquanto ambiente para audição de som, apresenta condições bastante estranhas: acelerações e desacelerações, súbitos trancos originados pela pavimentação (ou falta de... ), um motor de combustão interna originando vibrações e interferências em quase toda a faixa audível, indo mesmo até a faixa de radiofreqüência. O calor, o pouco espaço e a tensão disponível de 12 V nominais não permitem grandes vôos de imaginação por parte dos projetistas do equipamento eletrônico, sendo ainda que as localizações disponíveis para falantes são extremamente limitadas, dentro de um meio ambiente agressivo, com extremos de temperatura e umidade.

Por outro lado, as condições internas de acústica alteram significativamente o equilíbrio harmônico, dificultam a reprodução de baixas freqüências devido à limitação volumétrica do habitáculo, acentuam demasiadamente as freqüências médias-baixas, e as áreas envidraçadas originam focalizações indevidas nos agudos. Aparentemente, a quantidade de problemas sugere que não é possível a reprodução de alta-fidelidade no interior do automóvel.

No entanto, a audição no carro, apesar da aparente falta de lógica, é, para muita gente, bastante satisfatória, como tem demonstrado a popularidade dos concursos automotivos.

Como então explicar essa aparente contradição?

Talvez algumas motivações para o gosto pelo som no carro tenham sua origem em uma esfera de ordem mais psicológica que propriamente acústica, como por exemplo, a própria dificuldade da instalação de forma a superar desses obstáculos, ou mesmo a possibilidade de poder contar com as músicas que mais gostamos em um passeio descomprometido por um lugar agradável.

De qualquer forma, um pouco de conhecimento de acústica pode servir para tornar mais fácil a "afinação" do som do automóvel e contribuir para o enriquecimento do nosso universo audiófilo.

Condições de Audição

O fator mais importante que modifica a percepção do som presente no ambiente do automóvel diz respeito ao ruído. Como ruído, entendemos todo o som originado por diversas fontes: o barulho externo do tráfego ao redor, dos pneus sobre a pavimentação, "grilos" na suspensão, vibrações do motor, vento, radiointerferência e muitos outros. O espectro de freqüências cobertas pelo ruído vai desde os subsônicos, produzidos principalmente pelas vibrações do motor e pela ação de compressões e descompressões atmosféricas que ocorrem nos espaços das janelas abertas; entram na faixa de graves, de 20 a 100 Hz, originados pela ação do rolamento; na faixa de médios e agudos, pelo motor e assobio do vento.

Isto significa que, a menos que seu carro seja um "Rolls-Royce" trafegando a baixa velocidade e em uma pista de pavimentação perfeita, há grande probabilidade de que o ruído presente esteja em torno de 75 a 90 dBA, ou até mais. Este dado é citado pelas diversas revistas especializadas em testes de automóveis e foi comprovado pelo autor por meio de medições diretas com um analisador de espectro (RTA) em carros pequenos e médios.

A figura mostra os resultados obtidos em autos trafegando por volta dos 80 km por hora. Na oitava mais baixa, o nível de ruído presente gira em torno de 90 a 100 dB e, progressivamente, vai diminuindo para as freqüências mais altas. Vale lembrar que em uma sala residencial típica o ruído varia em torno de 35 dB a 45 dB, nível que provavelmente só iremos encontrar para o carro para a oitava mais alta, acima de 8 kHz.

O intervalo presente entre máximas e mínimas, para cada faixa de freqüências, deve-se não só às condições extremamente mutáveis das fontes de ruído, como também aos diferentes graus de absorção acústica presentes nos diferentes modelos. Os carros maiores e mais luxuosos são os mais silenciosos.

Por outro lado, a presença de janelas abertas altera significativamente o espectro de ruído, especialmente para as duas oitavas inferiores, centradas em 31,5 Hz e 63 Hz,

O efeito notado é no sentido de aumento do nível, de 10 a 20 dB nessas faixas. O interessante é que isto é devido principalmente ao fato de uma janeIa aberta levar o ambiente a portar-se como um gigantesco Ressoador de Heimholtz. O vento soprando através da abertura produz um acoplamento acústico com o ar presente no interior do habitáculo variando a pressão sonora em uma faixa limitada de freqüências - até a faixa dos 60 Hz.

Do conjunto de medições efetuadas pode-se observar que os níveis de ruído presentes no interior dos autornóveis são muito elevados e tendem a mascarar o som em diversas faixas de freqüências, principalmente para as abaixo de 1 kHz, o que torna particularmente difícil a audição clara das freqüências médias e graves.

Não surpreende, portanto, o fato de ser bem menos sensível a exigência de qualidade para o áudio automotivo, em relação àquelas impostas pelos audiófilos High-End, já que as próprias condições de audição dificultam a escuta crítica.

Resposta Acústica do Habitáculo

A forma de construção e o pequeno volume interno tornam a resposta em freqüência característica do automóvel uma sucessão de picos e vales.

 

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Uma série de medições em carros médios e pequenos originou as curvas mostradas. Vemos duas respostas típicas, a de baixo, para um carro médio, e a de cima, característica de carro pequeno. As medições foram feitas utilizando ruído rosa em autos com som tipo original, ou seja, sem o uso de amplificadores potentes ou equalizadores. Notamos de imediato a semelhança entre ambas (a correspondente aos carros de maior porte foi destacada ligeiramente para baixo para maior facilidade de visualização).

O aspecto mais notável é a ressonância de aproximadamente 10dB que afeta apreciavelmente os médios-baixos, seguida de uma segunda ressonância por volta dos 2 kHz, e uma terceira perto dos 5 kHz Estes efeitos são claramente notados na audição por serem bastante evidentes, e dão uma sensação que muitos apreciam de "realce" de graves e agudos, embora o som resultante não possa ser chamado, de maneira alguma, de alta-fidelidade.

Nessas condições, um equalizador gráfico de qualidade ajuda apreciavelmente, e é mesmo indispensável para quem quiser levar a sério o som automotivo. Sabendo-se que as curvas mostradas são bastante comuns para diversos carros e correspondem ao uso de aparelhos de boa procedência, a mesma figura serve como sugestão para a primeira tentativa de "acertar" uma equalização.

Medições realizadas separadamente com o canal direito e o canal esquerdo não mostram diferenças significativas entre ambos. Isto, pela lógica, seria mesmo de se esperar, devido à simetria e ao pequeno volume do habitácuio. Assim sendo, os equalizadores estéreo com um só controle para ambos os canais são perfeitamente satisfatórios.

O tipo de acabamento do carro, especialmente aqueles mais luxuosos com tapetes de náilon ou buclê, e assentos altos, tendem a amortecer mais os médios e agudos diminuindo ligeiramente a potência aparente, mas o efeito não é por demais significativo.

Como se vê, o automóvel não é dos ambientes mais propícios para o áudio. Se o objetivo for conseguir um som de "alta-fidelidade", é necessário investir muito tempo e dinheiro - às vezes mais do que o valor do automóvel. Mas, para uma audição descompromissada, um equipamento mínimo pode ser puro divertimento e, com um pouco de boa vontade, é possível curtir uma boa gravação até com mais gosto do que no sistema hipersofisticado da sala de estar.

De certa forma, é instrutivo tentar entender como isso acontece.

Na verdade, para uma audição musical, os ruídos de fundo necessitam serem baixos o suficiente de forma que, com material de faixa dinâmica normal, as passagens de baixo nível sejam claramente audíveis. Seria de se esperar que, com valores de ruído da ordem de 80 dB, ao ouvir uma gravação a um nível máximo de 85 dB, só restassem 5 dB de dinâmica máxima, número que se obtém com uma simples subtração.

Ora, na prática não é isso que acontece, pois o ouvido é capaz de discriminar dentre os ruídos circundantes os sons que nos interessam, sejam eles provenientes da conversa do passageiro ao lado, ou da música. E isto ocorre por ser o espectro do sons musicais tão diferente do espectro do ruído ou da conversa, que não há possibilidade de enganar o cérebro a respeito. Isso já não ocorre com um microfone, para o qual o cálculo aritmético feito acima é válido. Isto explica porque ao ouvirmos uma gravação que foi realizada ao vivo somos surpreendidos com ruídos que absolutamenlo não nos lembramos de ter ouvido - a diferença é o computador que temos embutido dentro de nós: o nosso cérebro.

Como o ouvido lida não somente com um parâmetro, mas vários: resposta a freqüência, localização, desvios de fase e outros - o cérebro pode recuperar a parte da música que estaria normalmente submersa no ruído circundante, e a partir de alguns poucos estímulos é capaz de construir uma imagem sônica bem satisfatória da música que desejamos ouvir, mesmo que seja a partir de um pobre radinho de pilhas.

No caso do carro, por outro lado, o pequeno volume de ar encerrado no habitáculo e a relativa proximidade dos falantes permitem obter uma dinâmica bem pronunciada, com níveis "subjetivamente" bem altos, embora uma medição de níveis reais não confirme essa impressao.

É esta capacidade maravilhosa da máquina humana que torna perfeitamente possível a audição de música no carro, às vezes até mais satisfatoriamente do que em ambientes mais apropriados.