Como funcionam os sistemas de som subaquáticos

A famosa Célula de Tortura de Água Chinesa de Harry Houdini não é um ambiente de trabalho agradável. Ele não apenas prende o usuário de cabeça para baixo em uma cuba de água gelada, como também é impossível ouvir música dentro da coisa.

Ou pelo menos era assim nas décadas de 1910 e 1920.

Se o lendário artista de fuga estivesse vivo hoje, ele poderia usar fones de ouvido subaquáticos especiais. Melhor ainda, ele poderia equipar toda a cela de tortura com um impressionante sistema de som subaquático. Com um pouco de AC/DC ligado, você sabe que ele poderia ter reduzido um minuto sólido de seu tempo de fuga.

Mas é claro que você não é Harry Houdini, e provavelmente não ganha a vida dentro de uma cabine teatral de afogamento. No entanto, mesmo fora do mundo da ilusão profissional, a tecnologia do sistema de som subaquático tem seu lugar.

Primeiro, considere o mundo da dança na água. Os nadadores sincronizados precisam realmente ouvir a música enquanto praticam sua arte. Na verdade, a Lubell Labs, um dos mais antigos produtores de alto-falantes subaquáticos, começou após uma demonstração de produto bem-sucedida no Campeonato Nacional de Natação Sincronizada Sênior de 1970 nos EUA [fonte: Lubell ].

Nadadores de volta, mergulhadores , biólogos marinhos, mergulhadores de cavernas e equipes de filmagem subaquática também se beneficiam da tecnologia do sistema de som subaquático. Qual a melhor forma para 18 mergulhadores se comunicarem em um set submerso de Hollywood? Além disso, também usamos a tecnologia para interagir com baleias e repelir peixes de águas poluídas.

Então vista seu maiô favorito de corte alto, prenda seus tornozelos e prepare-se para deslizar sob a superfície de alguns sons de alta fidelidade .

1. Sons divertidos na sua piscina
2. Alto-falantes das profundezas
3. O som da música subaquática
4. Nota do autor

Podemos realmente ouvir música no fundo de um lago ou de uma piscina ? Claro que podemos.

O som viaja tanto pelo ar quanto pela água. Na verdade, as ondas sonoras se movem 4,3 vezes mais rápido debaixo d'água do que na atmosfera [fonte: NOAA ]. Baleias e golfinhos usam o som para navegar e se comunicar no oceano, e os humanos empregam tecnologia de sonar ( sonda e navegação ) para mapear a topografia submarina e os movimentos de animais e navios.

No entanto, apesar de todos os nossos submarinos e equipamentos de snorkel, nós humanos somos criaturas do ar. Nós evoluímos para processar dados sonoros em terra, então simplesmente não ouvimos tão bem no fundo de um rio - apesar da capacidade de alguns mergulhadores de ter audição ultrassônica debaixo d'água.

Basta considerar o single de sucesso de 1976 do Parliament, "P. Funk". Como o vocalista George Clinton aponta na letra, a música está de fato "fazendo isso com você no ouvido". As ondas sonoras vibram os ossos de áudio em nosso ouvido interno, um efeito que chamamos de audição de condutividade do ar . Quando você está debaixo d'água, no entanto, a inundação no ouvido externo impede muito dessa vibração necessária e essencialmente anula sua capacidade auditiva de condutividade do ar.

Felizmente, George Clinton e companhia não fazem isso apenas em nossos ouvidos; eles também fazem isso conosco em nossos ossos do crânio. Chamamos isso de condutividade óssea , a condução do som para o ouvido interno através dos ossos do crânio. Esse modo de audição é 40% menos eficaz do que a condutividade do ar, mas ainda é a principal forma de ouvirmos debaixo d'água [fonte: NOAA ].

Como isso soa? Bem, os limites da condutividade óssea tornam o som estereofônico impossível debaixo d'água. O crânio fornece apenas uma única fonte de transmissão de som, enquanto a audição por condutividade do ar fornece duas – uma em cada ouvido. Mas isso não significa que o som em si seja monofônico - é o que o pesquisador de música da Universidade de Stanford, John A. Maurer IV, chamou de som omnifônico [fonte: Maurer ].

Em uma piscina, as ondas sonoras que viajam rapidamente saem do alto-falante subaquático e ricocheteiam no fundo da piscina, na superfície da água e em cada lado da piscina. O som chega ao ouvinte de todas as direções, e o cérebro humano simplesmente não consegue processar a fonte sonora original.

A faixa de audição humana típica abrange de 20 hertz a 20.000 hertz. Algumas variedades de alto-falantes subaquáticos, especialmente os modelos mais antigos, não podem produzir comprimentos de onda inferiores a cerca de 1.000 hertz. Para colocar isso em perspectiva, as notas de frequência mais baixa e mais alta em um piano típico de 88 teclas são 27,5 hertz e 4.186 hertz. No entanto, alto-falantes subaquáticos como o Clark Synthesis Diluvio empregam a tecnologia de bobina de voz - essencialmente um eletroímã composto de fio enrolado - para atingir comprimentos de onda tão baixos quanto 20 hertz.

Os alto- falantes normais não se saem tão bem no fundo de uma piscina, por isso não deve ser surpresa saber que os alto-falantes subaquáticos são especialmente projetados para não apenas fornecer áudio de qualidade em um ambiente submerso, mas também para evitar curtos, eletrocutando nadadores ou transformando-se em troncos.

É um nicho do mercado de áudio, então você pode esperar cair entre US $ 300 e US $ 2.000 em um alto-falante subaquático de qualidade. Os modelos típicos consistem em um alto-falante de plástico à prova d'água e à prova d'água conectado por um comprimento de fio de alto-falante isolado a um sistema de som acima da água. Você pode optar por instalar o alto-falante dentro de uma alcova na piscina - nesse caso, você pode usar uma lente acústica para direcionar as ondas sonoras para a piscina - ou você pode simplesmente prender o alto-falante a uma corda e pendurá-lo a água.

Um bom alto-falante subaquático não soará tão bem se você o usar no ar. Na verdade, pode soar absolutamente horrível. De acordo com o presidente da Clark Synthesis, Bill Phillips, um alto-falante subaquático de qualidade é mais como um instrumento de madeira fino, como um violoncelo ou violino. O som irradia de toda a área de superfície do alto-falante em vez de um ponto focalizado.

O volume de água que você pode cobrir com um alto-falante varia. Por exemplo, a Clark Synthesis recomenda um de seus alto-falantes de piscina Diluvio para cada seção de 6 metros por 6 metros da piscina. O Lubell System 3300 Diver Recall System - destinado ao uso em barcos de mergulho - pode soar uma sirene ouvida em um raio subaquático inteiro de 1,6 km, assumindo condições ideais. Alto-falantes de mergulho como esses permitem que os instrutores se comuniquem com outros mergulhadores , mas também podem tocar batidas divertidas para homens e peixes.

Jacques Cousteau pode tê-lo apelidado de "o mundo silencioso", mas evidentemente ele nunca pensou em acionar o "Submarino Amarelo" do fundo do Calypso.

Todos os anos, mergulhadores convergem para Looe Key Reef, na Flórida, para o Underwater Music Festival, e alto- falantes Lubell montados em barcos tocam as músicas para mais de 300 mergulhadores e praticantes de snorkel [fonte: Lower Keys Chamber of Commerce ].

Mas ei, nem tudo é rock clássico e mergulhadores barulhentos. O compositor francês Michel Redolfi é um especialista em música subaquática. Seus álbuns combinam sons naturais do oceano com ambiente eletrônico para criar paisagens sonoras projetadas especificamente para transmissão subaquática.

Os shows de Redolfi, como você pode imaginar, geralmente acontecem debaixo d'água - muitas vezes em piscinas , mas também no próprio oceano. Seu álbum de 1984 "Sonic Waters" inclui gravações de hidrofone de uma peça eletrônica original transmitida pelas águas da costa de La Jolla, Califórnia. Em colaboração com o engenheiro musical Daniel Harris, Redolfi estreou vários instrumentos musicais projetados exclusivamente para uso em um ambiente subaquático. Estes incluíram o instrumento de percussão subaquática SOSNO (em homenagem ao seu designer) e o DUCS eletrônico (Digital Underwater Controller System). Sua ópera de 1992 "Chrysalis" envolveu até uma soprano submersa em uma bolha de plástico de 2 toneladas.

E, no entanto, Redolfi não é o único artista a se envolver no mundo da ópera subaquática. Em 2009, Juliana Snapper estreou em uma ópera intitulada "Você que emergirá do dilúvio". A apresentação aconteceu em uma piscina de Manchester, na Inglaterra, com Snapper cantando "de boca para água" que exigiu intensa pesquisa e "horas submersas na minha banheira e piscinas emprestadas" [fonte: Helmreich ].

Para não ficar atrás, a nadadora alemã que virou cantora de ópera Claudia Herr estreou sua ópera subaquática "AquAria Palaoa" em Berlim em 1º de maio de 2011. A peça finalizada é uma combinação de ópera, performance musical subaquática e nado sincronizado.

E, no entanto, tudo o que Harry Houdini teria ouvido dentro de sua cela chinesa de tortura na água era o som enlameado da platéia de fora e o tilintar de suas correntes.

Eu queria muito trabalhar uma referência de tanque bacta neste artigo, mas, infelizmente, há muito espaço para tolices em um artigo. Isso é especialmente verdade quando a ciência envolvida é tão fascinante. Eu tenho que admitir, eu não esperava que isso mexesse tanto com minha mente, mas achei a ciência da acústica subaquática realmente fascinante.

Gostaria de agradecer ao presidente da Clark Synthesis , Bill Phillips, por tirar um tempo para conversar comigo sobre a tecnologia de sistemas de som subaquáticos. Ele foi bom o suficiente para me endireitar sobre alguns dos pontos mais delicados. Ao testar pessoalmente as instalações de alto-falantes para a equipe de natação sincronizada dos EUA, ele gosta de tocar um pouco de Vivaldi em alto-falantes aéreos e subaquáticos, mergulhando a cabeça dentro e fora da água até que a qualidade do som na piscina corresponda à da piscina. Eu amo esse compromisso com a qualidade do som.

Ah, e se você quiser explorar os sons subaquáticos do compositor Michel Redolfi, eu o encorajo a explorar a página oficial do músico . Você também pode experimentar seus sons em sua página do YouTube .

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