Noções sobre acústica de tiros

Fonte: adaptado de DUMOND, 1946.

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Os trabalhos de Koenig et al. (1988) relatam um experimento de campo em que foram utilizados gravadores analógicos e digitais para capturar sons de armas convencionais (pistolas, revolveres e espingarda). A informação sonora coletada foi então avaliada e correlações visuais e estatísticas foram encontradas. Este trabalho pioneiro também trouxe recomendações para as próximas pesquisas na caracterização de outros componentes acústicos e descreveu novas aplicações para exames forenses. Tipicamente, o som de um tiro pode ser caracterizado por 4 componentes acústicos, segundo Maher (2007), são eles:

a) A explosão na boca do cano, em inglês Muzzle Blast.

Uma arma de fogo convencional usa o propelente do cartucho de munição para impulsionar o projétil para fora do cano da arma. O som oriundo da explosão do propelente é emitido em todas as direções, mas a maior parte desta energia acústica é expelida no sentido do cano da arma. A energia sonora que emana da boca do cano dura tipicamente menos de 3 milissegundos. A onda acústica propaga-se pelo ar na velocidade do som (343 m/s a 20° C), interagindo com os obstáculos, vento, temperatura e umidade do ar. Se um microfone de gravação está localizado perto da arma de fogo, o som direto da explosão na boca do cano é o principal sinal acústico captado.

b) Sons da ação mecânica da arma, em inglês, Mechanical actions.

As armas utilizam partes móveis que fazem o carregamento na câmara, percussão da espoleta e extração do estojo de munição. Essas ações produzem sons característicos. Algumas armas podem ter o som de suas ações mecânicas registradas, por exemplo, em gravações de circuitos fechados ou conversas telefônicas gravadas que ocorrem próximas ao atirador enquanto ele prepara a arma e ainda por meio de redes sociais para fazerem ameaças.

c) Som de Projétil supersônico, em inglês, Supersonic Projectile

Além da explosão na boca do cano e da ação mecânica, uma terceira fonte de informações acústicas do tiro está presente em projéteis que se deslocam em velocidade supersônica (acima de 340 m/s). A passagem do projétil supersônico produz um cone de onda de choque, devido ao deslocamento do ar causado pelo movimento do projétil. O ângulo Mach formado entre a trajetória do projétil e a

propagação da onda de choque está intimamente relacionado à velocidade do projétil.

Figura 8 – Geometria da onda de choque em projéteis supersônicos

Fonte: Adaptado de MAHER, 2007.

d) Vibração de superfície

A vibração acústica de um som impulsivo pode também propagar-se através do solo ou outras superfícies sólidas. A propagação do som no solo é tipicamente 5 vezes mais rápida do que a velocidade do som no ar, portanto, é possível correlacionar o movimento vibratório da superfície com a propagação pelo ar.

Esses sons, como quaisquer outros, podem ser afetados pela reflexão, atenuação, absorção, difração, focalização e outras modificações da onda à medida que se propagam, descaracterizando sua natureza. Este é o principal desafio para os estudos em acústica forense.

Em trabalhos posteriores Maher & Shaw (2010) constataram que a variação da orientação do cano da arma em relação à posição do microfone utilizado para gravações, provoca consideráveis alterações nascaracterísticas do sinal registrado, sendo essas alterações significativamente maiores do que quando comparadas ao

24 telefones celulares e de gravadores de áudio comuns para sons impulsivos, como o som de tiros, não foi ainda estudada de forma sistemática, e esta falta de conhecimento limita seriamente a capacidade de um examinador forense tirar conclusões confiáveis de uma evidência acústica (MAHER, ROUTH, 2015). O problema na acústica forense de tiros é que os sons são compostos por um ou mais eventos acústicos, e as características da forma de onda de qualquer evento dependem de muitas variáveis diferentes: fonte, canal, receptor entre outros. E a maioria dos tiros registrados em condições reais não se adequam a modelos teóricos (BECK et al., 2011). Por isso, é essencial que se tenha padrões que permitam entender o quanto alguns fatores, como a posição do gravador, o tipo de microfone, a compressão e o ambiente influenciam na modificação deste sinal.

Estudos em audiologia demonstram que a intensidade sonora dos tiros produzidos por diversas armas de fogo excedem o nível 140 dB, em condições de coleta com equipamentos próximos à arma, simulando o posicionamento de uma pessoa, acompanhante do atirador (MEINKE et al., 2014). Tais estudos, cujo interesse é dimensionar o dano auditivo, revelaram também que o tipo de armamento exerce importante influência na intensidade sonora do tiro.

Nos revólveres, a câmara de explosão dos cartuchos está instalada em um tambor giratório alinhado com o cano, mas com uma folga de poucos milímetros que evita o trancamento do tambor pela dilatação do material causado pelo aquecimento.

Nesta folga escapa parte da energia do propelente, e assim a intensidade sonora na lateral da arma é grande. Nas pistolas, a câmara faz parte da culatra do cano, e a saída dos estojos pela janela de ejeção ocorre após a deflagração da munição, portanto o escape do som acontece com energia bem menor.

O tamanho do cano também parece influenciar consideravelmente na intensidade sonora produzida. Os estudos de Meinke et al (2014) permitem-nos extrair, também, que munições de mesmo calibre, quando disparadas por armas diferentes, não produzem a mesma intensidade de sinal. Um rifle e uma pistola

disparando um cartucho de munição .22LR apresentou uma variação de 17,9 dB (Tab. 1).

Tabela 1 – Intensidade sonora de tiros de diversos calibres

Arma Calibre Intensidade sonora em

dB SPL

Fuzil M14 7,62mm X 51mm 159,0

Fuzil Colt AR-15 5,56mm 158,9

Pistola Glock 17 9mm 163

Pistola Sig Sauer P228 9mm 160

Pistola Ruger GP 100 .38 164,7

Pistola Smith&Wesson .38 164

Pistola Smith&Wesson .357 169

Pistola Glock 22 .40 S&W 159

Pistola Colt 1911-1A. 45 ACP 159

Pistola Smith&Wesson LR CTG .22LR 157,5

Rifle Remington 514 .22LR 139,6

Fonte: adaptado de MEINKE et al., 2014.

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