Bases Físicas da Fonação

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UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL 
FÍSICA ACÚSTICA PARA FONOAUDIOLOGIA 
 
Prof.: Moacyr Marranghello 
 
Bases Físicas da Fonação 
 
Esta aula é uma reprodução praticamente literal 
do capítulo 12 "Bases Físicas da Fonação" do 
livro "Acústica e Psicoaústica Aplicadas à Fono-
audiologia" de Ieda C. P. Russo - 1993. 
 
Fisicamente o aparelho fonador é uma 
fonte de vibração acoplada a um sistema res-
sonador. A fonte é a laringe e o sistema resso-
nador o trato vocal. 
Utilizaremos a Teoria Mio-Elástica - Ae-
rodinâmica (Van Den Berg, 1958), que descre-
ve a fonação como sendo o inter-
relacionamento das forças aerodinâmicas da 
respiração e da força elástica dos tecido mus-
culares da laringe. 
 
O suprimento de energia: 
O objeto trabalhado durante a fala é o ar 
existente nos tratos oral e respiratório, isto é, o 
ar contido nos pulmões, traquéia, laringe, fa-
ringe, nariz e boca. Quando falamos, executa-
mos movimentos que agem neste espaço e os 
sons da fala devem ser produzidos sob forma 
de corrente contínua, que dura um tempo con-
siderável, a fim de possibilitar sua emissão. 
Dessa forma a força necessária não é aplicada 
em um breve momento, como se estivéssemos 
percutindo um diapasão. 
Quando não estamos falando, a respira-
ção envolve um atividade rítmica, composta, 
basicamente, de duas forças: a de inspiração e 
a de expiração. A força de inspiração expande 
o volume do pulmão pela elevação da caixa 
toráxica, puxando o ar de fora para dentre; a 
força de expiração contrai o volume do pulmão 
pelo abaixamento da caixa toráxica, soltando o 
ar de dentro para fora, em uma médida de 15 
vezes por minuto. Ambas possuem tempo rela-
tivamente iguais, ou seja, se gastamos 4 se-
gundos para respirar, levamos 2 segundos na 
inspiração e 2 segundos na expiração. Ao fa-
larmos, contudo, usamos somente a fase da 
expiração e, com isso, aumentamos conside-
ravelmente o tempo desta fase, em casos ex-
tremos 10 a 15 segundos, o que exige um 
grande reservatório de ar como suprimento de 
energia. 
A corrente de ar proveniente dos pul-
mões é responsável pela força utilizada na 
produção dos sons da fala. Durante a fala, 
parte do trato vocal é constrita de tal modo a 
impedir que esta corrente de ar escape, au-
mentando, assim a pressão do ar na traquéia. 
Esta pressão é a base fundamental dos sons 
da fala, que se originam de variações de pres-
são de ar, movimentos de vai-e-vem ou oscila-
ções, primeiramente de estruturas sólidas e 
depois das partículas de ar em torno de sua 
posição de equilíbrio. Na fonação, a laringe 
desempenha esta função, através da vibração 
das ou pregas vocais. 
"É o mecanismo respiratório que proporciona o 
suprimento de energia necessário à fonação." 
 
A laringe como fonte sonora: 
"A vibração das cordas vocais exige uma 
aproximação (adução) das mesmas da linha 
média e, ao assim procederem, obstruem a 
passagem do fluxo aéreo expiratório ao nível 
da glote. Com isto ocorre um aumento da 
pressão subglótica até atingir níveis suficientes 
para forçar a abertura da cordas vocais e su-
perar a resistência oferecida por esta obstru-
ção." (Tabith Jr, 1980) 
Opondo-se a este fluxo aéreo encontra-
mos a resistência dos ligamentos e músculos 
que, por terem sua elasticidade forçada ou 
terem sido removidos da posição original de 
equilíbrio, tendem a retornar o mais rapida-
mente possível àquela posição, obstruindo 
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novamente a passagem do fluxo de ar. Tais 
ciclos de abertura e fechamento são repetidos, 
formando uma corrente pulsátil que constituirá 
a vibração necessária para a produção de 
sons complexos, constituídos de uma freqüên-
cia fundamental e uma série de harmônicos, 
ou seja, os sons da fala. 
Além da resistência glótica, o retorno das 
pregas vocais também deve-se a um fenôme-
no físico conhecido como efeito Bernoulli. O 
matemático Bernoulli descobriu que a veloci-
dade do fluxo de um fluido através de um tubo 
é inversamente proporcional à sua pressão 
nas paredes do mesmo. Matematicamente 
pode-se escrever: 
2vµp
2
1K ×××= 
onde: 
 K = constante; 
 P = pressão que o fluido exerce; 
 µ = densidade do meio; 
 v = velocidade do fluido; 
Em resumo, o rápido aumento da veloci-
dade do ar quando as pregas vocais se abrem 
resulta em uma queda abrupta na pressão e 
num conseqüente efeito de sucção que propi-
cia o novo fechamento das cordas vocais. 
 
Variação da freqüência na laringe: 
A freqüência fundamental de uma voz é, 
por definição, "a freqüência glótica, a freqüên-
cia da onda complexa e a freqüência do pri-
meiro harmônico" (Behlau e col., 1986). 
 
Grupos fo (Hz) 
Homens 113,01 
Mulheres 204,91 
Crianças 235,76 
Média dos valores de freqüência fundamental 
(fo) para diferentes grupos de indivíduos da ci-
dade de São Paulo (Behlau, 1984) 
 
Os fatores físicos que regulam a fre-
qüência de vibração são a massa, o compri-
mento e a tensão das pregas vocais, todos 
controlados pelos músculos intrínsecos e ex-
trínsecos da laringe. 
Embora as pregas vocais não se com-
portem como cordas vibrantes de um instru-
mento musical, pode-se fazer uma analogia 
entre ambas. Sabemos que as cordas vibran-
tes que produzem as notas musicais mais gra-
ves, isto é, de menor freqüência, são as de 
maior massa e comprimento, porém, de menor 
tensão. Para as freqüências altas, portanto 
notas musicais agudas, são necessárias cor-
das vibrantes delgadas, mais curtas e bem 
esticadas, tensas. 
No mecanismo da laringe as partes vi-
brantes podem assumir as mais diferentes 
configurações e, em conseqüência, a interação 
dos efeitos massa, comprimento e tensão será 
extremamente complexa. Contudo, para cada 
configuração, tais efeitos são determinados 
pela ação muscular e o modo de vibração é o 
resultado da interação destes três fatores físi-
cos. 
 
Funções da vibração da laringe na fonação: 
TORNAR OS SONS AUDÍVEIS; 
A intensidade da voz decorre de três fa-
tores: pressão de ar subglótica, quantidade de 
fluxo aéreo e resistência glótica. 
As modificações na intensidade da voz 
dependem da freqüência. Nas freqüências 
baixas, a resistência glótica é fundamental 
para a variação da intensidade da voz, tornan-
do-se menos importante nas freqüências mais 
altas, até que nas extremamente altas a inten-
sidade da voz é controlada somente pelo vo-
lume e pela velocidade do fluxo aéreo (Tabith 
Jr., 1980). 
 
VARIAÇÃO DA FREQÜÊNCIA FUNDAMENTAL; 
A freqüência fundamental de vibração da 
pregas vocais é um dos mais importantes as-
pectos da atividade laríngea. Varia continua-
mente durante a fonação e, conseqüentemen-
te, a altura da voz nunca é a mesma no decor-
rer do tempo. A área de freqüências