CARMO GALLO NETTO

Um dos fatores que mais incomodam passageiros de aeronaves são os ruídos externos provenientes das turbinas e do atrito entre as correntes de ventos e a fuselagem. Por outro lado, nos carros o ruído advindo de sua condução na estrada é originado do funcionamento do conjunto formado por motor e transmissão, do atrito do solo com os pneus, na movimentação da suspensão, do acionamento dos freios e da aerodinâmica do veículo. Para atenuar esses ruídos indesejáveis que chegam às tripulações e aos passageiros, já são utilizados na fuselagem dos aviões e nas latarias dos veículos materiais de tratamento acústico passivos, constituídos por espumas, lã de vidro ou feltros que de certa forma dissipam parte dessas emissões acústicas. Esses materiais atualmente utilizados conseguem atenuar com sucesso as altas e médias frequências, mas oferecem limitações nas baixas frequências – sons mais graves, como os sinais sonoros emitidos pelo bumbo que compõe uma bateria ou por um contrabaixo.

Com o objetivo de reduzir significativamente os ruídos mais graves que chegam aos compartimentos dos ocupantes desses tipos de transporte, está sendo desenvolvido no Departamento de Mecânica Computacional da Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da Unicamp um protótipo de isolador acústico idealizado para ser aplicado pelas empresas aeronáuticas e automobilísticas.

A tese, desenvolvida por Diego Azevedo Siviero, foi orientada pelo professor José Roberto de França Arruda e apresenta o desenvolvimento de um protótipo de isolador acústico híbrido que agrega elementos do tradicional controle passivo (material poroso) e um atuador acústico ativo para o controle de ruídos que complementa o tratamento das baixas frequências.

Como a medição da perda de transmissão sonora não pode ser realizada diretamente, o estudo apresenta uma simulação computacional comprovando a possibilidade de se atuar ativamente em outras grandezas acústicas para se obter o controle indireto da perda de transmissão sonora.

Dispositivo

Em linhas gerais, o isolador consiste em um sanduíche de materiais em que duas partes externas de espuma envolvem uma placa de acrílico que possui uma película de cerâmica com propriedade piezelétrica acoplada que funciona como transdutor eletromecânico. Este conjunto deve ser instalado encostado em um painel metálico que faz a fronteira entre o interior e o exterior do meio de transporte.

A espuma tem a função de absorver os ruídos de altas e médias frequências. A inovação está exatamente na neutralização das baixas frequências utilizando o controle ativo de ruídos com o objetivo de garantir o isolamento acústico pela ação do transdutor eletromecânico.

O sistema de controle ativo de ruídos é programado para detectar os ruídos de baixa frequência indesejados que passaram pelo conjunto isolador e após um processamento deste sinal em um sistema computadorizado a película cerâmica piezelétrica é alimentada por uma diferença de potencial em uma frequência de oscilação adequada para produzir sinais sonoros que através de interferência destrutiva neutraliza os ruídos indesejados. O que ocorre é que as frequências das ondas sonoras produzidas pelo dispositivo têm a mesma frequência das ondas do ruído indesejado, mas em oposição de fase, de forma que o resultado de seus encontros as leva ao cancelamento mútuo.

Siviero esclarece que o primeiro dispositivo similar surgiu na década de 90 com a utilização de uma camada de plástico com características piezelétricas. Acontece que esse plástico apresentava deformações muito restritas. Com a utilização do novo material, o pesquisador conseguiu maiores deslocamentos e a produção de pressões sonoras maiores, que permitem atenuar ruídos mais altos (de maior amplitude).

O pesquisador afirma que o protótipo desenvolvido ainda não é usual no setor aeronáutico. O que se pretende no laboratório é aperfeiçoar o protótipo estudado de forma a criar uma célula unitária de controle de ruído autônoma, de forma que ela já traga no seu bojo os sensores de ruído para o controle ativo, o sistema digital de processamento de sinais e o conjunto atuador de forma que o sistema seja fornecido pronto para ser instalado. Atualmente, o protótipo instalado no laboratório utiliza um computador para o registro do som que entra, processa o sinal de controle enviado para o transdutor e monitora quanto som foi transmitido através do conjunto.

Para Siviero, embora o sistema proposto apresente maior custo em relação às estratégias utilizadas hoje em dia, apresenta resultados superiores aos das estratégias utilizadas atualmente no isolamento das baixas frequências e desempenho equivalente nas médias/altas frequências. Siviero acredita que com o aperfeiçoamento do atuador e o desenvolvimento de um dispositivo dedicado ao controle de ruídos para ser acoplado à eletrônica embarcada já utilizada nos meios de transporte citados, ele possa vir a ser viável comercialmente.

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■ Publicações

Tese: “Controle Acústico Híbrido da Perda de Transmissão Sonora”
Autor: Diego Azevedo Siviero
Orientador: José Roberto de França Arruda
Unidade: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM)
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