Metamateriais acústicos: controle e otimização da absorção e atenuação sonora

Abstract

As técnicas de controle de ruídos e vibrações utilizadas para aumentar a capacidade de absorção de materiais e de atenuação em elementos divisórios são de extrema importância em diversas aplicações: cabines aeronáuticas, compartimentos veiculares, enclausuramentos de máquinas, barreiras para tráfego rodoviário, salas de concerto e auditórios em geral. No en tanto, essas técnicas apresentam limitações em faixas de frequências baixas o que tem motivado pesquisas e desenvolvimento de novos conceitos e dispositivos acústicos. Dessa forma, os me tamateriais acústicos (MMA) têm-se mostrado como soluções inovadoras quanto ao controle de ruídos, com grande potencial para atuar eficientemente na absorção e redução sonora em frequências abaixo de 1.000 Hz. Os MMA são conhecidos como estruturas periódicas que pos suem propriedades físicas e comportamento específicos para grandes comprimentos de onda (baixas frequências). Neste projeto de pesquisa, a caraterização, avaliação e análise de propos tas de MMA, dos tipos labiríntico e ressonador de Helmholtz, foram desenvolvidas para avaliar o comportamento tanto do coeficiente de absorção como da perda de transmissão sonora na região de frequências entre 100 e 600 Hz, visando otimizar o desempenho acústico dos mode los de MMA, em termos dos seus parâmetros geométricos, efeitos visco-térmicos e impedância acústica. Esta investigação foi executada em cinco etapas: Descrição analítica dos modelos de MMA; Representação dos modelos físico e geométricos dos MMA; Modelagem e simulação pelo método de elementos finitos; Análise de sensibilidade e otimização do modelo; Ensaios de bancada de absorção e transmissão sonora.