Aplicação de metamaterais acústicos para redução do ruído de protetores auditivos tipo concha nas baixas frequências

Abstract

Este trabalho apresenta o estudo numérico do desempenho acústico de protetores auriculares otimizados por meio da inserção de metamateriais acústicos (MMAs). Inicialmente, foram desenvolvidos modelos bidimensionais e tridimensionais utilizando o software COMSOL Multiphysics, com base na física de Pressure Acoustics, complementados por condições de contorno específicas, como Narrow Region Acoustics e Plane Wave Radiation. As simulações permitiram avaliar o efeito das ressonâncias do canal auditivo e, posteriormente, quantificar a Insertion Loss do sistema com e sem a presença do MMA. Adicionalmente, foi discutida a influência da substituição parcial do material poroso do protetor pelo metamaterial, destacando-se a necessidade de um balanceamento entre os mecanismos ressonantes introduzidos e a absorção inerente ao meio poroso. Os resultados evidenciam o potencial dos MMAs como estratégia de aprimoramento do desempenho de protetores auditivos, ressaltando a importância da integração entre modelos matemáticos, simulações numéricas e análises experimentais no desenvolvimento de soluções inovadoras para mitigação de ruído.