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Abstract:
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O ruído representa um grave problema na sociedade moderna, dado que o funcionamento de
equipamentos, máquinas e veículos gera desconforto e impacta negativamente a saúde e a
qualidade de vida da população. A atenuação dessas emissões sonoras é um desafio complexo,
especialmente em baixas frequências, onde os materiais absorventes porosos convencionais
tornam-se inviáveis devido à necessidade de espessuras equivalentes ao comprimento de onda.
Frente a essa problemática, têm surgido nos últimos anos diversas pesquisas sobre metamateriais
acústicos — estruturas baseadas no arranjo de células unitárias que apresentam propriedades
inéditas, como alta absorção em baixas frequências com dimensões reduzidas. Nesse contexto,
este trabalho propõe caracterizar a influência da rugosidade superficial em um metamaterial
acústico labiríntico com cinco canais enrolados, fabricado por impressão 3D via modelagem por
extrusão (FDM). A investigação, delimitada na faixa frequencial de 100 a 600 Hz, é fundamentada
em três metodologias: analítica, numérica e experimental. O modelo analítico baseia-se na
formulação a parâmetros concentrados (Lumped) utilizando o software comercial MATLAB.
A abordagem numérica engloba a modelagem geométrica no software comercial SolidWorks
e a simulação por elementos finitos (MEF) no software comercial COMSOL versão 6.1. Por
fim, a validação experimental é realizada por meio de ensaios normativos (ISO 10534-2) em
tubo de impedância utilizando protótipos impressos com cinco células acopladas. Os resultados
demonstram que a rugosidade superficial da microperfuração do metamaterial, em conjunto com
os parâmetros dimensionais do modelo, altera de forma relevante o comportamento de absorção
sonora. Além disso, constatou-se que a orientação e as configurações de impressão influenciam
diretamente na magnitude da rugosidade inerente ao processo de fabricação. |
