Revestimento ac�stico antirru�dos absorve sete oitavas de barulho

Materiais Avançados

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/08/2025

Mecanismo de operação dos absorvedores acústicos baseados em metamateriais.[Imagem: Nengyin Wang et al. - 10.1093/nsr/nwaf199]

Isolamento acústico

Imagine ter um produto para vender que tenha aplicações em carros, aviões, casas e apartamentos em áreas de grande trânsito de veículos ou ambientes industriais e, mais importante, um produto que não tem concorrente no mercado.

Esse produto, no qual qualquer investidor apostaria, é um revestimento acústico antirruídos, mas para ter sucesso ele deve ter uma característica crucial: Ser capaz de absorver de modo eficiente sons de baixa frequência em banda larga. Características adicionais bem-vindas incluem ser leve e fino e, se possível, flexível, para se adaptar facilmente aos ambientes sem grandes exigências de peso e espaço.

Não por acaso, superar os limites físicos da absorção de ruídos de baixa frequência tornou-se o foco central da pesquisa acústica. E quem saiu na frente foi Nengyin Wang e colegas da Universidade Tongji, na China.

Wang criou um metamaterial absorvedor de sons capaz de abranger sete oitavas, amortecendo ruídos de 100 Hz a 12.800 Hz - a faixa de frequência da audição humana típica estende-se de 20 Hz a 20.000 Hz.

Os metamateriais nasceram na busca por mantos de invisibilidade contra diversos tipos de radiação, da luz visível às ondas de terremotos, mas agora já se espalharam por praticamente todos os campos de pesquisa.

O segredo está nos elementos básicos deste novo metamaterial acústico, conhecidos como meta-átomos ou nanoantenas. Para construir os elementos básico do seu revestimento acústico a equipe usou ressonadores de Helmholtz em cascata e uma malha de arame ultrafina. Com um ajuste preciso das características de ressonância dos elementos, o absorvedor alcançou um coeficiente de absorção médio de 0,944 ao longo de toda a sua banda de sete oitavas.

Protótipo do absorvedor acústico de banda ultralarga, cobrindo sete oitavas.[Imagem: Nengyin Wang et al. - 10.1093/nsr/nwaf199]

Aplicações em outras ondas

Para alcançar um controle preciso da densidade de modo, das frequências de ressonância e das características de perda, a equipe introduziu um mecanismo que eles chamam de "modulação de densidade de modo ponderado por fator de qualidade" (ponderado por Q).

Essa abordagem melhorou significativamente a largura de banda e a eficiência de absorção, resultando em um absorvedor cuja faixa operacional cobre uma ampla faixa do espectro audível.

Segundo a equipe, essa metodologia e técnica de fabricação estabelecem um novo paradigma para o projeto de absorvedores acústicos de banda larga de alto desempenho. O perfil compacto e o desempenho excepcional permitirão aplicações na redução de ruído aeroespacial e no controle preciso de ambientes acústicos, mesmo os mais complexos.

Além disso, a teoria de modulação por densidade de modo ponderado Q, desenvolvida pela equipe, terá uma aplicabilidade universal, podendo se estender a outros sistemas de ondas, como ondas eletromagnéticas e elásticas, oferecendo novos impulsos nas tecnologias de modulação de ondas, o campo de atuação dos metamateriais e das metassuperfícies.

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