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Cientistas recorrem a metamateriais para criar aplicações inovadoras com vista a mitigar ruídos

Desenvolver aplicações acústicas e mitigar os problemas de ruído e de vibrações na indústria, edifícios ou meios de transporte, através da utilização dos metamateriais é o objetivo do METAVISION, um projeto internacional em que participa o Departamento de Engenharia Civil (DEC) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC).




Afinal, o que são metamateriais? «São materiais cujas propriedades vão para além do que se pode encontrar na natureza», começa por explicar Luís Godinho, coordenador do projeto na FCTUC, esclarecendo que, «na verdade, são materiais artificiais, modificados ou criados de forma a apresentar certas propriedades específicas, desejadas para uma determinada aplicação. No caso da acústica e vibrações, procuramos tirar partido de conceitos como o de ressoador acústico ou mecânico, ou de elemento absorsor de energia para criar estruturas cujo comportamento como um todo apresenta desempenhos de proteção muito além dos esperados ou observados num material isolado».


O METAVISION é um projeto que se dedica à formação de novos doutorados na área específica dos metamateriais para aplicações acústicas e mitigação de vibrações. Segundo o também docente do DEC, pretende-se formar uma nova geração com competências específicas neste tipo de soluções inovadoras, permitindo que, durante o decorrer destes doutoramentos, sejam desenvolvidos novos métodos de design e análise para ampliar o desempenho e a aplicabilidade dos metamateriais.


Assim, esta investigação «procura conciliar duas tendências conflituantes. Por um lado, sabemos que a população se tem tornado cada vez mais consciente do impacto negativo da exposição excessiva ao ruído e às vibrações na saúde. Sabemos, também, que as soluções atuais de mitigação deste problema ainda exigem elementos muito pesados ou com grande volume de material para serem viáveis e eficientes em aplicações práticas, principalmente para frequências mais baixas», afirma o investigador.


No entanto, acrescenta, «cada quilo de massa retirado da cadeia logística tem de facto um benefício económico e ecológico direto, pelo que há todo o interesse em minimizar a massa/volume de material a usar em soluções práticas de engenharia de controlo de ruído e vibrações. Há, por isso, uma forte necessidade de soluções de materiais compactos e de baixa massa com excelentes características face ao ruído e vibrações, para as quais surgiram recentemente os chamados metamateriais e que têm demonstrado imenso potencial».


De acordo com Luís Godinho, este projeto reúne universidades, institutos de investigação e indústrias de pequena e grande dimensão dos setores da produção industrial, construção, transportes e equipamentos, com experiência relevante para criar o ambiente colaborativo de investigação e inovação necessário para levar os metamateriais de conceitos puramente académicos para a sua manufatura em larga escala. Portanto, a preocupação central do METAVISION é a aplicabilidade industrial das novas soluções de controlo de ruído e vibrações, abrindo caminho para uma Europa mais silenciosa e mais verde.

No âmbito deste estudo serão desenvolvidas 11 linhas de investigação específicas, culminando em projetos demonstradores industriais onde se implementarão muitos dos conceitos explorados. No caso da FCTUC, a equipa, da qual fazem ainda parte Andreia Pereira e Paulo Amado Mendes, também docentes do DEC, estará ligada a três das linhas de investigação definidas neste projeto, coordenando duas delas e participando na terceira.


«Nestas duas linhas que coordena, a equipa pretende desenvolver novos conceitos de soluções modulares de mitigação de ruído através de estruturas periódicas à base de betão leve, com especial interesse na criação de uma solução modular, inovadora e industrializável, e um conceito para melhoria do isolamento sonoro em edifícios baseado em micro ressoadores acoplados a painéis leves, que pode permitir uma melhoria significativa do desempenho acústico de muitas soluções técnicas de paredes leves. Já na terceira linha, apoiará o desenvolvimento de um novo conceito de ventilação para edifícios com elevada atenuação sonora, ajudando a mitigar um problema muito relevante nos nossos edifícios», finaliza o professor do DEC.


Este projeto, financiado pela Comissão Europeia, da tipologia Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) – Doctoral Network, é liderado pela Universidade Católica de Leuven (Bélgica). Além da UC, envolve o Centre National de la Recherche Scientifique (França) e diversas empresas, designadamente, a Siemens Industry Software NV, a Materialise NV, a Metacoustic e a Phononic Vibes SRL. Conta ainda com um conjunto de empresas e entidades parceiras que apoiam e dão suporte ao projeto, entre as quais a Mota Engil Engenharia e Construção.


Universidade de Coimbra





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