Novo túnel aeroacústico da Bosch

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Karina Autopress
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- O ruído, ou barulho, tem muitas facetas – ele pode ser agradável, aceitável, desagradável, ou simplesmente insuportável. O automóvel, como qualquer outro veículo, está exposto externa e internamente a fluxos de ar que podem gerar sensações boas, aceitáveis, desagradáveis ou simplesmente muito ruins.

Os pesquisadores da Bosch estão usando um novo túnel de vento acústico para investigar suas causas e desenvolver maneiras de torná-lo sempre agradável. Eles trabalham para otimizar os componentes que conduzem o fluxo de ar nos automóveis, caminhões, ônibus e também numa infinidade de outros produtos, como caldeiras a gás, ferramentas elétricas e tantos outros.

Produtores de pianos, órgãos, violinos e uma série infinda de instrumentos de som usam um ouvido muito apurado para “regulá-los”. Ao contrário deles, os pesquisadores dos veículos trabalham com som puramente técnico – cujos resultados devem satisfazer seus clientes.

A energia do som é muito menor do que a energia cinética ou calorimétrica do fluxo de ar que a gera – mas mesmo assim é capaz de criar, com toda a facilidade, ruídos indesejáveis. Os cientistas estão tentando buscar soluções para mais este problema.

A solução vem de fazer mudanças mínimas no desenho dos componentes que conduzem o fluxo de ar. É um trabalho experimental, freqüentemente de tentativa e erro, buscando mudanças que melhorem a qualidade do som produzido – mas hoje já se usa muito a CAE, ou engenharia ajudada por computador. O resultado prático vem da experimentação, que é transformada em ferramentas de simulação numérica, que aos poucos já está chegando a prever resultados.

Um alternador de um veículo moderno gira a até 10 mil rpm para manter toda a eletrônica funcionando – e contribui bastante a seu nível global de ruído. Como ele tem de ser mantido o mais compacto possível, o jeito é utilizar um ventilador para retirar todo o calor por ele produzido. Para diminuir o ruído, os pesquisadores estão utilizando dois métodos complementares.

Primeiro, estão simplificando o alternador de maneira a construir um modelo abstrato de rotor-estator, com apenas aquelas peças que produzem ruído.

Segundo, soldam por laser as peças plásticas, criando uma conexão homogênea que garante fechamentos à prova d’água e de ar – a mesma técnica que encapsula módulos de acelerador, substitutos do pedal tradicional. Até agora, os componentes são feitos do mesmo material, como poliamidas ou poliésteres – mas o futuro é da combinação de diferentes tipos de plástico, soldados por laser de diodo de baixa potência, não mais de algumas centenas de watts.

As diferenças deste túnel

Embora o túnel de vento da Bosch possa chegar aos 200 km/h, ele tem uma característica totalmente diversa dos túneis de vento normais: seu jato de ar é silencioso – e isso é básico num túnel feito para estudar apenas os ruídos que resultam da interação entre os componentes em teste e o fluxo de ar.

Neste túnel o fluxo de ar viaja mais ou menos à altura do ombro de uma pessoa comum. Ele é invisível e praticamente inaudível, chamado pelos pesquisadores de ‘vento sussurrante’. Mas se alguém o atravessar, vai entrar numa torrente altíssima de ruído.

Sua construção só foi possível após muita pesquisa, que o definiu como um sistema recirculante. O ar presente no laboratório é sugado por um ventilador no teto e depois reinjetado ao laboratório por um bico ajustável que controla a velocidade do fluxo.

O componente mais crítico é o ventilador, que faz a circulação e recirculação do ar. Ele foi acusticamente otimizado para o fluxo, mas é claramente audível fora do laboratório. Como ele também gera calor, um sistema de ar-condicionado é necessário para manter uma temperatura confortável. Simulações matemáticas foram feitas para definir os amortecedores de som para o sistema de ventilação. Dentro do laboratório, não se ouve qualquer tipo de ruído.

O túnel de vento é uma das principais ferramentas experimentais da Bosch. Neste momento, os pesquisadores estão estudando a geração e a propagação de som de limpadores de pára-brisa sob condições de vento forte alta velocidade. Utilizam um pára-brisa curvo tornado plano e um limpador que virou uma barra reta.

Os peritos em termocústica querem investigar as regras físicas baseadas em modelos simplificados e usar também modelos análogos virtuais em simulações computacionais. Se os resultados da modelagem computacional “baterem” com os resultados experimentais, os cientistas passarão à próxima fase: verificar geometrias mais complexas.

O fator complicador aqui é a interação entre os domínios do fluxo de ar e do som. A primeira tarefa é usar uma grade matemática fina com milhões de pontos e computar o curso dos fluxos de ar com as fontes associadas de som. A partir desses resultados, os cientistas computarão as ondas de som medidas num período de tempo, e as colocarão numa grade bem menos refinada.

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José Luiz Vieira é engenheiro automobilístico e jornalista, diretor de redação da revista Carga & Transporte e do site TechTalk www.techtalk.com.br, sócio-proprietário da empresa JLV Consultoria e um dos mais respeitados jornalistas especializados em automóveis do Brasil. Trabalhou como piloto de testes em várias fábricas e foi diretor de redação da revista Motor3. E-mail: joseluiz@jlvconsultoria.com.br

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