Mecânica

Estrutura rígida absorve vibrações de foguetes e aviões

Estrutura rígida absorve vibrações de foguetes e aviões
Como é rígido, o material também pode cumprir funções estruturais, ao contrário dos materiais tradicionais, que geralmente são macios. [Imagem: Jung-Chew Tse]

Vibrações indesejáveis

Um material capaz de absorver uma ampla gama de vibrações, incluindo a faixa audível - as vibrações mais indesejáveis da engenharia - acaba de ser fabricado por uma equipe da Escola Politécnica de Zurique (ETH), na Suíça.

A eficiência do material antivibração é tão grande que a equipe aposta que ele vai estrear nas aplicações mais nobres, incluindo foguetes e satélites artificiais, e na fixação de motores de aviões e rotores de turbinas eólicas.

Uma espécie de "espuma rígida", o material consiste em uma estrutura padronizada com perfurações espaçadas por 3,5 milímetros, no interior da qual são colocados cubos de aço, que funcionam como ressonadores.

"Em vez de a vibração viajar ao longo de toda a estrutura, ela é aprisionada pelos cubos de aço e pelas varetas da grade plástica interna, de forma que o outro lado da estrutura não se move," explica o professor Chiara Daraio.

Espuma rígida

Apesar de já existir uma infinidade de materiais de absorção de vibrações, a maioria consiste de materiais macios. Já a nova estrutura é rígida, o que possibilita seu uso como um componente estrutural, suportando cargas, por exemplo, em engenharia mecânica ou mesmo em rotores de avião e hélices de helicóptero.

Além disso, ela absorve uma ampla gama de vibrações, de alta e baixa frequência, podendo ser customizada para absorver oscilações na faixa de algumas centenas até dezenas de milhares de hertz.

E o material compósito é particularmente eficiente na absorção das vibrações lentas. "Isto inclui as vibrações na faixa audível. Na prática da engenharia, estas são as mais indesejáveis, já que causam poluição ambiental e reduzem a eficiência energética de máquinas e veículos," explicou Daraio.

A equipe agora pretende testar seu design com outros materiais, incluindo metais leves em lugar do plástico.

Bibliografia:

Composite 3D-printed metastructures for low-frequency and broadband vibration absorption
Kathryn H. Matlack, Anton Bauhofer, Sebastian Krödel, Antonio Palermo, Chiara Daraio
Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: 113 no. 30 - 8386-8390
DOI: 10.1073/pnas.1600171113




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