Ventiladores e exaustores ficam mais silenciosos e eficientes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/07/2022

O ruído excessivo prejudica sua saúde, mesmo que você já se considere "acostumado" com ele.
[Imagem: Martin Ottersten et al. - 10.1063/5.0055242]

Barulho de ventilado

Talvez você nem perceba mais, mas estamos submetidos a níveis de ruído cada vez mais altos, em casa, no trânsito e nos locais de trabalho, algo que faz aumentar o risco de hipertensão, doenças mentais, danos auditivos e até prejudicar o desenvolvimento cognitivo das crianças.

Se você já presenciou uma queda de energia em um shopping center, por exemplo, deve ter notado quanto ruído faz o sistema de ar-condicionado. E, para quem trabalha em uma indústria, não dá para ficar sem os EPIs.

Mas tudo pode começar a ficar mais silencioso, graças ao trabalho de Martin Ottersten e colegas da Universidade de Tecnologia Chalmers, na Suécia.

Ottersten identificou a fonte e eliminou grande parte do ruído que ocorre nos ventiladores dos sistemas de ventilação e exaustão, amplamente usados nos equipamentos de ar-condicionado, exaustores, extratores de pó etc.

O cerne do problema - e o que irrita o ouvido humano - ocorre quando as pás do ventilador giram, gerando um som com frequência consistente e previsível, conhecido como ruído tonal. Os ventiladores também fazem outro tipo de ruído, conhecido como ruído de banda larga, mas é o ruído tonal que realmente irrita.

Engenheiros da academia e da indústria trabalham há anos tentando identificar exatamente como esse som ocorre e como removê-lo, mas até agora ninguém havia conseguido encontrar uma resposta.

O grande feito da equipe foi identificar a fonte do ruído tonal, e então projetar um ventilador que elimine essa fonte.
[Imagem: Martin Ottersten et al. - 10.1063/5.0055242]

Ruído tonal

Com auxílio de modelos e simulações avançadas de computador, algumas delas rodando durante semanas, Ottersten conseguiu estudar como o ar flui através do ventilador durante a rotação e onde ocorre a turbulência. Os cálculos também forneceram dados de áudio para o ventilador, que foram usados para localizar a fonte dos tons.

"Regiões com alta energia cinética de turbulência foram encontradas entre a capa de proteção e a borda de fuga da lâmina, correspondente ao lado de pressão da lâmina. Essas regiões estão conectadas às recirculações de fluxo, que são causadas pelo fluxo que passa pela abertura. A grande energia cinética de turbulência é distribuída desigualmente entre as lâminas e varia periodicamente no tempo," contou a equipe.

E é essa distribuição desigual e variável que gera o ruído tonal.

Depois de simular várias opções da estrutura do ventilador, variando os pontos de onde o ruído surgia, ele conseguiu projetar um ventilador de tal forma que o som tonal diminuísse drasticamente, uma melhoria que promete ambientes internos muito mais silenciosos e saudáveis e, de quebra, um menor consumo de eletricidade.

"Testando diferentes modificações nos ventiladores e medindo os níveis de som usando cálculos muito complexos, em centenas de computadores ao longo de várias semanas, pudemos determinar exatamente onde na construção do ventilador o som tonal se origina e como eliminá-lo. E mais, também observamos que a eficiência do ventilador aumenta à medida que o som tonal diminui," disse o pesquisador.

A universidade está ajudando os pesquisadores a patentearem seu novo projeto de ventilador, que já chamou a atenção da indústria, o que faz presumir que logo poderemos comprar ventiladores, aparelhos de ar-condicionados e exaustores mais silenciosos e mais eficientes.

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