🔊 Metamateriais: um painel que absorve e difunde o som

Entre a absorção e a difusão do som, normalmente é preciso escolher. No entanto, investigadores conceberam um metamaterial que combina as duas funções na forma de um painel acústico. Publicados na revista Advanced Materials Technologies, estes trabalhos poderão encontrar aplicações em acústica arquitectónica e industrial.

Os materiais acústicos tradicionais cumprem geralmente uma das duas funções cruciais para o conforto acústico. Absorvem o som para evitar que seja reflectido ou transmitido através de uma parede, ou difundem o som para o homogeneizar num espaço fechado, como num estúdio de gravação, numa fossa de orquestra ou numa sala de reuniões.


Nos materiais tradicionais, como as espumas porosas ou os difusores, estas duas funções são de facto antagónicas, porque a primeira necessita de dissipar a energia sonora, enquanto a segunda deve dispersar as ondas com uma dissipação mínima. Os metamateriais acústicos permitem libertar-se destes limites, mantendo-se passivos, ou seja, sem necessidade de aporte exterior de energia, como a electricidade.

Investigadores do Laboratório de Acústica da Universidade do Mans (LAUM, CNRS/Université du Mans), da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong (China) e da Universidade Politécnica de Valência (Espanha) desenvolveram um metamaterial designado "passivo de dupla função" (DFPAM), que oferece ao mesmo tempo uma absorção eficaz (~ 85 %) e uma difusão elevada (~ 80 %), em duas gamas de frequências adjacentes. Alterna entre estas duas funções através de uma reconfiguração mecânica simples do painel, que, além disso, com apenas doze centímetros de espessura, tem metade da espessura dos tratamentos tradicionais.

O metamaterial foi concebido em três etapas, com uma fase teórica, simulações e uma validação experimental. A acústica foi assim modelada para realizar uma optimização multiobjectivo, o que permitiu encontrar um equilíbrio entre as duas funções antagónicas. O painel foi depois fabricado por estereolitografia, um método de impressão que utiliza aqui uma resina polimérica acusticamente rígida. A absorção e a difusão fazem-se em duas faixas de frequências diferentes, mas complementares, com uma absorção das baixas frequências (200-1000 Hertz) e depois uma difusão acima (1000-2500 Hertz).

Estes trabalhos abrem caminho a aplicações inovadoras em acústica arquitectónica e industrial, em particular em espaços restritos, como os que se encontram nos transportes, aeroespacial, estúdios de gravação ou ainda salas de reuniões. Empresas já mostraram interesse em valorizar estes resultados.