ART. 43 JOCKEYS

Uma primeira bateria de testes mostrou que o aparato necessitava de ajustes, j´a que medi¸c˜oes com algumas amostras retornaram resultados n˜ao esperados. Para obter um diagn´ostico das poss´ıveis fontes de desvios, foi efetuada uma s´erie de investiga¸c˜oes com- parativas, nas quais parˆametros estruturais, eletroac´usticos e computacionais foram varia- dos. Ao final dessas investiga¸c˜oes, algumas modifica¸c˜oes foram empregadas em definitivo, cujos detalhes e procedimentos s˜ao expostos a seguir.

5.3.1

Microfones

A princ´ıpio, cada ensaio conduzido no tubo de impedˆancia projetado pode fornecer re- sultados precisos em toda a faixa de frequˆencia considerada para o trabalho. Para isso, ´e necess´ario o uso de trˆes microfones posicionados concomitantemente em M1, M2 e M3, e estes devem estar calibrados entre si (ou seja, apresentar a mesma resposta em frequˆencia). As investiga¸c˜oes comparativas, por´em, indicaram que o uso de apenas dois dos microfo- nes dispon´ıveis retornavam melhores resultados, provavelmente pelo terceiro microfone n˜ao apresentar uma resposta em frequˆencia adequada. Essas mesmas investiga¸c˜oes in- dicaram que melhores resultados eram obtidos para os dois microfones posicionados nos pares M1-M3 e M2-M3.

Assim, para evitar a necessidade de novas aquisi¸c˜oes (o que agregaria custos ao pro- jeto), optou-se por configurar o aparato para atuar com apenas dois microfones. Conse-

quentemente, os ensaios posteriores foram divididos em dois grupos: um para a faixa de frequˆencia entre 25 e 85 Hz (microfones no par M1-M3, varredura de 10 a 180 Hz − grupo 1) e outro para a faixa entre 85 e 280 Hz (microfones no par M2-M3, varredura de 40 a 350 Hz − grupo 2). Para cada faixa, as investiga¸c˜oes comparativas indicaram que eram necess´arias modifica¸c˜oes no filtro passa-baixa (parˆametro computacional dependente da frequˆencia) e nas intensidades dos sinais de entrada e sa´ıda (parˆametros eletroac´usticos). Dessa forma, o aparato teve de ser calibrado antes de cada grupo de ensaios. A rotina exposta no apˆendice C refere-se aos ensaios do grupo 1, sendo que os valores referentes `

a faixa de frequˆencia e aos parˆametros do filtro passa-baixa para o caso do grupo 2 s˜ao apresentados na mesma rotina como coment´arios (ou seja, precedidos pelo s´ımbolo %). A divis˜ao dos ensaios demandou ainda a exposi¸c˜ao dos resultados em gr´aficos separados de acordo com a faixa de frequˆencia analisada.

Para preencher o canal relativo ao suporte de microfone sobressalente em cada grupo de ensaios, foi desenvolvida uma pe¸ca com as mesmas dimens˜oes do microfone que, quando aplicada, garante isolamento ac´ustico e nivelamento da superf´ıcie interna do tubo. A foto da Figura 5.8 apresenta os detalhes da pe¸ca isolante.

Figura 5.8: Fotos da pe¸ca que isola o suporte sobressalente nas medi¸c˜oes. Esquerda: suporte antes de ser instalado, preenchido com a pe¸ca isolante; centro: suporte instalado no corpo do tubo, com a pe¸ca isolante separada; direita: os trˆes suportes instalados no corpo do tubo, preenchidos com dois microfones e com a pe¸ca isolante.

Fonte: o autor

5.3.2

Caixa ac´ustica e cavidade de amostra

As investiga¸c˜oes comparativas mostraram que o grau de acoplamento entre a caixa ac´ustica e o corpo do tubo atrav´es do sistema de flange interferia nos resultados, que variaram conforme a press˜ao aplicada pelos parafusos sextavados. Julgando que esse comporta-

mento provinha da transmiss˜ao de ru´ıdo vibracional gerado na caixa ac´ustica, as tiras de borracha de 1 mm inicialmente aplicadas na borda do tubo foram substitu´ıdas por uma borracha amortecedora mais espessa (10 mm), que cobriu a ´area total do sistema de flange. Adicionalmente, os parafusos sextavados foram trocados por grampos de press˜ao. Tais adapta¸c˜oes, detalhadas nas fotos da Figura 5.9, garantiram uma maior repetibilidade dos resultados.

Figura 5.9: Adapta¸c˜ao efetuada para o acoplamento entre a caixa ac´ustica e o corpo do tubo. Esquerda: um dos grampos de press˜ao utilizados; centro-esquerda: lateral do sistema de flange com dois grampos aplicados; centro-direita: detalhe para o grampo pressionando o sistema de flange preenchido pela borracha; direita: vista geral do acoplamento abrangendo parte do sistema eletroac´ustico e o termˆometro instalado na lateral do tubo.

Fonte: o autor

As instala¸c˜oes dos fechos de press˜ao no corpo do tubo cederam com o uso, fato que tamb´em refletiu na repetibilidade dos resultados obtidos na investiga¸c˜ao comparativa. Para sanar o problema, o mecanismo de fechamento da cavidade de amostra foi trocado por dois grampos constru´ıdos com madeira maci¸ca e barra roscada, tal qual detalham as fotos da Figura 5.10. Nota-se pelas duas fotos da direita que o mesmo tipo de grampo foi utilizado para exercer press˜ao nas laterais do tubo, na regi˜ao do plano de referˆencia. Buscou-se com tal inser¸c˜ao um mecanismo para auxiliar o encaixe lateral justo das amos- tras, que a princ´ıpio era garantido unicamente pela confec¸c˜ao de amostras com larguras precisas. Nota-se ainda que os trˆes fechos do topo do tubo (fechos longitudinais) continu- aram em uso, j´a que n˜ao foi poss´ıvel garantir press˜ao na regi˜ao apenas com as adapta¸c˜oes efetuadas.

Para investigar comparativamente os efeitos das adapta¸c˜oes, testes foram conduzidos com uma amostra do absorvedor de Helmholtz, para cinco situa¸c˜oes de fechamento da ca- vidade: porta apenas apoiada (sem fechos de press˜ao); fechamento com fechos de press˜ao na regi˜ao da amostra; fechamento com fechos de press˜ao na regi˜ao da amostra e na extre- midade da cavidade; e fechamento com os dois grampos substituintes. Adicionalmente,

Figura 5.10: Esquerda e centro-esquerda: grampos confeccionados para substituir os fechos de press˜ao; centro-direita e direta: vistas lateral e superior da cavidade de amostra com o novo sistema de fechamento.

Fonte: o autor

um teste foi conduzido com a cria¸c˜ao intencional de uma fresta entre a porta da cavidade e o topo do tubo. Com exce¸c˜ao de tal teste adicional, todas situa¸c˜oes de fechamento con- taram com press˜ao nos fechos longitudinais. A Figura 5.11 mostra o gr´afico dos resultados obtidos, tal qual uma ilustra¸c˜ao em vista superior das possibilidades de fechamento.

Figura 5.11: Esquerda: coeficientes de absor¸c˜ao sonora obtidos com uma amostra do absorvedor de Helmholtz, para v´arias situa¸c˜oes de fechamento da cavidade; direita: esquema ilustra- tivo em vista superior da cavidade de amostra, com indica¸c˜ao para as possibilidades de fechamento.

Fonte: o autor

A varia¸c˜ao entre os resultados observada no gr´afico da Figura 5.11 indicou a im- portˆancia de se garantir encaixe da amostra e fechamento da cavidade precisos o suficiente para excluir a possibilidade de surgimento de frestas. Em vista disso, para auxiliar o novo mecanismo, as amostras ensaiadas a partir de sua aplica¸c˜ao foram confeccionadas com alturas que excederam as laterais do tubo em dimens˜oes submilim´etricas (em torno de 0.5 mm). Buscou-se com tal procedimento obter um encaixe justo entre as amostras e a porta da cavidade, cuja base cont´em uma folha de borracha de 1 mm de espessura (Fi- gura 5.6). Ao final de todas as adapta¸c˜oes, o fechamento da cavidade de amostra passou

a contemplar os seguintes passos: (1) encaixe da amostra; (2) aplica¸c˜ao de press˜ao lateral (grampo lateral); (3) encaixe da porta e aplica¸c˜ao de press˜ao nos fechos longitudinais; (4) aplica¸c˜ao de press˜ao na regi˜ao da amostra (grampo de topo); e (5) aplica¸c˜ao de press˜ao na extremidade (grampo de topo). As imagens da Figura 5.12 ilustram a cavidade de amostra em vista superior e em corte longitudinal, com indica¸c˜ao para as partes relativas a cada passo de fechamento.

Figura 5.12: Ilustra¸c˜ao em vista superior (esquerda) e em corte longitudinal (direita) da cavidade de amostra, com numera¸c˜ao indicando os passos para fechamento. A folha de borracha que sela o contato entre a amostra e a porta ´e apresentada com dimens˜oes extrapoladas para melhor visualiza¸c˜ao.

Fonte: o autor

A Figura 5.13 mostra duas fotos do aparato experimental ap´os o emprego do sistema eletroac´ustico e a aplica¸c˜ao das adapta¸c˜oes. A configura¸c˜ao em quest˜ao refere-se aos ensaios do grupo 1, com microfones posicionados no par M1-M3, e a pe¸ca isolante em M2.

Figura 5.13: Aparato experimental completo, ap´os receber aplica¸c˜ao das adapta¸c˜oes.