O projeto de produto de engenharia em geral segue uma meto- dologia específica a qual segmenta o projeto em quatro grandes etapas (BACK et al., 2008). São elas:
a) Projeto Informacional; b) Projeto Conceitual;
c) Projeto Preliminar; d) Projeto Detalhado.
Na primeira etapa de projeto informacional, a metodologia su- gere a coleta de informações que visam obter os requisitos, premissas e diretrizes do projeto. Então, desenvolveu-se uma revisão bibliográfica, onde foram avaliados vários métodos de determinação de impedância e diferentes bancadas experimentais de acordo com o capítulo anterior. Após discussões entre os membros da equipe, formalização do projeto e disponibilização do orçamento, foi realizada uma reunião de início do projeto onde foram definidos e estimados alguns parâmetros norteado- res do projeto em termos técnicos, foram eles:
a) Níveis de pressão sonora: 130 - 150 dB, espera-se que esta faixa de pressão sonora seja alta o suficiente para vencer o ruído de fundo gerado pelo escoamento e na qual pode-se obter efeitos de não line- aridade;
b) Velocidades de fluxo: 0,0 a 0,4 Mach, devido a essa faixa de veloci- dade estar próxima à encontrada na turbina na condição de pouso, além de pesquisas em todo mundo utilizarem faixas de velocidade similares;
c) Seção transversal da bancada: retangular, com frequência de corte próxima a faixa de ressonância de liners típicos, permitindo que se- jam excitados ao menos um modo de alta ordem na faixa de frequên- cia de interesse para avaliar a influência destes modos nos métodos de determinação de impedância;
d) Comprimento mínimo da amostra: 200 mm, devido a ser um valor permissível de fabricar amostras através de impressão 3D e ser su- ficientemente grande para avaliar efeitos aeroacústicos decorrentes da interação acústica com escoamento;
e) Ruído de escoamento esperado: 70 - 110 dB, valor encontrado na literatura (ELNADY; BODEN, 2004);
f) Faixa de frequência: 400 a 3,5 kHz, na qual os materiais de trata- mento acústico de motores tipicamente atuam;
g) Método de determinação da impedância acústica: possibilidade de testar diferentes métodos experimentais diretos e indiretos (iterati- vos), ou seja, a bancada deve possuir uma configuração flexível de acordo com o método.
O uso de diferentes métodos e técnicas em cada bancada ana- lisada durante a revisão bibliográfica confere a elas vantagens e des- vantagens que guiaram o projeto proposto. Tal estudo apontou para necessidade de construção de uma bancada modular (seção de teste e de geração de sinais livres para movimentação e alteração do leiaute).
Na segunda etapa, de projeto conceitual, a metodologia instrui a geração de uma matriz de soluções e esboços para satisfazer os ob- jetivos do projeto. Primeiramente avaliou-se a premissa de infraes- trutura disponível no LVA, que dispunha de 2 câmaras reverberantes com agenda de utilização restrita, sendo necessárias sucessivas mon- tagens e desmontagens da bancada para realização das campanhas de
ensaios. Conseguinte, elaborou-se alguns esboços e esquemas conceitu- ais que permitiram vislumbrar a quantidade de equipamentos e peças necessárias, prevendo a modularidade e possibilidade de montagem e desmontagem. Portanto, dividiu-se a bancada em seções com funções específicas. Foram elas:
a) Seção de canalização e tratamento de fluxo de ar - a solução proposta foi um bocal convergente acoplado à câmara reverberante 2 do LVA e um difusor responsável pela recuperação de carga do sistema de vazão. O escoamento deveria ser gerado por um elemento externo à câmara reverberante que fosse instalado em local que não propagasse o ruído dos sinais ensaiados na bancada para as dependências do laboratório e salas de aula do centro tecnológico da universidade. b) Seção de geração de sinais - seria composta por cerca de 8 a 10
alto-falantes de compressão que proporcionassem elevados níveis de ruído tonal (simulando o BPF das hélices de um motor turbofan) e que pudessem ser facilmente movimentada para se usar a técnica de duas fontes (SANTANA et al., 2011);
c) Seção de teste - modular, permitindo afixação das amostras e que proporcionasse flexibilidade de medição de pressão sonora e demais grandezas necessárias em diversos pontos físicos, a montante e a jusante da amostra;
d) Seção de tratamento de ruído de fundo - necessária devido ao fato de alguns métodos serem sensíveis às reflexões sonoras nas terminações da tubulação e serem necessárias altas relações sinal-ruído;
e) Seção de geração de escoamento - optou-se por trabalhar sob sucção com pressões negativas e perfis de velocidade controláveis, de forma a minimizar os efeitos ocasionados pelo ruído e vibração do venti- lador sobre o perfil do escoamento, o qual é mais uniformemente gerado em um bocal convergente.
Concluído o projeto conceitual, no projeto preliminar realiza-se a definição das soluções mecânicas, definindo-se materiais, geometria e equipamentos. Foram realizados desenhos da geometria das peças e otimização dos desenhos assistidos por computador através de monta- gens virtuais (Computer Aided Design - CAD), visando obter as faixas de operação dos transdutores, dimensionamento final das peças e ne- cessidades específicas de cada equipamento. Os processos produtivos e custos de aquisição/contratação de peças e serviços foram levantados
nesta etapa que foi importante para decisão do porte do ventilador cen- trífugo utilizado. Para tal, necessitou-se de cálculos analíticos de perda de carga da tubulação, cálculos de níveis de pressão sonora dentro e fora da câmara reverberante e o contato com fornecedores de materiais.
Por fim é realizado o projeto detalhado que conta com a ela- boração dos desenhos técnicos, preparação das peças para produção, aquisição de peças, equipamentos e gerenciamento dos fornecedores, compras e entregas. Essa etapa requereu constante contato com for- necedores de produtos e serviços, além de gerenciamento de insumos, cronogramas e pessoal. Apesar de ser a mais trabalhosa, essa etapa per- mitiu aos projetistas aprender muito com os erros cometidos, devido ao constante contato com processos de produção, limitações e reprojeto de peças para adequação à produção ou visando suprir algum requisito específico de material ou geometria.