Pouca gente sabe, mas a verdade é que as pessoas que moram perto de grandes aeroportos são mais suscetíveis a problemas como estresse, comprometimento da memória e até doenças cardíacas. Isso porque essas doenças geralmente são provocadas pela poluição sonora que incessantemente perturba seus ouvidos.

Obviamente, todos nós já conhecemos muito bem o barulho estrondoso que os motores dos aviões podem fazer, muitas vezes até chegando a mover ou danificar janelas e móveis. O barulho é ainda mais perturbador quando é proveniente de um avião a jato. Curiosamente, o som de um jato é tão alto que, mesmo quando a aeronave se esconde pelas camadas mais altas do céu, o ruído agudo e penetrante ainda pode ser ouvido de maneira distinta.

De fato, a 140 decibéis (uma unidade para medir a intensidade do som), o ruído de um avião a jato fica a apenas 40 decibéis de danificar nossos tecidos auditivos e a 54 decibéis do ruído mais alto possível. Mas, afinal de contas, o que causa esse barulho? Por que os motores dos aviões são absurdamente barulhentos? São essas as questões que vamos abordar ao longo do nosso post!

Analisando os motores dos aviões

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Para entender por que os aviões fazem tanta barulheira, precisamos primeiramente entender o que impulsiona os próprios jatos. Basicamente, o motor de um jato pode ser dividido em várias partes distintas. A primeira parte é o ventilador, que executa a tarefa de sugar o ar. De fato, as próprias lâminas do motor são projetadas de forma a atrair e engolir um enorme volume de ar para dentro do motor.

O ar é posteriormente transferido para o compressor, que comprime o ar para torná-lo mais inflamável. O compressor, assim como o ventilador, é composto por pás inteligentemente projetadas que manipulam as moléculas de ar para se compactarem em espaços ainda mais apertados. Para se ter uma ideia, o compressor do motor de um jato comum pode comprimir o ar até 12 vezes mais que a pressão original!

O ar inflamável é então passado para a câmara de combustão, onde o combustível é injetado. Uma faísca elétrica incendeia a mistura e consequentemente o gás queimado e instantaneamente expandido precisa encontrar uma saída, mas não pode sair pelo ventilador devido ao ar que entra. Em vez disso, o gás escapa através de um bico na outra extremidade do motor.

Essa força, de acordo com a terceira lei do movimento de Newton, gera uma força suficiente para empurrar o jato na direção oposta. Vale destacar que o aparelho é anexado por uma turbina com pás que são rotacionadas pelas rajadas de gás quente, sendo que a turbina também é fixada no ventilador e no compressor para mantê-los girando.

Uma questão envolvendo diferenças de velocidade

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Como você já pode ter imaginado, uma mudança enorme e abrupta na velocidade do fluxo pode ser observada em dois instantes: quando o ar entra no motor através do ventilador e quando o gás ardente sai através da parte traseira. De fato, esse fluxo sai a uma velocidade tão exorbitante que acaba criando uma turbulência notória no ar circundante, o que transmite um excesso de ondas de pressão. É exatamente isso o que provoca a tal barulheira, pois o som é uma onda de pressão viajando através de um determinado meio.

Por exemplo, quando uma lâmina rotativa do ventilador “corta” um certo volume de ar, ela o comprime, ainda que minuciosamente. No entanto, antes de concluir uma revolução e retornar ao mesmo ponto, a pressão do ar é recuperada. Só que quando o ventilador completa uma volta, o ar circundante é comprimido mais uma vez, de modo que o ciclo de compressão e recuperação continua enquanto o ventilador gira continuamente. De fato, o ventilador do motor de um jato gira a 20.000 RPM, de modo que a frequência dessas alterações é drasticamente alta.

Da mesma forma, quando o fluxo do outro lado se expande exponencialmente em um rápido instante, a perturbação caótica e a turbulência do fluxo transmite ondas de pressão por toda parte. Assim, se a frequência desse distúrbio estiver dentro do espectro de frequência audível, uma desagradável sensação auditiva é sentida.

Existe uma forma de diminuir esse barulho?

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Para diminuir a intensidade desse ruído, os engenheiros aeroespaciais costumam afixar um kit de misturador ou silenciador no final do motor. Um misturador, como seu próprio nome já dá a entender, mistura o ar quente com o ar frio, que flui pela câmara de combustão para diminuir a temperatura do gás inflamado e, assim, diminuir sua velocidade. Isso, é claro, afeta o desempenho do jato, mas reduz bastante a intensidade do barulho.

Outra maneira de diminuir o ruído é usar bocais mais longos, de modo que a turbulência do gás expandido seja mais controlada. Consequentemente, a velocidade do jato vai diminui da mesma forma, mas a redução na intensidade do barulha é de cerca de 15 decibéis. Esse valor até pode parecer uma mudança insignificante, mas como a escala de decibéis é logarítmica, a redução é realmente imensa na prática. Ou seja, o xis da questão é que quanto mais lento o jato for, mais silencioso ele tende a ser.

Com isso em mente, podemos concluir que a turbulência causada pelo ar de alta velocidade que sai do motor e que acaba colidindo com o ar de baixa velocidade do lado de fora é a grande responsável pela produção de ondas sonoras tão poderosas. Os físicos explicam o ruído alto como a “amplificação das flutuações de turbulência”.

No entanto, esse campo ainda carece de vários estudos. De fato, a natureza caótica da turbulência confunde os físicos desde a antiguidade. A boa notícia é que, como o ar que inunda violentamente um motor a jato tende a produzir campos acústicos surpreendentemente ordenados, a análise desses motores apresenta uma oportunidade de estudar a própria turbulência, o que pode facilitar bastante a vida dos cientistas.

E você, já morou nas proximidades de algum aeroporto? Se sim, o barulho dos aviões lhe incomodava? Compartilhe o post e deixe o seu comentário!