Se ha desarrollado un m√©todo de aislamiento ac√ļstico que amortigua hasta el 94% del ruido: contamos c√≥mo funciona

Los ingenieros estadounidenses han propuesto un método de aislamiento de ruido. Se diferencia de los paneles habituales de absorción de sonido. Este es un anillo de plástico impreso en 3D.


Foto de John Baer / CC BY-SA

Una nueva forma de "absorber" el sonido


Los paneles cl√°sicos de absorci√≥n de sonido bloquean el camino de las ondas ac√ļsticas y amortiguan la energ√≠a del sonido, parte de la cual se convierte en calor. Debido al dise√Īo y los materiales utilizados, tales paneles pr√°cticamente no permiten el paso del aire.

Los especialistas de la Universidad de Boston han propuesto un anillo de pl√°stico "que respira" que bloquea hasta el 94% del ruido. Fue llamado " metamaterial ac√ļstico".

El principio de funcionamiento del metamaterial se basa en la resonancia de Fano . Cuando dos ondas interfieren, su energía se distribuye asimétricamente. Como resultado, en un punto en el espacio, la presión del sonido aumenta a valores máximos, y en otro punto disminuye a casi cero.

Los investigadores de la Universidad de Boston lograron lograr esta distribuci√≥n de ondas ac√ļsticas utilizando una forma especial de metamaterial: dentro del anillo hay un canal en espiral a trav√©s del cual pasa el sonido. Las ondas ac√ļsticas en este canal se reflejan desde las paredes, entran en la resonancia Fano y se callan.

Los autores de la tecnología desarrollaron un prototipo del dispositivo, que se imprimió en una impresora 3D y se instaló en una tubería de cloruro de polivinilo, en el otro extremo del cual se colocó un altavoz. Y aunque el extremo de la tubería con el anillo permaneció abierto más de la mitad, el sonido que lo atravesó se hizo notablemente más silencioso, en acción lo puedes ver en este video :


Ventajas y desventajas.


Una de las ventajas de la tecnolog√≠a es la variedad de posibles formas de un "silenciador". Seg√ļn los autores del estudio, pudieron simular boquillas de absorci√≥n de ruido con una secci√≥n cuadrada y hexagonal; proponen usar este material en forma de bloques de construcci√≥n para particiones insonorizadas.

La segunda ventaja es el bajo costo. El dispositivo puede estar hecho de cualquier plástico, y no requiere materiales caros especiales. Por ejemplo, los autores de la tecnología utilizaron plástico ABS y epoxi para impresoras 3D estándar para crear prototipos.

Pero la invenci√≥n tiene un inconveniente obvio: la necesidad de un c√°lculo individual. Cada dispositivo est√° dise√Īado para frecuencias y tama√Īos espec√≠ficos, por lo que los anillos universales producidos en masa no funcionar√°n.

Análogos de la invención.


La direcci√≥n de los metamateriales ac√ļsticos se ha desarrollado durante varios a√Īos. Y no solo los investigadores de Boston est√°n trabajando en esta √°rea. Como an√°logo, podemos citar el dispositivo de ingenieros de Francia: en 2016 crearon un panel de 1 cm de grosor que bloquea las bajas frecuencias. T√≠picamente, se requieren paneles de hasta 10 cm de grosor para suprimir las bajas frecuencias.

La invenci√≥n francesa consiste en hileras de peque√Īas c√°maras resonadoras Helmholtz que ahogan los sonidos transmitidos. Seg√ļn los autores de la soluci√≥n, puede usarse para aislar el ruido en edificios y veh√≠culos: los paneles ocupan poco espacio y pesan un poco, pero bloquean casi el 100% de los sonidos.

Otro metamaterial ac√ļstico desarrollado en la Universidad del Sur de California. Es una estructura reticular hecha de pl√°stico con part√≠culas de hierro, creada con una impresora 3D. Bajo la influencia de un campo magn√©tico, estas part√≠culas se mueven, lo que cambia la estructura del material y sus caracter√≠sticas ac√ļsticas.


Foto Shunichi kouroki / CC BY

Conclusiones


Se cree que los desarrollos en el campo de los metamateriales ac√ļsticos ampliar√°n el posible alcance del aislamiento ac√ļstico. Los investigadores esperan innovaciones en la absorci√≥n de ruido para ayudar a que el ecosistema urbano sea m√°s c√≥modo: los metamateriales se pueden usar para construir pantallas de ruido a lo largo de las principales autopistas.



Lectura adicional : hemos preparado un mini-resumen con materiales de nuestro " Mundo de alta fidelidad ", dedicados al silencio y la lucha contra la contaminaci√≥n ac√ļstica:



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Source: https://habr.com/ru/post/444094/


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