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-SAUna nueva forma de "absorber" el sonido
Los paneles clásicos de absorción de sonido bloquean el camino de las ondas acústicas y amortiguan la energía del sonido, parte de la cual se
convierte en calor. Debido al diseño y los materiales utilizados, tales paneles prácticamente no permiten el paso del aire.
Los especialistas de la Universidad de Boston han
propuesto un anillo de plástico "que respira" que bloquea hasta el 94% del ruido. Fue llamado "
metamaterial acústico".
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 distribución de ondas acústicas utilizando una forma especial de metamaterial: dentro del anillo
hay un canal en espiral a través del cual pasa el sonido. Las ondas acústicas 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 tecnología es la variedad de posibles formas de un "silenciador". Según
los autores del estudio, pudieron simular boquillas de absorción de ruido con una sección cuadrada y hexagonal; proponen usar este material en forma de bloques de construcción 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 invención tiene un inconveniente obvio: la necesidad de un cálculo individual. Cada dispositivo está diseñado para frecuencias y tamaños específicos, por lo que los anillos universales producidos en masa no funcionarán.
Análogos de la invención.
La dirección de los metamateriales acústicos se ha desarrollado durante varios años. Y no solo los investigadores de Boston están trabajando en esta área. Como análogo, podemos citar el dispositivo de ingenieros de Francia: en 2016
crearon un panel de 1 cm de grosor que bloquea las bajas frecuencias. Típicamente,
se requieren paneles de hasta 10 cm de grosor para suprimir las bajas frecuencias.
La invención francesa
consiste en hileras de pequeñas cámaras
resonadoras Helmholtz que ahogan los sonidos transmitidos. Según los autores de la solución, puede usarse para aislar el ruido en edificios y vehículos: los paneles ocupan poco espacio y pesan un poco, pero bloquean casi el 100% de los sonidos.
Otro metamaterial acústico
desarrollado en la Universidad del Sur de California. Es una estructura reticular hecha de plástico con partículas de hierro, creada con una impresora 3D. Bajo la influencia de un campo magnético, estas partículas se mueven, lo que cambia la estructura del material y sus características acústicas.
Foto Shunichi kouroki / CC BYConclusiones
Se cree que los desarrollos en el campo de los metamateriales acústicos ampliarán el posible alcance del aislamiento acústico. Los investigadores esperan innovaciones en la absorción de ruido para ayudar a que el ecosistema urbano sea más cómodo: 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 contaminación acústica:
- ¿Cuál es el uso (y el peligro) del "ruido" que nos rodea . Hablamos sobre el daño que el ruido de las ciudades y las calles causa a nuestra salud y qué se puede hacer al respecto. También hablamos sobre el "otro lado de la moneda": las propiedades beneficiosas de los sonidos y la musicoterapia.
- Mejor sueño y mejor trabajo: cómo la música ayuda a combatir el ruido . Hablamos sobre cómo la música protege contra ruidos extraños durante el sueño y durante el trabajo. Y también recopilamos recomendaciones sobre cómo escuchar música durante las horas de trabajo sin dañar la productividad y la audición. El artículo será útil para quienes trabajan en espacios abiertos o coworking.