Investigadores inventan una ventana que atenúa el sonido a la vez que deja pasar el aire.

Tráfico incesante, obras en la calle, gente entrando y saliendo de bares, vecinos ruidosos… la contaminación acústica es uno de los problemas del estilo de vida moderno que peor solución tiene.

El aislamiento acústico generalmente se basa en el principio de transferir el sonido del aire a otro medio que lo absorba y lo atenúe. Por tanto la idea de aislar acústicamente y permitir a la vez el paso libre del aire suena, a primera vista, contradictorio.

Sang-Hoon Kima de la Universidad Martítima Nacional de Mopko en Corea del Sur y Seong-Hyun Lee Instituto de Maquinaria y Materiales de Corea, han conseguido separar el sonido del aire en el que viaja y atenuarlo.

Esto les ha permitido crear una ventana que permite que fluya el aire pero no el sonido. La invención se basa en dos fenómenos acústicos extraños.

El primero es crear un material con un módulo de compresibilidad negativo, ya que la resistencia a la compresión es un factor importante para determinar la velocidad a la que el sonido se mueve por él. Un material con un módulo de compresibilidad negativo atenúa el sonido exponencialmente.

Sin embargo resulta complicado imaginar un material sólido con un módulo de compresibilidad negativo, por lo que Kima y Lee han diseñado una cámara de resonancia acústica en la que las fuerzas resonantes se oponen a cualquier compresión. Gracias a un diseño cuidado, esto da lugar a un módulo de compresibilidad negativo para ciertas frecuencias.

El diseñó de la cámara de resonancia es muy simple – está formado por dos láminas cuadradas paralelas de plástico acrílico transparente de unos 150 mm y separadas 40 mm, como una sección de un cristal doble del tamaño de la cubierta de un libro. La cámara está diseñada de forma que cualquier sonido que resuena en ella se opone a cualquier sonido que comprime la cámara, dando lugar a un módulo de compresibilidad global negativo.

Otro factor importante es la eficiencia de la captación de sonido por parte de la cámara, y aquí Kima y Lee han hecho un agujero de 50 milímetros en cada trozo de acrílico que actúa como un elemento de difracción para que cualquier sonido que llega a la cámara sea difractado fuertemente hacia ella.

Kima and Lee utilizan su cristal doble como un bloque que permite construir ventanas más grandes. En pruebas con una pared 3x4x3 de bloques, han conseguido reducir los niveles de sonido entre 20 y 35 dB en un margen de frecuencias de 700 a 2.200 Hz. Utilizando bloques adicionales con agujeros más pequeños pueden extender el rango de frecuencias para cubrir frecuencias más bajas.

Lo interesante de estas ventanas es que los agujeros permite el flujo libre de aire, proporcionando ventilación.

Fuente: MIT