Científicos rusos han propuesto una tecnología para reducir el ruido en la ciudad

Los físicos de ITMO han  propuesto  una tecnología para reducir el nivel de ruido. Desarrollaron un diseño basado en metamateriales que puede reducir los niveles de ruido 10 veces. Sus características clave son la transpirabilidad y la translucidez. El proyecto puede convertirse en una alternativa a las habituales pantallas acústicas. La solución de los científicos es económica y se puede utilizar para proteger contra el ruido en parques y comunidades.

Según la Organización Mundial de la Salud, la contaminación acústica es uno de los factores ambientales más peligrosos que afectan a la salud física y mental de una persona. La exposición regular al ruido puede provocar pérdida de audición y enfermedades de los sistemas cardiovascular y nervioso. Este problema es especialmente agudo en las grandes ciudades. Los científicos de ITMO han encontrado una manera de reducir la contaminación acústica.

Desarrollaron una estructura simple para suprimir el ruido acústico en el rango de frecuencia audible. El desarrollo se basa en resonadores de Helmholtz acoplados (elementos estructurales que se asemejan a tubos con forma de corte lateral). Primero, los investigadores realizaron simulaciones numéricas y calcularon parámetros para la estructura potencial, y luego verificaron los cálculos y realizaron experimentos. Como muestra experimental se estudió un prototipo reducido de una glorieta insonorizada para parques, compuesto por resonadores Helmholtz de plástico impresos en 3D. Exteriormente, este diseño se asemeja a una «rosquilla».

“A diferentes frecuencias, el sonido puede comportarse de manera diferente, y lo tuvimos en cuenta al diseñar nuestra solución. Nuestra estructura a bajas frecuencias demuestra las propiedades de un metamaterial acústico que absorbe el sonido, a altas frecuencias  : un  cristal fonónico y un conjunto de dispersores de Rayleigh. Debido al hecho de que se activan varios mecanismos de reducción de ruido a la vez, se reduce el nivel de sonido para una amplia gama de frecuencias  ”, explica  Maria Krasikova , primera autora del estudio, estudiante de posgrado en la Facultad de Física de la ITMO. — El experimento en sí fue simple: instalamos un parlante afuera, colocamos un micrófono dentro de la estructura y luego medimos el nivel de la señal, primero sin nuestra estructura y luego con ella, y calculamos el coeficiente de transmisión de sonido. Nuestra solución reduce el nivel de ruido en un promedio de 20 dB (alrededor de 10 veces) en el rango de 2 a 16,5 kHz, que es aproximadamente el 70 % del rango audible. Sin embargo, con nuestra tecnología, es posible ampliar el rango de frecuencias y reducir el nivel de ruido en frecuencias del orden de decenas de hercios ”.

En la próxima etapa, los investigadores planean hacer un prototipo real de la estructura de aislamiento de ruido y probarlo en una cámara anecoica. Sobre la base de la tecnología propuesta por los científicos, en el futuro será posible fabricar estructuras reductoras de ruido para parques y áreas verdes, así como barreras acústicas para instalar a lo largo de carreteras y vías férreas.

“La idea es que las personas y el medio ambiente estén protegidos del ruido de los autos, no por un muro condicionado de concreto, sino por una especie de cerca a través de la cual se puede ver y sentir el soplo del viento. Por ejemplo, se podrían instalar grandes glorietas basadas en nuestro diseño en el parque para que las personas puedan pasar tiempo cómodamente en la naturaleza”,  agrega  Maria Krasikova .

El estudio fue apoyado por el programa del Ministerio de Educación y Ciencia de la Federación Rusa “Prioridad 2030”.

n° 1 Medición de la iluminación en el interior de la estructura mediante un fotómetro.

n° 2 Prototipo de la estructura aislante del ruido desarrollada.

Oficina de prensa de la ITMO 

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