Crean una ventana que deja pasar el aire pero no el sonido

Científicos de la Universidad Marítima Mokpo (Corea de Sur) y del Instituto Coreano de Maquinaria y Materiales han creado una ventana que permite que pase el aire pero no el sonido. Según los expertos, se trata de una solución contra la contaminación acústica, que han definido, en el artículo publicado en Arxiv.org, como "una de las bestias negras de la vida moderna". El aislante contra el sonido es un negocio difícil y costoso, según han indicado los científicos, que han apuntado que, generalmente, la insonorización funciona bajo el principio de la transferencia de sonido, del aire a otro medio que absorbe y amortigua. De este modo, la idea de crear una barrera que absorbe el sonido al tiempo que permite el libre paso del aire parece, a primera vista, imposible.

Sin embargo, los investigadores coreanos han dado con una forma de separar el sonido del aire en el que se desplaza, y luego a atenuarlo, a través de un diseño "relativamente simple" basado en la creación de un material con un módulo de volumen negativo. Un módulo de compresibilidad del material es esencialmente su resistencia a la compresión y esto es un factor importante en la determinación de la velocidad a la cual el sonido se mueve a través de él. Un material con un módulo de compresibilidad negativa atenúa exponencialmente cualquier sonido que pasa a través de él.

Los científicos han apuntado que es difícil imaginar un material sólido que tiene un módulo de compresibilidad negativa. "Ahí es donde un diseño inteligente es muy útil", han apuntado los autores del trabajo, Sang-Hoon Kima y Seong-Hyun Lee. La idea de ambos investigadores ha sido diseñar una cámara de resonancia que consiste en dos placas paralelas de plástico acrílico transparente de unos 150 milímetros cuadrados y separados por 40 milímetros, algo así como una sección de doble acristalamiento del tamaño de un libro de bolsillo.

Esta cámara está diseñada de forma que cualquier sonido que resuena en ella se oponga a cualquier sonido que la comprima, 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. Para ello, Kima y Lee han realizado 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. El resultado es una ventana de doble acristalamiento con un módulo de compresibilidad negativa que atenúa fuertemente el sonido golpeando.

Los autores de la investigación han utilizado su unidad de doble acristalamiento como un bloque de construcción para crear ventanas más grandes. En pruebas con un "muro" 3x4x3 de bloques de construcción, sus ventanas reducen los niveles de ruido de 20 a 35 decibelios durante un sonido de gama de 700 Hz a 2200 Hz, según han explicado. "Eso es una reducción significativa", han apuntado.

Lo útil sobre estas ventanas es que los agujeros a través de ellas también permiten el libre flujo de aire, dando amplia ventilación. Además, cambiar el tamaño de los agujeros permite convertir las ventanas en sintonizables y que solo insonorice ciertas frecuencias. "Por ejemplo, si estamos en un área combinada de los sonidos de las olas del mar de baja frecuencia y los ruidos de la máquina funciona a una frecuencia alta, podemos escuchar sólo los sonidos de las olas del mar con aire fresco", explica el trabajo.