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Barreras acústicas:
más atenuación con menos materia
Ecotropía
(Barcelona).
Juan V. Sánchez-Pérez y sus
colegas de la Universidad Politécnica de
Valencia publicaron en el número de diciembre de la revista Applied Physics
Letters, los resultados de sus experimentos con barreras acústicas
alternativas a los convencionales muros sólidos. Inspirándose en una escultura
de un artista español, crean pantallas de cilindros de PVC que, además de ser
más estéticas, permiten el ajuste de la capacidad de atenuación para unas
frecuencias de sonido u otras [diciembre del 2002; 81 (27): 5240- 5242].
En la década de los
noventa se demostró que las esculturas construidas a partir de una estructura
basada en la repetición de cilindros inhibían la transmisión del sonido para
ciertos rangos de frecuencia según la distribución de los cilindros. Su
capacidad de dispersión se basa en que las longitudes de onda de las ondas
sonoras son comparables al espaciado entre los postes, de forma similar a lo
que sucede con los cristales fotónicos y la luz. Por esta razón, estas
estructuras se conocen como cristales sónicos.
En primer lugar, los investigadores
llevan a cabo ensayos de transmisión en condiciones controladas para estudiar
las propiedades de los cristales sónicos al variar dos parámetros: el enrejado
de los cilindros, que determina los rangos de frecuencia de las bandas de
atenuación, y el volumen de la estructura ocupado por cilindros, que influye en
el ancho de banda de atenuación. Los resultados de todas las simetrías
analizadas en el laboratorio muestran que el enrejado triangular produce las
bandas de atenuación más anchas y por otro lado, se detecta que la respuesta de
los cristales sónicos no depende del material utilizado para construirlos.
En efecto, teniendo en
cuenta los resultados del laboratorio, se diseña un cristal sónico para
probarlo en un sitio abierto formado por cilindros vacíos de PVC, de 3 metros
de largo y 16 centímetros de diámetro, que se distribuyen de forma triangular
con un enrejado regular de 22 centímetros. El valor de relleno, es decir la
fracción de la muestra ocupada por cilindros, es de 0,47, y en total, la
estructura forma una barrera de 1,11 metros de ancho y 7,2 metros de largo.
Comparando la grabación del sonido de
referencia, sin los cristales sónicos, y con ellos, se demuestra que las
estructuras hechas con dos series de cilindros huecos con un bajo número de
elementos producen una buena atenuación del ruido, capaz de competir con las
pantallas acústicas convencionales. Cabe decir que estas estructuras tienen
algunas ventajas importantes: por un lado, son muy ligeras y fáciles de
construir; por otro, variando la constante de enrejado (distribución y
distancia de los cilindros) y la fracción de relleno es posible ajustar las
bandas de atenuación al espectro de sonido que se quiere reducir. Formando un
enrejado rectangular, por ejemplo, los autores comprueban que la banda de
atenuación se traslada a unos 500 Hertz, lo que mejora la eficiencia de la
barrera para bajas frecuencias, y reduce su eficiencia para otras frecuencias.
Más información en la red
Nature update, 9 de enero del 2003: «Rods forest cuts
environmental noise»: www.nature.com/nsu/030106/030106-11.html
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