Tela de seda tan delgada como un cabello aísla el ruido y crea espacios silenciosos en cualquier parte

Tecnología

En una era en la que el zumbido de fondo de la vida urbana interfiere constantemente en nuestras rutinas diarias, un nuevo desarrollo en tecnología de supresión de sonido promete bajar el volumen. Investigadores del MIT han diseñado una tela de seda especial tan delgada que apenas es más gruesa que un cabello humano, pero lo suficientemente potente como para reducir la transmisión de ruido en espacios grandes. Sin embargo, esta no es una tela simple que puedas colgar como una cortina. Su secreto de insonorización reside en las fibras piezoeléctricas que obligan al tejido a permanecer quieto, bloqueando así las vibraciones acústicas.

La innovación detrás del silencio
El tejido especial de insonorización puede cumplir una doble función. En primer lugar, el tejido puede generar ondas sonoras que contrarrestan el ruido no deseado, anulando eficazmente estas frecuencias. Esta técnica refleja el principio detrás de los auriculares con cancelación de ruido que utilizan micrófonos para detectar sonidos externos y luego producen ondas sonoras opuestas para cancelar el ruido de fondo.

En segundo lugar, en una aplicación menos intuitiva pero igualmente impresionante, se puede manipular la tela para que permanezca inmóvil. Dado que el sonido es sólo una vibración acústica en el aire, esta técnica puede evitar la transmisión de ruido en recintos detrás de la tela. Básicamente, este método refleja el sonido, de forma similar a cómo un espejo refleja la luz. Esta técnica puede suprimir el sonido en espacios grandes, como una habitación o un avión, mientras que el primer método funciona en espacios muy pequeños.

“Es mucho más fácil crear ruido que silencio. De hecho, para evitar el ruido dedicamos mucho espacio a paredes gruesas. El trabajo de Grace [primer autor] proporciona un nuevo mecanismo para crear espacios silenciosos con una fina lámina de tela”, dijo Yoel Fink, profesor del MIT en los departamentos de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Eléctrica e Informática, y autor principal del nuevo artículo. estudiar.

Aplicaciones prácticas y perspectivas futuras

a) En el modo de transmisión, las ondas sonoras entrantes dan lugar a vibraciones en un tejido pasivo. Estas vibraciones transfieren energía al aire en forma de sonido. b) La fibra piezoeléctrica del tejido hace que el tejido vibre, lo que provoca la emisión de sonido. c) Las ondas sonoras, producidas por la emisión de la fibra piezoeléctrica, interfieren directamente con las ondas sonoras transmitidas a través del tejido. Esta interferencia puede provocar la cancelación del sonido en un punto concreto del espacio. d) La fibra piezoeléctrica induce vibraciones mecánicas que interfieren destructivamente en la superficie del tejido con las inducidas por las ondas sonoras entrantes, atenuando la superficie del tejido e impidiendo la transmisión del sonido a través de ella. Crédito: Advances Materials.

El uso de materiales ligeros y comunes, como seda, lona y muselina, para crear estos tejidos que suprimen el ruido hace que esta tecnología sea una solución accesible para los problemas cotidianos. Imagina transformar paisajes de oficinas bulliciosas en espacios de trabajo serenos o convertir un dormitorio ruidoso en un santuario de paz, todo ello a través de telas colocadas estratégicamente.

Las implicaciones de esta tecnología van más allá de la mera conveniencia. A medida que los entornos urbanos se vuelven más densos y ruidosos, la capacidad de crear espacios tranquilos con modificaciones estructurales mínimas podría mejorar la salud mental y aumentar la productividad. Según estimaciones, la exposición crónica al ruido contribuye a 48.000 nuevos casos de enfermedades cardíacas cada año en Europa y altera el sueño de 6,5 millones de personas.

Los investigadores prevén, por ejemplo, utilizar estos tejidos especiales como separadores en espacios de trabajo abiertos. Alternativamente, las telas finas pueden revestir las paredes para evitar que pase el sonido.

El silencio nunca ha sido tan delgado
¿Pero cómo funciona todo? El núcleo de esta tecnología reside en las fibras piezoeléctricas, materiales que generan una señal eléctrica cuando se deforman. Estas fibras se han tejido ingeniosamente en telas normales como la seda para crear un sistema de cancelación de sonido único.

Anteriormente, los investigadores del MIT utilizaron fibras piezoeléctricas para convertir tejidos en micrófonos. Esta vez, han hecho todo al revés, aplicando señales eléctricas a fibras piezoeléctricas para producir vibraciones que emiten ondas sonoras. Básicamente, las telas se han convertido en altavoces, pero no del tipo que se puede escuchar. Estas ondas están diseñadas para interferir destructivamente con los ruidos ambientales, silenciándolos efectivamente.

“Aunque podemos utilizar telas para crear sonido, ya hay mucho ruido en nuestro mundo. Pensamos que crear silencio podría ser aún más valioso”, dijo la autora principal del estudio, Grace (Noel) Yang.

Aunque el sistema actual reduce eficazmente el ruido en entornos controlados (disminuyendo los sonidos hasta 65 decibeles), son las aplicaciones más amplias las que entusiasman a los investigadores. La capacidad de la tela para adaptarse a diferentes frecuencias de sonido y el potencial de reducción de ruido a mayor escala abre nuevas vías para espacios públicos y privados plagados de ruido no deseado.

Los investigadores ven esto como sólo el comienzo. Al experimentar con la cantidad de fibras, su disposición y las entradas eléctricas, su objetivo es mejorar las capacidades de cancelación de ruido del tejido. En un mundo donde el ruido es muy fácil de conseguir pero el silencio es un bien escaso, este tejido innovador podría representar un importante paso adelante en el control ambiental y la insonorización.

Los hallazgos aparecieron en la revista Advances Materials.

Fuente: ZME Science.

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