Cientistas desenvolvem material acústico que bloqueia o som, mas permite passagem do ar

Com as cidades cada vez mais barulhentas, estar em um espaço urbano e conseguir isolar acusticamente um ambiente vem se tornando uma tarefa difícil. Mas não impossível para a ciência. Pesquisadores da Universidade de Boston desenvolveram um metamaterial à base de plástico que ajuda a bloquear a passagem de ruídos, sem, no entanto, evitar a passagem de ar.

Reza Ghaffarivardavagh, Jacob Nikolajczyk, Stephan Anderson e Xin Zhang, dos departamentos de engenharia mecânica e radiologia da universidade, que fica no estado de Massachussets, nos Estados Unidos, disseram que o principal objetivo é tornar ambientes e meios de transporte mais silenciosos e, ao mesmo tempo, menos claustrofóbicos. “As barreiras sonoras de hoje são literalmente paredes grossas e pesadas”, diz Reza Ghaffarivardavagh em notícia publicada no site da própria instituição.

Embora as barricadas de atenuação do ruído, chamadas de defletores de som, possam ajudar a afogar o tráfego da hora do rush ou conter a sinfonia da música nas paredes da sala de concertos, elas são uma abordagem menos eficiente para situações em que o fluxo de ar também é crítico. “Imagine barricar o escapamento do motor a jato – o avião nunca sairia do solo. Em vez disso, os trabalhadores na pista usam protetores de ouvido para proteger sua audição do rugido ensurdecedor”.

A solução que eles criaram foi não exatamente um material, mas um metamaterial – ou seja, uma peça com estrutura com propriedades incomuns e não naturais, neste caso, um metamaterial acústico com um formato bem específico. Os cientistas desenvolveram uma estrutura no formato de um anel, aberto, com especificações matemáticas perfeitas para cortar o som e manter o fluxo de ar.

Assim, a ideia é deixar de lado o conceito de criar uma barreira, mas pensar em um condutor aberto que “devolve” as partículas sonoras para o lugar de onde elas vieram. “O som é produzido por pequenas perturbações no ar. Então, nosso objetivo é silenciar essas minúsculas vibrações. Se quisermos que o interior de uma estrutura seja ao ar livre, temos que ter em mente que esse será o caminho qual som viaja. ”

Para testar o princípio, os pesquisadores usaram um modelo impresso em 3D, em plástico, selaram um cano de PVC com a peça e, usando microfones e autofalantes, comprovaram a eficácia do design desenvolvido.

Ligue o som e veja o vídeo de teste do material.

Comparando os níveis de som com e sem o metamaterial preso no lugar, a equipe descobriu que conseguia silenciar 94% do ruído, fazendo com que os sons emanados do alto-falante fossem imperceptíveis ao ouvido humano. A descoberta é valiosa e pode reinventar a forma como o isolamento acústico é feito em automóveis, aviões e também na construção civil.

O resultado da pesquisa foi publicado como artigo científico na revista científica Physical Review B e pode ser lido aqui.