O silêncio é precioso e infelizmente muito raro. Vivemos em uma sociedade dominada pelo ruído, onde é praticamente impossível encontrá-lo. Mas um novo estudo pode finalmente ter dado origem à invenção mais engenhosa do século 21: um material especial em forma de anel que pode literalmente engolir o som.
O silêncio é uma das coisas mais preciosas da Terra. Uma pena, no entanto, que o mundo em que vivemos siga em uma direção completamente diferente. Mas não só. Os meios atuais de garantir o silêncio não acompanharam o tempo.
“As barreiras de som de hoje são literalmente paredes grossas e pesadas”, disse o matemático Reza Ghaffarivardavagh.
Este último, junto com colegas da Boston University, poderia ter uma solução definitiva, um metamaterial acústico capaz de cancelar 94% do som. Junto com Xin Zhang, o cientista partiu do pressuposto de que as "barricadas" que atenuam os ruídos podem ajudar a abafar o assobio do trânsito da hora do rush ou conter a sinfonia da música dentro das paredes de uma sala de jantar. show, mas esta é uma abordagem desajeitada, inadequada para situações em que o fluxo de ar também é importante. Imagine barricar a ventilação de um motor a jato: o avião nunca sairia da Terra.
Xin Zhang e Ghaffarivardavagh se perguntaram: "Podemos projetar uma estrutura que possa bloquear o ruído, mas garantir a passagem do ar?"
Graças às suas proezas matemáticas e impressão 3D, eles conseguiram fazer isso projetando uma estrutura aberta em forma de anel com especificações matematicamente perfeitas, capaz de eliminar o som e manter o fluxo de ar. Não uma barreira, portanto, mas um canal aberto.
Tal feito só seria possível desenvolvendo um material com propriedades incomuns e não naturais, capaz de exercer uma influência isolada sobre os sons. Em outras palavras, é um metamaterial acústico. Este último foi moldado de forma a enviar sons de entrada para o lugar de onde vieram. Dentro do anel, um padrão helicoidal interferia nos sons, evitando que fossem transmitidos para o centro (aberto), preservando a passagem do ar.
“O som é causado por pequenos distúrbios no ar. Portanto, nosso objetivo era silenciar essas pequenas vibrações ”, explicaram Ghaffarivardavagh e Zhang. "Se quisermos que o interior de uma estrutura seja aberto, temos que ter em mente que esse será o caminho pelo qual o som irá percorrer."
Os dois pesquisadores calcularam as dimensões e especificações que o metamaterial deveria ter para interferir nas ondas sonoras transmitidas, evitando que o som, mas não o ar, fosse irradiado através da estrutura aberta. Para fazer isso, eles exploraram o potencial da impressão 3D.
Como caso de teste, eles decidiram criar uma estrutura que pudesse silenciar o som proveniente de um alto-falante. No laboratório, eles selaram o alto-falante na extremidade de um tubo de PVC. Por outro lado, eles fixaram o metamaterial acústico. Nesse ponto, os cientistas clicaram no botão play e ouviram. Parados no meio da sala, eles não ouviram a nota irritante que emanava do alto-falante.
O metamaterial, que circundava o perímetro interno da boca do tubo, funcionava como um verdadeiro botão "mudo". Quase mágica.
Ao comparar os níveis de som na presença e ausência do metamaterial, a equipe calculou que, no primeiro caso, eles poderiam ser reduzidos em quase 94 por cento.
Agora que seu protótipo se provou tão eficaz, os pesquisadores têm uma série de ideias para aplicar o metamaterial de maneiras que tornam o mundo mais silencioso.
Francesca Mancuso
