Si alguna vez ha vivido en un edificio de apartamentos o se ha alojado en una habitación de hotel, probablemente esté familiarizado con el inconveniente de una absorción acústica inadecuada. La absorción acústica se refiere a la absorción de energía sonora por un material. Ya sea para mejorar la acústica o para evitar vecinos ruidosos, La absorción acústica tiene múltiples aplicaciones en ingeniería y arquitectura. que puede mejorarse mediante una acústica asimétrica.

Muchos absorbentes asimétricos, aquellos que solo absorben el sonido procedente de una dirección, se basan actualmente en un sistema de puerto único, donde el sonido entra por un lado y es absorbido ante una pared rígida. En este diseño, sin embargo, la luz y el aire no pueden atravesar el sistema. Pero un esfuerzo de investigación combinado de la Universidad de Nanjing y la Academia de Ciencias de China muestra que la absorción asimétrica se puede realizar dentro de una guía de ondas transparente recta. La guía de ondas permite la transmisión de luz y el flujo de aire a través del absorbedor y se describe esta semana en Letras de física aplicada .

Ying Cheng, profesor asociado de física en la Universidad de Nanjing, y sus colegas desarrollaron una metodología para inducir la absorción y la reflectancia no recíprocas tanto para el sonido multibanda como para el de banda ancha. Descubrieron que el sonido se absorbía casi por completo, más del 96 por ciento, cuando se utiliza el absorbedor multibanda en una forma asimétrica de resonancia de Helmholtz (HR).

"Por lo tanto, teníamos curiosidad por saber si hay estructuras artificiales con el efecto de 'bloquear' las ondas sonoras que actúan como la pared rígida, pero [son] transparentes a la luz y al viento, "Dijo Cheng.

Dentro de un tubo con ambos extremos abiertos, construyeron un absorbente de sonido asimétrico. "[E] l sistema puede absorber casi por completo la energía sonora que incide en un puerto, pero refleja en gran medida la energía sonora que entra por el otro puerto, ", dijo." En el sistema, uno de [los] resonadores de Helmholtz (ubicado en las ramas del tubo principal y actuando como derivaciones) funciona como una pared blanda artificial que puede bloquear las ondas sonoras como si fueran una pared sólida rígida ".

Los absorbedores asimétricos utilizan un método de absorción más complicado que, decir, metameterials porosos que absorben desde ambas direcciones. A menudo, Se requieren efectos no lineales o estructuras muy complejas para romper la reciprocidad y permitir la reflexión desde una dirección.

Aquí, sin embargo, el diseño inteligente de los pares de frecuencia cardíaca en derivación aprovecha los mecanismos de pérdida natural para lograr el efecto. Estos sistemas podrían encontrar una serie de aplicaciones en el diseño arquitectónico, específicamente en el diseño de habitaciones aisladas acústicamente donde aún se desea flujo de luz y aire.

"Los investigadores pueden [haber] encontrado una absorción de casi el 100 por ciento del ruido del exterior de una habitación para el aislamiento acústico, así como una alta reflexión de las ondas sonoras dentro de la habitación para mejorar la reverberación. Y lo más importante, el diseño permite el libre intercambio de aire entre el exterior y la habitación, lo que no pudieron hacer en prototipos anteriores [con solo un extremo del tubo abierto], "Dijo Cheng.

Usando el modelo recientemente desarrollado, "Podemos extender la absorción asimétrica del sonido a un sistema plano bidimensional mediante el uso de otros tipos de resonadores acústicos para hacer que la absorción asimétrica se utilice más ampliamente, "dijo Cheng.