Gerenciar a poluição sonora do tráfego incomodou os pesquisadores em grande parte por causa da ampla gama de frequências que encontramos nas estradas. Atualmente, apenas pesado, barreiras parecidas com paredes podem amortecer todos esses vários sons.

Pesquisadores da Universidade de Michigan em Ann Arbor trouxeram um novo método, demonstrando um protótipo de estrutura de origami que pode reduzir potencialmente o ruído acústico nas estradas. A técnica permite aos pesquisadores amortecer seletivamente o ruído em várias frequências, ajustando a distância entre os elementos de difusão de ruído. Eles relatam seu trabalho esta semana no Journal of Applied Physics .

“Nossa principal contribuição que estamos desenvolvendo é uma estrutura adaptativa que pode mudar sua periodicidade entre diferentes redes Bravais com propriedades de simetria distintas, "disse Kon-Well Wang, um dos autores do estudo. "É sabido que se você reconfigurar a estrutura da rede de tal maneira, você mudará significativamente as características de propagação da onda. "

Nas barreiras sônicas do origami, cilindros de difusão de ruído chamados inclusões são colocados em uma folha de alumínio dobrada em uma dobra Miura, um método comum de dobramento de origami. À medida que a estrutura resultante dobra, as inclusões são aproximadas ou distantes, difusão de ruído em diferentes faixas de freqüência.

"A rede contém apenas um grau de liberdade, tornando particularmente fácil recolher e expandir, "disse Manoj Thota, outro autor do artigo.

A manipulação de uma rede de inclusões pode permitir que os especialistas em tráfego ajustem os dispositivos de amortecimento de ruído a intervalos de frequência específicos. Veículos mais pesados ​​produzem ruído em frequências mais baixas do que veículos mais leves. Os carros que viajam rapidamente fora dos horários de pico tendem a frequências mais altas do que os carros presos em congestionamentos.

Paredes de concreto que alinham a rodovia são eficazes em um amplo espectro de frequências de ruído, mas o vento que eles bloqueiam pode adicionar uma força indesejada em suas fundações. Uma vez que apresentam superfícies planas, Thota disse, a onda refletida não é difusiva o suficiente para reduzir o som na estrada. Com uma borda superior reta, a incidência de ondas oblíquas nessas barreiras leva a uma difração mais alta e aumenta a propagação através da barreira.

O trabalho dos pesquisadores baseia-se em barreiras sonoras periódicas, em que uma série de inclusões amortece o som em certas frequências enquanto permite a passagem do vento. A desvantagem, Thota disse, é que esses sistemas são projetos fixos. Se um sistema for projetado para aliviar o ruído dos engarrafamentos, não é tão útil quando os carros estão se movendo rapidamente.

À medida que mais motoristas vão para a estrada, tem havido uma preocupação crescente com o impacto do ruído na pressão arterial, Perda de audição, e atenção no trabalho e na escola. Em um protótipo, Thota e Wang descobriram que sua barreira reduziu a pressão acústica em 10 decibéis, ou 90 por cento.

"O ruído do tráfego que poderia ser ouvido até uma milha de distância agora seria percebido apenas a uma distância de 0,3 milhas com essas barreiras, "Thota disse.

Os benefícios das estruturas de origami podem estender-se à redução do ruído do tráfego, Wang disse, citando seu potencial para orientação de ondas e diodos acústicos.

"Geral, estrutura de origami nos dá uma plataforma eficaz para nos adaptarmos às mudanças ambientais, " ele disse.