Las pelotas de ping pong de gran puntuación absorben el sonido

Montaje experimental y modelo numérico de transmisión de sonido a través de una metasuperficie acústica basada en una pelota de ping-pong perforada

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Montaje experimental y modelo numérico de transmisión de sonido a través de una metasuperficie acústica basada en una pelota de ping-pong perforada.

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Crédito: Sabat et al.

La exposición prolongada a ruidos de baja frecuencia puede causar muchos problemas de salud, pero la solución puede estar en un objeto inesperado: la pelota de ping-pong. Convencionalmente considerada como una pelota de plástico hueca que acelera en el aire durante un juego rápido de tenis de mesa, con algunas modificaciones, la pelota de ping pong puede ayudar a absorber la ciudad.

Los sonidos de baja frecuencia son omnipresentes en las ciudades, cerca de las carreteras y en los aeropuertos. Aunque se puede escuchar como fondo en el paisaje acústico, puede causar dolor de oído, problemas respiratorios, irritabilidad y otros efectos secundarios a largo plazo. Debido a que son producidos por múltiples fuentes y se ven menos afectados por la estructura que los sonidos de frecuencias más altas, el ruido de baja frecuencia puede ser difícil de evitar.

En Revista de Física Aplicadade AIP Publishing, investigadores de la Universidad de Lille y la Universidad Técnica Nacional de Atenas describen una metasuperficie acústica que utiliza una pelota de ping-pong como resonador de Helmholtz para crear un aislamiento acústico de baja frecuencia económico pero eficaz.

«La conocida pelota de ping-pong, un objeto cotidiano, existe en grandes cantidades en todo el mundo», afirma la autora Robine Sabat. «Nuestra motivación es utilizar este objeto de fácil acceso para crear estructuras de paneles aislantes de baja frecuencia. Las pelotas de ping-pong son una alternativa económica a los aislantes acústicos por su bajo coste y su potencial reciclaje.

Las metasuperficies acústicas son materiales diseñados específicamente para procesar ondas sonoras. Esta metasuperficie utiliza pelotas de ping pong huecas con pequeños agujeros perforados en cada una, modelando el resonador de Helmholtz.

«El resonador de Helmholtz tiene la capacidad única de capturar ondas sonoras ambientales en su frecuencia natural y puede representarse como una cavidad conectada a su entorno a través de un cuello estrecho», dijo Sabat. «La originalidad del trabajo es considerar el efecto de acoplamiento entre dos resonadores, que conduce a la aparición de dos frecuencias de resonancia».

Más frecuencias resonantes significan que el dispositivo puede absorber más sonido. Al lograr el éxito de dos resonadores acoplados, los investigadores añaden más, hasta que el dispositivo se asemeja a una hoja cuadrada perforada de una pelota de ping pong, multiplicando el número de frecuencias resonantes que pueden ser absorbidas.

Al ajustar el número de esferas, el número de agujeros y el tamaño de los agujeros, los investigadores pudieron cambiar las propiedades acústicas de la metasuperficie, demostrando que es posible diseñar paneles fonoabsorbentes sin materiales costosos.

«El potencial de esta metasuperficie va más allá del aislamiento acústico», afirmó Sabat. «Se puede ampliar para lograr una variedad de funciones similares a otras metasuperficies. Estas funciones incluyen enfoque de sonido, reflexión de sonido no convencional, manipulación de transmisión de sonido y más.

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El artículo «Aislamiento de ruido de baja frecuencia mediante la metasuperficie de un resonador de pelota de ping-pong Helmholtz» fue escrito por Robine Sabat, Eric Cochin, Moris Calderon, Gaëtan Leveque, Ioannis Antonios Antoniadis, Bahram Djafari-Rouhani y Yan Pennec. Aparecerá en el Journal of Applied Physics el 1 de octubre. 10 de enero de 2023 (DOI: 10.1063/5.0160267). https://www.doi.org/10.1063/5.0160267, referencia cruzada de Google Scholar

Acerca de la REVISTA

El Journal of Applied Physics es una influyente revista internacional que publica importantes resultados experimentales y teóricos nuevos en todas las áreas de la física aplicada. Consulte https://aip.scitation.org/journal/jap.

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