Παράθυρο σταματά τον ήχο αλλά όχι τον αέρα

Η λύση για να δουλεύουμε σε δροσερά γραφεία, χωρίς να μας αποσπούν την προσοχή οι ήχοι από τον δρόμο και χωρίς να έχουμε τα συστήματα κλιματισμού να δουλεύουν στο φουλ, μάλλον έχει βρεθεί.
Εκμεταλλευόμενοι κάποιες τεχνικές ακουστικής, δύο ερευνητές έχουν δημιουργήσει ένα παράθυρο που επιτρέπει το πέρασμα αέρα, αλλά όχι ήχου.



Η ηχορύπανση είναι ένα από τα πιο ενοχλητικά θέματα της εποχής μας. Ο ήχος από μηχανήματα, αυτοκίνητα ή ακόμα και από έναν ενοχλητικό γείτονα μπορούν να γίνουν πολύ ενοχλητικά και να επηρεάσουν σημαντικά την ποιότητα ζωής μας. Η προστασία από τον θόρυβο, παρόλα αυτά, είναι μια δύσκολη και ακριβή δουλειά.

Η ηχομόνωση δουλεύει με βάση την γενική αρχή μεταφοράς του ήχου από τον αέρα σε ένα άλλο μέσο που τον απορροφά και τον εξασθενεί. Επομένως, η ιδέα δημιουργίας ενός εμποδίου που θα απορροφούσε τον ήχο, ενώ θα άφηνε παράλληλα ελεύθερο τον αέρα να περάσει φαινόταν, αρχικά, εντελώς ανέφικτη. Αλλά αυτό ακριβώς έχουν καταφέρει ο Sang-Hoom Kima, από το Εθνικό Ναυτιλιακό Πανεπιστήμιο Mokpo και ο Seong-Hyun Lee, από το Ινστιτούτο Υλικών και Μηχανημάτων, στην Νότιο Κορέα.

Οι δύο ερευνητές επινόησαν έναν τρόπο να χωρίσουν τον ήχο από τον αέρα στον οποίο ταξιδεύει και στη συνέχεια, να τον οδηγήσουν σε εξασθένιση. Με αυτόν τον τρόπο, κατάφεραν να φτιάξουν ένα παράθυρο που επιτρέπει στον αέρα να περνά, σταματώντας όμως τον ήχο που μεταφέρει!

Η ιδέα ήταν η δημιουργία ενός υλικού με αρνητικό μέτρο ελαστικότητας όγκου, το οποίο δείχνει, ουσιαστικά, την αντίσταση του υλικού στη συμπίεση και είναι σημαντικός παράγοντας στον καθορισμό της ταχύτητας με την οποία το διαπερνά ο ήχος. Ένα τέτοιο υλικό εξασθενεί με γεωμετρική πρόοδο τον ήχο που το διαπερνά.

Για να το πετύχουν, οι Kima και Lee σκέφτηκαν να φτιάξουν έναν αρκετά απλό θάλαμο αντήχησης. Αποτελείται από δύο παράλληλες πλάκες διαφανούς ακρυλικού πλαστικού, τις οποίες χωρίζει απόσταση 40 χιλιοστών. Έχει σχεδιαστεί ώστε να διασφαλίζει ότι κάθε αντήχηση ήχου στο εσωτερικό του δρα ενάντια στον τρόπο που ο ίδιος ήχος συμπιέζει τον θάλαμο. Όταν αυτό συμβαίνει, το μέτρο ελαστικότητας όγκου ολόκληρου του θαλάμου είναι αρνητικό, για ένα συγκεκριμένο φάσμα συχνοτήτων.

Ένας σημαντικός παράγοντας για να δουλέψει ο θάλαμος είναι το πόσο αποτελεσματικά μπορεί να εισέλθει σε αυτόν ο ήχος. Για τον λόγο αυτό, οι δύο ερευνητές άνοιξαν μία τρύπα 50 χιλιοστών σε κάθε πλάκα ακρυλικού, αναγκάζοντας οποιονδήποτε ήχο που χτυπά πάνω τους να κατευθύνεται στο εσωτερικό του θαλάμου.

Το τελικό αποτέλεσμα είναι ένα παράθυρο με διπλό τζάμι και αρνητικό μέτρο ελαστικότητας όγκου, το οποίο μειώνει τον ήχο που το χτυπά, αφήνοντας τον αέρα να περνά από τις τρύπες και να δροσίζει. Σύμφωνα με δοκιμές των Kima και Lee, το παράθυρό τους μειώνει τα επίπεδα ήχου κατά 20 – 35 decibels στο εύρος συχνοτήτων 700Hz – 2200ΗΖ. 

Το εντυπωσιακότερο είναι, όπως υποστηρίζουν οι ερευνητές, ότι είναι προσαρμόσιμο σε διαφορετικούς ήχους! “Αν βρισκόμαστε σε περιοχή με ήχους χαμηλής συχνότητας όπως τα κύματα της θάλασσας και υψηλής συχνότητας όπως μηχανήματα σε λειτουργία, μπορούμε να τοποθετήσουμε παράθυρα ρυθμισμένα ώστε να ακούμε μόνο τον ήχο από τη θάλασσα”, λένε.

Επιπλέον, Kima και Lee δηλώνουν ότι η ιδέα τους μπορεί να δουλέψει και κάτω από το νερό, ώστε να προστατευτούν θαλάσσια όντα από την όλο και αυξανόμενη υποβρύχια ηχορύπανση.