La gestione dell'inquinamento acustico del traffico ha irritato i ricercatori in gran parte a causa dell'ampia gamma di frequenze che incontriamo sulla strada. Attualmente, solo pesante, le barriere simili a muri possono smorzare efficacemente tutti questi vari suoni.

I ricercatori dell'Università del Michigan ad Ann Arbor hanno introdotto un nuovo metodo nell'ovile, dimostrazione di un prototipo di reticolo origami che può potenzialmente ridurre il rumore acustico sulle strade. La tecnica consente ai ricercatori di smorzare selettivamente il rumore a varie frequenze regolando la distanza tra gli elementi che diffondono il rumore. Segnalano il loro lavoro questa settimana nel Rivista di fisica applicata .

"Il nostro contributo principale che stiamo sviluppando è una struttura adattiva che può cambiare la sua periodicità tra diversi reticoli di Bravais con proprietà di simmetria distinte, " ha detto Kon-Well Wang, uno degli autori dello studio. "È noto che se si riconfigura la struttura reticolare in questo modo, cambierete significativamente le caratteristiche di propagazione dell'onda."

Nelle barriere sonore degli origami, cilindri fonoassorbenti chiamati inclusioni sono posti su un foglio di alluminio piegato in una piega Miura, un metodo comune di piegatura degli origami. Quando il reticolo risultante si piega, le inclusioni si avvicinano o si allontanano, diffusione del rumore in diverse gamme di frequenza.

"Il reticolo contiene un solo grado di libertà, rendendo particolarmente facile il collasso e l'espansione, " disse Manoj Thota, un altro autore del saggio.

La manipolazione di un reticolo di inclusioni potrebbe consentire agli esperti di traffico di adattare i dispositivi di smorzamento del rumore a particolari intervalli di frequenza. I veicoli più pesanti producono rumore a frequenze inferiori rispetto ai veicoli più leggeri. Le auto che viaggiano velocemente durante le ore non di punta si orientano verso frequenze più alte rispetto alle auto bloccate negli ingorghi.

I muri di cemento che rivestono la carreggiata sono efficaci su un ampio spettro di frequenze di rumore, ma il vento che bloccano può aggiungere forza indesiderata alle loro fondamenta. Poiché presentano superfici piane, Thota ha detto, l'onda riflessa non è abbastanza diffusiva da ridurre il rumore sulla strada. Con un bordo superiore dritto, l'incidenza delle onde oblique su queste barriere porta a una maggiore diffrazione e aumenta la propagazione attraverso la barriera.

Il lavoro dei ricercatori si basa su barriere del suono periodiche, in cui una serie di inclusioni smorzano il suono a determinate frequenze lasciando passare il vento. Lo svantaggio, Thota ha detto, è che questi sistemi sono progetti fissi. Se un sistema è progettato per alleviare il rumore degli ingorghi, non è così utile quando le auto si muovono velocemente.

Man mano che più conducenti scendono in strada, c'è stata una crescente preoccupazione per l'impatto che il rumore ha sulla pressione sanguigna, perdita dell'udito, e attenzione al lavoro e a scuola. In un prototipo, Thota e Wang hanno scoperto che la loro barriera ha ridotto la pressione acustica di 10 decibel, o 90 per cento.

"Il rumore del traffico che altrimenti potrebbe essere udito fino a un miglio di distanza sarebbe ora percepito solo da una distanza di 0,3 miglia con queste barriere, " disse Thota.

I vantaggi delle strutture origami potrebbero estendersi alla riduzione del rumore del traffico, Wang ha detto, citando il suo potenziale per la guida d'onda e diodi acustici.

"Globale, la struttura degli origami ci offre una piattaforma efficace per adattarci ai cambiamenti ambientali, " Egli ha detto.