Cómo los resonadores integrados silencian vibraciones y mejoran el aislamiento acústico

Los investigadores han determinado cómo los resonadores integrados manejan vibraciones bajo una variedad de escenarios. Los resonadores son dispositivos que ayudan a gestionar vibraciones —algunos vehículos los tienen para limitar el sonido emitido del silenciador de un auto y algunos puentes y edificios los usan para limitar ruido y movimiento de esas estructuras. Los resonadores usan oscilación tipo resorte para controlar y cambiar vibraciones —algunas absorben y neutralizan mientras otras amplifican y dirigen a lugares específicos.

Estudios previos examinaron cómo usar resonadores para controlar sonido que pasa a través de paredes o reducir vibraciones de vehículos en movimiento. Esos estudios se enfocaron en agregar un resonador a una estructura existente o parte de vehículo. El nuevo estudio encontró que cortar resonadores directamente en la pared o material del vehículo suprimió las vibraciones que podían propagarse.

Los investigadores cortaron resonadores en placas acrílicas rectangulares para determinar qué podría pasar si los resonadores se cortaban directamente en un material, en lugar de agregarse después. El estudio no comparó directamente resonadores integrados con los agregados. Los resonadores integrados son más aerodinámicos que los agregados y serían mejores opciones para aplicaciones donde el espacio importa —en la construcción de un avión o una pared, por ejemplo.

Los investigadores sostuvieron las placas en su lugar usando diferentes mecanismos —algunas estaban fuertemente sujetas, algunas suspendidas en aire y algunas sostenidas por soportes. Luego usaron un martillo mecanizado para golpear las placas y midieron la fuerza de las vibraciones creadas por cada placa después del impacto del martillo. Mantuvieron una placa sin alterar como control.

Encontraron que las vibraciones viajaban más lejos en las placas sin alterar que en aquellas con resonadores integrados. Los resonadores, mostraron sus experimentos, ayudaron a las placas a flexionarse y absorber las vibraciones del martillo.

Los experimentos se construyeron para probar un diseño que podría tener múltiples aplicaciones reales y podría usarse para aislar acústicamente paredes. También podría usarse para construir estructuras de aviones que automáticamente reduzcan el sonido que entra en la cabina; por ejemplo, una construcción tipo sándwich consistiendo en un panel ligero con un resonador integrado entre dos paneles de yeso o en capas dentro de las paredes de un avión. Esto podría usarse para reducir vibración de todo el sistema sin reducir aerodinámica o eficiencia ya que se elimina masa.

Los resonadores también pudieron absorber vibraciones independientemente de cómo se sostuvieran las placas en su lugar.