El so pot convertir-se en un autèntic problema en instal·lacions industrials, sistemes de ventilació i altres conductes pels quals es propaguen les ones acústiques. Quan aquestes arriben a l'extrem d'una canonada tancada, part de l'energia torna en direcció contrària i produeix reflexions que es perceben com un eco. Un equip d'investigadors ha trobat una manera de reduir aquest fenomen amb una peça impresa en 3D que actua com un forat negre sònic.
La investigació compta amb la participació d'Oriol Guasch, investigador de La Salle-Universitat Ramon Llull, i Jie Deng, primer autor de l'estudi, juntament amb quatre científics més. El projecte recollit per Science Direct presenta un dispositiu que s'introdueix a l'extrem d'un conducte per absorbir el so. A diferència d'altres dissenys anteriors, aquesta estructura es fabrica per separat i no requereix modificar les parets de la canonada on s'instal·la.
Una peça impresa en 3D que absorbeix les ones sonores
El dispositiu està format per una estructura d'anells i cavitats que modifica la propagació de les ones acústiques. La seva geometria fa que aquestes redueixin progressivament la seva velocitat i longitud d'ona, cosa que afavoreix l'absorció d'energia i disminueix la quantitat de so que torna cap al punt d'origen.
El nom de forat negre sònic pot resultar cridaner, però no té relació amb els objectes astronòmics que comparteixen la mateixa nomenclatura. Es tracta d'un mecanisme acústic que busca evitar les reflexions del so. Part de l'energia es dissipa mitjançant la fricció i els intercanvis de calor entre l'aire i les superfícies internes de la peça.
Per comprovar el seu funcionament, els investigadors van fabricar un prototip d'uns 15 centímetres de longitud amb filament de PLA, un material habitual en la impressió 3D. Després el van sotmetre a proves en un tub d'impedància acústica i van comparar els resultats experimentals amb els models numèrics desenvolupats durant la investigació. Els mesuraments van mostrar una bona concordança entre tots dos.
L'estudi també assenyala que el disseny desmuntable pot oferir un coeficient de reflexió inferior al de les solucions convencionals quan es compara amb la mateixa superfície lliure de pas. A diferència d'altres tecnologies com la cancel·lació activa de soroll, l'efecte del forat negre sònic pot actuar en una banda de freqüències més àmplia que determinats mecanismes de ressonància presents en altres dissenys.
El principal avantatge pràctic d'aquesta tecnologia rau en el fet que la peça pot adaptar-se a conductes de diferents materials i geometries sense necessitat de reconstruccions. No obstant això, els resultats corresponen a assajos de laboratori i encara serà necessari avaluar el seu comportament en instal·lacions reals abans de determinar fins a quin punt pot aplicar-se a sistemes industrials i de ventilació.