España es el primer país europeo y el segundo del mundo más ruidoso, solo superado por Japón, según un informe de la OMS (Organización Mundial de la Salud). Lo que supone un problema, ya que esto afecta a la salud y calidad de vida. Desde el tráfico hasta los sonidos producidos por los vecinos, como cuando ponen música o el televisor a todo volumen. Una situación, esta última, que es habitual encontrarla y que es realmente molesta. Para evitarlo, investigadores trabajan para dar con inventos sorprendentes, como unos altavoces que llevan la cancelación de ruido a las paredes o una nueva tela capaz de crear habitaciones silenciosas. La idea es la misma que se usa con las cortinas en las ventanas pero con el audio, bloquear el sonido y no sólo la visión.
Un equipo de investigadores del MIT y de otros centros ha ideado un nuevo tejido de seda insonorizante que se puede utilizar en una casa para crear espacios silenciosos. Un material que es apenas más grueso que un pelo humano y que destaca por incluir una fibra especial que vibra cuando se le aplica un voltaje. Una característica que el grupo de científicos ha aprovechado para suprimir el sonido de dos formas distintas para tener espacios silenciosos y evitar que los ruidos de los vecinos te molesten.
En una, el tejido vibrante genera ondas sonoras que interfieren con un ruido no deseado para anularlo. Algo que hace de forma similar a los auriculares con cancelación de ruido. En la otra técnica, que es la más llamativa, la tela se mantiene quieta para suprimir las vibraciones, que son clave en la transmisión del sonido. De esta manera, el sonido no se transmite a través de ella, pudiendo reducir el ruido en espacios grandes, como pueden ser habitaciones o coches.
"El ruido es mucho más fácil de crear que el silencio. De hecho, para mantener el ruido fuera dedicamos mucho espacio a paredes gruesas. El trabajo de Grace (Noel) Yang [la primera autora] proporciona un nuevo mecanismo para crear espacios silenciosos con una fina lámina de tela", afirma en un comunicado oficial Yoel Fink, investigador del MIT y uno de los autores del estudio sobre esta ingeniosa tela insonorizante, que se ha publicado en la revista Advanced Materials.
Bloquea el ruido
Los investigadores del MIT descubrieron durante sus pruebas que usando materiales comunes como la seda, una lona o una muselina, se pueden crear tejidos que suprimen el ruido. Un invento que sería muy práctico de aplicar en espacios del mundo real. Por ejemplo, se podrían emplear para hacer separados en habitaciones grandes y abiertas en las que hay varias personas trabajando o, incluso, finas paredes de este material que impidieran el paso del sonido para tener cuartos o zonas más tranquilas.
Esquema del funcionamiento de la tela.
Para conseguir una seda que bloqueara el sonido, los investigadores se basaron en un trabajo previo en el que cosieron una sola hebra de fibra piezoeléctrica -que producen una señal cuando se aprietan o doblan- al tejido. De esta manera, cuando un ruido cercano hace que la tela vibre, la fibra piezoeléctrica transforma esas vibraciones en una señal eléctrica que puede captar el sonido. En el nuevo trabajo, los científicos dieron una vuelta a esa idea para crear un altavoz de tela que puede utilizarse para anular las ondas sonoras.
"Aunque podemos utilizar la tela para crear sonido, ya hay mucho ruido en nuestro mundo. Pensamos que crear silencio podría ser aún más valioso", explica en el mismo comunicado Grace Yang. El grupo de investigadores descubrió que al aplicar una señal eléctrica a la fibra piezoeléctrica, ésta vibra y genera sonido y lo demostraron tocando una canción de Johann Sebastian Bach con una tela de seda de 130 micrómetros montada en un marco circular.
Para conseguir el bloqueo directo del sonido, usaron un altavoz de tejido de seda que emite ondas sonoras que interfieren destructivamente con las ondas sonoras no deseadas. Es decir, controlan las vibraciones de la fibra piezoeléctrica para que las ondas sonoras emitidas por la tela sean opuestas a aquellas que chocan contra ella, lo que puede anular el ruido. Una técnica que es eficaz en un área pequeña, por lo que los investigadores analizaron la forma de conseguir el mismo efecto en zonas más amplias.
De hecho, imaginaron un dormitorio de una casa y una situación en la que los vecinos están haciendo ruido jugando al futbolín o tocando un instrumento. Un ruido que se puede escuchar desde la habitación porque el sonido hace vibrar la pared que se comparte con la casa del vecino, lo que forma ondas sonoras en tu lado. Para acabar con ese sonido, los científicos comprobaron que colocando la tela de seda en la pared se pueden controlar y suprimir las vibraciones, lo que impide que el sonido se transmita a través de ese tejido. "Si podemos controlar esas vibraciones y evitar que se produzcan, también podemos detener el ruido que se genera", afirma Yang.
Continuar el proyecto
Otro detalle interesante sobre esta innovadora tela es que los investigadores del MIT descubrieron que mantener la tela inmóvil hace que el sonido se refleje en ella, de la misma manera como lo hace un espejo con la luz. No sólo eso, sino que con sus experimentos también mostraron que tanto las propiedades mecánicas y el tamaño de los poros de un tejido afectan a la eficacia de la generación de sonido. Aunque esto también depende de la frecuencia de las ondas sonoras.
De esta manera, si la frecuencia es lo suficientemente baja, "incluso un tejido con poros relativamente grandes podría funcionar eficazmente", afirma Yang. Cuando probaron la tela de sea en modo de supresión directa, los científicos del MIT encontraron que podía reducir significativamente el volumen de sonidos de hasta 65 decibelios; y que en el modo de supresión mediada por vibración, el tejido podía reducir la transmisión del sonido hasta un 75%.
Representación de la tela del MIT en un muro que separa dos habitaciones.
Con vistas al futuro, los investigadores pretenden seguir explorando su uso para bloquear el sonido de múltiples frecuencias. Sin embargo, para ello será necesario un complejo procesamiento de señales y más componentes electrónicos. También quieren analizar la arquitectura de la tela para ver si cambiando aspectos como el número de fibras piezoeléctricas, la dirección en que se cosen o los voltajes aplicados se podría mejorar el rendimiento.
"Hay muchos botones que podemos girar para que este tejido supresor del sonido sea realmente eficaz. Queremos que la gente piense en controlar las vibraciones estructurales para suprimir el sonido. Esto es sólo el principio", concluye Yang. Una tela de seda que supone un gran avance y un invento más que interesante para acabar con los vecinos molestos y poder descansar tranquilamente en el hogar.