Nuove strutture acustiche ecocompatibili contribuiscono a ridurre il rumore
L’ambiente acustico può avere un impatto sull’uomo tanto quanto la temperatura e la luce. Nelle città rumori indesiderati spesso penetrano negli spazi personali e il rumore di treni, autobus e metropolitane può provocare un notevole disagio ai viaggiatori. In generale, l’inquinamento acustico sta diventando un grosso problema in Europa: il numero di persone esposte a livelli di rumore ambientale superiori a quelli stabiliti dalla direttiva dell’UE sul rumore ambientale ha superato i 53 milioni nel 2018. La capacità di ridurre la trasmissione dei suoni da un ambiente all’altro è quindi fondamentale. Le tecnologie di insonorizzazione attuali si basano su proprietà o microstrutture specifiche dei materiali, come la schiuma fonoassorbente, e solitamente devono essere realizzate con materiali ad alta densità e possono essere molto costose. I metamateriali acustici sono materiali progettati per controllare, dirigere e manipolare le onde sonore, e appaiono come un candidato promettente per le tecnologie di controllo dei suoni. Piuttosto che dipendere da materiali specifici, il loro successo deriva dalle caratteristiche specifiche della forma della struttura. «I metamateriali comprendono tutti quei materiali che, grazie a un’adeguata progettazione e funzionalizzazione della topologia, conseguono caratteristiche fisiche specifiche e prestazioni superiori a quelle delle materie prime disponibili in natura. Queste proprietà non dipendono, quindi, dalla natura microscopica e molecolare dei materiali costituenti, ma solo dalla geometria e dalla topologia finali», spiega Giovanni Capellari, co-fondatore di Phononic Vibes. Il progetto PHOMETAPAN, finanziato dall’UE e ospitato da Phononic Vibes, ha sviluppato una nuova tecnologia basata sui metamateriali acustici. Il sistema assorbe e isola le vibrazioni sonore indesiderate per controllare il livello del suono che lo attraversa. Gli innovativi pannelli di PHOMETAPAN, che misurano solo 5 cm di larghezza, sono in grado di ridurre il rumore fino a due ordini di grandezza rispetto ai prodotti fonoassorbenti della concorrenza.
Bloccare il suono
La tecnologia si basa su un sottoinsieme di metamateriali chiamati «metapannelli fononici». I pannelli si basano sulla fisica delle strutture meccaniche note come cristalli fononici, strutture artificiali basate sulla ripetizione di una cella unitaria, progettate per massimizzare l’isolamento acustico. La nuova struttura è in grado di isolare e bloccare il rumore, ed è realizzata in plastica riciclata, consentendo al sistema di essere più sostenibile rispetto ai pannelli fonoassorbenti esistenti. «Il progetto PHOMETAPAN si propone di industrializzare la complessa topologia della cella unitaria e di valutare il potenziale di sfruttamento commerciale del sistema», aggiunge Capellari, coordinatore del progetto PHOMETAPAN. Il gruppo è riuscito a collaudare i prodotti all’interno di un ambiente di laboratorio, alcuni dei quali sono già stati progettati per funzionare in applicazioni industriali, ma la tecnologia potrebbe essere facilmente utilizzata all’interno delle abitazioni, riducendo il rumore indesiderato di lavatrici, lavastoviglie e altri elettrodomestici rumorosi. Anche le imprese edili e gli operatori immobiliari potrebbero quindi trarne vantaggio.
Rendere l’Europa leader nel controllo del suono
Il progetto PHOMETAPAN intende portare l’Europa all’avanguardia nella tecnologia del suono, promuovendo l’uso dei metamateriali in una serie di settori, mercati e industrie diversi. Un coach, nominato durante il progetto, ha aiutato il gruppo ad accrescere le proprie conoscenze in materia di analisi di mercato, sviluppo del prodotto e sviluppo aziendale, mentre i fondi della sovvenzione dell’UE sono serviti per testare la fattibilità tecnica e commerciale del metapannello. «Senza il sostegno delle iniziative dell’UE, nuove imprese basate su ricerche accademiche come questa sarebbero impossibili», conclude Capellari.
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PHOMETAPAN, acustico, rumore, suono, progettazione, metamateriali, fononico, cristalli, struttura
