Utilizarea undelor sonore pentru a crea spații publice mai sigure

Riscul de pierdere a auzului nu vine doar de la mașinile puternice sau de la alte zgomote evidente. De asemenea, poate afecta oamenii din medii publice, cum ar fi teatrele și sălile de concerte. Absorbția acestui exces de sunet pentru a face mediile publice mai sigure pentru auz și utilizarea undelor sonore nedorite pentru a genera electricitate este scopul unei lucrări de cercetare publicată săptămâna aceasta în Fizica fluidelor, De către Editura AIP.

„Conform Centrelor pentru Controlul și Prevenirea Bolilor, se estimează că 12,5% dintre copiii și adolescenții cu vârste cuprinse între 6 și 19 ani și 17% dintre adulții cu vârsta între 20 și 69 de ani au suferit leziuni permanente ale auzului din cauza expunerii excesive la zgomot.” , autor Rajendra. Prasad V spune: „Zgomotul de peste 70 de decibeli pentru o perioadă lungă de timp poate începe să ne afecteze auzul. Avem nevoie de sisteme care pot atenua sunetele cu adevărat mari.

Lectură suplimentară: Cum să utilizați aplicațiile de cercetare și de telefon pentru a evita nivelurile de zgomot nesigure

În studiul lor, autorii s-au concentrat asupra spațiilor interioare precum teatrele și sălile de concert și au construit un sistem de senzori piezoelectrici care pot fi instalați în pereți, podele și tavane pentru a absorbi undele sonore și a le colecta energia. Prasad spune că undele sonore care provin de la difuzoarele din aceste spații închise variază de obicei între 60 și 100 de decibeli și uneori ajung la 120 de decibeli.

„Am clasificat sunetul în medii închise pe baza intensității sale (decibeli) care poate provoca pierderea auzului”, spune Prasad. „Energia acustică absorbită cu ajutorul senzorilor piezoelectrici este procesată de sistemul nostru pentru a o converti în energie electrică. În funcție de tiparul de generare a energiei, ieșirile sistemului sunt comutate între ieșiri directe și baterie.

Pentru a proiecta un sistem ideal de captare a undelor sonore de interior, autorii au folosit simulări pe computer pentru a ajusta variabile, inclusiv tensiunea necesară pentru a funcționa componenta principală a dispozitivului, frecvența și intensitatea sunetului de intrare și au testat senzori piezoelectrici în configurații paralele și în serie.

„Faptul surprinzător este că producția de proiectare atinge un maxim în jurul anumitor frecvențe care corespund frecvenței și intensității sunetului folosit în teatre sau auditorii”, spune Prasad. „Designul nostru reduce vibrația sunetului de fiecare dată când se reflectă din materialul piezoelectric și reduce intensitatea generală a sunetului din spațiul închis.”

Pe lângă reducerea riscului de pierdere a auzului, autorii au dorit să proiecteze un sistem de alimentare care să fie benefic pentru mediu, folosind o funcție inteligentă de gestionare a energiei care se ajustează în funcție de cantitatea de sunet primit. De asemenea, folosește materiale ecologice.

„Materialul piezoelectric pe care l-am folosit este o formă de cuarț, care nu este altceva decât un mineral compus din silice”, spune Prasad. „Este ușor biodegradabil și reciclabil.”

Imagine prezentată: Acest set de senzori piezoelectrici este proiectat pentru instalarea în teatre și săli de concert pentru a valorifica energia undelor sonore pentru a genera electricitate. Această mini dovadă de concept a inclus 1.042 de senzori și a putut alimenta 48 de LED-uri folosind electricitatea generată prin valorificarea undelor sonore. Foto: Roshan Zameer Ahmed, Prajwal Hegde, P Ganesh