15/06/2022 - 4:39
Especialistas da Universidade de Bristol (Reino Unido) descobriram que as escamas nas asas das mariposas atuam como excelentes absorvedores de som, mesmo quando colocadas em uma superfície artificial.
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Os pesquisadores, que descobriram recentemente que as asas das mariposas oferecem proteção acústica contra as chamadas de ecolocalização dos morcegos, vêm estudando se sua estrutura poderia inspirar painéis de absorção de som com melhor desempenho quando não se movem no espaço livre.
Morcegos e mariposas estão envolvidos em uma corrida armamentista acústica entre predador e presa desde que os morcegos desenvolveram a ecolocalização há cerca de 65 milhões de anos. As mariposas estão sob enorme pressão de predação de morcegos e desenvolveram uma infinidade de defesas em sua luta pela sobrevivência, mas são as escamas de sua asa que são a chave para transformar a tecnologia de cancelamento de ruído.
O professor Marc Holderied, da Faculdade de Ciências Biológicas da Universidade de Bristol, disse: “O que precisávamos saber primeiramente era o desempenho dessas escamas de mariposa se elas estivessem na frente de uma superfície altamente reflexiva acusticamente, como uma parede. Também precisávamos descobrir como os mecanismos de absorção podem mudar quando as escamas interagem com essa superfície”.
Holdered e sua equipe experimentaram isso colocando pequenas seções de asas de mariposas em um disco de alumínio e, em seguida, testando sistematicamente como a orientação da asa em relação ao som recebido e a remoção das camadas de escama afetavam a absorção.
Desempenho extraordinário
Notavelmente, eles descobriram que as asas da mariposa provaram ser excelentes absorvedores de som, mesmo quando em cima de um substrato acústico sólido. As asas absorveram até 87% da energia sonora recebida. O efeito também é de banda larga e onidirecional, cobrindo uma ampla faixa de frequências e ângulos de incidência do som.
“O que é ainda mais impressionante é que as asas estão fazendo isso enquanto são incrivelmente finas, com a camada de escama sendo apenas 1/50 da espessura do comprimento de onda do som que elas estão absorvendo”, explicou o autor principal, dr. Thomas Neil. “Esse desempenho extraordinário qualifica a asa da mariposa como uma metassuperfície de absorção acústica natural, um material que possui propriedades e capacidades únicas, que não são possíveis de criar usando materiais convencionais”.
O potencial de criar painéis absorventes de som ultrafinos tem enormes implicações na acústica dos edifícios. À medida que as cidades ficam mais barulhentas, cresce a necessidade de soluções eficientes de mitigação de som não intrusivas. Da mesma forma, esses painéis leves de absorção de som podem ter enormes impactos na indústria de viagens, com qualquer economia de peso em aviões, carros e trens aumentando a eficiência nesses modos de transporte e reduzindo o uso de combustível e as emissões de CO2.
Papel de parede ultrafino
Seu estudo foi publicado na revista Proceedings of the Royal Society A: Mathematical and Physical Sciences. Agora, os cientistas planejam replicar o desempenho de absorção de som projetando e construindo protótipos baseados nos mecanismos de absorção de som da mariposa. A absorção que eles caracterizaram nas escamas das asas das mariposas está toda na faixa de frequência do ultrassom, acima do que os humanos podem ouvir. Seu próximo desafio é projetar uma estrutura que funcione em frequências mais baixas, mantendo a mesma arquitetura ultrafina empregada pela mariposa.
Holdered concluiu: “As mariposas vão inspirar a próxima geração de materiais absorventes de som. Novas pesquisas mostraram que um dia será possível adornar as paredes de sua casa com papel de parede absorvente de som ultrafino, usando um design que copia os mecanismos que dão camuflagem acústica furtiva às mariposas”.
