Inquinamento Acustico: Come Mitigare il Rumore degli Aerei Grazie alla Biomimesi

I gufi hanno la straordinaria capacità di volare in silenzio, grazie a un piumaggio adatto a ridurre il rumore, in modo da poter cacciare in modo furtivo. I ricercatori dell’Università di Cambridge, in Inghilterra, stanno studiando la struttura alare del gufo per capire meglio come riesca a mitigare il rumore così da poter utilizzare tali informazioni nel progettare gli aerei.

Biomimesi ed Efficienza Acustica nei Rapaci Notturni

“Molte specie di gufi hanno sviluppato un piumaggio per eliminare effettivamente il rumore aerodinamico delle loro ali, il che permette loro di cacciare e catturare le prede usando esclusivamente le proprie orecchie” ha affermato Justin Jaworski del dipartimento di matematica applicata e fisica teorica dell’Università di Cambridge.

“Nessuno sa esattamente come riescano i gufi a raggiungere questo efficienza acustica, e le ragioni di questa caratteristica sono ampiamente basate sul confronto tra le piume dei gufi e quelle di altri volatili non così silenziosi, quali i piccioni.”

Tutte le ali, che siano naturali o artificiali, creano vortici turbolenti nel momento in cui tagliano l’aria. Quando questi vortici colpiscono il bordo finale dell’ala vengono amplificati e diffusi come suoni. A tale proposito gli aerei normali, che hanno bordi molto duri, sono particolarmente rumorosi.

La Perfezione della Natura

I gufi, tuttavia, possiedono non meno di tre distinti attributi fisici che si ritiene contribuiscano alla loro capacità di volo silenzioso: una cresta di piume rigide lungo il bordo anteriore dell’ala, un materiale morbido e lanuginoso nella parte superiore, e una frangia flessibile sul bordo d’uscita. Al momento non si sa se si tratti di una sola di queste caratteristiche a garantire il volo silenzioso o piuttosto la combinazione di tutte.

I ricercatori hanno cercato di svelare questo mistero attraverso lo sviluppo di una base teorica che vuole spiegare la capacità del gufo di mitigare il suono partendo dal bordo posteriore dell’ala che è tipicamente la fonte dominante di rumore di qualsiasi profilo alare. In precedenza gli esperimenti suggerivano che il rumore dell’ala del gufo è molto meno dipendente dalla velocità dell’aria e che c’è una ampia riduzione del rumore ad alta frequenza oltre un intervallo in cui le orecchie umane sono più sensibili.

Usando modelli matematici, i ricercatori hanno dimostrato che le proprietà elastiche e porose di un bordo posteriore di un ala possono essere regolate in modo che il rumore aerodinamico dipenda dalla velocità del volo come se il bordo non ci fosse affatto. “Questo implicava che la fonte dominante di rumore per le ali convenzionali poteva essere eliminata”, ha dichiarato Nigel Peake, anche lui dell’Università di Cambridge. “La causa del rumore dell’ala potrebbe allora essere dettata da altri meccanismi acustici minori, come la rugosità della superficie alare”.