Los materiales absorbentes porosos son de gran interés en el campo de la acústica debido a su amplia aplicabilidad a muchos problemas de ingeniería de control de ruido. Algunos de estos problemas son la contaminación acústica excesiva en las infraestructuras de transporte (carreteras, vías de tren,…) o la falta de sistemas efectivos de reducción de ruido en los edificios (residenciales, oficinas,…). Ambos se han convertido en un problema de gran preocupación en la sociedad moderna no solo por los efectos nocivos sobre la salud humana sino también por el impacto negativo en el medio ambiente y su conservación. De hecho, el ajetreado ritmo de vida en nuestra sociedad actual ha hecho del ruido una de las principales fuentes de estrés y convertido éste en el principal enemigo del descanso, induciendo a su vez una mayor despreocupación hacia el cuidado y preservación de dicho medio ambiente. Con el fin de concienciar a nuestra sociedad y a los agentes que la conforman hacia un mejor uso de los recursos naturales, autoridades públicas nacionales e internacionales siguen trabajando en el desarrollo de normativas que ayuden a reducir este impacto negativo en el entorno. De hecho, la creciente necesidad de dispositivos que mejoren el aislamiento acústico ha motivado que comunidad científica e industria centren parte de sus esfuerzos en el desarrollo de nuevas e innovadores soluciones que reduzcan el ruido y ayuden a mejorar el bienestar de las personas. Así, se persigue que dichas soluciones garanticen una reducción de los niveles de ruido en los distintos ámbitos sociales siendo a su vez una condición de mayor peso que estas tengan un carácter sostenible y respetuoso con el medio. Algunos ejemplos de ello son los equipos de protección auditiva contra el ruido de maquinaria en áreas industriales, la reducción del ruido del tráfico en áreas urbanas e interurbanas utilizando barreras acústicas, o el aislamiento al ruido en edificios mediante soluciones constructivas mejoradas. En este contexto, el uso de materiales absorbentes porosos se ha convertido en una de las soluciones pasivas más extendidas para el control del ruido hasta la fecha. Por lo tanto, el estudio del comportamiento acústico de estos materiales porosos no solo constituye una prioridad en la etapa de diseño de dispositivos contra el ruido, sino también en la evaluación de su rendimiento como absorbente sonoro. En resumen, los casos de estudio analizados sirven tanto como una contribución al estudio de las propiedades acústicas de materiales absorbentes porosos, como para alentar el uso de algunos de los enfoques propuestos en problemas reales de ingeniería. Aunque aún queda trabajo por hacer para establecer los modelos y metodologías presentados, y por qué no, para hacerlos extensivos para su aplicabilidad en un marco multidisciplinario, queda patente su aportación en aras del bienestar social y el desarrollo humano.

El objetivo de este trabajo ha sido obtener expresiones matemáticas para los parámetros elásticos y acústicos efectivos de sistemas heterogéneos en el límite de homogeneización, lo que ha permitido el diseño de nuevos dispositivos acústicos y elásticos funcionales en un amplio rango de longitudes de onda. Los sistemas heterogéneos estudiados han sido, principalmente, estructuras de cilindros elásticos inmersos en un medio fluido no-viscoso, aunque otras geometrías han sido comentadas. La periodicidad de estas estructuras permite reducir el problema al estudio de la "celda unidad"; es decir, a la región del espacio que se repite. Sin embargo, el método desarrollado en el presente trabajo ha permitido analizar el comportamiento cuando la periodicidad se ve alterada por defectos estructurales. Matemáticamente este problema ha sido tratado mediante la teoría de dispersión múltiple, ya que las geometrías del problema son principalmente circulares y dicha teoría ha demostrado ser la más adecuada en ese caso. Se ha utilizado la citada teoría de dispersión múltiple para analizar el comportamiento de un sólo cilindro y de un conjunto de cilindros. Este conjunto de cilindros ha sido ordenado, por un lado, en filas infinitas, dando lugar a expresiones para la reflectancia y transmitancia. Por otro lado, la extensión a todo el plano de las redes de cilindros ha permitido obtener resultados para la estructura de bandas. Para obtener los parámetros efectivos se han desarrollado dos métodos de homogeneización que, si bien coinciden en resultados para los casos elementales, han demostrado ser complementarios para calcular situaciones más complejas. El primero se basa en la propagación de ondas elásticas a través de medios periódicos. Se ha demostrado que, en el límite de baja frecuencia, la propagación de estas ondas presenta una relación de dispersión lineal, de cuya pendiente se ha podido obtener la velocidad de propagación efectiva del medio uniforme asociado. El segundo / Torrent Martí, D. (2008). Towards the full control of sound with sonic crystals and acoustic metamaterials [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3061