교통 소음 흡수해주는 특수 벽돌

자동차 엔진 소리 등 소음은 활동에 방해가 될 뿐 아니라 두통이나 현기증, 노이로제 등 건강 피해로 이어질 것으로 여겨지며 다양한 대책이 고안되고 있다. 유튜버인 조 크르츠마(Joe Krcma)가 고안한 새로운 모양을 한 벽돌은 일정한 주파수를 크게 흡수할 수 있다고 보고됐다.

런던은 소음에 시달리는 도시 중 하나로 알려져 있다. 도시 대부분에선 평균 75dB 이상 소음이 발생한다. WHO 조사는 소음이 10dB 증가할 때마다 심장혈관 질환 위험이 8% 상승하는 것으로 나타났다. 따라서 생활공간인 실내에 소음이 들어가는 걸 막기 위한 설비가 많이 개발되고 있지만 옥외용 소음 방지에 관한 솔루션 연구는 진행되고 있지 않다.

교통 소음이 귀에 도달하는 건 20Hz에서 300Hz 정도 저주파 소리로 알려져 있다. 따라서 이런 범위 소음을 흡수하는 게 시급하다. 지금까지의 일반적인 소음 방지책으로는 실내에 이중창을 설치하거나 도로에 특수한 벽을 설치해 부딪친 소리를 확산시키는 방법이 알려져 있다. 한편 이런 방법은 음향적으로는 바람직하지 않다고 한다.

따라서 크르츠마는 헬름홀츠 공명기 기술을 이용했다. 헬름홀츠 공명기는 소리를 울릴 뿐 아니라 공명하는 소리를 중심으로 소리 운동 에너지를 빨아들여 소리를 상쇄하는 특성이 있어 이를 이용해 흡음재로 이용하는 것도 가능하다고 한다.

실제로 헬름홀츠 공명기를 흡음재로 이용하는 방법은 음악실이나 대규모 극장 등에서 사용되고 있다. 또 런던 패딩턴역에는 헬름홀츠 공명기를 흡음재로 한 벽이 한 면에 위치한 공간이 있어 실제로 소음 경감에 도움이 되고 있다고 한다. 개발자는 헬름홀츠 공명기 구조를 도입한 벽돌이 가장 소음 흡수 효과가 높다고 밝히고 있다.

새로운 벽돌을 개발하기 위해 벽돌 소재를 선택하기 위해 노력하고 있다. 크르츠마는 두꺼운 스펀지 모양 테라코타를 진흙에 담근 뒤 건조시켜 가마로 구운 소재가 가장 흡수 효과가 높아졌다고 밝히고 있다. 그는 실제로 벽돌을 개발할 때 다양한 프로토타입을 만들었다.

프로토타입 개발은 어려움을 극복했고 첫 프로토타입에선 금형에서 꺼낼 때 벽돌 일부가 왜곡되어 버리는 등 문제가 발생했다. 마찬가지로 2번째 프로토타입에서도 금형에서 꺼내면 변형되는 문제가 발생했다. 설계를 바꾼 3번째 프로토타입에선 깨지기 쉬운 문제가 발생했다. 모양이 크게 바뀌는 등 문제도 나타났다.

시행착오 끝에 고안한 벽돌 모양은 중심이 크고 뻗은 특수한 형태다. 독특한 모양을 한 벽돌이지만 퍼즐처럼 조합해 쌓아가는 것도 가능하다. 물론 이 벽돌도 처음에는 깨지기 쉬운 문제가 있었지만 특수 분만을 부착시키는 등 궁리를 더했다고 한다. 개발자가 만든 벽돌은 모두 50개다. 실제로 소음을 얼마나 흡수하는지 테스트하자 310Hz 주변 소리가 크게 흡수되는 것으로 밝혀졌다.

그는 향후 전망으로 이 벽돌 제조를 확대하고 실제로 도시에 배치할 것이라고 말한다. 도시에 늘어선 이 벽돌에는 새가 둥지를 만들고 이끼나 잡초 등이 자라는 것으로 흡수 효과 상승이 더 전망된다는 설명이다. 덧붙여 그는 이번에 만든 벽돌 3D 데이터를 온라인상에 배포하고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.