Um dos problemas urbanos mais prejudiciais à saúde e ao bem-estar das pessoas, a poluição sonora por música alta pode estar com seus dias contados. A solução, uma espécie de milagre sonoro, são os chamados “enclaves audíveis”, que prometem “entregar conteúdo audível a um ouvinte específico sem perturbar os outros”, segundo um estudo recente.
Desenvolvidos por uma equipe internacional liderada por pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia (Penn State), esses bolsões localizados de som são, na prática, espaços onde sons, desde músicas a podcasts, podem ser ouvidos por uma única pessoa, sem a necessidade de fones de ouvido e sem que as pessoas ao redor sequer o percebam.
Publicada na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, a nova engenharia de áudio utiliza ondas de ultrassom, as mesmas usadas em exames de ultrassonografia. Com uma frequência acima do limite da audição humana (acima de 20 kHz), elas não podem ser ouvidas ao longo do caminho que percorrem, e podem até fazer curvas para evitar obstáculos, sendo captadas apenas pelos ouvidos aos quais se destinam.
Entendendo o funcionamento do som
O som nada mais é do que uma onda que viaja pelo ar por meio de vibrações das moléculas. Essas ondas sonoras se propagam pelo espaço quando um objeto capaz de criar uma vibração se move para frente e para trás, comprimindo e descomprimindo as moléculas de ar. É a frequência dessas vibrações que determina as características fundamentais do som, permitindo distinguir entre graves e agudos.
A dificuldade em direcionar o som é a sua capacidade de dispersão, um fenômeno conhecido como difração, uma tendência de os sons se espalharem enquanto viajam pelo espaço. O efeito é mais notável em sons de baixa frequência (os mais graves) que, por possuir um comprimento de onda mais longo, são difíceis de confinar em áreas específicas.
Algumas tecnologias recentes, como os chamados alto-falantes paramétricos, também conseguem a proeza de direcionar feixes sonoros direcionados a uma direção específica. Ainda assim, esses sistemas sofisticados não dão conta de eliminar completamente a propagação do som, que continua audível ao longo do caminho que percorre.
E como funcionam os enclaves audíveis?
No estudo atual, os autores utilizaram o ultrassom como uma espécie de transportador de som audível, aproveitando sua característica de viajar silenciosamente pelo espaço. A técnica inédita emprega princípios da acústica não linear, que permitem a duas ondas sonoras intensas interagir para criar frequências adicionais.
Nesse caso, a equipe aproveitou dois feixes de ultrassom em frequências diferentes, e completamente silenciosos por si só. Mas, ao se cruzarem no espaço, eles geram efeitos não lineares capazes de produzir uma nova onda sonora em frequência audível. “Essencialmente, criamos um fone de ouvido virtual”, explica o autor principal Jiaxin Zhong, da Penn State, em um comunicado.
Para conseguir manipular as ondas sonoras, os pesquisadores utilizaram uma técnica avançada conhecida como metassuperfícies acústicas, compostas de materiais especialmente projetados para “curvar” e controlar a trajetória de feixes ultrassônicos durante sua propagação. Assim, ondas em 40 kHz e 39,5 kHz podem criar um som audível somente no ponto de intersecção das duas.
Aplicações potenciais para os enclaves de áudio
Os enclaves de áudio são uma tecnologia revolucionária e promissora para habilitar áudio personalizado em espaços públicos. Alguns museus poderiam, por exemplo, oferecer experiências guiadas por áudio personalizadas, sem fones de ouvido. Bibliotecas públicas seriam capazes de transmitir aulas simultâneas em experiências sonoras individualizadas e sem perturbações.
A tecnologia teria aplicações utilíssimas para reduzir a poluição sonora em cidades: em carros, os passageiros poderiam ouvir sua música preferida, e na altura que quisessem, sem que os outros fossem obrigados a ouvir um som indesejado. Enclaves de áudio seriam potencialmente adaptados para cancelar ruídos em áreas designadas, criando zonas silenciosas para reduzir a poluição sonora urbana.
Limitados, por enquanto, a distâncias de cerca de um metro e ao volume aproximado de uma conversa (60 decibéis), os enclaves audíveis abrem perspectivas fascinantes, inaugurando uma nova era de percepção e uso do som no dia a dia. A nova tecnologia aponta para experiência imersivas e realistas inéditas, áudio ajustado para cada ouvinte sem interferências externas e melhoria na qualidade de vida nas cidades.
Como você usaria a tecnologia de enclaves de áudio em suas experiências do dia a dia? Comente suas ideias nas redes sociais e aproveite para compartilhar essa matéria com seus amigos e seguidores. Até a próxima!