Escudo sonoro deixa submarinos invisíveis ao sonar

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/01/2011

O escudo acústico consiste de uma placa cilíndrica, formada por 16 anéis concêntricos. Esses anéis são "circuitos acústicos", com diferentes índices de refração.
[Imagem: L. Brian Stauffer]

Escudo antissom

Em 2009, a equipe do Dr. Nicholas Fang criou uma super lente acústica, capaz de produzir imagens médicas mais precisas do que o ultrassom.

Naquela ocasião, o pesquisador afirmou que a tecnologia, baseada em metamateriais, poderia, em princípio, ser utilizada para fabricar um "escudo antissom".

E foi justamente isso o que eles fizeram agora: uma camuflagem acústica, capaz de tornar objetos subaquáticos invisíveis ao sonar e outras ondas ultrassônicas.

"Nós não estamos falando de ficção científica. Estamos falando de controlar as ondas sonoras dobrando-as e torcendo-as dentro de um espaço definido," explica Fang, que trabalha na Universidade de Illinois, nos Estados Unidos.

Enquanto os mantos da invisibilidade tenham se tornado estrelas em vários laboratórios ao redor do mundo, um metamaterial capaz de desviar as ondas sonoras - em vez de refleti-las ou absorvê-las - era algo restrito ao reino das possibilidades teóricas. Até agora.

Circuitos acústicos

O escudo sonoro consiste de uma placa cilíndrica, formada por 16 anéis concêntricos. Esses anéis são "circuitos acústicos", estruturados para guiar as ondas sonoras.

Cada anel tem um índice de refração diferente, o que significa que as ondas sonoras mudam de velocidade conforme caminham da parte externa do anel rumo ao seu interior.

"Basicamente o que você tem é um conjunto de cavidades que são conectadas por canais. O som vai se propagar dentro desses canais, e as cavidades são projetadas para desacelerar as ondas," diz Fang. "Quanto mais para o interior dos anéis, maior é a velocidade das ondas sonoras."

Mas aumentar de velocidade requer energia. Com isto, as ondas sonoras ficam circunscritas à porção mais externa dos anéis, guiadas pelos canais. Segundo os pesquisadores, o que ocorre é que os circuitos acústicos curvam as ondas sonoras, para que elas se acomodem nas estruturas externas dos anéis.

O escudo sonoro funcionou com vários formatos de objeto. Outra vantagem do "manto da invisibilidade acústica" é que ele opera com várias frequências de ondas, de 40 a 80 KHz - mas os pesquisadores afirmam que, teoricamente, ele pode chegar às dezenas de megahertz.

Submarinos invisíveis

Os cientistas agora planejam explorar o uso da tecnologia de camuflagem acústica para veículos subaquáticos, como submarinos, que poderiam se tornar invisíveis aos sonares, e na área médica.

As imagens de ultrassom e outras técnicas de imageamento acústico são comuns na área médica, mas vários elementos no corpo causam interferências e borram as imagens.

Um curativo feito com o escudo sônico poderia efetivamente esconder uma área problemática para que o scanner gere uma imagem melhor da região de interesse.

A equipe do Dr. Fang é pioneira nesta área emergente de pesquisas, tendo criado o primeiro metamaterial ultrassônico em 2006.

O campo dos metamateriais ópticos está bem mais à frente, já tendo viabilizado um verdadeiro tapete da invisibilidade, capaz de esconder objetos grandes. Mais recentemente, pesquisadores demonstraram que é até mesmo possível construir a ilusão de óptica de atravessar o espelho.