Após décadas de melhorias apenas incrementais, os alto-falantes começaram a apresentar inovações interessantes, como o uso de alto-falantes planos e flexíveis, alto-falantes sem ímãs, dispositivos ultrafinos semelhantes a papel e até mesmo alto-falantes feitos com músculos artificiais.
No entanto, um conceito mais antigo nunca se consolidou devido a várias razões, incluindo o alto consumo de energia. Esse conceito é o alto-falante de plasma.
Em termos simples, o alto-falante de plasma gera som através da criação de um campo elétrico em um conjunto de fios paralelos. Esse campo elétrico é forte o suficiente para ionizar as partículas de ar ao redor, e os íons carregados são acelerados ao longo das linhas do campo magnético, impulsionando o ar não ionizado residual para produzir som.
Uma característica interessante dos alto-falantes é que eles são transdutores, ou seja, dispositivos que convertem um tipo de energia em outro. Isso significa que, se um alto-falante pode gerar som, também pode absorvê-lo. Basta inverter o funcionamento do transdutor para criar um absorvedor acústico.
Recentemente, Stanislav Sergeev e seus colegas da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, utilizaram o conceito do transdutor de plasma não para gerar sons, mas para reduzir ruídos. Eles chamaram seu dispositivo de “metacamada plasmacústica”, onde o termo “meta” refere-se à metassuperfície que compõe o dispositivo.

(Imagem: EPFL/Alan Herzog)
O conceito do absorvedor acústico de plasma parece realmente promissor, especialmente quando se trata de superar as limitações das membranas tradicionais encontradas nos alto-falantes convencionais. Como mencionado anteriormente, as membranas comuns têm algumas restrições, como peso e resposta limitada em uma faixa de frequências específica.
A abordagem do alto-falante de plasma, usando a metacamada plasmacústica, resolve esses problemas de forma inovadora. Ao ionizar a fina camada de ar entre os eletrodos, o dispositivo cria uma membrana de plasma extremamente leve, eliminando o peso da membrana tradicional. Além disso, as partículas de ar carregadas eletricamente podem responder rapidamente a comandos de campo elétrico externos, o que lhes permite interagir eficientemente com as vibrações sonoras no ar ao redor do dispositivo.
Essa membrana de plasma tem uma velocidade de operação muito mais rápida do que as membranas convencionais dos alto-falantes, permitindo que o absorvedor acústico ativo trabalhe em uma ampla faixa de frequências. Esse aspecto é crucial para a eficiência do dispositivo, pois permite que ele absorva uma variedade de frequências de som, tornando-o ideal para reduzir ruídos em diferentes ambientes e situações.
A afirmação de que “100% da intensidade do som recebido é absorvida pela metacamada, e nada é refletido de volta” é impressionante e indica o alto desempenho desse absorvedor acústico de plasma. Com essa eficiência insuperável, o dispositivo pode ser uma solução altamente eficaz para o controle de ruídos em diversas aplicações, desde a redução de ruídos urbanos até o aprimoramento do isolamento acústico em ambientes industriais ou espaços de gravação.
No geral, essa abordagem mostra-se promissora e pode ser uma contribuição significativa para a melhoria da qualidade acústica em várias áreas.

(Imagem: Stanislav Sergee)
A demonstração de reflexão acústica ajustável em várias frequências, desde alguns Hz até a faixa dos kHz, usando camadas de plasma transparentes com espessuras extremamente finas, é realmente um avanço notável no campo da redução de ruído. A capacidade de ajustar a reflexão acústica em uma ampla gama de frequências é altamente vantajosa, pois permite que o absorvedor de plasma seja eficaz em ambientes com diferentes espectros sonoros.
Um dos principais destaques desse conceito é a possibilidade de criar camadas de plasma com espessuras mínimas, na ordem de um milésimo do comprimento de onda sônico em uma frequência específica. Isso significa que essas camadas podem ser extremamente finas, permitindo um ganho volumétrico significativo em relação às soluções convencionais de redução de ruído baseadas em materiais porosos ou estruturas ressonantes.
Um exemplo impressionante é dado para ilustrar o ganho volumétrico obtido com o absorvedor de plasma em comparação com as paredes absorventes convencionais. Em uma frequência baixa e audível de 20 Hz, onde o comprimento de onda sônico é de aproximadamente 17 metros, a camada de plasma precisa ter apenas 17 mm de espessura para absorver o ruído. Em contraste, as soluções convencionais de redução de ruído, como paredes absorventes, precisariam ter pelo menos 4 metros de espessura para alcançar a mesma eficiência. Essa diferença impressionante torna o absorvedor de plasma muito mais viável e eficaz, especialmente quando o espaço e o peso são fatores críticos, especialmente em frequências baixas.
Outra característica intrigante é que esse conceito é descrito como “etéreo” em comparação com os absorvedores convencionais. Isso se deve ao fato de que a tecnologia de absorção de som com base em camadas de plasma é extremamente fina e leve, abrindo novas possibilidades para o controle de ruído em situações onde o espaço e o peso são limitados, o que pode ser especialmente relevante em aplicações em baixas frequências.
Com esses avanços, não é surpresa que a equipe já esteja em negociações com empresas interessadas em licenciar a tecnologia, como a empresa suíça Sonexos. Essa tecnologia de absorvedor acústico de plasma tem o potencial de transformar o mercado de redução de ruído, oferecendo soluções inovadoras e altamente eficientes para uma ampla variedade de aplicações industriais e domésticas.
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