Supermicrofone é inspirado em baleia orca

Imitando o ouvido das orcas, cientistas constroem um supermicrofone que poderá ser empregado em estudos no fundo do mar e na prospecção de minérios e de petróleo

São Paulo – Pesquisadores americanos criam um supermicrofone aquático pequeno como uma ervilha mas capaz de funcionar a até 11 mil metros de profundidade e captar sons com uma variação de 160 decibéis. A peça, que pode ser usada em qualquer profundidade do oceano, aguenta fortíssimas pressões e sente frequências com uma variação de 17 oitavas – dos sons superagudos aos muito graves.

Para cria-lo, os pesquisadores da Universidade de Stanford, no Estados Unidos, se inspiraram no modelo de audição das baleias orcas. O problema com os chamados hidrofones, equipamentos usados para escuta submarina, é que eles não suportam bem a pressão e nem são muito sensíveis em grandes profundezas. Daí a ideia de se inspirar em algo que, na natureza, já funciona muito bem sob a água.

As baleias, e também os seres humanos, percebem o som como uma pequena variação cíclica na pressão. Quando alguém bate em um tambor, por exemplo, gera ondas sonoras que podemos ouvir – ou sentir – na forma de som. Um microfone detecta essas ondas por meio de uma membrana, ou diafragma, que vibra de acordo com as oscilações na pressão que recebe.

Em terra, a variação da pressão média do ar é pequela. Então, os microfones não precisam se preocupar muito com ela. Mas no oceano, a cada 10 metros que você desce, a pressão aumenta o equivalente de uma atmosfera (a pressão sentida na superfície). Por isso, para pesquisadores estudando vida marinha, migrações, ou até mesmo fazendo mapeamento submarino, é importante contar com algo que suporte grandes pressões. Para se ter uma ideia, o ponto mais profundo do oceano, a fossa das Marianas, no Pacífico, está a 11 mil metros abaixo do nível do mar.

Sensor óptico

Inspirados na audição da orca, os pesquisadores perceberam que a única maneira de criar um sensor para essa profundida era enchê-lo de água para manter igual a pressão nos dois lados da membrana, independentemente da profundidade.

A equipe de cientistas fabricou um chip de silício com uma membrana de apenas 500 nanômetros de espessura e fez pequenos furos nele que permitissem a passagem da água. Eles passaram um cabo de fibra óptica pelo dispositivo, posicionando uma extremidade na superfície do diafragma. Um raio laser era, então, acionado, passando pelo cabo até chegar ao chip. Quando o diafragma é levemente deformado pela onda sonora, a intensidade da luz refletida de volta no cabo é alterada, e essa alteração é medida por um detector óptico.

Os pesquisadores usaram três diafragmas, cada um com um diâmetro diferente, e conseguiram regulá-los para maximizar a sensibilidade . Eles são tão pequenos que o maior dos três possui 0,3 milímetro de diâmetro. Cada um é ligado a um cabo de fibra óptica, além de um cabo extra para calibração.