Patentes Patéticas (nº. 135) | hypercubic
por Renato Pincelli | jan 5, 2014 | física, inventos, patentes patéticas, tecnologia | 0 Comentários
Não importa se é o telefone sem fio tocando em local indeterminado ou um alarma irritante que vem de algum lugar da vizinhança: localizar fontes sonoras pode fazer a diferença. O problema é que os seres humanos acabaram perdendo boa parte dessa habilidade, pois nossas orelhas não se movem (exceto em casos notáveis). Não há um app pra isso, mas há um aparelho que
[…] consiste, amplamente, na aplicação da mesma superfície de onda-sonora de dois ressonadores, sintonizados ao tom do som sob observação e fixados a uma distância de um para outro de mais ou menos o comprimento da onda de tal som, e conectados por meios de tubos a um cano único para o qual os tubos conduzem as vibrações sonoras coletadas pelos ressonadores e a partir do qual tais vibrações são conduzidas ao ouvido do observador onde, quando os tubos confluentes ou conexos são similares em comprimento o som assim coletado da mesma superfície de onda sonora e conduzido ao ouvido do observador é aumentado em intensidade […].
Alfred M. Mayer já estava preocupado com o problema da localização de emissores sonoros antes mesmo da invenção de muitas das fontes de ruídos da vida moderna. Mayer era professor universitário de Física e seu Topophone (Topofone) foi patenteado sob número 224.199 [pdf] em 3 de fevereiro de 1880.
Natural de South Orange, New Jersey, Mayer propunha o uso de seu localizador de "instrumentalidade sono-produtora" em embarcações. Ele explica seu funcionamento de modo mais claro e sucinto em outro par de parágrafos da referida patente:
Eu chamo meu aparelho de "topofone" e minha invenção incidentalmente inclui meios de ajustamento de dois ressonadores a distâncias variáveis entre si, meios de variação do comprimento de um ou ambos os tubos conectores, uma estrutura adequada de suporte das várias partes do aparato, sustentando um eixo de oscilação que é substancialmente perpendicular a uma linha traçada de um ressonador a outro e um apontador que é substancialmente perpendicular ao eixo de oscilação e a uma linha traçada de um ressonador a outro.
Minha invenção pode ser empregada tanto na terra quanto na água, mas seu principal objetivo é facilitar a navegação segura de uma nau em uma neblina.
Havia duas versões do aparelho: uma que podia ser montada numa cabine do barco (Fig. 1, abaixo) e outra portátil, que podia ser montada sobre os ombros de um marujo (Fig. 2, que abre este artigo).
Caso ainda não tenha ficado claro, os ressonadores são as tubas acústicas ligadas entre si por uma tubulação flexível. A distância entre cada bocal é variável e pode ser ajustada de acordo com o comprimento de onda que está sendo usado como meio de navegação e localização. Como o próprio Mayer explica,
[…] quando ambos os ressonadores tocam a mesma superfície [ou frente] de onda sonora uma linha traçada da boca de um ressonador à do outro é uma corda da esfera [formada pelas ondas sonoras] e a linha perpendicular àquela é o raio da esfera ou, em outras palavras, coincide em alinhamento com a linha traçada do local onde o som é produzido até o local de observação. Pela movimentação de um distância medida lateralmente em um ângulo observado da linha radial assim encontrada uma segunda linha radial pode ser similarmente encontrada. A distância entre os dois pontos de observação é a linha-base de um triângulo do qual as duas linhas radiais são lados.
Assim, por simples operações trigonométricas o topofone permitiria localizar uma fonte emissora de som e medir o deslocamento em relação a ela. Basicamente, portanto, o topofone era um sonar — ainda que um sonar passivo, pois só recebia sons.
Na prática, o aparelho de Mayer não era muito eficiente como instrumento de navegação: a agulha orientadora era muito sensível a interferências mecânicas externas (principalmente na versão portátil) e os bocais talvez até permitissem a concentração do operador num sinal sonoro, mas não amplificavam nada nem filtravam ruídos secundários.
Um sistema parecido, mas baseado em ondas sonoras subaquáticas — o Sonar — só começaria a aparecer uns 30 anos após o registro da patente. Em terra firme, bocais cada vez maiores (e até vários pares) seriam desenvolvidos por diversos exércitos até meados do século XX, quando os topofones passaram a ser usados para tentar localizar aviões — ainda sem muito sucesso.