Altavoces cuyo sonido solo se escucha en una única dirección

Al igual que con un sistema láser la luz puede concentrarse en un haz estrecho, hay formas de concentrar el sonido de altavoces para que solo pueda escucharse en el punto deseado. Unos científicos han inventado unos altavoces de esta clase que además pueden fabricarse mediante impresión 3D. Es probable que en un futuro cercano los amantes de la música puedan escuchar a todo volumen a sus artistas favoritos, prescindiendo de auriculares y sin molestar a vecinos ni tan siquiera a la gente presente en su hogar o en su lugar de trabajo, gracias a tan singular clase de altavoces.

El logro es obra de un equipo encabezado por Jee Woo Kim, de la Universidad Estatal de Pensilvania en Estados Unidos.

El equipo diseñó un sistema capaz de manipular las ondas sonoras para que solo sean audibles dentro de un espacio específico, del orden de centímetros. A pesar de lo pequeño de este punto focal, el nuevo sistema puede producir audio de alta calidad, ofreciendo a los oyentes una experiencia sonora privada y a la vez tan buena como con unos altavoces convencionales de calidad alta.

Altavoz del nuevo tipo. (Foto: Jee Woo Kevin Kim / The Pennsylvania State University. CC BY-NC-ND)

Demostración del funcionamiento del nuevo altavoz. Al mover el micrófono, la música emitida por el altavoz solo se escucha desde un punto muy específico del espacio recorrido por el micrófono. (Video: Jee Woo Kevin Kim / The Pennsylvania State University. CC BY-NC-ND)

En condiciones normales, las ondas sonoras se propagan hacia todas direcciones desde su fuente. Los altavoces del tipo de los diseñados por Jee Woo Kim y sus colegas utilizan ondas ultrasónicas de alta intensidad para concentrar el sonido audible en un haz estrecho, similar a un láser.

Aunque ya existen altavoces de esta clase en funcionamiento en espacios como museos para transmitir el sonido de forma discreta, presentan problemas que dificultan su aplicación fuera de estos entornos especializados. Una vez que el haz de sonido entra en contacto con una superficie, puede reflejarse por toda la habitación, con lo que se propaga más allá de lo deseado. Además, a estos altavoces les resulta muy difícil generar sonidos graves.

El nuevo sistema se vale de metasuperficies acústicas para lidiar con estos problemas.

Las nuevas metasuperficies ideadas por el equipo pueden enfocar pasivamente las ondas sonoras, sin necesidad de un procesamiento de señal complejo ni de electricidad. Estas metasuperficies impresas en 3D pueden dirigir el sonido producido en los altavoces hacia una "burbuja" compacta que solo es audible en un espacio reducido.

Fuera de esta burbuja, el volumen del sonido pierde hasta 50 decibelios, volviéndose inaudible a efectos prácticos en buena parte del espacio circundante.

Adicionalmente, el nuevo sistema posee una calidad de sonido admirable, que abarca desde los graves más bajos hasta los agudos más altos.

Jee Woo Kim y sus colegas exponen los detalles técnicos de sus nuevos altavoces en la revista académica IEEE Transactions on Ultrasonics, bajo el título “Audible Focal Spot Generation via a Metasurface-enabled Parametric Array Loudspeaker”. (Fuente: NCYT de Amazings)