Questão 111 do ENEM 2020 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos entender como a tecnologia de Cancelamento de Ruído (CR) atua sobre as ondas sonoras e relacionar esse funcionamento aos fenômenos ondulatórios descritos nas alternativas.

O texto descreve fones de ouvido que conseguem "reduzir" ou "suprimir" barulhos externos contínuos, como o ronco de turbinas de avião. É importante notar que essa tecnologia não funciona apenas abafando o som fisicamente com espumas grossas — o que seria um cancelamento passivo por absorção. Em vez disso, ela atua de forma ativa.

O cancelamento ativo de ruído funciona da seguinte maneira: o fone possui pequenos microfones voltados para o exterior que captam a onda sonora do ruído ambiente. Um processador interno analisa rapidamente essa onda e gera uma "cópia" exata dela, mas invertida, ou seja, com uma defasagem de $180^\circ$. Em seguida, o alto-falante do fone emite essa nova onda para o nosso ouvido.

Quando a onda do ruído externo e a onda invertida gerada pelo fone se encontram dentro do nosso canal auditivo, ocorre a superposição dessas ondas. Como elas estão invertidas — ou seja, quando a onda original apresenta uma crista (zona de alta pressão), a onda gerada pelo fone apresenta um vale (zona de baixa pressão) —, elas se anulam mutuamente. Esse fenômeno de superposição de ondas é chamado de interferência, e, neste caso específico em que as ondas se cancelam, temos uma interferência destrutiva.

O resultado matemático e físico dessa soma é que a amplitude da onda sonora resultante cai para zero (ou um valor muito próximo de zero), e o nosso cérebro percebe isso como silêncio.

Podemos descartar as outras alternativas analisando os conceitos físicos:

• Absorção: Ocorre quando a energia da onda é dissipada ao atravessar um meio (como uma espuma acústica), o que não descreve a tecnologia eletrônica ativa do CR.
• Polarização: É um fenômeno exclusivo de ondas transversais (como a luz). O som é uma onda mecânica longitudinal e, portanto, não pode sofrer polarização.
• Reflexão: É o fenômeno em que a onda bate em um obstáculo e retorna ao meio original (como o eco), o que não anula o som.
• Difração: É a capacidade que uma onda tem de contornar obstáculos ou passar por fendas, o que também não explica o cancelamento do ruído.

Logo, a tecnologia redutora de ruído baseia-se na interferência de ondas.