Sonar: cómo funciona el sonar de barco

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O Sonar (acrónimo de Navegación y rango de sonido) es una técnica que utiliza la propagación del sonido (generalmente bajo el agua, como en la navegación submarina) con el propósito de navegar, comunicarse o detectar objetos sobre o debajo de la superficie del agua, como otras embarcaciones o animales grandes. Dos tipos de tecnologías comparten el nombre de «sonar»: el sonar pasivo intenta «escuchar» los sonidos que hacen las embarcaciones, mientras que el sonar activo emite pulsos de sonidos, pudiendo recibir el eco de esos sonidos.

El sonar se puede utilizar para localizar escuelas.  Ilustración: Designua / Shutterstock.com

El sonar se puede utilizar para localizar escuelas. Ilustración: Designua / Shutterstock.com

El sonar se puede utilizar como medio de localización acústica, y también como una forma de medir las características de los objetivos, analizando sus ecos, tal como lo hacen los murciélagos. Antes de la invención del radar, el sonar se utilizaba para la localización acústica en el aire. La sonda también se puede utilizar en sistemas de navegación robóticos. El término «sonar» también se puede utilizar para los equipos que se utilizan para generar y recibir sonidos. La frecuencia utilizada en los sistemas de sonar varía de muy baja (subsónica) a extremadamente alta (ultrasónica).

Aunque muchos animales (como los delfines y los murciélagos) han utilizado el sonido como comunicación y detección de objetos durante millones de años, el uso de humanos en el agua fue registrado por primera vez por Leonardo da Vinci en 1490: teóricamente, un tubo colocado en el agua podría usarse para detectar vasos colocando la oreja en el tubo. En el siglo XIX, las campanas submarinas se utilizaron como auxiliares de los faros para enviar advertencias de peligro.

Se cree que su uso se localiza bajo el agua, tal como comenzó con el desastre del Titanic en 1912. La primera patente en el mundo para un dispositivo de este tipo fue solicitada por la Oficina de Patentes británica, por el meteorólogo británico Lewis Richardson, un mes después de la hundimiento del Titanic, y un físico alemán, Alexander Behm, registró una patente para una ecosonda ya en 1913. Un ingeniero canadiense llamado Reginald Fessenden construyó, en 1912, un sistema experimental, probado más tarde, en 1914, en los Big Banks en Terranova, Canadá. En esta prueba, Fessenden demostró la profundidad del sonido, la comunicación submarina (código Morse) y el rango de eco, utilizados para detectar icebergs a dos millas de distancia. Aunque las pruebas fueron exitosas, el llamado Oscilador de Fessenden no pudo determinar el tamaño del iceberg, debido a la longitud de onda de 3 metros y al pequeño tamaño de la cara de irradiación del transductor (menos de 1 metro de diámetro). Aun así, algunos submarinos británicos fueron equipados con esta herramienta en 1915.

Con la llegada de la Primera Guerra Mundial, la necesidad de detectar submarinos se convirtió en una prioridad, y pronto la investigación acústica ganó más interés. Los británicos comenzaron a usar hidrófonos submarinos, mientras que el físico francés Paul Langevin, en colaboración con un ingeniero eléctrico ruso, Constantin Chilowski, trabajó en el desarrollo de dispositivos de sonido activo para detectar submarinos utilizando cuarzo. Aunque se ha cambiado mucho en esta técnica, este trabajo ha influido profundamente en los proyectos futuros.

El funcionamiento del sonar está influenciado por variaciones en la velocidad del sonido, especialmente en el plano vertical. El sonido viaja más rápido en el mar que en aguas más limpias, aunque la diferencia es pequeña. La velocidad está determinada por el volumen modular y la densidad del agua. El volumen modular se ve afectado por la temperatura, las impurezas disueltas (solución salina) y la presión. Como la temperatura del mar varía con la profundidad, a menudo hay un cambio repentino de velocidad. Esto puede confundir al sonar, porque el sonido de un lado tiende a doblarse o refractarse. La propagación del sonido también puede verse afectada por la propia absorción del agua. Esta absorción depende de la frecuencia y el sonar de largo alcance utiliza frecuencias bajas para minimizar los efectos de absorción.

El mar contiene muchas fuentes de ruido que interfieren con el eco del objetivo. Las principales fuentes de ruido son las olas y los barcos. El movimiento del receptor a través del agua también puede causar interferencias, dependiendo de la velocidad de la frecuencia del ruido. Cuando se utiliza un sonar activo, la dispersión se produce desde pequeños objetos en el mar, así como desde el fondo y la superficie. Este efecto es una de las principales fuentes de interferencia de un sonar. Esta dispersión acústica es análoga a la dispersión de la luz de los faros de un automóvil en la niebla: un rayo de alta intensidad penetrará la niebla hasta cierto punto, pero los faros terminarán emitiendo mucha luz en direcciones no deseadas, gran parte de la cual se dispersa hacia atrás. al emisor. Por razones similares, el sonar activo debe transmitir en un haz estrecho para minimizar la dispersión.

Un submarino puede utilizar algunas contramedidas para aumentar el nivel de sonido, enviando una imagen falsa de un objeto mucho más grande, ocultando las verdaderas propiedades del submarino. Además, las embarcaciones más modernas tienen escudos capaces de absorber el sonido, ocultándolos por completo del sonar.

Fuentes:
http://wiki.answers.com/Q/What_is_SONAR
http://www.exploratorium.edu/theworld/sonar/sonar.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Sonar

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