Acústica subaquàtica
Archiu:Sonar pings.ogg L'acústica subaquàtica estudia la propagació del sò en aigua i l'interacció d'ones mecàniques (constituïdes per ones de pressió denominades sò) en l'aigua i les seues fronteres. L'aigua pot ser oceànica, llacustre o en tanc. Les freqüències típiques associades en l'acústica subaquàtica estan compreses en l'ample de banda de 10 Hz a 1 MHz. En analisar la propagació oceànica del sò a freqüències inferiors a 10 Hz es deu considerar la penetració de les ones en el fondo marí, en comparació a les freqüències superiors a 1 MHz, degut a que són absorbides ràpidament. L'acústica subaquàtica algunes voltes és denominada hidroacústica.[1]
La hidroacústica, utilisa tecnologia de sonar, comunament s'utilisa per a monitorear les característiques físiques i biològiques subaquàtiques. La hidroacústica es pot utilisar per a detectar la profunditat d'un cos d'aigua (batimetría), aixina com la presència o absència, abundància, distribució, tamany i comportament de plantes i animals submarins. La detecció hidroacústica implica "acústica passiva" (escoltar sons) o acústica activa que emet un sò i escolta l'eco, d'ahí el nom comú del dispositiu ecosonda.
Hi ha diferents causes del soroll del transport marítim. Estos es poden subdividir en els provocats per l'hèliç, els provocats per la maquinària i els provocats pel moviment del caixco a través de l'aigua. L'importància relativa d'estes tres categories dependrà, entre atres coses, del tipo de barco.
Una de les principals causes del soroll hidroacústico provinent de superfícies completament sumergides que s'eleven, és el fluix turbulento separat i inestable prop de la vora d'eixida de la superfície que produïx fluctuacions de pressió en la superfície i un fluix oscilatori inestable en l'estela propenca. El moviment relatiu entre la superfície i l'oceà crea una capa llímit turbulenta (TBL, per les seues sigles en anglés) que rodeja la superfície. El soroll és generat pels camps fluctuantes de velocitat i pressió dins d'este TBL.
El camp de l'acústica subaquàtica està estretament relacionat en atres camps de l'estudi acústic, inclosos el sonar, la transducció, el processament de senyals, l'oceanografia acústica, la bioacústica i l'acústica física.
Història
editarEl sò subaquàtic provablement ha segut amprat durant millons d'anys per animals marins. L'acústica subaquàtica va començar a considerar-se una ciència en 1490, quan Leonardo dona Vinci va escriure lo següent:[2] "Si detens la teua nau i coloques un extrem d'un tubo llarc en l'aigua i l'atre extrem en el teu oït, escoltaràs barcos a grans distàncies de tu".
En 1687 Isaac Newton va escriure "Principis matemàtics de la filosofia natural" el qual va incloure el primer tractament matemàtic del sò. El següent pas d'importància en el desenroll de l'acústica subaquàtica va ser fet en 1826 per Jean Daniel Colladon, un físic suís, i Charles Sturm un matemàtic francés; els qui en el llac Gènova, varen medir el temps transcorregut entre un centelleig de llum i el sò d'una campana sumergida escoltat per mig d'un auricular acústic subaquàtic.[3] Ells varen medir una velocitat del sò de 1435 m per segon a una distància de 17 quilómetros (km), proveint la primera mida quantitativa de la velocitat del sò en l'aigua..[4] En 1877 Lord Rayleigh va escriure la "Teoria del sò" establint la teoria acústica moderna.
Desenroll i Investigació
editarL'afonament del RMS Titanic en 1912 i l'inici de la Primera Guerra Mundial varen aportar l'ímpetu per a la següent onada de progrés en acústica subaquàtica. Els sistemes per a detectar icebergs i O-boots varen ser desenrollats. Entre 1912 i 1914, en Europa i Estats Units varen ser assignades un considerable número de palesos relatives a ecolocalización, culminant en 1914 en un transductor acústic dissenyat per Reginald A Fessenden. Treballe precursor va ser realisat tant per Paul Langevin en França com per Albert Beaumont Wood en Anglaterra.[5] El desenroll del Sonar actiu i passiu es va realisar durant la guerra, impulsat pels primers desplegaments a gran escla de submarins. Atres alvanços en acústica subaquàtica varen incloure el desenroll de mines acústiques submarines.
En 1919, es va publicar el primer artícul científic sobre acústica subaquàtica,[6] descrivint teòricament la refracció d'ones acústiques produïda pels gradient de temperatura i salinitat en l'oceà. El ranc d'estimacions de l'artícul es varen validar experimentalment per medicions de perdudes per transmissió.
En les següents dos décades es varen desenrollar múltiples aplicacions de l'acústica subaquàtica. La ecosonda va ser desenrollada comercialment durant 1920. Originalment s'ampraven materials naturals com a elements transductores, pero per a 1930 els sistemes de sonar varen incorporar transductores piezoelèctrics fets a pur de materials sintètics, amprats en els sistemes d'escolta passiva i en els sistemes d'eco localisació. Estos sistemes es varen amprar efectivament durant la Segona Guerra Mundial, tant per submarins com a bucs antisubmarinos. Molts dels alvanços en acústica subaquàtica varen ser resumits en la série "Física del sò en la mar", publicat en 1946.
Despuix de la Segona Guerra Mundial, el desenroll dels sistemes de sonar va ser impulsat enormement per la Guerra Freda, resultant en la comprensió pràctica i teòrica de l'acústica subaquàtica, ajudat per tècniques computacionals. Com a part de la carrera armamentística entre potències, es varen desenrollar i varen perfeccionar molts sistemes acústics subaquàtics com sonars i sistemes de torpedos; contribuint a la construcció de submarins nuclears.
Vore també
editarReferències
editar- ↑ «Hydroacoustics as a tool for studies of fish and their habitat».Ecohydrology and Hydrobiology.4
- 417–427.Consultat el 2026-07-21.
- ↑ Urick, Robert J. Principles of Underwater Sound, 3rd Edition. New York. McGraw-Hill, 1983.
- ↑ C. S. Clay & H. Medwin, Acoustical Oceanography (Wiley, New York, 1977)
- ↑ Annales de Chimie et de Physique 36 [2] 236 (1827)
- ↑ A. B. Wood, From the Board of Invention and Research to the Royal Naval Scientific Service, Journal of the Royal Naval Scientific Service Vol 20, No 4, pp 1–100 (185–284).
- ↑ H. Lichte (1919). “On the influence of horisontal temperature layers in siga water on the range of underwater sound signals”. Physik. Z. 17 (385).
Referències
editar
- Este artícul conté una traducció derivada de «Acústica subacuática» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.