EL MEDIO SUBMARINO
En esta oportunidad, no se trata de un submarino a medio terminar, sino del medio en donde se desarrolla la acción submarina y sus complejidades referentes a la propagación del sonido, “ el agua”.
El agua es un medio muy particular en el que la propagación de las ondas está regida por leyes muy complejas. En ella la transmisión de las radiaciones electromagnéticas es muy pequeña o casi nula. Así pues, ni la luz, ni el radar clásico pueden ser utilizados bajo el agua para detectar submarinos u otros obstáculos. En cambio el sonido se propaga a gran distancia y se ha sacado partido de este fenómeno del mismo modo que de las ondas electromagnéticas en el aire.
En el agua, el sonido se propaga a unos 1500 m/ segundos y a gran distancia puede recorrer distancias de hasta 10000 o 15000 Km.
Las características de su propagación dependen de la temperatura, la presión y la salinidad del agua.
A ciertas profundidades se observan variaciones bruscas de temperatura. Tales superficies de discontinuidad térmica, llamadas capas termoclinas, provocan la reflexión de ciertas ondas acústicas. Existen termoclinas temporales y permanentes, situadas a pequeñas o gran profundidad. En el agua el sonido se propaga en todas direcciones. Si su velocidad fuera constante, el sonido emitido por un objeto sumergido se propagaría siempre en línea recta.
Parte de la energía acústica emitida hacia arriba alcanzaría la superficie del agua según ciertos ángulos de incidencia y se reflejaría en ella. Otra parte, emitida hacia abajo, se reflejaría igualmente en el fondo. La proporción de energía reflejada depende del estado de la superficie ( mar agitada o en calma) y la naturaleza del fondo rocoso refleja mejor que el fango. La energía acústica se atenúa progresivamente cuando la onda se desplaza en horizontal, y esta atenuación es menor en el caso de las bajas frecuencias.
Sin embargo, el océano no es un medio homogéneo. Puesto que la velocidad del sonido varía en función de la temperatura, la presión y la salinidad del agua, las radiaciones acústicas no se propagan en línea recta. Cuando penetran en aguas en que su velocidad es inferior, se retractan según un ángulo menor que el de incidencia inversamente, cuando llegan a un medio en el que aumenta su velocidad de propagación, se retractan según un ángulo superior al de incidencia ( tales ángulos de incidencia y refracción son los formados con la perpendicular a la superficie de separación de los dos medios). En aguas poco profundas, la velocidad del sonido aumenta en función de la profundidad. Mas abajo, predominan los efectos de la temperatura, y la velocidad disminuyen entonces con las profundidad. Esta discontinuidad corresponde a la primera termoclina, y la capa de agua de pequeño espesor situada sobre la misma es designada a veces “ canal de propagación acústica superficial”. A medida que aumenta la profundidad los efectos de la presión del agua se hacen mas importantes, hasta influir mas que la temperatura en la propagación del sonido, y de nuevo aumenta la velocidad. La capa de agua en la que el sonido se propaga a la velocidad mínima constituye la segunda termoclina.
Supongamos una fuente sonora, por ejemplo un submarino, situada cerca de la superficie, por encima de la primera termoclina. El sonido que emite se propaga en todas direcciones. Parte de la energía emitida hacia la superficie se refleja en la misma y se dirige hacia la primera termoclina en la que es reflejada de nuevo.
Así pues, las señales circulan por el canal de propagación acústico superficial, reflejándose alternativamente en la superficie y en la termoclina, y propagarse hasta atenuarse completamente. Las ondas acústicas emitidas hacia abajo según pequeños ángulos con la horizontal se comportan de igual modo. Si el ángulo formado con la horizontal es mayor, las ondas acústicas atraviesan la primera termoclina. Los efectos de la presión desvían el as y, si el océano el lo suficientemente profundo, la energía se refleja de nuevo en la segunda termoclina, volviendo a la superficie. Puesto que el sonido se propaga en todas direcciones alrededor de la fuente de emisión, los puntos en que el sonido reflejado por la segunda termoclina alcanza la superficie forman alrededor de la fuente una especie de anillo llamado “primera zona de convergencia”; éste se encuentra generalmente a una cincuentena de kilómetros de la fuente, distancia desde la cual los sonares superficiales pueden detectar por primera vez la fuente submarina. Parte de la energía acústica es también reflejada alternativamente en la superficie y en el fondo del mar, propagándose así hasta su total absorción.
Es tan compleja la propagación del sonido en el agua que en ciertas condiciones ambientales, un submarino situado exactamente debajo de la primera termoclina puede pasar desapercibido por los dispositivos de escucha superficiales situados tan solo a 20 o 30 metros por encima de él. Del mismo modo la tripulación del submarino puede ignorar que está funcionando un sonar activo exactamente por encima de él o en las inmediaciones.
En los mares y océanos se encuentran numerosas fuentes sonoras que los convierten en medios sumamente ruidosos. A los ruidos naturales (bancos de peces, pequeños organismos vivos, turbulencias, maremotos o erupciones volcánicas lejanas) se añaden los numerosísimos sonidos de origen humano, buques mercantes, de guerra, submarinos, plataformas de extracción de petróleo, etc... Los buques de superficie o submarinos pueden ser muy ruidosos. El sonido procede generalmente de las máquinas propulsoras o auxiliares. Sin embargo un submarino en inmersión con los motores parados, no es un objeto silencioso, incluso los ruidos producidos por la tripulación pueden propagarse fuera del casco. Cada sonido tiene características propias, en particular su frecuencia, que pueden ser registradas y analizadas de manera que faciliten la identificación de la fuente de emisión. Conociendo tales características, cabe la posibilidad de filtrar los ruidos no significativos, ajustando los dispositivos de escucha de modo que rehacen ciertas frecuencias. Durante los últimos años han sido perfeccionados considerablemente las técnicas de tratamiento y discriminación de los sonidos. Es posible distinguir por ejemplo entre los ruidos producidos por la hélice de un buque de superficie y los originados por la de un submarino. Estos últimos son relativamente regulares mientras que en caso de mala mar, las hélices de un buque de superficie salen a menudo del agua y se aceleran.
El tratamiento de todos los ruidos detectados constituye una de las tareas mas difíciles de la GAS. De hecho el párrafo anterior no proporciona mas que una imagen simplificada de la situación real para aclarar ciertos aspectos sobre la propagación del sonido y su detección.
Saludos
Willy
http://www.zona-militar.com/foros/showthread.php?t=7923