Este articulo o seccion necesita ser wikificado , por favor, editalo para que cumpla con las convenciones de estilo . Este aviso fue puesto el 21 de marzo de 2019.

Este articulo o seccion tiene referencias , pero necesita mas para complementar su verificabilidad . Busca fuentes: ≪Sonar≫ – noticias  · libros  · academico  · imagenes Este aviso fue puesto el 21 de marzo de 2019.

El sonar ^{[ 2 ]} ​ (del ingles SONAR , acronimo de So und N avigation A nd R anging , ≪navegacion por sonido≫) es una tecnica que usa la propagacion del sonido bajo el agua principalmente para navegar , comunicarse o detectar objetos sumergidos. ^{[ 3 ]} ​

El sonar puede usarse como medio de localizacion acustica , funcionando de forma similar al radar , con la diferencia de que en lugar de emitir ondas electromagneticas emplea impulsos sonoros. De hecho, la localizacion acustica se uso en aire antes que el GPS, siendo aun de aplicacion el SODAR (la exploracion vertical aerea con sonar) para la investigacion atmosferica. La senal acustica puede ser generada por piezoelectricidad o por magnetostriccion .

El termino ≪sonar≫ se usa tambien para aludir al equipo empleado para generar y recibir el sonido de caracter infrasonoro. Las frecuencias usadas en los sistemas de sonar van desde las intrasonicas a las extrasonicas (entre 20  Hz y 20 000 Hz ), la capacidad del oido humano. Sin embargo, en este caso habria que referirse a un hidrofono y no a un sonar. El sonar tiene ambas capacidades: puede ser utilizado como hidrofono o como sonar.

Existen otros sonares que no abarcan el espectro del oido humano, (cazaminas); pueden comprender varias gamas de alta frecuencia, (80  kHz o 350 kHz), por ejemplo. Ganan en precision a la hora de determinar el objeto, pero pierden en alcance.

Aunque algunos animales (como delfines y murcielagos) han usado probablemente el sonido para la deteccion de objetos durante millones de anos, el uso por parte de humanos fue registrado por vez primera por Leonardo da Vinci en 1490. Se decia que se usaba un tubo metido en el agua para detectar barcos, poniendo un oido en su extremo. En el siglo XIX se usaron campanas subacuaticas como complemento a los faros para avisar del peligro a los marineros.

El uso de sonido para la ≪ecolocalizacion≫ submarina parece haber sido impulsado por el desastre del Titanic en 1912. La primera patente del mundo sobre un dispositivo de este tipo fue concedida por la Oficina Britanica de Patentes al meteorologo ingles Lewis Richardson un mes despues del hundimiento del Titanic , y el fisico aleman Alexander Behm obtuvo otra por un resonador en 1913. El ingeniero canadiense Reginald Fessenden invento el sonar moderno en 1914 que podia detectar un iceberg a dos millas de distancia, si bien era incapaz de determinar en que direccion se hallaba.

Durante la Primera Guerra Mundial , y debido a la necesidad de detectar submarinos, se realizaron mas investigaciones sobre el uso del sonido. Los britanicos emplearon pronto microfonos subacuaticos, mientras el fisico frances Paul Langevin , junto con el ingeniero electrico ruso emigrado Constantin Chilowski , trabajo en el desarrollo de dispositivos activos de sonido para detectar submarinos en 1915. Aunque los transductores piezoelectricos y magnetostrictivos superaron mas tarde a los electrostaticos que usaron, este trabajo influyo sobre el futuro de los disenos detectores. Si bien los transductores modernos suelen usar un material compuesto como parte activa entre la cabeza ligera y la cola pesada, se han desarrollado muchos otros disenos. Por ejemplo, se han usado peliculas plasticas ligeras sensibles al sonido y fibra optica en hidrofonos (transductores acustico-electricos para uso acuatico), mientras se han desarrollado el Terfenol-D y el PMN para los proyectores. Los materiales compuestos piezoelectricos son fabricados por varias empresas, incluyendo Morgan Electro Ceramics .

En 1916, bajo el patrocinio del Consejo Britanico de Invenciones e Investigaciones, el fisico canadiense Robert Boyle se encargo del proyecto del sonar activo, construyendo un prototipo para pruebas a mediados de 1917. Este trabajo, para la Division Antisubmarina, fue realizado en el mas absoluto secreto, y usaba cristales de cuarzo piezoelectricos para producir el primer aparato de deteccion subacuatica de sonido activo factible del mundo. Mientras tanto, en el mismo laboratorio se encargaba Albert Beaumont Wood del desarrollo de sistemas de escucha pasiva. ^{[ 4 ]} ​

Para 1918 tanto Francia como Gran Bretana habian construido sistemas activos. ^{[ 4 ]} ​ Los britanicos probaron su ASDIC (asi eran conocidos los equipos de deteccion activa) en el HMS Antrim en 1920 y empezaron la produccion de unidades en 1922. La 6ª Flotilla Destructora tuvo buques equipados con ASDIC en 1923. Un buque-escuela antisubmarino, el HMS Osprey , y una flotilla de entrenamiento compuesta por cuatro buques se establecio en Isla de Portland en 1924. El Sonar QB estadounidense no llego hasta 1931.

Con el inicio de la Segunda Guerra Mundial , la Marina Real britanica tenia cinco equipos para diferentes clases de buques de superficie y otros para submarinos, incorporados en un sistema de ataque antisubmarino completo. La efectividad de los primeros ASDIC estaba limitada por el uso de las cargas de profundidad como arma antisubmarina. Esto exigia que el buque atacante pasase sobre el contacto sumergido antes de lanzar las cargas, lo que hacia perder el contacto sonar en los momentos previos al ataque. El ataque exigia, pues, disparar a ciegas, periodo en el que el comandante del submarino podia adoptar con exito medidas evasivas. Esta situacion se remediaba usando varios buques cooperando juntos y con la adopcion de ≪armas de lanzamiento delantero≫, como el Hedgehog y mas tarde el Squid , que lanzaban las cargas a un blanco situado delante del atacante y por tanto aun en contacto ASDIC. Los desarrollos durante la guerra desembocaron en unos equipos ASDIC que usaban diferentes formas de onda, lo que permitia que los puntos ciegos fueran cubiertos continuamente. Mas tarde se emplearon torpedos acusticos.

Al inicio de la Segunda Guerra Mundial la tecnologia britanica de sonar fue transferida a los Estados Unidos. La investigacion sobre el sonar y el sonido submarino se amplio enormemente, particularmente en este pais. Se desarrollaron muchos nuevos tipos de sonar militar, entre ellos las sonoboyas, el sonar sumergible y el de deteccion de minas. Este trabajo formo la base de los desarrollos de posguerra destinados a contrarrestar los submarinos nucleares. El sonar siguio desarrollandose en muchos paises para usos tanto militares como civiles. En los ultimos anos la mayoria de los desarrollos militares han estado centrados en los sistemas activos de baja frecuencia.

En la Segunda Guerra Mundial Estados Unidos uso el termino SONAR para sus sistemas, acronimo acunado como equivalente de RADAR . En 1948, con la formacion de la OTAN , la estandarizacion de senales llevo al abandono del termino ASDIC en favor de SONAR .

Factores de rendimiento del sonar [ editar ]

El rendimiento de la deteccion, clasificacion y localizacion de un sonar depende del entorno y del equipo receptor, ademas del equipo emisor en un sonar activo o del ruido radiado por el objetivo en un sonar pasivo.

Propagacion del sonido [ editar ]

El funcionamiento del sonar se ve afectado por las variaciones en la velocidad del sonido , especialmente en el plano vertical. El sonido viaja mas lentamente en el agua dulce que en el agua salada , variando en funcion del modulo de elasticidad y la densidad de masa . El modulo de elasticidad es sensible a la temperatura, a la concentracion de impurezas disuelta (normalmente la salinidad ) y a la presion , siendo menor el efecto de la densidad. Segun Mackenzie, ^{[ 5 ]} ​ la velocidad del sonido c (en m/s) en el agua del mar es aproximadamente igual a:

${\displaystyle c=1448.96+4.591T-5.304\cdot 10^{-2}T^{2}+2.374\cdot 10^{-4.2}T^{3}+1.340(S-35)+1.630\cdot 10^{-2}D+1.675\cdot 10^{-7}D^{2}-1.025\cdot 10^{-2}T(S-35)-7.139\cdot 10^{-13}TD^{3}}$

Donde T es la temperatura (en grados Celsius , para valores entre 2 y 30 °C), S la salinidad (en partes por mil, para valores de 25 a 40) y D la profundidad en m (para valores entre 0 y 8000 m). Esta ecuacion empirica es razonablemente precisa para los rangos indicados. La temperatura del oceano cambia con la profundidad, pero entre 30 y 100 m hay un cambio a menudo notable, llamado termoclina , que divide el agua superficial mas calida de las profundas mas frias que constituyen el grueso del oceano. Esto puede dificultar la accion del sonar, pues un sonido que se origine en un lado del termoclino tiende a curvarse o refractarse al cruzarlo. La termoclina puede estar presente en aguas costeras menos profundas, donde sin embargo la accion de las olas mezcla a menudo la columna de agua, eliminandolo. La presion del agua tambien afecta la propagacion del sonido en el vacio, aumentando su viscosidad a presiones mayores, lo que hacen que las ondas sonoras se retracten alejandose desde la zona de mayor viscosidad. El modelo matematico de refraccion se denomina Ley de Snell .

Las ondas sonoras que se radian hacia el fondo del oceano se curvan de vuelta a la superficie en grandes arcos senoidales debido a la presion creciente (y por tanto mayor velocidad del sonido) con la profundidad. El oceano debe tener al menos 1850 m de profundidad para que las ondas sonoras devuelvan el eco del fondo en lugar de refractarse de vuelta a la superficie, reduciendo la perdida del fondo el rendimiento. En las condiciones adecuadas estas ondas sonoras se concentraran cerca de la superficie y seran reflejadas de vuelta al fondo repitiendo otro arco atx. Cada foco en la superficie se denomina zona de convergencia, formando un anillo en el sonar. La distancia y anchura de la zona de convergencia depende de la temperatura y salinidad del agua. Por ejemplo, en el Atlantico Norte las zonas de convergencia se encuentran aproximadamente cada 33 millas nauticas (61 km), dependiendo de la epoca del ano. Los sonidos que pueden oirse desde solo unas pocas millas en linea directa pueden ser tambien detectados cientos de millas mas lejos. Con sonares potentes la primera, segunda y tercera zonas de convergencia son bastante utiles; mas alla de ellas la senal es demasiado debil y las condiciones termicas demasiado inestables, reduciendo la fiabilidad de las senales. La senal se atenua naturalmente con la distancia, pero los sistemas de sonar modernos son muy sensibles, pudiendo detectar blancos a pesar de las bajas relaciones senal-ruido.

Si la fuente de sonido es profunda y las condiciones adecuadas, la propagacion puede ocurrir en el ≪canal de sonido profundo≫. Este proporciona una perdida de propagacion extremadamente baja para un receptor en el canal, lo que se debe a que el sonido atrapado en el canal no tiene perdidas en los limites. Propagaciones parecidas pueden ocurrir en la ≪cinta de superficie≫ en condiciones buenas. Sin embargo en este caso hay perdidas por reflejo en la superficie.

En aguas poco profundas la propagacion es generalmente por repetidos sonidos en la superficie y el fondo, pudiendose producir perdidas considerables.

La propagacion del sonido tambien se ve afectada por la absorcion del agua asi como de la superficie y el fondo. Esta absorcion cambia con la frecuencia, debiendose a diferentes mecanismos en el agua marina. Por esto el sonar que necesita funcionar en distancias largas tiende a usar frecuencias bajas, de forma que se minimicen los efectos de la absorcion.

El mar contiene muchas fuentes de ruido que interfieren con la senal deseada. Las principales fuentes de ruido se deben a las olas y la navegacion . El movimiento del receptor por el agua tambien puede producir ruido de baja propagacion, en funcion de sus decibelios .

Reverberacion [ editar ]

Cuando se usa un sonar activo, se produce dispersion por los pequenos objetos del mar asi como por el fondo y la superficie. Esto puede ser una fuente importante de interferencia activa que no ocurre en el sonar pasivo. Este efecto de dispersion es diferente del que sucede en la reverberacion de una habitacion, que es un fenomeno reflexivo. Una analogia es la dispersion de las luces de un coche en la niebla: un rayo de luz de una linterna potente puede penetrar la niebla, pero los faros son menos direccionales y producen un ≪borron≫ en el que la reverberacion devuelta domina. De forma similar, para superar la reverberacion en el agua, un sonar activo necesita emitir una onda estrecha.

Caracteristicas del blanco [ editar ]

El blanco de un sonar, como un submarino, tiene dos caracteristicas principales que influyen sobre el rendimiento del equipo. Para el sonar activo son sus caracteristicas reflectoras, conocidas como ≪fuerza≫ del blanco. Para el sonar pasivo, la naturaleza del ruido radiado por el blanco. En general el espectro radiado consistira en un ruido continuo con lineas espectrales, usadas para clasificarlo.

Tambien se obtienen ecos de otros objetos marinos tales como ballenas, estelas, bancos de peces y rocas.

Contramedidas [ editar ]

Los submarinos atacados pueden lanzar contramedidas activas para aumentar el nivel de ruido y crear un gran blanco falso. Las contramedidas pasivas incluyen el aislamiento de los dispositivos ruidosos y el recubrimiento del casco de los submarinos.

Sonar activo [ editar ]

El sonar activo usa un emisor de sonido y un receptor. Cuando los dos estan en el mismo lugar se habla de funcionamiento monoestatico. Cuando el emisor y el receptor estan separados, de funcionamiento biestatico. Cuando se usan mas emisores o receptores espacialmente separados, de funcionamiento multiestatico. La mayoria de los equipos de sonar son monoestatico, usandose la misma matriz para emision y recepcion, aunque cuando la plataforma esta en movimiento puede ser necesario considerar que esta disposicion funciona biestaticamente. Los campos de sonoboyas activas pueden funcionar multiestaticamente.

El sonar activo crea un pulso de sonido, llamado a menudo un ≪ping≫, y entonces oye la reflexion ( eco ) del mismo. Este pulso de sonido suele crearse electronicamente usando un proyecto sonar formado por un generador de senal, un amplificador de potencia y un transductor o matriz electroacustica, posiblemente un conformador de haces . Sin embargo, puede crearse por otros medios, como por ejemplo quimicamente, usando explosivos, o termicamente mediante fuentes de calor. Tambien puede crearse mediante el infrasonido.

Para calcular la distancia a un objeto se mide el tiempo desde la emision del pulso a la recepcion de su eco y se convierte a una longitud conociendo la velocidad del sonido. Para medir el rumbo se usan varios hidrofonos , midiendo el conjunto el tiempo de llegada relativo a cada uno, o bien una matriz de hidrofonos, midiendo la amplitud relativa de los haces formados mediante un proceso llamado conformacion de haz . El uso de una matriz reduce la respuesta espacial de forma que para lograr una amplia cobertura se emplean sistemas multihaces. La senal del blanco (si existe) junto con el ruido se somete entonces a un procesado de senal , que para los equipos simples puede ser solo una medida de la potencia. Se presenta entonces el resultado a algun tipo de dispositivo de decision que califica la salida como senal o ruido. Este dispositivo puede ser un operador con auriculares o una pantalla, en los equipos mas sofisticado un software especifico. Pueden realizarse operaciones adicionales para clasificar el blanco y localizarlo, asi como para medir su velocidad.

El pulso puede ser de amplitud constante o un pulso de frecuencia modulada ( chirp ) para permitir la compresion de pulso en la recepcion. Los equipos simples suelen usar el primero con un filtro lo suficientemente ancho como para cubrir posibles cambios Doppler debidos al movimiento del blanco, mientras los mas complejos suelen usar la segunda tecnica. Actualmente la compresion de pulso suele lograrse usando tecnicas de correlacion digital. Los equipos militares suelen tener multiples haces para lograr una cobertura completa mientras los mas simples solo cubren un arco estrecho. Originalmente se usaba un unico haz realizando el escaneo perimetral mecanicamente, pero esto era un proceso lento.

Especialmente cuando se usan transmisiones de una sola frecuencia, el efecto Doppler puede usarse para medir la velocidad radial del blanco. La diferencia de frecuencia entre la senal emitida y la recibida se mide y se traduce a una velocidad. Dado que los desplazamientos Doppler pueden deberse al movimiento del receptor o del blanco, debe tenerse la primera en cuenta para lograr un valor preciso.

El sonar activo se usa tambien para medir la distancia en el agua entre dos transductores (radioemisores) de sonar o una combinacion de hidrofono y proyector. Cuando un equipo recibe una senal de interrogacion, emite a su vez una senal de respuesta. Para medir la distancia, un equipo emite una senal de interrogacion y mide el tiempo entre esta transmision y la recepcion de la respuesta. La diferencia de tiempo permite calcular la distancia entre dos equipos. Esta tecnica, usada con multiples equipos, puede calcular las posiciones relativas de objetos estaticos o en movimiento.

En epoca de guerra, la emision de un pulso activo era tan comprometida para el camuflaje de un submarino que se consideraba una brecha severa de las operaciones.

Efectos adversos en la fauna marina [ editar ]

Los emisores de sonar de alta potencia pueden afectar a la fauna marina, si bien no se sabe exactamente como. Algunos animales marinos como ballenas y delfines usan sistemas de ecolocalizacion parecidos a los del sonar activos para detectar a predadores y presas. Se teme que los emisores de sonar puedan confundir a estos animales.

Se ha sugerido que el sonar militar infunde panico a las ballenas, haciendoles emerger tan rapidamente como para sufrir algun tipo de sindrome de descompresion . Esta hipotesis fue planteada por vez primera en un ensayo publicado en la revista Nature en 2003, que informaba de lesiones agudas por burbujas de gas (indicativas de sindrome de descompresion) en ballenas encalladas poco despues del inicio de maniobras militares junto a las Islas Canarias en septiembre de 2002. ^{[ 6 ]} ​

En 2000 en la Bahamas un ensayo de la Armada de Estados Unidos de transmisiones sonar provoco el encallamiento de diecisiete ballenas, siete de las cuales fueron halladas muertas. La Armada asumio su responsabilidad en un informe que hallo que las ballenas muertas habian sufrido hemorragias inducidas acusticamente en los oidos. ^{[ 7 ]} ​ La desorientacion resultante probablemente llevo al encallamiento.

Un tipo de sonar de media frecuencia ha sido relacionado con muertes masivas de cetaceos en todo el mundo, y culpado por los ecologistas de dichas muertes. ^{[ 8 ]} ​ El 20 de octubre de 2005 se presento una demanda en Santa Monica (California) contra la Armada de Estados Unidos por violar en las practicas de sonar varias leyes medioambientales, incluyendo la National Environmental Policy Act , la Marine Mammal Protection Act y la Endangered Species Act . ^{[ 9 ]} ​

Sonar pasivo [ editar ]

El sonar pasivo detecta sin emitir. Se usa a menudo en instalaciones militares, asi mismo tiene aplicaciones cientificas, como detectar la ausencia o presencia de peces en diversos entornos acuaticos.

Identificacion de fuentes sonoras [ editar ]

El sonar pasivo cuenta con una amplia variedad de tecnicas para identificar la fuente de un sonido detectado. Por ejemplos, los buques estadounidenses suelen contar con motores de corriente alterna de 60 Hz. Si los transformadores o generador se montan sin el debido aislamiento de la vibracion respecto al casco o se inundan, el sonido de 60 Hz del motor puede ser emitido por el buque, lo que puede ayudar a identificar su nacionalidad, pues la mayoria de submarinos europeos cuentan con sistemas a 50 Hz. Las fuentes de sonido intermitentes (como la caida de una llave inglesa ) tambien pueden detectarse con equipos de sonar pasivo. Recientemente, la identificacion de una senal era realizada por un operador segun su experiencia y entrenamiento, pero actualmente se usan ordenadores para este cometido.

Los sistemas de sonar pasivo pueden contar con una gran base de datos sonica, si bien la clasificacion final suele ser realizada manualmente por el operador de sonar. Un sistema informatico usa a menudo esta base de datos para identificar clases de barcos, acciones (por ejemplo, la velocidad de un buque, o el tipo de arma disparada), e incluso barcos particulares. La Oficina de Inteligencia Naval estadounidense publica y actualiza constantemente clasificaciones de sonidos.

Limitaciones por ruido [ editar ]

El sonar pasivo suele tener severas limitaciones por culpa del ruido generado por los motores y la helice. Por este motivo muchos submarinos son impulsados por reactores nucleares que pueden refrigerarse sin bombas, usando sistemas de conveccion silenciosos, o por celulas de combustible o baterias , que tambien son silenciosas. Los propulsores de los submarinos tambien se disenan y construyen de forma que emitan el menor ruido posible. La propulsion a alta velocidad suele crear diminutas burbujas de aire, fenomeno que se conoce como cavitacion y tiene un sonido caracteristico.

Los hidrofonos del sonar pueden remolcarse detras del barco o submarino para reducir el efecto del ruido generado por el propio agua. Las unidades remolcadas tambien combaten la termoclina , ya que puede ajustarse su altura para evitar quedar en esta zona.

La mayoria de los sonares pasivos usaban una representacion bidimensional . La direccion horizontal de la misma era la marcacion y la vertical la frecuencia, o a veces el tiempo. Otra tecnica de representacion era codificar con colores la informacion frecuencia-tiempo de la marcacion. Las pantallas mas recientes son generadas por ordenadores e imitan las tipicas pantallas indicadoras de posicion de los radares .

Aplicaciones militares [ editar ]

La guerra naval hace un uso extensivo del sonar. Se usan los dos tipos descritos anteriormente, desde varias plataformas: buques de superficie, aeronaves e instalaciones fijas. La utilidad de los sonares activos y pasivos depende de las caracteristicas del ruido radiado por el blanco, generalmente un submarino. Aunque en la Segunda Guerra Mundial se uso principalmente el sonar activo, excepto por parte de los submarinos, con la llegada de los ruidosos submarinos nucleares se prefirio el sonar pasivo para la deteccion inicial. A medida que los submarinos se hacian mas silenciosos se fue usando mas el sonar activo.

El sonar activo es extremadamente util dado que proporciona la posicion exacta de un objeto. Su uso es sin embargo algo peligroso, dado que no permite identificar el blanco y cualquier buque cercano a la senal emitida la detectara. Eso permite identificar facilmente el tipo de sonar (normalmente por su frecuencia) y su posicion (por la potencia de la onda sonora). Mas aun, el sonar activo permite al usuario detectar objetos dentro en un determinado alcance, pero tambien permite que otras plataformas detecten el sonar activo desde una distancia mucho mayor.

Debido a que el sonar activo no permite una identificacion exacta y es muy ruidoso, este tipo de deteccion se usa desde plataformas rapidas (aviones y helicopteros) o ruidosas (la mayoria de buques de superficies), pero rara vez desde submarinos. Cuando un sonar activo se usa en superficie, suele activarse muy brevemente en periodos intermitentes, para reducir el riesgo de deteccion por el sonar pasivo de un enemigo. Asi, el sonar activo suele considerarse un apoyo del pasivo. En las aeronaves el sonar activo se usa en sonoboyas desechables que se lanzan sobre la zona a patrullar o cerca de los contactos de un posible enemigo.

El sonar pasivo escucha los ruidos por lo que tiene ventajas evidentes sobre el activo. Generalmente tiene un alcance mucho mayor que el activo y permite la identificacion del blanco. Dado que cualquier vehiculo de motor hace algo de ruido, terminara siendo detectado, dependiendo solo de la cantidad de ruido emitido y del presente en la zona, asi como la tecnologia usada. En un submarino, el sonar pasivo montado a proa detecta en unos 270º respecto al centro del buque, la matriz montada en el casco, unos 160º a cada lado, y la matriz de la torreta en los 360º. Las zonas ciegas se deben a la propia interferencia del buque. Cuando se detecta una senal en cierta direccion (lo que significa que algo hace ruido en dicha direccion, a lo que se llama deteccion de banda ancha) es posible enfocar y analizar la senal recibir (analisis de banda estrecha). Esto se suele hacer usando una transformada de Fourier para mostrar las diferentes frecuencias que forman el sonido. Dado que cada motor hace un ruido especifico, es facil identificar el objeto.

Otro uso del sonar pasivo es determinar la trayectoria del blanco. Este proceso se llama Analisis del Movimiento del Blanco (TMA, Target Motion Analysis ), y permite calcular el alcance, curso y velocidad del blanco. El TMA se realiza marcando desde que direccion procede el sonido en momentos diferentes, y comparando el movimiento con el del buque del propio operador. Los cambios en el movimiento relativo se analizan usando tecnicas geometricas estandar junto con algunas asunciones respecto a los casos limite.

El sonar pasivo es furtivo y muy util, pero requiere componentes muy sofisticados y caros ( filtros de paso de banda , receptores, ordenadores, software de analisis, etcetera). Suele equiparse en barcos caros para mejorar la deteccion. Los buques de superficie lo usan eficazmente, pero es incluso mejor usado en submarinos y tambien se emplea en aviones y helicopteros.

Sonar antisubmarino [ editar ]

Hasta hace poco, los sonares en barcos de superficie solian montarse sobre el casco, a los lados o en la proa. Pronto se determino tras sus primeros usos que se necesitaba un medio de reducir el ruido de la navegacion. Primero se uso lienzo montado en un marco, y luego protecciones de acero. Actualmente los domos suelen hacerse de plastico reforzado o goma presurizada. Estos sonares son principalmente activos, como por ejemplo el SQS-56 .

Algunas caracteristicas de los sonares de buques de superficie mas modernos son las siguientes:

• Transmision y recepcion en Baja frecuencia. Con esto se consigue mayor alcance ya que las perdidas por propagacion del sonido aumentan con la frecuencia.
• Deteccion pasiva y activa simultanea. Esto permite la deteccion de submarinos y de torpedos a la vez.
• Transmisiones OMNI, directiva-rotativa o combinacion de ambas; permitiendo deteccion de blancos cercanos y otro lejanos simultaneamente al combinar la pequena zona muerta de la transmision OMNI con el alto nivel de potencia emitido por la transmision directiva.
• Estabilizacion y control de los haces de transmision/recepcion lo que hace mejorar el umbral de deteccion y trabajar tanto en aguas profundas como en litorales.
• Transmisiones FM mezcladas con CW para deteccion de contactos con doppler bajo y alto simultaneamente.

Un ejemplo es el mas moderno sonar de la Armada Espanola, el LWHP53SN desarrollado por Indra Sistemas y Lockheed Martin instalado en la fragata Cristobal Colon (F-105) , que incorpora todas estas caracteristicas.

Debido a los problemas del ruido de los barcos tambien se emplean sonares remolcados. Estos tambien tienen la ventaja de poder situarse a mayor profundidad. Sin embargo, existen limitaciones a su uso en aguas poco profundas. Un problema es que los cabrestantes necesarios para lanzar y recuperar estos sonares son grandes y caros. Un ejemplo de este tipo de sonares es el Sonar 2087 fabricado por Thales Underwater Systems .

Torpedo sonar [ editar ]

Los torpedos modernos suelen incluir un sonar activo/pasivo, que puede usarse para localizar directamente el blanco, pero tambien para seguir estelas . Un ejemplo pionero de este tipo de torpedos es el Mark 37 .

Mina sonar [ editar ]

Las minas pueden incorporar un sonar para detectar, localizar y reconocer su blanco. Un ejemplo es la mina CAPTOR .

Sonar antiminas [ editar ]

El sonar antiminas (MCM, Mine Countermeasure ) es un tipo especializado de sonar usado para detectar objetos pequenos. La mayoria de ellos se montan en el casco, siendo un ejemplo el Tipo 2093 .

Sonar submarino [ editar ]

Los submarinos confian en el sonar mucho mas que los barcos de superficie, que no pueden usarlo a gran profundidad. Estos equipos pueden montarse en el casco o ser remolcados. Ademas, son muy utiles en cuestiones oceanograficas.

Sonar aereo [ editar ]

Los helicopteros pueden usarse para la lucha antisubmarina desplegando campos de sonoboyas activas/pasivas o empleado un sonar sumergible, como el AQS-13. Los aviones convencionales tambien pueden lanzar sonoboyas, teniendo mas autonomia y capacidad para ello. El proceso de los datos recogidos por estos equipos puede realizarse en la aeronave o en un barco. Los helicopteros tambien se han usado en misiones de contramedidas frente a las minas, usando sonares remolcados como el AQS-20A .

Contramedidas [ editar ]

Pueden ser remolcadas o independientes. Un ejemplo pionero fue el Sieglinde aleman.

Comunicaciones subacuaticas [ editar ]

Los barcos y submarinos van equipados con sonares especiales para la comunicacion submarina. Un estandar OTAN permite que los diferentes tipos interactuen. Un ejemplo de estos equipos es el Sonar 2008 .Este es uno de los mas importantes

Vigilancia marina [ editar ]

Durante muchos anos los Estados Unidos opero un gran conjunto de matrices de sonar pasivo en varios puntos de los oceanos del mundo, llamado colectivamente SOSUS ( Sound Surveillance System , ‘sistema de vigilancia sonora’) y mas tarde IUSS ( Integrated Undersea Surveillance System , ‘sistema integrado de vigilancia submarina’). Se cree que un sistema parecido fue operado por la Union Sovietica. Al ser utilizadas matrices montadas permanentemente en el fondo del oceano, se situaban en lugares muy silenciosos para lograr grandes alcances. El procesamiento de senales se realizaba utilizando grandes computadores en tierra. Con el final de la Guerra Fria una matriz SOSUS ha sido destinada a uso cientifico.

Seguridad submarina [ editar ]

El sonar puede usarse para detectar hombres-rana y otros buceadores . Esto puede ser necesario alrededor de barcos o en las entradas de los puertos. El sonar activo tambien puede usarse como mecanismo disuasorio. Un ejemplo de estos equipos es el Cerberus .

Sonar de interceptacion [ editar ]

Este sonar se disena para detectar y localizar las transmisiones de sonares hostiles. Un ejemplo es el Tipo 2082 equipado en los submarinos de clase Vanguard .

Aplicaciones civiles [ editar ]

Aplicaciones pesqueras [ editar ]

La pesca es una importante industria sujeta a una demanda creciente, pero el volumen de capturas mundial cae como resultado de una mayor escasez de recursos. La industria se enfrenta a un futuro de consolidacion mundial continua hasta que puede alcanzarse un punto de sostenibilidad . Sin embargo, la consolidacion de las flotas pesqueras ha acarreado una creciente demanda de sofisticados equipos electronicos de localizacion pesquera tales como sensores, emisores y sonares. Historicamente, los pescadores han usado muchas tecnicas diferentes para localizar bancos de peces. Sin embargo, la tecnologia acustica ha sido una de las fuerzas mas importantes tras el desarrollo de los pesqueros comerciales modernos.

Las ondas sonoras viajan de forma diferente a traves de los peces que por aguas limpias debido a que la vejiga natatoria rellena de aire de estos tiene una densidad diferente a la del agua marina. Esta diferencia de densidad permite la deteccion de bancos de peces usando el sonido reflejado. Actualmente, los pesqueros comerciales dependen casi completamente de los equipos acusticos para detectar peces.

Companias como Marport Canada, Wesmar, Furuno, Krupp y Simrad fabrican sonares e instrumentos acusticos para la industria pesquera. Por ejemplo, los sensores de redes toman varias medidas bajo el agua y transmiten la informacion hasta un receptor a bordo. Cada sensor va equipado con uno o mas transductores acusticos dependiendo de su funcion concreta. Los datos se transmiten usando telemetria acustica y se reciben en un hidrofono montado en el casco. Las senales se procesan y muestran en un monitor de alta resolucion.

Calculo de profundidad [ editar ]

Emitiendo ondas sonoras directamente hacia el fondo y registrando el eco de retorno es posible calcular la profundidad, dado que la velocidad del sonido en el agua es mas o menos estable en un rango de profundidades pequeno.

Localizacion de redes [ editar ]

Se emplean equipos acusticos montados sobre las redes, que transmiten la informacion registrada por cable o telemetria acustica al buque pesquero. Asi se sabe con exactitud la distancia de la red al fondo y la superficie, la cantidad de pescado dentro de la misma, y otros datos relevantes.

Calculo de la velocidad del buque [ editar ]

Se han desarrollado sonares para medir la velocidad del barco relativa al agua y al fondo marino.

Sonares ROV/UUV [ editar ]

Se han equipado pequenos sonares en ROVs y UUVs para permitir su funcionamiento en condiciones de baja visibilidad. Estos sonares se usan para explorar por delante del vehiculo.

Localizacion de aeronaves [ editar ]

Las aeronaves se equipan con sonares que funcionan como boyas para permitir su localizacion en caso de un accidente en el mar.

Aplicaciones cientificas [ editar ]

Estimacion de la biomasa [ editar ]

Pueden usarse sonares para estimar la biomasa presente en una region acuatica, en funcion del reflejo sonoro devuelto por esta. La principal diferencia con los equipos de localizacion pesquera es que el analisis hidroacustico cuantitativo requiere que las medidas se realicen con un equipo lo suficientemente sensible y bien calibrado como para obtener medidas fiables.

Los equipos hidroacusticos proveen un metodo repetible y no invasivo de recoger datos continuos y de alta resolucion (por debajo del metro) en secciones tridimensionales, lo que permite medir la abundancia y distribucion de los recursos pesqueros.

Etiquetas acusticas [ editar ]

Para seguir los movimientos de peces, ballenas, etcetera puede acoplarse a un animal un dispositivo acustico que emita pulsos a ciertos intervalos, posiblemente codificando, por ejemplo, la profundidad.

Medida de olas [ editar ]

Un transductor acustico vertical montado en el fondo marino o sobre una plataforma puede usarse para realizar medidas del tono y moleculas de las olas. De esto pueden derivarse estadisticas de las condiciones en la superficie de una ubicacion dada.

Medida de la velocidad del agua [ editar ]

Se han desarrollado sonares de corto alcance especiales para permitir la medida de la velocidad del agua, al vacio.

Determinacion del tipo de fondo [ editar ]

Se han desarrollado sonares que pueden usarse para caracterizar el fondo marino: fango, arena, grava, limos, etcetera. Esto suele lograrse comparando los retornos directos y reflejados por el fondo.

Calculo de la topografia del fondo [ editar ]

Los sonares de barrido lateral pueden usarse para confeccionar datos de la topografia de una zona. Sonares de baja frecuencia como GLORIA han sido usados en la exploracion de la plataforma continental mientras los de mayor frecuencia se emplean para exploraciones detalladas de zonas mas pequenas.

Caracterizacion del subsuelo marino [ editar ]

Se han desarrollado potentes sonares de baja frecuencia para permitir la caracterizacion de las capas superficiales del fondo marino.

Sonar de apertura sintetica [ editar ]

Diversos sonares de apertura sintetica han sido construidos en laboratorio y algunos han llegado a usarse en sistemas de busqueda y eliminacion de minas de grafito.

Arqueologia subacuatica [ editar ]

Deteccion de pecios y yacimientos subacuaticos y su localizacion en el fondo marino.

Referencias [ editar ]

Bibliografia [ editar ]

• Hackmann, Willem D. Seek & Strike: Sonar, Anti-submarine Warfare, and the Royal Navy, 1914-54 . (Londres: HMSO, 1984)
• Hackmann, Willem D. ≪Sonar Research and Naval Warfare 1914-1954: A Case Study of a Twentieth-Century Science.≫ Historical Studies in the Physical and Biological Sciences 16#1 (1986) 83-110