Introducción a la Acústica Submarina ACU402, Clase 1. Alejandro Osses Vecchi

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Manuela Peña Cruz
hace 7 años
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1 Introducción a la Acústica Submarina ACU402, Clase 1 Alejandro Osses Vecchi

2 Resumen Acústica en el estudio de la actividad submarina. Oceanografía básica. Geología y topografía del fondo marino chileno. Principales aplicaciones civiles y militares. Funcionamiento del Sonar Pasivo y Activo.

3 Introducción Se han utilizado diversos métodos no acústicos para el estudio de la actividad submarina: Campos magnéticos, campos ópticos, campos eléctricos, detección termal, etc. Ninguno de estos métodos ha tenido la eficiencia presentada por la acústica para la detección de objetivos submarinos.

4 Introducción: RADAR Método electromagnético: RADAR RADAR = RAdio Detection And Ranging Principal medio de propagación: aire Detección de objetivos: se emite un pulso de radio, el cual se refleja en el objetivo y más tarde es percibido en el mismo punto de emisión. De acuerdo a la intensidad de la señal recibida se determina la distancia al objetivo. Transmisión y recepción de una señal desde un objetivo. Tomada de libro Introduction to Radar target recognition.

5 Introducción: RADAR Pérdida por transmisión (TL) en el aire: TL = 20 log10(r 2 ) Donde r está en [m] [db] Pérdida por transmisión (TL) en el agua (para ondas electromagnéticas): TL = f 1/2 [db/km] Donde f está en khz. El TL obtenido corresponde a la pérdida por transmisión por cada kilómetro

Introducción: SONAR SONAR = SOund Navigation And Ranging Medio de propagación: agua Detección de objetivos: Se emite un pulso, el cual se refleja en el objetivo y más tarde es percibido en el mismo

6 Introducción: SONAR SONAR = SOund Navigation And Ranging Medio de propagación: agua Detección de objetivos: Se emite un pulso, el cual se refleja en el objetivo y más tarde es percibido en el mismo punto de emisión. De acuerdo a la intensidad de la señal recibida se determina la distancia al objetivo (SONAR Activo). El SONAR Pasivo escucha el ruido radiado por un objetivo. La señal se detecta sobre el ruido de fondo y el ruido auto inducido por el sistema de montaje receptor. Side-Scan Sonar

7 Introducción: RADAR vs SONAR Se presenta la siguiente situación: Propagación en el aire RADAR Propagación en el aire y en el agua (cambio de medio) RADAR Propagación en el agua SONAR Activo

8 Introducción: Acústica Submarina El uso de sistemas de SONAR a través del estudio de propagación sonora bajo el agua entrega los mejores resultados para la detección de objetivos. El mar es un medio altamente no homogéneo. El curso abordará modelos para la aproximación de estas no homogeneidades.

9 Introducción: parámetros en el aire vs agua En acústica submarina también se utilizan los conceptos de NPS e Intensidad sonora, en db. Recordar que la escala de decibeles es una escala relativa. 120 db re 20 µpa, 1m = XXX db re 1 µpa, 1m

10 Introducción: parámetros en el aire vs agua En mediciones de acústica ambiental (en el aire) se utilizan sonómetros, los que poseen como transductor un micrófono. En mediciones de acústica submarina se utilizan los sistemas de SONAR, que poseen como transductor un hidrófono. Hidrófonos

11 Introducción: algunas fuentes de ruido

12 Introducción: algunas fuentes de ruido Se debe utilizar un hidrófono adecuado para captar las diversas fuentes de ruido.

13 Introducción: Oceanografía El curso estudiará la propagación sonora en el mar. Oceanografía: ciencia que investiga el mar. Es una ciencia interdisciplinaria: Oceanografía física Oceanografía química Oceanografía biológica Oceanografía geológica Oceanografía meteorológica Oceanografía acústica Haremos una breve revisión de estas sub áreas.

14 Introducción: Oceanografía Oceanografía biológica: Estudio de los seres vivos: peces, mamíferos, moluscos. Beluga o Ballena blanca Oceanografía química: Estudio de la composición y procesos químicos que ocurren en el mar: sales, nutrientes, contaminantes.

15 Introducción: Oceanografía Oceanografía física: estudia parámetros como: Temperatura y Salinidad. Densidad Capacidad de transmisión de sonido y luz Movimientos del océano: olas, corrientes, mareas Mapa de corrientes marinas

16 Geología y topografía del fondo marino El estudio de la geología y topografía nos permitirá comprender: Transmisión del sonido Detecciones de falsos eventos de SONAR Navegación submarina El fondo marino se puede dividir en: Plataforma continental, Talud continental, Cuenca oceánica, Dorsales oceánicas.

Geología: Plataforma continental Pendientes suaves 1:1000 a 1:40 Profundidad típica menor a 200 m Ancho promedio: Mundial: 30 millas náuticas [nm] En las costas chilenas el ancho tiende a ser 0.

17 Geología: Plataforma continental Pendientes suaves 1:1000 a 1:40 Profundidad típica menor a 200 m Ancho promedio: Mundial: 30 millas náuticas [nm] En las costas chilenas el ancho tiende a ser 0. En las costas argentinas el ancho es de 800 [nm] En las costas de Siberia el ancho es de 930 [nm] (mayor plataforma a nivel mundial) Plataformas continentales en color cian (escala aproximada)

Geología: Talud continental Pendientes de 1:40 a 1:2 Profundidad típica de 200 a 4.

18 Geología: Talud continental Pendientes de 1:40 a 1:2 Profundidad típica de 200 a m Ancho promedio: En Chile: 10 a 15 km Existen cañones submarinos en forma de V Transporta sedimentos continentales al lecho marino

19 Geología: eje de la fosa y fosa Transición entre placa continental y oceánica Acumula sedimentos continentales Profundidad típica de a [m] Pendiente mayor a la de los taludes Fosas: profundidad típica de [m]

20 Geología: cuenca oceánica Pendientes menores a 1:1000 Acumula sedimentos continentales Profundidad típica de a [m] Puede estar dividida en 2 o más cuencas por dorsales oceánicas

Sedimentos en el mar profundo Cubren el fondo marino con un espesor de 500 a 1.

21 Sedimentos en el mar profundo Cubren el fondo marino con un espesor de 500 a [m] Composición: restos de organismos marinos y partículas de origen continental. La composición influye en el comportamiento de la propagación sonora: cambio de medio. Se produce:

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