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28 de noviembre de 2017
Acústica submarina: cómo es la ciencia que detectó la explosión en la ruta del ARA San Juan
De la historia de los primeros sistemas de comunicación subacuática a la actualidad.

El desafortunado episodio del submarino ARA San Juan sacó a la luz muchos términos poco usuales, como “sonidos biológicos”, “sonidos naturales”, “ruido”, “hidrófono”, “evento hidroacústico”, “baja frecuencia”, “señales de explosiones”, entre otros. En particular, como parte de las herramientas utilizadas para determinar lo sucedido y estimar la localización de la embarcación, se utilizó el estudio de sonidos registrados bajo el agua. Esto comprende una disciplina que estudia la generación, propagación y análisis de los sonidos en el agua y se denomina “acústica submarina”.

Acústica submarina: cómo es la ciencia que detectó la explosión en la ruta del ARA San Juan

 

Si bien hay antecedentes previos, nace como disciplina y se empieza a estudiar sistemáticamente a comienzos del siglo XX, gracias al descubrimiento del fenómeno piezoeléctrico (1880) de los hermanos Jacques y Pierre Curie. En 1919 se publica el que se considera el primer artículo de investigación sobre acústica subacuática cuyo autor fue H. Lichte, sobre la influencia de capas horizontales de distinta temperatura en la propagación de las ondas acústicas, y en 1945 se desarrolló uno de los primeros sistemas de comunicación subacuática, que se empleaba en submarinos y tenía un alcance de varios kilómetros de distancia. El posterior desarrollo de la electrónica posibilitó el uso y las variadas aplicaciones de la acústica submarina.

El accidente del Titanic demostró la necesidad de localizar a distancia objetos en el mar, desarrollo reforzado e impulsado durante la primera Guerra Mundial con la detección de submarinos. En la actualidad, el desarrollo de la computación y simultáneamente los avances en el análisis de señales permiten hacer tareas que hasta hace no mucho, eran inimaginables.

La propagación de estímulos sonoros - ondas acústicas - es compleja; la velocidad de estos en el agua de mar es de aproximadamente 1.500 metros por segundo (dependiendo de la profundidad, su salinidad y temperatura), es decir bastante mayor que en el aire donde se propaga a 350 metros por segundo. Estas particularidades llevan a la existencia de zonas o “canales de propagación”, los que se comportan como “guías de ondas” permitiendo que las frecuencias bajas - tonos graves - tengan poca atenuación con la distancia, permitiendo a estos sonidos transmitir información a grandes distancias; por ejemplo, puede emitirse un sonido de baja frecuencia en el Atlántico sur y ser escuchado en el Atlántico norte.

Acústica submarina: cómo es la ciencia que detectó la explosión en la ruta del ARA San Juan

 

En la actualidad son variadas las aplicaciones y usos de esta disciplina. Uno de los primeros usos de la acústica submarina fue el sonardistinguiendo dos tipos de estos: el pasivo que sólo escucha el sonido generado en el mar, similar a la técnica de ensayos no-destructiva llamada emisión acústica o a la forma en que la lechuza localiza su alimento en el aire; y el activo, que genera pulsos sonoros y recibe el eco o el rebote producido en los objetos, dando información sobre este último, lo que es equivalente a la técnica del ultrasonido o bien a la utilizada por el murciélago para ubicar o detectar su presa. Esta última técnica, en otro contexto y dimensión, es de aplicación común en medicina. Este mismo procedimiento es utilizado por los delfines, también para el estudio del lecho marino determinando las irregularidades del mismo.

Si se recibe una señal en distintos micrófonos detectores, es factible realizar la ubicación de la fuente emisora de sonido, por triangulación. Luego, por medio de algoritmos adecuados esta puede ser representada en el monitor de una computadora y observar su posición y dirección de movimiento.

Acústica submarina: cómo es la ciencia que detectó la explosión en la ruta del ARA San Juan

 

Para extraer la información transportada, los sonidos registrados bajo el agua deben ser analizados no sin antes disminuir el ruido que contienen, los cuales pueden ser de diversos tipos: ruido térmico, ruido ambiente, ruido debido al flujo de corriente y movimiento del agua, ruido estructural excitado por la marea y maquinaria y ruido antropogénico, siendo este último debido a las actividades humanas (embarcaciones, instalaciones portuarias, entre otras).

En la carrera Ingeniería de Sonido de la Universidad Nacional de Tres de Febrero se desarrolla el grupo de investigación en acústica subacuática que, en colaboración con Cethus, tienen por objetivo el estudio visual y acústico de los cetáceos, la construcción de equipamiento electrónico, el desarrollo de hidrófonos y software de procesamiento de los sonidos registrados bajo el agua. Se proyecta instalar estaciones hidroacústicas permanentes para monitorear la actividad sonora bajo el mar, con las que, entre otras cosas, se podría estudiar la presencia de fauna marina, su diversidad y estacionalidad.

Para dar otro ejemplo de la gran cantidad de aplicaciones que ofrece esta disciplina y retomando el caso de nuestro submarino, el retraso en tener conocimiento de la “anomalía hidroacústica” y el resultado de su análisis, por parte de la Armada Argentina da cuenta de una insuficiencia o carencia de sistemas de monitoreo sonoro continuo en el mar Argentino, y el consecuente registro y procesamiento de las señales captadas. De tenerlas, al menos se podrían haber tomado decisiones, antes.

Como puede observarse, el sonido es una poderosa herramienta por la cantidad de información que transporta. En particular, conocer quienes habitan nuestros mares, las formas de su lecho, saber lo que ocurre no sólo sobre la tierra y en el aire, sino también bajo el mar, corresponde al ejercicio de la soberanía nacional.



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