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Sonar: o que é? Como funciona?

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Neste artigo vamos falar sobre o Sonar que é a sigla para (Sound Navigation and Ranging) é uma técnica que usa a propagação sonora (muitas das vezes sob as aguas, como na navegação submarina) com o propósito de navegação, comunicação ou detecção de alguns objetos na ou sob a superfície da agua, entre outros tipos de embarcações ou animais grandes.

O que é um Sonar?

O nome “Sonar” é dividido por dois tipos de tecnologias: o sonar passivo trata de ouvir os ruídos emitidos por embarcações, já o sonar ativo transmiti ondas de sons, sendo capaz de captar o eco desses sons.

O sonar deverá ser utilizado como uma forma de localização acústica, e como meio de medição dos aspectos dos alvos, averiguando-se os seus ecos, assim como os morcegos fazem. Anteriormente à invenção do radar, o sonar foi utilizado para localização acústica no ar. O sonar pode ser usado também no sistema de navegação dos robôs.

O termo “sonar” pode ser utilizado também para equipamentos usados criar e receber sons. A frequência utilizada nos sistemas do sonar intercala entre muito baixa (infrassônica), até extremamente alta (ultrassônica).

História dos sonares

Entende-se que seu uso de localização submarina, da mesma maneira, teve inicio com o desastre do Titanic em 1912. A primeira indubitável no mundo para um dispositivo desse tipo foi requisitada pelo escritório britânico de patentes, pelo meteorologista inglês Lewis Richardson, um tempo depois do triste naufrágio do Titanic, e um físico alemão, Alexander Behm que nomeou uma patente para ecos sonda já em 1913.

Já um engenheiro Canadense chamado Reginald Fessenden construiu um sistema experimental em 1912, testado mais tarde em 1914, nos grandes bancos em Terra Nova, Canadá. Nesse teste, Fessenden mostrou a profundidade do som, comunicação submarina (Código Morse) e Echo ranging, utilizado para detenção de icebergs a duas milhas de distância.

Mesmo com os testes sendo um sucesso, o denominado Oscilador Fessenden não foi capaz de calcular o tamanho do iceberg, por conta do comprimento de onda de 3 metros e a breve dimensão da face irradiação do transdutor (menos de 1 metro de distância). Ainda assim, alguns submarinos britânicos foram equipados com essa ferramenta em 1915.

O som no mar e na superfície

A operação do sonar foi influenciada pelas diversas variações na velocidade do som, principalmente no plano vertical. O som percorre mais rápido no mar do que em águas mais limpas, apesar da diferença ser evidentemente pequena. A velocidade é determinada pelo volume modular e densidade da água.

O volume modular é atacado pela temperatura, impurezas dissolvidas (salinas) e pressão. Como a temperatura do mar varia bastante com a profundidade, há muitas vezes uma grande mudança de velocidade. Isto pode interferir no sonar, porque o som originado de um dos lados tende a ser dobrado ou refratado.

A propagação do som também pode ser afetada pela própria absorção da água. Esta absorção depende da frequência, e o sonar de longo alcance utiliza frequências baixas para minimizar os efeitos de absorção.

Esse efeito é uma das principais fontes de interferência para um sonar. Esta dispersão acústica é análoga ao espalhamento da luz de faróis de um carro na névoa: um feixe de alta intensidade irá penetrar o nevoeiros até certo ponto, mas os faróis vão acabar emitindo muita luz para direções indesejadas, muita da qual é espalhada de volta para o emissor. Por razões semelhantes, o sonar ativo precisa transmitir em um feixe estreito para minimizar a dispersão.

O mar contém muitas fontes de ruído que interferem com o eco do alvo. As principais fontes de ruído são as ondas e os navios. O movimento do receptor através da água também pode causar interferência, dependente da velocidade da frequência do ruído. Quando o sonar ativo é utilizado, uma dispersão ocorre a partir de pequenos objetos no mar, bem como a partir do fundo e da superfície.

Algumas contramedidas podem ser feitas por um submarino para aumentar o nível sonoro, enviando uma falsa imagem de um objeto muito maior, ocultando as verdadeiras propriedades do submarino. Além disso, embarcações mais modernas contam com blindagens capazes de absorver o som, ocultando-as totalmente dos sonares.


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