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Un blog sobre sonido
Reflexiones
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La propagación del sonido
La propagación acústica submarina depende de muchos factores. La dirección de la propagación del sonido está determinada por los gradientes de velocidad del sonido en el agua. Estos gradientes de velocidad transforman la onda sonora a través de la refracción, reflexión y dispersión. En el mar, los gradientes verticales suelen ser mucho mayores que los horizontales. Al combinar esto con una tendencia al aumento de la velocidad del sonido a mayor profundidad, debido al aumento de la presión en las profundidades marinas, se produce una inversión del gradiente de velocidad del sonido en la termoclina, creando una guía de ondas eficiente a la profundidad que corresponde a la mínima velocidad del sonido. El perfil de velocidad del sonido puede provocar regiones de baja intensidad sonora llamadas «Zonas de Sombra» y regiones de alta intensidad llamadas «Cáusticas». Estas pueden ser identificadas mediante métodos de trazado de rayos.

En el ecuador y las latitudes templadas del océano, la temperatura superficial es lo suficientemente alta como para revertir el efecto de la presión, de manera que ocurre una mínima velocidad del sonido a una profundidad de unos pocos cientos de metros. La presencia de esta mínima velocidad crea un canal especial conocido como Canal de Sonido Profundo, anteriormente llamado canal SOFAR (Sound Fixing and Ranging), que permite la propagación guiada del sonido submarino a lo largo de miles de kilómetros sin interacción con la superficie del mar o el fondo marino. Otro fenómeno en las profundidades marinas es la formación de áreas de enfoque de sonido, conocidas como Zonas de Convergencia. En este caso, el sonido se refracta hacia abajo desde una fuente cercana a la superficie y luego vuelve a ascender. La distancia horizontal desde la fuente en la que esto ocurre depende de los gradientes positivos y negativos de la velocidad del sonido. También puede ocurrir un conducto superficial tanto en aguas profundas como en aguas moderadamente poco profundas cuando hay refracción ascendente, por ejemplo, debido a temperaturas superficiales frías. La propagación se da mediante rebotes repetidos del sonido en la superficie.

En general, a medida que el sonido se propaga bajo el agua, hay una reducción en la intensidad sonora a medida que aumenta la distancia, aunque en algunas circunstancias se puede obtener una ganancia debido al enfoque. La pérdida de propagación (a veces denominada pérdida de transmisión) es una medida cuantitativa de la reducción de la intensidad sonora entre dos puntos, normalmente la fuente de sonido y un receptor distante. Si IsI_s es la intensidad en campo lejano de la fuente referida a un punto a 1 metro de su centro acústico e IrI_r es la intensidad en el receptor, entonces la pérdida de propagación se da por PL=10log⁡(Is/Ir)PL = 10 \log(I_s / I_r). En esta ecuación, IrI_r no es la intensidad acústica verdadera en el receptor, que es una cantidad vectorial, sino un escalar igual a la intensidad equivalente de onda plana (EPWI) del campo sonoro. La EPWI se define como la magnitud de la intensidad de una onda plana de la misma presión RMS que el campo acústico verdadero. A corta distancia, la pérdida de propagación está dominada por la expansión, mientras que a larga distancia está dominada por las pérdidas de absorción y/o dispersión.

Es posible una definición alternativa en términos de presión en lugar de intensidad, dada por PL=20log⁡(ps/pr)PL = 20 \log(p_s / p_r), donde psp_s es la presión acústica RMS en el campo lejano del proyector, escalada a una distancia estándar de 1 metro, y prp_r es la presión RMS en la posición del receptor.

Estas dos definiciones no son exactamente equivalentes, ya que la impedancia característica en el receptor puede ser diferente de la de la fuente. Debido a esto, el uso de la definición de intensidad lleva a una ecuación de sonar diferente a la definición basada en una relación de presiones. Si tanto la fuente como el receptor están en el agua, la diferencia es pequeña.

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