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Absorción, dispersión y fuentes de sonido
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La atenuación de las ondas sonoras en el océano varía según la frecuencia del sonido. Para frecuencias bajas (menores a 10 kHz), la contribución principal proviene de los iones de ácido bórico, mientras que en el rango entre 10 kHz y 100 kHz, se debe al efecto de los iones de sulfato de magnesio. Para frecuencias más altas, la atenuación se debe principalmente a la viscosidad del agua.
ID:(1549, 0)
Perturbación por el fondo
Descripción
Desniveles en el fondo llevan perturbaciones en la propagación del sonido:
ID:(11824, 0)
Generación de sonido
Descripción
Existen diferentes fuentes de sonido en los océanos. Entre ellos están
• fuentes humanas (ante todo barcos)
• lluvia en la superficie
• peces, camarones, ballenas, etc.
• olas
• temblores
ID:(11825, 0)
Sonido y su frecuencia
Descripción
Los espectros de las fuentes, que corresponden a la medición de las amplitudes del sonido según su frecuencia, muestran la fuerte presencia de las lluvias:
ID:(11827, 0)
Reverberación
Descripción
El sonido emitido puede generar que algunos elementos a su vez comiencen a generar sonido. Dos ejemplos relevantes para el caso de los océanos son:
- burbujas de aire generados por olas al reventar
- burbujas de metano generadas al descomponerse la materia orgánica
- vejigas de los peces:
ID:(11828, 0)
Atenuación del sonido
Descripción
Existen tres mecanismos que atenúan el sonido en el mar:
• relajaciones de iones de sulfato de magnesio (hasta 10kHz)
• relajaciones de iones de ácido bórico (hasta 100kHz)
• viscosidad del agua (en toda las frecuencias)
ID:(11823, 0)
Absorción, dispersión y fuentes de sonido
Descripción
La atenuación de las ondas sonoras en el océano varía según la frecuencia del sonido. Para frecuencias bajas (menores a 10 kHz), la contribución principal proviene de los iones de ácido bórico, mientras que en el rango entre 10 kHz y 100 kHz, se debe al efecto de los iones de sulfato de magnesio. Para frecuencias más altas, la atenuación se debe principalmente a la viscosidad del agua.
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Ecuaciones
Ejemplos
(ID 15464)
Desniveles en el fondo llevan perturbaciones en la propagaci n del sonido:
(ID 11824)
Existen diferentes fuentes de sonido en los oc anos. Entre ellos est n
• fuentes humanas (ante todo barcos)
• lluvia en la superficie
• peces, camarones, ballenas, etc.
• olas
• temblores
(ID 11825)
Los espectros de las fuentes, que corresponden a la medici n de las amplitudes del sonido seg n su frecuencia, muestran la fuerte presencia de las lluvias:
(ID 11827)
El sonido emitido puede generar que algunos elementos a su vez comiencen a generar sonido. Dos ejemplos relevantes para el caso de los oc anos son:
- burbujas de aire generados por olas al reventar
- burbujas de metano generadas al descomponerse la materia org nica
- vejigas de los peces:
(ID 11828)
Existen tres mecanismos que aten an el sonido en el mar:
• relajaciones de iones de sulfato de magnesio (hasta 10kHz)
• relajaciones de iones de cido b rico (hasta 100kHz)
• viscosidad del agua (en toda las frecuencias)
(ID 11823)
(ID 15467)
El factor de absorci n indica como la energ a se va perdido a lo largo del camino recorrido. Como la perdida es siempre proporcional a la intensidad existente se tiene un decaimiento exponencial.
Por ello con
| $ I = I_0 e^{ - \alpha r }$ |
(ID 11834)
Existe una amortiguaci n del sonido en agua de mar por efecto de interacci n de mol culas con los iones de hidr xido (OH-) o con mol culas de agua. Esto se denomina procesos de relajaci n y ocurren en el agua de mar principalmente con:
• mol culas de agua entre estas
• cido b rico que interactua con los iones de hidr xido $OH^-$s: $B(OH)_3\cdot OH^- \rightleftharpoons B(OH)_4$
• sulfato de magnesio que interactua con mol culas de agua $H_2O$: $MgSO_4 + 2nH_2O \rightleftharpoons Mg^{2+}nH_2O + SO_4^{-2}nH_2O$
Los tiempos de relajamiento y sus frecuencias son del orden de
| Componente | Tiempo de relajamiento | Frecuencia |
| Agua | $10^{-11}s$ | $10^5,MHz$ |
| cido b rico | $10^{-3}s$ | $1,kHz$ |
| Sulfato de magnesio (1) | $10^{-5}s$ | $100,kHz$ |
| Sulfato de magnesio (2) | $2\times 10^{-8}s$ | $200,kHz$ |
Sobre esta base se estima el factor de absorci n en funci n de la frecuencia y suponiendo pH t pico es con :
| $ \alpha = \alpha_1 \displaystyle\frac{ \nu ^2}{ \nu ^2+\nu_1^2} + \alpha_2 \displaystyle\frac{ \nu ^2}{ \nu ^2+ \nu_2 ^2} + \alpha_2 \nu ^2 + \alpha_0 $ |
En este caso el primer termino es el que depende del cido b rico, el segundo del sulfato de magnesio y el tercero de la ionizaci n propia del agua. Ademas se puede comentar que no existe un efecto por la salinidad (no hay relajaci n por iones de sodio y/o cloro).
Mas detalles en el articulo Study of Absorption Loss Effects on Acoustic Wave Propagation in Shallow Water using Different empirical Models, Yasin Yousif Al-Aboosil, Mustafa Sami Ahmed, Nor Shahida Mohd Shah and Nor Hisham Haji Khamis
(ID 11833)
ID:(1549, 0)