D5 Acústica Submarina

Tópico

La acústica submarina aprovecha la propagación del sonido dentro del océano para medir propiedades a distancia, o en volúmenes de agua a los que ningún sensor convencional podría llegar. La velocidad a la que viaja el sonido en el agua de mar depende de tres cosas a la vez —la temperatura, la salinidad y la presión—, según describe la fórmula de Mackenzie: esa velocidad crece con la temperatura, aunque cada vez con menor intensidad a medida que la temperatura ya es alta; crece también con la salinidad por encima de un valor de referencia cercano a las treinta y cinco unidades de salinidad práctica; y crece, por último, con la propia profundidad, a medida que aumenta la presión del agua. A una profundidad de entre setecientos y mil doscientos metros existe, además, una capa donde esa velocidad del sonido alcanza su valor mínimo, y es precisamente ese mínimo el que hace que el sonido quede atrapado dentro de esa capa y pueda propagarse miles de kilómetros sin perder apenas energía.

La tomografía acústica oceánica aprovecha justamente esta propagación de largo alcance: mide el tiempo que tarda un pulso de sonido en viajar entre un transmisor y un receptor, y usa ese tiempo de viaje para inferir la temperatura media del agua a lo largo de todo el trayecto que recorrió el sonido. La precisión de esta técnica es de apenas diez milisegundos en el tiempo de viaje, equivalente a unos quince metros de distancia, lo que a su vez equivale a una precisión de una centésima de grado en la temperatura media de toda la columna de agua atravesada, y es esa precisión la que hace que la tomografía acústica oceánica pueda detectar cambios de temperatura demasiado pequeños para que cualquier otro método los note a esa escala.

El perfilador acústico Doppler de corrientes de largo alcance, en cambio, usa pulsos de una frecuencia mucho más baja, de entre setenta y cinco y trescientos kilohercios, para perfilar las corrientes hasta profundidades de entre trescientos y ochocientos metros, y es precisamente esa frecuencia más baja la que hace que su alcance sea mucho mayor que el de un perfilador acústico Doppler convencional. Por eso, este instrumento es el estándar tanto en los grandes cruceros hidrográficos globales como en los fondeos de monitoreo de largo plazo.

El sonar multihaz, por su parte, no mide ni temperatura ni corrientes, sino la forma del propio fondo oceánico: emite un abanico de haces acústicos hacia abajo y recoge los ecos que le devuelve el fondo, construyendo así mapas batimétricos con una resolución de metros a decenas de metros y una cobertura de varios kilómetros de ancho en cada pasada. Es el método estándar para cartografiar el fondo oceánico, y permite detectar estructuras geológicas y penachos hidrotermales; además, analizando la intensidad del propio eco que regresa, hace que sea posible clasificar qué tipo de fondo produjo ese eco.

La escucha pasiva con hidrófonos, por último, no emite ningún sonido propio: se limita a escuchar el océano, y esa escucha basta para detectar la presencia de mamíferos marinos, terremotos y explosiones nucleares submarinas, lo que hace que un simple hidrófono, sin emitir ningún sonido, pueda vigilar el océano tan de cerca como los instrumentos que sí lo emiten. Así, entre el sonido que la acústica submarina emite y escucha de vuelta —la tomografía que mide temperatura, el perfilador que mide corrientes, el sonar que mapea el fondo— y el sonido que simplemente escucha sin emitir nada, la acústica submarina termina siendo la única manera de ver, oír y medir un océano que ninguna otra técnica logra atravesar por completo.

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