O Sonar é instrumento fundamental da guerra anti-submarino. Ele é um dispositivo criado para detectar e localizar objetos submersos na água por meio das ondas sonoras que os alvos refletem ou produzem.
O sonar ativo funciona basicamente como o radar, só que usa pulsos sonoros no lugar das ondas de rádio. As ondas de rádio não se propagam sob a água, além de poucos metros.
O pulso do sonar (para ouvir o “ping” do sonar ativo, clique aqui ), é emitido e ao encontrar um obstáculo, retorna ao emissor. Medindo-se o tempo que o “ping” levou para ir e voltar, tem-se como calcular a distância do objeto ecoado com “relativa” precisão. A precisão é “relativa” porque os pulsos do sonar sofrem diversos tipos de atenuação causados pela temperatura, salinidade e pressão da água, que mudam de acordo com as estações do ano, posições geográficas e condições atmosféricas.
O som é uma ondulação mecânica cuja propagação é possível por causa da conexão elástica entre as moléculas.
As moléculas nos líquidos estão mais próximas umas das outra do que no ar, porisso a velocidade do som na água é 4,4 vezes maior que no ar. A velocidade exata do som na água é de 1.438m/s, quando a temperatura da água é de 8 graus Celsius.
A velocidade e a direção das ondas sonoras dependem da temperatura, salinidade e profundidade da água.
Por exemplo, o aumento da temperatura da água faz com que a velocidade do som seja maior. Quando o som se propaga através de camadas de água de diferentes temperaturas, ocorre o fenômeno da refração, que é o desvio da onda sonora. A refração pode ser negativa (verão) ou positiva (inverno).
Refração negativa (gráfico acima): durante o verão, a temperatura da água diminui com o aumento da profundidade. A onda sonora se desvia para o fundo do mar. Se submarino está em menor profundidade, perto da superfície, o sonar do navio pode não detectar o submarino.
Refração positiva (gráficos acima): durante o inverno, a temperatura da água aumenta com a profundidade. As ondas sonoras se curvam para a superfície do mar. Se o submarino está junto à superfície do mar, o sonar do navio pode detectá-lo. A refração positiva torna o alcance do sonar maior.
As termoclinas (gráfico acima): quando se usa um batitermógrafo, é possível detectar camadas de água onde a temperatura é maior do que a camada mais quente da superfície e que tem logo abaixo dela, uma camada de água mais fria. Quando encontra uma camada de temperatura menor, a onda sonora se curva rapidamente para o fundo. A onda sonora vai para o fundo do mar e torna-se inútil. Se um submarino está submerso na termoclina ou abaixo dela, ele não será capturado pela onda sonora e assim permanecerá indetectado.
Existem normalmente duas camadas de termoclinas no verão. Uma camada fica a cerca de 15 a 20 metros de profundidade, e uma outra em torno de 150 metros de profundidade. A de profundidade de 15 a 20 metros é importante, porque durante o verão, à tarde, se as condições climáticas são boas, um submarino não pode ser detectado por um sonar de casco de navio.
Ao mesmo tempo, essa profundidade é boa para observação e lançamento de torpedos. Se um navio de superfície pretende detectar um submarino, ele terá de ser equipado com sonar rebocado de profundidade variável (VDS). Nesse caso, o sonar deve ser mergulhado abaixo da termoclina.
Muito bom o post. Eu que sou leigo no assunto, vou entender um pouco melhor agora. Mas eu gostaria ver um post explicando como funciona o sonar de um submarino e o de um navio em um mesmo cenário. Pra eu entender qual e como um detecta o outro primeiro.
Abraço aos amigos do blog.
Galante
Eu sempre achei ineficiente usar ondas sonoras para detecção.
Existem pesquisas no sentido de se usar detecção por ondas eletromagnéticas na água ?
Não sei se estou certo, mas se algum dia conseguirem isto, terá uma consequencia interessante : os submarinos, inclusive os nucleares, tornar-se-ão inúteis porque facilmente detectáveis.
Sds
Iuri
Galante
Qual o mais confiável. O sonar do navio ou do submarino?
Iuri,
existe pesquisa no sentido de usar um tal de laser azul-esverdeado (não faço a mínima idéia do que seja) para tornar os oceanos transparentes. Não sei em que pé está.
Quanto ao uso do sonar, enquanto o Galante não responde, o submarino, por ser uma arma furtiva usa mais o sonar passivo (hidrofones) e o navio de superfície, como não tem a mínima condição de se esconder, não tem restrições quanto ao uso do sonar ativo, e para ter seu sonar de casco funcionando o mesmo não deve estar acima de 20 nós que o seu próprio ruído interfere com o sistema. Inclusive o VDS necessita que o navio esteja em velocidade ainda menor.
Uma solução é o sonar passivo rebocado que pode ser estendido e rebocado a uma certa profundidade não provocando o turbilhonamento de um navio de susperfície, de modo a que o mesmo possa ser operado com o navio em grande velocidade.
O submarino não tem restrição quanto à velocidade de operação em relação ao funcionamento do sonar, ou se tem é bem menor que a de um navio de superfície. Mesmo se tivesse ele sempre está em baixa velocidade para se manter furtivo e economizar as baterias.
Galante, se estiver errado favor me corrigir.
Um abraço a todos.
Bosco, antecipando o Galante, pelo que sei em altas velocidades o submarino fica “surdo” sim (no caso, estou me referindo aos de propulsão nuclear, que atingem altas velocidades sustentadas. Nos convencionais, é para fugas e por curto tempo, e “somente” ao redor de 20 nós). Motivo pelo qual velocidades mais altas dos submarinos de propulsão nuclear são utilizadas preferencialmente em deslocamento para áreas de patrulha, e em profundidades maiores para diminuir a emissão de ruído detectável pelos seus caçadores. Mas os mais modernos também utilizam sonares rebocados, o que talvez possibilite alguma escuta em deslocamento em velocidade.
Provavelmente você está certo Nunão. Até mesmo os torpedos ficam cegos, ou melhor, surdos, em velocidades superiores a 30 nós, embora os leves possam chegar a 50 nós e os pesados a 65 nós (e os de supercavitação a 300 nós).
Ou seja, eles usam essas altas velocidades apenas para alcançarem o alvo ou melhor se posicionarem, mas para atingi-lo é preciso que eles desacelerem.
Também vale lembra que existem sonares de baixa e média frequência, tanto ativos quanto passivos. Tomara que a série sobre sonares aborde esses temas.
Um abraço a todos.
Ok Bosco e Nunão
Só que em relação a essa “velocidade de surdez”, o Almte Othon na entrevista com o Galante disse que é contornável com o desenvolvimento de sensores mais modernos.
Excelente matéria, quero ler a segunda parte agora!!
Valeu!!!!
Bem lembrado, Iuri. Creio que o uso desses sensores, rebocados para se afastar do ruído gerado pelo sub em alta velocidade (tanto pelo hélice / turbina quanto pelo próprio arrasto), ajude sim a contornar essa “surdez”.
Cinquini: calma, calma… já vi hoje que o Galante está rascunhando a parte 2…
[...] que mudam de acordo com as estações do ano, posições geográficas e condições atmosféricas. Como foi dito na primeiro post dessa série, um fenômeno muito conhecido que prejudica os sonares ativos são as camadas termais ou [...]
Querem trocar o “sonar” do golfinho, aquele bicho chatinho e estridente, pelas “linhas laterais” do tubarão.
E mto bom artigo!!!