SONAR

El sonar o sónar del inglés SONAR, acrónimo de Sound Navigation And Ranging, ‘navegación por sonido’ es una técnica que usa la propagación del sonido bajo el agua principalmente para navegar, comunicarse o detectar objetos sumergidos.

El sonar puede usarse como medio de localización acústica, funcionando de forma similar al radar, con la diferencia de que en lugar de emitir señales de radioelectrónica se emplean impulsos sonoros. De hecho, la localización acústica se usó en aire antes que el GPS, siendo aún de aplicación el SODAR la exploración vertical aérea con sonar para la investigación atmosférica. La señal acústica puede ser generada por piezoelectricidad o por magnetostricción.

El término «sonar» se usa también para aludir al equipo empleado para generar y recibir el sonido de carácter infrasonoro. Las frecuencias usadas en los sistemas de sonar van desde las intrasonicas a las extrasonicas, entre 20 Hz y 20 000 Hz, la capacidad del oído humano. Sin embargo, en este caso habría que referirse a un hidrófono y no a un sonar. El sonar tiene ambas capacidades, puede ser utilizado como hidrófono o como sonar.

Existen otros sonares que no abarcan el espectro del oído humano, cazaminas; pueden comprender varias gamas de alta frecuencia, 80 kHz ó 350 kHz, por ejemplo. Ganan en precisión a la hora de determinar el objeto, pero pierden en alcance.

Aunque algunos animales como delfines y murciélagos han usado probablemente el sonido para la detección de objetos durante millones de años, el uso por parte de humanos fue registrado por vez primera por Leonardo Da Vinci en 1490. Se decía que se usaba un tubo metido en el agua para detectar barcos, poniendo un oído en su extremo. En el siglo XIX se usaron campanas subacuáticas como complemento a los faros para avisar del peligro a los marineros.

El uso de sonido para la «Ecolocalización» submarina parece haber sido impulsado por el desastre del Titanic en 1912. La primera patente del mundo sobre un dispositivo de este tipo fue concedida por la Oficina Británica de Patentes al meteorólogo inglés Lewis Richardson un mes después del hundimiento del Titanic , y el físico alemán Alexander Behm obtuvo otra por un resonador en 1913. El ingeniero canadiense Reginald Fessenden construyó un sistema experimental en 1914 que podía detectar un iceberg a dos millas de distancia, si bien era incapaz de determinar en qué dirección se hallaba.

Durante la Primera Guerra Mundial, y debido a la necesidad de detectar submarinos, se realizaron más investigaciones sobre el uso del sonido. Los británicos emplearon pronto micrófonos subacuáticos, mientras el físico francés Paul Langevin, junto con el ingeniero eléctrico ruso emigrado Constantin Chilowski, trabajó en el desarrollo de dispositivos activos de sonido para detectar submarinos en 1915. Aunque los transductores piezoeléctricos y magnetostrictivos superaron más tarde a los electrostáticos que usaron, este trabajo influyó sobre el futuro de los diseños detectores. Si bien los transductores modernos suelen usar un material compuesto como parte activa entre la cabeza ligera y la cola pesada, se han desarrollado muchos otros diseños. Por ejemplo, se han usado películas plásticas ligeras sensibles al sonido y fibra óptica en hidrófonos transductores acústico-eléctricos para uso acuático, mientras se han desarrollado el Terfenol-D y el PMN para los proyectores. Los materiales compuestos piezoeléctricos son fabricados por varias empresas, incluyendo Morgan Electro Ceramics.

En 1916, bajo el patrocinio del Consejo Británico de Invenciones e Investigaciones, el físico canadiense Robert Boyle se encargó del proyecto del sonar activo, construyendo un prototipo para pruebas a mediados de 1917. Este trabajo, para la División Antisubmarina, fue realizado en el más absoluto secreto, y usaba cristales de cuarzo piezoeléctricos para producir el primer aparato de detección subacuática de sonido activo factible del mundo. Mientras tanto, en el mismo laboratorio se encargaba Albert Beaumont Wood del desarrollo de sistemas de escucha pasiva.

Para 1918 tanto Francia como Gran Bretaña habían construido sistemas activos. Los británicos probaron su ASDIC así eran conocidos los equipos de detección activa en el HMS Antrim en 1920 y empezaron la producción de unidades en 1922. La 6ª Flotilla Destructora tuvo buques equipados con ASDIC en 1923. Un buque-escuela antisubmarino, el HMS Osprey, y una flotilla de entrenamiento compuesta por cuatro buques se estableció en Isla de Pórtland en 1924. El Sonar QB estadounidense no llegó hasta 1931.

Con el inicio de la Segunda Guerra Mundial, la Marina Real Británica tenía cinco equipos para diferentes clases de buques de superficie y otros para submarinos, incorporados en un sistema de ataque antisubmarino completo. La efectividad de los primeros ASDIC estaba limitada por el uso de las cargas de profundidad como arma antisubmarina. Esto exigía que el buque atacante pasase sobre el contacto sumergido antes de lanzar las cargas, lo que hacía perder el contacto sonar en los momentos previos al ataque. El ataque exigía, pues, disparar a ciegas, periodo en el que el comandante del submarino podía adoptar con éxito medidas evasivas. Esta situación se remediaba usando varios buques cooperando juntos y con la adopción de «Armas de lanzamiento delantero», como el Hedgehog y más tarde el Squid, que lanzaban las cargas a un blanco situado delante del atacante y por tanto aún en contacto ASDIC. Los desarrollos durante la guerra desembocaron en unos equipos ASDIC que usaban diferentes formas de onda, permitiendo que los puntos ciegos fueran cubiertos continuamente. Más tarde se emplearon torpedos acústicos.

Al inicio de la Segunda Guerra Mundial la tecnología británica de sonar fue transferida a los Estados Unidos. La investigación sobre el sonar y el sonido submarino se amplió enormemente, particularmente en este país. Se desarrollaron muchos nuevos tipos de sonar militar, entre ellos las sonoboyas, el sonar sumergible y el de detección de minas. Este trabajo formó la base de los desarrollos de posguerra destinados a contrarrestar los submarinos nucleares. El sonar siguió desarrollándose en muchos países para usos tanto militares como civiles. En los últimos años la mayoría de los desarrollos militares han estado centrados en los sistemas activos de baja frecuencia.

En la Segunda Guerra Mundial Estados Unidos usó el término SONAR para sus sistemas, acrónimo acuñado como equivalente de RADAR. En 1948, con la formación de la OTAN, la estandarización de señales llevó al abandono del término ASDIC en favor de SONAR.