Una sonda de velocidad del sonido es un dispositivo que se utiliza para medir la velocidad del sonido, específicamente en la columna de agua, con fines de investigación oceanográfica e hidrográfica.
Los primeros sondeos de profundidad se realizaban mediante el uso de un cabo de sondeo (o cabo de sondeo ), en el que se sujetaba un peso de plomo a un trozo de cuerda marcado con valores de profundidad. Como este método era de naturaleza mecánica, la única corrección que se aplicaba al sondeo era la reducción del sondeo para la altura de la marea. A mediados del siglo XX, se desarrollaron sistemas de sonar para permitir la medición de distancias submarinas utilizando el tiempo de viaje en ambos sentidos de un pulso acústico. Esto permitía al topógrafo realizar muchos más sondeos en un período de tiempo determinado y era menos laborioso que utilizar un cabo de sondeo.
Para muchas aplicaciones del sonar, se puede suponer que la velocidad del sonido es una velocidad media de 1500 metros por segundo. Sin embargo, la velocidad del sonido en el agua de mar puede variar entre 1440 y 1570 metros por segundo. [1]
Como la relación entre velocidad, tiempo y distancia es dependiente, para medir la distancia con precisión también es necesario conocer el tiempo de transmisión y recepción y la velocidad del sonido en el agua. Existen dos métodos para lograr esto.
En primer lugar, el topógrafo puede utilizar una barra metálica llena de aire que se baja por debajo del transductor y que está unida en cada extremo con una cuerda marcada con valores de profundidad. Si se puede suponer que los valores de la cuerda son correctos, se baja la barra a intervalos de profundidad establecidos y se observa en el trazo de la ecosonda . Los valores de la profundidad de la ecosonda se pueden representar gráficamente en relación con la profundidad "real" de la barra. Cualquier valor de desviación fijo se atribuiría entonces a una corrección del valor de calado, y cualquier cambio de gradiente observado sería el resultado de una diferencia en la velocidad del sonido. Este método se denomina "comprobación de la barra" y lo realiza el topógrafo antes de recopilar datos.
En segundo lugar, el perito puede utilizar una sonda de velocidad del sonido que se puede introducir en el agua en la zona que se va a inspeccionar para medir la velocidad real del sonido. Esto tiene la ventaja de ser más rápido que una comprobación con barra y se puede realizar cuando hay movimiento del barco debido al oleaje y al mar, aunque con este método no se identifica ningún desplazamiento del calado del buque.
Hay dos métodos comunes para obtener la velocidad del sonido en el agua utilizando el método de sonda.
En primer lugar, las tres variables principales que afectan la velocidad del sonido se pueden medir utilizando una sonda de conductividad, temperatura y profundidad (sonda CTD). Este instrumento puede determinar las variables de salinidad, temperatura y presión, y luego calcular la velocidad del sonido del agua utilizando una de las muchas fórmulas disponibles. [2]
En segundo lugar, la velocidad del sonido se puede medir directamente utilizando un pequeño transductor acústico y una superficie reflectante, montados a una distancia conocida del centro acústico del transductor. Si se conoce la distancia entre el transductor y el reflector, y se conoce el tiempo que transcurre desde el pulso de transmisión hasta el pulso de recepción, se puede calcular la velocidad del sonido en el agua. Los transductores utilizados en las sondas de velocidad del sonido suelen ser de alta frecuencia (alrededor de 1 a 4 MHz), ya que las distancias de transmisión y recepción son lo suficientemente cercanas como para mitigar cualquier pérdida de absorción significativa.
{{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace ), Atlas de los Océanos de las Naciones Unidas, propiedades físicas y químicas del agua de mar.