Sonar

técnica que usa la propagación del sonido

bajo el agua principalmente para navegar,
comunicarse o detectar objetos
sumergidos

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El sonar[2] ​(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.[3] ​
 Las fragatas francesas de tipo F70 (en la
imagen, La Motte-Picquet) incorporan un
sonar de profundidad variable (VDS) de
tipo DUBV43 o DUBV43C.

Imagen de sonda del dragaminas T-297 de

la Armada soviética, anteriormente Letonia
Virsaitis, que naufragó el 3 de diciembre de
1941 en el golfo de Finlandia[1] ​

El sonar puede usarse como medio de localización acústica, funcionando de forma similar al
radar, con la diferencia de que en lugar de emitir ondas electromagnéticas emplea 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
intrasónicas a las extrasónicas (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 o 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 inventó el sonar moderno 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.[4] ​

Para 1918 tanto Francia como Gran Bretaña habían construido sistemas activos.[4] ​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 Portland 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, lo que
permitía 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.
Factores de rendimiento del
sonar
El rendimiento de la detección, clasificación y localización de un sonar depende del entorno y
del equipo receptor, además del equipo emisor en un sonar activo o del ruido radiado por el
objetivo en un sonar pasivo.

Propagación del sonido

0:04
Eco de sonar

El funcionamiento del sonar se ve afectado por las variaciones en la velocidad del sonido,
especialmente en el plano vertical. El sonido viaja más lentamente en el agua dulce que en el
agua salada, variando en función del módulo de elasticidad y la densidad de masa. El módulo de
elasticidad es sensible a la temperatura, a la concentración de impurezas disuelta (normalmente
la salinidad) y a la presión, siendo menor el efecto de la densidad. Según Mackenzie,[5] ​la
velocidad del sonido c (en m/s) en el agua del mar es aproximadamente igual a:

Donde T es la temperatura (en grados Celsius , para valores entre 2 y 30 °C), S la salinidad (en
partes por mil, para valores de 25 a 40) y D la profundidad en m (para valores entre 0 y 8000 m).
Esta ecuación empírica es razonablemente precisa para los rangos indicados. La temperatura
del océano cambia con la profundidad, pero entre 30 y 100 m hay un cambio a menudo notable,
llamado termoclina, que divide el agua superficial más cálida de las profundas más frías que
constituyen el grueso del océano. Esto puede dificultar la acción del sonar, pues un sonido que
se origine en un lado del termoclino tiende a curvarse o refractarse al cruzarlo. La termoclina
puede estar presente en aguas costeras menos profundas, donde sin embargo la acción de las
olas mezcla a menudo la columna de agua, eliminándolo. La presión del agua también afecta la
propagación del sonido en el vacío, aumentando su viscosidad a presiones mayores, lo que
hacen que las ondas sonoras se retracten alejándose desde la zona de mayor viscosidad. El
modelo matemático de refracción se denomina Ley de Snell.

Las ondas sonoras que se radian hacia el fondo del océano se curvan de vuelta a la superficie
en grandes arcos senoidales debido a la presión creciente (y por tanto mayor velocidad del
sonido) con la profundidad. El océano debe tener al menos 1850 m de profundidad para que las
ondas sonoras devuelvan el eco del fondo en lugar de refractarse de vuelta a la superficie,
reduciendo la pérdida del fondo el rendimiento. En las condiciones adecuadas estas ondas
sonoras se concentrarán cerca de la superficie y serán reflejadas de vuelta al fondo repitiendo
otro arco atx. Cada foco en la superficie se denomina zona de convergencia, formando un anillo
en el sonar. La distancia y anchura de la zona de convergencia depende de la temperatura y
salinidad del agua. Por ejemplo, en el Atlántico Norte las zonas de convergencia se encuentran
aproximadamente cada 33 millas náuticas (61 km), dependiendo de la época del año. Los
sonidos que pueden oírse desde solo unas pocas millas en línea directa pueden ser también
detectados cientos de millas más lejos. Con sonares potentes la primera, segunda y tercera
zonas de convergencia son bastante útiles; más allá de ellas la señal es demasiado débil y las
condiciones térmicas demasiado inestables, reduciendo la fiabilidad de las señales. La señal se
atenúa naturalmente con la distancia, pero los sistemas de sonar modernos son muy sensibles,
pudiendo detectar blancos a pesar de las bajas relaciones señal-ruido.

Si la fuente de sonido es profunda y las condiciones adecuadas, la propagación puede ocurrir en

el «canal de sonido profundo». Este proporciona una pérdida de propagación extremadamente
baja para un receptor en el canal, lo que se debe a que el sonido atrapado en el canal no tiene
pérdidas en los límites. Propagaciones parecidas pueden ocurrir en la «cinta de superficie» en
condiciones buenas. Sin embargo en este caso hay pérdidas por reflejo en la superficie.

En aguas poco profundas la propagación es generalmente por repetidos sonidos en la superficie

y el fondo, pudiéndose producir pérdidas considerables.

La propagación del sonido también se ve afectada por la absorción del agua así como de la
superficie y el fondo. Esta absorción cambia con la frecuencia, debiéndose a diferentes
mecanismos en el agua marina. Por esto el sonar que necesita funcionar en distancias largas
tiende a usar frecuencias bajas, de forma que se minimicen los efectos de la absorción.
El mar contiene muchas fuentes de ruido que interfieren con la señal deseada. Las principales
fuentes de ruido se deben a las olas y la navegación. El movimiento del receptor por el agua
también puede producir ruido de baja propagación, en función de sus decibelios.

Reverberación
Cuando se usa un sonar activo, se produce dispersión por los pequeños objetos del mar así
como por el fondo y la superficie. Esto puede ser una fuente importante de interferencia activa
que no ocurre en el sonar pasivo. Este efecto de dispersión es diferente del que sucede en la
reverberación de una habitación, que es un fenómeno reflexivo. Una analogía es la dispersión de
las luces de un coche en la niebla: un rayo de luz de una linterna potente puede penetrar la
niebla, pero los faros son menos direccionales y producen un «borrón» en el que la
reverberación devuelta domina. De forma similar, para superar la reverberación en el agua, un
sonar activo necesita emitir una onda estrecha.

Características del blanco

El blanco de un sonar, como un submarino, tiene dos características principales que influyen
sobre el rendimiento del equipo. Para el sonar activo son sus características reflectoras,
conocidas como «fuerza» del blanco. Para el sonar pasivo, la naturaleza del ruido radiado por el
blanco. En general el espectro radiado consistirá en un ruido continuo con líneas espectrales,
usadas para clasificarlo.

También se obtienen ecos de otros objetos marinos tales como ballenas, estelas, bancos de
peces y rocas.
Contramedidas
Los submarinos atacados pueden lanzar contramedidas activas para aumentar el nivel de ruido
y crear un gran blanco falso. Las contramedidas pasivas incluyen el aislamiento de los
dispositivos ruidosos y el recubrimiento del casco de los submarinos.

Sonar activo

Esquema del principio básico del

sonar activo

El sonar activo usa un emisor de sonido y un receptor. Cuando los dos están en el mismo lugar
se habla de funcionamiento monoestático. Cuando el emisor y el receptor están separados, de
funcionamiento biestático. Cuando se usan más emisores o receptores espacialmente
separados, de funcionamiento multiestático. La mayoría de los equipos de sonar son
monoestático, usándose la misma matriz para emisión y recepción, aunque cuando la
plataforma está en movimiento puede ser necesario considerar que esta disposición funciona
biestáticamente. Los campos de sonoboyas activas pueden funcionar multiestáticamente.

El sonar activo crea un pulso de sonido, llamado a menudo un «ping», y entonces oye la reflexión
(eco) del mismo. Este pulso de sonido suele crearse electrónicamente usando un proyecto
sonar formado por un generador de señal, un amplificador de potencia y un transductor o matriz
electroacústica, posiblemente un conformador de haces. Sin embargo, puede crearse por otros
medios, como por ejemplo químicamente, usando explosivos, o térmicamente mediante fuentes
de calor. También puede crearse mediante el infrasonido.

Para calcular la distancia a un objeto se mide el tiempo desde la emisión del pulso a la
recepción de su eco y se convierte a una longitud conociendo la velocidad del sonido. Para
medir el rumbo se usan varios hidrófonos, midiendo el conjunto el tiempo de llegada relativo a
cada uno, o bien una matriz de hidrófonos, midiendo la amplitud relativa de los haces formados
mediante un proceso llamado conformación de haz. El uso de una matriz reduce la respuesta
espacial de forma que para lograr una amplia cobertura se emplean sistemas multihaces. La
señal del blanco (si existe) junto con el ruido se somete entonces a un procesado de señal, que
para los equipos simples puede ser sólo una medida de la potencia. Se presenta entonces el
resultado a algún tipo de dispositivo de decisión que califica la salida como señal o ruido. Este
dispositivo puede ser un operador con auriculares o una pantalla, en los equipos más
sofisticado un software específico. Pueden realizarse operaciones adicionales para clasificar el
blanco y localizarlo, así como para medir su velocidad.

El pulso puede ser de amplitud constante o un pulso de frecuencia modulada (chirp) para
permitir la compresión de pulso en la recepción. Los equipos simples suelen usar el primero con
un filtro lo suficientemente ancho como para cubrir posibles cambios Doppler debidos al
movimiento del blanco, mientras los más complejos suelen usar la segunda técnica.
Actualmente la compresión de pulso suele lograrse usando técnicas de correlación digital. Los
equipos militares suelen tener múltiples haces para lograr una cobertura completa mientras los
más simples sólo cubren un arco estrecho. Originalmente se usaba un único haz realizando el
escaneo perimetral mecánicamente, pero esto era un proceso lento.

Especialmente cuando se usan transmisiones de una sola frecuencia, el efecto Doppler puede
usarse para medir la velocidad radial del blanco. La diferencia de frecuencia entre la señal
emitida y la recibida se mide y se traduce a una velocidad. Dado que los desplazamientos
Doppler pueden deberse al movimiento del receptor o del blanco, debe tenerse la primera en
cuenta para lograr un valor preciso.

El sonar activo se usa también para medir la distancia en el agua entre dos transductores
(radioemisores) de sonar o una combinación de hidrófono y proyector. Cuando un equipo recibe
una señal de interrogación, emite a su vez una señal de respuesta. Para medir la distancia, un
equipo emite una señal de interrogación y mide el tiempo entre esta transmisión y la recepción
de la respuesta. La diferencia de tiempo permite calcular la distancia entre dos equipos. Esta
técnica, usada con múltiples equipos, puede calcular las posiciones relativas de objetos
estáticos o en movimiento.

En época de guerra, la emisión de un pulso activo era tan comprometida para el camuflaje de un
submarino que se consideraba una brecha severa de las operaciones.
Efectos adversos en la fauna marina
Los emisores de sonar de alta potencia pueden afectar a la fauna marina, si bien no se sabe
exactamente cómo. Algunos animales marinos como ballenas y delfines usan sistemas de
ecolocalización parecidos a los del sonar activos para detectar a predadores y presas. Se teme
que los emisores de sonar puedan confundir a estos animales.

Se ha sugerido que el sonar militar infunde pánico a las ballenas, haciéndoles emerger tan
rápidamente como para sufrir algún tipo de síndrome de descompresión. Esta hipótesis fue
planteada por vez primera en un ensayo publicado en la revista Nature en 2003, que informaba
de lesiones agudas por burbujas de gas (indicativas de síndrome de descompresión) en
ballenas encalladas poco después del inicio de maniobras militares junto a las Islas Canarias en
septiembre de 2002.[6] ​

En 2000 en la Bahamas un ensayo de la Armada de Estados Unidos de transmisiones sonar

provocó el encallamiento de diecisiete ballenas, siete de las cuales fueron halladas muertas. La
Armada asumió su responsabilidad en un informe que halló que las ballenas muertas habían
sufrido hemorragias inducidas acústicamente en los oídos.[7] ​La desorientación resultante
probablemente llevó al encallamiento.

Un tipo de sonar de media frecuencia ha sido relacionado con muertes masivas de cetáceos en
todo el mundo, y culpado por los ecologistas de dichas muertes.[8] ​El 20 de octubre de 2005 se
presentó una demanda en Santa Mónica (California) contra la Armada de Estados Unidos por
violar en las prácticas de sonar varias leyes medioambientales, incluyendo la National
Environmental Policy Act, la Marine Mammal Protection Act y la Endangered Species Act.[9] ​

Sonar pasivo
El sonar pasivo detecta sin emitir. Se usa a menudo en instalaciones militares, así mismo tiene
aplicaciones científicas, como detectar la ausencia o presencia de peces en diversos entornos
acuáticos.

Véanse también: acústica pasiva y Radar pasivo.

Identificación de fuentes sonoras
El sonar pasivo cuenta con una amplia variedad de técnicas para identificar la fuente de un
sonido detectado. Por ejemplos, los buques estadounidenses suelen contar con motores de
corriente alterna de 60 Hz. Si los transformadores o generador se montan sin el debido
aislamiento de la vibración respecto al casco o se inundan, el sonido de 60 Hz del motor puede
ser emitido por el buque, lo que puede ayudar a identificar su nacionalidad, pues la mayoría de
submarinos europeos cuentan con sistemas a 50 Hz. Las fuentes de sonido intermitentes
(como la caída de una llave inglesa) también pueden detectarse con equipos de sonar pasivo.
Recientemente, la identificación de una señal era realizada por un operador según su
experiencia y entrenamiento, pero actualmente se usan ordenadores para este cometido.

Los sistemas de sonar pasivo pueden contar con una gran base de datos sónica, si bien la
clasificación final suele ser realizada manualmente por el operador de sonar. Un sistema
informático usa a menudo esta base de datos para identificar clases de barcos, acciones (por
ejemplo, la velocidad de un buque, o el tipo de arma disparada), e incluso barcos particulares. La
Oficina de Inteligencia Naval estadounidense publica y actualiza constantemente
clasificaciones de sonidos.

Limitaciones por ruido

El sonar pasivo suele tener severas limitaciones por culpa del ruido generado por los motores y
la hélice. Por este motivo muchos submarinos son impulsados por reactores nucleares que
pueden refrigerarse sin bombas, usando sistemas de convección silenciosos, o por células de
combustible o baterías, que también son silenciosas. Los propulsores de los submarinos
también se diseñan y construyen de forma que emitan el menor ruido posible. La propulsión a
alta velocidad suele crear diminutas burbujas de aire, fenómeno que se conoce como cavitación
y tiene un sonido característico.

Los hidrófonos del sonar pueden remolcarse detrás del barco o submarino para reducir el efecto
del ruido generado por el propio agua. Las unidades remolcadas también combaten la
termoclina, ya que puede ajustarse su altura para evitar quedar en esta zona.

La mayoría de los sonares pasivos usaban una representación bidimensional. La dirección

horizontal de la misma era la marcación y la vertical la frecuencia, o a veces el tiempo. Otra
técnica de representación era codificar con colores la información frecuencia-tiempo de la
marcación. Las pantallas más recientes son generadas por ordenadores e imitan las típicas
pantallas indicadoras de posición de los radares.

Aplicaciones militares
La guerra naval hace un uso extensivo del sonar. Se usan los dos tipos descritos anteriormente,
desde varias plataformas: buques de superficie, aeronaves e instalaciones fijas. La utilidad de
los sonares activos y pasivos depende de las características del ruido radiado por el blanco,
generalmente un submarino. Aunque en la Segunda Guerra Mundial se usó principalmente el
sonar activo, excepto por parte de los submarinos, con la llegada de los ruidosos submarinos
nucleares se prefirió el sonar pasivo para la detección inicial. A medida que los submarinos se
hacían más silenciosos se fue usando más el sonar activo.

El sonar activo es extremadamente útil dado que proporciona la posición exacta de un objeto.
Su uso es sin embargo algo peligroso, dado que no permite identificar el blanco y cualquier
buque cercano a la señal emitida la detectará. Eso permite identificar fácilmente el tipo de sonar
(normalmente por su frecuencia) y su posición (por la potencia de la onda sonora). Más aún, el
sonar activo permite al usuario detectar objetos dentro en un determinado alcance, pero
también permite que otras plataformas detecten el sonar activo desde una distancia mucho
mayor.

Debido a que el sonar activo no permite una identificación exacta y es muy ruidoso, este tipo de
detección se usa desde plataformas rápidas (aviones y helicópteros) o ruidosas (la mayoría de
buques de superficies), pero rara vez desde submarinos. Cuando un sonar activo se usa en
superficie, suele activarse muy brevemente en periodos intermitentes, para reducir el riesgo de
detección por el sonar pasivo de un enemigo. Así, el sonar activo suele considerarse un apoyo
del pasivo. En las aeronaves el sonar activo se usa en sonoboyas desechables que se lanzan
sobre la zona a patrullar o cerca de los contactos de un posible enemigo.
El sonar pasivo escucha los ruidos por lo que tiene ventajas evidentes sobre el activo.
Generalmente tiene un alcance mucho mayor que el activo y permite la identificación del blanco.
Dado que cualquier vehículo de motor hace algo de ruido, terminará siendo detectado,
dependiendo sólo de la cantidad de ruido emitido y del presente en la zona, así como la
tecnología usada. En un submarino, el sonar pasivo montado a proa detecta en unos 270º
respecto al centro del buque, la matriz montada en el casco, unos 160º a cada lado, y la matriz
de la torreta en los 360º. Las zonas ciegas se deben a la propia interferencia del buque. Cuando
se detecta una señal en cierta dirección (lo que significa que algo hace ruido en dicha dirección,
a lo que se llama detección de banda ancha) es posible enfocar y analizar la señal recibir
(análisis de banda estrecha). Esto se suele hacer usando una transformada de Fourier para
mostrar las diferentes frecuencias que forman el sonido. Dado que cada motor hace un ruido
específico, es fácil identificar el objeto.

Otro uso del sonar pasivo es determinar la trayectoria del blanco. Este proceso se llama Análisis
del Movimiento del Blanco (TMA, Target Motion Analysis), y permite calcular el alcance, curso y
velocidad del blanco. El TMA se realiza marcando desde qué dirección procede el sonido en
momentos diferentes, y comparando el movimiento con el del buque del propio operador. Los
cambios en el movimiento relativo se analizan usando técnicas geométricas estándar junto con
algunas asunciones respecto a los casos límite.

El sonar pasivo es furtivo y muy útil, pero requiere componentes muy sofisticados y caros (filtros
de paso de banda, receptores, ordenadores, software de análisis, etcétera). Suele equiparse en
barcos caros para mejorar la detección. Los buques de superficie lo usan eficazmente, pero es
incluso mejor usado en submarinos y también se emplea en aviones y helicópteros.

Sonar antisubmarino
Hasta hace poco, los sonares en barcos de superficie solían montarse sobre el casco, a los
lados o en la proa. Pronto se determinó tras sus primeros usos que se necesitaba un medio de
reducir el ruido de la navegación. Primero se usó lienzo montado en un marco, y luego
protecciones de acero. Actualmente los domos suelen hacerse de plástico reforzado o goma
presurizada. Estos sonares son principalmente activos, como por ejemplo el SQS-56.
Algunas características de los sonares de buques de superficie más modernos son las
siguientes:

Transmisión y recepción en Baja

frecuencia. Con esto se consigue mayor
alcance ya que las pérdidas por
propagación del sonido aumentan con
la frecuencia.
Detección pasiva y activa simultánea.
Esto permite la detección de
submarinos y de torpedos a la vez.
Transmisiones OMNI, directiva-rotativa
o combinación de ambas; permitiendo
detección de blancos cercanos y otro
lejanos simultáneamente al combinar la
pequeña zona muerta de la transmisión
 OMNI con el alto nivel de potencia
emitido por la transmisión directiva.
Estabilización y control de los haces de
transmisión/recepción lo que hace
mejorar el umbral de detección y
trabajar tanto en aguas profundas como
en litorales.
Transmisiones FM mezcladas con CW
para detección de contactos con
doppler bajo y alto simultáneamente.
Un ejemplo es el más moderno sonar de la Armada Española, el LWHP53SN desarrollado por
Indra Sistemas y Lockheed Martin instalado en la fragata Cristóbal Colón (F-105), que incorpora
todas estas características.

Debido a los problemas del ruido de los barcos también se emplean sonares remolcados. Estos
también tienen la ventaja de poder situarse a mayor profundidad. Sin embargo, existen
limitaciones a su uso en aguas poco profundas. Un problema es que los cabrestantes
necesarios para lanzar y recuperar estos sonares son grandes y caros. Un ejemplo de este tipo
de sonares es el Sonar 2087 fabricado por Thales Underwater Systems.
Torpedo sonar
Los torpedos modernos suelen incluir un sonar activo/pasivo, que puede usarse para localizar
directamente el blanco, pero también para seguir estelas. Un ejemplo pionero de este tipo de
torpedos es el Mark 37.

Mina sonar
Las minas pueden incorporar un sonar para detectar, localizar y reconocer su blanco. Un
ejemplo es la mina CAPTOR.

Sonar antiminas
El sonar antiminas (MCM, Mine Countermeasure) es un tipo especializado de sonar usado para
detectar objetos pequeños. La mayoría de ellos se montan en el casco, siendo un ejemplo el
Tipo 2093.

Sonar submarino
Los submarinos confían en el sonar mucho más que los barcos de superficie, que no pueden
usarlo a gran profundidad. Estos equipos pueden montarse en el casco o ser remolcados.
Además, son muy útiles en cuestiones oceanográficas.
Sonar aéreo

Sonar sumergible AN/AQS-13 lanzado

desde un H-3 Sea King

Los helicópteros pueden usarse para la lucha antisubmarina desplegando campos de

sonoboyas activas/pasivas o empleado un sonar sumergible, como el AQS-13. Los aviones
convencionales también pueden lanzar sonoboyas, teniendo más autonomía y capacidad para
ello. El proceso de los datos recogidos por estos equipos puede realizarse en la aeronave o en
un barco. Los helicópteros también se han usado en misiones de contramedidas frente a las
minas, usando sonares remolcados como el AQS-20A.

Contramedidas
Pueden ser remolcadas o independientes. Un ejemplo pionero fue el Sieglinde alemán.

Comunicaciones subacuáticas
Los barcos y submarinos van equipados con sonares especiales para la comunicación
submarina. Un estándar OTAN permite que los diferentes tipos interactúen. Un ejemplo de estos
equipos es el Sonar 2008.Este es uno de los más importantes
Vigilancia marina
Durante muchos años los Estados Unidos operó un gran conjunto de matrices de sonar pasivo
en varios puntos de los océanos del mundo, llamado colectivamente SOSUS (Sound Surveillance
System, ‘sistema de vigilancia sonora’) y más tarde IUSS (Integrated Undersea Surveillance
System, ‘sistema integrado de vigilancia submarina’). Se cree que un sistema parecido fue
operado por la Unión Soviética. Al ser utilizadas matrices montadas permanentemente en el
fondo del océano, se situaban en lugares muy silenciosos para lograr grandes alcances. El
procesamiento de señales se realizaba utilizando grandes computadores en tierra. Con el final
de la Guerra Fría una matriz SOSUS ha sido destinada a uso científico.

Seguridad submarina
El sonar puede usarse para detectar hombres-rana y otros buceadores. Esto puede ser
necesario alrededor de barcos o en las entradas de los puertos. El sonar activo también puede
usarse como mecanismo disuasorio. Un ejemplo de estos equipos es el Cerberus.

Sonar de interceptación
Este sonar se diseña para detectar y localizar las transmisiones de sonares hostiles. Un ejemplo
es el Tipo 2082 equipado en los submarinos de clase Vanguard.
Aplicaciones civiles

Aplicaciones pesqueras

Pantalla de un sonar de localización

pesquera

La pesca es una importante industria sujeta a una demanda creciente, pero el volumen de
capturas mundial cae como resultado de una mayor escasez de recursos. La industria se
enfrenta a un futuro de consolidación mundial continua hasta que puede alcanzarse un punto de
sostenibilidad. Sin embargo, la consolidación de las flotas pesqueras ha acarreado una
creciente demanda de sofisticados equipos electrónicos de localización pesquera tales como
sensores, emisores y sonares. Históricamente, los pescadores han usado muchas técnicas
diferentes para localizar bancos de peces. Sin embargo, la tecnología acústica ha sido una de
las fuerzas más importantes tras el desarrollo de los pesqueros comerciales modernos.

Las ondas sonoras viajan de forma diferente a través de los peces que por aguas limpias debido
a que la vejiga natatoria rellena de aire de éstos tiene una densidad diferente a la del agua
marina. Esta diferencia de densidad permite la detección de bancos de peces usando el sonido
reflejado. Actualmente, los pesqueros comerciales dependen casi completamente de los
equipos acústicos para detectar peces.

Compañías como Marport Canada, Wesmar, Furuno, Krupp y Simrad fabrican sonares e
instrumentos acústicos para la industria pesquera. Por ejemplo, los sensores de redes toman
varias medidas bajo el agua y transmiten la información hasta un receptor a bordo. Cada sensor
va equipado con uno o más transductores acústicos dependiendo de su función concreta. Los
datos se transmiten usando telemetría acústica y se reciben en un hidrófono montado en el
casco. Las señales se procesan y muestran en un monitor de alta resolución.

Cálculo de profundidad
Emitiendo ondas sonoras directamente hacia el fondo y registrando el eco de retorno es posible
calcular la profundidad, dado que la velocidad del sonido en el agua es más o menos estable en
un rango de profundidades pequeño.

Localización de redes
Se emplean equipos acústicos montados sobre las redes, que transmiten la información
registrada por cable o telemetría acústica al buque pesquero. Así se sabe con exactitud la
distancia de la red al fondo y la superficie, la cantidad de pescado dentro de la misma, y otros
datos relevantes.
Cálculo de la velocidad del buque
Se han desarrollado sonares para medir la velocidad del barco relativa al agua y al fondo
marino.

Sonares ROV/UUV
Se han equipado pequeños sonares en ROVs y UUVs para permitir su funcionamiento en
condiciones de baja visibilidad. Estos sonares se usan para explorar por delante del vehículo.

Localización de aeronaves
Las aeronaves se equipan con sonares que funcionan como boyas para permitir su localización
en caso de un accidente en el mar.

Aplicaciones científicas

Estimación de la biomasa
Pueden usarse sonares para estimar la biomasa presente en una región acuática, en función del
reflejo sonoro devuelto por ésta. La principal diferencia con los equipos de localización
pesquera es que el análisis hidroacústico cuantitativo requiere que las medidas se realicen con
un equipo lo suficientemente sensible y bien calibrado como para obtener medidas fiables.

Los equipos hidroacústicos proveen un método repetible y no invasivo de recoger datos

continuos y de alta resolución (por debajo del metro) en secciones tridimensionales, lo que
permite medir la abundancia y distribución de los recursos pesqueros.

Etiquetas acústicas
Para seguir los movimientos de peces, ballenas, etcétera puede acoplarse a un animal un
dispositivo acústico que emita pulsos a ciertos intervalos, posiblemente codificando, por
ejemplo, la profundidad.

Medida de olas
Un transductor acústico vertical montado en el fondo marino o sobre una plataforma puede
usarse para realizar medidas del tono y moléculas de las olas. De esto pueden derivarse
estadísticas de las condiciones en la superficie de una ubicación dada.

Medida de la velocidad del agua

Se han desarrollado sonares de corto alcance especiales para permitir la medida de la velocidad
del agua, al vacío.
Determinación del tipo de fondo
Se han desarrollado sonares que pueden usarse para caracterizar el fondo marino: fango, arena,
grava, limos, etcétera. Esto suele lograrse comparando los retornos directos y reflejados por el
fondo.

Cálculo de la topografía del fondo

Los sonares de barrido lateral pueden usarse para confeccionar datos de la topografía de una
zona. Sonares de baja frecuencia como GLORIA han sido usados en la exploración de la
plataforma continental mientras los de mayor frecuencia se emplean para exploraciones
detalladas de zonas más pequeñas.

Caracterización del subsuelo marino

Se han desarrollado potentes sonares de baja frecuencia para permitir la caracterización de las
capas superficiales del fondo marino.

Sonar de apertura sintética

Diversos sonares de apertura sintética han sido construidos en laboratorio y algunos han
llegado a usarse en sistemas de búsqueda y eliminación de minas de grafito.
Arqueología subacuática
Detección de pecios y yacimientos subacuáticos y su localización en el fondo marino.

Referencias

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Mikhail S. Monakov (2001). Stalin's
Ocean-going Fleet: Soviet Naval
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Programmes, 1935–1953 (https://boo
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ANON.org (en inglés). Consultado el 3
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Bibliografía

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Royal Navy, 1914-54. (Londres: HMSO,
1984)
 Hackmann, Willem D. «Sonar Research
and Naval Warfare 1914-1954: A Case
Study of a Twentieth-Century Science.»
Historical Studies in the Physical and
Biological Sciences 16#1 (1986) 83-110

Datos: Q133220
Multimedia: Sonar (https://commons.
wikimedia.org/wiki/Category:Sonar) /
Q133220 (https://commons.wikimedia.
org/wiki/Special:MediaSearch?type=im
age&search=%22Q133220%22)

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