Acústica submarina
La acústica submarina funciona con la misma física que la acústica aérea pero a otra escala y con otra referencia: los niveles se expresan re 1 µPa (no 20 µPa), la exposición re 1 µPa²·s, y el propio medio, con su velocidad del sonido dependiente de la profundidad, refracta el sonido en canales que lo transportan durante kilómetros. Esta sección cubre la disciplina siguiendo la cadena fuente-camino-receptor del resto de la biblioteca.
Esa diferencia de referencia es la trampa más habitual para quien llega desde la acústica aérea, y conviene zanjarla antes que nada. La misma presión expresada re 1 µPa es 26 dB mayor que expresada re 20 µPa, y eso es aritmética. Encima de eso, la misma presión en el agua transporta muchísima menos intensidad que en el aire, porque la impedancia característica del agua de mar es unas 3 700 veces la del aire. Un 120 dB submarino y un 120 dB aéreo describen, por tanto, situaciones físicas completamente distintas, y los dos no deben compararse nunca. La regla que sigue esta sección es sencilla: todo nivel lleva su referencia explícita, una conversión entre ambos convenios es un puro cambio de referencia y nunca una equivalencia energética, y el único sitio donde aparece aquí la referencia aérea es en los dos grupos auditivos de carnívoros en aire de la página de exposición.
La etapa de fuente, en Acústica submarina: ruido radiado e hincado de pilotes, establece la terminología de ISO 18405 (niveles SPL, SEL y de pico y sus referencias) y la aplica a dos casos de medición regulados: los buques, con el nivel de ruido radiado de ISO 17208-1 y el nivel de fuente monopolar equivalente de ISO 17208-2 mediante la corrección de superficie del espejo de Lloyd, y el hincado percusivo de pilotes, con la exposición sonora de un golpe, de pico y acumulada de ISO 18406.
La etapa de camino abarca dos páginas. La primera, Propagación submarina del sonido, predice lo que el mar hace con ese sonido en forma cerrada: divergencia geométrica más absorción volumétrica (Francois-Garrison, Ainslie-McColm o Thorp), los cuatro regímenes de aguas someras de Weston con sus distancias de transición, la velocidad del sonido en agua de mar por cuatro formulaciones, las ecuaciones de sonar pasivo y activo con la inversión del alcance de detección, la pérdida por reflexión en el lecho marino de Rayleigh, y el espectro de ruido ambiente de Wenz con el tráfico marítimo JOMOPANS-ECHO. Cuando la refracción y los contornos deciden la respuesta, Métodos numéricos de propagación submarina calcula el campo en su lugar: la expansión en modos normales, el trazado de rayos y la ecuación parabólica split-step de Fourier, con la guía para elegir entre ellos y las formas cerradas.
Una etapa de receptor cierra el círculo. Exposición a ruido de mamíferos marinos toma el nivel que producen una fuente y un camino y pregunta qué le hace a los animales que lo oyen: los audiogramas de grupo de Southall et al., las funciones de ponderación auditiva regulatorias de la guía NMFS, los criterios de inicio de TTS y de lesión, y la exposición acumulada ponderada de una campaña de hincado medida frente a ellos.
Lee las páginas en ese orden: los niveles de referencia van primero porque todo resultado de propagación se expresa en ellos, y los criterios de exposición van al final porque consumen ambos. Excepcionalmente en este sitio, la teoría de estas páginas vive junto a las guías en lugar de en la referencia de teoría.
Páginas de esta sección
Sección titulada «Páginas de esta sección»- Acústica submarina: ruido radiado e hincado de pilotes: niveles de referencia ISO 18405, ruido radiado por buques y nivel de fuente monopolar ISO 17208, y exposición por hincado de pilotes ISO 18406.
- Propagación submarina del sonido: pérdida de propagación, velocidad del sonido, ecuación del sonar, reflexión en el lecho y ruido ambiente oceánico, en forma cerrada.
- Métodos numéricos de propagación submarina: los métodos de modos normales, trazado de rayos y ecuación parabólica de la guía de ondas estratificada, cada uno validado contra una forma cerrada exacta, y cómo elegir modelo de propagación.
- Exposición a ruido de mamíferos marinos: audiogramas de grupo, las funciones de ponderación auditiva regulatorias con la versión de guía seleccionable, los criterios de inicio de TTS y de lesión, y una evaluación trabajada de hincado de pilotes.
Qué no cubre esta sección
Sección titulada «Qué no cubre esta sección»La disciplina de medida no está implementada, solo su aritmética. El promediado de cuatro pasadas y tres hidrófonos de la ISO 17208-1, sus comprobaciones de geometría de CPA y profundidad de agua, la puntuación de su ventana de datos de ±30° y su corrección de ruido de fondo quedan a cargo del operador; la biblioteca aporta los niveles de ruido radiado y de fuente monopolar en forma cerrada que vienen después. La propia ISO 18406 excluye el vibrohincado y las tablestacas de su alcance, así que el ruido del hincado continuo no tiene forma cerrada aquí ni en ningún otro lugar de la biblioteca.
El lecho marino es delgado. La página de formas cerradas lo modela como una reflexión de Rayleigh fluido-fluido sin pérdidas, así que la atenuación del sedimento queda fuera de alcance, y los tres métodos suponen una columna de agua independiente de la distancia, sin fondo absorbente ni elástico y sin batimetría real — lo que deja fuera por completo los problemas dependientes de la distancia. El trazado de rayos devuelve caminos y tiempos de propagación pero no amplitudes (sin intensidad de tubo de rayos, sin corrección de cáusticas), y la ecuación parabólica es la forma estándar de ángulos pequeños de Tappert y no una variante de gran angular de Padé. Para la física del lecho elástico que estos métodos fluidos dejan fuera, el esquema de ondas elásticas es lo más parecido que tiene la biblioteca.
La página de exposición evalúa la audición, no la conducta. Solo se implementan los criterios de efecto auditivo; los umbrales de perturbación conductual, de los que dependen las estimaciones de hostigamiento, quedan fuera de alcance. Nada elige por ti el grupo auditivo ni el periodo de acumulación, y nada modela el movimiento del animal respecto a la fuente, de modo que la exposición acumulada que informa es el caso peor de receptor estático. No hay audiograma para los cetáceos de baja frecuencia, porque la publicación de origen no imprime uno de sus parámetros.
Dos límites menores: el espectro de ruido ambiente deja fuera la banda de turbulencia de baja frecuencia y no lleva ningún modelo integrado de tráfico marítimo lejano — hay que aportar un espectro de tráfico propio — y la ecuación de sonar activo es solo monostática.
Antes y después de estas páginas
Sección titulada «Antes y después de estas páginas»Todo nivel de aquí es un nivel re 1 µPa calculado a partir de un registro de hidrófono, así que la calibración, la ponderación y la estimación espectral que hay detrás están en Análisis de señal, y Construye un sonómetro recorre esa cadena de principio a fin en una sola página ejecutable, en aire pero con las mismas funciones. La teoría submarina está deliberadamente fuera de la referencia de teoría: vive junto a las cuatro guías de arriba, donde se introduce con ellas el sistema de magnitudes de la ISO 18405.
Si has llegado aquí desde una búsqueda y quieres la forma de la biblioteca entera, ¿Qué necesitas medir? la indexa por el trabajo y Todas las guías lista todas las páginas con una línea sobre cada una.