Acústica submarina: ruido radiado e hincado de pilotes

Normas aplicables: ISO 18405 ISO 17208 ISO 18406Referencias: Urick 1983 Ainslie 2010

El sonido submarino se refiere a 1 µPa (no los 20 µPa de la acústica en aire), y su exposición a 1 µPa²·s. Esta página cubre los niveles de referencia de la ISO 18405 realizados como primitivos compartidos, el nivel de ruido radiado de buques y el nivel de fuente monopolar equivalente de la ISO 17208, y la exposición sonora por golpe, de pico y acumulada del hincado de pilotes por percusión de la ISO 18406. Toda magnitud es una forma cerrada exacta, verificada analíticamente.

1. Niveles de referencia (ISO 18405)

Tres primitivos, referidos a 1 µPa, se calculan a partir de una señal de presión capturada. Todo argumento de presión de esta página está en pascales (salida de hidrófono calibrada, sin ponderación aplicada) y todo nivel sale re 1 µPa (o re 1 µPa²·s):

SPL = 10 lo g_{10} \frac{⟨ p ^{2} ⟩}{p _{0}^{2}}, SEL = 10 lo g_{10} \frac{\int p ^{2} d t}{E _{0}}, L_{p, pk} = 20 lo g_{10} \frac{max ∣ p ∣}{p _{0}},

con $p_{0} = 1 μ Pa$ y $E_{0} = 1 μ Pa^{2} s$ . El nivel de presión acústica es el nivel cuadrático medio (ISO 18406 Fórmula 7); el nivel de exposición sonora integra la presión al cuadrado sobre el registro (ISO 18406 Fórmulas 3-4); el nivel de pico es el valor de cero a pico, la mayor magnitud de $p (t)$ a lo largo del pulso, sea cual sea su signo (ISO 18406 Fórmula 5 con su nota 1).

Conviene fijar esa convención antes de comparar ningún número con un límite. Buena parte de la literatura de hincado de pilotes, y varias condiciones de autorización antiguas, citan en su lugar un nivel de pico a pico, que para un pulso simétrico sale unos 6 dB más alto; la norma admite además declarar por separado los picos de compresión y de rarefacción (apartado 8.4.2). Un peak_sound_pressure_level calculado es de cero a pico, así que averigua qué convención usa un umbral externo antes de restar uno del otro.

from phonometry import underwater

spl = underwater.sound_pressure_level(pressure)        # dB re 1 µPa
sel = underwater.sound_exposure_level(pressure, fs)     # dB re 1 µPa²·s
pk = underwater.peak_sound_pressure_level(pressure)     # dB re 1 µPa

Para re-referenciar un nivel entre las convenciones submarina (1 µPa) y aérea (20 µPa), que supone un desplazamiento de $20 lo g_{10} (20) \approx 26, 02$ dB y no una equivalencia de energía/intensidad, usa underwater_to_in_air_spl / in_air_to_underwater_spl. Para restar el ruido de fondo, reutiliza el background_noise_correction ( $K_{1}$ ) de la ISO 3744.

2. Ruido radiado y nivel de fuente de buques (ISO 17208-1/-2)

Un buque de superficie medido en aguas profundas se describe primero por su nivel de ruido radiado y después por un nivel de fuente monopolar equivalente:

L_{RN} = 20 lo g_{10} \frac{p _{rms}}{p _{0}} + 20 lo g_{10} \frac{r}{r _{0}} dB re 1 μ Pa \cdot m, L_{s} = L_{RN} + Δ L,

donde la corrección de superficie de espejo de Lloyd (ISO 17208-2 Fórmula 3) para una profundidad de fuente nominal $d_{s} = 0, 7 D$ ( $D$ = calado medio) y $u = k d_{s}$ , $k = 2 π f / c$ , es

Δ L = - 10 lo g_{10} \frac{2 u ^{4} + 14 u ^{2}}{14 + 2 u ^{2} + u ^{4}} dB .

La corrección existe por la superficie del mar. Para un receptor situado debajo, la superficie es un espejo de presión nula, así que el buque radia como una fuente más una imagen en oposición de fase a una distancia $2 d_{s}$ por encima de ella: el dipolo del anexo A de la ISO 17208-2. Cuando el par queda somero en términos de longitud de onda, ambos casi se cancelan, y el campo medido debajo subestima lo que tendría que valer un monopolo equivalente; cuando queda profundo en términos de longitud de onda, ambos se descorrelacionan sobre la apertura de medida y radian el doble de potencia que uno solo.

Lee los límites como esa misma afirmación. $Δ L$ crece sin cota cuando $u \to 0$ (el argumento del logaritmo tiende a $u^{2}$ ), es decir, a baja frecuencia o con calado pequeño: ahí la conversión está invirtiendo una cancelación casi total, así que un error pequeño en la profundidad de fuente supuesta o en la velocidad del sonido se convierte en un error grande de nivel de fuente, y el extremo de baja frecuencia de un espectro de nivel de fuente declarado es su parte menos fiable. Cruza el cero en $u \approx 1, 03$ (59 Hz para la profundidad de fuente de 4,2 m del ejemplo de abajo) y tiende a $- 10 lo g_{10} (2) = - 3, 01$ dB cuando $u \to \infty$ , donde fuente e imagen se suman de forma incoherente.

La propia profundidad de fuente nominal es una convención, no una fuente localizada: la Fórmula (1) de la ISO 17208-2 fija $d_{s} = 0, 7 D$ sobre la media de los calados de proa y de popa, y su propia nota 4 califica la elección de «algo arbitraria», un compromiso. El nivel de fuente declarado es por tanto un valor monopolar equivalente de través que no significa nada por sí solo: el apartado 6.2 exige declarar junto a él la profundidad de fuente nominal, la velocidad del sonido empleada y la fórmula de conversión aplicada.

Nivel de ruido radiado y nivel de fuente monopolar equivalente de un buque en función de la frecuencia, con la corrección de superficie de espejo de Lloyd en un eje gemelo que muestra su divergencia a baja frecuencia y su aproximación a −3 dB a alta frecuencia

La separación entre las dos curvas es la corrección de superficie, y cambia de signo. Para este calado de 6 m ( $d_{s}$ = 4,2 m) suma 9,08 dB en 20 Hz, cruza el cero cerca de 59 Hz, se pasa hasta −4,07 dB en 160 Hz y solo entonces se asienta en los $- 10 lo g_{10} (2) = - 3, 01$ dB de un par fuente e imagen incoherente, que alcanza hacia 4 kHz. Todo lo que queda a la izquierda del cruce es la inversión de una cancelación casi total: esa es la parte de un espectro de nivel de fuente publicado que más se mueve cuando la profundidad de fuente supuesta está mal.

Mostrar el código de esta figura

import numpy as np
from phonometry import underwater

freqs = np.array([20, 25, 31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315,
                  400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150,
                  4000, 5000, 6300, 8000, 10000, 12500, 16000, 20000.0])
rnl = 175.0 - 12.0 * np.log10(freqs / 20.0)
res = underwater.monopole_source_level(rnl, freqs, draught=6.0)
res.plot(language="es")

import numpy as np
from phonometry import underwater

# Presiones eficaces por banda medidas a 100 m de un buque mercante, en pascales.
freqs = np.array([31.5, 63.0, 125.0, 250.0, 500.0, 1000.0])
p_rms = np.array([4.3, 2.8, 1.9, 1.2, 0.8, 0.54])
rnl = np.array([underwater.radiated_noise_level(float(x), 100.0) for x in p_rms])
print(np.round(rnl, 1))   # [172.7 168.9 165.6 161.6 158.1 154.6] dB re 1 uPa.m

# La corrección de superficie depende de la frecuencia, así que la conversión
# se suele ejecutar sobre todo el vector de bandas a la vez.
res = underwater.monopole_source_level(rnl, freqs, draught=6.0)
print(np.round(res.source_level, 1))       # [177.8 168.4 161.7 157.8 154.8 151.6]
print(np.round(res.surface_correction, 2))  # [ 5.15 -0.51 -3.86 -3.78 -3.27 -3.08]
print(round(res.source_depth, 2))           # 4.2 m = 0,7 x calado
res.plot()   # RNL, Ls y ΔL en función de la frecuencia (necesita matplotlib)

Lee los órdenes de magnitud antes de seguir. Un buque mercante vive en un nivel de ruido radiado de aproximadamente 160-180 dB re 1 µPa·m, frente a niveles espectrales de ruido ambiente oceánico de 60-100 dB, así que un resultado muy fuera de ese rango es un error de unidades y no un buque silencioso. Por encima del primer cero del espejo de Lloyd la corrección se asienta hacia $- 3$ dB y el nivel monopolar equivalente queda justo por debajo del nivel de ruido radiado; solo en las bandas más bajas, donde $u$ es pequeño, va al revés.

hydrophone_depths da las tres profundidades de medida de la ISO 17208-1 a partir de los ángulos de depresión 15°/30°/45°, y source_level_uncertainty la incertidumbre expandida tabulada (5 dB ≤100 Hz, 3 dB 125 Hz–16 kHz, 4 dB >16 kHz).

Esas cifras tabuladas son la incertidumbre del nivel de ruido radiado, y son valores representativos más que un balance de incertidumbre de tu campaña. El apartado 5 de la ISO 17208-2 añade dos términos más al nivel de fuente. La velocidad del sonido entra solo a través de $k d_{s}$ , así que hasta un error del 10 % en ella cuesta menos de un decibelio. La corrección ajustada se aparta de la expresión completa del espejo de Lloyd en menos de 2 dB en casi todas las bandas de decidécada, con una excepción: unos 4 dB en la banda donde $k d_{s} \approx 13$ , que para la profundidad de fuente de 4,2 m del ejemplo anterior son 739 Hz, y conviene calcularla para tu propio calado antes de declarar nada. El tercer término, hasta qué punto es adecuado describir un radiador direccional con varios mecanismos como un único monopolo, la norma renuncia a cuantificarlo y lo deja al usuario. Debajo de todo ello hay una condición de validez: el apartado 6.2 de la ISO 17208-1 exige que la diferencia entre el nivel de señal más ruido y el de ruido sea de al menos 3 dB en una banda para que el nivel de esa banda cuente, aplicando y declarando la corrección de fondo entre 3 dB y 10 dB, y sin corregir por encima de 10 dB.

Lo que convierte estas formas cerradas en un número comparable es la disciplina de medida con que la ISO 17208-1 las envuelve. El buque sigue un rumbo recto frente a una línea vertical de tres hidrófonos con un punto de máxima aproximación de 100 m o una eslora, lo que sea mayor, en aguas de al menos 150 m o 1,5 esloras de profundidad para que el fondo quede fuera de la escena (apartados 5.2, 5.4). Solo puntúa la ventana de datos de ±30° alrededor del CPA: el promediado corre mientras el buque cruza una ventana de longitud $2 d_{CPA} tan 30°$ (aproximadamente 1,15 distancias de CPA), centrada en el aspecto de través para el que se define el nivel de ruido radiado (apartado 3, figura 3). Se exigen cuatro pasadas, dos por cada costado del buque; los tres niveles de hidrófono de cada pasada se promedian en potencia (ISO 17208-1 Fórmula 8), las pasadas se promedian después aritméticamente (ISO 17208-1 Fórmula 9), y babor y estribor se declaran también por separado, porque un buque real no radia de forma simétrica (apartado 6.5). El ruido de fondo se mide al principio y al final de cada periodo de ensayo y se aplica por banda la corrección al estilo de la ISO 3744; el límite de viento recomendado es de 20 kn para buques de más de 100 m (apartado 5.3).

La mitad instrumental está igual de prescrita, y es lo que dan por supuesto las formas cerradas de arriba. Tres hidrófonos, omnidireccionales de 10 Hz a 20 kHz (hasta 50 kHz si los criterios de ruido del buque lo piden), con sensibilidad y directividad conocidas dentro de ±2 dB; los tres canales adquiridos a la vez y con exactitud de muestra, con los datos de seguimiento y de marca de tiempo registrados de forma síncrona para poder reconstruir la derrota; procesado en decidécadas conforme a la clase 1 de la IEC 61260, con promediado lineal en el dominio de la frecuencia sobre un periodo de ventana de datos (apartados 4.2, 4.3). Los hidrófonos portátiles se calibran en laboratorio conforme a la IEC 60565 cada 12 meses; los fijos, antes de instalarlos, y se confirman cada 12 meses contra una fuente calibrada o un hidrófono de referencia; y ambos reciben a diario, mientras duran las medidas, una calibración de campo por tensión insertada (tabla 1). La geometría tiene límites de aceptación, no solo un valor nominal: la distancia determinada con una exactitud del 10 % de la distancia de CPA, el CPA real entre el −10 % y el +25 % del nominal, y el ángulo de deriva del cable del hidrófono por debajo de 5°, o bien reducido o tenido en cuenta en la distancia oblicua (apartado 4.4). Y la pasada, otro tanto: COMEX y FINEX al menos a dos longitudes de ventana de datos a cada lado del CPA, velocidad constante, maquinaria fija y timón mínimo de una a otra, un viraje de rumbo inverso entre pasadas, y el fondo medido con el buque parado a 2 km como mínimo y durante 30 s al menos. Si el viento cambia más de 5 kn, o cambian el estado de la mar, el tráfico o la precipitación, la campaña se suspende y se vuelve a medir el fondo (apartado 5.6). Por último hay una regla de descarte, que es la que más se salta: las bandas que siguen limitadas por el ruido de fondo tras la corrección se marcan como limitadas por el ruido de fondo, o no se presentan en absoluto (apartado 5.2). Si se omite algo de esto, el número que se cita es un nivel, pero no un nivel de ruido radiado ISO 17208.

Toda esa disciplina cabe en una imagen: la geometría del tránsito en sección y la ventana de datos en planta.

Geometría de medición en aguas profundas de ISO 17208-1: un buque en tránsito frente a una boya de superficie de la que cuelga un array vertical de tres hidrófonos a unos 27, 58 y 100 metros de profundidad fijados por los ángulos de depresión de 15, 30 y 45 grados, una distancia lateral en el punto de máxima aproximación de al menos 100 metros o una eslora, agua de al menos 150 metros de profundidad, y una vista en planta con la ventana de datos de más menos 30 grados en torno al CPA

3. Sonido del hincado de pilotes (ISO 18406)

El hincado de pilotes por percusión radia un pulso impulsivo por cada golpe de martillo. Cada golpe tiene un nivel de exposición sonora por golpe $SE L_{ss}$ ; a lo largo de una secuencia de hincado las exposiciones se suman en un nivel de exposición sonora acumulado:

SE L_{cum} = 10 lo g_{10} n \sum 1 0^{SEL_{n} /10}, y para N golpes id \overset{e}{ˊ} nticos = SE L_{ss} + 10 lo g_{10} N .

La suma energética de la izquierda es la definición; la forma $+ 10 lo g_{10} N$ de la derecha es el caso particular en que todos los golpes son iguales, y un hincado real no lo es. El arranque suave trabaja a propósito con energía de martillo reducida, y el nivel radiado crece después conforme el pilote se empotra y sube la energía de hincado, así que las exposiciones por golpe de un mismo pilote pueden abarcar varios decibelios; que es exactamente por lo que el apartado 6.2 de la ISO 18406 exige a la estación de vigilancia registrar la secuencia completa, y el apartado 8.2, el historial de energía de martillo golpe a golpe incluido el arranque suave. Si se toma el golpe más fuerte como representativo, la campaña queda sobrestimada; si se toma uno temprano, queda subestimada, y el error es mayor en los hincados largos, que son donde aprieta el criterio acumulado. Así que: usa cumulative_sel con la serie medida golpe a golpe siempre que exista el registro, deja cumulative_sel_identical para las estimaciones de planificación y, cuando la uses, declara de qué golpe salió el valor por golpe. Ambas formas suponen además que el receptor se queda donde está, un supuesto sobre el que vuelve la guía de exposición de mamíferos marinos.

Forma de onda de presión de un golpe de hincado de pilotes por percusión con su pico marcado, y debajo el nivel de exposición sonora acumulado creciendo como SEL_ss más diez veces el logaritmo del número de golpes

Los tres números que da un solo golpe no son intercambiables, y la figura enseña lo lejos que quedan entre sí: este golpe sintético tiene un pico de 197,9 dB re 1 µPa, un SEL de golpe único de 178,7 dB re 1 µPa²·s y una duración de pulso al 90 % de energía de 60 ms. El panel inferior es una recta sobre un eje log-N por construcción, así que un pilote de 2000 golpes suma $10 l g 2000$ = 33,0 dB y llega a 211,7 dB: un criterio de lesión escrito sobre el SEL acumulado se cumple tanto por el recuento como por el martillo.

Mostrar el código de esta figura

import numpy as np
from phonometry import underwater

fs = 48000
t = np.arange(int(0.3 * fs)) / fs
envelope = np.where(t < 0.01, t / 0.01, np.exp(-(t - 0.01) / 0.04))
pressure = 8000.0 * envelope * np.sin(2 * np.pi * 180.0 * t)
res = underwater.pile_strike_metrics(pressure, fs)
res.plot(language="es")

from phonometry import underwater

sel_ss = underwater.single_strike_sel(strike_pressure, fs)   # dB re 1 µPa²·s
sel_cum = underwater.cumulative_sel_identical(sel_ss, 2000)   # 2000 golpes
res = underwater.pile_strike_metrics(strike_pressure, fs)
print(res.single_strike_sel, res.peak_spl, res.pulse_duration)
res.plot()   # forma de onda + energía acumulada (necesita matplotlib)

pile_strike_metrics agrupa el SEL por golpe, el nivel de pico, el SPL/Leq y la duración de pulso al 90 % de energía de un golpe registrado; cumulative_sel suma una secuencia de SEL por golpe distintos.

Esas dos últimas magnitudes se integran sobre ventanas distintas, y la diferencia importa. El SEL por golpe recorre el pulso entero, desde el $t_{0}$ en que la curva de energía acumulada empieza a subir hasta el $t_{100}$ en que se aplana (apartado 6.4.2.1.2), mientras que la duración de pulso declarada es la duración de señal al 90 % de energía (apartado 3.1, nota 2, y apartado 6.4.2.3.1): la ventana que contiene el 90 % central de la energía del golpe, que es lo que hace comparable un registro con otro cuando ambos incluyen cantidades distintas de silencio alrededor del pulso. Es además un diagnóstico: una duración mucho mayor que la del pulso directo significa que el registro lo dominan el multitrayecto y la reverberación en vez del golpe, algo habitual en puertos y a larga distancia, y el apartado 6.4.2.1.2 limita la integración al periodo de repetición del martillo cuando los pulsos sucesivos se solapan.

Estas son las métricas en que está escrita la regulación. La ISO 18406 existe porque las cimentaciones de parques eólicos marinos, de plataformas de hidrocarburos y de puentes se autorizan bajo marcos de evaluación de impacto ambiental que exigen monitorizar el sonido radiado, y su alcance se dibuja en consecuencia: hincado percusivo en aguas de 4 a 100 m, con el vibrohincado y las tablestacas excluidos (apartado 1).

Medir una campaña de hincado

Geometría de campaña de hincado de pilotes de la ISO 18406: un monopilote hincado por un martillo de impacto a través de 30 metros de agua con una cortina de burbujas opcional, un registrador fondeado lo más cerca posible de 750 metros que lleva dos hidrófonos a la mitad y a tres cuartos de la profundidad del agua dentro de la franja admitida que va desde 2 metros por encima del lecho marino hasta la mitad de la profundidad, el buque de medida con sus motores y su ecosonda apagados, y una vista en planta con el círculo de 750 metros, el radio de exclusión de tres veces la profundidad del agua y más posiciones sobre un transecto

Dónde va el hidrófono. La campaña mínima es una posición de medida lo más cerca posible de 750 m del pilote, registrando la secuencia de hincado completa y declarando la distancia real; la norma es explícita en que los 750 m se eligen por comparabilidad con el gran cuerpo de medidas existente, no porque el límite de ningún regulador viva ahí, y en que un nivel a una sola distancia no tiene valor predictivo para otros emplazamientos (apartado 6.1.2.1, notas 1-2). Mar adentro, el hidrófono se sitúa en la mitad inferior de la columna de agua, entre 2 m por encima del lecho marino y la mitad de la profundidad total medida desde la superficie, porque el campo depende mucho de la profundidad en la parte alta de la columna (apartado 5.2.1); en aguas interiores, en puertos y estuarios, se fija a la mitad de la profundidad del agua (apartado 5.2.2). Dos hidrófonos son mejor que uno (redundancia, dos sensibilidades para cubrir el rango dinámico y promediado espacial), colocados a dos profundidades de la mitad inferior, idealmente cerca de ½ y ¾ de la profundidad total y con la separación maximizada (apartado 5.2.3). Las posiciones adicionales no se acercan más de tres veces la profundidad local del agua en el pilote, que es también la regla en aguas interiores cuando los 750 m son imposibles, porque más cerca que eso el nivel depende mucho de la profundidad de medida (apartados 6.1.2.2 y 6.1.3.2). La distancia misma tiene que conocerse con un 5 % o mejor (apartado 6.3).

Qué tiene que hacer el instrumento. El margen de frecuencia del sistema va desde no más de 20 Hz hasta no menos de 20 kHz; el hidrófono es omnidireccional dentro de 2 dB en ese margen, y la respuesta plana dentro de unos 2 dB o bien calibrada a lo largo de él (apartados 4.2.2, 4.2.3). La relación señal/ruido es de al menos 10 dB y el ruido propio del sistema queda al menos 10 dB por debajo del nivel más bajo que se vaya a medir, lo que es una restricción real para el trabajo de fondo: el ruido propio de un registrador corriente se acerca a los niveles de estado de la mar cero cerca de 63 Hz y 125 Hz (apartados 4.2.4, 4.2.5). El rango dinámico se elige para que la presión máxima esperada se registre sin saturación, y se prefieren más de 60 dB (apartado 4.2.6): el nivel de pico es una métrica regulada y el recorte lo destruye en silencio mientras sigue devolviendo un número plausible.

Calibración. Toda la cadena se calibra en ese margen de frecuencia (hidrófono, amplificadores, filtros y el ajuste de fondo de escala y el factor de calibración del convertidor A/D) con trazabilidad a patrones nacionales o internacionales, y con la calibración del hidrófono conforme a la IEC 60565; la calibración de laboratorio, preferiblemente con no más de dos años entre una y otra, y una comprobación de campo con pistófono antes y después de cada despliegue importante (apartados 4.3.1, 4.3.2). Analiza datos sin comprimir (apartado 4.4).

Lo que arruina un registro sin avisar. El ruido de flujo por debajo de unos 100 Hz, peor en corrientes de marea; la vibración del cable cuando una corriente lo pone en tensión; el oleaje en superficie, donde un cambio de 10 cm en la columna de agua sobre un hidrófono suspendido desde la superficie es una oscilación hidrostática de 1 kPa (180 dB re 1 µPa) que se come el margen del convertidor A/D; el motor, el generador, el inversor y la ecosonda del propio buque de medida, que se apagan, declarando en los resultados el estado del motor; cadenas, grilletes y cables rozando; e interferencias eléctricas (apartado 5.3). El ruido de fondo se mide con el hincado parado, sobre el mismo tiempo de promediado que la señal, y de él se determina la relación señal/ruido (apartado 6.1.4).

Qué tiene que llevar el informe. Fecha y hora, profundidad del hidrófono, posiciones GPS del pilote y de los hidrófonos, tipo de lecho marino con el esquema de clasificación nombrado, profundidad del agua y la variación de marea durante el hincado, el estado operativo del buque de medida y las fuentes de incertidumbre significativas (apartado 8.1.2); dimensiones y material del pilote, profundidad del agua en el pilote, modelo de martillo, el historial de energía golpe a golpe incluido el arranque suave, la profundidad de penetración y cualquier mitigación como una cortina de burbujas (apartado 8.2); y la configuración de despliegue con sus certificados de calibración (apartado 8.3.1). Los resultados se declaran por hidrófono y por posición: SEL por golpe en banda ancha y por bandas, el nivel de pico y la relación señal/ruido (apartado 8.4.1). Sin ese registro, un SEL a una sola distancia no dice nada de ningún otro emplazamiento, que es el sentido de las notas 1-2 de arriba.

Los criterios de impacto sobre la fauna marina se formulan exactamente en las magnitudes de esta sección, un tope al SEL por golpe o acumulado y al nivel de pico a una distancia declarada, y por eso pile_strike_metrics los da juntos y cumulative_sel sigue la suma energética golpe a golpe de las Fórmulas 8-9 de la ISO 18406. Convertir esos números en una evaluación (ponderar el espectro para un grupo auditivo, acumularlo sobre los golpes y compararlo con los criterios de inicio publicados) es Exposición a ruido de mamíferos marinos.

Qué cubre esta guía

Cubierto
La ISO 18405:2017 para los niveles de referencia re 1 µPa y 1 µPa²·s: sound_pressure_level, sound_exposure_level y peak_sound_pressure_level. Las ISO 17208-1:2016 e ISO 17208-2:2019 para el nivel de ruido radiado del buque y el nivel de fuente monopolar equivalente: radiated_noise_level y monopole_source_level, con la corrección de superficie de espejo de Lloyd (ISO 17208-2 Fórmula 3) y la profundidad de fuente de 0,7·calado (ISO 17208-2 Fórmula 1), la geometría de tres hidrófonos (hydrophone_depths) y la incertidumbre tabulada del nivel de fuente (source_level_uncertainty). La ISO 18406:2017 para las métricas de hincado de pilotes de la sección 3: la exposición sonora por golpe (ISO 18406 Fórmulas 3-4), el SPL cuadrático medio (ISO 18406 Fórmula 7) y la exposición sonora acumulada (ISO 18406 Fórmulas 8-9), que calculan single_strike_sel, cumulative_sel, cumulative_sel_identical y pile_strike_metrics.
No cubierto
La disciplina de medida de la ISO 17208-1 en sí no está implementada: el promediado en potencia y aritmético de cuatro pasadas y tres hidrófonos (ISO 17208-1 Fórmulas 8-9), las comprobaciones de geometría de CPA y profundidad de agua, la puntuación de la ventana de datos de ±30° y la corrección de ruido de fondo al estilo ISO 3744 descrita en la sección 2 anterior quedan a cargo del lector; la biblioteca solo aporta las fórmulas cerradas radiated_noise_level y monopole_source_level. Lo mismo vale para la campaña de la ISO 18406 de la sección 3: los requisitos de despliegue, instrumento, calibración e informe se describen aquí y no se hacen cumplir en ningún sitio del código, y nada comprueba que un golpe entregado a pile_strike_metrics venga de un registro que los cumpla. La propia ISO 18406 excluye de su alcance el vibrohincado y las tablestacas, y el hincado en menos de 4 m o más de 100 m de agua (apartado 1), así que el ruido del hincado continuo no tiene forma cerrada aquí ni en ningún otro lugar de phonometry.

Véase también

Exposición a ruido de mamíferos marinos: la evaluación a través de la cual se aplican los criterios nombrados en la sección 3, con la ponderación auditiva, la acumulación sobre los golpes y el margen frente a los criterios de inicio publicados.
Propagación submarina del sonido: la pérdida de propagación que lleva estos niveles de fuente hasta un receptor, y la ecuación del sonar que alimentan.
Referencia de la API: underwater.acoustics, underwater.sources.pile_driving_noise y underwater.sources.ship_radiated_noise.
El modelado general de propagación submarina (rayos, modos normales, ecuación parabólica) se cubre en Métodos numéricos de propagación submarina.

Referencias

Ainslie, M. A. (2010). Principles of sonar performance modelling. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-540-87662-5El tratamiento sistemático de las magnitudes acústicas submarinas en la línea que la ISO 18405 normalizó; sustenta los niveles de referencia y el nivel de fuente de las secciones 1-2.
International Organization for Standardization. (2016). Underwater acoustics — Quantities and procedures for description and measurement of underwater sound from ships — Part 1: Requirements for precision measurements in deep water used for comparison purposes (ISO 17208-1:2016). El nivel de ruido radiado, la geometría de tres hidrófonos en aguas profundas y la incertidumbre tabulada del nivel de fuente de la sección 2.
International Organization for Standardization. (2017). Underwater acoustics — Measurement of radiated underwater sound from percussive pile driving (ISO 18406:2017). La exposición sonora por golpe (Fórmulas 3–4), de pico y acumulada (Fórmulas 8–9) de la sección 3, y el nivel de presión acústica cuadrático medio (Fórmula 7) de la sección 1.
International Organization for Standardization. (2017). Underwater acoustics — Terminology (ISO 18405:2017). Las referencias de 1 µPa (presión) y 1 µPa²·s (exposición) y las definiciones de nivel de presión acústica, nivel de exposición sonora y nivel de pico.
International Organization for Standardization. (2019). Underwater acoustics — Quantities and procedures for description and measurement of underwater sound from ships — Part 2: Determination of source levels from deep water measurements (ISO 17208-2:2019). El nivel de fuente monopolar equivalente mediante la corrección de superficie de espejo de Lloyd (Fórmula 3) para una profundidad de fuente de 0,7·calado.
Urick, R. J. (1983). Principles of underwater sound (3.ª ed.). McGraw-Hill. Reimpreso en 1996 por Peninsula Publishing. ISBN 978-0-932146-62-5. Ficha en Open Library (https://openlibrary.org/books/OL9317725M). El tratamiento clásico de los niveles de sonido submarino y del ruido radiado por buques que sustenta las convenciones de referencia de las secciones 1-2.

Creado y mantenido por José Manuel Requena Plens ORCID Todos los proyectos