Un uso do eco

1996/02/01 Bandres Unanue, Luis Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

No taller anterior explicamos que é eco e nesta ocasión imos dar a coñecer una das súas aplicacións. A pesar de que o fenómeno sempre se coñeceu, durante anos non tivo ningún uso. A principios deste século afundiuse o inmenso barco chamado "Titanic", co que case todos os pasaxeiros afundíronse. A causa deste sinistro foi o choque contra un iceberg.

Paira evitar que isto sucedese e detectar obstáculos de xeo durante a noite ou en días nubrados, ocorréuselles utilizar o eco. Coa aplicación que se lles ocorreu non se logrou o que se pretendía, pero con ela desenvolveuse a idea de medir a profundidade mediante o son reflectido no fondo mariño.

Na imaxe pódese ver un esquema desta idea. En parte do barco mergullado hai un foco de ondas acústicas. As ondas sonoras que salguen do foco baixan pola auga até chegar ao fondo, despois de ser aquí reflectidas irán subindo, xerando certo eco. Este eco é asumido por un aparello especial situado na parte baixa do buque e un sistema de reloxos mide con precisión o tempo que transcorre entre a emisión da onda acústica e a recepción do eco. Se se coñece a velocidade do ruído na auga, a distancia entre o barco e o fondo mariño é moi fácil de calcular.

A sonda de eco ou soar, así se chama a este sistema e aparello, foi una auténtica revolución no campo da medición de profundidades dos mares. Paira a utilización dos sistemas previos de Sonarra, o buque debía permanecer parado e durante moito tempo: a corda de sondas estaba enrolada nunha roda e aos poucos desprendíase paira ser colleitada da mesma maneira durante cento cincuenta metros por minuto. Por tanto, paira medir tres quilómetros de profundidade necesitábanse corenta e cinco minutos.

Tanto con Sonarra como co barco en marcha, esta medición pódese realizar en poucos segundos e o resultado obtido é moito máis preciso e seguro. O erro deste sistema de sondaxe non supera o cuarto de metro, xa que se mide cunha precisión do intervalo de tempo tres mil veces menor que un segundo.

A medición exacta de grandes profundidades é moi importante na ciencia oceanográfica e a medición rápida, precisa e segura das profundidades é de gran axuda paira a navegación. Sonarra permite, entre outras cousas, achegar os barcos á costa de forma áxil e sen perigo.

A primeira sonda de eco foi ideada polo físico francés Langevin paira detectar mergullos alemáns durante a Primeira Guerra Mundial.

Soárelos actuais non utilizan o son habitual senón os "ultrasonidos". A súa frecuencia é de millóns de oscilacións por segundo e non ouve os oídos humanos.

Espellos acústicos

O eco é só o resultado da reflexión do son e a través destes reflexos podemos realizar outro exercicio curioso.

Un gran muro, un edificio ou calquera obstáculo que poida reflectir o ruído, pódese asimilar a un espello no que o son se comporta da mesma maneira que a luz se reflicte nun espello laun.

Os espellos acústicos poden ser tanto laun como esféricos. As cóncavas esféricas recollen os raios do son no seu foco.

Este exercicio realizarase con dous pratos profundos e reloxo de boneca. Poñamos sobre unha mesa uno destes pratos e sobre ela, a varios centímetros do fondo, suxeitamos coa man un reloxo de boneca. Como se mostra na imaxe, achegar o outro prato ao oído. Se conseguimos a posición que necesitan os reloxos, as orellas e os pratos (tras varios intentos) escoitariamos os latexados do reloxo. Se rompe os ollos, non seremos capaces de dicir si temos o reloxo a man esquerda ou dereita.

Os castilleros medievais coñecían ben estas curiosidades sonoras e utilizábanas nas súas construcións, paira o que colocaban armaduras e imaxes nos focos dos espellos sonoros cóncavos ben disimulados.