IL RADAR & IL SONAR - CHE COS'E' IL RADAR?

CHE COS'E' IL SONAR?

Il sonar è un sistema utilizzato soprattutto dai sottomarini per individuare la posizione di oggetti subacquei, sfruttando il fenomeno della riflessione delle onde sonore.

Il sonar emette impulsi acustici o ultrasonici tramite un dispositivo irradiante subacqueo, detto proiettore, e capta gli impulsi riflessi da eventuali ostacoli per mezzo di un microfono sensibile detto idrofono, o trasduttore. Dal tempo intercorso tra l'emissione del segnale e la ricezione dell'onda riflessa, nota la velocità di propagazione delle onde sonore in acqua, è possibile risalire alla distanza dell'oggetto individuato.

I moderni sottomarini sono equipaggiati con dispositivi sonar che localizzano eventuali imbarcazioni nemiche. Il sistema più avanzato in uso nei sottomarini prevede un lungo cavo con cui viene trainato in mare aperto un certo numero di idrofoni regolarmente distanziati. Un altro tipo di sonar utilizza invece un dispositivo detto boa acustica, vale a dire un idrofono montato su una boa, che viene paracadutato da un aereo. Quando il rivelatore acustico della boa percepisce un suono (ad esempio il motore di un sottomarino), aziona un piccolo radiotrasmettitore che invia un segnale agli aerei antisommergibile in perlustrazione nella zona.

Sonar a boa acustica

Dallo sviluppo della tecnologia del sonar sono derivate applicazioni di carattere assai diverso, tra cui anche l'ecografia, la tecnica impiegata in diagnostica medica che sfrutta la riflessione degli ultrasuoni per ottenere immagini degli organi interni.

L'INVENTORE

Il fisico americano Frederick Hunt (1905-1972) approfondì nel 1934 i fenomeni di riverberazione, con i quali una frazione di energia di un'onda sonora, che incontra un elemento di discontinuità nell'acqua (un oggetto, il fondale o la superficie di separazione acqua - aria), ritorna alla sorgente dell'onda. Nel 1941 Hunt viene messo a capo del laboratorio di acustica sottomarina di Harvard, dove l'anno seguente realizza il primo sonar (radar acustico subacqueo), così chiamato dalle iniziali di "sound navigation and ranging" (navigazione e determinazione delle distanze con il suono). Il sonar si rivelerà uno strumento decisivo nelle operazioni navali, nella guida dei sommergibili e dei siluri.

Vi sarà capitato di vedere in televisione un film di guerra sottomarina e osservare le facce terrorizzate dei sommergibilisti quando ascoltano il sonar nemico che li sta intercettando. Il sonar, come si sa, è l'equivalente sonoro del radar. Entrambi consentono di «vedere» nell'invisibile: il sonar, inviando suoni, permette di ascoltare l'eco di ritorno e individuare la distanza dell'oggetto che riflette il suono. Il calcolo si basa sulla velocità dell'onda sonora, che varia a seconda del mezzo che attraversa: l'onda è tanto più veloce quanto più il mezzo è denso e incomprimibile (nell'aria la velocità del suono è 340 metri al secondo, nell'acqua 1.400, nell'acciaio 5.000). Ma c'è un'altra caratteristica del sonar: poiché l'eco degli oggetti vicini risulta più intenso di quelli lontani, il sonar possiede un sistema per variare in continuazione la sensibilità delle ricezioni e quindi equilibrare il livello dei suoni in arrivo. La cosa curiosa è che anche gli animali che usano impulsi sonori per dirigersi posseggono un analogo sistema di riequilibrio dei suoni. I pipistrelli, quando volano, emettono in continuazione impulsi sonori ad altissima frequenza e, grazie all'eco di ritorno, «vedono» gli ostacoli e li evitano. Ma siccome questa eco è più intensa per gli oggetti vicini e più debole per quelli lontani, i pipistrelli hanno un sistema muscolare nelle orecchie che permette loro di aumentare o diminuire la sensibilità ai suoni. Anche i delfini hanno un sistema di aggiustamento dei suoni: ma invece di regolare il volume di ricezione aumentano o abbassano il volume degli impulsi sonori emessi. Più si avvicinano a un obiettivo, più diminuiscono la potenza dei segnali prodotti. Qualcosa di simile a quello che facciamo noi quando dobbiamo parlare a una persona: aumentiamo o diminuiamo il volume della voce a seconda della distanza del nostro interlocutore. 

Un nuovo sistema sonar, sperimentato dai militari statunitensi per individuare i sommergibili, potrebbe fare una strage di balene e di altri animali marini. I biologi inviati per effettuare le autopsie di animali trovati morti hanno stabilito che gli animali si erano arenati a causa del disturbo provocato da trasmissioni radar provenienti dalle navi della marina che si esercitavano nei dintorni.

Il nuovo strumento nella caccia ai sottomarini si chiama Surtass e consiste in navi equipaggiate per setacciare l'ottanta per cento delle acque mondiali. Oggi, però, sono in molti a temere che l'approvazione di un simile sistema di monitoraggio avrà ripercussioni disastrose sulle popolazioni di balene, delfini e altri cetacei. La marina sottolinea che il sonar utilizzato, quello che avrebbe danneggiato l'apparato uditivo degli animali rinvenuti alle Bahamas, utilizzava frequenze medie, mentre il Surtass trasmette a bassa frequenza. Per tranquillizzare la popolazione, inoltre, i militari si offrono di garantire (attraverso strumentazioni adeguate) l'assenza di mammiferi marini nel raggio di un chilometro rispetto all'imbarcazione.

Il Surtass sarebbe, comunque, una nuova voce che si andrebbe ad aggiungere al chiasso di mille altre, che già infestano i nostri oceani. Le balene sono animali estremamente sensibili a interferenze di questo genere, perché se ne servono durante attività vitali, quali il reperimento di cibo, le comunicazioni, la navigazione e l'allevamento dei piccoli.

Sitografia:

Enciclopedia Encarta;

www.google.it - hunt sonar - 1SMV

-radar sommergibile- Sommergibili

magazine.enel.it