Usuario:


Absorción, dispersión y fuentes de sonido

Storyboard

La atenuación de las ondas sonoras en el océano varía según la frecuencia del sonido. Para frecuencias bajas (menores a 10 kHz), la contribución principal proviene de los iones de ácido bórico, mientras que en el rango entre 10 kHz y 100 kHz, se debe al efecto de los iones de sulfato de magnesio. Para frecuencias más altas, la atenuación se debe principalmente a la viscosidad del agua.

>Modelo

ID:(1549, 0)



Absorción, dispersión y fuentes de sonido

Storyboard

La atenuación de las ondas sonoras en el océano varía según la frecuencia del sonido. Para frecuencias bajas (menores a 10 kHz), la contribución principal proviene de los iones de ácido bórico, mientras que en el rango entre 10 kHz y 100 kHz, se debe al efecto de los iones de sulfato de magnesio. Para frecuencias más altas, la atenuación se debe principalmente a la viscosidad del agua.

Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$\alpha$
alpha
Coeficiente de absorción
1/m
$\nu_1$
nu_1
Constante de frecuencia 1
Hz
$\nu_2$
nu_2
Constante de frecuencia 2
Hz
$\alpha_0$
alpha_0
Constantes de absorción 0
1/m
$\alpha_1$
alpha_1
Constantes de absorción 1
1/m
$\alpha_2$
alpha_2
Constantes de absorción 2
1/m
$\alpha_3$
alpha_3
Constantes de absorción 3
1/m
$r$
r
Distancia emisor - reflector
m
$\nu$
nu
Frecuencia del sonido
Hz
$I$
I
Intensidad sonora, con absorción
W/m^2
$I_0$
I_0
Intensidad sonora, sin absorción
W/m^2

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Ecuaciones


Ejemplos


mechanisms

Desniveles en el fondo llevan perturbaciones en la propagaci n del sonido:

image

Existen diferentes fuentes de sonido en los oc anos. Entre ellos est n

• fuentes humanas (ante todo barcos)
• lluvia en la superficie
• peces, camarones, ballenas, etc.
• olas
• temblores

image

Los espectros de las fuentes, que corresponden a la medici n de las amplitudes del sonido seg n su frecuencia, muestran la fuerte presencia de las lluvias:

image

El sonido emitido puede generar que algunos elementos a su vez comiencen a generar sonido. Dos ejemplos relevantes para el caso de los oc anos son:

- burbujas de aire generados por olas al reventar
- burbujas de metano generadas al descomponerse la materia org nica
- vejigas de los peces:

image

Existen tres mecanismos que aten an el sonido en el mar:

• relajaciones de iones de sulfato de magnesio (hasta 10kHz)
• relajaciones de iones de cido b rico (hasta 100kHz)
• viscosidad del agua (en toda las frecuencias)

image


model

El factor de absorci n indica como la energ a se va perdido a lo largo del camino recorrido. Como la perdida es siempre proporcional a la intensidad existente se tiene un decaimiento exponencial.

Por ello con list

equation

Existe una amortiguaci n del sonido en agua de mar por efecto de interacci n de mol culas con los iones de hidr xido (OH-) o con mol culas de agua. Esto se denomina procesos de relajaci n y ocurren en el agua de mar principalmente con:

• mol culas de agua entre estas
• cido b rico que interactua con los iones de hidr xido $OH^-$s: $B(OH)_3\cdot OH^- \rightleftharpoons B(OH)_4$
• sulfato de magnesio que interactua con mol culas de agua $H_2O$: $MgSO_4 + 2nH_2O \rightleftharpoons Mg^{2+}nH_2O + SO_4^{-2}nH_2O$

Los tiempos de relajamiento y sus frecuencias son del orden de

ComponenteTiempo de relajamientoFrecuencia
Agua$10^{-11}s$$10^5,MHz$
cido b rico$10^{-3}s$$1,kHz$
Sulfato de magnesio (1)$10^{-5}s$$100,kHz$
Sulfato de magnesio (2)$2\times 10^{-8}s$$200,kHz$


Sobre esta base se estima el factor de absorci n en funci n de la frecuencia y suponiendo pH t pico es con list:

equation

En este caso el primer termino es el que depende del cido b rico, el segundo del sulfato de magnesio y el tercero de la ionizaci n propia del agua. Ademas se puede comentar que no existe un efecto por la salinidad (no hay relajaci n por iones de sodio y/o cloro).

Mas detalles en el articulo Study of Absorption Loss Effects on Acoustic Wave Propagation in Shallow Water using Different empirical Models, Yasin Yousif Al-Aboosil, Mustafa Sami Ahmed, Nor Shahida Mohd Shah and Nor Hisham Haji Khamis


>Modelo

ID:(1549, 0)



Mecanismos

Definición


ID:(15464, 0)



Perturbación por el fondo

Imagen

Desniveles en el fondo llevan perturbaciones en la propagación del sonido:

ID:(11824, 0)



Generación de sonido

Nota

Existen diferentes fuentes de sonido en los océanos. Entre ellos están

• fuentes humanas (ante todo barcos)
• lluvia en la superficie
• peces, camarones, ballenas, etc.
• olas
• temblores

ID:(11825, 0)



Sonido y su frecuencia

Cita

Los espectros de las fuentes, que corresponden a la medición de las amplitudes del sonido según su frecuencia, muestran la fuerte presencia de las lluvias:

ID:(11827, 0)



Reverberación

Ejercicio

El sonido emitido puede generar que algunos elementos a su vez comiencen a generar sonido. Dos ejemplos relevantes para el caso de los océanos son:

- burbujas de aire generados por olas al reventar
- burbujas de metano generadas al descomponerse la materia orgánica
- vejigas de los peces:

ID:(11828, 0)



Atenuación del sonido

Ecuación

Existen tres mecanismos que atenúan el sonido en el mar:

• relajaciones de iones de sulfato de magnesio (hasta 10kHz)
• relajaciones de iones de ácido bórico (hasta 100kHz)
• viscosidad del agua (en toda las frecuencias)

ID:(11823, 0)



Modelo

Script


ID:(15467, 0)