El radar (término derivado del inglés radio detection and ranging) es un sistema que usa ondas electromagnéticas para medir distancias, altitudes,
direcciones y velocidades de objetos estáticos o móviles como aeronaves, barcos, vehículos
motorizados y el propio terreno.
Su funcionamiento se basa en emitir un impulso de radio, que se refleja en
el objetivo y se recibe en la posición del emisor. El uso de
ondas electromagnéticas permite detectar objetos
más lejanos que otros tipos de emisiones.
Entre sus ámbitos de aplicación se incluyen la meteorología, el control del tráfico
aéreo y terrestre y gran variedad de usos militares.
Historia:
o En 1864, se describen las leyes del electromagnetismo.
o En 1888, se demuestra que las ondas electromagnéticas se reflejan en
las superficies metálicas.
o En 1904 se patenta el primer sistema de
anticolisión de buques utilizando estas ondas.
o En 1917 se establecen los principios teóricos del
futuro radar (frecuencias y niveles de potencia).
o En 1934 y gracias a un estudio
sistemático del magnetrón, se realizan ensayos sobre sistemas de detección de
onda corta... De este modo nacen los radares de ondas decimétricas.
Durante
el Siglo XX, muchos inventores, científicos e ingenieros intervinieron en el
desarrollo del radar, impulsados sobre todo por el ambiente prebélico que
precedió a la Segunda Guerra Mundial. Los grandes países que participaron en
ella fueron desarrollando de forma paralela distintos sistemas radar, aportando
grandes avances cada uno de ellos para llegar a lo que hoy conocemos sobre los
sistemas radar.
Estructura:
Un radar consta de los siguientes bloques :
o Un transmisor que genera las señales de radio.
o
Un receptor en el que los ecos recibidos se llevan a una frecuencia
intermedia con un mezclador. No debe añadir ruido adicional.
o
Un duplexor que permite usar la antena para transmitir o recibir.
o
Hardware de
control y de procesado de señal.
o
Interfaz de usuario.
Tipos
Según el número de antenas:
- Monoestático: una sola antena transmite y
recibe.
- Biestático: una antena transmite y otra
recibe, en un mismo o diferentes emplazamientos.
- Multiestático: combina la información
recibida por varias antenas.
Según su
ámbito de aplicación:
o Militar: radares de detección terrestre, radares de misiles
autodirectivos, radares de artillería, radares de satélites para la observación
de la Tierra.
o Aeronáutico: control del tráfico aéreo, guía de aproximación al
aeropuerto, radares de navegación.
o Marítimo: radar de navegación, radar anticolisión.
o
Meteorológico:
detección de precipitaciones (lluvia, nieve, granizo, etcétera).
o Circulación y
seguridad en ruta: control de velocidad de
automóviles, radares de asistencia de frenado de urgencia (ACC, Adaptive Cruise Control).
o Científico: en satélites para la observación de la Tierra, para
ver el nivel de los océanos, encontrar restos arqueológicos, etc.
EL SONAR
El sonar (término derivado del inglés
sound navigation and ranging), es una técnica que usa la propagación del sonido
bajo el agua, principalmente para navegar, comunicarse o detectar objetos
sumergidos.
El sonar puede usarse como medio de localización
acústica, funcionando de forma similar al radar, con la
diferencia de que en lugar de emitir señales de radioelectrónica se
emplean impulsos sonoros. La señal acústica puede ser generada por piezoelectricidad o
por magnetostricción.
El término ‘‘sonar’’ se usa también para aludir al equipo
empleado para generar y recibir el sonido de carácter infrasonoro. Las
frecuencias usadas en los sistemas de sonar van desde las intrasónicas a
las extrasónicas.
Historia o desarrollo:
El uso del sonar por parte de humanos (también animales) fue
registrado por vez primera por Leonardo Da Vinci en 1490.
El uso de sonido para la «ecolocalización» submarina fue impulsado
por el desastre del Titanic en 1912. La primera patente
del mundo sobre un dispositivo de este tipo fue concedida al meteorólogo inglés Lewis Richardson un mes
después del hundimiento del Titanic , y el físico alemán Alexander Behm obtuvo otra
por un resonador en 1913.
El ingeniero canadiense Reginald Fessenden construyó un sistema
experimental en 1914 que podía detectar un iceberg a dos millas de distancia,
si bien era incapaz de determinar en qué dirección se hallaba.
Aunque los transductores piezoeléctricos y magnetostrictivos
superaron más tarde a los electrostáticos que usaron Paul Langevin y Constantin
Chilowski para realizar más investigaciones del sonido, este trabajo influyó
sobre el futuro de los diseños detectores.
En 1916, bajo el patrocinio del Consejo Británico de
Invenciones e Investigaciones, el físico canadiense Robert Boyle se encargó del
proyecto del sonar activo, construyendo un prototipo para pruebas a mediados de
1917.
Al inicio de la Segunda Guerra Mundial la tecnología británica
de sonar fue transferida a los Estados Unidos. La investigación sobre el sonar
y el sonido submarino se ampliaron enormemente, particularmente en este país.
Se desarrollaron muchos nuevos tipos de sonar militar, entre ellos las
sonoboyas, el sonar sumergible y el de detección de minas.
Este trabajo formó la base de los desarrollos de
posguerra destinados a contrarrestar los submarinos nucleares. El sonar siguió
desarrollándose en muchos países para usos tanto militares como civiles. En los
últimos años la mayoría de los desarrollos militares han estado centrados en
los sistemas activos de baja frecuencia.
En la Segunda Guerra Mundial Estados Unidos usó el término SONAR para
sus sistemas, acrónimo acuñado como equivalente de RADAR. En 1948, con la
formación de la OTAN la estandarización de señales llevó al abandono del
término ASDIC en favor de SONAR.
Efectos adversos en la fauna marina:
Los emisores de sonar de alta potencia pueden afectar a la
fauna marina, si bien no se sabe exactamente cómo. Algunos animales marinos
como ballenas y delfines usan sistemas de ecolocalización, parecidos a los del
sonar activos para detectar a depredadores y presas.
Se teme que los emisores de sonar puedan confundir a estos
animales. Se ha sugerido que el sonar militar infunde pánico a las ballenas,
haciéndoles emerger tan rápidamente como para sufrir algún tipo de síndrome de descompresión.
Esta hipótesis fue
planteada por primera vez en un ensayo que informaba de lesiones agudas por
burbujas de gas (indicativas de síndrome de descompresión) en ballenas
encalladas poco después del inicio de maniobras militares junto a las Islas
Canarias en septiembre de 2002.Un tipo de sonar de media frecuencia ha
sido relacionado con muertes masivas de cetáceos en todo el mundo, y culpado
por los ecologistas de dichas muertes.
Aplicaciones:
- Militares: Sonar antisubmarino, Torpedo sonar, Mina sonar, Sonar antiminas, Sonar submarino, Sonar aéreo, Contramedida, Comunicación subacuática, Vigilancia
marina, Seguridad submarina, Sonar de intercepción.
- Civiles: Aplicaciones pesqueras, cálculo de profundidad, localización
de redes, cálculo de la velocidad del buque, sonares ROV/UUV, localización de aeronaves.
- Científicas: Estimación de la biomasa, etiquetas acústicas, medida de
olas, medida de la velocidad del agua, determinación del tipo de fondo, cálculo de la topografía de fondo, caracterización
del subsuelo marino, sonar de apertura
sintética, arqueología subacuática.
