updated 10:11 PM CET, Dec 4, 2016

Revestimientos de 'burbujas' pudieran ocultar los submarinos al sonar

Ratio: 0 / 5

Inicio desactivadoInicio desactivadoInicio desactivadoInicio desactivadoInicio desactivado
 

submarino indetectable

Una meta pantalla de prueba disipó más del 91 por ciento de la energía del sonido entrante

Recubrimientos de goma llena de burbujas podrían algún día ayudar a hacer los submarinos prácticamente indetectables al sonar, dicen los investigadores.

Para evitar ser detectados por sonar los submarinos militares están cubiertos a menudo con baldosas que absorben el sonido llamadas recubrimientos anecoicos. Estas losetas de caucho perforado tienen típicamente alrededor de 1 pulgada (2,5 centímetros) de espesor.

En la última década la investigación ha sugerido que el mismo grado de sigilo podría ser proporcionado por revestimientos mucho más delgados llenos de cavidades vacias. Cuando son golpeados por las ondas de sonido, los espacios vacíos en un material elástico pueden oscilar en tamaño, "por lo que se disipará mucha energía", dijo el autor principal del estudio Valentin Leroy, un físico de la Universidad Paris Diderot en Francia.

Sin embargo, encontrar la manera de optimizar dichos materiales para aplicaciones de sigilo implican previamente simulaciones que requieren mucho tiempo. Para simplificar el problema, Leroy y sus colegas modelaron los espacios vacíos en el material elástico en forma de burbujas esféricas, con cada una emitiendo una respuesta elástica a una onda de sonido que dependía de su tamaño y la elasticidad del material circundante. Esta simplificación les ayudó a obtener una ecuación que podría optimizar la absorción de sonido del material a una frecuencia de sonido determinado.

submarino USS TopekaLos investigadores diseñaron una "pantalla de meta burbujas", una capa blanda de caucho de silicona que era de sólo 230 micras de espesor, que es un poco más del doble de la anchura media de un cabello humano. Las burbujas en el interior eran cilindros de medición de 13 micras de altura y 24 micras de ancho, y separados entre sí por 50 micras.

En experimentos bajo el agua los científicos bombardearon una pantalla de meta burbujas colocada en una losa de acero con frecuencias de sonido ultrasónicas. Ellos encontraron que la meta pantalla disipa más del 91 por ciento de la energía del sonido entrante y refleja menos de 3 por ciento de la energía del sonido. Para la comparación, el bloque de acero desnudo reflejó el 88 por ciento de la energía del sonido.

"Tenemos una expresión analítica sencilla cuyas predicciones se encuentran en un muy buen acuerdo con las simulaciones numéricas y experimentos reales", dijo Leroy. "Creo que es emocionante y hermoso" .

Para hacer submarinos invisibles para las frecuencias de sonido utilizadas por el sonar se necesitan burbujas más grandes. Aún así, los investigadores predijeron que una película de 0,16 pulgadas de grosor (4 mm) con burbujas de 0,08 pulgadas (2 milímetros) podría absorber más del 99 por ciento de la energía del sonar, reflejando las ondas sonoras por más de 10.000 veces, o alrededor de 100 veces mejor de lo que se suponía anteriormente posible.

Sin embargo, a pesar de las posibilidades, "hacer estas muestras probablemente será difícil", advirtió Leroy.

Los científicos detallaron sus hallazgos en línea el 6 de enero en la revista Physical Review B: Superabsorption of acoustic waves with bubble metascreens