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Água do mar
(parte 2)

Prof. Luiz Ferraz Netto [Léo]
leobarretos@uol.com.br 

PROPRIEDADES ACÚSTICAS
A propagação do som no mar fica definida pela velocidade, refração e absorção. São de particular interesse, já que as sondagens e a goniometria acústicas constituem importantes auxiliares da oceanografia, navegação e pesca. Para a velocidade do som (v) é válida fórmula de Laplace v=(
g/rc)1/2 , onde g é a razão dos calores específicos a pressão e a volume constantes; r é a densidade e c a compressibilidade.
O gráfico, a seguir, nos dá o valor de v (m/s) em função da temperatura e da salinidade e, a tabela, logo abaixo, nos dá os valores de v, a diversas profundidades (h, em m), para uma coluna de água a 0ºC e salinidade de 35‰ (como função da pressão da água).
 

v(m/s)

1445

1464

1482

1500

1518

1536

1554

1571

1588

1605

1622

h(m)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

Por causa da grande influência da temperatura, da salinidade e da pressão na velocidade do som, tem de se trabalhar sempre com valores locais da velocidade, nas sondagens por eco quando se pretende alcançar valores exatos da profundidade.
Digna de nota é a diminuição da velocidade v com o abaixamento da temperatura, umas particularidades da água que resulta da sua compressibilidade anômala. Com efeito, em todos os outros líquidos, a velocidade v aumenta quando a temperatura baixa. Por consequência, ao normal abaixamento da temperatura da água do mar, para profundidades crescentes, corresponde uma redução de V até que o efeito da pressão se sobreponha ao da temperatura (como se deduz da tabela abaixo do gráfico). Há então uma profundidade em que a velocidade v é mínima. Se um som, por exemplo uma detonação, tiver origem nessa profundidade, a sua propagação, por causa da refração, será horizontal, podendo assim atingir grandes distâncias. A camada respectiva recebe o nome de canal de som e é o fundamento do sistema de transmissão SOFAR (do inglês Sound Fixing and Ranging).
A refração sonora obedece à lei de Snell, segundo a qual os senos dos ângulos de incidência
a, e de refração b, estão entre si como as velocidades v1 e v2 (sena/senb = v1/v2).
De acordo com esta lei, verifica-se a reflexão total do som sempre que a fonte sonora se encontre mergulhada no mar por baixo de uma camada de água mais quente. A partir de um limite bem definido,o som não se propaga nesta camada, obtendo-se assim a zona de silêncio, como se ilustra a seguir.
 

Os submarinos podem subtrair-se aos aparelhos de pesquisa dos navios de superfície desde que mergulhem abaixo da superfície de refração.
A propagação do som depende em larga escala da absorção. O alcance do som na água é muitíssimo maior do que no ar, e tanto mais quanto mais grave ele for. Apesar disso, recorre-se na sondagem por eco, aos ultrassons, que têm um motivo especial: a possibilidade de orientar o som numa única direção sempre que o emissor tenha dimensões superiores ao c.d.o. (comprimento de onda) emitido. Na sondagem acústica (com sons audíveis) é tecnicamente impossível produzir sons dirigidos (o c.d.o. correspondente a 1 kHz é de 1,5 m), o que já não acontece com os ultrassons (c.d.o. de 5 cm para 30 kHz), e os sons dirigidos são necessários para evitar que sejam falseadas as medições do relevo submarino, quando o fundo do mar for inclinado ou escarpado.

Segue: Propriedades ópticas da água do mar
 


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