O Sonar (sigla para Sound Navigation and Ranging) é uma técnica que usa a propagação sonora (geralmente sob a água, como na navegação submarina) com o intuito de navegação, comunicação ou detecção de objetos na ou sob a superfície da água, como outras embarcações ou grandes animais. Dois tipos de tecnologias dividem o nome "sonar": o sonar passivo trata de "ouvir" os sons feitos por embarcações, já o sonar ativo emite pulsos de sons, sendo capaz de receber o eco desses sons.
O sonar pode ser utilizado para a localização de cardumes. Ilustração: Designua / Shutterstock.com
O sonar pode ser usado como um meio de localização acústica, e também como uma forma de medição das características dos alvos, analisando-se os seus ecos, assim como os morcegos o fazem. Antes da invenção do radar, o sonar foi usado para a localização acústica no ar. O sonar pode também ser usado nos sistema de navegação de robôs. O termo "sonar" também pode ser utilizado para equipamentos usados para gerar e receber os sons. A frequência usada nos sistemas de sonar variam de muito baixa (infrassônica) até extremamente alta (ultrassônica).
Apesar de muitos animais (como golfinhos e morcegos) usarem o som como comunicação e detecção de objetos por milhões de anos, o uso dos humanos na água foi registrado inicialmente por Leonardo da Vinci em 1490: teoricamente, um tubo colocado na água poderia ser usado para detectar embarcações colocando-se o ouvido no tubo. No século XIX, sinos subaquáticos foram usados como um auxiliar dos faróis para enviar avisos de perigo.
Acredita-se que o seu uso localização submarina, da mesma forma que os teve início com o desastre do Titanic em 1912. A primeira patente no mundo para um dispositivo desse tipo foi solicitada pelo Escritório Britânico de Patentes, pelo meteorologista inglês Lewis Richardson, um mês depois do naufrágio do Titanic, e um físico alemão, Alexander Behm, registrou uma patente para uma ecossonda já em 1913. Um engenheiro canadense chamado Reginald Fessenden construiu, em 1912, um sistema experimental, testado mais tarde, em 1914, nos Grandes Bancos em Terra Nova, Canadá. Nesse teste, Fessenden demonstrou a profundidade de som, comunicação submarina (Código Morse) e Echo Ranging, usado para detecção de icebergs a duas milhas de distância. Apesar dos testes terem sido um sucesso, o chamado Oscilador Fessenden não foi capaz de determinar o tamanho do iceberg, devido ao comprimento de onda de 3 metros e a pequena dimensão da face de irradiação do transdutor (menos de 1 metro de diâmetro). Mesmo assim, alguns submarinos britânicos foram equipados com essa ferramenta em 1915.
Com a chegada da Primeira Guerra Mundial, a necessidade de detecção de submarinos se tornou uma prioridade, e logo as pesquisas acústicas ganharam mais interesse. Os britânicos deram início com o uso de hidrofones subaquáticos, enquanto o físico francês Paul Langevin, trabalhando com um engenheiro elétrico russo, Constantin Chilowski, trabalhou no desenvolvimento de dispositivos de som ativos para detecção de submarinos em utilizando quartzo. Apesar de muito ter sido mudado nessa técnica, esse trabalho influenciou profundamente os projetos futuros.
A operação do sonar é influenciada pelas variações na velocidade do som, principalmente no plano vertical. O som viaja mais rápido no mar do que em águas mais limpas, apesar da diferença ser pequena. A velocidade é determinada pelo volume modular e densidade da água. O volume modular é afetado pela temperatura, impurezas dissolvidas (salinas) e pressão. Como a temperatura do mar varia com a profundidade, há muitas vezes uma brusca mudança de velocidade. Isto pode confundir o sonar, porque o som proveniente de um dos lados tende a ser dobrado ou refratado. A propagação do som também pode ser afetada pela própria absorção da água. Esta absorção depende da frequência, e o sonar de longo alcance utiliza frequências baixas para minimizar os efeitos de absorção.
O mar contém muitas fontes de ruído que interferem com o eco do alvo. As principais fontes de ruído são as ondas e os navios. O movimento do receptor através da água também pode causar interferência, dependente da velocidade da frequência do ruído. Quando o sonar ativo é utilizado, uma dispersão ocorre a partir de pequenos objetos no mar, bem como a partir do fundo e da superfície. Esse efeito é uma das principais fontes de interferência para um sonar. Esta dispersão acústica é análoga ao espalhamento da luz de faróis de um carro na névoa: um feixe de alta intensidade irá penetrar o nevoeiro até certo ponto, mas os faróis vão acabar emitindo muita luz para direções indesejadas, muita da qual é espalhada de volta para o emissor. Por razões semelhantes, o sonar ativo precisa transmitir em um feixe estreito para minimizar a dispersão.
Algumas contramedidas podem ser usadas por um submarino para aumentar o nível sonoro, enviando uma falsa imagem de um objeto muito maior, ocultando as verdadeiras propriedades do submarino. Além disso, embarcações mais modernas contam com blindagens capazes de absorver o som, ocultando-as totalmente dos sonares.
Fontes:
http://wiki.answers.com/Q/What_is_SONAR
http://www.exploratorium.edu/theworld/sonar/sonar.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Sonar
Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/tecnologia/sonar/