V. PROPAGACI�N DEL SONIDO EN EL MAR
EL SONIDO es producido por el movimiento vibratorio de las mol�culas de una sustancia el�stica. La energ�a mec�nica de propagaci�n del sonido se absorbe en el medio por el cual se propaga, y que puede ser gaseoso, l�quido o s�lido, produci�ndose una variaci�n en la intensidad del sonido, que es mayor o menor seg�n el medio en el que se absorbe. Esta absorci�n se debe a la fricci�n de las ondas con el medio, y a su transformaci�n en calor.
En el agua, los sonidos se propagan con mayor rapidez y menor p�rdida de energ�a que en el aire; las ondas sonoras y ultrasonoras se transmiten en el mar a una velocidad entre 1 400 y 1 600 metros por segundo, mientras que en la atm�sfera la velocidad de propagaci�n es de 340 metros por segundo. Esto se debe a que el agua del mar no se encuentra comprimida, es decir, no se puede reducir a un menor volumen, por lo que la absorci�n de las ondas sonoras es m�nima, contrariamente a lo que sucede en la atm�sfera, en donde los sonidos se absorben a distancias muy cortas.
Es notable la diferencia de volumen del sonido cuando se golpean entre s� dos objetos duros en el aire o dentro del agua, y tambi�n se puede observar que, al introducir la cabeza en el agua del mar, se oye desde muy lejos el ruido de los motores de las embarcaciones.
Por las caracter�sticas del agua del mar la velocidad de propagaci�n del sonido cambia de acuerdo con las variaciones de temperatura, salinidad y presi�n. Cuanto m�s altas sean estas caracter�sticas del agua, tanto mayor ser� su velocidad. Por ejemplo, en agua dulce, a una temperatura de 30�C, es de 1 509.6 metros por segundo, mientras que en el agua del mar, con la misma temperatura, pero con una concentraci�n de sales de 35%, ser� de 1 546.2 metros por segundo.
Los ocean�grafos han estimado que cuando la temperatura aumenta en un grado cent�grado, la velocidad del sonido lo hace en 2.5 metros por segundo; si la salinidad se incrementa en 1%, la velocidad presentar� 1.4 metros por segundo de m�s; y si la presi�n sube 10 atm�sferas, al bajar 100 metros de profundidad, el sonido registra 1.8 metros por segundo de ascenso.
El efecto de la temperatura es considerablemente mayor que el de la salinidad y la presi�n en las aguas superficiales, debido a que en ellas alcanza sus m�ximos valores y presenta r�pidas variaciones; pero conforme aumenta la profundidad, la acci�n de este factor pierde importancia.
Se debe tomar en cuenta que la presi�n es una funci�n de la profundidad y, por lo tanto, en aguas bien mezcladas, la velocidad del sonido aumentar� con la profundidad.
En los primeros 50 metros de profundidad se encuentra que la acci�n de la presi�n sobre la velocidad del sonido es m�nima, y como la temperatura suele mantenerse constante, el incremento de la velocidad del sonido es poco, a menos que se presente un cambio de la temperatura, lo que ocasionar� una variaci�n proporcional en la velocidad.
Por debajo de los 50 metros y hasta los 300 metros, la disminuci�n de la velocidad es r�pida por serlo tambi�n la de la temperatura; pero a partir de esta profundidad la acci�n de la temperatura es contrarrestada por el aumento de la presi�n y de la salinidad, y esto se traduce en un crecimiento de la velocidad, el cual se acent�a conforme se acerca al fondo, por ser dominante en este estrato el efecto de la presi�n.
En lugares con fondos poco profundos es posible medir con exactitud estos factores desde la superficie hasta el fondo y conocer con precisi�n la distancia que recorre el sonido; pero en las grandes profundidades surgen errores en la apreciaci�n de esta distancia. A poca profundidad, el error puede llegar a ser del orden de 10 a 20 cent�metros, mientras que en los fondos superiores a los 5 000 metros, �ste alcanza de 30 a 40 metros, siempre y cuando se haya registrado cuidadosamente la velocidad del sonido a trav�s de las sucesivas capas de agua.
Al atravesar los estratos del mar, el sonido experimenta fen�menos de reflexi�n y de refracci�n como los que fueron descritos para la luz.
La superficie y el fondo del mar, as� como cualquier objeto sumergido de tama�o considerable provocan la reflexi�n del sonido, mientras que los estratos que forman el agua del mar son los responsables de que cambie la velocidad del sonido, provocando que la direcci�n de las ondas se desv�e dando lugar a la refracci�n.
En las zonas donde la temperatura se mantiene constante con la profundidad, las ondas sonoras no sufren refracci�n; cuando decrece, se refractan hacia el fondo; y donde la temperatura aumenta lo hacen hacia la superficie. Cuando hay refracci�n hacia abajo, el sonido que llegue eventualmente al fondo del mar sufrir� en �l absorci�n, pero se reflejar� como un "eco del fondo" hacia la superficie para refractarse nuevamente.
Los objetos aislados, regulares y de mayor tama�o que la longitud de onda del sonido sobre los que llega una emisi�n sonora, producen reflexi�n del sonido fuerte y bien definido, lo que se reconoce como eco; pero los objetos que son peque�os, irregulares y numerosos originan muchos ecos d�biles que se repiten sucesivamente propag�ndose en todas direcciones y sobreponi�ndose para causar la llamada reverberaci�n del sonido.
Los sonidos que presentan una frecuencia de 25 a 10 000 vibraciones por segundo son registrados por el �rgano auditivo humano, pero existen otros que sobrepasan este �ltimo valor y que reciben el nombre de ultrasonidos, los cuales el hombre no percibe, sin embargo, algunos animales s�.
Cuando un haz de ondas ultrasonoras se proyecta verticalmente hacia abajo en el agua del mar, su velocidad var�a progresivamente a medida que aumenta la presi�n; tambi�n se observan variaciones de velocidad, irregulares e imprevisibles en las capas superficiales debido a la temperatura y la salinidad de ellas. Si el haz se proyecta horizontalmente, las variaciones son de menor importancia, porque la presi�n constante y la estratificaci�n del agua, pr�cticamente horizontal, hacen que las ondas se propaguen en un medio de densidad constante.
Los cambios en la velocidad del sonido y del ultrasonido modifican el intervalo necesario para que una se�al recorra el trayecto entre dos puntos dados, por lo que las ondas sonoras desempe�an un papel sumamente importante en la medici�n de las distancias y en otros m�todos de se�alizaci�n a trav�s del agua del mar.
El conocimiento de la propagaci�n del sonido en el mar ha permitido la construcci�n de aparatos ac�sticos para medir la profundidad y las distancias en el mar, como las sondas de eco o ecosondas, que posteriormente han sido sustituidas por la sonda ultras�nica. Estos aparatos no ser�an �tiles en el aire, porque en �l las ondas se absorben a distancias muy cortas.
Los servicios de navegaci�n y de protecci�n de costas de algunos pa�ses industrializados publican tablas en las que se dan instrucciones sobre la propagaci�n de las ondas sonoras y ultrasonoras en el agua del mar. Gracias a esto, se ha podido evitar grandes errores en cuanto se refiere a la determinaci�n de la profundidad de las aguas y se ha logrado hacer m�s segura la navegaci�n.
Durante los �ltimos veinte a�os los buques mercantes y de guerra han ido aumentando el uso de una variedad de instrumentos en los cuales la informaci�n sobre el sonido en el mar desempe�a un importante papel. En toda esta fase de desarrollo, ingenieros y f�sicos dedicaron los mayores esfuerzos al equipo tanto emisor de las ondas como al receptor.
Las flotas pesqueras m�s modernas utilizan m�todos ac�sticos para la localizaci�n de peces y para conocer la topograf�a del terreno, con lo que permiten al pescador aumentar sus capturas y mejorar sus posibilidades de �xito.
En el estudio de la propagaci�n del sonido en las aguas del oc�ano hay que tomar en cuenta un fen�meno del que, actualmente, se tienen escasos conocimientos, y es el hecho de que diversas formas de vida marina son capaces de emitir sonidos. Esto abre un nuevo campo de investigaci�n para entender el comportamiento de estas especies s�nicas y lograr al m�ximo su aprovechamiento y conservaci�n.
