Escudo antissom
Em 2009, a equipe do Dr. Nicholas Fang criou uma super lente acústica, capaz de produzir imagens médicas mais precisas do que o ultrassom.
Naquela ocasião, o pesquisador afirmou que a tecnologia, baseada em metamateriais, poderia, em princípio, ser utilizada para fabricar um “escudo antissom”.
E foi justamente isso o que eles fizeram agora: uma camuflagem acústica, capaz de tornar objetos subaquáticos invisíveis ao sonar e outras ondas ultrassônicas.
“Nós não estamos falando de ficção científica. Estamos falando de controlar as ondas sonoras dobrando-as e torcendo-as dentro de um espaço definido,” explica Fang, que trabalha na Universidade de Illinois, nos Estados Unidos.
Enquanto os mantos da invisibilidade tenham se tornado estrelas em vários laboratórios ao redor do mundo, um metamaterial capaz de desviar as ondas sonoras – em vez de refleti-las ou absorvê-las – era algo restrito ao reino das possibilidades teóricas. Até agora.
O escudo acústico consiste de uma placa cilíndrica, formada por 16 anéis concêntricos. Esses anéis são “circuitos acústicos”, com diferentes índices de refração.[Imagem: L. Brian Stauffer]
Circuitos acústicos
O escudo sonoro consiste de uma placa cilíndrica, formada por 16 anéis concêntricos. Esses anéis são “circuitos acústicos”, estruturados para guiar as ondas sonoras.
Cada anel tem um índice de refração diferente, o que significa que as ondas sonoras mudam de velocidade conforme caminham da parte externa do anel rumo ao seu interior.
“Basicamente o que você tem é um conjunto de cavidades que são conectadas por canais. O som vai se propagar dentro desses canais, e as cavidades são projetadas para desacelerar as ondas,” diz Fang. “Quanto mais para o interior dos anéis, maior é a velocidade das ondas sonoras.”
Mas aumentar de velocidade requer energia. Com isto, as ondas sonoras ficam circunscritas à porção mais externa dos anéis, guiadas pelos canais. Segundo os pesquisadores, o que ocorre é que os circuitos acústicos curvam as ondas sonoras, para que elas se acomodem nas estruturas externas dos anéis.
O escudo sonoro funcionou com vários formatos de objeto. Outra vantagem do “manto da invisibilidade acústica” é que ele opera com várias frequências de ondas, de 40 a 80 KHz – mas os pesquisadores afirmam que, teoricamente, ele pode chegar às dezenas de megahertz.
Submarinos invisíveis
Os cientistas agora planejam explorar o uso da tecnologia de camuflagem acústica para veículos subaquáticos, como submarinos, que poderiam se tornar invisíveis aos sonares, e na área médica.
As imagens de ultrassom e outras técnicas de imageamento acústico são comuns na área médica, mas vários elementos no corpo causam interferências e borram as imagens.
Um curativo feito com o escudo sônico poderia efetivamente esconder uma área problemática para que o scanner gere uma imagem melhor da região de interesse.
A equipe do Dr. Fang é pioneira nesta área emergente de pesquisas, tendo criado o primeiro metamaterial ultrassônico em 2006.
O campo dos metamateriais ópticos está bem mais à frente, já tendo viabilizado um verdadeiro tapete da invisibilidade, capaz de esconder objetos grandes. Mais recentemente, pesquisadores demonstraram que é até mesmo possível construir a ilusão de óptica de atravessar o espelho.
Hummmm que interessante arteficio não é mesmo e não faltarão apaixonados para entoarem canticos aos quatro ventos rsrs Sorriam, a mais letal arma de guerra agora ilude sonares mas ainda é uma presa facil a um satelite rsrs A hora que tornarem um submarino totalmente silencioso e invisivel a monitoração de satelites ai sim surgira o exterminador de todas as batalhas,inclusive aereas…Tchibummm…
os sub´s a caminho de serem a arma perfeita…
ps. e as baratas reinarão na terra…
maluquinho, submarino não é presa fácil pra satélite, pelo menos não por enquanto!
É a unica arma furtiva que existe.
Essa tecnologia, sim é crítica, e diria até estratégica… imagina uma marinha com Subs furtivos à sonar…..
[]’s
A coisa está ficando de pior à mal p nós,sem essa tecnológia n subs serão mt em breve alvos + facíl. Sds.
Não entendi nada desses termos técnicos, mas ao que tudo indica deve ser eficiente rsrs.
Maluquinho, o almirante Alan Arthol, responsável pelo projeto nuclear de Aramar, destacou justamente essa superioridade furtiva do submarino frente ao satélite. Foi na reportagem da Sônia Bridi, em que um ambientalista do greenpeace falou besteira sobre o projeto.
Imaginem os submarinos da classe Virgínia com essa tecnologia! Os mais modernos submarinos nucleares de ataque ja concebidos equipados com uma proteção anti-sonar.
O Carlos Argus chamou atenção para um problema que ja aconteceu antes com o Brasil. Se os submarinos brasileiros não se tornarem mais difíceis de serem localizados usando esse escudo de sonar, irá acontecer o mesmo que aconteceu com os couraçados classe Minas Gerais: mal foram entregues ao Brasil, e ja estavam ultrapassados.
Portanto os engenheiros dos scorpenes precisam ficar de olho nessa nova tecnologia, sem esquecer dos Tupis e Tikuna.
Sonares de profundidade varíavel usados por navios são tecnicamente difíceis de operar, sem falar que faz do navio um alvo fácil. Os sonares passivos rebocados também possuem limitações e em geral trabalham no modo passivo.
A maior ameaça a submarinos hoje vem do helicóptero, que consegue mergulhar um sonar abaixo da camada térmica, mantendo-se seguro a um ataque (por enquanto) mesmo quando operando no modo ativo.
Outro submarino também é uma grande ameaça, mas em geral usa apenas o sonar no modo passivo (hidrofones), e aí o que conta é manter o maior silêncio possível.
Num futuro próxima virá se somar ao helicóptero o UUV, que embora já estejam operacionais, se tornarão mais comuns e numerosos, e operaram no modo ativo com mais frequência já que não temem ser descobertos.
Tais avanços pedem uma solução urgente, caso contrário o submarino corre o risco de perder sua primazia nos oceanos.
Este escudo irá ajudar muito na questão da fragilidade de um submarino em relação ao helicóptero e UUVs, vindo melhorar o que já existe, no caso, a cobertura anecóica, em geral, feita de borracha e aplicada sobre o casco.
A tentativa de se usar satélites para detectar submarinos nunva vingou. Havia grande expectativa em relação a assinatura térmica que poderia ser monitorada a partir de satélites, técnica que se mostrou inviável.
Também se buscou um sistema de radar associado a um software que pudesse detectar e analisar a influência da movimentação do casco do submarino na superfície do mar. Frustrante!
Satélites definitivamente não são usados em operações antisubmarinas de modo direto e hoje a única ferramenta eficiente é mesmo o sonar e em menor grau os “detectores de anomalia magnética”.
Outros métodos são auxiliares e só eficientes quando o submarino está na superfície ou próximo dela, como por exemplo, o radar, FLIR, MAGE, RWR, etc.
PS:
No meu comentário anterior esqueci de citar as sonoboias lançadas por aviões (de asa fixa) e helicópteros que podem operar também no modo ativo.
Existem quatro maneiras de um submarino se manter oculto.
A primeira é se manter abaixo das camadas térmicas, uma proteção natural que desvia as ondas sonoras.
A segunda é se mantendo o mais silencioso possível. Isto demanda um projeto de casco e propulsores refinados, além da limitação do uso do sonar ativo.
A terceira maneira é refletindo o mínimo possível da energia sonar incidente. Isto se consegue com proteção antiecóica.
A quarta é reduzindo a “assinatura magnética”, tanto usando técnicas de desmagnetização como usando aços e materiais amagnéticos na construção do submarino.
Seria interessante saber se esta tecnologia do “escudo sonoro” teria efeito apenas no sentido de ocultar o submarino de um sonar ativo ou se também tem aplicação na redução da assinatura acústica de um submarino, percebido pelo sonar passivo.
Ou seja, será que estas placas de matamateriais aplicadas na sala de máquinas de um submarino nuclear não o faria tão ou mais silencioso que um submarino DE usando baterias ou um AIP?
É temos de considerar q pode-se lançar outro sub robotizado(s) e armado p ajudar na caça aos n subs , mt mal armados…essa tecnológia e vital .P Ontem. sds.
Bem vão refratar o som e desvialo em um ângulo qualquer. Uma tática para detectar seria: navegar aos pares, lado a lado, a certa distancia, dois subs ou um sub e uma sonda robô um mandando sinal de sonar para o outro (sub emisor e sub/sonda receptor). Quando a onda do sonar for refratada o sinal não chegará ao sub destinatário e denunciará a presença do invasor. A sonda/sub receptor, quando detectado o invasor, poderá se posicionar até encontrar o sinal do sonar, refratado fazendo a triangulação entre os três para definir a posição do alvo. e pimba!
Valew Bosco sabia dessa furada dos satélites em tentar detectar os subs, mas voce é o professor ! aha
Também concordo, o inferno dos subs vai ser quando os Helicópteros nao tripulados vingarem.
a melhor forma de um sub se tornar invisivel é descer fundo (diferentes correntes idice de salinidade e temperatura conforme se desce)… casco de titanio e moderno motor diesel-eletrico… é muito mais eficaz em termos de desaparecer que um sub nuclear .. que por ser nuclear possui uma assinatura acustica caracteristica…
ps. nuclear é bom para ficar acampado em alguma calota polar… a espera do reinado das baratas..rsrs
Eu tenho em mente um outro processo para enganar eletronicamente o sonar inimigo. Múltiplos pontos de emissão.
blogtafiltrando,
A rigor não há necessidade de um submarino descer a mais de 300 metros já que ele se protege permanecendo abaixo da camada térmica que não excede os 200 metros de profundidade.
Embora questões como pressão, salinidade, correntezas, etc, possam influir na performance dos sonares, são de menor importância quando comparado aos efeitos da “camada térmica”.
Na época da Guerra Fria a URSS fez o submarino Alpha, do qual se divulgou ser capaz de mergulhar operacionalmente a 1000 metros e ter velocidade de 40 nós submerso, tendo um casco de titânio.
Depois, com o fim da Guerra Fria se soube que estes dados eram superestimados e que na verdade o Alpha tinha uma profundidade operacional não maior que 400 metros.
Mas mesmo que tivesse capacidade de mergulhar a 1000 metros de profundidade de forma corriqueira, ele não usaria desse artifício para permanecer oculto,já que descer mais não é sinônimo de ficar mais silencioso. Tal profundidade e velocidade, caso fosse real, visava mantê-lo fora do alcance das armas disponíveis na época.
Os estrategistas ocidentais imaginavam que este submarino a 1000 metros e a 40 nós seria ouvido até na China, mas ficaria fora do alcance de submarinos, navios e torpedos.
Só para se ter uma idéia, os submarinos classe Los Angeles tinha velocidade máxima de 25 nós e profundidade de 300 metros e os torpedos Mk37, usados antes do Mk48, não podiam descer a mais de 300 metros e tinham velocidade máxima de 28 nós.
Hoje, a profundidade operacional dos submarinos não passa de 250 metros com tolerância máxima de colapso estrutural do casco na faixa de 500 m no máximo.
Um abraço.
Legal.. Bosco..
e sobre os sub nucleares..e sua assinatura acustica caracteristica (não se pode desligar o reator nuclear de um sub)…
Soube que um exercício de guerra entre os EUA e a Suecia… para testar a capacidade americana de rastrear e teoricamente anular um sub… deu 10×0 para os suecos … que estavam usando sub diesel-eletrico…
Blogtafiltrando,
Com certeza um sub DE funcionando com baterias, ou um AIP como este sueco arrendado pelos americanos, são extremamente silenciosos, e isto traz grandes benefícios, principalmente em operações litorâneas, onde em geral não há “camada térmica” para se esconder embaixo.
Mas os sub nucleares também não são tão ruidosos assim. Vale lembrar que um reator nuclear, por mais barulhento que seja, é menos barulhento que um motor Diesel e igual a algumas soluções AIP, e hoje, se consegue atingir níveis de emissão de ruído aceitáveis e quase iguais ao de um submarino operando com baterias, tendo em vista técnicas sofisticadas de redução de ruído usadas nos sub nucleares.
Globalmente a emissão de ruído de um sub nuclear pode ser até menor que a de um DE, já que este precisa se “expor” periodicamente.
A classe Virgínia é um bom exemplo de sub nuclear silencioso. Sem falar que está previsto para futuras unidades desta classe o uso de propulsores elétricos, dispensando a maior fonte de ruído de um sub nuclear que é a caixa de redução, que liga o reator ao eixo da hélice.
Salvo engano este sistema parece que será usado no futuro submarino nuclear brasileiro, o que em sendo verdade, será ótimo, já que teremos pulado etapas e estaremos sincronizados com a “tendência”.
Melhor seria se o reator fosse usado para “carregar baterias”, trabalhando com o reator “desligado” em situações críticas.
Também é possível que num futuro um pouco mais distante seja possível a conversão de calor ou mesmo de radiação nuclear, diretamente em energia elétrica (usando nanotecnologia, etc) de forma prática, em grande escala, aposentando o gerador de vapor e a “turbina”, que são outras fontes de ruído, se bem que menor que a “caixa de redução”.
Um abraço.