¿Cómo detecta el sonido distante de un submarino al explotar?

Cuando ARA San Juan desapareció frente a las costas de Argentina, se puso en funcionamiento una red global de estaciones de escucha altamente sensibles diseñadas para monitorear explosiones nucleares.

Solo se necesitan 11 sensores submarinos para escuchar todos los océanos del planeta. Cuando algo tan pequeño como un submarino desaparece, esta capacidad de escuchar sonidos relativamente pequeños se vuelve crucial.

Este fue el caso del submarino ARA San Juan, que contactó por última vez con las autoridades navales argentinas el 15 de noviembre. El submarino navegaba habitualmente desde Ushuaia, en el sur de Argentina, hacia el puerto norteño de Mar del Plata, cuando desapareció.

Siguió una semana de búsqueda, pero sin éxito. Luego, el 23 de noviembre, la Organización del Tratado de Prohibición de Ensayos Nucleares (CTBTO) detectó una explosión frente a las costas de Argentina, en el mismo lugar donde se detectó por última vez el submarino.

Aunque San Juan estaba a 6.000 kilómetros del sensor más cercano en la Isla Ascensión, CTBTO pudo detectar un pequeño aumento en las ondas sonoras que indicaban una pequeña explosión. “En el caso del submarino argentino, buscar una señal de explosión tan pequeña fue como buscar una aguja en un pajar”, dice Lassina Zerbo, secretaria ejecutiva de CTBTO.

Zerbo y su equipo también trabajaron para detectar el avión MH370 de Malasia desaparecido que se estrelló en 2014. “Hemos estado trabajando durante meses, en ciertos puntos pensamos que tenemos una señal, enviaríamos gente para verificar y sería solo un barco viejo. Esta vez, sin embargo, el Sistema de Monitoreo Internacional logró detectar una pequeña explosión, dando el inicio de una respuesta a las familias de las 44 tripulaciones a bordo.

¿Pero cómo lo han hecho?

¿Cuál es la organización integral del tratado de prohibición de los ensayos nucleares?

La CTBTO estableció la Red del Sistema de Monitoreo Internacional en 1996 como un medio para hacer responsables a las potencias nucleares del mundo. La red escucha vibraciones las 24 horas del día y es imposible que ocurra una gran explosión sin que la CTBTO se dé cuenta.

Hoy, CTBTO tiene 337 sistemas de monitoreo dentro y fuera del territorio, que cubren todos los continentes y todos los océanos. Si bien la red monitorea constantemente cualquier sonido que pueda indicar un lanzamiento o explosión nuclear, su función ha cambiado en los últimos años. Ahora escuche la vida marina, los terremotos y las desapariciones en el mar. Para ello, utiliza una red de solo 11 estaciones de hidrófonos.

¿Cómo funcionan los hidrófonos?

Los hidrófonos son sensores que parecen micrófonos. Se colocan en diferentes puntos del océano y se desdoblan en grupos de tres para que sea más fácil determinar de dónde provienen las ondas sonoras. Los hidrófonos detectan cambios en la presión del agua y los convierten en señales eléctricas.

Las estaciones de hidrófonos son algunos de los mecanismos de monitoreo más costosos disponibles. La última estación de hidrófonos que se construirá se completó el año pasado frente a la costa de las islas Crozet en el sur del Océano Índico y costó 34 millones de dólares.

CTBTO también tiene monitores de fase T, que rastrean los movimientos sísmicos en lugar de las ondas de sonido hidroacústicas. Los monitores sísmicos rastrean la presión y el impacto del movimiento submarino, en lugar de solo la frecuencia del sonido, lo que le da a CTBTO una mejor comprensión del impacto de una explosión.

Las computadoras en las estaciones de monitoreo en tierra registran las señales de los hidrófonos y las transmiten a varios satélites. Estos satélites luego transmiten los datos al Centro Internacional de Datos en Viena, Austria.

Análisis de los datos

El centro recibe diez gigabytes de datos por día de sus estaciones de monitoreo. Los datos se analizan, filtran y luego se buscan picos de sonido. “Sabía por los medios de comunicación que un submarino había desaparecido, así que pudimos ver un área más pequeña”, dice Zerbo. “Esta pequeña señal no suele atraer nuestra atención”.

“Sabiendo que nuestros sensores pueden captar cualquier ruido bajo el agua, ya sea una explosión o simplemente un submarino golpeando el lecho marino, comenzamos a barrer todos los datos que recopilamos”, explica. Este proceso duró seis días. Se dijo a los expertos que se concentraran en la más mínima señal o impulso que pudiera ser un indicio de cualquier explosión submarina asociada con la hora y la ubicación del submarino.

El centro se vio obligado a escribir y reescribir el guión de programación utilizado por los monitores para filtrar los datos correctamente. “Ni siquiera estábamos seguros de si estaban buscando una pequeña explosión o simplemente la explosión de un motor submarino”, dice Zerbo. Finalmente, se detectó una breve anomalía única, que indica un evento no nuclear inusual.

El equipo concluyó que esto fue hecho por el submarino desaparecido, aunque es difícil cuantificar la magnitud de la explosión. “Estimar una posible magnitud es aún más difícil porque este sonido se ha extendido a una gran distancia desde la ubicación de la fuente hasta el receptor, pero esto es en lo que los ingenieros y científicos todavía están trabajando”, dijo CTBTO el viernes. .

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