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Swimming Sound System

Parte 3: Superare la fisica – Metodi di misurazione innovativi in acque poco profonde

Utilizzo del “campo libero” e dell’interferenza costruttiva per la precisione alle basse frequenze.

Una delle sfide più grandi nell’acustica subacquea è il limite del “campo libero”. In ambienti come laghi o grandi piscine, la superficie dell’acqua agisce come un riflettore quasi perfetto, causando spesso la cancellazione del segnale. L’AKUASOUND 200 introduce un metodo rivoluzionario per trasformare questa sfida in un vantaggio.

Fenomeno di interferenza
fig.7 – Fenomeno di interferenza

Il problema: interferenza di superficie

Quando una sorgente e un ricevitore sono immersi, l’onda riflessa dalla superficie può interferire con l’onda diretta. Alle basse frequenze (come 63 Hz), questo richiede solitamente una profondità minima di immersione di 27 metri per evitare il degrado del segnale—un incubo logistico per le operazioni con piccole imbarcazioni.

Schema del nuovo sistema basato sull'interferenza
fig.8 – Schema del nuovo sistema basato sull’interferenza

La soluzione: geometria dell’interferenza costruttiva

L’AKUASOUND 200 presenta facce di emissione opposte. Invece di contrastare la riflessione di superficie, il nostro nuovo metodo la sfrutta:

  1. Immersione ridotta: La sorgente viene posizionata a una profondità pari a un quarto della lunghezza d’onda (ad esempio, poco meno di 6 m per 63 Hz).

  2. Allineamento di fase: L’onda verso l’alto si riflette sulla superficie e si ricombina in fase con l’onda verso il basso.

  3. Amplificazione dell’ampiezza: Questo crea un’interferenza costruttiva, raddoppiando efficacemente l’ampiezza del segnale al ricevitore.

Validazione sul campo: il test del Lago di Bracciano

Questo metodo è stato rigorosamente testato al Lago di Bracciano, in Italia. Scelto per la sua profondità di 167 m e il silenzio (dovuto alle restrizioni alla navigazione), il sito ci ha permesso di operare a 63 Hz senza riflessioni dal fondo.

Batimetria del Lago di Bracciano


fig. 9 (entrambe, sinistra e destra) – Batimetria del Lago di Bracciano e area identificata per la sperimentazione

Risultati sul campo:

  • Facilità logistica: Utilizzando un semplice pontone da lavoro, la profondità della sorgente è stata facilmente gestita tra 1 m e 6 m.

  • Stabilità: Il posizionamento in acque poco profonde ha migliorato la stabilità della distanza tra sorgente e ricevitore.

  • Apparato di trasmissione
    fig. 10 – Apparato di trasmissione

    Precisione: Per frequenze più alte dove il “metodo dell’interferenza” è meno pratico, il sistema consente il “time gating” per isolare l’onda diretta, garantendo dati puliti indipendentemente dall’ambiente.

    Punto di immersione della sorgente sonora
    fig. 11 – Punto di immersione della sorgente sonora

Combinando l’ingegneria italiana con una geometria acustica innovativa, il sistema Akuasound semplifica compiti subacquei complessi, rendendo la trasmissione di alta qualità a bassa frequenza accessibile e sicura.

Ormeggio della sorgente sonora
fig. 12 – Ormeggio della sorgente sonora
Ormeggio dell'idrofono
fig. 13 – Ormeggio dell’idrofono

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