Acústica y ElectromagnetismoSimilitudes y Diferencias

Efrén Ferrer Renovell

Acústica

Estudio físico de las ondas mecánicas (ondas de presión) que se propagan a través de la materia en cualquiera de sus estados.

Electromagnetismo

Tratamiento de los campos eléctricos y magnéticos como una unidad, basándose en las ecuaciones vectoriales de Maxwell

Similitudes

Se pueden describir matemáticamente como ondas, lo que implica un tratamiento matemático similar (Decibelio, espectro, Fourrier, Doppler, Frecuencia, etc...)

A las frecuencias electromagnéticas correspondientes a la banda de microondas las longitudes de onda son comparables a las de los sonidos y Ultrasonidos, lo que implica un tratamiento tecnológico similar

Similitudes

Longitud de onda es comparable en determinadas bandas. Lo que influye en la forma de los emisores (Bocinas y antenas de Bocinas)

Onda electromagnética en el vacío (10Ghz)

λ=c/f~=(300*10exp6 m/s)/10*10exp9 Hz=0,03m

Onda sonora en el aire (10Khz)

λ=v/f~=(300 m/s)/10000 Hz=0,03m

Similitudes

Similitudes

• Diagramas de Radiación

RADAR y SONAR

RAdio Detection And Ranging, “detección y medición de distancias por radio”

SOund NAvigation And Ranging, ‘navegación y medición de distancias por sonido’

RADAR (Activo)

Frecuencias (Depende de la aplicación)

La interacción de las OE con la materia depende de la frecuencia de las mismas.

RADAR (Activo)• Ecuación del RADAR y LIDAR (frecuencias

del espectro electromagnético visible)

SONAR (Activo)

La velocidad de propagación tiene una alta dependencia del Medio en el que se transmite.

Las frecuencias de uso dependen de la aplicación y la atenuación es función de la frecuencia no solo del medio

Usos:

Industria, Medicina (ecografía, etc.. )

Navegación marítima (la más conocida)

Fluido Coeficiente AtenuaciónHelium 52.5Hydrogen 16.9Nitrogen 133.0Oxygen 165.0Air 137.0carbon dioxide 140.0water, at 0 °C (32 °F) 0.569water, at 20 °C (68 °F) 0.253water, at 80 °C (176 °F) 0.079mercury, at 25 °C (77 °F) 0.057methyl alcohol, at 30 °C (86 °F) 0.302

SONAR (Activo)

Diferencias

Ondas de presión tienen una alta dependencia del medio en el que se propagan.

Las ondas electromagnéticas dependen de dos magnitudes físicas vectoriales (campo eléctrico y campo magnético, mientras que las mecánicas solo dependen de una (presión)

Hay “vacíos” descriptivos en el electromagnetismo que no existen en el tratamiento tecnológico de las ondas acústicas.

Biomimetica

La Biología inspira a los inventores desde hace mucho tiempo.

1793 Lazzaro Spallanzani, Aporta la primera evidencia de el uso del sonido para orientarse en la oscuridad por parte de los murciélagos su experimento cae en el olvido por “incomprendido” por la sociedad de su época

1938 Donald Griffin recupera los datos de Lazzaro y demuestra experimentalmente la emisión de Ultrasonidos por parte de los Murciélagos

Se piensa que el RADAR y el SONAR están inspirados por la biología.

Biomimetica• Sonogramas

• Murciélagos FM (Moduladores de Frecuencia)

• Murciélagos especializados en FC (frecuencia constante) hacen uso intensivo del efecto Doppler.

• Murciélagos que combinan ambos métodos, en función de su hábitat

• Algunos pájaros usan ecolocación bajo circunstancias especiales

Biomimetica• Sonogramas de diferentes especies de

quirópteros

Biomimetica

Fuentes

• http://www.britannica.com

• Fisiologia Animal. Richard W. Hill / Gordon A. Wyse

• La gran enciclopedia de los Mamiferos. David MacDonald

• http://www.cienciahoy.org.ar/lnentero/hoy77/ecos.htm

• http://ocw.mit.edu (introduction to SONAR, WAVEGUIDES AND SYSTEMS)

• IEEE TRANSACTIONS ON ROBOTICS

• Acoustical Society of America

• Algunas Imágenes buscadas con google

• Wikipedia en algunas definiciones.

• Antenas. Cardama et all (algún gráfico)