Sonda

Sonda

Masurarea adancimii apei

Pentru prevenirea punerii pe uscat la navigatia in ape putin adanci, la pregatirea manevrei de ancorare, la navigatia in apropierea coastei pe timp de vizibilitate redusa si in multe alte situatii, se impune masurarea adancimii apei.

Mijloacele folosite la bord pentru masurarea adancimii apei se numesc sonde. Prezenta sondelor la bord este impusa de catre registrele navale. R.N.R. obliga la existenta la bord a unei sonde simple si a unei sonde ultrason.

Sonda Simpla

Aceasta sonda se compune dintr-o greutate si o saula gradata; adancimea masurandu-se cu ajutorul saulei gradate, orientate pe verticala locului, fiind filata pana cand greutatea atinge fundul marii.

Greutatea este de 3-5 kg, iar saula are o lungime de cca. 50 m. Gradarea saulei sondei este facuta la fiecare metru si, de asemenea, la fiecare 5 si 10 metri. Inainte de gradare, saula se uda si se intinde usor.

In momentul citirii adancimii saula trebuie orientata pe directia verticalei locului. Pe timpul zilei, citirea adancimii se face la nivelul apei iar pe timpul noptii la nivelul copastiei, scazandu-se apoi inaltimea copastiei deasupra apei.

Sondajele cu sonda simpla se executa in bordul de sub vant.

Greutatea sondei are in partea inferioara un orificiu care se umple cu seu, pentru a se lua probe in vederea stabilirii naturii fundului marii (nisip, mal etc.). In cazul in care fundul este stancos sau cu pietre, suprafata seului se deformeaza in contact cu fundul. Natura fundului intereseaza in general la manevra de ancorare, dar si pentru orientarea in determinarea pozitiei navei.

Situatii in care se foloseste sonda ultrason:

- ca mijloc de control a preciziei sondei ultrason;

- pentru luarea de probe de fund la manevra de ancorare;

- pe timpul incarcarii navei in porturi, pentru a putea opri incarcarea la pescajul maxim admis de autoritatea portuara;

- in caz de esuare a navei, cand se executa sondaje in jurul navei care se trec apoi intr-o schita pentru aprecierea situatiei, putandu-se lua apoi decizia in ceea ce priveste manevra de dezesuare.

Sonda ultrason

Principiul masurarii adancimii apei cu sonda ultrason consta in urmatoarele:

- un emitator de ultrasunete instalat pe fundul navei emite periodic impulsuri scurte de unde ultrasonore, sub forma unui fascicul dirijat in jos pe o directie verticala;

- fasciculul de ultrasunete este reflectat de fundul marii si receptionat la bordul navei de un receptor montat si el pe fundul navei. La unele instalatii, emitatorul indeplineste si functia de receptor;

- cunoscand viteza de propagare a ultrasunetelor in apa se poate calcula adancimea apei sub chila, prin masurarea timpului necesar fasciculului de a parcurge distanta nava-fund si inapoi. Viteza medie de propagare a undelor ultrasonore in apa de mare se considera a fi de 1500 m/s.

Scala sondei se gradeaza in metri, brate sau picioare, un dispozitiv special transformand timpul necesar impulsurilor pentru a se intoarce in indicatii de adancime. Pe langa indicarea adancimilor, sonda le poate si inregistra putandu-se obtine astfel profilul fundului marii.

Propagarea ultrasunetelor in apa de mare

Ultrasunetele sunt vibratii sonore ce ies din limita de audibilitate a urechii omului avand o frecventa mai mare de 20000 Hz.

Folosirea undelor sonore in navigatie este impusa de faptul ca acestea se constitue in singura energie oscilatorie care se propaga satisfacator in apa de mare.

Propagarea ultrasunetelor in apa de mare prezinta urmatoarele particularitati:

ultrasunetele se pot propaga sub forma de fascicule dirijate, avand o lungime de unda mica;

datorita propagarii dirijate, energia radiata de emitator este concentrata pe directia de propagare, dandu-i o mare putere de patrundere;

la intalnirea unei suprafete de separare a doua medii, ultrasunetele se reflecta si se refracta ca si undele luminoase;

dau nastere fenomenului de cavitatie, care se manifesta prin aparitia unor bule de aer ce se ridica la suprafata apei.

Ca mediu de propagare, apa marii prezinta urmatoarele proprietati:

energia ultrasunetelor scade odata cu indepartarea acestora de sursa care le produce;

nu este un mediu omogen si face ca propagarea sa fie diferita in diverse puncte ale apei.

viteza de propagare a ultrasunetelor creste cu temperatura, salinitatea si presiunea apei de mare.

in apa de mare impulsurile intalnesc zgomote de reverberatie care le perturba propagarea; aceste zgomote sunt provocate de valuri, nava, etc. Pentru combaterea acestor perturbatii, sonda este construita capabila sa recunoasca semnalul emis.

Sondele ultrason poseda un sistem optic pentru citirea adancimilor, dar si posibilitatea inregistrarii valorilor acestora. RNR obliga navele sa aiba ambele sisteme, atat sistemul optic cat si inregistratorul.

Pentru inregistrare, sondele au o banda de hartie de compozitie speciala care este derulata cu o viteza constanta, pe ea lasand urme o penita speciala numita stil. Linia formata de punctele generate de ecouri se numeste linia ecourilor sau linia fundului. Penita mai lasa la marginea din stanga a hartiei o serie de urme ce se constitue in linia zero.

Cand sonda se foloseste pentru controlul pozitiei navei atunci adancimile trebuie corectate in functie de pescajul navei pentru a putea fi comparate cu cele trecute in harta. Aceasta deoarece sonda masoara adancimea apei sub chila.

Precizia adancimilor masurate cu sonda ultrason trebuie verificata periodic cu ajutorul sondei simple, masurand in zona vibratoarelor simul tan cu masurarea facuta de aceasta.

Pe funduri dure (stanci, pietre), in indicatiile sondei pot aparea ecouri duble sau triple datorita capacitatii mari de reflexie a acestora, in conditiile in care adancimile sunt mici sau medii si amplificarea este excesiva.

Mai exista posibilitatea aparitiei de asa-numite ecouri false datorate bancurilor de pesti, particulelor de nisip, vietatilor marine, plancton, straturi care separa mase de apa de temperaturi sau salinitate mult diferite etc.

Chiar daca pozitia vibratoarelor a fost bine alesa se poate ca in anumite situatii sonda sa fie totusi afectata de fenomenul de aerare a straturilor de apa de sub carena navei (crearea de bule de aer). Situatiile in care acesta poate aparea sunt urmatoarele:

- la tangaj si ruliu mare, pe mare agitata, cand nava este in balast, avand un pescaj mic;

- cand se naviga in balast cu o viteza mare, avand o apupare excesiva;

- la manevra de ancorare, datorita bulelor create la punerea masinii inapoi;

- la shimbari de drum cu unghiuri mari de carma;

- dupa stationari ale navei in zone cu fund malos.

Sonda ultrason poate avea si alte intrebuintari decat masurarea adancimilor. Astfel, la adancimi mici (pana la 100 m), poate folosi pentru identificarea epavelor, iar cele cu fascicul orientabil sunt de un ajutor deosebit pescadoarelor pentru identificarea bancurilor de pesti.

O sonda ultrason folosita la bordul navelor maritime trebuie sa asigure masurarea adancimii pana la 500 m, cu o precizie de +/- 0.5 m pana la 20 m si +/- 3% la adancimi superioare.

Scara adancimilor trebuie sa fie impartita in cel putin doua game 0-100, 100-500 m. Sonda trebuie sa poata avea o functionare continua de cel putin 12 ore fara pericolul supraincalzirii partilor componente.