Acústica Subaquática: Explorando o Sonar e a Comunicação Marinha

O oceano, um reino vasto e frequentemente misterioso, não é um mundo silencioso. O som viaja excecionalmente bem debaixo de água, tornando a acústica uma ferramenta crítica para compreender e interagir com o ambiente marinho. Este guia abrangente mergulha no fascinante mundo da acústica subaquática, focando na tecnologia sonar, na comunicação dos animais marinhos e no impacto do ruído gerado pelo homem. Exploraremos os princípios, as aplicações e os desafios deste campo vital, oferecendo uma perspetiva global sobre a sua importância.

O Que é a Acústica Subaquática?

A acústica subaquática é o estudo da propagação e do comportamento do som no oceano e noutros corpos de água. Abrange uma vasta gama de tópicos, incluindo:

• Propagação do Som: Como as ondas sonoras viajam através da água, afetadas por fatores como temperatura, salinidade e pressão.
• Ruído Ambiente: Os níveis de som de fundo no oceano, originados por fontes naturais (ondas, vida marinha) e atividades humanas.
• Comunicação Acústica: O uso do som por animais marinhos para comunicar, navegar e encontrar alimento.
• Tecnologia Sonar: O desenvolvimento e a aplicação de sistemas de sonar para diversos fins, desde a navegação até ao mapeamento subaquático.
• Impacto da Poluição Sonora: Os efeitos do ruído gerado pelo homem na vida marinha e nos ecossistemas.

Fundamentos da Propagação do Som na Água

Ao contrário do ar, a água é um meio mais denso, permitindo que o som viaje muito mais rápido e mais longe. A velocidade do som na água é de aproximadamente 1500 metros por segundo, em comparação com cerca de 343 metros por segundo no ar. No entanto, a propagação do som também é influenciada por vários fatores:

• Temperatura: Água mais quente geralmente permite que o som viaje mais rápido.
• Salinidade: Maior salinidade também aumenta a velocidade do som.
• Pressão: Aumento da profundidade e da pressão leva a velocidades de som mais rápidas.

Estes fatores criam canais de som – camadas no oceano onde as ondas sonoras podem viajar longas distâncias com perda mínima. O Canal de Som Profundo (canal SOFAR) é um excelente exemplo, permitindo que o som se propague por bacias oceânicas inteiras. Este fenómeno é utilizado, ainda que inadvertidamente, por alguns mamíferos marinhos para comunicação de longa distância.

Tecnologia Sonar: Uma Ferramenta Chave para a Exploração Subaquática

O Sonar (Sound Navigation and Ranging) é uma tecnologia que utiliza ondas sonoras para detetar, localizar e identificar objetos debaixo de água. Funciona emitindo pulsos sonoros e depois analisando os ecos que regressam dos objetos na água. Existem dois tipos principais de sonar:

• Sonar Ativo: Emite pulsos sonoros e escuta os ecos. Usado para navegação, deteção de objetos e mapeamento subaquático.
• Sonar Passivo: Escuta os sons emitidos por outros objetos. Usado para vigilância, monitorização de mamíferos marinhos e estudo do ruído subaquático.

Aplicações do Sonar

A tecnologia sonar tem uma vasta gama de aplicações em vários campos:

• Navegação: Navios e submarinos usam sonar para evitar obstáculos e navegar debaixo de água.
• Pescas: O sonar é usado para localizar cardumes de peixes e estimar o seu tamanho. Esta é uma prática comum a nível global, com impacto nas práticas de pesca sustentável.
• Mapeamento Subaquático: O sonar de varrimento lateral e as ecossondas multifeixe são usados para criar mapas detalhados do fundo do mar, essenciais para a compreensão da geologia oceânica e o mapeamento de habitats. Organizações como a Organização Hidrográfica Internacional (OHI) estão ativamente envolvidas na padronização dos levantamentos batimétricos.
• Arqueologia Marinha: O sonar é usado para localizar e identificar naufrágios e outros artefactos subaquáticos.
• Exploração de Petróleo e Gás: O sonar é usado para mapear o leito marinho e identificar potenciais depósitos de petróleo e gás.
• Defesa: O sonar é uma ferramenta crucial para a guerra naval, usado para detetar e rastrear submarinos e outras ameaças subaquáticas.

Exemplos de Sistemas de Sonar

• Sonar de Varrimento Lateral: Produz imagens do fundo do mar emitindo ondas sonoras para os lados do reboque (towfish).
• Ecossonda Multifeixe: Utiliza múltiplos feixes de som para criar um mapa 3D detalhado do fundo do mar. Amplamente utilizado em navios de investigação e levantamentos.
• Sonar de Abertura Sintética (SAS): Cria imagens de alta resolução do fundo do mar processando dados de múltiplos pings de sonar.

Comunicação Marinha: Uma Sinfonia de Sons Subaquáticos

O oceano é um ambiente acústico vibrante onde os animais marinhos dependem do som para várias funções essenciais:

• Comunicação: Baleias, golfinhos e outros mamíferos marinhos usam vocalizações complexas para comunicar entre si, transmitindo informações sobre acasalamento, interações sociais e ameaças potenciais. As canções das baleias-jubarte, por exemplo, são complexas e variam entre as populações.
• Navegação: Alguns animais marinhos, como golfinhos e baleias com dentes, usam a ecolocalização para navegar e encontrar presas. Eles emitem cliques e depois escutam os ecos para criar uma imagem mental do seu ambiente.
• Encontrar Alimento: Muitos animais marinhos usam o som para localizar presas. Alguns peixes, por exemplo, conseguem detetar os sons produzidos por peixes mais pequenos ou invertebrados.
• Evitar Predadores: Os animais marinhos também podem usar o som para detetar e evitar predadores. Por exemplo, alguns peixes conseguem detetar os sons de tubarões a aproximarem-se.

Exemplos de Comunicação de Animais Marinhos

• Baleias-Jubarte: Conhecidas pelas suas canções complexas e assombrosas, que são usadas para acasalamento e comunicação.
• Golfinhos: Usam uma variedade de cliques, assobios e chamadas pulsadas para comunicar entre si.
• Focas: Usam latidos e outras vocalizações para comunicar em terra e debaixo de água.
• Camarão-Pistola (Snapping Shrimp): Usam bolhas de cavitação criadas pelo fecho rápido das pinças para atordoar presas e comunicar. O seu estalo cria um ruído subaquático significativo.

O Impacto do Ruído Gerado pelo Homem no Ambiente Oceânico

As atividades humanas estão a contribuir cada vez mais para a poluição sonora no oceano. Este ruído pode ter impactos significativos na vida marinha, perturbando a sua comunicação, navegação e comportamentos alimentares. As principais fontes de ruído antropogénico incluem:

• Navegação: Os navios comerciais geram um ruído subaquático significativo, particularmente das suas hélices e motores.
• Sonar: Sistemas de sonar militares e civis podem produzir ondas sonoras de alta intensidade que podem prejudicar os mamíferos marinhos.
• Exploração de Petróleo e Gás: Levantamentos sísmicos, que usam canhões de ar para mapear o leito marinho, geram um ruído intenso que pode viajar longas distâncias.
• Construção: A cravação de estacas e outras atividades de construção também podem gerar um ruído subaquático significativo. A expansão de parques eólicos offshore, embora benéfica do ponto de vista da energia renovável, também contribui para o ruído subaquático durante as fases de construção.

Efeitos na Vida Marinha

Os efeitos da poluição sonora na vida marinha podem ser variados e de longo alcance:

• Danos Auditivos: Ruídos altos podem causar danos auditivos temporários ou permanentes em mamíferos marinhos e peixes.
• Alterações Comportamentais: O ruído pode perturbar o comportamento normal dos animais marinhos, fazendo com que evitem certas áreas, alterem os seus padrões de forrageamento ou experienciem stress.
• Interferência na Comunicação: O ruído pode interferir com a capacidade dos animais marinhos de comunicarem entre si, tornando difícil para eles encontrar parceiros, coordenar a caça ou alertar sobre o perigo.
• Arrojamentos: Em alguns casos, a exposição a ruído intenso tem sido associada a arrojamentos em massa de mamíferos marinhos.

Estratégias de Mitigação

Existem várias estratégias que podem ser usadas para mitigar o impacto do ruído gerado pelo homem no ambiente oceânico:

• Designs de Navios Mais Silenciosos: Desenvolver designs de navios que produzam menos ruído subaquático.
• Velocidades de Navegação Reduzidas: Reduzir as velocidades dos navios pode reduzir significativamente os níveis de ruído.
• Barreiras de Ruído: Usar barreiras de ruído para bloquear ou reduzir a transmissão de ruído de atividades de construção.
• Áreas Marinhas Protegidas: Estabelecer áreas marinhas protegidas onde as atividades ruidosas são restringidas.
• Monitorização e Regulamentação: Monitorizar os níveis de ruído subaquático e regulamentar as atividades ruidosas para minimizar o seu impacto na vida marinha. Organizações como a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA) nos Estados Unidos e órgãos semelhantes noutros países estão ativamente envolvidas na investigação e regulamentação do ruído subaquático.

Investigação Atual e Direções Futuras

A acústica subaquática é um campo em rápida evolução com investigação e desenvolvimento contínuos em várias áreas:

• Tecnologia Sonar Avançada: Desenvolver sistemas de sonar mais avançados com desempenho melhorado e impacto ambiental reduzido.
• Redes de Monitorização Acústica: Estabelecer redes de hidrofones para monitorizar os níveis de ruído subaquático e a atividade dos animais marinhos.
• Deteção e Mitigação de Mamíferos Marinhos: Desenvolver tecnologias para detetar mamíferos marinhos e mitigar o impacto do ruído nas suas populações. A Monitorização Acústica Passiva (PAM) é uma tecnologia chave aqui.
• Compreender o Ruído Ambiente do Oceano: Realizar investigações para compreender melhor as fontes e características do ruído ambiente do oceano.
• Bioacústica: Estudar o comportamento acústico dos animais marinhos para compreender melhor as suas estratégias de comunicação, navegação e alimentação.

O Papel da Colaboração Internacional

Enfrentar os desafios da acústica subaquática requer colaboração internacional. Organizações como a Organização Marítima Internacional (OMI) e o Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) desempenham um papel crucial no estabelecimento de padrões e na promoção de melhores práticas para a gestão do ruído subaquático. Projetos de investigação colaborativos envolvendo cientistas de diferentes países são essenciais para compreender o impacto global das atividades humanas no ambiente marinho.

Conclusão

A acústica subaquática é um campo crítico para a compreensão e gestão do ambiente marinho. Da tecnologia sonar à comunicação dos animais marinhos, o som desempenha um papel vital no oceano. Ao compreender os princípios da acústica subaquática e o impacto do ruído gerado pelo homem, podemos trabalhar para proteger a vida marinha e garantir o uso sustentável dos nossos oceanos. A investigação contínua, os avanços tecnológicos e a cooperação internacional são essenciais para enfrentar os desafios e as oportunidades neste campo emocionante e importante.

Esta exploração da acústica subaquática esperamos que tenha lançado luz sobre as complexidades e a importância deste campo. Desde o desenvolvimento de sistemas de sonar sofisticados até às intrincadas estratégias de comunicação dos animais marinhos, o mundo subaquático é um ambiente acústico vibrante que merece a nossa atenção e proteção.

Perspetivas Acionáveis:

• Apoiar a investigação: Contribuir ou apoiar organizações envolvidas na investigação em acústica subaquática e conservação marinha.
• Promover a consciencialização: Educar outros sobre a importância de reduzir a poluição sonora subaquática.
• Defender políticas: Apoiar políticas que promovam práticas de navegação mais silenciosas e regulem atividades ruidosas no oceano.
• Considerar escolhas de marisco sustentáveis: Apoiar pescas que utilizem práticas de pesca responsáveis que minimizem o impacto nos ecossistemas marinhos.