Nuestro proyecto trata de verificar si existe una capa en la atmósfera similar a la capa SOFAR submarina, en la que los infrasonidos se propagan a grandes distancias sin sufrir una atenuación significativa. Esto es debido a que por las condiciones de salinidad, temperatura y presión, dicha capa se comporta como una guía de onda.
Para verificar si existe una capa SOFAR atmosférica, se plantean dos experimentos:
- Experimento no 1: medida de la velocidad de propagación del sonido en el aire. En la capa SOFAR submarina se produce un descenso de la velocidad hasta los 700 metros de profundidad, donde vuelve a crecer. Se trata de realizar medidas a diferentes alturas para comprobar cómo evoluciona la velocidad del sonido y si encontramos un mínimo en alturas
cercanas a la tropopausa, donde algunos estudios sugieren que puede darse un fenómeno de propagación similar al de la capa SOFAR submarina. - Experimento no 2: registro de ultrasonidos provenientes de fuentes lejanas. En alturas próximas a una hipotética capa SOFAR atmosférica, las fuentes de infrasonidos que pretendemos escuchar son las aeronaves.
- Además habrá un tercer experimento en el que se reproducirá el himno de nuestra región (“Asturias, Patria Querida”) en la estratosfera para comprobar si existen variaciones en las cualidades del sonido.
- INICIO DEL PROYECTO Y DIFUSIÓN
No todos los alumnos y alumnas que forman parte del proyecto poseen conocimientos de programación y manejo de tarjetas controladoras, por lo que ha sido necesario realizar un aprendizaje previo de los fundamentos de la programación y un repaso de conceptos básicos de electricidad y electrónica.
Los miembros del grupo adquieren además distintos roles, dividiéndose en diferentes “departamentos”. Se trata de que tengan una experiencia de trabajo lo más cercana posible al que desarrollarían dentro de una empresa tecnológica. Así, se constituye un departamento de compras, otro de informática y otro de marketing, nombrando a los responsables de cada uno de ellos.
Paralelamente, se hace una difusión del proyecto a toda la comunidad educativa, con distintas
actuaciones:
1) En el Centro se habilitaron paneles informativos sobre el proyecto.
2) Se ha expuesto el proyecto en la I Feria de Ciencia e Innovación del Principado de Asturias, celebrada en Laboral Centro de Arte el pasado 17/11/2022.
3) LA RTPA (Televisión Autonómica del Principado de Asturias) realizó un reportaje en nuestro Centro el 01/12/2022 que se emitió en el Informativo del mediodía.
4) En la cuenta de Instagram del departamento de tecnología del Centro (@robot.nava) se actualiza información de forma periódica sobre el estado del proyecto.
- BÚSQUEDA DE PATROCINADORES Y ADQUISICIÓN DE LOS COMPONENTES
Para poder costear la adquisición de los componentes se han buscado patrocinadores. Hasta el momento, se ha conseguido la colaboración de los Ayuntamientos de Nava, Cabranes y Bimenes, las 3 localidades de las que proviene el alumnado de nuestro Centro.
Para la adquisición de los componentes, el alumnado del departamento de compras ha realizado una labor de investigación en la Red para elegir aquellos que sean más adecuados a las condiciones de trabajo a las que se verán sometidos durante la misión.
- MEDIDA DE LA VELOCIDAD DEL SONIDO
Durante la misión, mediremos la velocidad de propagación del sonido para observar si existen variaciones durante el ascenso o el
descenso, similares a las que se producen en la capa SOFAR submarina (ver figura).
Dado que en nuestro planeta la velocidad de propagación no depende de la frecuencia, hemos decidido no medir directamente la velocidad de propagación de los infrasonidos, sino que mediremos la de los ultrasonidos, pues existen sensores económicos que permiten realizar esta medida compatibles con Arduino.
En el taller de tecnología hemos preparado un experimento para comprobar la viabilidad de los componentes.
La primera prueba que hemos realizado es de viabilidad del propio sensor (HC-SR04). Para ello se realiza un primer programa que mide la distancia a un obstáculo. Esta medida se realiza midiendo el tiempo de propagación de un pulso utilizando como dato una velocidad de propagación del sonido de 340 m/s. La medida obtenida se compara con la medida real.
Se prueban distancias desde 5 mm a 200 mm y se observa que para grandes distancias el error cometido es prácticamente nulo, pero para distancias inferiores a los 50 mm el error es significativo. Continuaremos realizando pruebas, ya que el espacio del que disponemos dentro del contenedor será limitado.
Conocidas estas limitaciones, pasamos a realizar el experimento inverso: partiendo de una distancia conocida y midiendo el tiempo de propagación, calcular la velocidad de propagación del sonido y compararla con el valor real. Para calcular un valor más preciso, se ha incluido un sensor de temperatura, teniendo en cuenta que sobre el valor teórico, la velocidad de propagación se incrementa con la temperatura a razón de 0.6 m/soC. Con ello, se obtienen resultados válidos con pequeños márgenes de error.
- SIGUIENTES PASOS
Los siguientes pasos que estamos desarrollando son los siguientes:
- Evaluación del sensor de ultrasonidos a distancias inferiores a los 50 mm, considerando
factores como el material del que está hecho el obstáculo, la inclinación o el cono de apertura
del sensor. - Pruebas con otras temperaturas distintas a la temperatura ambiente.
- Decisión sobre la forma de escuchar los infrasonidos. Se barajan dos opciones: la grabación
utilizando un micrófono o el uso de la aplicación RedVox instalando un smartphone reutilizado
a bordo de la sonda. La primera opción es más cara, pero implica menor peso. La segunda es
más económica y más interesante porque podemos grabar datos en el dominio de la
frecuencia, pero incrementará el peso de nuestra sonda. - Diseño del sistema de reproducción y grabación del himno de Asturias.
- Programación de la grabación de datos en memoria en fichero CSV para un análisis posterior.
- Programación de la telemetría con LoRa.
- Evaluación del contenedor. En principio tenemos previsto utilizar el mismo contenedor del
curso pasado, aunque debemos evaluar si nos ofrece el volumen necesario para trabajar. - Evaluación de la batería. En principio partiremos de la experiencia del curso pasado y
reutilizaremos la misma batería.