Resumen
Contexto.
En los últimos años los telescopios submarinos de neutrinos han cobrado una mayor importancia ya que consisten en un nuevo y único instrumento para observar el Universo. Los neutrinos son partículas sin carga e interactúan muy débilmente con la materia que les rodean, pueden escaparse fácilmente de la fuente que los ha producidos y llegar a La Tierra sin ser desviada por los campo magnético y sin interactuar con otras partículas. Esto implica que los neutrinos pueden traer informaciones astrofísicas que otros mensajeros no pueden aportar y abrir una potencial ventana hacia el Universo.  Por otro lado, su baja interacción con la materia impone la necesidad de construir un detector de grandes dimensiones del orden de 1 km3 utilizando volumen de agua o hielo y con muchos sensores ópticos para detectar esta interacción de neutrino de alta energía. Un método para detectar neutrinos es a través de la luz Cherenkov emitida por el muon generado después de una interacción de neutrino. Esta partícula, al atravesar el detector con una velocidad superior a la luz en el medio, genera una débil luz azulada llamada radiación de Cherenkov que es detectada por una red de sensores ópticos (fotomultiplicadores). El tiempo de llegada de la luz a los fotomultiplicadores puede ser utilizado para reconstruir la traza del muon y consecuentemente del neutrino que lo ha producido. La precisión en la reconstrucción de la traza del muon depende de la precisión en la medida del tiempo de llegada de la luz y en la precisión en de la posición de los sensores ópticos en el detector. Por esta razón, en telescopios submarinos es necesario un sistema de posicionamiento acústico (APS) capaz de monitorizar el movimiento de los sensores ópticos con una precisión de ~10 cm (prácticamente la longitud del diámetro del fotomultiplicador). Los estudios realizados están enmarcados dentro de las actividades de calibración de posicionamiento acústico en dos colaboraciones europeas para el diseño, construcción y operación de telescopios submarinos de neutrinos en el Mediterráneo: ANTARES (en fase de operación) y KM3NeT (en fase de preparación para la construcción).

Síntesis.
En esta tesis se presentan los trabajos y resultados para el diseño, desarrollo, test y caracterización de un prototipo de transceptor acústico para ser utilizado en el APS del futuro telescopio de neutrinos KM3NeT.  

Objetivos.
Los objetivos de este trabajo pueden resumirse en los siguientes aspectos:
-	Diseño del transceptor acústico para el APS de KM3NeT. 
-	Desarrollo del prototipo de transceptor acústico.
-	Caracterización del transceptor en el laboratorio y en el mar.
-	Adaptación del prototipo para su integración en ANTARES y NEMO sites para su validación in situ. 

Elementos de la metodología a destacar.
Cabe destacar aquí que el trabajo se ha desarrollado en el marco del consorcio internacional KM3NeT, financiado con fondos europeos y nacionales. Por su contexto y el carácter de las actividades realizadas ha sido necesaria la formación en distintos campos: telescopios de neutrinos y astropartículas, pero también en otras áreas como la acústica submarina y los transductores. Además, se ha desarrollado diversas capacidades y destrezas en diversos ámbitos: en instrumentación, en diseño y caracterización de sistemas acústicos en agua, en análisis de datos, etc.
Más concretamente, para el diseño del transceptor se ha elegido el transductor acústico con mejores prestaciones para la aplicación propuesta y se ha diseñado la electrónica. También se ha realizado diferentes configuraciones de medidas para testear y validar el prototipo, se han analizado las diferentes medidas y se ha obtenido los resultados y conclusiones. Finalmente, se ha realizado las labores para su integración en telescopios de neutrinos submarinos. 


Resultados logrados.
Se ha realizado el estudio, desarrollo y test de un prototipo de transceptor para el APS de KM3NeT propuesto. El prototipo es constituido por un transductor de tipo Free Flooded Ring FFRSX30 con rango de trabajo desde 20 kHz hasta 40 kHz y una tarjeta electrónica llamada SEB (Sound Emission Board) capaz de controlar la emisión y recepción de diferentes señales. En primer lugar, se  ha caracterizado los transductores con el fin de estudiar su sensibilidad y su dependencia a elevada presión (hasta 440 bar). En segundo lugar se ha testeado y caracterizado el sistema entero (FFRSX30 más SEB) en diferentes condiciones ambientales (tanque, piscina y puerto de Gandia) con el objetivo de integrarlo en los detectores de neutrinos ANTARES, NEMO y KM3NeT. Cabe destacar que los transductores propuestos presentan buenas características para su aplicación en el APS del detector KM3NeT e incluso se podrían utilizar como receptores, aunque se tendrían que considerar sus dependencias en sensibilidad para diferentes frecuencias y ángulos. Tienen un ruido intrínseco muy bajo ~ -120 dB re V2/Hz (~ = Sea State 1) y son bastantes estables al variar de la presión, es decir, con la profundidad. Por simplicidad y debido a las limitaciones por su integración en los detectores, se ha decidido de utilizar el sistema solo como emisor y la funcionalidad como receptor será testeada sucesivamente en otras configuraciones. Los cambios aportados por la integración en los diferentes detectores destacan que el sistema es muy versátil y capaz de adaptarse a las diferentes condiciones. El sistema tiene baja potencia de consumo y es capaz de obtener una potencia de trasmisión mayor que  170 dB re 1µPa @ 1 m que combinado con técnicas de procesado de señal permitiría llegar a las largas distancias implicadas en los telescopios de neutrinos. 
En conclusión, el sistema se ha integrado positivamente en los telescopios de neutrinos ANTARES y NEMO y, tras su validación in situ, será implementado en la configuración final del detector KM3NeT. Además, se remarca que el sistema propuesto es compatible con las diferentes opciones para hidrófonos propuestos para KM3NeT y es versátil, con lo que puede ser utilizado también en el estudio de la detección de neutrinos o estudios de monitorización acústica en el mar. Asimismo, el sistema (con algunas  modificaciones) puede ser utilizado en otros sistemas de posicionamiento acústico o sistemas de emisión-recepción, autónomos o combinado con otros sistemas marinos, y en donde la localización de los sensores es clave. En este sentido, la experiencia ganada a través de esta investigación puede ser de gran valía para otras posibles aplicaciones.  

Agradecimientos.
Este trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (Gobierno de España), proyectos referencia FPA2009-13983-C02-02, ACI2009-1067; y el 6º y 7º Programa Marco Europeo, Contract no. DS 011937 y Grant no. 212525, respectivamente.