Estudio de la calibración de sensores acústicos por el método de reciprocidad para diferentes geometrías. Aplicación a la evolución temporal de la sensibilidad de los hidrófonos en instalaciones in situ

Abstract

[ES] Este proyecto consiste en un estudio comparativo de los dos principales métodos empleados para calibrar transductores acústicos: el método de comparación directa y el método de reciprocidad.

El método de comparación directa presenta la desventaja de requerir que al menos uno de los dos transductores utilizados esté previamente calibrado. Sin embargo, cuenta con la ventaja de necesitar menor equipamiento y de que la toma de medidas sea más sencilla.

Por otro lado, el método de reciprocidad requiere el uso de tres transductores, pero ofrece la ventaja de permitir realizar calibraciones sin disponer de transductores de referencia. En las calibraciones habituales de laboratorio, los transductores se sitúan enfrentados entre sí al aplicar el método de comparación directa, y en los vértices de un triángulo equilátero al aplicar el método de reciprocidad.

No obstante, en determinadas instalaciones, como los telescopios submarinos de neutrinos ANTARES o KM3NeT, situados a gran profundidad bajo el mar, la difícil accesibilidad impide colocar los transductores en la geometría de un triángulo equilátero. El método de reciprocidad también permite trabajar con geometrías asimétricas, lo que, junto con la ventaja de no requerir transductores de referencia, convierte a este método en el más adecuado para realizar calibraciones in situ en instalaciones o redes de sensores submarinos.

[EN] This project presents a comparative study of the two main methods used to calibrate acoustic transducers: the comparison method and the reciprocity method.

The comparison method has the advantage of being simpler to implement, as the measurement procedure is straightforward. Its main disadvantage is that at least one of the two transducers used must be previously calibrated.

In contrast, the reciprocity method requires three transducers, but offers the advantage of allowing calibration without the need for any pre-calibrated reference transducer. Typically, laboratory calibrations are carried out by placing the transducers facing each other when applying the comparison method, or arranged in an equilateral triangle geometry when applying the reciprocity method.

However, in certain sensor installations, such as submarine acoustic detector networks like ANTARES or KM3NeT, located deep under the sea, it is not feasible to arrange the transducers in a traditional symmetric geometry. The reciprocity method enables operation with asymmetric geometries and does not require reference transducers, making it the most suitable method for in situ calibration of transducers in sensor networks or underwater installations.