Βυθόμετρα: Ψαρεύοντας με τον ήχο
Το βυθόµετρο τοποθετήθηκε πάνω στην κονσόλα του σκάφους και ξανοιχτήκαµε στο πέλαγος, γεµάτοι ενθουσιασµό για την πρώτη δοκιµή. Τα χρώµατα και τα σχήµατα µεταβάλλονται αρµονικά στην οθόνη µας παρέα µε την ένδειξη βάθους και περιµένουµε µε αγωνία να εµφανιστούν οι στόχοι, οι οποίοι θα προειδοποιήσουν για την ύπαρξη θηραµάτων.
Πώς όµως µπορεί ένα πλαστικό κουτί µε µια οθόνη και αντιλαµβάνεται τι συµβαίνει δεκάδες µέτρα κάτω από τα πόδια µας; Σκοπός αυτής της στήλης δεν είναι να εξηγήσει την λειτουργία των συσκευών sonar µε τεχνικές ορολογίες και µαθήµατα φυσικής θεωρίας, γιατί δε θέλει να καταστεί κουραστική και δυσνόητη, µιας και απευθύνεται σε απλούς ψαράδες, ανθρώπους που επιστρατεύουν την τεχνολογία για να κάνουν το ψάρεµά τους ευκολότερο και πιο αποδοτικό.
Εξάλλου, το ζητούµενο είναι να περιγράψουµε µε απλούς, καθηµερινούς όρους και παραδείγµατα τη λειτουργία των βυθοµέτρων και να την απλοποιήσουµε όσο γίνεται, µε στόχο ακόµα και ο πιο αρχάριος ή ο µεγαλύτερος σε ηλικία ψαράς, να µπει οµαλά και µε αξιώσεις στο µαγικό κόσµο τους. Οι συσκευές fishfinder χωρίζονται σε τρία λειτουργικά τµήµατα:
1. Την τάση τροφοδοσίας της συσκευής,
2. Την κεντρική µονάδα, και τέλος,
3. Tο µορφοτροπέα ή αισθητήρα ή «µάτι», όπως συνηθίζουµε να το λέµε στην ψαράδικη καθοµιλουµένη.
Ο αισθητήρας εκπέµπει έναν ηχητικό παλµό, ο οποίος προσκρούει στον πυθµένα και τους στόχους που βρίσκονται ανάµεσα σε αυτόν και το σκάφος µας, επιστρέφει στο δέκτη και «µεταφράζεται» την οθόνη του fishfinder σαν εικόνα, µε πληροφορίες για τη σύσταση του βυθού, τη θέση και τα µεγέθη των στόχων, τα ρέµατα κ.ά.
Ας δούµε όµως τι ακριβώς σηµαίνει ο καθένας από τους παραπάνω όρους και ποιες λειτουργίες-ιδιότητες του τρίτου τµήµατος του βυθοµέτρου περιγράφει, καθώς αυτό το τµήµα είναι καθοριστικό για την εικόνα που θα εµφανιστεί στην οθόνη (τι δηλαδή θα δούµε και πως θα το δούµε). Η λέξη «µορφοτροπέας» είναι ένας τεχνικός όρος και δηλώνει εξάρτηµα παραγωγής και λήψης ήχων, όπως είναι πχ. τα γεόφωνα, τα µικρόφωνα, τα ακουστικά ή οι κεφαλές πικ-απ κτλ. Θα διαφωνήσω µε τη λέξη «µάτι», γιατί το βυθόµετρο δε βλέπει αλλά ακούει. Ακούει τον ήχο που το ίδιο έχει εκπέµψει και αντιλαµβάνεται την επιστροφή του µετά από ανακλάσεις σε ψάρια, αντικείµενα ή το βυθό.
Για να γίνω πιο κατανοητός, όλοι γνωρίζετε τι συµβαίνει αν κάποιος φωνάξει δυνατά σε µια χαράδρα. Αµέσως µετά, θα ακουστεί η επανάληψη της φωνής του αρκετές φορές και αυτό συµβαίνει γιατί το ηχητικό κύµα έχει προσκρούσει πάνω σε επιφάνειες (στην προκειµένη περίπτωση στους βράχους) και ανακλάται, επιστρέφοντας σε αυτόν. Πάνω σε αυτό το φυσικό φαινόµενο της επιστροφής του ήχου, βασίζεται και η λειτουργία του βυθοµέτρου και χάρη σε αυτό το φυσικό νόµο, εµείς µπορούµε να ανιχνεύουµε στόχους.
Έτσι, η περιγραφή «αισθητήρας» µοιάζει να είναι η περισσότερο δόκιµη και πιστεύω ότι ταιριάζει πιο πολύ σε αυτό το εξάρτηµα, το οποίο «αισθάνεται» µεταβολές και επιστροφές από ανακλάσεις και τις εµφανίζει στην οθόνη, αφού φυσικά υποστούν την κατάλληλη επεξεργασία. Ας τα πάρουµε όµως από την αρχή. Σε κάθε βυθόµετρο υπάρχει µια γεννήτρια σήµατος µε ορισµένη συχνότητα. Η συχνότητα του ηλεκτρικού παλµού αποτελεί επιλογή µας και µπορεί να είναι 50 ή 200 KHz.
H επιλογή δε γίνεται τυχαία αλλά βάσει κάποιων κριτηρίων, όπως πχ. το βάθος που θέλουµε να ανιχνεύσουµε. Ο παλµός θα φτάσει στον αισθητήρα µέσω του καλωδίου και εκεί θα µετατραπεί από τον κρύσταλλο σε ηχητικό σήµα, το οποίο θα διαχυθεί στο νερό. Εδώ συµβαίνει κάτι που είναι αδύνατο να επιτευχθεί χωρίς το βυθόµετρο. Όλα τα υλικά, βράχοι, ποσειδωνία, βούρκος, άµµος, αναλόγως µε τη µοριακή τους δοµή (µε απλή γλώσσα πόσο σκληρά ή µαλακά είναι), όταν προσκρούσει πάνω τους ένα ηχητικό κύµα, απορροφούν µέρος του και το υπόλοιπο γυρίζει πίσω, επιστρέφει δηλαδή.
Αυτήν την επιστροφή θα αναλάβει ο αισθητήρας να τη µετατρέψει σε ηλεκτρικό παλµό και θα τη στείλει µέσω του καλωδίου στον επεξεργαστή. Ο επεξεργαστής θα µετατρέψει τον ηλεκτρικό παλµό σε εικόνα, από την οποία θα αντλήσουµε τις πληροφορίες µας. Αυτός είναι σε γενικές γραµµές, ο τρόπος λειτουργίας µιας ηχοβολιστικής συσκευής.
Το επιστρεφόµενο σήµα περιέχει πληροφορίες για την θέση και τη σκληρότητα των στόχων (αποδίδεται στην οθόνη µε διάφορες αποχρώσεις). Στην εικόνα βλέπουµε το κουφάρι ενός γερµανικού βοµβαρδιστικού, στο οποίο έχουν µπλεχτεί δίχτυα. Στην µεγέθυνση φαίνεται ο όγκος των διχτυών, µε χρώµατα «µαλακότερα» από το σιδερένιο αποµεινάρι του πολέµου.
Φυσικά, στα σύγχρονα βυθόµετρα τα πράγµατα είναι πολύ πιο περίπλοκα, καθώς υπάρχουν πολλαπλές λειτουργίες και δυνατότητες. Η αρχή όµως παραµένει πάντα η ίδια, για αυτό και η τεχνολογία που χρησιµοποιούν όλες αυτές οι συσκευές ονοµάζεται SO.NA.R, δηλαδή SOunding NAvigation Ranging, η οποία σε ελεύθερη µετάφραση σηµαίνει σύστηµα Ανίχνευσης µέσω Κατευθυνόµενου Ηχοβολισµού.
Έτσι, ο αισθητήρας εκπέµπει και µετά ακούει τις επιστροφές. Ο ήχος, όπως προείπαµε, δεν εκπέµπεται παντού, αλλά είναι κατευθυνόµενος σε συγκεκριµένο πεδίο, µε συγκεκριµένες µοίρες (άνοιγµα κώνου). Στην πραγµατικότητα η εκποµπή του σήµατος και η επιστροφή του γίνονται σε πολύ µικρό χρονικό διάστηµα. Άρα θα µπορούσαµε να υποθέσουµε ότι πχ. ένας βουρκώδης πυθµένας, θα ήταν δυνατό -λόγω της σύστασής του- να απορροφήσει ένα 80% του κύµατος που εκπέµφθηκε, µιας και το κύµα θα εισχωρούσε εύκολα και θα εγκλωβιζόταν µέσα του. Έτσι, θα επέστρεφε το 20% και θα είχαµε µια αδύνατη επιστροφή, δηλαδή ένα µαλακό πυθµένα ο οποίος θα εµφανιζόταν στο βυθόµετρο µε το ανάλογο χρώµα.
Στον αντίποδα τώρα, ένας βραχώδης βυθός θα µπορούσε να απορροφήσει µόνο ένα 20% της ισχύος του αρχικά εκπεµπόµενου σήµατος -ποσοστό αρκετά µικρό δηλαδή-, και η επιστροφή θα ήταν το 80% του αρχικού σήµατος, µια δυνατή επιστροφή που θα φανέρωνε σκληρό πυθµένα. Τα παραπάνω ποσοστά είναι ενδεικτικά και χρησιµοποιούνται µόνο ως παράδειγµα, ώστε να γίνει κατανοητή η επιστροφή σήµατος. Συνεπώς, είναι φανερό ότι το επιστρεφόµενο σήµα είναι αυτό που περιέχει την πληροφορία και αυτήν αξιοποιεί το βυθόµετρο. Όµως, υπάρχουν και µια σειρά παράγοντες οι οποίοι επηρεάζουν τις επιστροφές.
Μαθαίνοντας την λειτουργία του βυθοµέτρου, θα µπορέσουµε να αποκωδικοποιήσουµε σχήµατα και χρώµατα. Στην εικόνα βλέπουµε ένα όγκο ο όποιος αντιστοιχεί σε µικρό φορτηγό πλοίο, βυθισµένο από το 2o παγκόσµιο πόλεµο. Τα σχήµατα που διακρίνονται αριστερά του, είναι δυο µεγάλα µαγιάτικα.
Οι κυριότεροι είναι οι ακόλουθοι:
•ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ: Όπως θα θυµόµαστε όλοι από το µάθηµα τις φυσικής, το θερµότερο νερό διαστέλλεται και το ψυχρότερο συστέλλεται. Αυτό το φαινόµενο µας δίνει επιπλέον επιστροφές και έτσι εµφανίζονται θερµά και ψυχρά ρέµατα στην οθόνη µας .
•ΑΛΑΤΟΤΗΤΑ: Οι πολύ περιεκτικές σε αλάτι θάλασσες, όπως είναι η Μεσόγειος, καθιστούν δυσκολότερη την µετάδοση των ηχητικών κυµάτων σε σχέση µε τα υφάλµυρα (εκβολές ποταµών και λιµνοθάλασσες) ή γλυκά νερά (ποτάµια και λίµνες). Χαρακτηριστικό παράδειγµα ότι η ταχύτητα µετάδοσης του ηχητικού κύµατος σε αλµυρό νερό είναι 1470 µέτρα το δευτερόλεπτο, ενώ στο υφάλµυρο 1510 µέτρα το δευτερόλεπτο.
•ΒΑΘΟΣ: Το πόσο βαθιά ή ρηχά ψαρεύουµε θα επηρεάσει το ηχητικό σήµα, µιας και οι αποστάσεις αισθητήρας-πυθµένας/στόχοι-αισθητήρας, µεγαλώνουν ή µικραίνουν ανάλογα. Το ηχητικό σήµα –επιστροφή από ένα βράχο θα γυρίσει από βαθύτερα σχετικά εξασθενηµένο και έτσι οι και οι ενδείξεις στην οθόνη του βυθοµέτρου θα είναι χρωµατικά «αδύναµες». Σε αυτήν την περίπτωση θα παίξει καθοριστικό ρόλο η ισχύς του βυθοµέτρου µας αλλά και του αισθητήρα του. Επίσης, η εµπειρία µας στο χειρισµό της συσκευής µπορεί να βοηθήσει σηµαντικά στην απολαβή ξεκάθαρων εικόνων, ακόµα και σε µεγάλα βάθη.
•ΘΕΣΗ: Η εικόνα που θα λάβουµε έχει άµεση σχέση µε τη θέση του στόχου ως προς το σκάφος και τη θέση του µέσα στον κώνο σήµατος του αισθητήρα. Το ηχητικό κύµα ενεργεί ανάλογα µε µια δέσµη φωτός η οποία προσκρούει πάνω σε ένα καθρέπτη (ανακλάται και µέρος του φεύγει µακριά) ή συµπεριφέρεται παρόµοια µε ένα µπαλάκι του τένις (χτυπά στο έδαφος µε µικρή γωνία και πάει προς την αντίθετη κατεύθυνση από αυτή του χεριού µας). Οι επιστροφές που παίρνουµε στην άκρη του κώνου, είναι λιγότερες σε σύγκριση µε αυτές στο κέντρο του. Μόνο µαθαίνοντας και κατανοώντας την λειτουργία του βυθοµέτρου -τι συµβαίνει δηλαδή στην πράξη για να παρουσιάσει η οθόνη µας ένα αντίγραφο του πυθµένα-, θα µπορέσουµε να καταλάβουµε και να αποκωδικοποιήσουµε τα χρώµατα και τα σχήµατα στην οθόνη, µε σκοπό να αντλήσουµε πληροφορίες. Μην ξεχνάτε όµως, ότι το βυθόµετρο αποδίδει στην οθόνη του ένα κόσµο τριών διαστάσεων (µήκος – πλάτος- ύψος ) σε δύο µόνο διαστάσεις (ύψος- µήκος).
