Come funziona LRAD?

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Come funziona LRAD?
Come funziona LRAD?

Nel novembre 2005, la nave da crociera Seabourn Spirit  fu attaccata dai pirati al largo della costa della Somalia  con mitragliatrici e granate con propulsione a razzo, la nave da crociera, invece, aveva un dispositivo acustico a lungo raggio:  LRAD.

Le notizie divulgate in rete e in tv hanno descritto il LRAD come un’arma sonora che ha sparato un raggio sonoro contro i pirati e li ha allontanati.

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Livelli di rumore

Più un suono è forte, più muove le strutture nell’orecchio. Più alto è il suo tono, più velocemente li muove. I rumori forti o acuti possono superare la soglia del dolore o il punto in cui un suono è doloroso.

Ecco come alcuni suoni di tutti i giorni che si confrontano con il LRAD:

  • Conversazione normale: 60 dB;
  • Tagliaerba: 90 dB;
  • Soglia del dolore: 130 dB, a seconda della tolleranza della persona;
  • LRAD volume continuo massimo: 162dB.

Non importa cosa lo crei, il suono è sempre fatto di onde

Queste onde si muovono attraverso la materia, come l’aria, l’acqua o il suolo, interagendo con la materia (e in alcuni casi tra loro) mentre procedono. Le onde sonore possono attraversarsi senza troppe distorsioni o cambiamenti. 

Ad esempio, onde sonore identiche che sono fuori fase (le loro compressioni e rarefazioni sono invertite) possono annullarsi a vicenda. D’altra parte, onde identiche che sono in fase combinano le loro compressioni e rarefazioni, raddoppiando la loro ampiezza.

Quando le onde sonore viaggiano, si diffondono in tutte le direzioni in un fronte d’onda curvo. Più si allontanano dalla sorgente, più si diffondono e più il suono diventa silenzioso.

Ma le onde ad alta frequenza non si diffondono tanto quanto le onde a bassa frequenza. Inoltre, le onde con lunghezze d’onda lunghe generalmente viaggiano più lontano di quelle con lunghezze d’onda corte.

Come funziona l’unità LRAD

Il compito del LRAD è produrre suoni, molti suoni. Produce un suono molto forte che è udibile su distanze relativamente lunghe. Ma non si limita a produrre un rumore doloroso da usare come arma. Può anche amplificare voci o registrazioni a un livello forte e chiaro ma non doloroso o debilitante.

Invece di usare un grande dispositivo mobile per produrre tutto questo suono, l’LRAD ne usa molti piccoli. Un altoparlante di solito usa un diaframma che si muove rapidamente per produrre il suono. L’LRAD utilizza una serie di trasduttori piezoelettrici.

  • Un trasduttore è semplicemente un dispositivo che trasforma un tipo di energia in un altro tipo di energia. In questo caso, trasforma gli impulsi elettrici in suono.

Un materiale piezoelettrico è una sostanza permanentemente polarizzata elettricamente: ha un lato caricato positivamente e un lato caricato negativamente. Se applichi pressione a un materiale piezoelettrico, crea un impulso elettrico.  Utilizzando la corrente elettrica da una batteria, un generatore o un’altra fonte, l’LRAD applica la carica elettrica a molti trasduttori piezoelettrici. I trasduttori cambiano rapidamente forma e creano onde sonore.

  • L’applicazione di una carica a un materiale piezoelettrico ne fa cambiare forma

Tutti questi trasduttori sono fissati a una superficie di montaggio. Sono sfalsati per consentire a più di loro di adattarsi a uno spazio più piccolo. Ciò aiuta l’LRAD a creare suoni molto forti: onde identiche emergono dai trasduttori e le loro ampiezze si combinano per creare suoni più forti.

LRAD e suono direzionale

Le persone dietro o accanto a LRAD sentono il suono e, sebbene non è come essere davanti al dispositivo, anche al di fuori del suo raggio, il suono di LRAD può essere talmente forte che gli operatori e il personale nelle vicinanze spesso indossano protezioni per le orecchie.

L’LRAD utilizza la fase delle onde sonore, le dimensioni del dispositivo e le proprietà dell’aria per creare un suono più direzionale:

I trasduttori esterni non sono completamente in fase con i trasduttori interni. Le onde sonore interagiscono tra loro, annullando alcune delle onde più esterne e rendendo il suono meno udibile al di fuori del “raggio”.

Il diametro del dispositivo è maggiore della maggior parte delle lunghezze d’onda che produce. Ciò consente al dispositivo di creare un fronte d’onda più piatto che arrotondato, impedendo al suono di disperdersi.

L’aria interferisce con le onde sonore mentre la attraversano. Poiché le onde sonore del LRAD interagiscono con l’aria, creano frequenze aggiuntive all’interno dell’onda. Tali onde sono indicate come generate parametricamente e molti oratori cercano di prevenirle. Il LRAD li usa per creare una gamma più ampia di toni e per aggiungere volume.

Il risultato è essenzialmente un altoparlante che può ricevere input da un microfono, un dispositivo di registrazione o anche un dispositivo di traduzione Phraselator.

Può quindi amplificare tale input, consentendo alle forze dell’ordine, alla sicurezza e al personale militare di dare istruzioni e avvertimenti o di sgomberare gli edifici e disperdere la folla. Se quelle istruzioni verbali non producono un risultato, il LRAD può produrre un forte tono di avvertimento che si avvicina o supera la soglia del dolore.

Quando viene utilizzato per causare dolore o disorientamento, il LRAD è un’arma non letale.

Specifiche di base per LRAD 2000x:

  • Portata: 8.900 metri (discorso);
  • Larghezza del fascio: +/-15° @ 1,0 kHz/-3dB;
  • Uscita massima: 162dB SPL a 1 metro.

Pro e contro di LRAD

L’American Technology Corporation (ora la società LRAD) ha sviluppato l’LRAD dopo l’attacco alla USS Cole nel 2000. Il suo scopo originale era quello di aiutare a rafforzare le zone di sicurezza intorno alle navi militari degli Stati Uniti.

Utilizzando le impostazioni predefinite del LRAD, l’equipaggio di una nave può avvertire un’imbarcazione che si sta avvicinando a una nave militare e deve cambiare rotta. Quando viene utilizzato per la comunicazione, è forte e chiaro, ma di solito non è doloroso.

Se l’imbarcazione non cambia rotta, l’equipaggio della nave può ignorare le impostazioni predefinite del LRAD. Può quindi produrre un rumore forte, irritante e potenzialmente doloroso che funge da deterrente. Idealmente, l’imbarcazione dovrebbe quindi lasciare l’area senza che la nave debba usare la forza letale.

La polizia e le unità militari terrestri hanno trovato impiego per il LRAD. Utilizzando gli stessi principi, le autorità possono dare avvertimenti e istruzioni udibili da un ampio gruppo di persone. I funzionari delle forze dell’ordine possono utilizzare i dispositivi per dare istruzioni a grandi gruppi di persone o ordinare loro di disperdersi o utilizzare livelli sonori elevati per dissuadere le persone dall’entrare in un’area o metterle in guardia.

Tuttavia, i gruppi per i diritti umani hanno ugualmente sollevato preoccupazioni riguardo al LRAD. Secondo il National Institute on Deafness and Other Communication Disorders, qualsiasi suono superiore a 90 dB può danneggiare l’udito di una persona in modo permanente. 

Come le pistole stordenti, i gas lacrimogeni e le munizioni meno letali, l’LRAD può essere utilizzato nel controllo della folla e in altre situazioni come arma non letale

Le armi non letali sono alquanto controverse. I gruppi per i diritti umani sottolineano che anche se sono meno letali, sono comunque armi e in alcune circostanze hanno causato la morte. Il LRAD in particolare ha suscitato critiche poiché i suoi effetti possono essere permanenti e gli effetti delle armi non letali dovrebbero essere temporanei.

Infine, alcune persone hanno messo in dubbio l’efficacia del LRAD, dal momento che indossare semplici protezioni per le orecchie può renderlo inutile.

Altri usi del suono

Il suono è utile per molte cose oltre alla comunicazione e alla musica. Ecco alcuni esempi:

Zanzara: i giovani possono sentire rumori più acuti rispetto agli anziani. La zanzara ne approfitta, creando un suono acuto per scacciare gli adolescenti e lasciando inalterata la maggior parte degli adulti.
Ultrasuoni: utilizzati per effettuare diagnosi mediche, gli emettitori di ultrasuoni consentono ai medici di esaminare gli organi interni e i feti in via di sviluppo.
SONAR: le onde sonore rimbalzano sugli oggetti e SONAR utilizza questa proprietà per la localizzazione e la navigazione degli oggetti sott’acqua.
Litotripsia extracorporea ad onde d’urto (ESWL): questo è un termine di fantasia per usare potenti onde sonore per rompere i calcoli renali.