Oceanografia Física Observacional

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1 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
 
 INSTITUTO OCEANOGRÁFICO 
 
 
 
 
CURSO DE PÓS- GRADUAÇÃO EM OCEANOGRAFIA FÍSICA 
 
 
IOF – 5850 -1 OCEANOGRAFIA FÍSICA OBSERVACIONAL 
 
 
 
PROF. DR. ILSON CARLOS ALMEIDA DA SILVEIRA 
 
PROF. DR. BELMIRO MENDES DE CASTRO FILHO 
 
 
 
 
 
 
ELABORAÇÃO – PROFa. SUELI SUSANA DE GODOI 
 
 
 
 
São Paulo – março de 2000 
 2 
 
1- INTRODUÇÃO 
 
O objetivo do oceanógrafo físico é obter uma descrição quantitativa e sistemática das 
características das águas do oceano e de seus movimentos. Para tanto, teoria e observação 
devem caminhar juntas para que os erros decorrentes de cada uma sejam minimizados. 
 
Uma teoria é simplesmente uma explicação baseada na observação, medida e fundamentos. 
Uma observação de qualidade possibilita fornecer informações para o desenvolvimento de 
novas teorias; consequentemente, novas teorias sugerem melhores formas de efetuar 
observações. 
 
Em Oceanografia , os navios, plataformas e bóias atuam como base para a instalação e ou 
operação dos instrumentos destinados às medições. Estes instrumentos são usados, por 
exemplo, para medir as propriedades da água do mar como temperatura e salinidade na 
coluna de água, correntes, marés, ondas e também as propriedades do ar sobre os oceanos. 
 
A presente apostila tem por finalidade introduzir alguns aspectos básicos relacionados com 
a intrumentação oceanográfica, destinada às medições de propriedades da água do mar tais 
como, temperatura, salinidade, pressão , correntes e nível do mar 
 
 A seguir é feita uma breve descrição das características de alguns instrumentos associados 
as propriedades de medição. São colocados também alguns aspectos relacionados com 
esquemas de fundeio de equipamentos. É dado enfoque não só ao princípio de 
funcionamento dos equipamentos e métodos de coletas, mas também a sua evolução e 
limitações de uso prático. 
 
Algumas considerações gerais são feitas abordando os seguintes aspectos: 
 
2 - Hidrografia 
 
2.1 - Instrumentos para Medição Discreta de Temperatura e Salinidade 
 
2.1.1 - Garrafas de coleta de água 
 
 Garrafas de Nansen 
 Garrafas de Niskin 
 
2.1.2 -Termômetros de Reversão 
 
 Termômetros de reversão de mercúrio e digital 
 
2.1.3 - Salinômetros 
 
 Salinômetro Indutivo 
 “AUTOSAL “ 
 
 3 
 
 
2.2 - Instrumentos para Medição Contínua de Temperatura e Salinidade 
 
2.2.1 - BT – Batitermógrafo 
2.2.2 - XBT – Batitermógrafo Descartável 
2.2.3 - CTD – Conductivity, Temperature and Depth – 
 Perfilador de condutividade e temperatura em função da 
 profundidade 
 
2.3 - Rosette 
 
3 - Calibração dos sensores de temperatura e salinidade 
 
4 - Velocidade 
 
4.1 - Instrumentos para Medição de Velocidade 
 
4.1.1 - Instrumentos com rotores 
4.1.2 - Instrumentos com sensores eletromagnéticos 
4.1.3 - Instrumentos com sensores acústicos 
 
5 - Nível do mar 
 
5.1 – Marégrafo / Ondógrafo 
 
 
 
 
 
 4 
2 - HIDROGRAFIA 
 
O levantameno hidrográfico de uma região consiste em obter informações sobre as 
propriedades físico/química da água do mar. A região de estudo é amostrada, geralmente, 
em radiais compostas por estações oceanográficas, cujo espaçamento é escolhido em 
função do fenômeno de interesse. Em cada estação oceanográfica obtém-se perfis verticais 
das propriedades de interesse para o estudo. Com isso, se várias radiais forem realizadas é 
possível conhecer as características da região em uma visão tri-dimensional. Normalmente, 
são realizados cruzeiros oceanográficos em diferentes épocas do ano, com a finalidade de 
observar as variações sazonais das propriedades. 
 
 Uma das técnicas de amostragem em hidrografia consiste em utilizar garrafas de coleta de 
água, tais como, Nansen ou Niskin, equipadas com termômetros de reversão. O CTD – 
Conductivity Temperature and Depth é um perfilador de condutividade e temperatura em 
função da profundidade. Este equipamento permite que as informações sejam obtidas em 
tempo reduzido. 
 
No primeiro caso, a amostragem da coluna de água é feita em profundidades padrão 
espaçadas de tal forma a monitorar com maior resolução zonas de maior estratificação, 
como a termoclina principal. No segundo caso, o uso do CTD possibilita obter um perfil 
vertical dos parâmetros de estado da água do mar quase que contínuo, como será visto na 
descrição das características deste instrumento. Entretanto, recomenda-se que para efeitos 
de calibração dos dados deste instrumento sejam usadas simultaneamente medições 
efetuadas, por exemplo, por garrafas de Niskin. Na sequência são apresentadas algumas 
características desses ins trumentos. 
 
 
2.1 – Instrumentos para Medição Discreta de Temperatura e Salinidade 
 
2.1.1 - Garrafas de amostra de água 
 
 Garrafa de Nansen 
 
A garrafa de Nansen é usada para coleta de água do mar ; simultaneametne, a medição da 
temperatura in situ pode ser efetuada por termômetros de reversão acoplados às garrafas. 
As primeiras garrafas de Nansen foram construídas em metal (Fig. 2.1 a). Conforme ilustra 
a Figura 2.1 a , apresentam formato tubular com comprimento de aproximadamente 50 cm 
e 10 cm de diâmetro.Suas extremidades possuem válvulas, as quais são acionadas por um 
dispositivo mecânico enviado da superfície, permitindo a retenção do volume de água 
contido no interior da garrafa. 
 5 
O processo inicial de lançamento consiste em conectar as garrafas ao cabo de um guincho 
oceanográfico, em posições pré determinadas. Um ponto a notar é que, a estrutura vertical 
das propriedades oceânicas variam mais bruscamente nas camadas superficiais. Portanto, 
nestas camadas é recomendável que se tenha um menor espaçamento entre as garrafas. Em 
regiões mais profundas, onde as mudanças das propriedades são bem menores o 
espaçamento pode ser aumentado. As profundidades de amostragem tradicionalmente 
usadas em Oceanografia Física são 10, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, e 500 
metros para amostragens em águas rasas, e em 600, 700, 800, 1000, 1200, 1500, 2000, 
2500, 3000, 4000,..., metros para amostragens em águas profunda e de fundo. 
 
No caso de análises químicas específicas, como de metais, deve-se optar por garrafas 
construídas com materiais inertes, como o policarbonato. Este tipo de garrafa de Nansen 
está ilustrado na Figura 2.1b. Estas garrafas possuem uma válvula para equilibrar a pressão 
pois, uma vez as garrafas fechadas em altas profundidades, estas sofrem uma certa 
expansão ao serem içadas para bordo. 
 
 
 
 (b) 
(a) 
 
 
Figura 2. 1 - (a) Garrafa de Nansen de metal 
 (b) Garrafa de Nansen - 
 material sintético 
 ( Fonte: LIO - USP/ Foto:Pimenta ) 
 
 (c) Garrafa de Nansen sendo liberada por 
 um mensageiro: antes da inversão; 
 durante e após a inversão. 
 (Fonte: Neumann and Pierson, 1966) 
 (c) 
 6 
 Uma vez lançado todo o cabo, com as garrafas todas armadas, posicionadas nas 
profundidades específicas (abertas, com os termômetros de reversão posicionados e 
mensageiros presos à base), pode-se iniciar o processo de fechamento das garrafas. É 
recomendável que se considere um tempo de ajuste da ordem de 2 – 3 minutos para o 
equilíbrio térmico do equipamento. Uma garrafa de Nansen equipada com termômetros de 
reversão está representada na Figura 2.1c. O esquema mostra a garrafa presa em um cabo 
antes da inversão, durante a inversão e após a inversão. 
 
O acionamentoda garrafa de Nansen é efetuado pelo operador a partir da superfície. Um 
peso de metal, denominado mensageiro, é preso ao cabo e liberado para deslizar pelo 
mesmo (Fig. 2.1 c ). Este mensageiro faz com que a garrafa de Nansen seja liberada e 
invertida. Assim que a primeira garrafa é invertida, um segundo mensage iro é liberado indo 
deslizando em direção a segunda garrafa e invertendo-a . Esta segunda garrafa de Nansen 
então libera o terceiro mensageiro indo liberar a próxima e assim sucessivamente. 
 
Assim que a garrafa de Nansen inverte, esta se fecha coletando então a amostra de água 
em uma dada profundidade e registrando a temperatura “ in situ “ , através do uso de 
termômetros de reversão.A amostra de água coletada pela garrafa permite estimar, dentre 
outras propriedades, a salinidade da água do mar através de salinômetros indutivos, por 
exemplo. 
 
Garrafa de Niskin 
 
 A garrafa de Niskin possui a mesma função da garrafa de Nansen. A configuração 
desta garrafa pode ser observada na Figura 2.2. Nota-se que esta garrafa possui duas 
tampas nas suas extremidades que são ligadas uma a outra por meio de um elástico, o qual 
passa pelo interior da mesma. Os termômetros ficam alocados em um estojo junto a garrafa, 
só que sua reversão ocorre pela rotação de seu dispositivo de apoio ( Fig. 2.2 ). 
 
Estas garrafas possuem uma grande variedade de volume, entre 1,2 e 30 litros, e são feitas 
de material inerte, como policarbonato. Também possuem válvulas de pressão e torneiras 
para retirar a amostra de água. Ainda, podem ser utilizadas tanto em cabos ligados à 
guinchos isoladamente, quanto em equipamentos denominados de Rosettes. 
 
 
 
 
Fig. 2. 2 – Garrafa de Niskin. Observar receptáculo giratório dos termômetros 
(Fonte: LIO – USP/ Foto:Pimenta) 
 
 7 
Pelo uso da Rosette, a ser discutida posteriormente, várias garrafas de Niskin podem ser 
lançadas simultaneamente, otimizando desta forma o tempo de amostragem da coluna de 
água. Neste caso, o fechamento da garrafa é comandado da superfície eletronicamente. 
Este equipamento permite o acoplamento simultâneo de um CTD junto ao cabo de 
lançamento, como será ilustrado no decorrer do texto. 
 
2.1.2 - Termômetros de Reversão 
 
Termômetros de reversão de mercúrio 
 
Termômetros de reversão foram desenvolvidos especialmente para uso em oceanografia, 
por Negretti & Zambra em 1874, em Londres, e aperfeiçoados na Alemanha na década 
seguinte. A precisão destes instrumentos chegam a 0,01 0 C (Neumann and Pierson, 1966 ) . 
Estes termômetros se constituem de um sistema termométrico, que utiliza a dilatação 
diferencial mercúrio-vidro para medir a temperatura da água do mar. 
 
Os detalhes da construção de termômetros oceanográficos podem ser observados na Figura 
2.3, à esquerda o termômetro de reversão protegido e à direita o termômetro de reversão 
desprotegido. O primeiro fornece a temperatura in situ da água do mar e o segundo 
fornece a profundidade termométrica. Na Figura 2.3 os termômetros estão na posição 
quando içados à superfície. O esquema mostra um detalhe do capilar do termômetro na 
parte do apêndice. 
 
Na posição de medição o termômetro de reversão funciona como um termômetro comum, 
com a coluna de mercúrio do tubo capilar atingindo um comprimento que depende da 
temperatura. Depois de atingido o equilíbrio térmico, o que ocorre em um período de 30 
segundos a um minuto, o processo de inversão das garrafas faz com que o termômetro 
gire em 1800 . Nesta etapa, a coluna de mercúrio separa-se do capilar, na posição 
denominada apêndice, fluindo para a sua extremidade oposta e indicando desta forma a 
temperatura in situ ( T ). 
 
 Tecendo alguns comentários quanto a correção dos valores de temperatura in situ (T), 
baseado em Miranda (1998). Primeiramente, a leitura da temperatura in situ (T) é efetuada 
pelo uso de uma lupa ótica no laboratório do navio. Como esta leitura é efetuada à uma 
temperatura ambiente t, a dilatação ou contração térmica do sistema termométrico fará com 
que a coluna de mercúrio passe da indicação T para um valor T ', em decorrência da 
variação da temperatura ambiente de T para t. Este valor da temperatura ambiente, na qual 
a leitura T ' é efetuada, é medida por um termômetro comum denominado termômetro 
auxiliar, localizado ao lado do termômetro de reversão. 
 
Prosseguindo, as leituras efetuadas por estes termômetros devem ser corrigidas devido aos 
erros decorrentes da dilatação diferencial do sistema termométrico mercúrio-vidro (? T) e 
índice I. Correção do Índice I é necessária devido as imperfeições do diâmetro ao longo do 
tubo capilar e efeitos decorrentes do envelhecimento do sistema termométrico. Esta 
correção é determinada experimentalmente pelo fabricante do instrumento. A aferição é 
feita pela comparação com um termômetro padrão. Cada termômetro possui um certificado 
de aferição. Importância dessas correções é que os trabalhos em oceanografia requerem 
uma precisão de ± 0.02 0C , na camada superior do oceano e ± 0.001 0C em regiões 
 8 
profundas e altas latitudes. Os instrumentos de mercúrio, embora sejam um dos mais 
antigos utilizados em Oceanografia, são ainda usados atualmente para a medição da 
temperatura da água do mar. Estes instrumentos são utilizados, também, na comparação e 
correção de valores obtidos com sensores mais sofisticados, tais como termistores e 
termômetros de platina 
 
A seguir são apresentadas as principais fórmulas de correção para os termômetros de 
reversão protegido e desprotegido, baseado em Miranda (1998). Definindo primeiramente: 
 
T temperatura in situ 
T’ leitura do termômetro de reversão no laboratório 
t temperatura do termômetro auxiliar 
I índice de correção experimental 
?T correção da dilatação volumétrica 
V0 volume de mercúrio separado no bulbo termométrico a 00 C 
VT volume de mercúrio separado no bulbo termométrico quando da reversão e 
 medição de T 
Vt volume de mercúrio contido no bulbo termométrico a temperatura de leitura t. 
 
? Hg coeficiente de expansão volumétrica do mercúrio 
 
? v coeficiente de expansão volumétrica do vidro 
 
K = ( ? Hg - ? v ) -1 inverso do coeficiente de expansão volumétrica diferencial do sistema 
 termométrico 
 
Entre as quantidades acima definidas, I, V0 e K são dadas pelo fabricante no Certificado 
do termômetro. Os volumes V0 , VT e Vt são expressos em unidade de 0 C , visto que são 
proporcionais ao comprimento da coluna de mercúrio no tubo capilar. 
 
 
Termômetro protegido 
 
Segundo Miranda (1998) e Keyte ( 1965) segue-se que a temperatura in situ T é dada em 
função de uma leitura T’, de acordo com a seguinte equação: 
 
T = T’ + ? T + I 
 
Primeiramente, assume-se que a correção experimental I tenha sido adicionada 
algebricamente a T’ e portanto, 
 
? T = T – T’ 
 
E após uma série de considerações e manipulações algébricas obtém-se a seguinte 
expressão deduzida por Hansen ( 1934) : 
 
 
?T = [( V 0 + T’ ) (T’ – t )] [ K – ( T’ + V 0 ) – ½ ( T’- t ) ] -1 
 9 
Termômetro desprotegido 
 
A correção do comprimento do cabo lançado e consequente estimativa da profundidade 
termométrica ( z T ) é realizada através da utilização do termômetro desprotegido. 
 
Definindo 
 
T = T n temperatura corrigida do termômetro desprotegido 
T’ = T’n leitura do termômetro desprotegido no laboratório 
 
 
Analogamente, 
 
?T = T n - T’n 
 
Da mesma forma, através de uma série de considerações e manipulações algébricas obtém-
se a seguinte fórmula deduzida por Keyte (1965): 
 
 
? T = [ ( V 0 + T’n) ( T – t ) ] [ K – ½ ( T - t ) ] - 1 
 
 
 
De acordo com Miranda (1998) , a fórmula para a estimativa de ( z T ) parte do princípio 
que o oceano é essencialmente hidrostático : 
 
? -1 ? p / ? z = - g 
onde: 
 
? densidade 
g aceleração da gravidade 
p pressão 
z profundidade 
 
A variação da pressão entre a superfície e a de um ponto à profundidade z é : 
 
?p = ? g ?z 
 
A estimativa de ?p é feita por : 
 
 
?p = 1 0 ( T n - T ) Q – 1 
 
 
onde: 
 
Q – coeficiente de compressibilidade do termômetro não protegido ( o C Kgf -1 cm -2 ) 
 
 10 
Entretanto, historicamente 
 
?p = ? g ?z · 10 4 dinas cm –2 
 
onde 
? [ cgs] 
g [ SI ] 
? z [ SI ] 
 
como 1 dbar = 10 5 dinas cm -2 
 
?p = ? g ?z 10 – 1 dbar 
 
e ?p ˜ ?z numericamente 
 
Assim, combinando as equações hidrostática e de correção, tem-se : 
 
1 0 ( T n - T ) Q –1 = ? g ?z 10 – 1 
 
 
 
?z = z T = 1 0 ( T n - T ) Q -1 ? -1 m 
 
Precisão : +/- 5 m entre 200 e 1000 m 
 0,5% para profundidades maiores que 1000 m 
 
 
 
Termômetros de reversão digitais 
 
Com a finalidade de apresentar algumas características dos termômetros de reversão 
digitais será tomado como exemplo o tipo RTM 4002 (Fig.2.4). Este termômetro tem as 
mesmas características do termômetro de reversão clássico, mas com algumas vantagens 
conforme consta em seu Manual de Instruções (SIS, s.d.) 
 
- O valor lido no visor é o valor real da amostra, e não é necessário avaliar o valor real 
sob considerações de um termômetro secundário. 
- Leitura do valor com precisão máxima não necessita de lupa ótica. 
- O valor da amostra é protegido contra indesejáveis inversões posteriores. 
- Um instrumento com um intervalo entre - 2 0C e 40 0C substitui um conjunto de 
termômetros de reversão de mercúrio de alta precisão. 
 
 
O RTM 4002 atua em um intervalo de profundidade superior a 10 000 metros. O 
compartimento de pressão é feito de um tubo de vidro selado em suas extremidades por 
uma tampa de metal. Um lado contém o sensor de platina e no outro está o compartimento 
da bateria. A precisão destes termômetros é de aproximadamente ± 0.015 oC entre 20o e 
40o C e de ±0.005oC para temperaturas medidas no intervalo de –2o C a 20o C. 
 11 
 O instrumento é acionado por um interruptor magnético programado para operar 
seqüencialmente nos modos "HOLD", "CONT" & "SAMP" ( Miranda, 1998) : 
 
- Modo “HOLD” : É ativado por um simples acionamento da chave magnética. O 
mostrador indica digitalmente o último valor amostrado e depois de 10 segundos o 
instrumento desliga automaticamente. 
 
- Modo “CONT”: É ativado magneticamente após o modo “HOLD”. Neste modo, o 
instrumento registra a temperatura por 60 segundos, indicando o seu valor digitalmente 
no mostrador. Depois desse intervalo de tempo o mesmo desliga automaticamente, e o 
último valor é registrado na memória. 
 
- Modo “SAMP” : Este modo é acionado seqüencialmente após o modo “CONT “. Este 
modo prepara o instrumento para medir a temperatura quando da inversão do 
termômetro. Portanto, neste modo o instrumento estará operando como um termômetro 
de reversão e quando for revertido e permanecer por mais de 10 segundos nessa 
posição, um valor de temperatura será registrado na memória do instrumento. 
 
 12 
 
Fig. 2.3 a – Detalhes da construção de termômetros de reversão – mercúrio 
(Fonte: Neumann and Pierson, 1966) 
 13 
 Depois de ter registrado um valor de temperatura durante a reversão, o modo “HOLD”- 
 permite a leitura do valor registrado sem possibilitar a ativação do modo “CONT”. 
 Logo, qualquer valor registrado quando da reversão permanece protegido contra 
 eventuais tentativas de apagá- lo da memória. 
 
 O instrumento tem dois elementos operacionais: 
 
a) Uma chave magnética é ativada passando sobre esta uma pequena barra magnética, a 
qual acompanha o instrumento. 
 
b) Uma chave interna de mercúrio é ativada pela reversão do instrumento. 
 
Observar que necessita-se um tempo de pelo menos 1 segundo entre dois acionamentos da 
chave magnética. O instrumento em seu modo normal , isto é não invertido, tem a cabeça 
do sensor apontada para baixo. 
 
Com a finalidade de substituir os termômetros desprotegidos clássicos, também foram 
desenvolvidos medidores digitais de pressão. Estes medem a pressão hidrostática por meio 
de um sensor de alta precisão, com uma resolução de ±0,5% do fundo de escala. 
Analogamente, seus sensores operam através de baterias e são acionados por chaves 
magnéticas. Os fundos de escala mais comuns são 2 000, 6 000 e 10 000 dbar. Assume-se 
erros não superiores a +/- 50 dbar para fundo de escala de 10 000 dbar 
 
 
 14 
 
Fig. 2.4 – Termômetro de reversão eletrônico 
(Fonte: SIS – s.d. ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 15 
2.1.3 – Salinômetros 
 
De acordo com Miranda (1998), para os propósitos práticos da Oceanografia Física, a água 
do mar é considerada como uma solução de apenas dois componentes: a água pura 
(solvente) e a salinidade (soluto). Segundo este autor, a concentração de sais dissolvidos 
nos oceanos - a salinidade - pode ser estimada através de medidas gravimétricas, químicas 
ou pela condutividade elétrica. A medida gravimétrica de salinidade é um método difícil 
devido a evaporação de alguns sais pelo efeito de aquecimento. Medidas químicas de 
salinidade, baseadas em titulação volumétrica para determinar a clorinidade, constituíam o 
procedimento padrão de medição até 1960. Entretanto, estas foram substituídas 
gradativamente por métodos baseados na medição da condutividade elétrica. Uma fórmula 
empírica é usada para converter razão de condutividade, de uma amostra de água do mar 
com relação a um padrão, em salinidade. 
 
Salinômetro Indutivo 
 
O Salinômetro Portátil Indutivo - Modelo Beckman – RS10 ( Fig.2.5 a) é um aparelho que 
mede a razão de condutividade elétrica de uma amostra de água, a uma temperatura 
conhecida. Como a condutividade é dependente da temperatura, os salinômetros possuem 
mecanismo de controle de temperatura das amostras ou sistemas que compensam possíveis 
variações de temperatura entre amostras diferentes. 
 
Basicamente, todos os salinômetros são constituídos de uma célula de condutividade e 
ponte de condutividade. As células são compostas de dois toróides montados num 
invólucro de resina plástica com geometria definida. Esse conjunto é montado dentro de 
uma cuba de plástico transparente, que possui um sistema de agitação e um sensor de 
temperatura. 
 
 Um sinal elétrico alternado de frequência e intensidade constante é aplicado a um dos 
toróides, chamado de primário, produzindo um campo eletromagnético. Este campo induz 
uma corrente no segundo toróide, secundário, proporcional à corrente aplicada no primário 
em condições padrão. Quando a amostra de água do mar é colocada entre os toróides, esse 
campo é alterado e, consequentemente, a corrente induzida no secundário modificada. A 
alteração desse campo é proporcional a condutividade elétrica da amostra. Medindo-se a 
corrente no toróide secundário pode-se determinar a condutividade e, conseqüentemente, a 
salinidade. 
 
O princípio de funcionamento da ponte de condutividade se baseia no mesmo princípio da 
Ponte de Wheatstone (Fig. 2.5 b). Neste tipo de circuito, quando a diferença de potencial 
entre os pontos A e B for nula, ( R3 · R2 ) será igual a ( R4 · R1 ) e a ponte estará 
balanceada, com o galvanômetro ( G ) indicando valor zero. Na prática, a ponte é 
balanceada introduzindo-se um padrão de água do mar, com condutividade conhecida na 
célula , sendo este o valor de R3 . Então varia-se R1 até que o galvanômetro marque zero.16 
 
 
Fig. 2.5 – Salinômetro Portátil Indutivo 
(Fonte: Rosemount, Inc. 1988) 
 
 
01) galvanômetro 
02) seletor de modo de operação ( S e T) 
03) ajuste para razão de condutividade 
04) ajuste da bomba de vácuo 
05) termômetro 
06) cuba da amostra 
07 ) toróides 
08) luz indicadora de que a cuba (5) está cheia 
09) parafuso de fixação (6) 
10) torneiras de 3 vias: 
 fill = encher, shut = fechada, drain = esvaziar 
11) stir = agitação, off = desligado 
 fill = liga a bomba de vácuo 
12) cuba para excesso de água 
13) indicador de temperatura da cuba da amostra 
14) calibração de condutividade 
15) ligar o aparelho 
16) luz indicadora de que o aparelho está ligado 
17) fusível 
 17 
18) entrada de força do aparelho 
19) calibração da temperatura de compensação 
 20) conector de 25 pinos 
 
 
Fig. 2.5 b – Ponte de Condutividade 
 
 
O processo para análise das amostras de água do mar inicia-se pela calibração do 
salinômetro, com uma ampola de água normal padrão da International Associoation of 
Physical Sciences of the Ocean – IAPSO / Standard Seawater Service. O padrão é 
introduzido na célula e o instrumento ajustado de forma a fornecer uma leitura idêntica a 
um valor da razão de condutividade conhecido previamente, por exemplo, 34,992 ( partes 
por mil ) = 0,99980. 
 
Quando a célula é então drenada e recarregada com qualquer amostra de água do mar, o 
instrumento fornecerá a razão entre a condutividade da amostra e a da água normal. Esta 
razão é convertida em salinidade com a ajuda de tabelas tais como as publicadas por 
UNESCO (1987) ou pelo próprio manual do instrumento. Atualmente, subrotinas 
computacionais SEAWATER ( Morgan,1994) têm sido usadas para proceder a conversão 
da razão de condutividade em salinidade. Maiores detalhes quanto ao referido salinômetro 
pode ser encontrado em seu manual de instrução publicado por Rosemount, Inc. (1988). 
 
A seguir é apresentado um roteiro do procedimento experimental para calibração do 
salinômetro e aná lise das amostras da água do mar, baseado em Braga (s.d.); Ito (s.d.) e 
Montone (s.d.). Na sequência, é apresentada a Escala Prática de Salinidade de 1978 para 
estimar salinidade através das leituras da razão de condutividade, via salinômetro indutivo 
(Miranda, 1998). 
 
 
 
 18 
Procedimento Experimental 
 
 Amostragens 
As amostras para a Salinidade Prática devem ser coletadas em frascos de vidro de 
borosilicato, com capacidade de 250 ml e com tampas que as mantenham herméticas, 
evitando problemas de contaminação e evaporação.Durante a coleta, lava-se o frasco com a 
própria amostra três vezes antes da coleta final. 
 
Calibração 
 
O Salinômetro deve ser ligado pelo menos uma hora antes do início da operação para 
estabilização técnica do circuito elétrico. 
 
Roteiro: 
· Quebrar uma das pontas da ampola de água do mar padrão e adaptar na mangueira mais 
curta da amostra. 
· Colocar a torneira (10) na posição fill. 
· Inverter a posição e quebrar a outra ponta da mesma. 
· Deixar a cuba encher por gravidade e colocar a torneira (10) na posição shut. 
· Ligar a agitação (botão 11 - stir) e deixar agitando por algum tempo (~30 segundos). 
· Desligar a agitação e colocar a torneira (10) na posição drain. 
· Repetir a mesma operação mais uma vez. 
· Encher novamente a cuba com o restante da água do mar padrão, fechar a torneira e ligar 
a agitação. 
· Ajustar o aparelho com o valor de condutividade indicado na ampola com os botões (3). 
· Colocar o seletor (2) na posição temperatura. 
· Com o indicador de temperatura (13) ajustar o galvanômetro na posição zero e anotar o 
valor da temperatura. 
· Colocar o seletor (2) na posição salinidade. 
· Ajustar o galvanômetro na posição zero (14) e fixar este valor no painel. 
 19 
· Antes de escoar a água da cuba, voltar o botão (2) para a posição temperatura (evitando 
que o ponteiro do galvanômetro fique sob tensão no fundo de escala) e desligar a 
agitação. 
· Escoar a cuba. 
 
 Análise das amostras 
 
· Encher a cuba com a amostra, agitar e escoar a água duas vezes. 
· Ao encher a cuba pela terceira vez, deixar a água sob agitação, colocar (2) em 
temperatura e ajustar o galvanômetro em zero com o botão (13). 
· Colocar (2) em salinidade e ajustar o galvanômetro em zero através dos ajustes de 
condutividade (3). 
· Anotar os valores de temperatura e razão de condutividade na ficha de salinidade. 
· Antes de escoar a cuba, girar (2) para a posição temperatura e desligar a agitação. 
 
A Escala Prática de Salinidade – EPS 78 
 
Na forma mais geral, a Salinidade Prática (Sx103) pode ser obtida pelo seguinte 
polinômio (Miranda, 1998): 
 
 Sx103 = Sai (Rt) i /2 + DS 
 = a0 + a1 Rt1/2 + a2 Rt + a3 Rt 3/2 + a4 Rt 2 + a5 Rt 5/2 
 + ( t - 15) . (b0 + b1 Rt 1/2 + b2 Rt + b3 Rt 3/2 + b4 Rt 2 + b5 Rt 5/2) 
 1+ A(t-15) 
 
onde: 
t - temperatura da amostra 
Rt - razão entre a condutividade da amostra e o padrão a uma temperatura t 
DS – correção do valor de salinidade quando a medição da razão de condutividade elétrica é 
 feita a uma temperatura diferente de 15 o C. 
 
 
 20 
Os coeficientes ai são dados por : 
 
a0 = 0,0080 
a1 = -0,01692 
a2 = 25,3851 
a3 = 14,0941 
a4 = -7,0261 
a5 = 2,7081 
Sai 35,000 
 
 
A = 0,0162 
 
 
Os coeficientes bi são dados por: 
 
b0 = 0,0005 
b1 = -0,0056 
b2 = -0,0066 
b3 = -0,0375 
b4 = 0,0636 
b5 = -0,0144 
Sbi 0,0000 
 
 
Intervalo de validade: 
 
 2 £ S £ 42 
 -2 £ T £ 35 oC. 
 
A maioria dos salinômetros indutivos apresentam uma reprodutibilidade de ±0.003 a 
±0,002x10-3S. 
 
AUTOSAL 
 
Um outro tipo de salinômetro disponível no LIO é o salinômetro Modelo 8400 A 
Laboratory Salinometer - Guildline, comumente conhecido com AUTOSAL (Fig. 2.6) . O 
instrumento é semi-portátil, semi-automático, e é usado para determinar níveis de 
salinidade em amostras de água pela medida da razão de condutividade equivalente, 
similar ao salinômetro indutivo. 
 
 
 21 
 
Basicamente, o instrumento força a passagem da água da amostra por uma célula de 
condutividade, a qual efetua a medição da condutividade elétrica da amostra. A célula de 
condutividade contém quatro eletrodos de platina-ródio dispostos em um arranjo 
geométrico específico. 
 
Dois dos eletrodos forçam a passagem de corrente elétrica, através da água contida na 
célula . Por outro lado, os outros dois eletrodos medem a diferença de potencial na água 
gerada pela passagem de corrente. Desta forma, obtém-se a condutividade da amostra de 
água. Através de circuitos eletrônicos é obtida a razão de condutividade entre amostra sob 
análise e a água normal padrão, utilizada durante a padronização do instrumento. 
 
O intervalo de amostragem encontra-se entre 0,005 e 42 partes por mil – ppm (salinidade 
equivalente) . A exatidão é melhor que ± 0,003 ppm para 24 horas sem repadronização. 
A máxima resolução é melhor que 0,0002 ppm em 35 ppm. O máximo volume da amostra 
requerido é 100 ml incluindo o volume para lavagem da célula , aproximadamente 50 ml 
para uma diferença de 3 ppm entre amostras. 
 
O volume do banho é 16,8 litros.A temperatura do banho é selecionada desde 18 oC até 33 
oC em intervalos de 3 o C com exatidão de ± 0,02 oC , estabilidade 0,001 o C por dia. 
Temperaturas selecionadas devem estar entre + 4 o C (ambiente) e – 2 o C (ambiente) . 
Escala linear da razão de condutividade apresenta 22 intervalos de 0 até 2,2 onde 2,0 
corresponde à água do mar de 35 ppm . Máxima leitura é 2,29999, correspondendoaproximadamente 42 ppm. 
 
 
 
 
Fig. 2.6 – Salinômetro AUTOSAL 
(Fonte: LIO – USP/ Foto:Pimenta) 
 22 
 
Com o advento tecnológico foram desenvolvidos instrumentos oceanográficos capazes de 
medir temperatura, salinidade em função da pressão, com uma resolução mais refinada. Isto 
vem possibilitando obter um perfilamento refinado da estrutura vertical da coluna de água 
ou seja, praticamente contínuo. A seguir, são apresentados algumas características de tais 
instrumentos, como o batitermógrafo, XBT e CTD. 
 
2.2– Instrumentos para Medição Contínua de Temperatura e Salinidade 
 
2.2.1 – Batitermógrafo 
 
O batitermógrafo ( Fig. 2.7 a ) ou simplesmente BT é um equipamento mecânico, 
inventado por Spilhaus entre 1937-1938 (Neumann and Pierson, 1966) . Este instrumento 
possibilita amostrar um perfil vertical de temperatura de forma praticamente contínua.Deste 
modo, os registros eram efetuados com grande praticidade e baixo tempo. Atualmente, este 
equipamento já não é tão utilizado dada a evolução da instrumentação oceanográfica. 
 
O instrumento apresenta o formato de um torpedo com cerca de 85 cm de comprimento. 
Basicamente, é composto por uma cabeça hidrodinâmica, onde é preso o cabo do guincho, 
e aletas de direcionamento na parte posterior. O instrumento possui um carretel com um 
grande comprimento de tubo capilar enrolado. Esta é a parte do equipamento responsável 
pela medição da temperatura. Este sensor possui um problema que é a relativa demora em 
se equilibrar com o ambiente, ou seja, este sensor possui um alto tempo de resposta às 
variações de temperatura ambientais. 
 
O registro de temperatura varia entre –2 e 30 oC e profundidades até 275 metros. O BT 
pode ser rebocado em velocidades desde 6 até 20 nós, dependendo da profundidade 
operacional. Normalmente, o BT é calibrado para uso na água do mar , mas também 
encontra-se disponível para amostragens em lagos ou reservatórios (GMMFG. & 
Instrument Corp. s.d.) 
 
O princípio de funcionamento do equipamento se baseia na dilatação e contração de um 
líquido contido no interior do tubo capilar, devidas as mudanças de temperatura da água. O 
registro se dá por meio de uma pena de metal, conectada ao tubo capilar, que se apoia sobre 
uma pequena placa de vidro recoberta por uma película de ouro. O suporte da lâmina é 
fixado sobre um diafragma que se deforma em função da pressão. Esta deformação causa o 
deslocamento da lâmina, numa direção perpendicular ao movimento da pena. O movimento 
da pena causa a retirada localizada da película metálica, esboçando o gráfico de 
temperatura em função da profundidade. O mecanismo de funcionamento está diagramado 
na Figura 2.7 b e as placas de registro do BT podem ser observadas na Figura 2.7 c. 
 
Embora bem rústico quando comparado aos CTDs atuais, deve-se ressaltar que este 
equipamento foi um precursor nas medidas de forma “contínua” da coluna de água. 
Entretanto, deve-se ter em mente que os registros eram discretos lidos e tomados em folhas 
 23 
de bordo a partir de uma lâmina esfumaçada. Maiores detalhes quanto às características 
deste instrumento podem ser encontrados nos manuais disponíveis no LIO –USP. 
 
 
 
 
Fig. 2.7 – (a) Batitermógrafo -BT ; (b) um diagrama mostrando sua construção 
interna e (c) amostras de placas de BT. 
 ( Fonte: Neumann and Pierson, 1966 ) 
 
 
 
 
2.2. 2 - Batitermógrafo Descartável 
 
Basicamente, o batitermógrafo descartável ou XBT (Fig. 2.8) é um equipamento com a 
mesma função do Batitermógrafo, realizando registros contínuos da temperatura ao longo 
da coluna de água. Assim como o BT o XBT pode ser lançado com a embarcação em 
movimento, entretanto é um equipamento descartável. 
 
 24 
Sua configuração constitui-se de duas partes principais. Uma consiste na base de 
lançamento com formato tubular, a qual contem em seu interior uma sonda de formato 
hidrodinâmico e que é lançada ao mar. Esta constitui a parte descartável, com 
aproximadamente 25 cm de comprimento. O sensor localiza-se na extremidade anterior da 
“cabeça” da sonda. Ao ser lançada, a ogiva se mantém ligada à base de lançamento por um 
finíssimo fio de cobre, através do qual envia-se continuamente sinais do sensor de 
temperatura para a superfície. Observar que existem dois carretéis de cobre, um na sonda e 
outro na base de lançamento. A velocidade de descida da sonda na coluna de água é alta e 
praticamente constante. Desta maneira a profundidade pode ser estimada facilmente com a 
medida do tempo de descida. 
 
Deve-se notar que estes instrumentos registram apenas a temperatura da coluna de água . 
Entretanto, a estrutura vertical de salinidade abaixo da camada de mistura pode ser 
estimada, com cautela, a partir de curvas de Temperatura – Salinidade teóricas, pelo 
conhecimento prévio das propriedades termohalinas da região (Signorini et al., 1989). 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2.8 - Batitermógrafo Descartável - BT 
(Fonte: LIO – USP/ Foto:Pimenta) 
 
 
 
2.2.3 - Perfilador Descartável de Condutividade e Temperatura em função da 
 Profundidade – XCTD – Expendable Conductivity Temperature and Profiling 
 System 
 
O Sistema Perfilador de Condutividade, Temperatura e Profundidade Descartável – XCTD 
– Expendable Conductivity, Temperature and Profiling System – Sippican Inc. - consiste de 
uma sonda descartável com sensores de temperatura e condutividade, um Sistema de 
Aquisição de Dados Oceanográficos MK12 e um lançador (Fig. 2.9 ). Juntos compõem 
um sistema que é capaz de coletar medidas de temperatura e condutividade. Estas medidas 
 25 
são amostradas em uma taxa que fornece uma resolução vertical de um metro com uma 
profundidade nominal com acurácia de ± 5 metros ou 2 % da profundidade.Uma feição 
adicional disponível no XCTD é o ponto de pressão : um sensor interno, o qual permite 
que a sonda forneça uma profundidade cinco vezes mais exata, ou dentro de ± 2 m, dos 
XCTDs regulares. O XCTD pode ser lançado em uma velocidade média de navio de até 10 
nós ( Sippican, Inc. 2000). 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2.9 - Perfilador Descartável de Condutividade e Temperatura em função da 
Profundidade – XCTD ; Lançador e Sistema MK12. 
( Fonte: Sippican, Inc.) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 26 
Características dos sensores - XCTD 
 
Temperatura : faixa: - 2,2 a 30 oC 
 precisão: ± 0,035 oC 
 
Condutividade: faixa: 20 a 75 mS/cm 
 precisão: ± 0,035 mS/cm 
 
 
Profundidade: faixa: 0 a 1000 m 
 precisão: ± 5 cm ou 2% de profundidade 
 
Resolução vertical 1 m 
 
 
A seguir são apresentadas as características do Perfilador de Condutividade e Temperatura 
em função da Profundidade - CTD – Conductivity Temperature and Depth - um perfilador 
percursor do XCTD. Como será visto, o CTD é um equipamento cujos sensores 
apresentam uma melhor resolução comparada aos do XCTD. 
 
 
2.2.4 - Perfilador de Condutividade e Temperatura em função da 
 Profundidade - CTD – Conductivity Temperature and Depth 
 
O CTD SeaBird SeaCat é um perfilador de alta precisão de condutividade e temperatura 
em função da profundidade. A Figura 2.10 a mostra o CTD acoplado em sua estrutura de 
lançamento.Os dados coletados são armazenados internamente ao instrumento, em 
memórias semicondutoras.O instrumento é alimentado por baterias alcalinas comerciais, 
instaladas internamente. Em adição aossensores padrão (condutividade, temperatura e 
pressão) outros sensores podem ser acoplados ao CTD, tais como sensores de oxigênio ou 
pH, fluorômetro ou turbidímetro ( Nonato, 1997) . A Figura 2.10 b ilustra o sensor de 
condutividade. 
 
 A taxa de amostragem é ajustada via “software”, desde 02 amostras por segundo até 01 
amostra à cada 4 minutos. A utilização de baixa frequência de amostragem permite o 
emprego do instrumento para a coleta de séries temporais de curto período, ao redor de 
alguns dias. 
 
O instrumento permite o armazenamento de diversos lançamentos consecutivos, máximo de 
100, podendo os dados coletados serem transferidos a posteriori para um computador. 
Utilizando-se a máxima taxa de amostragem, 02 amostras por segundo, é possível 
armazenar dados correspondentes por cerca de 03 horas de medição.As baterias permitem a 
operação do instrumento ao redor de 40 horas, caso se utilizem apenas os sensores-padrão. 
 
 
 
 
 27 
Características dos sensores - CTD 
 
 
Temperatura: faixa : -5 a 35 0 C 
 resolução: 0,001 0 C 
 precisão: 0,01 0 C 
 
Condutividade : faixa : 0 a 7 S/m (aprox. 0 a 52 PSU) 
 resolução: 0,0001 S/m (aprox. 0,0008 PSU) 
 precisão: 0,001 S/m (aprox. 0,008 PSU) 
 
 Pressão : faixa : depende do sensor instalado 
 resolução: 0.015 % de fundo de escala 
 precisão: 0.25 % de fundo de escala 
 
 
Comparando as características dos sensores do XCTD com as do CTD observa-se que este 
último apresenta uma precisão relativamente maior em todos os sensores. Um outro ponto a 
notar é que os XCTDs apresentam um custo relativamente alto ao CTD. 
 
O CTD é preso ao cabo do guincho do navio, e pode ser descido até a profundidade 
máxima, a qual depende da resistência do aparelho à pressão. A medida que o CTD 
percorre a coluna de água são realizadas as medições. Antigamente, os dados eram 
registrados em papel. Estes dados tinham de ser, então, digitalizados, o que é um processo 
bastante trabalhoso, além de introdutório de erros. Atualmente, os CTDs são providos de 
memória, onde os dados são armazenados na forma digital para posterior descarga. Os 
CTDs também podem ser ligados através de um cabo eletro-mecânico ao computador 
durante a perfilagem, fornecendo os dados instantaneamente. Neste caso, pode-se ter um 
controle maior dos dados, possibilitando a amostragem de água nas profundidades onde há 
alguma estrutura termohalina de interesse. 
 
O CTD pode coletar dados tanto durante a descida quanto durante a subida. Normalmente, 
os dados de descida é que são usados, uma vez que a coluna de água encontra-se pouco 
influenciada pelo volume do instrumento. Uma das formas de se medir a pressão é através 
de um sensor tipo strain gage. A água exerce pressão sobre uma lâmina, a qual se deforma. 
Medindo esta deformação, o aparelho consegue estimar a pressão ambiente. A temperatura 
e a salinidade são medidas internamente em um pequeno recipiente no CTD (um pequeno 
tubo), garantindo, desta forma, que a “mesma água” seja utilizada nas medições. 
 
 
 
 
 
 
 28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (b) 
 
(a) 
Fig. 2.10– (a) - CTD e estrutura para lançamento 
 (b) – Sensor de condutividade 
(Fonte: LIO – USP/ Foto: Pimenta) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2.11 – Preparação a bordo do navio para lançamento do CTD 
(Fonte: LIO – USP) 
 
 
 29 
O CTD tornou-se bem mais prático pela incorporação de mémoria e baterias ao 
equipamento, passando então a ser descido por guinchos simples com cabos de aço. A 
Figura 2.11 ilustra a preparação a bordo do navio para lançamento do CTD. Os registros 
dos perfis são descarregados em computadores na superfície. Estes equipamentos hoje em 
dia encontram-se bem versáteis, precisos e leves. Pelo uso de softwares fornecidos pelos 
fabricantes dos equipamentos, pode-se obter rapidamente a salinidade e calcular a 
densidade através da coluna de água. Também, na superfície pode-se ajustar a frequência 
de leitura dos sensores. 
 
 
2.3 - ROSETTE 
 
De modo geral, a Rosette é um sistema de dois componentes compreendendo uma unidade 
de comando de bordo e um arranjo de garrafas submersíveis que, juntos, permitem um 
operador ativar remotamente uma seqüência de garrafas de amostras de água (General 
Oceanics, 1990). O corpo cilíndrico principal contém o sub-sistema eletrônico de atuação e 
baterias. Ao redor deste corpo estão dispostas garrafas de coleta, e um frame ou grade 
cilíndrica de sustentação e proteção, principalmente a choques na embarcação durante o 
nício de sua descida. As Rosettes variam em tamanho, mas em geral possuem cerca de 12 a 
24 garrafas. 
 
 Equipamentos como CTD e garrafas de Niskin podem ser acopladas à Rosette . As Figuras 
2.12 e 2.13 ilustram alguns modelos de Rosette e a disposição dos equipamentos. O 
conjunto é lançado ao mar através de um guincho. O mecanismo de fechamento das 
garrafas de Niskin é eletrônico podendo ser acionado da superfície, ou programado para ser 
acionado em profundidades específicas. 
A grande vantagem do uso da Rosette está no fato da rápida coleta de amostras de água 
simultaneamente a coleta de dados pelo CTD. As amostras de água geralmente são 
destinadas a análises químicas, podendo ainda ser utilizadas para calibração dos sensores 
do CTD (salinidade, oxigênio dissolvido etc.). Da mesma maneira, os termômetros podem 
aferir os sensores de temperatura do CTD. Existem softwares fornecidos por fabricantes 
que possibilitam a programação da Rosette em conjunto com o CTD e a retirada dos dados 
e aferição dos equipamentos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fig. 2.12–Rosette equipada com garrafas de Niskin e CTD 
(Fonte: LIO – USP/ Foto:Pimenta) 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2.13 - Modelos de Rosettes equipadas com garrafas de Niskin e CTD 
(Fonte : General Oceanics Inc. 1990 ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 31 
 
3 - CALIBRAÇÃO DOS SENSORES DE TEMPERATURA, SALINIDADE E PRESSÃO 
 
 
De acordo com Nonato (2000), os sensores utilizados em CTDs são sub-sistemas 
eletrônicos que fornecem um sinal elétrico (tensão elétrica ou frequência) que é função dos 
valores dos parâmetros físicos a serem medidos. Assim, é de primordial importância que 
esta função seja conhecida com precisão. Para a determinação desta função, o procedimento 
mais freqüentemente utilizado, no caso de sensores de CTD, é sua calibração em condições 
simuladas de operação. 
 
O processo de calibração em laboratório implica, usualmente, na colocação do instrumento 
ou sensores a calibrar em um recipiente com água do mar ( banho de calibração ) ; a 
temperatura, condutividade e pressão deste banho são então modificadas de forma 
controlada, enquanto monitora-se a resposta do instrumento ou dos sensores. 
Confrontando-se os dados fornecidos pelo instrumento ou sensores e os valores dos 
parâmetros do banho, medidos por sensores de referência, é possível determinar a curva de 
calibração desejada ( Nonato, 2000 ) . 
 
Na calibração em laboratório diversos procedimentos alternativos podem ser adotados. Por 
exemplo, os diversos sensores do instrumento podem ser calibrados separadamente ou o 
instrumento completo é calibrado de uma só vez : 
 
- com relação aos sensores de condutividade pode-se calibrá-los através da variação da 
salinidadedo banho ou, unicamente, da condutividade – mantendo-se a salinidade 
constante e variando-se a temperatura; 
- na calibração de sensores de pressão, o instrumento completo pode ser colocado em 
uma câmara de pressão ou a pressão ser aplicada unicamente no sensor respectivo. 
 
O Laboratório de Instrumentação Oceanográfica - LIO - do Instituto Oceanográfico da 
Universidade de São Paulo – IOUSP conta com um Centro de Calibração , o qual vem 
sendo usado para calibrar não só os sensores que compõem o CTD bem como outros 
instrumentos.O Centro de Calibração do LIO possui um reservatório de água do mar 
natural, cuba de calibração, trocador de calor, bomba, caixa de distribuição elétrica, quadro 
de comando entre outros. Um tanque de calibração é um tanque com água do mar, isolado 
termo-halinamente do ambiente (Fig. 3.1), ou seja, um tanque adiabático. Com isso, evita-
se que trocas ambientais interfiram na calibração. O isolamento da face superior do tanque 
é realizado através do uso de bolas de plástico, preferencialmente brancas, que flutuam na 
superfície do tanque. 
 32 
 
 
 (a) (b) 
 
Fig. 3.1 – (a) - Tanque de calibração com CTD 
 (b) - Detalhe do isolamento do tanque de calibração 
 (Fonte : LIO – USP/ Foto:Pimenta) 
 
 
 
O Centro de Calibração do IOUSP segue o procedimento de calibração estabelecido pelo 
Institut fur Meereskunde da Universidade de Kiel – Alemanha ( Nonato, 2000) . Neste 
procedimento são usados os seguintes instrumentos de referência, para calibrar sensores de 
condutividade / salinidade, temperatura e pressão. 
 
 
Calibração dos sensores de condutividade/salinidade 
 
A calibração dos sensores de condutividade / salinidade inicia-se pela análise de amostras 
da água do banho em um salinômetro de alta precisão Guildline AUTOSAL (Fig. 3.2). A 
calibração consiste em variar a salinidade entre valores encontrados nos oceanos, e realizar 
medidas simultâneas com um salinômetro padrão e com o sensor que se quer calibrar. 
Posteriormente, faz-se um ajuste de curvas para estimar uma equação de correção. 
 
 
 
 33 
 
 
Fig. 3.2 – Salinômetro AUTOSAL 
 (Fonte: LIO – USP/ Foto:Pimenta) 
 
 
 
Calibração dos Sensores de Temperatura 
 
 Na calibração dos sensores de temperatura, o equipamento é colocado em um tanque 
adiabático . A temperatura do tanque é medida por um aparelho de alta precisão, a Ponte de 
Medida de Resistência para Termômetro de Platina (Fig. 3.3). 
No LIO utiliza-se um termômetro de platina de precisão Pt25 Rosemount mod. 162 CE 
para calibrar o sensor de temperatura do CTD. No referido tanque adiabático pode-se, 
também, verificar o funcionamento e acuidade de termômetros de reversão A aferição do 
termômetro de platina é feita através de células de ponto triplo (sólido, líquido e gasoso) da 
água (Fig. 3.4 ) Jarrett mod. B-16 e célula de gálio (Fig. 3.5) Isotech mod. ITL – M – 
17401. 
 
Portanto, o procedimento de calibração consiste em fazer variar a temperatura da água do 
tanque, dentro da faixa de variação encontrada nos oceanos. Uma vez estabilizada a 
temperatura mede-se, simultaneamente, a temperatura da água do banho através da referida 
Ponte (Fig. 3.3) e do sensor de temperatura que se quer calibrar. Comparando-se os dados 
medidos pela ponte e pelo sensor em calibração é possível obter-se uma curva de correção 
para o mesmo. 
 
 
 
 34 
 
 
Fig. 3.3 – Ponte de Medida de Resistência para Termômetro de Platina 
(Fonte : LIO – USP/ Foto:Pimenta) 
 
 
 
 
Fig. 3.4 – Célula de Ponto Triplo da Água 
(Fonte : LIO – USP/ Foto:Pimenta) 
 
 
 
 
Fig. 3.5 – Célula de Gálio 
(Fonte : LIO – USP/ Foto:Pimenta) 
 35 
Calibração dos sensores de pressão 
 
Uma balança de peso morto (Fig. 3.6 b) Desgranges et Huot mod. 5303 é usada para 
calibrar o sensor de pressão. Nesta calibração conecta-se o sensor de pressão do CTD, por 
exemplo, à esta balança. Através de um mecanismo hidráulico, pode-se exercer pressões 
padronizadas com esta balança. Para tanto, utiliza-se discos de precisão aferidos com massa 
conhecida (Fig. 3.6 a) 
 
Mais uma vez, o procedimento de calibração é basicamente o mesmo. Varia-se a pressão , 
via balança de peso morto, utilizando-se massas conhecidas. Através de ajustes de curvas, 
estima-se uma equação que ajusta os dados medidos pelo sensor aos valores simulados 
pela balança. 
 
 ( a ) ( b) 
 
Fig. 3.6 – (a) – Conjunto de discos de precisão 
(b) - Balança de Peso Morto 
(Fonte : LIO – USP/ Foto:Pimenta) 
 
A Tabela 3.1 apresenta os intervalos de variação, comumente encontrados nos oceanos, 
dos parâmetros de estado da água do mar Temperatura, Salinidade e pressão, .associados a 
precisão e resolução das medições. 
 
Tabela 3.1 - Parâmetros de estado da água do mar associados aos intervalos de variação, 
precisão e resolução. 
 
PARÂMETRO INTERVALO DE 
VARIAÇÃO 
Precisão resolução 
Temperatura -2 o a 35 o C 0,002 o C 0,0005 o C 
Salinidade 0 a 40 UPS 0,002 UPS 0,001 UPS 
Pressão 0 a 6000 dbar 3 dbar 1 dbar 
 
 
Maiores detalhes quanto a aquisição, calibração e análise dos dados de CTD podem ser 
encontrados em UNESCO (1988) . Também, Nonato (2000) apresenta breves comentários 
quanto a operação e processamento de dados do CTD. 
 36 
 
 
4 - VELOCIDADE 
 
 
Há duas formas básicas de descrever o escoamento de um fluido, o método Euleriano no 
qual a velocidade, isto é velocidade e direção, é estabelecida em todos os pontos do fluido, 
e o método Lagrangeano no qual o curso seguido por cada partícula do fluido é 
estabelecido em função do tempo. Nos estudos teóricos o método Euleriano é mais fácil de 
usar, mas na descrição da circulação dos oceanos o método Lagrangeano é frequentemente 
mais usado (Pickard and Emery, 1990) 
 
No monitoramento do campo de velocidades pode-se utilizar instrumentos Eulerianos ou 
Lagrangeanos. Como exemplo de instrumentos Eulerianos pode-se citar os correntômetros 
e conrrentógrafos. Correntômetros são utilizados para efetuar medidas de velocidade a 
partir da embarcação. Por outro lado, os correntógrafos são utilizados principalmente em 
sistemas de fundeios. Estes últimos oferecem uma série temporal do campo de 
velocidades. De acordo com Castro (comunicação pessoal ) a autonomia desses 
instrumentos, principalmente relacionado ao correntógrafo, é limitada por: 
 
- Taxa de amostragem ( ? t ) - intervalo de tempo entre cada registro. 
- Capacidade de armazenamento dos dados 
- Vida útil da bateria , a qual depende da temperatura da água 
- Apesar da sofisticação eletrônica, correntógrafos e correntômetros são 
 equipamentos robustos. 
 
A maioria dos equipamentos pode ser utilizada até 1000 – 2000 metros de profundidade. 
Versões especiais atingem profundidades de até 6000 metros. Outras versões de custo mais 
baixo têm utilização restrita à plataforma continental. A maioria dos aparelhos permite a 
adição de sensores para medição de outros parâmetros, como temperatura, salinidade, 
pressão e turbidez. 
 
As diferenças entre os instrumentos Eulerianos devem-se basicamente ao tipo de sensor 
utilizado para medir a intensidade e a direção da corrente e à forma de processamento e 
armazenamento interno dos dados. A maior parte dos aparelhos mede o módulo do vetor 
velocidade e a direção do mesmo, e não as componentes de velocidade zonal (u), 
meridional (v) e vertical (w). A direção do escoamento em relação ao eixo do instrumento 
é medida por um leme ou pela configuração dos sensores ao longo dos três eixos 
perpendiculares. A orientação do instrumento com relaçãoao campo magnético terrestre é 
medida por uma bússola e há necessidade de correção devida à declinação magnética. 
 
O monitoramento do campo de velocidade pode ser feito pelo uso de técnicas de fundeio de 
equipamentos bem como através de perfiladores de correntes. A técnica de fundeio se 
utiliza de instrumentos como os correntógrafos, os quais podem ser constituídos de rotores 
ou de sensores acústicos. Instrumentos com sensores eletro-magnéticos são também 
utilizados. Esta técnica de amostragem de dados necessita também de equipamentos tais 
como, liberadores acústicos, bóias de meia água, topo e de sinalização. 
 
 37 
Aa Figuras 4.1 a ,b mostram dois tipos de esquemas de fundeio: Tipo “ U “ e Tipo “ I “. 
O primeiro é composto por dois ramos interligados por um cabo de fundo. O ramo que 
contem os instrumentos é chamado ramo principal e o outro ramo é chamado ramo 
secundário. Normalmente, o fundeio tipo "U" é usado no monitoramento de águas 
costeiras até 50 / 100 metros de profundidade , e em regiões onde há necessidade de 
sinalização do fundeio. 
 
 O segundo tipo de fundeio é composto por um único ramo, que fica totalmente submerso. 
A possibilidade de manter o ramo submerso minimiza as interferências da superfície no 
fundeio. Este tipo é rotineiramente usado em águas oceânicas, a partir de 50 / 100 metros, e 
em regiões onde o fundeio não precisa ser sinalizado. Normalmente conta com um sistema 
liberador ( Vicentini Neto, comunicação pessoal ). Este sistema está mostrado na Figura 
4.2 a. A Figura 4.2 b mostra um conjunto de bóias sinalizadoras e de topo, utilizadas em 
fundeios. 
 
 
 
 
 
 
Fig.4.1 – (a) Esquema de Fundeio tipo “U” 
 (b) Esquema de Fundeio tipo “I “ 
 ( Fonte : LIO – USP ) 
 
 38 
 
 
( a ) 
 
 
 
 ( b) 
 
 
 
Fig. 4.2 – ( a) - esquerda : liberador acústico 
 direita : detalhe do engate do liberador 
 
 ( b ) – esquerda: bóias oceanográficas sinalizadoras ; 
 direita: bóias oceanográficas sinalizadoras, ao fundo, e bóias 
 oceanográficas de topo, à frente. 
 
( Fonte : LIO – USP/ Foto:Pimenta ) 
 39 
4. 1 – Instrumentos para Medição de Velocidade 
 
 
4.1.1 - Instrumentos com Rotores 
 
Correntômetro / Correntógrafo 
 
A Figura 4.3 mostra um tipo de correntômetro ( Fig. 4.3 a) / correntógrafo (Fig. 4.3 b) com 
rotor. A intensidade é medida pelo número de rotações do rotor por unidade de tempo. 
Estes instrumentos são sensíveis à deposições biológicas nas proximidades do rotor, 
alterando a resposta ou até mesmo travando. Portanto há necessidade de manutenção 
periódica ou até mesmo substituição do instrumento. 
 
Como exemplo, pode-se citar o rotor Savonius o qual consiste de dois meios cilindros ocos, 
montados sobre um eixo vertical com lâminas planas nas extremidades e tem a vantagem de 
produzir um grande torque mesmo em correntes pequenas (Pickard and Emery, 1990). O 
rotor, feito de plástico, é sensível a correntes tão pequenas quanto 2 cm/s. O rotor carrega 
vários pequenos imãs e assim que cada um passa numa bobina sobre a armação ele induz 
um pulso de corrente elétrica momentâneamente. O número de pulsos por segundo é 
proporcional a velocidade da corrente. A direção da corrente é determinada eletricamente 
com referência a bússola magnética. Os registros são armazenados internamente e 
recuperados posteriormente via computador. 
 
Correntógrafos com rotor Savonius não são adequados para medições em regiões afetadas 
por movimentos ondulatórios da superfície, particularmente ondas de gravidade ( Castro, 
comunicação pessoal ). Isso é devido ao chamado “bombeamento de onda “ 
( wave pumping ) . A intensidade pode ser aumentada até cinco vezes devido ao 
bombeamento. O espectro de energia também indica aumento tanto em altas como em 
baixas frequências. Recomenda-se que estes não sejam usados próximo à superfície, 
quando a ação das ondas for grande, e também pendurados em bóias de superfície. Outro 
problema do rotor Savonius é a resposta imprópria em baixas intensidades, o que também 
acontece com outros rotores, devido ao atrito entre o eixo e o mancal ( apoio do eixo ) . 
 
Nos correntógrafos tipo AANDERAA (Fig. 4.3 c ) a intensidade mínima é de 2 cm / s. 
Entre 2,5 cm/s e 250 cm/s a resposta é linear e neste caso a acurácia da medição é o maior 
valor entre 1 cm /s e +/- 2 % da intensidade (Castro, comunicação pessoal ) . Calibrações 
periódicas dos dois sensores ( intensidade e direção ) são necessários. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 40 
 
 
 
 
 
 
 (b) 
 
 
 
(a) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ( c ) 
 
 
Fig. 4.3 – ( a ) - Correntômetro com rotor tipo Savonius 
 ( b ) – Correntógrafo com rotor – SensorData – SD 6000 
 ( Fonte : LIO – USP/ Foto:Pimenta ) 
 
 (c ) - Correntógrafo – AANDERAA 
 (Fonte : AANDERAA Instruments A / S) 
 
 41 
4.1.2 - Instrumentos com Sensores Eletromagnéticos 
 
Correntógrafo 
 
Os correntógrafos eletromagnéticos são baseados na Lei de Indução de Faraday. A água do 
mar é um condutor elétrico em movimento. Ao atravessar um campo magnético há geração 
de uma força eletromotriz diretamente proporcional à intensidade de corrente e 
perpendicular tanto ao campo magnético quanto à direção da corrente (Castro, 2000).O 
correntógrafo com dois eixos mede dois componentes de velocidades horizontais. A 
transformação para coordenadas geográficas é feita utilizando uma bússola interna. 
 
A Figura 4.4 mostra um correntógrafo tipo S4, o qual tem sido designado para medir a 
magnitude e direção verdadeira do movimento da corrente em qualquer meio ambiente 
oceânico, incluindo áreas de movimento vertical de água e regimes de baixa correntes 
(InterOcean, 1985). A água escoa através do campo eletromagnético criado pelo 
instrumento, e consequentemente produz uma voltagem a qual é proporcional a 
magnitude da velocidade da água. Esta voltagem é então sentida pelos dois pares de 
eletrodos titânicos localizados simetricamente em cada lado da cápsula esférica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.4 – Correntógrafo com sensor eletromagnético 
( Fonte : InterOcean, 1985) 
 42 
4.1.3 - Instrumentos com Sensores Acústicos 
 
Correntógrafo 
 
Um outro método considerado no desenvolvimento de correntógrafos é “ o tempo acústico 
de viagem “ . Este princípio é baseado na medida do tempo que uma onda acústica leva 
para viajar sobre uma distância fixada. O tempo de viagem decresce se a água está se 
deslocando ao longo do pulso sonoro, e vice-versa. O som é frequentemente enviado via 
um refletor para minimizar a influência do instrumento sobre o escoamento da água . 
 
A Figura 4.5 mostra o 3D-ACM Acoustic Current Meter – Falmouth Scientific, INC. , o 
qual mede a velocidade da corrente em três dimensões, temperatura da água e, 
opcionalmente, pode ter um sensor de pressão. Este sistema pode fazer, também, uma 
interface com um CTD. Detalhes quanto ao instrumento podem ser encontrados no manual 
do usuário (Falmouth Scientific, INC.) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.5 - Correntógrafo com sensor acústico 
(Fonte: LIO – USP/ Foto:Pimenta) 
 
 
ADCP – Acoustic Doppler Current Profiles - Perfilador Acústico de Correntes 
 por efeito Doppler 
 
Uma outra forma de medida acústica das correntes oceânicas tem sido desenvolvidarecentemente – o "Doppler log " ,o qual mede correntes relativa ao movimento do navio ( 
Pickard and Emery, 1990). O " Doppler log " mede a velocidade do navio pelo envio de um 
pulso acústico o qual é então refletido de volta ao navio pelas partículas na água, tais como 
plâncton. O deslocamento "Doppler” do sinal de retorno torna possível calcular a 
velocidade do navio com relação a água. Inversamente, este mesmo sistema permite medir 
o movimento da água com relação ao navio cujo movimento pode ser acuradamente 
 43 
calculado através de satélite e informação de radio navegação. Pelo controle do feixe 
acústico, o sistema "Doppler" reflete a corrente em diferentes profundidades abaixo do 
navio. Alternativamente, o sistema acústico pode ser sustentado por um bóia ancorada 
sobre o fundo . 
 
O sistema baseado no princípio de funcionamento acima descrito denomina-se ADCP - 
Acoustic Doppler Current Profilers ( Fig. 4.6) . Em geral, estes sistemas são capazes de 
perfilar as correntes a uma distância de 300 m do instrumento. Usando um suporte com 
quatro sensores , um ADCP é capaz de resolver velocidade e direção dos movimentos da 
água com relação ao sensor. Para uso abordo de navio, todos os dados registrados precisam 
ser corrigidos dos movimentos do navio determinados através de satélite ou outro 
posicionamento de radio comunicação. Atualmente, a maioria das embarcações de 
pesquisas oceanográficas transportam um sistema ADCP abordo operando-o durante um 
cruzeiro. Detalhes deste instrumento podem ser encontrados em RD Instruments (1996). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 4.6 – ADCP – Acoustic Doppler Current Profilers 
(Fonte : RD Instruments ) 
 
 
 
Perfilador PEGASUS 
 
O campo de velocidade pode ser monitorado pelo uso de instrumentos Lagrangeanos para 
perfilagem, tal como, o perfilador PEGASUS (Fig. 4.7 a) .A descrição do sistema 
PEGASUS que se segue é baseada em Nonato (1997). O sistema PEGASUS é um conjunto 
de equipamentos que permite a medição do perfil de velocidade da corrente em áreas 
profundas do oceano. Seu elemento principal é o PEGASUS, o qual é lançado de uma 
embarcação. 
 
 44 
Na realização de um levantamento utilizando este sistema, inicialmente instalam-se no 
fundo oceânico dois transponders acústicos (Fig. 4.7 b) , distantes entre si de alguns 
quilômetros. Os transponders são instrumentos que, ao receberem um pulso acústico, em 
uma frequência específica, transmitem um segundo pulso em uma frequência diferente ( 
específica para cada transponder ). A função dos transponders é atuar como referência de 
posição para o PEGASUS. 
 
Uma vez fundeados os transponders e determinada com precisão sua posição e 
profundidade, lança-se o PEGASUS ao mar. Ao ser lançado, o instrumento incorpora um 
lastro, fazendo com que o mesmo apresente flutuabilidade negativa e acarretando sua lenta 
descida na coluna de água. À intervalos de cerca de 15 s, o instrumento emite um pulso 
sonoro. Este pulso é recebido pelos transponders , os quais transmitem pulsos de resposta; 
estes são, por sua vez, recebidos pelo PEGASUS (Fig. 4.8 b – direita – painel inferior ). Os 
intervalos de tempo decorridos entre a transmissão do pulso original e o recebimento das 
duas respostas são armazenados internamente ao PEGASUS, juntamente com os valores da 
temperatura e pressão locais. 
 
Uma vez atingida uma profundidade pré-estabelecida, um sistema de liberação por pressão 
causa a soltura do lastro. Caso tal não ocorra, um sistema de segurança, composto por um 
elemento corrosível, permite a liberação do lastro após um período de algumas horas. O 
PEGASUS passa, neste instante, a ter flutuabilidade positiva, retornando à superfície. 
Chegando à superfície, o instrumento é recolhido e os dados armazenados são transferidos à 
um computador; os transponders não são recuperáveis. O tempo total de permanência do 
aparelho na água é de algumas horas. Sua operação é esquematizada pela Figura 4.8 b 
(direita – painel superior) 
 
Conhecendo-se os tempos transcorridos entre a transmissão e a recepção dos pulsos 
sonoros e pressão local, para cada ponto do percurso do aparelho, e também as posições dos 
transponders, é possível determinar, com grande precisão, a posição do PEGASUS. Os 
perfis de velocidade horizontal, com exatidão de 1 cm/s, são estimados a partir da trajetória 
do PEGASUS. Os transportes de volume podem ser calculados diretamente dos perfis. 
Segundo Spain et al (1981), o perfilador PEGASUS se caracteriza por ser compacto, levc, 
barato e fácil de ser usado no mar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 45 
 
 
( a ) ( b ) 
 
 
Fig. 4.7 - ( a ) – Perfilador PEGASUS 
 ( b ) – Transponder 
 
 ( Fonte: LIO – USP/ Foto:Pimenta ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 46 
 
 
(a ) 
 
(b) 
 
 
Fig. 4.8 – ( a ) – Lançamento do perfilador PEGASUS. 
( b ) – esquerda : Esquema da estrutura do perfilador PEGASUS 
 direita : Esquema do lançamento / operação do perfilador PEGAGUS / 
 Transponders 
( Fonte : LIO – USP ) 
Sensores
conector para
comunicação
câmara estanque
subsistema
eletrônico
baterias
transdutor 
acústico
liberador
por pressão
elemento 
corrosível
lastro
Perfilador de correntes PEGASUS
Estrutura do perfilador
t2
t2
t1
t1
Tr1
Tr2
t1, t2 - tempo de propagação do pulso sonoro
entre o PEGASUS e um transponder
PEGASUS
transponder
corrente
Operação do perfilador
Comunicação acústica entre o perfilador e os transponders
(método para posicionamento do PEGASUS)
Laboratório de Instrumentação Oceanográfica
Instituto Oceanográfico - USP
 47 
5 – NÍVEL DO MAR 
 
 
5.1 – Marégrafo e Ondógrafo 
 
Uma outra importante variável a ser medida para estudos dos oceanos é a varição da 
superfície do mar causada pela ação das marés. A seguir são apresentados algumas 
características dos Marégrafos de Bó ia e Contrapeso e Marégrafos / Ondógrafos de 
Pressão. 
 
Marégrafo de Bóia e Contrapeso 
 
Marégrafos de bóia e contrapeso são equipamentos de concepção mais antiga, próprios 
para instalação em estruturas fixas, tais como piers (Fig. 5.1a). Este instrumento mede o 
deslocamento vertical de uma bóia colocada na superfície do mar. Um sistema de cabo e 
contrapeso permite o acoplamento da bóia a uma polia ligada a um registrador mecânico 
ou eletrônico ( Fig. 5.1b). Assim, o movimento da bóia acarreta alterações na posição 
angular da polia, alteração esta diretamente proporcional à variação de posição da bóia. A 
Figura 5.2 mostra o registrador de maré. 
 
Com a finalidade de evitar que as medições sejam influenciadas por sinais de alta 
frequência, como ondas, a bóia é usualmente instalada dentro de um tubo fechado, com 
pequeno orifício, cerca de alguns milímetros de diâmetro, para ligação com o ambiente 
marinho externo. Este pequeno orifício não permite a passagem de elevados fluxos de água 
entre o interior do tubo e o meio externo, agindo como um filtro passa-baixas. 
 
 48 
Laboratório de Instrumentação Oceanográfica - IOUSP
 (a) 
 
 (b) 
 
 
Fig. 5.1 – (a) Esquema de instalação de um marégrafo de bóia e contrapeso 
 (b) Detalhes do marégrafo de bóia e contrapeso 
( Fonte: LIO – USP ) 
 
 
 49 
 
 
 
 
 
 
5.2 – Registrador de maré 
 ( Fonte: LIO – USP/ Foto:Pimenta ) 
 
 
 
Marégrafo / Ondógrafo de Pressão 
 
 
Marégrafosde pressão ( 5.3) podem ser utilizados tanto em regiões costeiras quanto em 
regiões oceânicas, e têm a vantagem de fornecer os dados na forma digital.O equipamento 
possui um computador interno, com baterias e memória. Esta parte eletrônica fica disposta 
dentro de um tubo metálico estanque. Os sensores de pressão ficam dispostos na parte 
exterior do equipamento. Por ser um sensor de pressão, e consequentemente medidor de 
variação do nível do mar, alguns destes equipamentos estão aptos para obter medidas tanto 
de marés quanto de ondas (Fig. 5.4). 
 
 
 50 
 
 
Fig. 5.3 – Marégrafo de Pressão 
 ( Fonte: LIO – USP/ Foto:Pimenta ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 5.4 – Marégrafo / Ondógrafo de Pressão 
 ( Fonte: AANDERAA Instruments A / S) 
 
 
 
 
O equipamento pode ser fundeado tanto no fundo oceânico quanto em estruturas fixas 
próximo à superfície. Em fundeios costeiros rasos, o equipamento pode ser fundeado via 
mergulhadores autônomos. Por outro lado, em fundeios oceânicos o equipamento pode ser 
fundeado isoladamente ou em conjunto ao fundeio de correntógrafos. 
 51 
 
A profundidade recomendada para medição de dados de onda é entre 5 e 15 metros, 
enquanto para marés pode ser instalado até grandes profundidades ( Fig. 5.5) . O 
instrumento pode operar continuamente, amostrando os dados ou trabalhando em ciclos. 
Estes ciclos são engatilhados por um relógio interno. O tempo de gravação pode ser 
ajustado entre 0,5 e 24 horas. 
 
 
 
 
 
 
Fig. 5.5 – Esquema de fundeios de marégrafo / ondógrafo de pressão. 
 ( Fonte: AANDERAA Instruments A / S) 
 
 
 
No estudo de ondas é recomendável uma taxa de amostragem ao redor de 2 medidas / 
segundos. A análise espectral dos dados é realizada pelo próprio equipamento e a partir 
destas análises são obtidos parâmetros estatísticos como altura significativa, altura máxima, 
período sgnificativo, entre outros. 
 
Quanto às medidas de marés estima-se uma média de cada 40 segundos de registro. A 
vantagem do máregrafo de pressão é que além dos dados já estarem na forma digital e pré-
processados, ainda podem ser obtidos em tempo real para regiões costeiras. Neste caso, os 
dados são transmitidos por cabo para uma estação, conforme esquematizado na Figura 5.5. 
Se o instrumento opera armazenando os dados, então a manutenção do equipamento vai 
depender da taxa de amostragem da coleta de dados pelo sensor. 
 
 
 52 
6 -CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Os aspectos, anteriormente, abordados tiveram a finalidade de apresentar algumas 
características e princípios de funcionamento de alguns instrumentos usados em 
Oceanografia. Como se sabe, qua lquer observação das características da água do mar, feita 
através dos referidos instrumentos, deve ser avaliada de tal forma a corrigir eventuais erros 
inerentes ao próprio meio de amostragem. Com isto, pode-se obter dados de qualidade para 
avaliar aspectos relacionados, por exemplo, aos campos da Oceanografia Física 
Observacional , Oceanografia Física Descritiva ou Oceanografia Dinâmica. 
 53 
 
AGRADECIMENTOS 
 
A idéia inicial da elaboração desta Apostila teve sua origem quando se pensou em realizar 
uma síntese dos relatórios referentes a aula prática no LIO, durante a Disciplina IOF – 
5836 – Métodos Experimentais de Estudo da Circulação Oceânica, ministrada em 1999. 
Desta forma, agradecimentos são feitos à esta Turma pela consulta de seus relatórios. 
 
Aos Engenheiros Francisco Luiz Vicentini Neto e Luiz Viana Nonato e à Engenheira 
Maria de Lourdes Bastianello Júnior pelas sugestões e revisão técnica do texto. Aos 
Técnicos Frederico Ribeiro de Santana, Gilberto Ivo Sarti, Wilson Soares de Macedo Júnior 
e Wilson Natal de Oliveira pelo apoio dado na demonstração dos princípios de 
funcionamento de instrumentos oceanográficos. 
 
Ao André Campos Kersten Schmidt e Leandro Calado pela colaboração no processamento 
de ilustrações. 
 
 54 
 
REFERÊNCIAS 
 
 
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 55 
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