05 Capítulo 1 - Embarques Científicos

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A Terra é possivelmente um planeta único no universo a qual, na verdade,
deveria ser chamada de Planeta Água, uma vez que esta cobre 71% de sua super-
fície. Ou, ainda, se fosse observada desde o espaço, Planeta Azul, já que esta é sua
cor predominante.
Assim, em função da influência marcante do oceano sobre o clima e o tempo,
estudá-lo se torna importante porque:
– é fonte de alimentos, energia, recursos minerais, princípios ativos de medica-
mentos, entre outros recursos;
– proporciona vias de navegação;
– tem importância militar;
– possibilita usos recreacionais;
– é um rico cenário cultural e histórico.
EMBARQUES CIENTÍFICOS
Jorge P. Castello
Instituto de Oceanografia – FURG
Universidade Federal do Rio Grande
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A superfície do oceano encontra-se em constante movimento, respondendo aos
ventos, às correntes e a uma série de forças físicas que controlam sua dinâmica. Apesar
da agitação da superfície, é possível ao homem observá-la e estudá-la – o que não ocorre
com a água que se encontra em maiores profundidades, que lhe é um meio estranho
devido à limitada capacidade humana de observação direta. Entretanto, é nesse mundo
submerso que se encontra a maior diversidade de ambientes e seres vivos.
Nesse contexto, a Oceanografia é um exemplo de ciência multi e interdisciplinar.
Ou seja, já que cada feição oceanográfica tem uma assinatura física, química, biológica
e geológica, é necessário ter uma abordagem múltipla e articulada. Isso tem levado
cientistas, curiosos e ávidos por entender mais e melhor, conscientes dessa
multidisciplinaridade, a colaborarem para responder a importantes questões.
Para entender o que se sucede no mar, é necessário, na maioria das vezes, estar no
mar e coletar informações que permitam observar o que está na superfície, mas
também o que se encontra na coluna de água e sobre o leito marinho. Para essa
finalidade, o sensoriamento remoto é uma ferramenta importante com a grande van-
tagem da sinoticidade e da larga abrangência de escalas espaciais e temporais. No
entanto, ele ainda é essencialmente limitado a uma lâmina superficial de água. Para
saber mais e examinar com maior detalhe, é necessário aumentar a profundidade das
observações e a maneira de resolver isso é baixar aparelhos e redes ao longo da
coluna de água e/ou posicioná-los sobre o fundo do mar.
Então, o emprego de uma embarcação é fundamental. No entanto, não pode ser
qualquer embarcação. Ela deve reunir um mínimo de requisitos que levem em
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.)consideração: segurança, autonomia de combustível e água, navegabilidade, capacida-
de de manter posições, meios de comunicação, espaço de convés, potência, velocida-
de média, potência elétrica dos geradores, número de tripulantes, dotação para pes-
quisadores, técnicos e alunos, instrumentação fixa, tipo e número de guinchos para
operar equipamentos, instrumentos e redes, entre outros requisitos.
Assim, quando é proposto um cruzeiro oceanográfico, está intrínseco o compro-
metimento com a procura de respostas para uma série de perguntas e hipóteses, as
quais surgem, por exemplo, do exame dos antecedentes publicados, dos dados preté-
ritos e das necessidades identificadas. Dessa forma, procura-se minimizar o risco de
não obter as respostas procuradas e a consequente dilapidação de recursos. Os custos
operativos de uma embarcação de pesquisa são muito onerosos e, por isso, um
planejamento cuidadoso e adequado é fundamental.
1 PLANEJANDO UM CRUZEIRO OCEANOGRÁFICO
1.1 Considerações básicas
A definição do objetivo do cruzeiro e a metodologia que será utilizada são aspec-
tos cruciais em um evento desse tipo, da mesma maneira que quando se planeja uma
pesquisa no laboratório.
Após ter definido um ou mais objetivos para o cruzeiro, é recomendável pesquisar
os antecedentes. Uma análise dos dados pretéritos costuma revelar que já se sabe mais
do que se imagina. Entre as informações importantes para um bom planejamento
encontram-se as seguintes:
– extensão da área a ser pesquisada;
– principais características batimétricas e topográficas;
– cartas náuticas disponíveis e suas escalas;
– regime meteorológico da região (temperatura média do ar, pressão atmosférica
média, direção e intensidade dos principais ventos, frequência de passagem de
frentes atmosféricas) de acordo com a época do ano. Lembrar que as
diferenças são mais marcadas quanto maior é a latitude;
– regime oceanográfico de acordo com a época do ano, distância da costa,
profundidade e declive da plataforma continental (isso envolve a distribuição
espacial de parâmetros como temperatura, salinidade, teor de oxigênio dissol-
vido, concentração de nutrientes, material em suspensão, transparência e turbidez
da água, penetração da luz, ondas de maré, entre outros). Hoje, existem bancos
de dados detalhados contendo muita informação acumulada e interpretada;
– presença ou ausência de aporte de águas continentais;
– níveis médios de produtividade primária;
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– principais espécies vegetais e animais e suas inter-relações tróficas;
– disponibilidade e acesso a dados satelitais em tempo quase real (fundamental-
mente, Temperatura da Superfície do Mar (TSM), ventos, ondas e topografia
submarinha).
Em função dessas informações, ou de parte delas, deve-se considerar a questão
das escalas espaciais e temporais.
Determinados componentes do ecossistema e seus processos ou fenômenos abran-
gem escalas temporais da ordem de minutos/horas e escalas espaciais da ordem de
centímetros/metros (plâncton, desenvolvimento de ovos e larvas etc) e outros abran-
gem escalas espaciais de dezenas a centenas ou milhares de quilômetros e escalas
temporais da ordem de dias a meses ou anos (giros oceânicos, frentes termo-halinas,
formação e destruição de termoclinas, migração de plâncton, peixes, mamíferos
marinhos entre outros) (FIG. 1.1). Isso significa que a extensão espacial e a duração de
um evento condicionam as melhores estratégias e escolha de amostragem. Provavel-
mente nem sempre será possível fazer a escolha ideal e o pesquisador deverá adotar
um compromisso viável com conhecimento das limitações inerentes à sua escolha.
Levando em consideração a questão espacial e temporal, definem-se os equipa-
mentos, os instrumentos e todo o material que será utilizado, a frequência de
amostragem e o grau de cobertura.
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.)
Figura 1.1 Ilustração mostrando o espectro de escalas temporais e espaciais dos fenômenos
(escalas logarítmicas) oceanográficos [adaptado de MCGOWAN e FIELD, 2002].
1.2 Escolhendo a rede de amostragem e a cobertura espacial
A escolha da rede de amostragem e o grau de cobertura espacial requerem
equacionar a extensão da área de trabalho, os dias de navio disponíveis, o número de
tripulantes, pesquisadores, técnicos e alunos que executarão o trabalho, o regime de
horas (18-24h), o número de coletas (estações) a serem feitas, o tempo médio de
operação dessas estações, entre outras variáveis.
Normalmente, as estações de amostra são dispostas espacialmente para formar
uma retícula cuja distância linear costuma ser de 20 milhas náuticas (mn) entre elas
(FIG. 1.2A). Por sua vez, as estações costumam ser alinhadas numa transversal perpendicu-
lar à costa (o que, no Rio Grande do Sul, equivale ao rumo 120° no sentido costa-mar).
ciclos de duração das
províncias biogeográficas
extinção das espécies
Variabilidade na
abundância
das espécies
Espaço Te
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cardumes
migrações nictemerais
anual
fenômenos
físicos de
mesoescala
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períodode glaciação
e deglaciação
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Essas transversais são regularmente separadas por 15-20 mn. A embarcação segue
então um percurso sequencial, visitando cada uma dessas estações e executando as
observações e coletas previstas. Outro planejamento pode usar a batimetria da região
como, por exemplo, 10, 25, 50, 100, 150 e 200 m como base de coleta de dados
(FIG. 1.2B). A embarcação pode seguir também uma rota em ziguezague ou retangular,
o que é conhecido como rota grega.
Figura 1.2 Redes de estações oceanográficas tendo a Plataforma Continental do sul
do Brasil como exemplo: (A) com percurso equidistante; (B) em função da batimetria;
(C) em pontos escolhidos aleatoriamente (detalhe no círculo dos números escolhidos);
(D) em um determinado ponto.
latitude
Rio Grande
- 28 °
- 29 °
- 30 °
- 31 °
- 32 °
- 33 °
- 34 °
- 49 ° - 48 ° - 47 °- 53 ° - 52 ° - 51 ° - 50 °
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Santa Marta
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.)Em determinadas circunstâncias, em que seja necessário garantir uma amostragem
aleatória, outro tipo de desenho amostral pode ser adotado. Para isso, a superfície do
mar ou de seu fundo pode ser dividida em subáreas de iguais dimensões e a escolha
da subárea que será amostrada é decidida aleatoriamente ou seguindo uma estratificação,
de acordo com classes de profundidade ou natureza do sedimento do fundo mari-
nho (FIG. 1.2C). A escolha do tipo de percurso tem que levar em conta distância,
tempo disponível e eficiência da cobertura.
Ainda, é possível que seja necessário permanecer em um único local (FIG. 1.2D)
por um tempo prolongado, realizando observações in situ durante 24h ou mais. Nesse
caso, a estratégia é outra e ela é recomendada para acompanhar processos intensiva-
mente em pequena área, mas com alta cobertura temporal.
1.3 Escolhendo os aparelhos
É muito importante listar todo o material necessário antes do início do Cruzeiro
(TAB 1.1, como exemplo). Em função não apenas dos parâmetros escolhidos para
mensurar mas também das coletas de material vivo ou não vivo que seja necessário
recolher, serão feitas as escolhas dos instrumentos de medição, como direção e inten-
sidade do vento, ecossonda, roseta oceanográfica, Conductivity, Temperature and Depth
(CTD), correntômetro, irradiômetro, fluorímetro, turbidímetro entre outros; e equi-
pamentos de coleta, como garrafa, redes de plâncton, busca-fundo (pegadores de
fundo), dragas, rede de barra ou de vara (beam trawl) para sedimentos e organismos de
fundo e redes de arrasto de fundo e de meia água, emalhe, espinhel para peixes de
fundo ou na coluna de água. Cada um desses instrumentos ou equipamentos tem
demandas específicas de guinchos, bitola de cabo, resistência e velocidade de descida/
içado ou arrasto.
Os instrumentos de medição devem estar previamente calibrados e o usuário ter os
respectivos manuais de uso e manutenção sempre disponíveis. Detalhes como baterias
com baixa carga ou sulfatadas, infiltração de água, umidade, conexões USB ou RS 32 defeituosas,
por exemplo, podem provocar leituras erradas, que depois não poderão ser corrigidas, ou ainda
impedir a leitura de um ou mais parâmetros. Ainda, sempre que possível – e se não houver
restrições orçamentárias –, é recomendável ter unidades de reposição a bordo.
Para os equipamentos de coleta, deve-se considerar a possibilidade de avarias ou perda.
Portanto, cabos de segurança, revisão e reforço de manilhas (já que a trepidação provoca
o afrouxamento e a soltura de parafusos), panos de rede para substituição são quase
obrigatórios.
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Tabela 1.1 Exemplo de uma lista de material para um embarque científico.
1.4 As operações de convés e sua logística
As operações de convés necessitam de ter um bom planejamento. Com esse fim,
o Chefe científico tem que pensar na sequência das operações, quando a embarcação
é posicionada numa estação. É de praxe que os trabalhos na estação comecem estan-
do a embarcação parada, com o lançamento da roseta armada com o CTD, as
garrafas de coleta, um fluorímetro, entre outros equipamentos. Ainda com a embar-
cação parada, são usados os amostradores de organismos bentônicos e sedimento (os
pegadores de fundo ou busca-fundo) e a rede vertical de plâncton. Depois, com a
embarcação em movimento, costumam ser lançadas as redes para coleta de plâncton
horizontais e oblíquas, dragas, side scan sonar e, por último, as operações de pesca, que
variam de acordo com as espécies visadas.
Material Consumo
Álcool
Copo completo para plâ
Mangueira de látex
Mangueira plástica
Mangueira de silicone
Manilhas
Manuais de campo
Manuais dos equipamentos
Material de dissecção
Monobloco
Pesos de 1 kg
Pedra p/ar
Pinça
Planilha de registro
Régua paralela
Abraçadeira de inox
Agulha histológica
Balde com tampa 20 L
Bandeja plástica
Bomba de ar 110 V
Bomba de ar 220 V
Bomba de ar a pilha
Bambonas
Botas de borracha
Cabo de aço de 4 mm
Cabo de náilon seda de 6 mm
Cabo de náilon seda de 10 mm
Camburão 50 L/100 L/200 L
Caixa de ferramentas
Caixa de isopor
Caixa plástica
Capa de chuva
Capacete
Compasso
Conexão plástica p/tubo
ncton
Engradado de garrafas plásticas
Etiqueta
Faca de peixe
Formol puro
Frascos plásticos vários volumes
Funil
sMalhas de náilon para con erto
Lanterna comum
Lanterna de mineiro
Luva de pano
b iaJaqueta o
Luva de látex P / M / G
Material de Escritório
Adaptador de tomada
Atilho
Borracha
Cabos diversos para informática
Calculadora
Caneta
Cartuchos de tinta
Clipes
Cola tipo Araldite
Cola tipo silicone
DVD
Envelope pardo
Estilete
Extensão T
Fio de extensão
Fita crepe
Fita isolante
Grampeador
Hubs
Impressora
Lápis
Notebook
Papel A4
Papel toalha
Pen Drive
Pilha AAA, AA, Média, Grande
Pilha 9V
Pincel atômico
Prancheta
Projetor multimídia
Régua comum
Saco plástico
Tesoura
Amostrador van Veen
Sonar de varredura lateral
Sonda multiparâmetro
Termossalinômetro
Termômetro de cubeta
Turbidímetro
Rede meia água com portas
Rede de barra (Beam trawl )
Rede Isaacs-Kidd
Rede bongo
Rede cônica
Rede cilindrocônica
Rede neustônica
Roseta
Softwares básicos
Soluções químicas
ADPS
Amostrador Dietz-Lafond
Amostrador cilíndrico
Balança pequena
Balança 300 kg
Balança de precisão
Balança eletrônica
Box corer
Carta náutica
Clinômetro
Correntômetro
CTD
Depressor
Disco de Secchi
Draga biológica
Ecossonda portátil
Fluorímetro
Fluxômetro
Garrafa coletora de água
GPS
Ictiômetro
Irradiômetro
Kit para química
Máquina fotográfica
Mecanismo fechamento
Mensageiro
Oxímetro
Ph metro
Polia hodométrica
Profundímetro
Rede de fundo com portas
Refratômetro
Aparelhos uantQ QuantQuant
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.)Em todas essas operações o ideal é que uma tripulação permanente trabalhe no
navio lado a lado com os pesquisadores, técnicos e alunos. No entanto, aquelas opera-
ções ou manobras que envolvam guinchos de qualquer natureza são de responsabili-
dade dos tripulantes, após serem instruídos pelo Comandante do navio. Nesse aspec-
to, é necessário ressaltar que o Comandante é a máxima autoridade a bordo, respon-
sável pela segurança das vidas e da embarcação. Por isso, é recomendável que o Chefe
científico do cruzeiro mantenha uma reunião prévia com o Comandante, explicando-
lhe o roteiro de navegação, todas as operações previstas e o pessoal técnico/científico
que será alocado nas diversas tarefas.
A experiência indica que, antes deiniciar um cruzeiro, que pode demandar
15 a 25 dias de navegação, contemple-se a realização de uma saída piloto de apenas
1 ou 2 dias de duração, na qual serão testadas todas as operações, com a finalidade de
verificar a viabilidade, as dificuldades, os riscos e acertar/corrigir detalhes que podem
poupar a ocorrência de problemas não previstos.
Cada embarcação é diferente de outra e, portanto, é difícil indicar um modelo de
operações único. No entanto, com um pouco de experiência, é possível chegar a um
plano de trabalho como, por exemplo, o do Navio de Pesquisa (N/Pq) Atlântico Sul,
onde cada atividade tem um lugar e uma sequência certa no convés (FIG. 1.3).
1.5 O registro das informações
Durante o cruzeiro, muitas informações são geradas. Por isso, organizá-las visando
a sua pronta recuperação e seu uso é algo indispensável. Planilhas de registro bem
elaboradas, de fácil interpretação e uso amigável são fundamentais. Ainda, numa etapa
mais avançada das análises, é preciso realizar diversos testes estatísticos; em função
disso, as planilhas devem estar bem organizadas e sempre à disposição de todos os
participantes do cruzeiro e de outros interessados.
Outra informação importante é a de que cruzeiros oceanográficos requerem a
inter-relação dos dados. Assim, para cada estação de amostragem e as respectivas
coletas de dados ambientais e de material biológico ou geológico, é necessário saber
todos os pormenores que ajudarão na melhor interpretação dos resultados obtidos.
O material biológico ou geológico coletado, que será processado e analisado em
terra, tem que estar devidamente conservado, identificado e etiquetado. Dependendo
da natureza da amostra coletada, as etiquetas têm que ser de material resistente à água
e ao manuseio, como papel vegetal ou mesmo papiro e escritos de forma a conter
informações básicas, como nome do projeto, número da estação e data de coleta.
Também é necessária, para cada tipo de coleta, uma planilha de registro
(ANEXOS 2 a 19), em que serão anotadas todas as observações pertinentes.
Vale a pena lembrar que uma amostra coletada com identificação deficiente equi-
vale a uma amostra perdida, de difícil ou impossível substituição.
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Figura 1.3 Planta do convés do N/Pq Atlântico Sul, mostrando o arranjo dos guinchos e os
locais indicados para as diferentes operações (* com a embarcação em movimento).
água de superfície
disco de Secchi
multisonda
plâncton-bomba
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garrafa
CTD
rede vertical de plâncton
busca-fundo
rede horizontal de plâncton
rede neustônica
*
*
disco de Secchi
rede Isaacs-Kidd
rede de meia água
rede de arrasto
draga
beam trawl*
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*
rede Bongo
rede Multinet
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*
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side scan sonar
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.)1.6 Acondicionamento e estocagem
O acondicionamento das amostras em vidros, sacos plásticos, congeladas ou con-
servadas em formalina a 10%, 4% ou 2%, ou álcool 70%, é outro aspecto importante
a considerar. Devido ao balanço do navio, é importante que as amostras sejam esto-
cadas de forma segura até o momento do desembarque, sob pena de comprometer
total ou parcialmente o esforço despendido na coleta.
Para preparar 1 litro de solução de formalina a 4% o procedimento, usando a
equação global de diluição, é:
em que:
V
1
 é o volume do formoldeído comercial necessário;
V
2
 é o volume da solução desejada (no caso 1.000 mL);
C
1
 é a concentração do formoldeído comercial (100%);
C
2 
é a concentração da formalina desejada (4%).
Então, o volume é de 40 mL de formoldeído e 960 ml de água do local para
completar 1.000 mL de solução de formalina a 4%. Para neutralizar o pH dessa
solução utiliza-se 4 g de tetraborato de sódio (Bórax).
Para preparar 1 litro de solução de álcool a 70% o procedimento é:
em que:
V
1
 é o volume do álcool comercial necessário;
V
2
 é o volume da solução desejada (no caso 1.000 mL);
C
1
 é a concentração do álcool comercial (96%);
C
2 
é a concentração do álcool desejado (70%).
Então, o volume é de 729 mL de álcool e 271 mL de água do local para comple-
tar 1.000 ml de álcool a 70%.
V C = V C1 1 2 2x x
V 100% = 1.000 mL 4%1 x x
V 96% = 1.000 mL 70%1 x x
V C = V C1 1 2 2x x
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1.7 Resultados preliminares e relatórios
É recomendável analisar os resultados
obtidos de forma preliminar durante a própria
execução do cruzeiro. As facilidades de
computação presentes, com softwares que
permitem rápida elaboração de gráficos,
constituem-se como uma ferramenta importante
para a análise inicial dos resultados obtidos
numa estação ou num perfil/transversal.
Dessa forma, é possível obter informações
que ajudem a tomar decisões para direcionar
melhor as amostragens ou ainda detectar erros
que podem ser reparados.
Seguindo uma rotina pré-estabelecida, é
importante elaborar um relatório de cruzeiro
que deverá ser distribuído a todos os cientistas
do cruzeiro, sintetizando as principais atividades
e os resultados preliminares.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Apesar do planejamento, não se pode
descartar a ocorrência de diversos imprevistos
como, por exemplo, condições meteorológicas
adversas, problemas mecânicos da embarcação,
anomalias nos equipamentos, falhas eletrônicas
nos instrumentos ou, ainda, problemas de saúde
dos tripulantes, pesquisadores, técnicos e alunos.
Para minimizar seus efeitos, pode-se reservar
10% de tempo adicional na programação e no
cálculo de custos.
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
McGOWAN, J.A.; FIELD, J.G. Ocean Studies.
In: FIELD, J.G.; HEMPEL, G.;
SUMMERHAYES, C.P. (Ed.). Oceans 2020:
science, trends and the challenge of sustainability.
Washington, DC: Island Press, 2002. p. 9-48.
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