CTD Seabird - Introdução e contexto

Introdução

Durante as campanhas oceanográficas, são realizados perfis verticais a intervalos regulares com uma sonda CTD-O2, de Conductivity-Temperature-Depth-Oxygen. Este instrumento permite medir com grande precisão a temperatura, a salinidade e o oxigénio dissolvido do oceano ao longo da coluna de água através da medição da pressão.

A sonda hidrológica mais frequentemente utilizada nos laboratórios é uma sonda SEABIRD, modelo SBE911+V2. Ela vem equipada de série com os seguintes sensores:

• um sensor de pressão do tipo Digiquartz® desenvolvido pela sociedade Paroscientific Inc. Possui um sensor interno de temperatura para efetuar uma correção de temperatura na medição de pressão. Permite realizar medições de 0 a 10 000 psi (pound per square inch, absolute), ou seja, 6 800 dbars, com 1 dbar = 1,4503774 psia, uma resolução de 0,001 % da escala completa (0,068 dbar) e uma exatidão de 0,015 % da escala completa (cerca de 1 dbar).
• dois sensores de temperatura com sonda de platina, permitindo medições entre -5 °C e +35 °C, com uma resolução de 0,0002 °C e uma exatidão de 0,002 °C.
• dois sensores de condutividade com elétrodos colocados num tubo de vidro, medindo a condutividade absoluta. A gama de medição situa-se entre 0 e 7 S/m (Siemens por metro, equivalente a 0-70 mho/cm), com uma resolução de 4.10-5 S/m e uma exatidão de 0,0003 S/m.
• dois sensores de oxigénio dissolvido, com membrana polarográfica, permitindo medições numa gama de 0 a 120 % de saturação e uma exatidão de 2 % na gama de medição.
• duas bombas externas ligam cada conjunto de sensores T/C e O2, para assegurar uma melhor sincronização das suas respostas dinâmicas. Do mesmo modo, cada sensor de temperatura está ligado ao sensor de condutividade por um tubo (TC duct), para que os dois sensores meçam exatamente a mesma água. Como o sensor de temperatura tem um tempo de resposta de 70 ms, a água do mar, ao passar pelo TC duct, demora exatamente 70 ms antes de ser medida pelo sensor de condutividade, cuja resposta é instantânea.

Esta arquitetura explica em grande parte a qualidade das medições, mas também a complexidade dos diagnósticos quando a cadeia deixa de funcionar corretamente.

A sonda é geralmente instalada horizontalmente num chassis que incorpora uma rosette ou um carousel para a recolha de água a diferentes profundidades. Sensores adicionais também podem ser montados na CTD ou na rosette, por exemplo:

• um fluorímetro ECO-FL da Wetlabs para a medição da clorofila.
• um transmissómetro C-Star da Wetlabs.
• um sensor de luz (PAR).
• um altímetro para medir a distância entre a CTD e o fundo.
• dois LADCP (correntómetros Doppler) para a medição da corrente ao longo do perfil vertical.

As amostras são recolhidas durante a subida e depois analisadas a bordo ou no laboratório. O conjunto do sistema de medição, frequentemente chamado bathysonde, está ligado ao navio por um cabo eletroportador operado com um guincho elétrico dedicado.

A unidade de convés (deck unit) SBE11 alimenta a bathysonde e recupera os dados em tempo real através do cabo eletroportador, do coletor rotativo e do computador de aquisição. O software de aquisição Seasave, fornecido pela Seabird, converte em seguida as frequências e tensões provenientes dos sensores em grandezas físicas.

O sistema de medição inclui, portanto, três subconjuntos principais:

1. a cadeia de alimentação
2. a própria bathysonde
3. a cadeia de aquisição

Boa parte destes elementos trabalha na água do mar, um meio hostil por definição. Em caso de disfuncionamento, nem sempre é fácil determinar a origem do problema. O objetivo deste guia é facilitar o diagnóstico de avarias a partir de casos concretos, verificações simples e partilha de experiência.

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