Os sensores de turbidez são instrumentos óticos que medem a transparência da água através da deteção da luz transmitida ou dispersada pelas partículas em suspensão. Estes sensores são normalmente instalados em AUVs, USVs, bóias, amarrações, observatórios do fundo marinho e sistemas de monitorização fixos.
Esta página apresenta os principais fabricantes de sensores óticos de turbidez, que apoiam a monitorização de plumas, estudos sobre o transporte de sedimentos, operações de dragagem, aquicultura e avaliação da qualidade da água.
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Sensores de alta precisão, CTDs multiparamétricos e sistemas integrados para investigação e monitorização do ambiente marinho
Balizas e equipamentos de rastreamento telemétrico para aplicações marítimas e em alto mar
Soluções avançadas de monitoramento da qualidade da água e de sensoriamento ambiental
Instrumentação hidrográfica e oceanográfica modular para levantamentos, pesquisa e operações marítimas autônomas
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Os sensores de turbidez medem as alterações na claridade da água, detetando a forma como as partículas em suspensão afetam a luz transmitida ou dispersa. Estas partículas podem incluir sedimentos, matéria orgânica, plâncton e outras matérias em suspensão. A monitorização contínua da turbidez pode indicar alterações nas condições da água, na dinâmica dos sedimentos e no comportamento das plumas.
Um sensor de turbidez pode funcionar como uma sonda de turbidez independente, fazer parte de um instrumento multiparâmetro ou integrar-se num sistema de monitorização de maior dimensão. A seleção de um sensor de turbidez da água requer a consideração da geometria de medição, do intervalo de medição, da calibração, da profundidade nominal, do risco de incrustação e das características das partículas. A turbidez é uma medição ótica e não uma medida direta da concentração de sedimentos em suspensão, pelo que os resultados variam consoante o tamanho, a forma, a cor e a composição das partículas.
Sensor de turbidez da água, Ares, da Xeos by Satlink.
Os sensores nefelométricos determinam a turbidez a partir da luz dispersa a aproximadamente 90 graus em relação ao feixe incidente. Esta geometria é amplamente utilizada para a análise da turbidez da água, particularmente em condições de baixa turbidez. A norma ISO 7027-1 especifica a medição nefelométrica no infravermelho próximo, enquanto outros métodos utilizam fontes de luz diferentes e podem apresentar resultados em unidades distintas.
Um sensor ótico de turbidez que utiliza a retrodifusão mede a luz que regressa ao detetor após a interação com partículas em suspensão. O detetor está posicionado para além do ângulo nefelométrico convencional de 90 graus. Os designs baseados na retrodifusão são adequados para instrumentos in situ compactos e aplicações de monitorização de sedimentos, mas a resposta varia consoante as propriedades das partículas. As medições apresentadas devem identificar o método ótico e a unidade de medida.
Os sensores de turbidez submersíveis integram os componentes óticos, a eletrónica e uma caixa resistente à pressão para uma instalação direta debaixo de água. Um sensor de turbidez oceânica pode ser instalado numa estrutura, numa amarração, num perfilador ou numa plataforma móvel, com classificação de profundidade, conectores e materiais adequados ao ambiente.
Uma sonda de turbidez in situ mede a água diretamente no local de monitorização, em vez de depender de uma amostra recolhida. O termo descreve o método de implantação e não um princípio específico de medição ótica. As sondas in situ podem utilizar configurações nefelométricas, de retrodifusão ou outras configurações óticas e são normalmente combinadas com registadores de dados, telemetria ou outros sensores ambientais. A montagem deve minimizar a interferência de bolhas, estruturas, reflexos do leito marinho e fluxos perturbados.
As sondas multiparâmetro combinam a turbidez com a temperatura, a condutividade, o oxigénio dissolvido, a fluorescência da clorofila ou outras medições da qualidade da água. As medições sincronizadas podem revelar se as variações de turbidez coincidem com a variabilidade hidrográfica, biológica ou das massas de água.
Um medidor de turbidez de água de laboratório é utilizado para amostras discretas em condições controladas, enquanto os monitores de turbidez em linha examinam a água que passa por uma célula de fluxo ou por uma linha de processo. Estes instrumentos podem complementar os sensores de campo para fins de verificação, verificações de calibração, controlo de qualidade ou monitorização de sistemas de água do mar bombeada.
Os valores de turbidez dependem do comprimento de onda, da configuração do detetor, da geometria ótica e do padrão de calibração. As unidades devem, por conseguinte, ser indicadas com informação suficiente sobre o método, de modo a permitir uma comparação significativa. Os valores expressos em unidades diferentes não devem ser automaticamente considerados intercambiáveis.
| Unidade | Significado e Contexto de Medição |
| NTU | As Unidades de Turbididade Nefelométricas (NTU) estão associadas a medições nefelométricas que utilizam um detetor a cerca de 90 graus. O Método 180.1 da EPA utiliza luz visível e apresenta a turbididade em NTU. |
| FNU | As Unidades Nefelométricas de Formazina são utilizadas para medições nefelométricas no infravermelho próximo com deteção a cerca de 90 graus, conforme especificado pela norma ISO 7027-1. |
| FTU | As Unidades de Turbididade de Formazina são uma designação geral ou obsoleta associada à calibração com base na formazina. Uma vez que o termo não define uma geometria ótica específica, o método de medição deve também ser indicado. |
| FBU | As Unidades de Retrodifusão de Formazina identificam medições que utilizam luz no infravermelho próximo e um sistema de detetores de retrodifusão, em vez da nefelometria convencional a 90 graus. |
É importante que os relatórios sejam consistentes quando se comparam dados de monitorização da turbidez provenientes de diferentes instrumentos. Os programas de campo devem também registar as verificações de calibração, a limpeza, a faixa de medição do sensor e os valores fora da faixa de funcionamento fiável.
Sensores de turbidez da AML Oceanographic.
A monitorização da turbidez em zonas costeiras e estuarinas ajuda a caracterizar as condições criadas pelas marés, pelo afluxo de água doce, pelas ondas e pelo escoamento superficial. As medições contínuas podem revelar eventos de plumas de curta duração, tempestades ou ressuspensão que a amostragem ocasional pode não detetar.
Os sensores de turbidez são frequentemente utilizados como indicadores óticos da variabilidade dos sedimentos em suspensão. A conversão da turbidez em concentração de sedimentos em suspensão requer amostragem da água e calibração específicas para cada local, uma vez que a resposta do sensor pode variar consoante o tamanho, a composição, a forma e as propriedades óticas das partículas. As medições óticas devem, por conseguinte, ser consideradas como substitutos calibrados dos sedimentos, em vez de medições diretas e universais da concentração.
Um monitor de turbidez pode fornecer observações contínuas em torno de atividades de dragagem, instalação de cabos, recuperação de terrenos e outras atividades de construção marítima. Instrumentos estrategicamente localizados podem ajudar a distinguir as condições de fundo de aumentos localizados de material em suspensão e a documentar padrões durante as operações.
A turbidez pode fazer parte da monitorização ambiental em torno de instalações de aquicultura, incubadoras e locais de investigação pesqueira. Em combinação com medições de oxigénio dissolvido, temperatura, salinidade e parâmetros biológicos, a turbidez fornece um contexto adicional para as alterações nas condições da coluna de água.
Um registador de turbidez ou um sensor integrado pode ser instalado em bóias, amarrações, sondas bentónicas e observatórios fixos para medições de longa duração. O consumo de energia, o armazenamento, a sujidade ótica, a geometria de montagem, a estabilidade da calibração e os intervalos de manutenção são fatores importantes para instalações autónomas.
Um sensor de turbidez para aplicações subaquáticas pode ser integrado em Veículos Subaquáticos Autónomos (AUV), enquanto instrumentos semelhantes podem ser utilizados em Veículos de Superfície Não Tripulados (USV). As plataformas móveis permitem o mapeamento espacial, desde que sejam tidos em conta o tempo de resposta do sensor, as bolhas induzidas pelo veículo, a perturbação do fluxo, a frequência de amostragem e a sincronização temporal.
As implantações oceânicas de longa duração requerem medidas para evitar que o crescimento ou a contaminação nas superfícies óticas criem tendências falsas. A incrustação pode alterar os valores medidos e pode ser difícil de distinguir de uma alteração ambiental genuína sem inspeção e controlo de qualidade.
A manutenção deve ser planeada em função da duração da implantação, uma vez que um sensor de turbidez adequado pode, mesmo assim, produzir dados de má qualidade a longo prazo se as suas superfícies óticas não se mantiverem limpas.
A instrumentação de turbidez continua a evoluir a par dos sistemas autónomos de observação oceânica e das redes integradas de qualidade da água.
Estes desenvolvimentos estão a transformar os sensores de turbidez de instrumentos autónomos de análise da qualidade da água em componentes integrados de sistemas de observação oceanográfica de longa duração.
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