Medição de ondas no mar ártico
Medição de ondas em mar aberto e no gelo com o AHRS.
"As unidades foram confiáveis, sem falhas nas condições adversas do Ártico. Elas estão funcionando continuamente há mais de um ano sem precisar de ciclos de energia etc." | Dr. Martin Doble
Programa Zona de Gelo Marginal (MIZ)
Nas últimas décadas, o Ártico tem se aquecido mais do que qualquer outra região, levando a uma redução significativa no volume de gelo marinho. A combinação de maior área livre de gelo e maior mobilidade da cobertura de gelo levou ao surgimento de uma zona de gelo marginal (MIZ) sazonal no Mar de Beaufort.
A iniciativa MIZ do Office of Naval Research envolve um programa integrado de observações e simulações para investigar a dinâmica gelo-oceano-atmosfera com vários sistemas autônomos, incluindo boias de ondas.
Ellipse-A para estudar as características das ondas do mar
O programa incluiu 25 boias de ondas para quantificar as características e a evolução das ondas em alto-mar e no gelo. Vinte bóias foram instaladas no período de verão e cinco no inverno. "Precisávamos de uma solução muito rápida e econômica para medir espectros de ondas direcionais no oceano.
O tempo de implantação era curto, portanto, uma solução integrada, que nos fornecesse bons números de elevação imediatamente, era essencial. O tempo de entrega das unidades também foi fundamental", indica o Dr. Martin Doble, oceanógrafo da escola francesa UPMC e membro do programa oceoresearch.
As boias de verão, primeiramente perfuradas no gelo, foram alimentadas com painéis solares e equipadas com sensores de movimento inercial Ellipse-A para detectar efeitos de ondas distantes e próximas no bloco de gelo local. Depois que o gelo derreteu, as boias de verão continuaram a medir as características do oceano aberto.
As cinco boias de inverno foram instaladas no gelo. Essas boias eram feitas de alumínio para maior resistência e continham baterias suficientes para alimentá-las durante os meses escuros do inverno. Cada boia também continha componentes eletrônicos de processamento e controle, um cartão SD, um GPS e um modem de satélite Iridium e antenas para transmitir os dados registrados sob demanda para a estação base de Cambridge.
Os dados das bóias de verão (ondas em mar aberto) e das bóias de inverno (ondas no gelo) também foram usados em conjunto para quantificar a taxa de atenuação das ondas.
Quando a calibração de temperatura faz sentido
Os sensores inerciais Ellipse-A foram usados aqui para medir a altura e a direção das ondas. Ellipse-A mede em tempo real a rotação, a inclinação, a direção com precisão de 0,35° e a inclinação com precisão de 10 cm.
Todos os sensores são calibrados para polarização, linearidade, ganho, desalinhamento, eixo cruzado e giroscópio-g de -40°C a +85°C. Isso permite que eles forneçam dados confiáveis em ambientes severos, e o que pode ser mais severo do que o gelo do Ártico? "As unidades foram confiáveis, sem falhas nas condições adversas do Ártico.
O Ellipse-A tem funcionado continuamente por mais de um ano, sem precisar de ciclos de energia, etc., e os números parecem bons, fornecendo resultados claros", segundo o Dr. Doble.
"Precisávamos de uma solução muito rápida e econômica para medir espectros de ondas direcionais no oceano." | Dr. Martin Doble
Ellipse-A: AHRS miniatura de alto desempenho
Durante o projeto, foi lançada a Ellipse Series , uma nova linha que substitui a série IG-500.
Mais precisos em atitude e mais confiáveis (IP68) pelo mesmo orçamento, os novos sensores inerciais em miniatura agora oferecem uma inclinação que se ajusta automaticamente ao período da onda para um desempenho superior.
Os sensores Ellipse-A estão sendo usados atualmente em um novo projeto do ONR nos mares de Beaufort e Chukchi.
Ellipse-A
Ellipse-A é um Sistema de Referência de Atitude e Direção (AHRS) acessível e de alto desempenho. Ele incorpora o melhor procedimento de calibração magnética da categoria para obter o rumo ideal e é adequado para aplicações de baixa a média dinâmica.
Calibrado em fábrica de -40 °C a 85 °C, esse robusto sensor de movimento inercial fornece dados de rotação, inclinação, rumo e inclinação.
Solicite uma cotação para Ellipse-A
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O que são sensores de medição de ondas?
Os sensores de medição de ondas são ferramentas essenciais para compreender a dinâmica dos oceanos e melhorar a segurança e a eficiência das operações marítimas. Ao fornecer dados precisos e oportunos sobre as condições das ondas, eles ajudam a informar decisões em vários setores, desde o transporte marítimo e a navegação até a conservação ambiental. As boias de ondas são dispositivos flutuantes equipados com sensores para medir parâmetros de ondas, como altura, período e direção.
Normalmente, eles usam acelerômetros ou giroscópios para detectar o movimento das ondas e podem transmitir dados em tempo real para instalações em terra para análise.
O que é batimetria?
A batimetria é o estudo e a medição da profundidade e da forma do terreno subaquático, com foco principal no mapeamento do fundo do mar e de outras paisagens submersas. É o equivalente subaquático da topografia, fornecendo informações detalhadas sobre as características subaquáticas de oceanos, mares, lagos e rios. A batimetria desempenha um papel crucial em várias aplicações, incluindo navegação, construção marinha, exploração de recursos e estudos ambientais.
As técnicas batimétricas modernas dependem de sistemas de sonar, como as sondas de eco de feixe único e de feixe múltiplo, que usam ondas sonoras para medir a profundidade da água. Esses dispositivos enviam pulsos de som em direção ao fundo do mar e registram o tempo que os ecos levam para retornar, calculando a profundidade com base na velocidade do som na água. Os ecobatímetros multifeixe, em particular, permitem que amplas faixas do fundo do mar sejam mapeadas de uma só vez, fornecendo representações altamente detalhadas e precisas do fundo do mar. Frequentemente, uma solução RTK + INS é associada para criar representações batimétricas 3D do fundo do mar posicionadas com precisão.
Os dados batimétricos são essenciais para a criação de cartas náuticas, que ajudam a orientar as embarcações com segurança, identificando possíveis riscos subaquáticos, como rochas submersas, naufrágios e bancos de areia. Também desempenham um papel fundamental na pesquisa científica, ajudando os pesquisadores a entender as características geológicas submarinas, as correntes oceânicas e os ecossistemas marinhos.
Para que serve uma boia?
Uma boia é um dispositivo flutuante usado principalmente em ambientes marítimos e aquáticos para várias finalidades importantes. As boias são geralmente colocadas em locais específicos para marcar passagens seguras, canais ou áreas perigosas em corpos d'água. Elas orientam navios e embarcações, ajudando-os a evitar pontos perigosos como rochas, águas rasas ou naufrágios.
Elas são usadas como pontos de ancoragem para embarcações. As boias de ancoragem permitem que os barcos sejam amarrados sem precisar lançar âncora, o que pode ser especialmente útil em áreas onde a ancoragem é impraticável ou prejudicial ao meio ambiente.
As boias instrumentadas são equipadas com sensores para medir as condições ambientais, como temperatura, altura das ondas, velocidade do vento e pressão atmosférica. Essas boias fornecem dados valiosos para a previsão do tempo, pesquisa climática e estudos oceanográficos.
Algumas boias funcionam como plataformas para coletar e transmitir dados em tempo real da água ou do leito marinho, muitas vezes usadas em pesquisas científicas, monitoramento ambiental e aplicações militares.
Na pesca comercial, as boias marcam a localização de armadilhas ou redes. Elas também ajudam na aquicultura, marcando os locais das fazendas subaquáticas.
As boias também podem marcar áreas designadas, como zonas de não ancoragem, zonas de não pesca ou áreas de natação, ajudando a aplicar as normas na água.
Em todos os casos, as boias são essenciais para garantir a segurança, facilitar as atividades marinhas e apoiar a pesquisa científica.
O que é flutuabilidade?
A flutuabilidade é a força exercida por um fluido (como a água ou o ar) que se opõe ao peso de um objeto submerso nele. Ela permite que os objetos flutuem ou subam à superfície se sua densidade for menor que a do fluido. A flutuabilidade ocorre devido à diferença de pressão exercida sobre as partes submersas do objeto - uma pressão maior é aplicada em profundidades menores, criando uma força ascendente.
O princípio da flutuabilidade é descrito pelo princípio de Arquimedes, que afirma que a força de empuxo para cima em um objeto é igual ao peso do fluido deslocado pelo objeto. Se a força de empuxo for maior que o peso do objeto, ele flutuará; se for menor, o objeto afundará. A flutuabilidade é essencial em muitos campos, desde a engenharia naval (projeto de navios e submarinos) até a funcionalidade de dispositivos flutuantes como boias.