Un correntómetro es un dispositivo oceanográfico para medir el flujo por medios mecánicos, de inclinación, acústicos o eléctricos.
En física , se distinguen diferentes marcos de referencia dependiendo de dónde se encuentre el observador , esto es lo básico para la especificación lagrangiana y euleriana del campo de flujo en dinámica de fluidos : el observador puede estar en el marco en movimiento (como para un drifter lagrangiano ) o en un marco en reposo .
Los medidores de corriente mecánicos se basan principalmente en el recuento de las rotaciones de una hélice y, por lo tanto, son medidores de corriente de rotor. Una realización de mediados del siglo XX es el medidor de corriente Ekman , que deja caer bolas en un recipiente para contar el número de rotaciones. El medidor de corriente por radio Roberts es un dispositivo montado en una boya amarrada y transmite sus resultados por radio a un buque de servicio. Los medidores de corriente Savonius giran alrededor de un eje vertical para minimizar el error introducido por el movimiento vertical. [1]
Existen dos tipos básicos de medidores de corriente acústicos: Doppler y de tiempo de recorrido. Ambos métodos utilizan un transductor cerámico para emitir un sonido en el agua.
Los instrumentos Doppler son más comunes. Un instrumento de este tipo es el perfilador de corriente Doppler acústico (ADCP), que mide las velocidades de la corriente de agua en un rango de profundidad utilizando el efecto Doppler de las ondas sonoras dispersadas por las partículas dentro de la columna de agua. Los ADCP utilizan el tiempo de viaje del sonido para determinar la posición de las partículas en movimiento. Los dispositivos de un solo punto utilizan de nuevo el efecto Doppler, pero ignorando los tiempos de viaje. Un sensor de corriente Doppler de un solo punto (DCS) de este tipo tiene un rango de velocidad típico de 0 a 300 cm/s. Los dispositivos suelen estar equipados con sensores opcionales adicionales.
Los instrumentos de medición del tiempo de viaje determinan la velocidad del agua mediante al menos dos señales acústicas, una aguas arriba y otra aguas abajo. Al medir con precisión el tiempo de viaje desde el emisor hasta el receptor, en ambas direcciones, se puede determinar la velocidad media del agua entre los dos puntos. Al utilizar múltiples trayectorias, se puede determinar la velocidad del agua en tres dimensiones.
Los medidores de tiempo de viaje son generalmente más precisos que los medidores Doppler, pero solo registran la velocidad entre los transductores. Los medidores Doppler tienen la ventaja de que pueden determinar la velocidad del agua en un rango considerable y, en el caso de un ADCP, en múltiples rangos.
Este nuevo enfoque se emplea, por ejemplo, en el estrecho de Florida , donde se utiliza la inducción electromagnética en un cable telefónico sumergido para estimar el flujo que pasa a través de la pasarela [2] y la configuración completa puede verse como un enorme medidor de corriente. La física detrás: las partículas cargadas (los iones en el agua de mar) se mueven con las corrientes oceánicas en el campo magnético de la Tierra, que es perpendicular al movimiento. Usando la ley de inducción de Faraday (la tercera de las ecuaciones de Maxwell ), es posible evaluar la variabilidad del flujo horizontal promedio midiendo las corrientes eléctricas inducidas. El método tiene un efecto de ponderación vertical menor debido a pequeños cambios de conductividad a diferentes profundidades. [3]
Los medidores de corriente de inclinación funcionan según el principio de arrastre-inclinación y están diseñados para flotar o hundirse según el tipo. Un medidor de corriente de inclinación flotante generalmente consta de una carcasa flotante subsuperficial que está anclada al fondo marino con una línea o amarre flexible. Una corriente de inclinación de hundimiento es similar, pero la carcasa está diseñada de tal manera que el medidor cuelga del punto de fijación. En cualquier caso, la carcasa se inclina en función de su forma, flotabilidad (negativa o positiva) y la velocidad del agua. Una vez que se conocen las características de una carcasa, la velocidad se puede determinar midiendo el ángulo de la carcasa y la dirección de inclinación. [4] La carcasa contiene un registrador de datos que registra la orientación (ángulo desde la vertical y rumbo de la brújula) del medidor de corriente de inclinación. Los medidores de corriente de inclinación flotantes generalmente se despliegan en el fondo con un ancla de plomo o de hormigón, pero se pueden desplegar en trampas para langostas u otras anclas convenientes de oportunidad. [5] Los medidores de corriente de inclinación de hundimiento se pueden conectar a un amarre oceanográfico , un muelle flotante o un corral para peces. Los medidores de corriente de inclinación tienen la ventaja sobre otros métodos de medición de corriente de que generalmente son instrumentos de costo relativamente bajo y el diseño y el funcionamiento son relativamente simples. [6] El bajo costo del instrumento puede permitir a los investigadores utilizar los medidores en mayor cantidad (aumentando así la densidad espacial) y/o en lugares donde existe riesgo de pérdida del instrumento. [7]
Los correntómetros se suelen instalar en un amarre oceanográfico que consta de un peso de ancla en el suelo, una línea de amarre con el instrumento o los instrumentos conectados a ella y un dispositivo flotante para mantener la línea de amarre más o menos vertical. Como una cometa en el viento, la forma real de la línea de amarre no será completamente recta, sino que seguirá una denominada (semi) catenaria . Bajo la influencia de las corrientes de agua (y del viento si la boya superior está por encima de la superficie del mar) se puede determinar la forma de la línea de amarre y, por ello, la profundidad real de los instrumentos. [8] [9] Si las corrientes son fuertes (por encima de 0,1 m/s ) y las líneas de amarre son largas (más de 1 km ), la posición del instrumento puede variar hasta 50 m .