Un trazador de flujo es cualquier propiedad de un fluido que se utiliza para rastrear la velocidad del flujo (es decir, la magnitud y dirección del flujo ) y los patrones de circulación. Los trazadores pueden ser propiedades químicas, como material radiactivo , o compuestos químicos, propiedades físicas, como densidad, temperatura, salinidad o colorantes, y pueden ser naturales o inducidos artificialmente. Los trazadores de flujo se utilizan en muchos campos, como la física, la hidrología , la limnología , la oceanografía , los estudios ambientales y los estudios atmosféricos.
Los trazadores conservativos permanecen constantes siguiendo las parcelas de fluido, mientras que los trazadores reactivos (como los compuestos que experimentan una reacción química mutua) crecen o decaen con el tiempo. Los trazadores activos alteran dinámicamente el flujo del fluido al cambiar las propiedades del mismo que aparecen en la ecuación de movimiento, como la densidad o la viscosidad , mientras que los trazadores pasivos no tienen influencia en el flujo. [1]
Los trazadores oceánicos se utilizan para deducir patrones de flujo a pequeña escala, circulación oceánica a gran escala , formación y cambios en las masas de agua, "datación" de masas de agua y almacenamiento y absorción de dióxido de carbono. [2] [3]
La temperatura, la salinidad, la densidad y otros indicadores conservadores se utilizan a menudo para rastrear las corrientes, la circulación y la mezcla de masas de agua. [4] Un ejemplo interesante fue cuando 28.000 patitos de plástico cayeron por la borda de un buque portacontenedores en medio del océano Pacífico. Durante los siguientes doce años, los oceanógrafos registraron dónde fueron arrastrados los patitos a la orilla, a unos miles de kilómetros del lugar del derrame, y estos datos se utilizaron para calibrar y verificar los patrones de circulación del giro del Pacífico Norte . [5]
Los trazadores transitorios cambian con el tiempo, como el material radiactivo ( tritio y cesio-137 ) y las concentraciones químicas ( CFC y SF6 ), que se utilizan para datar masas de agua y también pueden rastrear la mezcla. A mediados de la década de 1900, las pruebas de armas nucleares y la producción química liberaron toneladas de compuestos que no se encuentran naturalmente en el medio ambiente. [ cita requerida ] Si bien es extremadamente desafortunado, los científicos pudieron usar las concentraciones de compuestos antropogénicos y las vidas medias del material radiactivo para determinar la antigüedad de un cuerpo de agua. El desastre nuclear de Fukushima fue muy bien estudiado por los oceanógrafos, quienes rastrearon el material radiactivo esparcido por todo el Océano Pacífico y lo usaron para comprender mejor las corrientes oceánicas y los patrones de mezcla. [6] [7]
Los trazadores biológicos también pueden utilizarse para rastrear las masas de agua en el océano. Los satélites pueden observar las floraciones de fitoplancton y ver cómo se mueven con las corrientes cambiantes. Pueden utilizarse como un "punto de control" para ver qué tan bien se mezclan las masas de agua. El agua subtropical suele ser cálida, lo que es ideal para el fitoplancton, pero pobre en nutrientes , lo que inhibe su crecimiento, mientras que el agua subpolar es fría y rica en nutrientes. Cuando estos dos tipos de masas de agua se mezclan, como en la corriente de Kuroshio en el Pacífico norte, a menudo se producen enormes floraciones de fitoplancton, porque saben las condiciones que necesitan para crecer: temperaturas cálidas y altos niveles de nutrientes. La mezcla vertical y la formación de remolinos también pueden causar floraciones de fitoplancton, y estas floraciones son rastreadas por satélites para observar los patrones de corrientes y la mezcla. [8] [9] [10]