Flotador (oceanografía)

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Un flotador (que no debe confundirse con un drifter ) es una plataforma de instrumentos oceanográficos que se utiliza para realizar mediciones subsuperficiales en el océano sin la necesidad de un barco, una hélice o una persona que lo opere. ^[1] Los flotadores miden los aspectos físicos y químicos del océano en detalle, como la dirección y la velocidad del agua o la temperatura y la salinidad. ^[2] Un flotador descenderá a una profundidad predeterminada donde tendrá flotabilidad neutra . Una vez que haya pasado una cierta cantidad de tiempo, la mayoría de los flotadores volverán a la superficie aumentando su flotabilidad para poder transmitir los datos que recopiló a un satélite . Un flotador puede recopilar datos mientras tiene flotabilidad neutra o se mueve a través de la columna de agua . A menudo, los flotadores se tratan como desechables, ya que el costo de recuperarlos de áreas remotas del océano es prohibitivo; cuando las baterías fallan, un flotador deja de funcionar y se desplaza a la profundidad hasta que encalla o se inunda y se hunde. En otros casos, los flotadores se despliegan por un corto tiempo y se recuperan.

Los dispositivos flotantes con flotabilidad neutra fueron desarrollados independientemente y simultáneamente ^[3] por Henry Stommel en 1955 ^[4] y John C. Swallow en 1955. El diseño del flotador Swallow le permite estabilizarse a una profundidad determinada. ^[5] Sin embargo, el diseño de Swallow fue el primero en su tipo en la práctica. ^[3]

A finales de 2004, más de 1.500 flotadores de flotabilidad neutra flotaban a distintas profundidades de las aguas oceánicas. ^[3]

Estos vehículos autónomos a la deriva suelen tener cajas de presión de aluminio del orden de un metro de largo. Para cambiar la flotabilidad, se utiliza una bomba para inflar o desinflar una vejiga de aceite externa. Algunos flotadores pueden separar un lastre para aumentar su flotabilidad, pero eso solo se puede hacer una vez. El peso de un flotador es de unos 20 kg sin sensores. Los flotadores pueden llevar una variedad de sensores para recopilar datos. Un sensor común utilizado es un CTD para recopilar datos sobre la conductividad , la temperatura y la profundidad (que está relacionada con la presión ). La salinidad se puede calcular a partir de las mediciones tomadas por el CTD. Otros sensores utilizados incluyen sensores de oxígeno , nitrato , luz solar, clorofila y pH . Los flotadores con seguimiento acústico tienen un hidrófono para producir sonido. Sin los sensores, un flotador puede costar unos 25.000 dólares estadounidenses.

Los flotadores de perfilación, como los flotadores APEX, los flotadores SOLO (incluido SOLO-TREC ), los flotadores PROVOR y los flotadores Navis (Sea-Bird Scientific), cambian su flotabilidad para moverse verticalmente a través de la columna de agua en el océano para recopilar repetidamente datos que abarcan un rango de profundidades ("perfiles"). ^[6] Los flotadores de perfilación pueden tener más de un sensor del mismo tipo. Un sensor en la parte superior del flotador recopilará datos mejor que uno en la parte inferior si el flotador se mueve verticalmente a través de la columna de agua, y un sensor en la parte inferior recopilará datos mejor si el flotador está descendiendo. Estos flotadores son capaces de hacer unos cientos de perfiles a una profundidad máxima de 2000 metros antes de que se agote la batería, y transmiten sus datos a la costa a través de comunicación satelital cada vez que salen a la superficie. Se han creado modelos de buceo más profundo que pueden alcanzar los 6000 metros, ^[7] lo suficientemente profundo como para llegar al fondo del océano en la mayoría de los lugares. Un importante usuario de flotadores perfiladores es el programa Argo , que tiene como objetivo mantener 3.000 de ellos funcionando en el océano en todo momento.

El programa Argo utiliza flotadores Apex. ^{[ Aclaración necesaria ]} Estos flotadores flotan a una profundidad determinada durante un período de 5 a 10 días antes de emerger para transmitir los datos a los satélites. Luego, el flotador descenderá nuevamente a la profundidad determinada. ^[8]

Un flotador lagrangiano es similar a un derivador lagrangiano en el sentido de que está diseñado para seguir una parcela de agua, excepto que el flotador lagrangiano es capaz de cambiar su flotabilidad para recopilar también datos de perfil. Al seguir una parcela de agua, las mediciones minimizan los efectos advectivos ^{[ aclaración necesaria ]} del agua para mostrar el cambio de las propiedades de la parcela de agua a lo largo del tiempo. ^[9]

Aunque las regiones costeras del mundo son las partes más productivas del océano, los flotadores no se utilizan comúnmente para estudiar la costa. Los flotadores en las regiones costeras son menos comunes debido al riesgo de que los flotadores se dañen por la costa o sean arrastrados a la orilla. El Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey (MBARI) está desarrollando un modelo más nuevo para un flotador costero. ^[10] Estos nuevos flotadores se asientan en el fondo marino entre los perfiles. Esto permite que los flotadores resistan ser movidos por las corrientes cuando no están recopilando datos. El flotador costero recopilaría datos de perfiles con mayor frecuencia que los flotadores Argo debido al entorno costero que cambia rápidamente.

Algunos flotadores están diseñados únicamente para mapear corrientes a una única profundidad; no tienen la capacidad de ajustar su flotabilidad, por lo que se lastran cuidadosamente para que coincidan con la densidad del agua a la profundidad deseada. Un ejemplo moderno de este tipo es el flotador RAFOS ; las versiones históricas incluyen los flotadores Swallow , ALACE y SOFAR.