Bóias Ondógrafo

Aquisição de dados

Primeira bóia direccional (WAVEC)

Para a medição das ondas o Instituto Hidrográfico utiliza bóias ondógrafo Datawell. Inicialmente a aquisição foi efectuada por bóias não-direccionais. Estas estão equipadas com sensores que medem a aceleração vertical do movimento da superfície livre do mar, o que permite obter informação relativa à altura e ao período das ondas.

Em 1986 foi fundeada em Faro a primeira bóia direccional, verificando-se uma evolução notável relativamente à tecnologia utilizada. Este tipo de bóias tem um sensor adicional, que permite obter também informação sobre a direcção de propagação das ondas. As bóias possuem ainda um sensor que permite medir a temperatura da água à superfície.

Os dados adquiridos são transmitidos, via rádio, para uma estação receptora. O conjunto formado pela bóia ondógrafo e pela estação receptora é designado por estação ondógrafo. A estação receptora, habitualmente localizada em faróis próximos da posição de fundeamento da bóia, é constituída por um receptor que recebe e descodifica os dados, e por um computador que controla a aquisição e gravação dos dados. Para além do programa de aquisição, a estação receptora tem instalado um software que realiza um controlo de qualidade muito sumário aos dados adquiridos, e um processamento em tempo real, em que são calculados os parâmetros mais representativos da agitação marítima.

Os dados são transmitidos, por modem, para a sede do Instituto Hidrográfico, onde são posteriormente sujeitos a um controlo de qualidade mais elaborado, processados e armazenados numa base de dados. As bóias estão também equipadas com sistema GPS que controla a posição da bóia, permitindo actuar com mais eficácia no caso de deriva do equipamento.

Actualmente a aquisição dos dados é efectuada com um intervalo de digitalização de 0.78125 s e a sua gravação é efectuada de duas formas:

• séries temporais com duração de 10 minutos, destinadas a serem processadas em tempo real. O intervalo entre as séries é apenas de um ou dois minutos, que é o tempo necessário ao processamento e à apresentação da informação;

• séries temporais com duração de 30 minutos, cujo processamento é feito à posteriori. Em condições normais, o intervalo entre estas séries é de 3 horas; em situação de temporal, é inferior a um minuto, durante o qual é testado se a situação de temporal se mantém.

  Considera-se estar em situação de temporal quando o valor da altura significativa é superior a 5 metros na costa Oeste e a 3 metros na costa Sul e na costa da Madeira. A altura significativa é o parâmetro estatístico mais usual na caracterização da agitação marítima e corresponde aproximadamente à avaliação visual da altura das ondas (ver definição mais adiante).

Processamento de dados

As séries temporais que são adquiridas (designadas habitualmente por registos), são constituídas por deslocamentos verticais (elevações) e deslocamentos horizontais nos sentidos norte-sul e este-oeste. Uma vez adquiridas e validadas, as séries temporais são objecto de um tratamento padrão, o qual visa a estimação dos parâmetros característicos da agitação marítima, quer no domínio do tempo, quer em frequência:

Relativamente a cada registo, são estimados, entre outros, os seguintes parâmetros:

• Altura Significativa – Hs (m): Média do terço mais elevado das alturas de onda que foram registadas durante o período de observação. Corresponde aproximadamente à avaliação visual da altura das ondas.

• Altura Máxima – Hmax (m): Máxima altura de onda registada durante o período de observação;

• Período Médio – Tz (s): Média dos períodos observados no registo. Representa o período típico das ondas registadas durante o período de observação;

• Período Máximo – Tmax (s): Máximo período de onda registado durante o período de observação;

• Período de Pico – Tp (s): Período correspondente à banda de frequência com o máximo valor de densidade espectral. É representativo das ondas mais energéticas presentes no registo;

• Direcção média – Dir: Direcção média correspondente ao período de pico. Representa a direcção de propagação das ondas mais energéticas. É usualmente medida a partir do Norte, no sentido dos ponteiros do relógio.

Apresentação da informação

A informação disponibilizada pelo IH é o resultado do processamento em tempo real dos registos de 10 minutos: altura significativa, altura máxima, período médio, período máximo, direcção de pico e a temperatura da água à superfície. A consulta é efectuada através de um mapa, onde o utilizador selecciona a estação que pretende, e acede à última informação disponível. Refira-se que, por vezes, ocorrem falhas de dados, devido a avaria da bóia ondógrafo, causada por falha técnica ou agressão humana, a necessidades de manutenção, ou ainda a dificuldades de transmissão.

A consulta pode também ser efectuada através de um conjunto de tabelas e gráficos. Nas tabelas existem duas opções de consulta: na primeira, apresentam-se os parâmetros estimados a partir de cada registo de 10 minutos e, na segunda, as médias horárias daqueles parâmetros. Em ambos os casos a informação é relativa às últimas 30 horas. Nos gráficos existem também diversas opções que o utilizador pode seleccionar, quer quanto aos parâmetros a consultar (altura, período, direcção e temperatura), quer quanto aos períodos de observação (variando desde as últimas 24 horas, até ao conjunto total de observações).

A informação disponibilizada no mapa está corrigida para a hora legal adoptada. Em todos os restantes produtos (tabelas e gráficos), a informação está referida ao fuso horário UTC (tempo universal coordenado).

Hora Legal (ver +)

Como complemento à informação disponibilizada, apresentam-se ainda gráficos anuais de existências das séries temporais. As existências referem-se aos registos de 10 minutos das diversas estações ondógrafo, e a data inicial corresponde ao início da sua apresentação em tempo real e gravação em base de dados, sendo posterior, na maioria dos casos, à data em que se iniciou a estação.

Note-se que a informação divulgada pelo IH, baseada em registos de 10 minutos de duração, destina-se a fornecer, em tempo real, um indicador do estado do mar, com particular interesse para a segurança no mar, controlo de obras portuárias, navegantes, praticantes de desporto marítimo, lazer e turismo. No entanto, em quaisquer aplicações que requeiram estudos de caracterização do estado do mar, deve ser utilizado outro tipo de informação, nomeadamente, os resultados do processamento de registos de maior duração, aos quais está associada uma maior confiança estatística.