A preparação da campanha antártica do projeto PERMANTAR contínua e no ínicio da semana fizemos a calibração dos dataloggers que serão instalados este ano na Antártida. Tratam-se de registadores automáticos da temperatura do permafrost e da camada ativa, que serão instalados nas ilhas Livingston, Deception e King George, por três das equipas do projeto.

Termómetro de precisão mostrando a temperatura à centésima de grau numa mistura água-gelo em equilíbrio. O sensores encontram-se no banho, sem estar em contacto com as margens do recipiente. O recipiente encontra-se dentro de um outro, também com uma mistura de água-gelo, de modo a limitar a influência do ambiente exterior.

É importante calibrar os data loggers para garantir que os registos estão corretos. O modo mais expedito de o fazer, mas também preciso, para os valores que nos interessa obter, que são de uma precisão de cerca de 0,1 ºC, é usar um banho numa mistura de água-gelo. Interessa-nos encontrar, com rigor, uma temperatura igual a 0 ºC, de modo a compará-la com os valores registados nos dataloggers, seguindo-se a introdução da respetiva correção.

Quando o gelo começa a fundir e na presença de um volume suficiente, mas não excessivo de água, com uma mistura homogénea, o calor usado para a fusão o gelo vai manter a água exatamente a 0 ºC, conseguindo-se obter uma precisão de 0,01 ºC. Isto ocorre porque durante a congelação vai haver absorção de calor latente, limitando o aquecimento da água. Assim, se mantivermos a mistura com uma quantidade suficiente de gelo, e se colocarmos o termómetro nos espaços entre os cubos de gelo, vamos conseguir medir com precisão o desvio entre a temperatura medida pelo termómetro e a temperatura real. Esse desvio vai depois ser adicionado ao valor registado no datalogger para calibrar o sensor.

Temperaturas registadas num datalogger com 5 canais (5 sensores) antes da calibração. Os desvios chegam a +0,25 ºC no canal nº 3.
Exemplo de um datalogger com 15 canais já depois de calibrado. Note-se que os desvios a 0 ºC são muito pequenos, com o maior sendo 0,07 ºC.

Com dados observacionais reais de temperaturas em solos húmidos, o efeito das trocas de calor latente de fusão e de congelação são muito claro, causando um efeito no regime térmico designado por cortina de congelação (freezing curtain), que podemos observar no gráfico acima. Durante a congelação, vai haver um atraso no arrefecimento, devido à libertação de calor latente. É por isso, que um solo húmido congela mais lentamente do que um solo seco, em que a frente de congelação progride em profundidade mais rapidamente. Num solo húmido, a frente de congelação estabiliza próximo da superfície, até que a água esteja toda congelada, e só então desce no solo.

Exemplo do efeito da cortina de congelação (zero curtain) no solo quando está a congelar. Fonte: wikipedia commons CC3.0, autor: Nick Campbell.