Temperatura da água num rio: como evitar que o registador meça o sol, a água parada ou o ar

Um registador de temperatura da água preso num rio guarda um valor por hora durante meses, e ninguém olha para ele até à visita seguinte. Se o sol lhe bate em cheio num remanso pouco profundo, se fica em água parada ou se o nível desce e o deixa ao ar, continua a guardar dados com a mesma resolução, mas esses dados já não descrevem o rio. Por isso convém evitá-los antes: ao escolher o ponto, ao preparar os sensores e ao planear as visitas.

Este guia organiza cinco decisões a partir de dois estudos revistos por pares e do guia de campo do Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS). Nenhuma das três fontes estudou rios ibéricos: transferem-se os métodos, não os números.

1. Comparar os sensores entre si antes de os instalar, e outra vez ao recolhê-los

Quando dois pontos de uma rede diferem umas décimas de grau, a primeira pergunta é se diferem os rios ou os sensores. Johnson e Wilby (2013) compararam sensores expostos e protegidos em água parada e pouco profunda, ao sol direto: a diferença média foi de 0,4 °C, e os autores atribuem cerca de 0,3 °C dessa diferença à variação de exatidão entre sensores, não à radiação. Observaram também que o erro por radiação era modesto face à discrepância entre fabricantes diferentes, e a primeira recomendação que fazem é instalar o mesmo tipo de sensor em toda a rede.

O guia do USGS (Heck e outros, 2018) transforma esta verificação em rotina: um controlo de calibração antes e depois de cada instalação no terreno, com os registadores 30 minutos num banho morno, 30 minutos num banho de arrefecimento e 30 minutos num banho frio, ao lado de um registador de referência calibrado do mesmo modelo. Os registadores inexatos são devolvidos ao fabricante. Sowder e Steel (2012) propõem uma versão mínima: deixar todos os registadores algum tempo num ambiente comum antes de os instalar, repetir o teste depois da recolha e configurá-los todos da mesma forma (observações por dia, hora padrão, unidades e hora da primeira observação).

Decisão: um só modelo em toda a rede, todos os sensores juntos no mesmo banho antes e depois, e a diferença de cada um registada na ficha do ponto.

2. Primeiro a sombra; protetor quando o sol direto não se pode evitar

No ensaio ao ar livre de Johnson e Wilby, com água limpa e parada de 0,2 m de profundidade ao sol direto, a diferença entre sensores expostos e protegidos chegou a 1,6 °C. Segundo a análise dos autores, ultrapassar 0,5 °C de diferença exige sol direto e intenso, acima de 400 W/m² no espetro total. O protetor que usaram era um tubo de PVC branco perfurado, com 70 mm de diâmetro e 0,3 m de comprimento, que deixa a água circular à volta do sensor.

As recomendações seguem uma ordem: colocar os sensores à sombra (perto da margem, sob a vegetação ribeirinha ou à sombra da própria paisagem) e, quando a exposição ao sol direto for inevitável, usar protetores de albedo elevado que deixem a água ventilar o sensor. Segundo os autores, os dados sugerem que o protetor só é absolutamente necessário quando o sensor fica ao sol direto e intenso. O guia do USGS, por seu lado, inclui um protetor solar de PVC por registador no material de instalação.

Limite importante: os próprios autores apresentam os seus números como um caso extremo face às massas de água naturais, onde esperam erros muito menores, porque a água mais profunda e o material em suspensão reduzem a luz que chega ao sensor. O 1,6 °C não é uma correção que se possa aplicar a outro rio; é a razão para não deixar um sensor ao sol num remanso pouco profundo.

3. Água que corre, não água parada

Em laboratório, com luz artificial, os mesmos autores mediram erros por radiação uma ordem de grandeza menores com o sensor em água corrente, mesmo a 0,1 m/s, porque a água em movimento leva o calor consigo (advecção). A recomendação é colocar os sensores em unidades comparáveis do leito, como rápidos ou canais de corrente, em água que flui, e evitar zonas mortas ou de água estagnada, a não ser que o objetivo seja precisamente estudar essa heterogeneidade térmica.

O guia do USGS chega ao mesmo por outro caminho: a água estagnada aquece e arrefece com mais facilidade e pode não representar as condições do rio. Pede que o registador fique ancorado, se possível, onde a água se move, e não demasiado perto da confluência de um afluente nem de uma nascente de água subterrânea, porque esses locais podem não ser representativos. E propõe ancorá-lo no talvegue ou perto dele (a parte mais funda da secção), para que continue molhado enquanto o leito tiver água.

4. Prever que o nível desça: o registador pode ficar ao ar ou enterrado

Sowder e Steel (2012), que trabalharam com registos do rio Sauk, no noroeste do estado de Washington, enumeram as razões por que um registador sai da água: temporais, secas, falhas de ancoragem, avarias ou intervenção de terceiros. As cheias, acrescentam, podem enterrá-lo em lodo. Em ambos os casos o registador continua a guardar dados, e a falha só aparece se for procurada.

O sinal que propõem é a temperatura do ar. No verão, em regiões temperadas, o ar costuma estar muito mais quente do que o rio, e em todas as estações a água varia, em geral, menos de um dia para o outro do que o ar. Uma correspondência estreita entre a temperatura da água e a do ar é, segundo os autores, um indício forte de que o registador estava fora de água. Por isso recomendam instalar na zona um registador de temperatura do ar fora do sol direto e, em leitos muito variáveis, registadores redundantes no mesmo canal, para aumentar a probabilidade de haver sempre pelo menos um submerso.

Em cada visita convém anotar a data e a hora da instalação e da recolha, e se o registador apareceu ao ar ou enterrado: essas notas são, para os autores, a primeira indicação de erros nos dados. O guia do USGS pede que, na instalação, se anote se o sensor fica totalmente submerso, submerso mas perto da superfície, ao ar mas perto da superfície, ou completamente seco. Na análise, Sowder e Steel comparam cada série em gráficos com o ar, com outros pontos, com outros anos e, se existir, com o caudal.

5. Intervalo: uma hora para o rio, segundos para o banho

O guia do USGS recomenda registar de hora a hora nas instalações no terreno e a cada 10 segundos nos controlos de calibração. Justifica a hora com um resultado de Dunham e outros (2005): um intervalo de uma hora tem uma probabilidade baixa de falhar o máximo diário por mais de 1 °C. Se a pergunta pedir que se acompanhem mudanças rápidas, o intervalo deve partir dela e não desta regra.

Lista de verificação antes de instalar

• Um só modelo de sensor em toda a rede e a mesma configuração em todos.
• Teste em banho comum antes de sair e na recolha, com a diferença de cada sensor anotada.
• Ponto à sombra, em água que corre, no talvegue ou perto dele, longe de afluentes e nascentes.
• Protetor branco e perfurado onde o sol direto for inevitável.
• Registador de ar fora do sol direto na mesma zona, e redundância se o leito for muito variável.
• Data e hora da instalação e da recolha, e estado do sensor na instalação e na recolha.
• Intervalo de uma hora, a não ser que a pergunta peça outro.

Limites

Os resultados de Johnson e Wilby vêm de água parada com 0,2 m e de laboratório, com dois modelos de sensor. O guia do USGS foi escrito para rios dos Estados Unidos, e o seu critério de uma hora refere-se ao máximo diário com 1 °C de margem. Sowder e Steel ilustram o método com um só rio e reconhecem que, apesar dos protocolos, a limpeza dos dados é inerentemente subjetiva. Nenhuma fonte estudou rios da Península Ibérica: servem para decidir como instalar e rever, não para estimar o erro de um sensor concreto.

Referências

• Johnson, M. F., e Wilby, R. L. (2013). Shield or not to Shield: Effects of Solar Radiation on Water Temperature Sensor Accuracy. Water, 5(4), 1622-1637. DOI: 10.3390/w5041622. Texto integral. Consultado a 28 de setembro de 2026.
• Sowder, C., e Steel, E. A. (2012). A Note on the Collection and Cleaning of Water Temperature Data. Water, 4(3), 597-606. DOI: 10.3390/w4030597. Texto integral. Consultado a 28 de setembro de 2026.
• Heck, M. P., Schultz, L. D., Hockman-Wert, D., Dinger, E. C., e Dunham, J. B. (2018). Monitoring stream temperatures: A guide for non-specialists. U.S. Geological Survey, Techniques and Methods, livro 3, capítulo A25. DOI: 10.3133/tm3A25. PDF. Consultado a 28 de setembro de 2026.

Seleção comercial da EIC Controls

O registador HOBO Pro v2 para temperatura da água (U22-001) mede a temperatura da água com uma exatidão de ±0,21 °C entre 0 e 50 °C e uma resolução de 0,02 °C a 25 °C; a ficha técnica indica ainda uma deriva de 0,1 °C por ano e um tempo de resposta (90 %) de 5 minutos na água. Numa rede, usar o mesmo modelo em todos os pontos facilita o teste em banho comum descrito acima, e a ficha indica que também regista no ar (de -40 a 70 °C), o que permite usá-lo como referência de ar, instalado fora do sol direto. Fica por dimensionar a ancoragem e a sombra ou o protetor de cada ponto, o intervalo e a frequência das visitas, e a descarga dos dados pela interface ótica USB com o software indicado na ficha.

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