[pt] A quantidade de energia gerada através de energia eólica está aumentando no mundo todo. O Brasil tem um enorme potencial devido a sua localização geográfica e governo brasileiro dá claros sinais de que está propenso a investir neste tipo de energia. Previsões precisas de velocidade vento são essenciais para a operação planejamento do sistema elétrico de energia. Este trabalho tem como objetivo fazer previsões mais precisas na Nordeste do Brasil. Para isso, usamos um modelo que leva em conta as características diárias e o comportamento da memória longa. O modelo aplicado nesta região particular mostrou-se mais preciso que o modelo de persistência e outros modelos (por exemplo, modelo híbrido neuro-fuzzy) / [en] The amount of energy generated by wind sources is increasing all over the world. Brazil has a huge potential due to its geographic localization and the Brazilian Government has given a clear signal that is prone to invest in this kind of energy. Accurate wind speed forecasts are essential in the operation planning for the electrical wind power system. This work aims to make more accurate forecasts in the northeast of Brazil. To do so, we use a model that takes into account the daily characteristics and the long memory behavior. The model applied in this particular region proved to be more accurate than the persistence model and other models.

[pt] Tornados são fenômenos atmosféricos de pequena escala com grande poder de destruição ao longo de sua trilha e têm sido reportados com freqüência crescente no território brasileiro. Do ponto de vista da engenharia de estruturas, atenção especial deve ser destinada a instalações sensíveis, como centrais nucleares e torres de transmissão de energia. A despeito do registro do colapso dessas últimas por conta da ação de tornados no território nacional, pesquisas brasileiras dessa natureza são incipientes. Neste contexto, estudam-se os efeitos mecânicos decorrentes da incidência de tornados sobre torres de transmissão, comparando-os com valores prescritos em normas para ventos usuais de projeto. Para isso, utiliza-se o modelo de campo de vento proposto por Wen (1975) a partir do trabalho de Kuo (1971) e simulações de torres de transmissão representativas da região das bacias hidrográficas do Sul e Sudeste, propícias a tornados. A partir desses estudos, propõe-se e exemplifica-se uma metodologia para avaliação dos efeitos globais tornádicos no projeto das torres de transmissão. O método é construído através da variação de diversos parâmetros envolvidos no problema, buscando-se situações críticas. Na seqüência, realiza-se uma análise mais abrangente da demanda tornádica e sugere-se, a partir da mesma, uma metodologia para avaliação da probabilidade anual de falha de uma torre de transmissão a eventos dessa natureza, que é ilustrada ao final. / [en] Tornadoes are small-scale atmospheric phenomena that have large power of destruction along their path. Tornado occurrence has been reported with increasing frequency in Brazilian territory. From the point of view of engineering, special attention should be destined to sensible structures, such as nuclear power plants and towers for transmission of electric energy. In spite of observed collapses of these systems due to the action of tornadoes in national territory, Brazilian researches on this subject are incipient. In this context, the mechanical effects of tornado incidence on transmission towers are studied and compared with values prescribed by the usual standards for wind design. The wind field model proposed by Wen (1975) based on the work of Kuo (1971) and simulations of representative transmission towers of South and Southeast Brazilian river basins, favorable to such events, are used. From these studies, a methodology for evaluation of the tornadic global effects in the design of transmission towers is proposed and exemplified. The method is carried out through the variation of several parameters involved in the problem, seeking to critical situations. Finally, a broader tornadic demand analysis is made and a methodology for evaluation of transmission tower annual probability of failure due to tornado events is suggested and illustrated.

[pt] No projeto de estruturas treliçadas esbeltas, um ponto relativamente em aberto é quanto à resposta dinâmica dessas torres sob ação do vento. Já foram observadas várias ocorrências de queda de torres por tais efeitos no Brasil e ultimamente, essas incidências vêm aumentando, trazendo diversos transtornos e prejuízos significativos à sociedade e às empresas concessionárias. Nesse contexto, brotam dois aspectos centrais: a modelagem da estrutura e a discretização da ação do vento. A montagem desses dois cenários é feita com base em um modelo numérico, no SAP2000, de uma torre de 73,75 m de altura da linha de transmissão LT - 103, na Amazônia, e uma torre de TV com 192 m de altura, localizada em Brasília-DF, ambas no Brasil. Para avaliação da excitação do vento, é utilizada a norma brasileira NBR 6123. Em estudo preliminar, propõe-se uma forma de representação simplificada das forças do vento sobre a torre, de modo a serem utilizadas resultantes por módulos, convenientemente distribuídas por seus nós principais, visando-se quer a resposta estática, quer a dinâmica. A torre de TV é ensaiada sob a ação de pulsos isolados do vento de projeto e por sucessões diversas desses pulsos com o intuito de simular rajadas de vento. Investiga-se também, para a ação de ventos normalizados extremos, a resposta linear e não-linear P-Delta do sistema. Em consequência, identificam-se pontos de insuficiência estrutural e, para as ações extremas, ensaiam-se recursos mecânicos para controle dos deslocamentos e esforços máximos produzidos pela ação estática e dinâmica do vento. / [en] The dynamic response of slender latticed tower structures under wind excitation is still an open point in the design of such systems. In Brazil, an expressive number of accidents have been registered, in the last few decades, and a large number of material and financial losses have been equally reported, for both people and industrial plant owners. In the structural analysis scenario, two central points dominate the structural engineer concerns: the modeling of the structure and of the wind action. Two tower models are used, a 73,75m high transmission line trussed structure, LT 103, settled in the Brazilian Amazon Basin and a 193m tall trussed TV tower, built in Brasilia-DF. The wind action on the tower members is computed according to the brazilian recommendation, NBR- 6123. In a preliminary study, a simplified procedure is proposed to evaluate the wind forces on the LT-103 tower sections and to conveniently distribute them on the main tower model nodes (joints). The TV Tower is evaluated under the static and dynamic action of the wind forces, either by isolated pulses or by a train of them to model a wind gust. The tower response is computed under a linear and non-linear P-Delta behavior; some faulting spots are identified in the response reports and a combined vibration control solution is proposed incorporating steel tendons conjugated with multiple tuned mass absorbers. A comparison is also made with the NBR 15307 recommendation and a couple of comments are addressed to those who may intend to apply this regulation to investigate the behavior of slender trussed tower structures.

[pt] A consideração dos efeitos da incidência de tornados sobre estruturas é prática corrente em vários países, principalmente no que diz respeito a instalações industriais sensíveis, nas quais as conseqüências de uma eventual ocorrência de tal fenômeno são de maior risco. No Brasil, a despeito de múltiplos registros em algumas regiões ao longo dos últimos anos, tais estudos são ainda incipientes. Objetiva-se, em particular, a avaliação de efeitos mecânicos de tornados sobre sistemas estruturais. Para isso, utiliza-se o modelo de campo de vento proposto por Wen (1975), baseado na solução qualitativa de Kuo (1971), e três modelos de pórticos tridimensionais, de alturas 20, 60 e 100 m. Através de ensaios numéricos, apresentam-se as respostas estática, cinemática e dinâmica dessas estruturas quando atingidas pelo tornado modelado. Análise comparativa entre os efeitos de inércia e arrasto é feita e é proposto um espectro de resposta cinemática a tornados. Os efeitos globais são também avaliados, a fim de se inferirem informações gerais sobre os efeitos mecânicos do fenômeno sobre sistemas estruturais. Comparações com a norma brasileira de vento são apresentadas e a simplificação de se considerar a estrutura como ponto material perante o sinistro é avaliada. / [en] The consideration of the effects of the incidence of tornadoes on structures is common in many countries, mainly in sensible industrial installations, in which the consequences of an eventual occurrence of such phenomenon are of large risk. In Brazil, in spite of multiple registers in some regions during the last couple of years, such studies are still incipient. A methodology for the evaluation of tornado mechanical effects on structural systems is presented. For this, the wind field model proposed by Wen (1975), based on the qualitative solution of Kuo (1971) is used, and three models of 3-D framed structures, 20, 60 and 100 m high, are analyzed. Through numerical tests, the static and dynamic response of these structures to a sampling tornado are evaluated and analyzed. Comparative analysis of the inertia and drag effects is made and a tornadic response spectrum is presented. Global effects are also evaluated, in order to infer general information on the mechanical actions of the phenomenon on structural systems. Comparisons with the Brazilian wind code provisions are presented and the simplification of considering the structure as a material point during the analysis is criticized.

[pt] A energia eólica é hoje uma das mais promissoras fontes de energia do mundo por ser limpa e abundante. O estudo de fenômenos que estão relacionados com alterações na circulação atmosférica, como o El Niño, são de extrema importância pela possibilidade de afetarem a geração eólica. A fim de explorar o possível efeito de tais fenômenos nos ventos da região Nordeste do Brasil, a qual possui a maior capacidade eólica instalada, é realizada uma análise estatística para a quantificação desse efeito através dos modelos Generalized Autoregressive Score (GAS). Estes permitem a modelagem de séries temporais para diferentes distribuições de probabilidade. Nesse estudo, o GAS é aplicado às séries de velocidade do vento a partir das distribuições Weibull, Gama e Beta. Os resultados mostram que a distribuição Beta produz o melhor ajuste quando se considera o efeito do El Niño através da Temperatura da Superfície do Mar (TSM), na velocidade do vento de uma usina eólica no Nordeste do Brasil. Em particular estes mostram que, o maior impacto do El Niño ocorre nos meses de abril e maio, onde para um aumento de 1 grau Celcius da TSM é observada uma variação de aproximadamente 1.3 por cento na velocidade do vento. / [en] Wind energy is now one of the most promising energy sources of the world being both clean and abundant. The study of phenomena that are related to changes in atmospheric circulation, such as El NiÑo, are extremely important for its ability to affect wind generation. In order to explore the possible effect of such phenomena in the winds of the Northeast region of Brazil which has the largest installed wind capacity, a statistical analysis is performed to quantify this effect through the Generalized Autoregressive Score (GAS) models. These allows the modeling of time series for different probability distributions. In this study, GAS models are applied to the wind speed series using Weibull, Gamma and Beta distributions. The results shows that the Beta distribution produces the best fit when considering the effect of El Niño through Sea Surface Temperature (SST) in the wind speed of an wind farm in the Northeast of Brazil. In particular these show that the greatest impact of the El Niño occurs in the months of April and May, where for an increase of 1 degrees Celcius of SST is observed a variation of approximately 1.3 per cent in wind speed.

[pt] Investigam-se modelos econométricos que sejam capazes de efetuar uma previsão mensal de vento em um parque eólico no Ceará. São testados modelos da família ARMA que consigam capturar a sazonalidade inerente ao movimento das massas de ar e que tragam benefícios aos empreendimentos eólicos localizados no Brasil e na região. Para tal, a previsão de vento é transformada em previsão de geração de energia. Em seguida, é elaborada uma metodologia para encontrar a melhor estratégia de ação a qual maximize o resultado da empresa tendo-se como meta o lucro e restrições de Value at Risk (VaR) e Conditional Value at Risk (CVaR). Os possíveis resultados de geração de energia são simulados concomitantemente com a simulação de preços de liquidação (PLD). / [en] We investigate econometric models that are capable of predicting the wind speed in a wind farm located in the state of Ceará, Brazil. ARMA models are tested to try to capture the seasonality inherent to the wind and that bring benefits to the firms operating wind farms in the region. Wind is converted in power generation to allow predictions to be more precise. Then, a methodology is created to find the best strategy, the one that maximizes the firm s profit. An optimization is made with VaR and CVaR as constraints. The simulated results of power generation are then put together with a simulation of liquidation s price (PLD).

[pt] A origem da vida ainda é uma questão aberta na ciência. Dentre as possíveis respostas, a panspermia é uma alternativa amplamente discutida. Ao investigar esta possibilidade, o desenvolvimento de modelos que descrevam o comportamento de moléculas interagindo com raios cósmicos são de extrema importância. Para esta finalidade, filmes finos de diferentes espessuras de bases nitrogenadas - adenina, citosina, guanina e timina - foram depositados sobre pastilhas de ZnSe para serem irradiados por elétrons de 1,0 e 0,50 keV. A adenina foi irradiada sob diferentes temperaturas. Após cada irradiação parcial, a espectroscopia óptica na região do infravermelho (FTIR) foi usada para monitorar as modificações nas características espectrais. Observou-se que a seção de choque de destruição das bases nitrogenadas irradiadas é aproximadamente 10 elevado a -16 cm quadrados e, para a adenina, este valor aumenta para temperaturas baixas. Com base nos dados obtidos de glicina, o tempo de meia vida de adenina pura processada por vento solar a 1 UA estimado é de cerca de 40 dias. A seção de choque varia muito pouco quando as espessuras dos filmes são aumentadas de 10 para 30 nm, e os valores encontrados para as quatro bases seguem a ordem: citosina, adenina, guanina e timina, respectivamente, da menos para a mais radioresistente. Para melhor compreender o significado dos resultados experimentais, previsões foram obtidas com o algoritmo CASINO-estendido e apresentam bom acordo se radiólise e sputtering são considerados. / [en] The origin of life is still an open question in science. Among the possible answers, panspermia is a widely discussed alternative. To investigate this possibility, the development of models that describe the behavior of molecules interacting with cosmic rays is extremely important. For this purpose, thin films of different thicknesses of nitrogenous bases - adenine, cytosine, guanine, and thymine - were deposited on ZnSe disks to be irradiated by 1.0 and 0.50 keV electrons. Adenine was irradiated under different temperatures. After each partial irradiation, optical spectroscopy in the infrared region (FTIR) was used to monitor changes in spectral characteristics. It is observed that the destruction cross sections of irradiated nitrogenous bases are approximately 10 raised to -16 square cm and, for adenine, this value increases at low temperatures. In comparition to glycine data, the estimated half-life of pure adenine when processed at 1 au by the solar wind is about 100 days. The cross section varies very little when the film thicknesses are increased from 10 to 30 nm, and the bases follow the order: cytosine, adenine, guanine and thymine, respectively, from the least to the most radioresistant. To better analyze the experimental data, they are compared with predictions obtained with the CASINOextended algorithm. They are in good agreement if radiolysis and sputtering are considered.

[pt] Nos últimos anos tem-se observado o crescente fomento de pesquisas globais por sistemas de energias renováveis que proporcionem menor impacto ambiental, garantindo às necessidades do presente sem comprometer a capacidade das gerações futuras. Tal propósito tem impulsionado o avanço da pesquisa em diferentes áreas do campo da energia eólica global, objetivando-se entender o comportamento estrutural e mecânico de cada componente, a fim de garantir uma engenharia de maior segurança e qualidade, bem como reduzir o tempo de indisponibilidade dos aerogeradores. O presente estudo tem como objetivo avaliar o comportamento estrutural de um aerogerador onshore de eixo horizontal, com rotor de três pás, submetido a campos normais e extremos de velocidade do vento definidos de acordo com a IEC 61400- 1 - Wind Turbines Design Requirements. Devido ao acesso limitado às informações técnicas dos aerogeradores comercializados pelos fabricantes, será realizada a análise para o aerogerador de referência de 5 MW desenvolvido pelo Laboratório Nacional de Energias Renováveis (NREL) dos Estados Unidos, o qual disponibilizou as especificações técnicas do aerogerador para acesso público. O comportamento da estrutura será avaliado através da simulação do sistema acoplado rotor-torre-fundação no código FAST, que é um simulador aero-hidro-servo-elástico desenvolvido pelo NREL, o qual está abertamente disponível e bem documentado no meio científico. Os casos de vento normal e extremo, estabelecidos pela IEC 61400-1 e utilizados no FAST, são processados pelo programa TurbSim, também disponibilizado pelo NREL. A análise modal do aerogerador é realizada pelo software SAP2000 para obtenção das frequências naturais e avaliação da característica dos modos de vibração da estrutura. O modelo de elementos finitos considera a torre e as pás discretizadas em elementos de viga. / [en] In recent years there has been a global research for forms of renewable energy which could provide less environmental impact as well as guarantee energy for future generations. This scenario leads to the rise of studies in wind power field which scrutinizes the wind turbine aiming to understand the structural and mechanical behaviour of each component in order to assure safer and quality engineering as well as reducing the wind turbines downtime. The present study aims to understand the structural behavior of an onshore three-bladed horizontal-axis wind turbine subjected to the normal and extreme wind speed fields defined in accordance with IEC 61400- 1 - Wind Turbines Design Requirements. Due to limited access to technical information on wind turbines marketed by manufacturers, the analysis will be performed for the 5 MW Reference Wind Turbine developed by the National Renewable Energy Laboratory (NREL) of the United States, which made the technical specifications of the turbine available for public access. The behavior of the structure will be evaluated through the simulation of the rotor-tower-foundation coupled system in the FAST code, which is an aero-hydro-servo-elastic simulator developed by NREL, which is openly available and well documented in the scientific community. The cases of normal and extreme wind, established by IEC 61400-1, used in FAST, are processed by the TurbSim program also provided by NREL. The modal analysis of the wind turbine is performed using the software SAP2000 in order to obtain the natural frequencies and evaluate the characteristic of the structure s vibration modes. The finite element model considers the tower and the blades discretized into beam elements.