Estudos de inventário de potencial hidrelétrico no Brasil passaram recentemente por um período sem novos investimentos, limitando a oferta de curto e médio prazo de hidroeletricidade no país. Ao mesmo tempo em que não foram produzidos novos estudos de prospecção, os estudos existentes de inventário passaram a ser reavaliados sob a ótica ambiental, através de estudos de avaliação ambiental integrada. Esses estudos, no entanto, têm sido empregados de tal forma que aspectos energéticos e ambientais são avaliados em ocasiões diferentes, em análises totalmente desconexas. Com esta pesquisa, propõe-se uma metodologia de prospecção de potencial hidrelétrico remanescente na escala de bacia hidrográfica. A metodologia estabelece critérios e procedimentos para a estimativa do potencial global na bacia, em uma etapa do planejamento em que a análise conjunta de aspectos energéticos e de fragilidades técnicoeconômicas e ambientais é efetivamente incorporada na solução final de divisão de quedas. A metodologia está implementada em uma ferramenta com base em um sistema de informações geográficas que permite a análise distribuída na bacia para a prospecção de potenciais. Através do processamento automatizado do modelo digital do terreno e de vazões regionais estatísticas, diversas alternativas de projeto são localizadas na bacia, caracterizando o tipo de operação (fio d’água ou reservação), layout (com derivação por túnel ou pela margem ou geração no pé) e altura do barramento no sítio. As alternativas de projeto são hierarquizadas e selecionadas e as análises energética e de fragilidades são realizadas em conjunto, com o foco na bacia hidrográfica, permitindo a estimativa do potencial global viável e a obtenção da divisão de quedas final. A metodologia foi aplicada à bacia do rio Taquari-Antas no RS, visando a validação dos algoritmos de prospecção e do processo de seleção, com base em inventário de potencial hidrelétrico existente. A seleção de alternativas de projeto resultou em uma divisão de quedas diferente daquela do inventário existente, no entanto, com estatísticas globais de potencial bastante similares. Uma análise de sensibilidade dos pesos dos indicadores de fragilidade mostra a faixa de variação do potencial global em relação ao cenário base. Os resultados obtidos mostram o grande potencial das ferramentas de localização de sítios com vocação para produção de energia e comprovam a aplicabilidade da metodologia de prospecção do potencial hidrelétrico remanescente no planejamento de médio em longo prazo do setor elétrico. / Hydropower prospection studies in Brazil have recently passed through a period without any new investment, restraining the country’s hydroelectric offer in the short-mid term. While no new studies were released, the existent hydropower inventory studies have passed through reassessment under an environmental point of view, through the so-called environmental integrated assessment studies. However, those studies have been employed in a way that energy and environmental aspects are assessed in different circumstances, with completely disconnected analyses. In this research it is proposed a methodology for prospection of undeveloped hydropower potential in a river basin scale. The methodology establishes procedures and criteria for estimating the global hydropower potential in the river basin within a stage in planning in which the integrated analysis of energy aspects and technical-economic and environmental fragilities is effectively taken into account into the definitive solution of river partitioning. The methodology is implemented within a GIS-based tool, allowing the distributed analysis of the river basin for hydropower prospection purposes. Through the automated processing of the digital elevation model and regional discharge maps a huge number of plant alternatives are located in the basin. Alternatives are characterized by type of operation (runof- the-river or storage), layout (derivation by tunnel or through the river bank or at the toe) and dam height at the site. The hydro plant alternatives are ordered and selected and the energy and fragility assessment is integrated with the focus on the river basin, allowing the estimation of the feasible global potential and the configuration of the final set of hydropower plants. This methodology was applied to Taquari-Antas river basin, in RS, in order to validate the prospection and selection algorithms based on an existing prospection study. The selection process resulted in a set of plants different from that of the previous studies, however, with very similar global statistics of potential. A sensibility analysis of the fragility indicators weights shows the variation over the total potential respect to the basis scenario. Results show the tool great potential for spotting sites endowed to hydropower production and reassure the applicability of the methodology of undeveloped hydropower prospection into the mid-to-long-term electricity sector planning.

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-06-18T19:24:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Maira_Moura.pdf: 30957776 bytes, checksum: e0ff4cced3cbe165233684b6434e4ce9 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-06-18T19:47:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Maira_Moura.pdf: 30957776 bytes, checksum: e0ff4cced3cbe165233684b6434e4ce9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-18T19:47:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Maira_Moura.pdf: 30957776 bytes, checksum: e0ff4cced3cbe165233684b6434e4ce9 (MD5) Previous issue date: 2018-03-01 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / A água é um recurso natural indispensável à vida e primordial ao desenvolvimento econômico de uma região. Devido às mudanças climáticas, associadas às ações antrópicas e ao crescimento populacional, a ocorrência de problemas relacionados a cheias em bacias hidrográficas tem aumentado. O estudo de cheias em bacias hidrográficas permite a quantificação da magnitude das vazões de pico e do hidrograma de escoamento superficial direto oriundos de um ou mais eventos de chuva. No entanto, tais estimativas dependem de dados de séries históricas, o que pode ser problemático nos países em desenvolvimento devido a existência de um número insuficiente de seções com monitoramento fluviométrico, tornando a modelagem hidrológica de cheias uma ferramenta imprescindível. Diferentes métodos para estimativa de cheias vêm sendo apresentadas e utilizadas na literatura, com destaque para a do Hidrograma Unitário (HU), a do Hidrograma Unitário Instantâneo (HUI) e a do Hidrograma Unitário Instantâneo Geomorfológico (HUIG). Um modelo de HUI amplamente utilizados é o de Nash (HUIN), para o qual diversas propostas geomorfológicas vêm sendo desenvolvidas, estabelecendo relações para seus parâmetros a partir da caracterização física da bacia hidrográfica e da rede de drenagem. Durante a caracterização de bacias hidrográficas em softwares de geoprocessamento, a principal informação é a do relevo, obtida a partir de um Modelo Digital de Elevação (MDE), que pode ser obtido a partir de cartas topográficas, ou de imagens de radar (ex. SRTM) e sensor (ex. ASTER). O principal objetivo deste estudo foi avaliar a aplicabilidade e confiabilidade de diferentes fontes e escalas de informação do relevo visando à modelagem de cheias através do modelo de HUIN fundamentado em parâmetros geomorfológicos, tomando como base cinco bacias hidrográficas experimentais de diferentes características fisiográficas e dotadas de monitoramento hidrológico. Os MDEs utilizados foram obtidos de cartas topográficas na escala 1:50.000, de imagens SRTM com 30m e 90m, de imagens do banco de dados TOPODATA, de imagens ASTER, e somente para a menor bacia, de dados de um levantamento planialtimétrico. Foram selecionadas quatro propostas geomorfológicas para o HUIN, sendo duas delas baseadas na teoria do HUIG, e as outras duas em estudos empíricos realizados em diferentes bacias hidrográficas. Com base nos resultados obtidos para as bacias analisadas, as principais conclusões deste estudo foram: a) os parâmetros mais impactados pela fonte e escala da informação do relevo são a declividade do curso d’água principal e as razões de Horton e de Schumm; b) as bacias planas são mais suscetíveis a erros altimétricos e estes aumentam conforme a área da bacia diminui; c) não é possível observar uma combinação de proposta-MDE que descreva melhor ou pior o conjunto de bacias analisadas, nem levando em consideração a declividade, nem o tamanho da área das bacias; d) as propostas geomorfológicas que não dependem de informação da velocidade do escoamento apresentaram bons resultados em relação as baseadas na teoria do HUIG; e) a combinação de diferentes propostas permite estimar de forma satisfatória o comportamento do hidrograma de escoamento superficial direto e o tempo e a vazão de pico nas bacias estudadas. / Water is a natural resource indispensible to life and essential to regional economic development. Due to climate change, anthropic interferences, and rapid population growth, the occurrence of flood-related natural hazards in watersheds has increased. Watershed flood-related studies allow the estimation of peak streamflow and direct surface runoff hydrograph resulting from single or multiple rainfall events. However, such estimations are directly dependent on existing streamflow historical series, which might be troublesome in developing countries due to the lack of streamflow gauging stations. In this context, indirect flood estimation methods stand out. Among the different flood estimation methods presented in the literature, the Unit Hydrograph (UH), Instantaneous Unit Hydrograph (IUH), and Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph (GIUH) have caught researchers’ attention. The Nash’s IUH (NIUH) is one of the most widely used IUH models. Several geomorphological approaches have been developed for NIUH, thus relating its parameters to watershed and drainage network physical characteristics. During the characterization of watersheds in geoprocessing softwares, the main information is that of relief obtained from a Digital Elevation Model (MDE) which can be obtained from topographic maps or from radar images (e.g. SRTM) and sensor images (e.g. ASTER). The main objective of this study was to evaluate the applicability and reliability of different relief data sources and scales for determination of geomorphological parameters required to estimate floods from NIUH. This study took into account data sets from five experimental watersheds with different physiographical characteristics, which have hydrological monitoring. The DEMs analysed in this study were obtained from topographical maps in the 1:50,000 scale, SRTM images with 30 and 90-meter spatial resolution, TOPODATA database, ASTER images. For the smallest watershed, an in situ topographic survey was also carried out for DEM derivation. Four geomorphological approaches for the NIUH were selected; two of them were based on the GIUH theory, whereas, the others were adjusted from empirical studies conducted in different watersheds. Based on the results obtained for the analysed watersheds, the main conclusions were: a) the main watercourse’s slope and Horton’s and Schumm’s ratios are the most sensitive parameters to relief data sources and scales; b) flat watersheds are the most susceptible to altimetry errors, which increase as the watershed area decreases; c) it is not possible to identify any combinations of geomorphological approach-DEM that better or worse describe all the analyzed watersheds when assessing watershed slope or drainage area independently; d) the geomorphological approaches which do not depend on streamflow speed information presented satisfactory results when compared to those based on GIUH theory; and e) the combination of different approaches enables to satisfactorily estimate the behavior of direct surface runoff hydrographs and their peak streamflow and time in all the considered watersheds.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-12-13T18:07:41Z No. of bitstreams: 2 Tese - Simone de Magalhães Vieira Barcelos - 2017.pdf: 2379413 bytes, checksum: 0d1d6e71309b33cdae85ca9d6f827c9a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-12-14T10:18:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Simone de Magalhães Vieira Barcelos - 2017.pdf: 2379413 bytes, checksum: 0d1d6e71309b33cdae85ca9d6f827c9a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-14T10:18:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Simone de Magalhães Vieira Barcelos - 2017.pdf: 2379413 bytes, checksum: 0d1d6e71309b33cdae85ca9d6f827c9a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-11-30 / Este estudo insere-se na Linha de Pesquisa Fundamentos da Educação e Processos Educativos do Programa de Pós-Graduação em Educação, da Universidade Federal de Goiás. Por reconhecer que os homens são contingentes, imperfeitos e mutáveis, a Antiguidade clássica criou um movimento espiritual de busca da excelência humana, de confirmação da humanidade do homem. Essa tese se propõe a investigar a dimensão formativa da tradição da Antiguidade clássica, à luz da contribuição de obras de alguns autores e de estudiosos dessa cultura e, ao fazê-lo, pensar a relação entre a filosofia e a formação, os estudos de Pierre Hadot sobre a filosofia antiga como maneira de viver e exercício espiritual. Esses trabalhos, que abriram novos horizontes e caminhos de investigação, sem dúvida pressupõem, ampliam e aprofundam determinados conceitos e compreensão da existência humana, da filosofia, da educação e da formação como paideía. Compreender a origem, o desenvolvimento e a realização da filosofia na Antiguidade como forma de pensar, que se dedica à busca da verdade das coisas humanas e divinas, à compreensão da natureza do homem, de seu destino e finalidade, constitui a centralidade de nossos esforços. A filosofia e a formação são fenômenos distintos, mas indissociáveis no movimento de sua realização. Ao mostrar que a filosofia é maneira de viver, Pierre Hadot estuda os exercícios espirituais como um modo de realização da formação do homem, de sua transformação interior com vistas na excelência moral. Em sua esteira reconhecemos as figuras do sábio, de Sócrates e do imperador romano Marco Aurélio como fundamentais no movimento de elevação espiritual e de atenção a si mesmo. Estudamos o sentido e a importância dos exercícios espirituais na mobilização das capacidades que, inerentes à natureza da alma, fazem com que o homem, no sentido de ánthropos, em grego, e homo, em latim, possa alcançar a consciência de si e dedicar-se à confirmação de sua humanidade. Procuramos mostrar que o pensamento dos gregos e latinos da Antiguidade se constitui num longo e rigoroso trabalho intelectual, autêntico exercício espiritual, expressivo de uma intenção educativa que se revela no agir, no movimento de tornar-se humano, de fazer-se homem. / Este estudo insere-se na Linha de Pesquisa Fundamentos da Educação e Processos Educativos do Programa de Pós-Graduação em Educação, da Universidade Federal de Goiás. Por reconhecer que os homens são contingentes, imperfeitos e mutáveis, a Antiguidade clássica criou um movimento espiritual de busca da excelência humana, de confirmação da humanidade do homem. Essa tese se propõe a investigar a dimensão formativa da tradição da Antiguidade clássica, à luz da contribuição de obras de alguns autores e de estudiosos dessa cultura e, ao fazê-lo, pensar a relação entre a filosofia e a formação, os estudos de Pierre Hadot sobre a filosofia antiga como maneira de viver e exercício espiritual. Esses trabalhos, que abriram novos horizontes e caminhos de investigação, sem dúvida pressupõem, ampliam e aprofundam determinados conceitos e compreensão da existência humana, da filosofia, da educação e da formação como paideía. Compreender a origem, o desenvolvimento e a realização da filosofia na Antiguidade como forma de pensar, que se dedica à busca da verdade das coisas humanas e divinas, à compreensão da natureza do homem, de seu destino e finalidade, constitui a centralidade de nossos esforços. A filosofia e a formação são fenômenos distintos, mas indissociáveis no movimento de sua realização. Ao mostrar que a filosofia é maneira de viver, Pierre Hadot estuda os exercícios espirituais como um modo de realização da formação do homem, de sua transformação interior com vistas na excelência moral. Em sua esteira reconhecemos as figuras do sábio, de Sócrates e do imperador romano Marco Aurélio como fundamentais no movimento de elevação espiritual e de atenção a si mesmo. Estudamos o sentido e a importância dos exercícios espirituais na mobilização das capacidades que, inerentes à natureza da alma, fazem com que o homem, no sentido de ánthropos, em grego, e homo, em latim, possa alcançar a consciência de si e dedicar-se à confirmação de sua humanidade. Procuramos mostrar que o pensamento dos gregos e latinos da Antiguidade se constitui num longo e rigoroso trabalho intelectual, autêntico exercício espiritual, expressivo de uma intenção educativa que se revela no agir, no movimento de tornar-se humano, de fazer-se homem.

Objetivo: Validar a proposta de cálculo do volume de seios maxilares, utilizando-se de imagens trans-axiais geradas por meio de tomografia computadorizada por feixe cônico, analisando as mesmas em software para edição de imagens, e comparando os volumes aferidos, com os obtidos por meio de molde dos seios maxilares com silicone de condensação fluido. Métodos: Foram utilizados 05 crânios secos com osteotomia axial, pertencentes ao acervo do Laboratório de Anatomia da Universidade Cidade de São Paulo, de modo que se pudesse observar os seios maxilares em vista superior, totalizando 6 sítios. Os sítios foram moldados com silicone de condensação flúido por meio da injeção do mesmo com uma seringa para elastômero, e modelos dos seios maxilares foram confeccionados por meio da imersão dos moldes de silicone em gesso. Os modelos de gesso foram hidratados e preenchidos com água até que se atingisse a altura de 10mm e esse volume de água foi removido por meio de uma pipeta graduada na qual pôde-se fazer a leitura do volume. A amostra foi então submetida a tomografia computadorizada por feixe cônico, para posterior reformatação em cortes trans-axiais, que foram analisados no software Photoshop CS3 Extended® e o cálculo do volume foi feito com auxílio do software Excel®. Resultados: Os dados obtidos pelos dois métodos foram comparados estatisticamente por meio de gráficos de perfis individuais, diagrama de dispersão (Bussab e Morettin), coeficiente de correlação intraclasse (Fleiss) e gráfico de Bland-Altman. Após análise dos métodos estatísticos se observou reprodutibilidade de ambos os métodos e forte correlação entre os mesmos. Conclusão: Os cortes trans-axiais da maxila, obtidos por meio da tomografia computadorizada por feixe cônico, podem ser utilizados para cálculo dos volumes de seios maxilares, quando da análise dos mesmos em software Photoshop CS3 Extended®, fornecendo valores de volume próximos e estatisticamente compatíveis aos obtidos por meio do molde dos seios maxilares com silicone de condensação (padrão ouro), de maneira sistematizada e de fácil reprodução. / Purpose: To validate the proposal for measurement of maxillary sinus volume, using cross-sectional images generated by cone beam computed tomography, which were analyzed with an image editor software, and comparing the estimated volumes with those obtained through impression with fluid condensation silicone. Methods: Five dry skulls axially osteotomized, from the São Paulo University City Anatomy Laboratory, were used to allow an upper view of the maxillary sinuses, totaling 6 sites. The sites were molded com fluid condensation silicone injected with an elastomer syringe, and maxillary sinus models were produced by immersing the silicone mold into plaster. The plaster casts were hydrated and fulfilled with water reaching 10 mm height, which was removed with a graduated pipette to determine the water volume. The sample underwent cone beam computed tomography and the images were reformatted to produce cross-sectional views, which were analyzed with Photoshop CS3 Extended®, and the volume was calculated using Excel®. Results: Data obtained by both methods were statistically compared based on individual profile graphic, dispersion diagram (Bussab and Morettin), intraclass correlation coefficient (Fleiss) and Bland-Altman plot. After being analyzed, the two statistical methods showed reproducibility and strong correlation. Conclusion: Cross-sectional views generated by cone beam computed tomography and analyzed with Photoshop CS3 Extended® are useful to calculate the maxillary sinus volume, in order to help in planning the maxillary sinus floor elevation surgery.

O uso de geotecnologias pode contribuir de forma muito significativa para os estudos em geomorfologia. Considerando os principais componentes desta ciência, morfografia, morfometria, morfogênese e morfocronologia, os modelos digitais para a representação da superfície da Terra podem ser amplamente utilizados na aquisição de muitas destas informações. O uso de Modelos Digitais de Elevação (MDE) há alguns anos, já é uma realidade em estudos envolvendo geomorfologia. A sua utilização permite a aquisição de variáveis e parâmetros objetivos que podem servir à definição de critérios para o agrupamento de unidades geomorfológicas. Podendo, portanto, ser um instrumento valioso para mapeamento de áreas amplas em escalas de 1:50.000 e 1:100.000. Para tanto, é necessário definir os critérios coerentes e os algoritmos de segmentação que oferecem os melhores resultados para as diversas áreas de estudo. Os MDE gerados pela missão Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) são de vasta abrangência e contemplam todo o território nacional brasileiro. Portanto, os dados gerados pela missão podem ser uma importante fonte de informação para mapeamentos com metodologia única. O alcance deste objetivo não garante avanços metodológicos na cartografia geomorfológica, tendo em vista que a possibilidade de comparação entre diferentes cartas geomorfológicas de detalhe ainda é restrita. / Geotechnologies can contribute significantly to geomorphology studies. Whereas the main principles of this science, mophography, morphometry, morphogenesis and morphochronology, the digital models used to represent the Earth surface can be widely utilized in a bunch of these data. Lately, the use of Digital Elevation Model (DEM) can be considered a reality in geomorphology studies. The utilization allows the acquisition of objective variables and parameters that can be suitable for definition of geomorphological units. Hence, can be a valuable tool for wide area mapping using 1:50.000 and 1:100.000 scales. For that reason, it is necessary to define coherent criteria and the proper segmentation algorithm in order to reach better results for different study cases. DEM provided by Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) are wide range and cover the whole national territory. Therefore, data provided by this mission can be an important information for a single methodology mapping project.

Como parte de um projeto de pesquisa e desenvolvimento (P&D) mais amplo, que está sendo desenvolvido pela Escola de Engenharia de São Carlos - USP e Companhia Paulista de Força Luz (CPFL), com previsão de conclusão para 2010, este trabalho tem por objetivo apresentar os principais procedimentos para a realização da repotenciação de linhas de subtransmissão de 34,5 KV para 69 KV. Para atingir esse objetivo, é realizada inicialmente uma apreciação do estágio atual dos estudos sobre o tema, abordando inclusive outros métodos além daquele que será objeto específico desse estudo. Em seguida, discutem-se tópicos relevantes dos métodos apresentados de forma que, esse estudo, além de cumprir o já mencionado objetivo específico de apresentar soluções para aumentar a capacidade de transmissão de uma determinada linha, mantendo a sua faixa de servidão, indicará parâmetros válidos para a realização de outros projetos da mesma natureza. Sequencialmente são apresentadas as etapas desenvolvidas para a operacionalização da repotenciação de uma linha, a começar pela escolha da mais adequada, a seleção do método a ser utilizado, levando-se em consideração tanto a alteração do limite térmico da linha quanto à elevação de sua tensão operativa e os aspectos ambientais que envolvem a repotenciação. Finalmente, fazendo uso dos softwares ATP, através da interface gráfica ATPDraw (empregado para as XIV simulações de transitórios eletromagnéticos) e do Flux®, para as simulações dos campos elétricos em torno dos isoladores, realizou-se um conjunto de simulações computacionais pertinentes para um bom conhecimento do funcionamento da linha de subtransmissão a ser repotenciada na classe de interesse. Todas as etapas e as conclusões preliminares sobre o assunto delineado serão apresentadas neste documento. / As part of a wider research and development project, which is being developed between Escola de Engenharia de São Paulo USP and Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL), scheduled to be finished in 2010, this work aims to present the main procedures to perform a repowering on subtransmission lines from 34.5 KV to 69 KV. To achieve this purpose, an assessment of the current studies about the subject is carried out, including an approach of other methods besides the one which is going to be the specific object of this study. After this, relevant points about the main methods are discussed in such a way that this study, in addition to serve its specific purpose, that is to present solutions in order to increase the transmission capacity of a determined line, keeping its right-of-way, can also point out valuable parameters which can be used to develop other projects of similar nature. Sequentially, the steps followed to operationalize the line repowering are presented, starting with the choice of the most suitable line, the selection of the method to be used, and taking into consideration both the change in the line thermal limit and the elevation on its operating voltage and also the environmental aspects involving repowering. At last, making use of ATP software throughout ATPDraw graphical interface (which is used to simulate electromagnetic transients) and Flux®, that simulates electrical fields around insulators, it is carried out a set of computational XVI simulations which are relevant to a good knowledge of the line subtransmission running. All the steps and preliminary conclusions about the subject are going to be outlined on this document.

Este trabalho visa apresentar uma análise metodológica para viabilizar a realização da repotenciação, elevando a classe de tensão de linhas de distribuição de 34,5 kV para a classe de subtransmissão de 69 kV. Foi realizado um levantamento de casos de repotenciação de linhas de transmissão, inclusive para a alternativa de elevação da tensão de operação da linha. Foram analisados modelos matemáticos apropriados para a representação da linha frente a transitórios eletromagnéticos como curtos-circuitos e descargas atmosféricas e ainda, um estudo sobre o procedimento a ser realizado dispondo-se de um software baseado na teoria de elementos finitos para a verificação do nível básico de isolamento das estruturas pertencentes à linha. Assim, a linha piloto foi representada no software ATP, utilizando-se a interface ATPDraw, e foi submetida a diversos transitórios eletromagnéticos. A partir dos valores de tensão observados nesses distúrbios, iniciaram-se novas simulações computacionais por meio do software FLUX®, que é baseado na teoria dos elementos finitos, para avaliar o comportamento do campo elétrico nas diferentes estruturas da linha, considerando a cruzeta de madeira e os isoladores cerâmicos. Dessa forma, esse estudo, avalia as simulações computacionais realizadas e aponta quais as estruturas da linha estão aptas a operar na classe de tensão de 69 kV, ou ainda, quais alterações permitirão que estruturas menos seguras possam operar neste novo nível de tensão. Todas as etapas e as conclusões finais sobre o assunto delineado são apresentadas neste documento. / This work presents a methodological analysis to make repowering distribution line possible, raising the voltage level from 34.5 kV to 69 kV (sub transmission level). A literature review of transmission line upgrading was accomplished, including the alternative of raising the line operating voltage. Proper mathematical models were analyzed for the line representation facing electromagnetic transients such as short circuits and lightning. In addition, a software based on finite elements theory for the verification of the basic insulation level of the structures (poles and crossarms) belonging to the line was utilized. Thus, a pilot line was modeled in the ATP software, using the ATPDraw interface, and it was subjected to various electromagnetic transients. From the voltage values observed in these disturbances, new computer simulations were carried out using FLUX®, a finite elements theory based software capable of evaluating the electrical field behavior in different structures of the line, considering wooden crossarms and ceramic insulators. In this context, the present study analyze the computer simulations and points out which line structures are able to operate in the 69 kV voltage level, or even indicates which alterations will enable the less secure structures to operate in this new voltage level. All the stages and final conclusions about the outlined subject are presented in this document.

Como parte de um projeto de pesquisa e desenvolvimento (P&D) mais amplo, que está sendo desenvolvido pela Escola de Engenharia de São Carlos - USP e Companhia Paulista de Força Luz (CPFL), com previsão de conclusão para 2010, este trabalho tem por objetivo apresentar os principais procedimentos para a realização da repotenciação de linhas de subtransmissão de 34,5 KV para 69 KV. Para atingir esse objetivo, é realizada inicialmente uma apreciação do estágio atual dos estudos sobre o tema, abordando inclusive outros métodos além daquele que será objeto específico desse estudo. Em seguida, discutem-se tópicos relevantes dos métodos apresentados de forma que, esse estudo, além de cumprir o já mencionado objetivo específico de apresentar soluções para aumentar a capacidade de transmissão de uma determinada linha, mantendo a sua faixa de servidão, indicará parâmetros válidos para a realização de outros projetos da mesma natureza. Sequencialmente são apresentadas as etapas desenvolvidas para a operacionalização da repotenciação de uma linha, a começar pela escolha da mais adequada, a seleção do método a ser utilizado, levando-se em consideração tanto a alteração do limite térmico da linha quanto à elevação de sua tensão operativa e os aspectos ambientais que envolvem a repotenciação. Finalmente, fazendo uso dos softwares ATP, através da interface gráfica ATPDraw (empregado para as XIV simulações de transitórios eletromagnéticos) e do Flux®, para as simulações dos campos elétricos em torno dos isoladores, realizou-se um conjunto de simulações computacionais pertinentes para um bom conhecimento do funcionamento da linha de subtransmissão a ser repotenciada na classe de interesse. Todas as etapas e as conclusões preliminares sobre o assunto delineado serão apresentadas neste documento. / As part of a wider research and development project, which is being developed between Escola de Engenharia de São Paulo USP and Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL), scheduled to be finished in 2010, this work aims to present the main procedures to perform a repowering on subtransmission lines from 34.5 KV to 69 KV. To achieve this purpose, an assessment of the current studies about the subject is carried out, including an approach of other methods besides the one which is going to be the specific object of this study. After this, relevant points about the main methods are discussed in such a way that this study, in addition to serve its specific purpose, that is to present solutions in order to increase the transmission capacity of a determined line, keeping its right-of-way, can also point out valuable parameters which can be used to develop other projects of similar nature. Sequentially, the steps followed to operationalize the line repowering are presented, starting with the choice of the most suitable line, the selection of the method to be used, and taking into consideration both the change in the line thermal limit and the elevation on its operating voltage and also the environmental aspects involving repowering. At last, making use of ATP software throughout ATPDraw graphical interface (which is used to simulate electromagnetic transients) and Flux®, that simulates electrical fields around insulators, it is carried out a set of computational XVI simulations which are relevant to a good knowledge of the line subtransmission running. All the steps and preliminary conclusions about the subject are going to be outlined on this document.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-14T12:43:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ModelagemHidrodinamicaEstudo.pdf: 3404083 bytes, checksum: 2ed3f463c04be3675d2d60b9c6501dca (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-15T23:35:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ModelagemHidrodinamicaEstudo.pdf: 3404083 bytes, checksum: 2ed3f463c04be3675d2d60b9c6501dca (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-15T23:35:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ModelagemHidrodinamicaEstudo.pdf: 3404083 bytes, checksum: 2ed3f463c04be3675d2d60b9c6501dca (MD5) Previous issue date: 2010 / SEDECT/PA - Secretaria de Estado de Desenvolvimento, Ciência e Tecnologia / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As condições naturais dos recursos hídricos podem ser modificadas com o uso insustentável dos mesmos. Por exemplo, em Belém, capital do Estado do Pará, o lago Água Preta, apresenta uma história de degradação que põe em risco o abastecimento de água potável em Belém. Nesse contexto, a principal contribuição do presente trabalho, é a realização de um estudo sobre a modelagem hidrodinâmica e a morfologia do lago Água Preta. Tal estudo foi efetuado a partir de duas fontes de dados. A primeira é um mapa topobatimétrico de 1975, que faz parte dos arquivos da COSANPA. A segunda foi uma batimetria realizada com um ADCP em 2009. A modelagem iniciase com a elaboração dos modelos de elevação de terreno de 1975 e 2009, também utilizados para o estudo morfológico do lago. Para a utilização do modelo hidrodinâmico, são necessários os modelos de elevação de terreno supracitados; o modelo de rugosidade do relevo subaquático do lago, para o cálculo do coeficiente de Manning; e as condições de contorno. As simulações hidrodinâmicas de velocidade e profundidades foram realizadas utilizando o modelo de Saint-Venant do tipo águas rasas. No caso das profundidades, as mesmas foram comparadas com dados disponíveis na literatura, a fim de validá-las. Os resultados das simulações hidrodinâmicas, ou seja, profundidades e velocidades, associadas ao estudo morfológico, são peças chave na análise dos padrões de escoamento e de tendências de assoreamento do lago. / The natural conditions of water resources can be modified with the unsustainable use of them. For example, in Belém, capital of Pará State, Água Preta Lake has a history of degradation jeopardize the drinking water supply in Belém. Thus, the main contribution of this work is to develop a study on modeling hydrodynamic and morphological study of Água Preta Lake. Such study is carrid out through two data sources. The first is a bathymetric chart to date from 1975. This chart is avaliable in the archives of COSANPA. The second was performed with an ADCP and the dates from 2009. The modeling began with the development of models of terrain elevation to date from 1975 and 2009, also used for the morphological study of the lake. To assemble the hydrodynamic model were needed bathymetrics data, substrates data for the friction model of the underwater relief of the lake to calculate the coefficient of Manning; and boundary conditions. The hydrodynamic simulations, depths and velocities, are performed using the model of Saint-Venant shallow water. The simulated depths were compared to data available in the literature. The simulated depths and velocities and the morphological study were used to analysis water flow pattern and sedimentation trends in the lake.

Este trabalho visa apresentar uma análise metodológica para viabilizar a realização da repotenciação, elevando a classe de tensão de linhas de distribuição de 34,5 kV para a classe de subtransmissão de 69 kV. Foi realizado um levantamento de casos de repotenciação de linhas de transmissão, inclusive para a alternativa de elevação da tensão de operação da linha. Foram analisados modelos matemáticos apropriados para a representação da linha frente a transitórios eletromagnéticos como curtos-circuitos e descargas atmosféricas e ainda, um estudo sobre o procedimento a ser realizado dispondo-se de um software baseado na teoria de elementos finitos para a verificação do nível básico de isolamento das estruturas pertencentes à linha. Assim, a linha piloto foi representada no software ATP, utilizando-se a interface ATPDraw, e foi submetida a diversos transitórios eletromagnéticos. A partir dos valores de tensão observados nesses distúrbios, iniciaram-se novas simulações computacionais por meio do software FLUX®, que é baseado na teoria dos elementos finitos, para avaliar o comportamento do campo elétrico nas diferentes estruturas da linha, considerando a cruzeta de madeira e os isoladores cerâmicos. Dessa forma, esse estudo, avalia as simulações computacionais realizadas e aponta quais as estruturas da linha estão aptas a operar na classe de tensão de 69 kV, ou ainda, quais alterações permitirão que estruturas menos seguras possam operar neste novo nível de tensão. Todas as etapas e as conclusões finais sobre o assunto delineado são apresentadas neste documento. / This work presents a methodological analysis to make repowering distribution line possible, raising the voltage level from 34.5 kV to 69 kV (sub transmission level). A literature review of transmission line upgrading was accomplished, including the alternative of raising the line operating voltage. Proper mathematical models were analyzed for the line representation facing electromagnetic transients such as short circuits and lightning. In addition, a software based on finite elements theory for the verification of the basic insulation level of the structures (poles and crossarms) belonging to the line was utilized. Thus, a pilot line was modeled in the ATP software, using the ATPDraw interface, and it was subjected to various electromagnetic transients. From the voltage values observed in these disturbances, new computer simulations were carried out using FLUX®, a finite elements theory based software capable of evaluating the electrical field behavior in different structures of the line, considering wooden crossarms and ceramic insulators. In this context, the present study analyze the computer simulations and points out which line structures are able to operate in the 69 kV voltage level, or even indicates which alterations will enable the less secure structures to operate in this new voltage level. All the stages and final conclusions about the outlined subject are presented in this document.