The interest in sustainable forms of energy is being driven by the anticipated scarcity of traditional fossil fuels over the coming decades. There is also a growing concern about the effects of fossil fuel emissions on human health and the environment. Many sources of renewable energy are being researched and implemented for power production. In particular, wind power generation by horizontal- and vertical-axis wind turbines is very popular. Vertical-axis wind turbines (VAWTs) have a relative construction simplicity compared to horizontal-axis wind turbines (HAWTs). However, VAWTs present specific challenges that may hinder their performance. For instance, they are strongly affected by dynamic stall. A significant part of the kinetic energy contained in the oncoming wind is lost in swirl and vortices. As a result, VAWTs have lower power production compared to HAWTs. First, the present work is aimed at the study of the aerodynamics of straight-bladed VAWTs (SB-VAWTs). Empirical calculations are conducted in a preliminary work. Then a two-dimensional double multiple streamtube (DMST) approach supported by a two-dimensional numerical study is implemented. The dynamic stall and aerodynamic performance of the rotor are investigated. A VAWT-fitted dynamic stall model is implemented. Computational fluid dynamics (CFD) simulations are conducted to serve as reference for the DMST calculations. This three-pronged approach allows us to efficiently explore multiple configurations. The dynamic stall phenomenon is identified as a primary cause of performance loss. The results in this section validate the DMST model as a good replacement for CFD analysis in early phase design provided that a good dynamic stall model is used. After having identify the primary cause of performance loss, the goal is to investigate the use to dual-element blades for alleviating the effect of dynamic stall, thereby improving the performance of the rotor. The desirable airfoil characteristics are defined and a parametric analysis conducted. In the present study the parameters consists of the size of the blade elements, the space between them, and their relative orientation. The performance of the rotor is calculated and compared to the baseline. The results highlight the preeminence of the two-element configuration over the single-element provided that the adequate parametric study is conducted beforehand. A performance enhancement is obtained over a large range of tip speed ratios. The starting characteristics and the operation stability are also improved. Finally, an economic analysis is conducted to determine the cost of energy and thus the financial viability of such a project. The Great Coast of Senegal is selected as site of operation. The energy need and sources of this region are presented along with its wind energy potential. The cost evaluation shows the economic viability by comparing the cost of energy to the current energy market prices.

[pt] Estudos paleoambientais sobre reconstruções climáticas no pretérito ajudam a compreender os processos biogeoquímicos atuais e, portanto, fornecem subsídios ao atual cenário de mudanças globais. As principais ferramentas utilizadas nesses estudos envolvem indicadores que requerem a integração de informações geoquímicas, geomorfológicas, oceanográficas e biológicas. No presente trabalho, dois testemunhos (RJ13-01 e RJ13-02) foram coletados na plataforma continental do Rio de Janeiro na isóbata de 100-m e datados através dos métodos de 210Pb e 14C, englobando, respectivamente, 14,5 cal kyr BP e 5,3 cal kyr BP. O objetivo principal do trabalho foi investigar o efeito de variáveis climáticas e ambientais sobre o aporte de material autóctono e alóctono na plataforma continental do Rio de Janeiro. Foram considerados dados geofísicos, granulometria, elementos traços (V, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, As, Sr, Ag, Cd, Sn, Ba, Tl, Pb e U), elementos majoritários (Ca, Si, Al e Fe), nitrogênio total (TN), carbono orgânico total (TOC), carbonato de cálcio (CaCO3), hidrocarbonetos alifáticos (n-alcanos) e hidrocarbonetos aromáticos (HPAs), assim como consideradas razões entre elementos e compostos que indicam a introdução de material continental e biogênico, razões redox e de produtividade, além de marcadores de tipo de vegetação e de combustão. Os resultados ressaltaram três fases deposicionais na área estudada: a primeira fase vai de 14,5 cal kyr BP à 7,5 cal kyr BP, e se caracteriza pela ocorrência de granulometria média a grosseira, fragmentos de conchas, alto teor de Si (27 porcento), alto aporte de material biogênico Ca/Al (3,00), altos valores (30,5) de ACL (tamanho médio da cadeia n-alcanos) e alta contribuição de HPAs pirogênicos (33 porcento), por volta de 8,0 cal kyr BP, indicando maior incidência de clima seco na maioria dos períodos, além de ser marcada por níveis do mar mais baixos. A segunda fase, entre 7,5 cal kyr BP e 4,5 cal kyr BP, mostrou influência das Águas Centrais do Atlântico Sul (SACW), marcada por um máximo de elevação do nível do mar, eventos de seca com maior intensidade de incêndios naturais com alta contribuição de HPAs pirogênicos de 5-6 anéis (68 porcento), entre 6,1 cal kyr BP e 4,1 cal kyr BP, e alto aporte de material continental Al/Ca (0,69); Fe/Ca (0,27) e alta produtividade. A terceira fase cobre o Holoceno superior, a partir de 4,5 cal kyr BP até o presente. Nessa fase, foram encontrados fluxos mais elevados de matéria orgânica, entre 3,2 cal kyr BP a 3,3 cal kyr BP (RJ13-01) e 3,4 cal kyr BP (RJ13-02), como indicado por TN, TOC, Ni, Cu, Zn, HA e HPAs, e um maior aporte continental, devido aos altos valores de razões redox-sensíveis a partir de 2,5 cal kyr BP no RJ13-01 e ao longo do testemunho RJ13-02. Esses fatores provavelmente são decorrentes do deslocamento da Zona de Convergência Intertropical (ITCZ) mais ao sul, deixando o clima mais úmido na Amazônia, a intensificação do SAMS trazendo umidade para SE do país através da SACZ. Porém, também podem refletir um evento de menor nível do mar, que influenciou nos níveis de oxigênio na coluna d água. Por outro lado, indicadores de clima seco (ACL, HPAs pirogênicos de 5-6 anéis) sugerem que houve oscilações entre clima úmido e seco ao longo do Holoceno superior. Desta forma, os indicadores orgânicos e inorgânicos considerados nos testemunhos da plataforma continental do RJ possibilitaram avaliar e corroborar dados de outros estudos sobre os eventos climáticos ocorridos nos últimos 14 mil anos no SE do Brasil, e suas relações com fatores como: variações no nível do mar, mudanças na ITCZ, intensificação da SAMS influenciando a SACZ, mudanças nos padrões de ventos e na Corrente do Brasil; influência da SACW mais no sentido S-W do sistema de ressurgência de Cabo Frio; variações climáticas com registros de incêndios naturais e variações da vegetação; além de registros que podem ser relacionados à ocupação humana. / [en] Paleoenvironmental studies on climate reconstructions in the past help to understand the current biogeochemical processes and therefore become increasingly important in the current scenario of global changes. The main parameters used in these studies involve proxies that require the integration of geochemical, geomorphological, oceanographic and biological information. In this study two cores (RJ13-01 and RJ13-02) were collected on the continental shelf of Rio de Janeiro in the isobath 100-m and dated by 210Pb and 14C methods covering14.5 cal kyr BP and 5.3 cal kyr BP, respectively. The main goal of this work was to investigate the effect of climatic and environmental variables on the autochthonous and allochthonous material inputs in the continental shelf of Rio de Janeiro. For this, geophysical properties, grain size, trace elements (V, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, As, Sr, Ag, Cd, Sn, Ba, Tl, Pb and U), major elements (Ca, Si, Al and Fe), total nitrogen (TN), total organic carbon (TOC), calcium carbonate (CaCO3), aliphatic hydrocarbons (n-alkanes) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were considered jointly with continental and biogenic input proxies, redoxsensitive and productivity proxies besides vegetation type and combustion proxies. Results highlighted three periods: the first period (from 14.5 to 7.5 cal kyr BP) with the occurrence of mean grain size of the sediment, shell fragments, high content of Si (27 percent), high input of biogenic material Ca/Al (3.00) and high ACL (average chain length) values (30.5). In addition to high contribution of pyrogenic PAHs (33 percent) around 8.0 cal kyr BP indicating higher incidence of dry weather in most periods; marked by a low sea level. The second period between 7.5 cal kyr BP and 4.5 cal kyr BP showed the influence of the South Atlantic Central Waters (SACW) marked by a maximum transgression of the sea, drought events with greater intensity of wildfires with high contribution of pyrogenic PAHs of 5-6 rings (68 percent) between 6.1 and 4.1 cal BP kyr BP and high input continental materials Al/Ca (0.69); Fe/Ca (0.27) and high productivity. The third period covers the late Holocene from 4.5 cal kyr BP to present. In this period, higher fluxes of organic matter were found between 3.2 cal kyr BP to 3.3 cal kyr BP (RJ13-01) and 3.4 cal kyr BP (RJ13-02), as indicated by TN, TOC, Ni, Cu,Zn, n-alkanes and PAHs, and higher continental input due to high redox-sensitive proxies from 2.5 cal kyr BP in RJ13-01 and along RJ13-02. These factors are probably related to the displacement further south of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ), which brought humidity to Amazon, the intensification of SAMS bringing humidity to SE of Brazil trought SACZ. Also has been marked by the decrease in sea level which influenced the oxygen levels in the water column. On the other hand, dry climate indicators (ACL, pyrogenic PAHs with high molecular weight) suggest that there were fluctuations between wet and dry climate along the late Holocene. Thus, the organic and inorganic proxies considered on the cores of continental shelf of Rio de Janeiro allowed to evaluate and corroborate the data of other studies of climate events over the past 14,000 years in SE Brazil and their relation to the facts such is the variations in the sea-level, chances in ITCZ, the intensification of SAMS and SACZ, changes in wind pattern, and in the Brazilian current; influence of the SACW further S-W of the Cabo Frio upwelling system; and climate variations with records of wildfires and variation on the vegetation; in addition to records that could be related to human occupation.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:44:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMFAM.pdf: 2569948 bytes, checksum: 53e8c3a83500299ee845f59b75550395 (MD5) Previous issue date: 2006-06-26 / Universidade Federal de Minas Gerais / The national literature in the field of special education has continually pointed the necessity of research on programs towards attention to the families of persons with handicap. The present research start from the idea that diferent families can have diversified service necessities. This research was outlined to test this hypothesis, and the general objective of the study consisted in developping, evaluate and compare the efects of different contents of a program of attention to the mothers of the severaly handicapped. For the research was used an experimental delineation of multi elements baseline in which, 3 groups of mothers (A, B, C) was submitted to one sequency of three diferent contents in a attention program (Emotional Support S; Information I; and Training Abilities T), with variations in the order of offers of contents for each group. The study involved two stages, denominated as Study 1 and 2. Study 1 counted with the participation of 15 mothers of handicapped children from a special school and had as objectives: a) Identify the necessities of mothers with severelly handicapped children caracterizing aspects like received diagnostic, familiar structure, socialeconomic conditions and demographics, environment organization and routine, psicological conditions to establish gratefully interactions with their children. For this were done individualized interviews that later were tabulated and resulted in a survey of the necessities and potencialities of this mothers in relation to the child with deficiency. The results of this first stage was the identification of the potencialities and necessities of the families that were translated at the three contents for the attenction program and that allowed develop the program with the identified contents (Contents S, I, T). The study 2 had as participants 07 mothers of deficients students (with pre-school age, considered severally handicaped that attended a special school). For the implementation stage were done three groups, with the end to evaluate the efects of different presentation orders of the three contents about the following selected variables:- Comunnication Family-School CFE (measured by a note book); Adesion of the Family to the Service AFA (measured by school frequency registry of the children to the school) and about the development level of the students NDA, (measured by performance evaluations in seven areas of infantile development: cognition, socialization, nutrition, auto-care, motor abilities, courtesy rules and comunnication). The results pointed gains for all seven children at the development level, varying around 10 to 30% in all the areas for the majority of the children (6 in 7), reaching in some areas to 100% of the abilities. In relation to the variable CFE, the number of notes at the family book went from zero to 18 times, in three months, that was the duration time of the attention program. To the variable AFA, the frequency index at school varied from 80 to 100 % to all children. Is discussed at the end the necessity of implementing attention programs for families with children with defficiency, that been fundamented at the necessities of each family, starting with the hypothesis that families have diferent necessities, and that due this need diferent services. As far as the presentation order of contents, the data are suggestive that the most efficient order to the mothers os preschool children would be: Emotional support, information and training of abilities (SIT), to establish empathy and binding, followed by the information offer to increase the understanding about the deficiency, what would favour later on the trainning of abilities to the teaching of their children. / A literatura nacional da área de Educação Especial tem continuamente destacado a necessidade de pesquisas sobre programas de atenção para as famílias de indivíduos com deficiências. A presente investigação parte da idéia de que diferentes famílias podem ter necessidades diversificadas de serviços. Essa investigação teve por objetivo geral desenvolver, avaliar e comparar os efeitos de diferentes conteúdos de um Programa de Atenção às mães de crianças severamente prejudicadas. Para a pesquisa foi utilizado um delineamento experimental de linha de base multi-elementos no qual, três grupos de mães (A, B e C) foram submetidos a uma seqüência de três diferentes conteúdos em um Programa de atenção (Suporte Emocional S; Informacional I e Treinamento de Habilidades - T), com variações na ordem de oferta dos conteúdos para cada grupo. O estudo envolveu duas etapas, denominadas como Estudos 1 e 2. O Estudo 1 contou com a participação de 15 mães de crianças com deficiências de uma escola especial e teve por objetivos: a) Identificar as necessidades de mães de crianças severamente prejudicadas, caracterizando aspectos como o diagnóstico recebido, estrutura familiar, condições sócio-econômicas e demográficas, organização de ambientes e rotinas, condições psicológicas para estabelecer interações gratificantes com seus filhos. Para isso foram realizadas entrevistas individualizadas que posteriormente foram tabuladas e resultaram em um levantamento das necessidades e potencialidades dessas mães em relação à criança com deficiência. Identificou-se nesta primeira etapa as potencialidades e necessidades das famílias que foram traduzidas nos três conteúdos para o Programa de Atenção e que permitiu desenvolver o programa com os conteúdos identificados (S, I e T). O Estudo 2 teve como participantes sete mães de alunos com deficiências (com idade pré-escolar, considerados severamente prejudicados, que freqüentavam uma escola especial). Para a etapa de implementação foram compostos três grupos, a fim de avaliar os efeitos de diferentes ordens de apresentação dos três tipos de conteúdo sobre as seguintes variáveis selecionadas:- comunicação família-escola- CFE (medida por meio de um caderno de recados); adesão da família ao atendimento AFA (medida por meio dos registros de freqüência da criança à escola) e sobre o nível de desenvolvimento dos alunos NDA, (medido por meio de avaliações de desempenho em sete áreas do desenvolvimento infantil: cognição, socialização, alimentação, autos-cuidados, habilidades motoras, regras de cortesia e comunicação). Os resultados apontaram ganhos para todas as crianças no nível de desenvolvimento, variando em torno de 10 a 30% em todas as áreas para seis das sete crianças, chegando em algumas áreas a 100% das habilidades.Em relação à variável CFE, o número de recados no caderno da família para a escola passou de zero para seis contatos, e para algumas das crianças esse número passou de zero para 18 vezes, em três meses, que foi o tempo de duração do programa de atenção. Para a variável AFA, os índices de freqüência à escola variaram, ao final do Programa de 80 a 100% para todas as crianças. Discute-se no final a necessidade de se implementar programas de atenção a familiares de crianças com deficiência, que sejam fundamentados nas necessidades de cada família, partindo da hipótese de que famílias têm necessidades diferentes e que por isso precisam de serviços diferentes. Quanto à ordem de apresentação dos conteúdos, os dados são sugestivos de que a ordem mais eficaz para mães de crianças pré-escolares seria: Suporte emocional, Informações e Treino de habilidades (condição SIT). A etapa de Suporte visou estabelecer empatia e vínculos, seguido pela oferta de Informações que buscou aumentar a compreensão acerca da deficiência e de direitos garantidos pela lei, o que favoreceria posteriormente o Treino de habilidades para o ensino de habilidades a seus filhos.