Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-13T14:24:33Z No. of bitstreams: 1 EVERSON BATISTA MARIANO - TESE (PPGMet) 2017.pdf: 4579830 bytes, checksum: 897e568e511f245cb9c7c10ef86f9866 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-13T14:24:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EVERSON BATISTA MARIANO - TESE (PPGMet) 2017.pdf: 4579830 bytes, checksum: 897e568e511f245cb9c7c10ef86f9866 (MD5) Previous issue date: 2017-05-26 / Capes / Na realização deste trabalho, foram analisadas variações espaciais e temporais do vento e da potência eólica para a região do nordeste setentrional oriental do Brasil. Para tanto, utilizou-se o modelo Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS) usando como entrada dados de reanálises do National Centers for Environmental Prediction (NCEP). Foram utilizados dados observados da velocidade do vento de três mesorregiões da Paraíba do período de 1 a 31 de outubro de 2010 para validação do modelo BRAMS. Reanálises do ERA-Interim, com resolução espacial de 0,75° x 0,75° foram utilizadas como uma segunda fonte de dados para o mesmo propósito. Nesta comparação, foram feitas correlações e aplicados testes de significância estatística, assim como, avaliação dos parâmetros de forma e escala da distribuição de Weibull. Após validação, foram geradas simulações do vento dos meses de março, junho, setembro e dezembro para o período de 1983 a 2013. Foram avaliadas as variações sazonais e interanuais da velocidade do vento em quatro cidades com parques eólicos instalados. Os resultados apontam coeficientes de correlações acima de 0,70 com significância estatística de 99% (α = 0,01). Na distribuição de Weibull, os parâmetros de forma e de escala mostraram-se próximos aos obtidos para os dados observados. Na variação sazonal, o mês de setembro apresentou velocidades do vento mais intensas e menos intensas em março, com valores intermediários verificados em junho e dezembro. Na distribuição espacial da média climatológica da velocidade do vento e da potência eólica, destacam-se influências da topografia, com velocidades mais intensa e maior potencial eólico sobre áreas mais elevadas. Variações interanuais, devido alterações na TSM dos oceanos Pacífico e Atlântico Tropicais, mostraram que em anos de El Niño e Gradiente Meridional Positivo o vento sobre o nordeste setentrional oriental do Brasil é intensificado e que a atuação simultânea de ambos, potencializa esse aumento. Com os resultados obtidos o uso da simulação de Densidade de Potencia Eólico (DPE), utilizando o modelo BRAMS pode ser aplicado em qualquer região da América do Sul. / In this work, wind and wind power spatial and temporal variability were analyzed for the northern region. For this, the Brazilian development on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS) atmospheric model was used, alongside National Center for Environmental Prediction (NCEP) reanalysis data. Observed wind speed data from three meso regions of Paraíba from October 1 to October 31, 2010 were used to validate the BRAMS model. Reanalyses of the ERA-Interim with spatial resolution of 0.75 ° x 0.75 ° were used as a second data source for the same purpose. In this comparison, we performed correlation analysis and verified its statistical significance, as well as the evaluation of the shape and fit parameters of the Weibull distribution. After further validation, wind simulations were generated in the months of March, June, September and December for the period from 1983 to 2013. Seasonal and interannual wind speed variation was evaluated in four cities with wind farms. The results show correlation coefficients above 0.70 with a statistical significance of 99% (α = 0.01). In the Weibull distribution, the shape and fit parameters were close to those obtained for the observed data. In the wind speed seasonal variation, September presented more intense, while March showed lower wind speeds with intermediate values verified in June and december. Spatial distribution of the average climatological wind speed and wind power topography influences are highlighted, with higher velocities and greater wind potential on higher altitude areas. Interannual variations, due to changes in the SST of the Pacific and Atlantic Tropical Oceans, have shown that in the years influenced by El Niño and positive Southern Gradient, the wind over the north east to Brazil is intensified and that the simultaneous action of both SST gradients amplifies this increase. With the results obtained the use of the Wind Power Density (WPD) simulation using the BRAMS model can be applied in any region of South America.

LUNA, Marco César Monteiro de Morais. Simulações de campos de dunas sob a influência do crescimento de vegetação e da exposição do nível de água do terreno. 2010. 129 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-16T20:08:55Z No. of bitstreams: 1 2010_tese_mcmmluna.pdf: 8181861 bytes, checksum: f3021b931d09631c9e18dcec1d96de5a (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-21T20:36:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_tese_mcmmluna.pdf: 8181861 bytes, checksum: f3021b931d09631c9e18dcec1d96de5a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-21T20:36:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_tese_mcmmluna.pdf: 8181861 bytes, checksum: f3021b931d09631c9e18dcec1d96de5a (MD5) Previous issue date: 2010 / In this work we study the genesis of coastal dune fields using the DUNE model developed by Sauermann et al. (2001) and Kroy et al. (2002), and later perfected by Schwämmle and Herrmann (2004). The model was developed to calculate the transport of grains by saltation and the formation of sand dunes, and then it takes account the growth of vegetation (Durán and Herrmann, 2006a). Initially we investigate the genesis and the early stages of development of coastal dune fields in the presence of vegetation growth. The model is applied to calculate the evolution of sand transported in the same direction of the wind into a land where there is vegetation growth. In previous work, the model reproduced the fixation of sand grains and the stabilization of dunes. Consequently, the barchans dunes in the presence of plants can be transformed into parabolic dunes (Durán et al., 2006a). Here, we seek the understanding of competition between the sand transport and vegetation growth in the development of transverse dunes under the influence of plant growth, when we find a maximum height for transverse dunes under the influence of vegetation. Then we conduct a detailed study of the development of dune fields taking into account changes in the relevant parameters: the width of the beach, availability of sand sediment, wind intensity, the vegetation growth rate and the maximum height reached by the plants. Different morphologies are obtained for the coastal dune fields which depend crucially on the characteristic vegetation growth rate and the wind shear velocity, which can reproduce patterns found in actual fields. After we investigate, the genesis and development of coastal dune fields in the presence of a dynamic water level. In other to do it we complement this model with a dynamic water surface. Here we try to obtain and understand the influence of a exposed water surface over the ground in the development and morphology of the dunes. In this way, we also try a quantitative understanding of the dynamics of coastal dune fields as a function of local climatic conditions, since the dynamics of the water level is linked to rainfall (Jimenez et al., 1999, Levin et al., 2009). The results show that for a constant wind shear velocity u∗ the main effect of the presence of water is to produce the dunes in the field more regular in their shape and size. As the shift Aw in the water level becomes larger, the dunes undergo a transition from barchans dunes to chains of barchans dunes, and then to transverse dunes, reducing the maximum height reached by the dunes in the field. The water spreads the sand across the field and reduces the existence of areas which are free of the sand presence, preventing the formation of dunes and leading to the formation of a sandy bed with a smooth surface. When we increase the time which the water level tew is above the ground, the dunes in the field pattern are more regular in shape and height in the same way as when we increase the shift in water level. For a unidirectional wind sinusoidally oscillating out of phase with respect to fluctuation of water level, in opposition to the constant wind, as Aw becomes larger, higher are the dunes in the field, and they undergo a transition from chains of barchans dunes to isolated barchans dunes. In this case, the sand is retained in the dunes and we do not observe the formation of a sand bed as Aw grows. In the case of a sinusoidal wind in phase with the oscillation of the water level, the dunes appear only for small shifts in the water level. These results agree with the observations of real sand dune fields (Kocurek et al., 1992), reproducing the constructive and destructive phases which alternate in dune fields under the influence of an oscillating water level due to seasonal climatic changes. In the simulations we reproduce some morphological patterns of sand dunes that are found in the Lençóis Maranhenses sand dune field. Comparison between simulation results and satellite images of this region is quite satisfactory from a qualitative point of view and from a quantitative point of view. / Neste trabalho estudamos a gênese de campos de dunas costeiras através do modelo DUNE desenvolvido por Sauermann et al. (2001) e Kroy et al. (2002), e posteriormente aprimorado por Schwämmle e Herrmann (2004). O modelo DUNE foi desenvolvido para calcular o transporte de grãos por saltação e para a formação de dunas de areia. Depois, passou a levar em consideração também o crescimento da vegetação (Durán e Herrmann, 2006a). Inicialmente investigamos a gênese e os primeiros estágios de desenvolvimento de campos costeiros de dunas na presença do crescimento da vegetação. O modelo é aplicado para calcular a evolução da areia transportada na mesma direção do vento para dentro de um terreno onde ocorre o crescimento da vegetação. Antes, o modelo reproduziu a fixação da areia e consequente estabilização de dunas barcanas na presença das plantas, resultando na formação de dunas parabólicas (Durán et al., 2006a). Aqui, buscamos o entendimento dessa competição entre o transporte de areia e o crescimento da vegetação no desenvolvimento de dunas transversais na presença do crescimento de plantas, quando encontramos uma altura máxima para a duna transversal sob a influência da vegetação. Em seguida realizamos um estudo detalhado do desenvolvimento de campos de dunas levando em consideração variações nos parâmetros relevantes: largura da praia, disponibilidade de sedimentos, intensidade do vento, a velocidade de crescimento da vegetação e a altura máxima atingida pelas plantas. Diferentes morfologias foram obtidas para os campos de duna costeiras que dependem fundamentalmente da taxa de crescimento característica da vegetação e da velocidade de cisalhamento do vento, e que conseguem reproduzir padrões encontrados em campos reais. Depois investigamos no trabalho, a gênese e o desenvolvimento de campos de dunas costeiros na presença de um nível de água dinâmico. Para isso complementamos o modelo com uma superfície de água dinâmica. Buscamos aqui, obter e compreender a influência de uma superfície de água exposta no terreno no desenvolvimento e na morfologia das dunas. De maneira que, buscamos também um entendimento quantitativo da dinâmica de campos de dunas costeiros como função das condições climáticas locais, já que a dinâmica do nível de água está ligada ao regime de chuvas (Jimenez et al., 1999; Levin et al., 2009). Os resultados mostram que, para ventos com velocidade de cisalhamento u∗ constante, o principal efeito da presença da água é tornar as dunas no campo mais regulares em sua forma e tamanho. À medida que o deslocamento no nível de água Aw se torna maior, as dunas sofrem uma transição, passando de barcanas para cadeias de dunas barcanóides e depois para dunas transversais, reduzindo as alturas máximas atingidas pelas dunas. A água espalha a areia por todo campo e diminui a existência de áreas livres da presença de areia, impedindo a formação de dunas e levando à formação de um leito arenoso de relevo suave. Quando fixamos a altura máxima atingida pelo nível de água e aumentamos o seu tempo de exposição tew acima do chão, as dunas no campo apresentam padrão mais regular na forma e na altura da mesma maneira que acontece quando cresce o deslocamento no nível de água. Para um vento unidirecional oscilando senoidalmente fora de fase em relação a oscilação do nível de água, de maneira contrário ao vento constante, à medida que Aw se torna maior, maiores são as dunas no campo, e as dunas passam de cadeias de dunas barcanóides para dunas barcanas isoladas. Nesse caso, a areia fica retida nas dunas e não temos a formação de um leito de areia à medida que Aw cresce. Já no caso de um vento senoidal em fase com a oscilação do nível de água as dunas somente surgem para pequenas variações no nível de água. Esses resultados concordam com observações realizadas em campos reais por Kocurek et al. (1992), reproduzindo as fase destrutivas e construtivas que se alternam em campos de dunas sob a influência de um nível de água oscilante, devido às mudanças climáticas sazonais. Conseguimos com o modelo reproduzir alguns padrões de morfológicos de dunas que são encontrados nos Lençóis Maranhenses. A comparação dos resultados obtidos nas simulações com as imagens de satélite da região é bastante satisfatória, tanto do ponto de vista qualitativo, quanto do ponto de vista quantitativo.

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2016-08-16T15:12:26Z No. of bitstreams: 1 Armando Nascimento Neto.pdf: 2186740 bytes, checksum: 2e1ab3e623e0c926eec3dc97a9f9b806 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-16T15:12:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Armando Nascimento Neto.pdf: 2186740 bytes, checksum: 2e1ab3e623e0c926eec3dc97a9f9b806 (MD5) Previous issue date: 2016-03-28 / This research project aimed to study the challenges related to sustainability of logistics costs to the economic sustainable development by the deployment of wind towers in Brazil. The country has the need to expand the energy matrix and for this important growth invests in cleaner energy. New technologies are developed for power generation from renewable sources and Brazil is still very dependent on hydroelectric energy with the aggravation of water problems observed in the last decade, the shortage of water for hydroelectric power generation in Brazil has been compromised. The rulers, needing to meet the need for resources to meet the needs of the population, and economic and social growth. Studies and research in wind engineering, always showed the gigantic features of the equipment, their quality and their importance, bias and its drawbacks. However are not easily identified the various costs involved that allow the construction of a wind farm, forwarding to this context, it was in this dissertation a differentiated approach, seeking to identify for analytical sampling the logistic costs driven by the regional difference of structures where large manufacturers are in southeastern Brazil or abroad and the parks intended for the generation of wind energy are largely established in the North and northeast of Brazil. The study of sustainable economic development of these parks often focuses on energy generation and not in the formation of the parks. By studying a wind farm, the logistics of wind equipment interesting part of review and sought by means of this study verify gaps that may influence the economic sustainability in the construction of a wind farm. / O presente projeto de pesquisa teve por objetivo estudar os desafios relacionados aos custos de sustentabilidade de logística para o desenvolvimento sustentável econômico junto à implantação de torres eólicas no Brasil. O País tem a necessidade de expandir a matriz energética e para este crescimento importante investe em energia mais limpa. Novas tecnologias são desenvolvidas para geração de energia de fontes renováveis e o Brasil ainda é muito dependente da energia das hidrelétricas com o agravante dos problemas hídricos que se observou na última década, a escassez de água a geração de energia pelas hidrelétricas brasileiras ficou comprometida. Os governantes, precisando atender à necessidade de recursos para satisfazer as necessidades da população, e o crescimento econômico e social. Estudos e pesquisas na área de engenharia eólica, sempre mostraram as características gigantescas desses equipamentos, sua qualidade e seu viés de importância, e suas desvantagens. Entretanto não são facilmente identificados os mais diversos custos envolvidos que permitem a construção de um parque eólico, encaminhando para este contexto, tratou-se nessa dissertação um enfoque diferenciado, buscando identificar por uma amostragem analítica o custo logístico motivado pela diferença regional de estruturas onde grandes fabricantes encontram - se no sudeste brasileiro ou no exterior e os parques destinados à geração de energia dos ventos encontram-se em sua grande maioria estabelecidos no norte e nordeste brasileiro. Os estudo do desenvolvimento sustentável econômico destes parques muitas vezes se concentram na geração da energia e não na formação dos parques. Ao estudar um parque eólico, encontrou-se na logística dos equipamentos eólicos parte interessante de analise e, buscou-se por meio deste estudo verificar lacunas que podem influenciar na sustentabilidade econômica na construção de um parque eólico.

Made available in DSpace on 2014-06-12T22:58:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2394_1.pdf: 10548267 bytes, checksum: 4b13b9dc90a09894b076af93a6058682 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A circulação da fronteira oeste do Oceano Atlântico Sul tropical exerce um importante papel no controle climático através da troca inter-hemisférica de massa e calor. Nesta região, o ramo sul da Corrente Sul Equatorial (sCSE) se bifurca dando origem a Sub-corrente Norte do Brasil (SCNB), para o norte, e a Corrente do Brasil (CB), para o sul. Nesta tese, foi investigada a variabilidade desta parte do oceano utilizando-se medidas de correntes oriundas de uma seção normal à costa brasileira em 11°S, composta de 5 fundeios (K1-K5). Os fundeios foram instalados durante os cruzeiros (2000- 2004) realizados no âmbito da contribuição alemã ao Programa CLIVAR (Climate Variability and Predictability Program). A seção a 11°S abrange a estrutura da SCNB e o núcleo da Corrente de Contorno Oeste Profunda (CCP), que fazem parte dos ramos superior e inferior da Célula Meridional Termohalina do Oceano Atlântico, respectivamente. Aplicando a técnica de decomposição em Funções Ortogonais Empíricas (FOE) e de análise espectral, identificaram-se tanto modos de variabilidade sazonal como intrasazonal nos dados de corrente. A dinâmica da sCSE, bem como as principais estruturas tri-dimensionais na fronteira oeste foram também investigadas utilizando um modelo regional climatológico com 1/12° de resolução horizontal (ROMS – Regional Ocean Model System). Os resultados da simulação confirmaram a variabilidade sazonal na estrutura de correntes a 11°S. Médias mensais de 47 anos de re-análise da base SODA (Simple Ocean Data Assimilation) confirmaram a variabilidade sazonal encontrada nos resultados numéricos. A simulação da divergência da sCSE mostra que esta desloca-se para sul conforme aumenta a profundidade do oceano, variando de 8°S em 100 m de profundidade até 20°S em 500 m. Nas simulações do modelo ROMS a bifurcação da sCSE atinge sua posição mais ao norte no verão austral e sua posição mais ao sul no inverno austral. Isto corresponde a um mais fraco e a um mais intenso transporte da SCNB, respectivamente. Em 200 m de profundidade a sCSE bifurca-se a 13°S no verão austral e a 19°S no inverno austral. A 500 m de profundidade a bifurcação da sCSE é em torno de 20°S, durante todo o ano com fraca variabilidade meridional. A bifurcação das sCSE nos resultados da base SODA são sincronizados com a linha zero do rotacional do cisalhamento eólico, assim como com os resultados da simulação do ROMS. Nos resultados SODA, em 200 m, a sCSE bifurca-se em 15°S no verão austral e em 18°S no inverno austral. A Análise de Componentes Principais dos dados medidos a 11°S mostra que a temperatura é fortemente acoplada à velocidade das correntes no núcleo da CCP, com uma periodicidade de dois meses. A intensidade de acoplamento entre as velocidades tangenciais à costa e a temperatura é de 60%, indicando que as correntes no núcleo da Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) são responsáveis, nesta proporção, pela troca de calor interhemisf érico. A simulação do modelo ROMS indica que a CCP reproduz estruturas anticiclônicas da mesma ordem de magnitude das escalas dos vórtices encontrados nos dados dos fundeios (K1-K5) a 11°S. Os resultados numéricos indicaram ainda a presença de uma contracorrente na borda leste da SCNB, que reduz o transporte de água para o norte. Em escala intrasazonal, sinais energéticos em alta freqüência foram detectados como um modo de variabilidade dominante na extremidade oeste da SCNB, os quais decaem com a distância da costa. Todavia, não foram encontrados mecanismos locais que expliquem estas variabilidades. De fato, os valores de corrente a 11°S são bem correlacionados com dados remotos de cisalhamento eólico meridional, próximos à costa brasileira entre 22°S- 36°S. Os mais altos valores de correlação foram verificados no inverno e primavera austral, com defasagens em torno de 8 a 10 dias. Estes sinais propagam-se para o equador com velocidade de 285±63 km.dia-1, típica de uma onda costeira, forçada remotamente por influências meteorológicas. Estes últimos resultados apóiam a existência de Coastally Trapped Waves (CTW) como um mecanismo apropriado para explicar a nítida correlação entre a componente meridional do cisalhamento eólico e a componente da corrente tangencial à costa. Sugere-se, como futuro trabalho, um estudo mais abrangente deste fenômeno através da análise de ondeletas e de técnicas de modelagem numérica para confirmar as hipóteses aqui evidenciadas

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Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica. Ingeniero Civil Eléctrico / En esta tesis se desarrollan y evalúan tres estrategias de control predictivo distintas en un generador de inducción de doble excitación (DFIG), que son: descentralizado, centralizado y distribuido. En la estrategia de control predictivo descentralizada el conversor back-to-back es regulado mediante dos controladores predictivos, uno para el lado rotor y el otro para el lado red, y mediante un controlador PI que mantiene el balance del voltaje en el DC-link. En la estrategia de control predictivo centralizado todo el conversor es regulado mediante un único controlador predictivo. Por último en la estrategia de control distribuido el sistema es regulado mediante dos controladores predictivos que comunican sus acciones de control. Para evaluar las estrategias de control planteadas se desarrolla un simulador que captura la dinámica de un generador doblemente alimentado mediante el uso del software Matlab-Simulink. Los controladores se programan de acuerdo a las estrategias de control implementadas y son aplicados en el simulador del generador. Se evalúa el desempeño de cada uno de estos, en base a los siguientes criterios de comparación: THD, error de seguimiento de las corrientes, error de seguimiento del voltaje de DC-Link, tiempo de ejecución del programa de cada controlador y frecuencia de switching. Se analiza también el desempeño de estas estrategias de control bajo condiciones de operación de estrés en la red, es decir, se somete el aerogenerador a una falla trifásica que implica una caída de la tensión de la red en un 70%. A partir de los resultados se concluye que es posible implementar las tres estrategias de control propuestas en el DFIG. Además se observa que el valor de la función de costos resulta ser mínimo en la estrategia de control centralizada seguida por la distribuida para presentar un menor desempeño en la estrategia de control descentralizada. En cuanto al error de seguimiento el voltaje del DC-Link es mejor para el caso centralizado, seguido por el distribuido, observándose el peor desempeño en el caso de descentralizado, con sobreniveles en torno al 4% cuando se cambia el punto de operación. Este resultado se debe a que en el caso centralizado el controlador encuentra un óptimo global, en cambio en el descentralizado los óptimos son locales. En general, los resultados de la estrategia de control distribuido son bastante similares a los obtenidos mediante la estrategia de control centralizado, con la diferencia de que se resuelve el problema de optimización dentro del tiempo de muestreo. Al analizar la distorsión armónica se observa que la frecuencia se encuentra distribuida a lo largo de todo el espectro lo que en aplicaciones reales complica el dimensionamiento de los filtros para armónicos y aumenta su costo, por lo que recientemente se han estudiado estrategias de control predictivo moduladas que utilizan una fase de modulación antes de conectarse a las compuertas de los IGBT's. Como consecuencia los armónicos se centran en torno a múltiplos de la frecuencia de la señal portadora. Por último al analizar el comportamiento de las estrategias propuestas en presencia de una caída de tensión en la red se producen sobrecorrientes en los enrollados del rotor que el convertidor lado rotor no es capaz de controlar. Además durante la contingencia es necesario utilizar un chopper para disipar el exceso de energía.

Este trabalho trata da dinâmica de sistemas deposicionais eólicos costeiros, com ênfase na influência de variáveis climáticas, oceanográficas e fisiográficas sobre a evolução de campos de dunas. As variáveis controladoras da dinâmica dos sistemas eólicos costeiros incluem o regime de chuvas e ventos, a amplitude de maré, o aporte sedimentar costeiro e a fisiografia da costa. O entendimento da relação entre variáveis atuantes no sistema deposicional e os produtos sedimentares gerados é de extrema importância para a interpretação e descrição de depósitos sedimentares antigos. Além disto, o entendimento desta relação permitiria a elaboração de modelos de sistemas deposicionais com capacidade de inferência da dinâmica do sistema em termos dos seus produtos e vice-versa. Este estudo é organizado em seis capítulos. O capítulo um trata da exposição de conceitos, tais como complexidade, não-uniformidade e descontinuidade, que devem ser considerados ao se estudar sistemas deposicionais. Neste capítulo, destaca-se o controle dos processos sedimentares por variávies aleatórias. Isto sustenta o uso de abordagem probabílistica na descrição de sistemas deposicionais. O capítulo dois envolve uma breve síntese bibliográfica sobre sistemas deposicionais eólicos costeiros. O capítulo três contempla análises estatísticas de características morfométricas dos campos de dunas da costa brasileira medidas em imagens de satélite. Estas análises tiveram como objetivo a avaliação da relação entre características morfométricas dos campos de dunas e fatores climáticos, oceanográficos e fisiográficos. Tais análises revelaram que a ocorrência, o tamanho e a forma dos campos de dunas são controlados mais por fatores ligados à fisiografia da costa e ao aporte sedimentar costeiro do que por fatores climáticos (regime de ventos e chuva). O capítulo quatro envolve a simulação númerica de um modelo conceitual de sistema eólico costeiro. Experimentos de simulação permitiram avaliar a influência do aporte sedimentar costeiro, da amplitude de maré e do regime de ventos e chuvas sobre o desenvolvimento de campos de dunas e a migração da linha de costa. Os experimentos realizados evidenciaram que a sedimentação eólica e a migração da linha de costa são mais sensíveis ao aporte sedimentar costeiro do que às demais variáveis envolvidas no modelo. Isto encontra correspondência com os resultados das análises morfométricas do capítulo três. A evolução de campos de dunas costeiros pode ser influenciada pela dinâmica de migração da linha de costa. Linha de costa estável ou transgressiva favoreceria o desenvolvimento de campos de dunas enquanto que linha de costa regressiva provocaria diluição do aporte sedimentar eólico, o que seria desfavorável à manutenção e crescimento de campos de dunas. Sob certas condições, a intensificação da freqüência de ocorrência de chuvas pode estabilizar a linha de costa e facilitar o desenvolvimento de campos de dunas. Este resultado, de certo modo paradoxal, demonstra que o clima pode afetar de modo indireto a sedimentação eólica costeira. Assim, a relação entre clima e formação de dunas pode ser complexa. A influência da migração da linha de costa sobre a sedimentação eólica permite ainda analisar o desenvolvimento dos campos de dunas em termos de variações do nível relativo do mar. Nos capítulos cinco e seis são apresentados exemplos de análises de depósitos eólicos sob a óptica dos conceitos derivados dos capítulos anteriores. O capítulo 5 apresenta a análise do significado genético das sucessões de fácies eólicas das unidades Pirambóia, Botucatu, Serra Geral e Cauiá. O capítulo 6 apresenta o modo como modelos de sistemas deposicionais eólicos podem ser utilizados na caracterização das heterogeneidades de reservatórios eólicos de hidrocarbonetos. Independente dos resultados alcançados, esta tese procurou demonstrar que para uma melhor compreensão do registro sedimentar é necessário o estudo do funcionamento dos sistemas deposicionais. O entendimento da dinâmica de sistemas deposicionais permite modos mais 2 precisos e dedutivos de descrição e interpretação dos depósitos sedimentares. Algumas conclusões, tais como a influência indireta do clima sobre a sedimentação eólica (através da migração da linha de costa), destoam do senso comum, cujo conhecimento advém de observações de curto intervalo de tempo em sistemas deposicionais ativos. Neste contexto, a simulação coloca-se como ótima ferramenta para o estudo de sistemas deposicionais, pois permite análises que contemplam o longo intervalo de tempo envolvido na evolução dos sistemas deposicionais. / This study deals with the relation between coastal eolian system dynamics and variables acting on the coastal zone. These variables include rain and wind regime, tidal range, coastal physiography and sedimentary supply. The knowledge of the relation between variables responsible for eolian system dynamics and their products is of large importance for the interpretation and description of ancient eolian sediments. Furthermore, the understanding of coastal eolian system dynamics would allow the construction of depositional system models with general and deductive character. This work is divided in six chapters. Chapter one shows the concepts of complexity, non-uniformity and discontinuity which may be considered in the study of depositional systems. The main point of this chapter is the random behavior of sedimentary processes which supports a probabilistic model for depositional systems. Chapter two presents a brief revision of eolian depositional systems. Chapter three comprises statistical analyzes of geographic distribution and morphometric properties of Quaternary dunefields of the Brazilian coast. These analyzes were based on satellite images data and the main objective was to verify the influence of tidal range, coastal phisiography, wind and rain regime and coastal sedimentary supply on the development and morphology of dunefields. An important conclusion is that the development, size and morphology of dunefields are more associated with coastal phisiography and sedimentary supply than with climatic factors. Chapter four presents the simulation of a conceptual coastal eolian system model. Simulations allow to analyze the eolian system dynamics with a more analytical approach. The simulations showed that dunefield growth and coastline migration are more sensitive to coastal sedimentary supply than to other variables, like wind velocity and frequency of rain occurrence. This is in agreement with conclusions derived from analyzes of morphometric properties and geographic distribution of dunefields (chapter three). The coastline behavior may be very important to dunefield evolution. Stable or transgressive coastline favor the sand supply to the dunefield while regressive coastline dilutes the eolian sand supply. Therefore, dunefield maintenance and growth are favored by transgressive or stable coastline. The increasing of rain frequency can induce coastline stability under some conditions. Thus, there is a complex relation between climate and coastal eolian sedimentation. Chapters five and six present examples of how the concepts about dunefields dynamics, derived from chapters three and four, can be used to interpret ancient eolian deposits and to understanding the heterogeneities of eolian hydrocarbon reservoirs. This work attempts to demonstrate that for better comprehension of the sedimentary record it is necessary to study how depositional systems behave. The understanding of depositional system dynamics permits a more deductive description and interpretation of the sedimentary record. The relation between climate and coastal dunefield growth disagree with conclusions from common sense whose knowledge is provided by short time observations of active depositional systems. In this context, simulation is a powerful tool to study depositional systems since it allows to analyze depositional systems behavior in their real and long time span.

Este trabalho trata da dinâmica de sistemas deposicionais eólicos costeiros, com ênfase na influência de variáveis climáticas, oceanográficas e fisiográficas sobre a evolução de campos de dunas. As variáveis controladoras da dinâmica dos sistemas eólicos costeiros incluem o regime de chuvas e ventos, a amplitude de maré, o aporte sedimentar costeiro e a fisiografia da costa. O entendimento da relação entre variáveis atuantes no sistema deposicional e os produtos sedimentares gerados é de extrema importância para a interpretação e descrição de depósitos sedimentares antigos. Além disto, o entendimento desta relação permitiria a elaboração de modelos de sistemas deposicionais com capacidade de inferência da dinâmica do sistema em termos dos seus produtos e vice-versa. Este estudo é organizado em seis capítulos. O capítulo um trata da exposição de conceitos, tais como complexidade, não-uniformidade e descontinuidade, que devem ser considerados ao se estudar sistemas deposicionais. Neste capítulo, destaca-se o controle dos processos sedimentares por variávies aleatórias. Isto sustenta o uso de abordagem probabílistica na descrição de sistemas deposicionais. O capítulo dois envolve uma breve síntese bibliográfica sobre sistemas deposicionais eólicos costeiros. O capítulo três contempla análises estatísticas de características morfométricas dos campos de dunas da costa brasileira medidas em imagens de satélite. Estas análises tiveram como objetivo a avaliação da relação entre características morfométricas dos campos de dunas e fatores climáticos, oceanográficos e fisiográficos. Tais análises revelaram que a ocorrência, o tamanho e a forma dos campos de dunas são controlados mais por fatores ligados à fisiografia da costa e ao aporte sedimentar costeiro do que por fatores climáticos (regime de ventos e chuva). O capítulo quatro envolve a simulação númerica de um modelo conceitual de sistema eólico costeiro. Experimentos de simulação permitiram avaliar a influência do aporte sedimentar costeiro, da amplitude de maré e do regime de ventos e chuvas sobre o desenvolvimento de campos de dunas e a migração da linha de costa. Os experimentos realizados evidenciaram que a sedimentação eólica e a migração da linha de costa são mais sensíveis ao aporte sedimentar costeiro do que às demais variáveis envolvidas no modelo. Isto encontra correspondência com os resultados das análises morfométricas do capítulo três. A evolução de campos de dunas costeiros pode ser influenciada pela dinâmica de migração da linha de costa. Linha de costa estável ou transgressiva favoreceria o desenvolvimento de campos de dunas enquanto que linha de costa regressiva provocaria diluição do aporte sedimentar eólico, o que seria desfavorável à manutenção e crescimento de campos de dunas. Sob certas condições, a intensificação da freqüência de ocorrência de chuvas pode estabilizar a linha de costa e facilitar o desenvolvimento de campos de dunas. Este resultado, de certo modo paradoxal, demonstra que o clima pode afetar de modo indireto a sedimentação eólica costeira. Assim, a relação entre clima e formação de dunas pode ser complexa. A influência da migração da linha de costa sobre a sedimentação eólica permite ainda analisar o desenvolvimento dos campos de dunas em termos de variações do nível relativo do mar. Nos capítulos cinco e seis são apresentados exemplos de análises de depósitos eólicos sob a óptica dos conceitos derivados dos capítulos anteriores. O capítulo 5 apresenta a análise do significado genético das sucessões de fácies eólicas das unidades Pirambóia, Botucatu, Serra Geral e Cauiá. O capítulo 6 apresenta o modo como modelos de sistemas deposicionais eólicos podem ser utilizados na caracterização das heterogeneidades de reservatórios eólicos de hidrocarbonetos. Independente dos resultados alcançados, esta tese procurou demonstrar que para uma melhor compreensão do registro sedimentar é necessário o estudo do funcionamento dos sistemas deposicionais. O entendimento da dinâmica de sistemas deposicionais permite modos mais 2 precisos e dedutivos de descrição e interpretação dos depósitos sedimentares. Algumas conclusões, tais como a influência indireta do clima sobre a sedimentação eólica (através da migração da linha de costa), destoam do senso comum, cujo conhecimento advém de observações de curto intervalo de tempo em sistemas deposicionais ativos. Neste contexto, a simulação coloca-se como ótima ferramenta para o estudo de sistemas deposicionais, pois permite análises que contemplam o longo intervalo de tempo envolvido na evolução dos sistemas deposicionais. / This study deals with the relation between coastal eolian system dynamics and variables acting on the coastal zone. These variables include rain and wind regime, tidal range, coastal physiography and sedimentary supply. The knowledge of the relation between variables responsible for eolian system dynamics and their products is of large importance for the interpretation and description of ancient eolian sediments. Furthermore, the understanding of coastal eolian system dynamics would allow the construction of depositional system models with general and deductive character. This work is divided in six chapters. Chapter one shows the concepts of complexity, non-uniformity and discontinuity which may be considered in the study of depositional systems. The main point of this chapter is the random behavior of sedimentary processes which supports a probabilistic model for depositional systems. Chapter two presents a brief revision of eolian depositional systems. Chapter three comprises statistical analyzes of geographic distribution and morphometric properties of Quaternary dunefields of the Brazilian coast. These analyzes were based on satellite images data and the main objective was to verify the influence of tidal range, coastal phisiography, wind and rain regime and coastal sedimentary supply on the development and morphology of dunefields. An important conclusion is that the development, size and morphology of dunefields are more associated with coastal phisiography and sedimentary supply than with climatic factors. Chapter four presents the simulation of a conceptual coastal eolian system model. Simulations allow to analyze the eolian system dynamics with a more analytical approach. The simulations showed that dunefield growth and coastline migration are more sensitive to coastal sedimentary supply than to other variables, like wind velocity and frequency of rain occurrence. This is in agreement with conclusions derived from analyzes of morphometric properties and geographic distribution of dunefields (chapter three). The coastline behavior may be very important to dunefield evolution. Stable or transgressive coastline favor the sand supply to the dunefield while regressive coastline dilutes the eolian sand supply. Therefore, dunefield maintenance and growth are favored by transgressive or stable coastline. The increasing of rain frequency can induce coastline stability under some conditions. Thus, there is a complex relation between climate and coastal eolian sedimentation. Chapters five and six present examples of how the concepts about dunefields dynamics, derived from chapters three and four, can be used to interpret ancient eolian deposits and to understanding the heterogeneities of eolian hydrocarbon reservoirs. This work attempts to demonstrate that for better comprehension of the sedimentary record it is necessary to study how depositional systems behave. The understanding of depositional system dynamics permits a more deductive description and interpretation of the sedimentary record. The relation between climate and coastal dunefield growth disagree with conclusions from common sense whose knowledge is provided by short time observations of active depositional systems. In this context, simulation is a powerful tool to study depositional systems since it allows to analyze depositional systems behavior in their real and long time span.

Se estudia una terraza marina en el litoral de la región del Maule para reconstituir su evolución paleogeográfica. Con este fin se investigan aspectos geomorfológicos, estratigráficos, sedimentológicos y pedológicos. Geomorfológicamente se identifican formas marinas, fluviomarinas, fluviales, de base de vertiente y eólicas. El estudio de la estratigrafía de la terraza muestra un claro patrón de regresión marina compuesto por areniscas marinas, gravas de playa y depósitos de eólicos dunares. El análisis sedimentológico del manto eólico dunar presentó paleosuelos interestratificados y una gradación normal, permitiendo establecer su origen, dirección del transporte eólico y la predominancia de antiguas dunas ascendentes en la porción superior del estrato. Contrariamente a la generalidad de los casos, la terraza marina estudiada está cubierta por suelos muy distintos presentando Ultisoles (Haploustult), Alfisoles (Paleustalf) e Inceptisoles (Haploustept) en sus sectores norte, centro y sur respectivamente, evidenciando así que su estabilización no se realizó en un mismo periodo. Finalmente a partir de los datos recabados se reconstruye la evolución del sector de la terraza marina presentando una secuencia de mapas paleogeográficos.

Orientador: André Luiz Andreoli / Resumo: As fontes renováveis de energia apresentam-se como solução para problemas relacionados ao aumento da demanda por energia elétrica e crescimento dos níveis de emissão de gás carbônico, uma vez que são não poluentes, limpas e abundantes. Aproveitamentos eólicos se mostram como uma das mais promissoras fontes de energia renovável, e por essa razão as pesquisas envolvendo este tipo de aproveitamento têm despertado grande interesse na comunidade científica. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um emulador de turbina eólica (ETE), uma ferramenta de apoio às investigações experimentais capaz de reproduzir o comportamento mecânico dinâmico de uma turbina eólica através de uma malha de controle digital em configuração de hardware-in-the-loop atuando sobre um acionamento eletrônico de uma máquina de indução Operando como fonte de força motriz, o ETE torna mais fácil a avaliação dinâmica de geradores e seus sistemas de controle associados voltados às aplicações envolvendo energia eólica. A pesquisa apresenta uma revisão bibliográfica sobre o estado da arte, a modelagem e a implementação experimental de um emulador de turbina eólica utilizando um motor de indução trifásico (MIT) acionado por um inversor de frequência. Para isso, é implementado um controle em malha fechada de conjugado e velocidade. Este controle faz com que o acionamento eletromecânico representado pelo MIT e inversor de frequência apresente em seu eixo o comportamento de uma turbina eólica conforme os parâmetros... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre