Tendo em vista o crescente investimento em atividades economicamente importantes nas zonas costeiras, tal como a produção petrolífera brasileira e o crescimento na atividade portuária e esforço de pesca, a compreensão adequada dos fenômenos oceanográficos e meteorológicos sobre tais zonas é de grande valia para as operações desses setores. Os ventos representam um importante parâmetro para análise nesse sentido, sendo a principal fonte de energia para a geração de ondas de gravidade nos oceanos, e determinantes na caracterização de condições severas tempo. Uma série de estudos foram desenvolvidos nos últimos anos envolvendo a análise do comportamento dos extremos de ondas sobre a região do Oceano Atlântico Sul, de acordo com o crescimento da demanda por tais informações pelo setor industrial. No entanto, há poucos registros de estudos que caracterizem os extremos de intensidade de vento sobre essa região. E, em nenhum desses trabalhos, a separação direcional do vento extremo e seus fenômenos causadores foram levados em consideração. Dessa forma, o presente trabalho visa atender diretamente a necessidade por trabalhos nesse sentido para a região do Oceano Atlântico Sul, buscando oferecer uma análise dos campos de ventos extremos direcionalmente segregados, através de dados do projeto de reanálise \\textit{NCEP/NCAR Reanalysis I} e de resultados de uma simulação numérica com o modelo BRAMS. A tais conjuntos de dados foi aplicada a metodologia de análise de extremos \\textit{Peaks Over Threshold} (POT), que trata do ajuste dos excessos acima de um limiar estabelecido a uma distribuição conhecida, a Distribuição Generalizada de Pareto (Generalized Pareto Distribution - GPD). E, a partir disso, construir mapas com os valores extremos de retorno para longos períodos. Tais parâmetros são muito importantes na predição de eventos extremos e no refinamento de simulações de longo período. Os extremos relacionados aos fenômenos em larga escala, dados pelos campos do NCEP, em conjunto com o maior detalhamento em mesoescala, dado pelo BRAMS, refletiram diretamente no comportamento dos valores extremos de retorno. Para todas as direções do vento analisadas, observaram-se feições mais refinadas dos extremos de retorno para os resultados com a simulação do BRAMS, principalmente nas zonas costeiras. Essas feições, principalmente àquelas ao sul e sudeste do Oceano Atlântico Sul, tiveram seus valores potencializados em zonas já conhecidas na bibliografia pela grande incidência de eventos altamente energéticos. / Given the growing investment in important economic activities in coastal areas, such as oil and gas exploitation, harbor activities and increasing fishing effort, the proper understanding of oceanographic and meteorological phenomena over such areas has great value to the operations of such sectors. The winds are an important parameter for analysis in this context, being the main source of energy for gravity waves generation in the ocean, and determining the characterization of severe weather conditions. A number of studies have been developed in recent years involving the behavior of extreme waves over the South Atlantic Ocean region, given the rowing demand for such information by industrial sectors. However, there are few records of studies that characterize the extremes of wind speed fields over this region. And, in none of these works, the direction of the extreme wind and meteorological phenomenon associated were considered. Thus, this paper aims to address directly the need for work in this context for the South Atlantic Ocean region, seeking to offer an analysis of extreme wind fields directionally separated, through data from the NCEP/NCAR Reanalysis 1 and results from a numerical simulation with BRAMS. The Peaks Over Threshold (POT), which deals with the adjustment of the excesses above a threshold to the Generalized Pareto Distribution (GPD), was applied to both datasets. And from that, maps with the extreme return values have been developed for long return periods. These parameters are very important in predicting extreme events and refinement of long-period simulations. Extreme winds related to the large scale phenomena, represented by NCEP fields, in conjunction with the greater mesoscale detail, given by the BRAMS simulation, directly reflected in the behavior of extreme return values. For all wind directions analyzed, there were more refined features of the extremes return levels given by the BRAMS simulation, especially in coastal areas. These features, notably those in the south and southeast of the South Atlantic Ocean, values were strengthened in areas already known in the literature for the high incidence of energetic events.

Tendo em vista o crescente investimento em atividades economicamente importantes nas zonas costeiras, tal como a produção petrolífera brasileira e o crescimento na atividade portuária e esforço de pesca, a compreensão adequada dos fenômenos oceanográficos e meteorológicos sobre tais zonas é de grande valia para as operações desses setores. Os ventos representam um importante parâmetro para análise nesse sentido, sendo a principal fonte de energia para a geração de ondas de gravidade nos oceanos, e determinantes na caracterização de condições severas tempo. Uma série de estudos foram desenvolvidos nos últimos anos envolvendo a análise do comportamento dos extremos de ondas sobre a região do Oceano Atlântico Sul, de acordo com o crescimento da demanda por tais informações pelo setor industrial. No entanto, há poucos registros de estudos que caracterizem os extremos de intensidade de vento sobre essa região. E, em nenhum desses trabalhos, a separação direcional do vento extremo e seus fenômenos causadores foram levados em consideração. Dessa forma, o presente trabalho visa atender diretamente a necessidade por trabalhos nesse sentido para a região do Oceano Atlântico Sul, buscando oferecer uma análise dos campos de ventos extremos direcionalmente segregados, através de dados do projeto de reanálise \\textit{NCEP/NCAR Reanalysis I} e de resultados de uma simulação numérica com o modelo BRAMS. A tais conjuntos de dados foi aplicada a metodologia de análise de extremos \\textit{Peaks Over Threshold} (POT), que trata do ajuste dos excessos acima de um limiar estabelecido a uma distribuição conhecida, a Distribuição Generalizada de Pareto (Generalized Pareto Distribution - GPD). E, a partir disso, construir mapas com os valores extremos de retorno para longos períodos. Tais parâmetros são muito importantes na predição de eventos extremos e no refinamento de simulações de longo período. Os extremos relacionados aos fenômenos em larga escala, dados pelos campos do NCEP, em conjunto com o maior detalhamento em mesoescala, dado pelo BRAMS, refletiram diretamente no comportamento dos valores extremos de retorno. Para todas as direções do vento analisadas, observaram-se feições mais refinadas dos extremos de retorno para os resultados com a simulação do BRAMS, principalmente nas zonas costeiras. Essas feições, principalmente àquelas ao sul e sudeste do Oceano Atlântico Sul, tiveram seus valores potencializados em zonas já conhecidas na bibliografia pela grande incidência de eventos altamente energéticos. / Given the growing investment in important economic activities in coastal areas, such as oil and gas exploitation, harbor activities and increasing fishing effort, the proper understanding of oceanographic and meteorological phenomena over such areas has great value to the operations of such sectors. The winds are an important parameter for analysis in this context, being the main source of energy for gravity waves generation in the ocean, and determining the characterization of severe weather conditions. A number of studies have been developed in recent years involving the behavior of extreme waves over the South Atlantic Ocean region, given the rowing demand for such information by industrial sectors. However, there are few records of studies that characterize the extremes of wind speed fields over this region. And, in none of these works, the direction of the extreme wind and meteorological phenomenon associated were considered. Thus, this paper aims to address directly the need for work in this context for the South Atlantic Ocean region, seeking to offer an analysis of extreme wind fields directionally separated, through data from the NCEP/NCAR Reanalysis 1 and results from a numerical simulation with BRAMS. The Peaks Over Threshold (POT), which deals with the adjustment of the excesses above a threshold to the Generalized Pareto Distribution (GPD), was applied to both datasets. And from that, maps with the extreme return values have been developed for long return periods. These parameters are very important in predicting extreme events and refinement of long-period simulations. Extreme winds related to the large scale phenomena, represented by NCEP fields, in conjunction with the greater mesoscale detail, given by the BRAMS simulation, directly reflected in the behavior of extreme return values. For all wind directions analyzed, there were more refined features of the extremes return levels given by the BRAMS simulation, especially in coastal areas. These features, notably those in the south and southeast of the South Atlantic Ocean, values were strengthened in areas already known in the literature for the high incidence of energetic events.

A vibração induzida por vórtices - VIV é um assunto muito estudado na engenharia oceânica, tendo seu nome adaptado para VIM por ocasião de observação semelhante em plataformas do tipo Spar no Golfo do México. Com o início da utilização de plataformas monocolunas, especificamente com a instalação da Sevan Piranema no Nordeste Brasileiro, em 2007, questionou-se sobre a ocorrência deste fenômeno nestas unidades de seção cilíndricas, aplicando cargas não previstas aos sistemas de ancoragem, e eventualmente tornando estes subdimensionados. Em um primeiro momento, foi realizado estudo detalhado sobre os trabalhos já realizados na área, e tendo sido encontrado material insuficiente sobre o VIM em plataformas monocolunas, buscou-se a sua caracterização em termos de amplitudes e períodos de oscilação a partir de ensaios em tanques de prova, estratégia justificada pela dificuldade em se obter tais resultados de forma confiável via uma abordagem analítica e/ou numérica. Posteriormente, com o objetivo de se verificar o impacto do VIM nas cargas extremas, e principalmente na fadiga do sistema de ancoragem, foram realizadas análises com dois métodos distintos encontrados na literatura. Em linhas gerais, o primeiro método é descrito como aquele que considera a aplicação do VIM via movimentos equivalentes aos identificados experimentalmente e o segundo, por sua vez, via a consideração apenas das respectivas forças. Para esses estudos foi analisado o sistema de amarração em um cenário típico, sob condições ambientais de vento, onda e correnteza. Finalmente, dada a sua importância observada nos resultados, foram discutidas as relações entre o VIM e alguns fatores externos, tais como: a razão de aspecto da plataforma; a presença concomitante de ondas e o amortecimento viscoso atuante nas linhas de ancoragem, sendo apresentados para este último uma comparação dos resultados obtidos numericamente com aqueles experimentais. / The vortex induced vibration VIV is a main subject studied in the offshore engineering, having its name adapted to VIM by the occurrence in Spar platforms in the Gulf of México. As the first monocolumn unit, the Sevan Piranema, was in Northeast Brazil in 2007, VIM occurrence in cylindrical units like this was questioned, having the mooring lines design dimensioned without this load. Firstly a detailed study about the works developed in this field was performed, and not being found enough publications about VIM in monocolumns, its characterization was aimed in terms of oscillation amplitude and period through model tests, due to the difficulty to obtain reliable results by means of analytical or numerical approaches. Later, with the objective of verifying the impact of VIM in extreme loads and, mainly, in fatigue damage, analyses with two different methods found in the literature were performed. The first consider the application of VIM as a motion in the numerical model, based on the experimental results, and the second applies the observed forces. For these studies the mooring system for a typical scenario was analyzed, under the wave, wind and current environmental force. At last, due to the importance observed from the results, there were discussed the relation of VIM with some external factors, like span wise relation, presence of waves and viscous damping, being presented for this last a comparison of the numerical model results with the experimental is presented.

A vibração induzida por vórtices - VIV é um assunto muito estudado na engenharia oceânica, tendo seu nome adaptado para VIM por ocasião de observação semelhante em plataformas do tipo Spar no Golfo do México. Com o início da utilização de plataformas monocolunas, especificamente com a instalação da Sevan Piranema no Nordeste Brasileiro, em 2007, questionou-se sobre a ocorrência deste fenômeno nestas unidades de seção cilíndricas, aplicando cargas não previstas aos sistemas de ancoragem, e eventualmente tornando estes subdimensionados. Em um primeiro momento, foi realizado estudo detalhado sobre os trabalhos já realizados na área, e tendo sido encontrado material insuficiente sobre o VIM em plataformas monocolunas, buscou-se a sua caracterização em termos de amplitudes e períodos de oscilação a partir de ensaios em tanques de prova, estratégia justificada pela dificuldade em se obter tais resultados de forma confiável via uma abordagem analítica e/ou numérica. Posteriormente, com o objetivo de se verificar o impacto do VIM nas cargas extremas, e principalmente na fadiga do sistema de ancoragem, foram realizadas análises com dois métodos distintos encontrados na literatura. Em linhas gerais, o primeiro método é descrito como aquele que considera a aplicação do VIM via movimentos equivalentes aos identificados experimentalmente e o segundo, por sua vez, via a consideração apenas das respectivas forças. Para esses estudos foi analisado o sistema de amarração em um cenário típico, sob condições ambientais de vento, onda e correnteza. Finalmente, dada a sua importância observada nos resultados, foram discutidas as relações entre o VIM e alguns fatores externos, tais como: a razão de aspecto da plataforma; a presença concomitante de ondas e o amortecimento viscoso atuante nas linhas de ancoragem, sendo apresentados para este último uma comparação dos resultados obtidos numericamente com aqueles experimentais. / The vortex induced vibration VIV is a main subject studied in the offshore engineering, having its name adapted to VIM by the occurrence in Spar platforms in the Gulf of México. As the first monocolumn unit, the Sevan Piranema, was in Northeast Brazil in 2007, VIM occurrence in cylindrical units like this was questioned, having the mooring lines design dimensioned without this load. Firstly a detailed study about the works developed in this field was performed, and not being found enough publications about VIM in monocolumns, its characterization was aimed in terms of oscillation amplitude and period through model tests, due to the difficulty to obtain reliable results by means of analytical or numerical approaches. Later, with the objective of verifying the impact of VIM in extreme loads and, mainly, in fatigue damage, analyses with two different methods found in the literature were performed. The first consider the application of VIM as a motion in the numerical model, based on the experimental results, and the second applies the observed forces. For these studies the mooring system for a typical scenario was analyzed, under the wave, wind and current environmental force. At last, due to the importance observed from the results, there were discussed the relation of VIM with some external factors, like span wise relation, presence of waves and viscous damping, being presented for this last a comparison of the numerical model results with the experimental is presented.