Estabilizador de sistemas de potência digital aplicado a uma unidade geradora da UHE de Tucuruí

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e resultados de testes de campo de um estabilizador de sistemas de potência (ESP) digital, destinado ao amortecimento de oscilações eletromecânicas em sistemas interligados. Os testes experimentais foram efetuados em uma das unidades hidrogeradoras, de 350 MVA, da UHE de Tucuruí. A lei de controle amortecedor do ESP digital foi embarcada em um sistema de hardware baseado em um controlador digital de sinais (DSPIC 30f5011). A estrutura da lei de controle é na forma canónica RST, de tempo discreto, sendo os parâmetros do controlador calculados através da técnica de deslocamento radial de pólos. Para fins de projeto, a dinâmica da planta, no ponto de operação considerado, foi representada por um modelo paramétrico, o qual foi estimado a partir de dados medidos em campo. Os resultados experimentais mostraram um excelente desempenho do ESP digital no amortecimento de um dos modos eletromecânicos observável na UHE de Tucuruí.

Estabilizador neural não-linear para sistemas de potência treinado por rede de controladores lineares

A utilização de Estabilizadores de Sistemas de Potência (ESP), para amortecer oscilações eletromecânicas de pequena magnitude e baixa freqüência, é cada vez mais importante na operação dos modernos sistemas elétricos. Estabilizadores convencionais, com estrutura e parâmetros fixos, têm sido utilizados com essa finalidade há algumas décadas, porém existem regiões de operação do sistema nas quais esses estabilizadores lineares não são tão eficientes, especialmente quando comparados com estabilizadores projetados através de modernas técnicas de controle. Um ESP Neural, treinado a partir de um conjunto de controladores lineares locais, é utilizado para investigar em quais regiões de operação do sistema elétrico o desempenho do estabilizador a parâmetros fixos é deteriorada. O melhor desempenho do ESP Neural nessas regiões de operação, quando comparado com o ESP convencional, é demonstrado através de simulações digitais não-lineares de um sistema do tipo máquina síncrona conectada a um barramento infinito e de um sistema com quatro geradores.

Estratigrafia de dunas costeiras de Salinópolis/PA em associação com variações pluviométricas/Bragança-PA

O presente estudo foi realizado no município de Salinópolis, nas praias de Atalaia e Maçarico (PA/Brasil), com o objetivo de se obter um panorama morfo-estratigráfico das dunas costeiras e sua evolução recente na área, avaliando também as correlações com variações climáticas no Holoceno tardio. Na área de estudo foram realizados trabalhos nas dunas transversais e nas dunas parabólicas utilizando-se principalmente perfilagem geofísica com Radar de Penetração no Solo (GPR), sondagens, análises granulométricas e datações. Foi utilizado o sistema GPR digital SIR-2000 com uma antena de 200 MHz, para se obter a estratigrafia dos depósitos dunares, identificando suas fácies estratigráficas e possíveis reativações destas dunas em tempos pretéritos. Testemunhos de sedimentos foram coletados a partir de um sistema de trado manual para complementação, obtenção de material para análises e datações, especialmente nos locais onde os registros de GPR, e consequentemente a estratigrafia, se mostraram interessantes. Na Praia do Maçarico foram identificadas duas cristas de dunas frontais principais, com idades de 69 e 80 anos respectivamente com uma taxa média de progradação de 6 metros/ano. Na praia do Atalaia o cenário apresenta-se com caráter mais transgressivo, onde se observou uma feição provavelmente pleistocênica, embora a datação obtida indique uma idade de apenas 58 anos. A duna parabólica investigada nessa área revelou uma migração da ordem de 4 metros/ano, semelhante à taxa observada na praia do Maçarico e possivelmente correspondendo a fases anuais de migração, que ocorreriam durante o período seco e de ventos mais fortes. A estratigrafia das dunas na área de estudo mostra uma correspondência com as oscilações climáticas sazonais de pluviosidade e ventos, seu uso é de grande potencial para estudos climáticos.

Implementação e testes de campo de um ESP digital

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento e os resultados da implementação e testes em campo de um estabilizador de sistema de potência (ESP) projetado com técnica de controle digital para fins de amortecimento de modos de oscilação eletromecânica observáveis em sinais de potência elétrica medido em uma unidade hidro-geradora, de 350 MVA da Usina Hidrelétrica de Tucuruí. É apresentada e aplicada a metodologia de identificação de modelos paramétricos lineares do tipo auto regressivo com entradas exógenas (ARX), para estimação de modelos com capacidade de capturar a informação relevante (amortecimento e freqüência natural) dos modos eletromecânicos dominantes do sistema. De posse do modelo paramétrico ARX, é efetuada então a síntese da lei de controle digital amortecedor para o ESP, através da técnica de deslocamento radial dos pólos da função de transferência de malha fechada. Para a síntese da lei de controle digital, utilizou-se uma estrutura canônica do tipo RST. Para os testes de campo, a lei de controle amortecedor do ESP digital foi codificada em linguagem C e embarcada em um protótipo cujo hardware é baseado em microcontrolador modelo DSPIC 30F3014, o qual incorpora um grande número de periféricos para aquisição e comunicação de dados. Para avaliar o desempenho do ESP digital desenvolvido, testes experimentais foram realizados em uma unidade geradora de 350 MVA da casa de força número 1, da UHE de Tucuruí. O estabilizador desenvolvido atua através da modulação da referência de tensão do regulador automático de tensão da respectiva unidade geradora, de acordo com as oscilações observadas através da medida de potência elétrica no estator do gerador. Os resultados de testes de campo mostraram um excelente desempenho do ESP digital no amortecimento de um modo eletromecânico, de freqüência natural de aproximadamente 1,7 Hz, observado nos teste de campo realizado.

Siderurgia e carvoejamento na Amazônia: drenagem energético-material e pauperização regional

O trabalho analisa a implantação, no último quartel do século XX, na Amazônia oriental brasileira, de indústria voltada à produção de ferro-gusa destinado ao mercado internacional de insumos siderúrgicos. Demonstra que, nos anos 1980, o discurso estatal anunciou as plantas industriais deste segmento como elemento estratégico de modernização econômica da região. Tal postura justificou a concessão de benefícios fiscais, creditícios e de infraestrutura a 22 empresas de siderurgia e metalurgia. No âmbito da dimensão ambiental, o estudo demonstra que a produção de ferro-gusa recorre a processos marcados por baixa eficiência energética e que deles resultou o acesso, sem prudência ecológica, a estoque de biomassa da floresta amazônica, com ampliação da pressão antrópica sobre ela. O estudo evidencia que o plantio de grandes áreas de floresta para produzir carvão vegetal não se concretizou, manteve-se tão-somente como retórica desprovida de base realista. Quanto à dimensão econômica, o estudo indica que as limitações de a indústria de ferro-gusa impulsionar processos de modernização vinculam-se, dentre outros aspectos, ao fato de ela ter na demanda de carvão vegetal o principal elo de articulação com a sociedade e com a economia da região. Tal demanda é suprida por centenas de fornecedores e, por meio dela, a indústria controla a margem de lucro e comprime os custos de produção transferindo custos privados para a sociedade. O estudo demonstra, ainda, que o padrão de atuação deste segmento empresarial vincula-se a condicionamentos econômicos e institucionais: a implantação de florestas energéticas exige investimentos de longo prazo, somados às grandes oscilações no preço do ferro-gusa e a dinâmicas institucionais que abrem possibilidade de se acessar, ilegalmente, biomassa de florestas primárias. Isso levou o segmento a recorrer, historicamente, ao suprimento de carvão vegetal produzido, sobretudo, a partir da biomassa de florestas primárias e não da silvicultura. Com base em tais evidências, o trabalho conclui que a predição estatal de impulso regional modernizante não se materializou. A causa principal foi a inexistência de competências sociais para regular a transformação de matéria e energia em mercadorias, e esta produção teve seus fundamentos marcados pela degradação social e ambiental. Assim, atuou em sentido contrário ao discurso estatal: acelerou a transferência energética, material e de valores para outras regiões. Drenagem energético-material que não foi compensada, nem pela capacidade de a região equilibrar as perdas com importações de produtos, nem pela implementação de dinâmicas eficazes para a industrialização da região.

Biometria testicular, eletroejaculação e características seminais de caititus, Tayassu tajacu Linnaeus, 1758 (Mammalia, Artiodactyla, Tayassuidae) mantidos em cativeiro na Amazônia Oriental

Estudos relacionados à obtenção e avaliação de sêmen de Tayassu tajacu são escassos, sendo necessárias pesquisas a respeito. Os objetivos do estudo foram avaliar a biometria testicular de caititus adultos cativos, testar a eficiência da eletroejaculação para obtenção de sêmen e avaliar suas características seminais ao longo do ano. Procedeu-se à eletroejaculação em oito animais adultos e as amostras de sêmen colhidas foram avaliadas quanto às características físicas e morfológicas. Os animais tinham testículo esquerdo com 3,8 ± 0,4 cm X 2,6 ± 0,3 cm e 2,3 ± 0,2 de consistência, e testículo direito com 3,8 ± 0,5 cm X 2,7 ± 0,3 cm e 2,3 ± 0,2 de consistência. A taxa de sucesso nas colheitas foi de 75,21%. O sêmen possuiu: volume 0,81 ± 0,86 mL, concentração 137,44 ± 153 x 106 sptz mL-1, pH 7,92 ± 0,73, motilidade 52,66 ± 28,79%, vigor 2,2 ± 0,8, integridade de membrana plasmática 55,84 ± 28,55%, defeitos maiores 22,87 ± 12,93%, defeitos menores 9,11 ± 5,88% e defeitos totais 31,52 ± 13,81%. Os animais apresentaram simetria testicular, a eletroejaculação se mostrou eficiente para a obtenção de ejaculados em caititus e as flutuações observadas na produção seminal não foram suficientes para caracterizá-los como animais de reprodução sazonal.

Desenvolvimento e implementação de estratégias de controle digital para regulação de tensão e amortecimento de oscilações eletromecânicas em um gerador síncrono de 10kVA

Neste trabalho são apresentados o desenvolvimento e a implementação de estratégias de controle digital para regulação automática de tensão e para o amortecimento de oscilações eletromecânicas em um sistema de potência em escala reduzida de 10kVA, localizado no Laboratório de Controle de Sistemas de Potência (LACSPOT), da Universidade Federal do Pará (UFPA). O projeto dos dois controladores é baseado na técnica de alocação polinomial de polos. Para o projeto do Regulador Automático de Tensão (RAT) foi adotado um modelo simplificado, de primeira ordem, da máquina síncrona, cujos parâmetros foram levantados experimentalmente. Para o controlador amortecedor, por sua vez, também chamado de Estabilizador de Sistemas de Potência (ESP), foi utilizado um modelo discreto, do tipo auto regressivo com entrada exógena (ARX). Este modelo foi estimado por meio de técnicas de identificação paramétrica, considerando para tal, o conjunto motor-gerador interligado a um sistema de maior porte (concessionária de energia elétrica). As leis de controle foram embarcadas em um microcontrolador de alto desempenho e, para a medição dos sinais utilizados nos controladores, foi desenvolvida uma instrumentação eletrônica baseada em amplificadores operacionais para o condicionamento dos sinais dos sensores. O sinal de controle é baseado na técnica de modulação por largura de pulso (PWM) e comanda o valor médio da tensão de um conversor CC-CC, o qual é utilizado como circuito de excitação que energiza o enrolamento de campo do gerador. Além disso, o acionamento elétrico das máquinas que compõem o grupo gerador de 10kVA foi projetado e automatizado somando segurança aos operadores e ao componentes deste sistema de geração. Os resultados experimentais demonstraram o bom desempenho obtido pela estratégia proposta.

Investigação experimental de estratégias de identificação e controle LPV aplicadas ao amortecimento de oscilações eletromecânicas em sistemas elétricos de potência

Nesta tese e realizada a investigação experimental de uma estratégia de controle LPV (do inglês, linear parameter varying) aplicada ao amortecimento de oscilações eletromecânicas em sistemas elétricos de potencia. O estudo foi realizado em um modelo de sistema de potencia em escala reduzida de 10kVA, cuja configuração e do tipo maquina interligada a uma barra infinita, alem de testes em campo em uma unidade geradora de 350 MVA da Usina Hidrelétrica de Tucuruvi. Primeiramente, foi desenvolvido e testado computacionalmente um conjunto de rotinas para analise e síntese de controlador amortecedor do tipo LPV, bem como para identificação de modelos LPV da planta. Os coeficientes do controlador amortecedor LPV, no caso um Estabilizador de Sistemas de Potencia (ESP), dependem do valor de uma variável de operação selecionada que, neste estudo, foram as potencias ativa (P) e reativa (Q) nos terminais da unidade geradora. Para fins de projeto, a dinâmica da planta foi representada através de um modelo ARX LPV, o qual foi estimado a partir de dados coletados experimentalmente na planta, para uma ampla faixa de condições operacionais. A partir do modelo LPV da planta, os valores dos parâmetros do ESP LPV foram determinados via um problema de otimização convexa, na forma de uma LMI parametrizada (PLMI). A solução da PLMI e obtida a partir de uma relaxação via decomposição em soma de quadrados. O ESP LPV foi projetado de modo a garantir a estabilidade e o desempenho do sistema para uma ampla faixa de condições operacionais da planta, o que geralmente não e possível de obter com controladores convencionais a parâmetros fixos. A lei de controle amortecedor do ESP LPV foi implementada em um sistema embarcado baseado em um controlador digital de sinais. Os resultados experimentais mostraram um excelente desempenho do ESP LPV no amortecimento de oscilações eletromecânicas, tanto no sistema de potencia em escala reduzida, quanto em uma unidade geradora da UHE de Tucurui.

Sobre o sinal de um downscaling dinâmico às oscilações intrassazonais de precipitação no setor norte do Nordeste do Brasil

Oscilações intrassazonais são fatores controladores da variabilidade pluviométrica interanual de áreas tropicais. O conhecimento de como os modelos numéricos reproduzem suas variabilidades é importante para entender melhor suas atuações e subsidiar operações de previsão de tempo e clima. Neste artigo investiga-se a sensibilidade de um modelo de downscaling dinâmico de precipitação na reprodução das oscilações intrassazonais observadas no setor norte do Nordeste do Brasil (SNNEB - 45ºW-37ºW e 2ºS-12ºS) no período de 1974 a 2000. Os resultados mostraram que a precipitação simulada sobre o SNNEB explicou aproximadamente 70% da variabilidade da precipitação observada no trimestre fevereiro a abril nesta região. Estatísticas de médias, desvios normalizados e percentuais neste trimestre, nessa região, em anos de contrastes climáticos nos Oceanos Pacífico e Atlântico Tropicais, também foram bem capturadas pela precipitação simulada através do downscaling. Análises espectrais com uso de ondeletas mostraram que o downscaling dinâmico tem potencial para reproduzir picos espectrais de precipitação observada no SNNEB nas escalas acima de 8 dias, e nas escalas entre 64 e 128 dias para o período de 01 de janeiro a 30 de junho.

Filogenia molecular e taxonomia do grupo Anolis chrysolepis Duméril & Bibron, 1837 (Squamata, Polychrotidae)

A Amazônia é considerada a maior floresta tropical contínua do mundo e diversos mecanismos têm sido propostos para tentar explicar a sua alta diversidade biológica. Um dos mecanismos mais discutidos desde sua proposição é a hipótese dos Refúgios, que se baseia na retração da floresta em períodos mais secos, isolando a fauna de florestas em refúgios imersos em uma matriz de vegetação aberta. Essas retrações e subseqüentes expansões em períodos mais mésicos provocariam a interrupção do fluxo gênico entre as populações isoladas e poderiam gerar especiação. Contudo, estudos moleculares recentes indicam que a diversificação de espécies de vertebrados de florestas tropicais provavelmente precede o período pleistocênico, originalmente indicado na hipótese dos Refúgios como o período em que esses eventos teriam ocorrido. A espécie politípica Anolis chrysolepis, juntamente com Anolis bombiceps, foi previamente estudada como um típico exemplo de diversificação gerada pelas flutuações climáticas do Pleistoceno, embora estudos posteriores tenham domonstrado a presença de grande divergência molecular entre parte das subespécies, indicando uma separação mais antiga desses táxons e levantando o questionamento sobre seu status taxonômico. Utilizamos o gene mitocondrial ND2 para investigar as relações filogenéticas entre as subespécies de Anolis chrysolepis e os táxons determinados em estudos anteriores como mais próximos a elas. Além disso, a sua morfologia e o seu status taxonômico foram revisados, a fim de verificar a congruência entre os dados morfológicos e moleculares, determinando se os táxons previamente reconhecidos morfologicamente são espécies válidas. Com base nos dois conjuntos de dados, nós elevamos as cinco subespécies do grupo Anolis chrysolepis ao status de espécies, diagnosticamos cada uma delas com comentários sobre as principais diferenças morfológicas entre as espécies irmãs e fornecemos novos dados de distribuição.

Estudo geofísico sobre a erosão fluvial do Rio Guamá na orla da Universidade Federal do Pará, Belém (PA)

Este trabalho apresenta estudo geofísico de parte de orla fluvial sujeita à erosão, com o objetivo primordial de avaliar o seu uso na detecção de áreas degradadas pela erosão em estágio crítico, antes de seu desmoronamento. Esta área está situada ao longo de 600 m à margem do rio Guamá, entre a ponte do rio Tucunduba e o Porto de Canoagem, dentro do campus da Universidade Federal do Pará (UFPA), na cidade de Belém no Estado do Pará (Brasil). Conta, em alguns trechos, com diferentes tipos de contenção de erosão, entre os quais muro de concreto e sacos de cimento. A área é consequentemente, um laboratório para se testar a eficiência da Geofísica em detectar as zonas em que a ação da erosão, embora ainda não observável em superfície, atue, de modo a auxiliar obras de contenção da orla antes do seu colapso. Foram utilizados quatro métodos geofísicos: Potencial Espontâneo (SP), Eletrorresistividade, Slingram (LIN) e Radar de Penetração do Solo (GPR). As medidas foram levantadas durante a maré baixa e a maré alta na tentativa de mapear os caminhos preferenciais subsuperficiais para a entrada de água trazida pela maré alta e, por esse meio, para o trabalho erosivo. O efeito global da maré é aumentar as oscilações nas medidas de SP, Eletrorresistividade e LIN e aumentar a intensidade das reflexões obtidas com o GPR em relação às medidas obtidas com maré baixa. Na maré alta, as medidas mostram, em relação às medidas obtidas na maré baixa: I) Em zona com erosão, a redução da voltagem obtida com o método SP, a diminuição da resistividade obtida com imageamento realizado com o método da Eletrorresistividade, o aumento da condutividade LIN bem como tanto o aumento da intensidade das reflexões como a perturbação da continuidade dos refletores obtidos com o Método GPR II) Em zona com contenção, o aumento da voltagem SP, o aumento da resistividade obtida com Eletrorresistividade, a diminuição da condutividade LIN e, finalmente, a atenuação de reflexões obtidas com o GPR e redução do efeito global da maré. A despeito das dificuldades, os resultados demonstram que a Geofísica pode ser uma ferramenta auxiliar na previsão de locais onde a queda erosiva do terreno provocado por ela está prestes a ocorrer bem como na análise da eficácia da obra de contenção realizada.

Variabilidade da precipitação em tempo e espaço associada à Zona de Convergência Intertropical

Este estudo visa apresentar uma análise atmosférica da variabilidade espacial e temporal da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) nas cidades de Belém, Jakarta e Nairóbi, que estão localizadas sobre os continentes da América do Sul, Ásia e África, respectivamente. Para isso, foram utilizados dados diários de precipitação observada e radiação de onda longa para o período de 1999 a 2008, e aplicadas as técnicas matemáticas e estatísticas, como a média aritmética e a transformada em ondeletas Morlet. Em geral, os resultados indicam que do ponto de vista espacial, a precipitação mensal varia consideravelmente, pois as três cidades estudadas localizam-se em diferentes continentes da faixa tropical. Isto ocorre principalmente, durante os meses de Janeiro a Maio, período de maior atuação da ZCIT no hemisfério sul. As variações atmosféricas observadas, a partir dos escalogramas de fase, - de ondeleta indicam que as escalas interdecadal, anual, interanual e intrassazonal são moduladoras da precipitação. Tais escalas podem ser representadas pelos mecanismos oceano-atmosfera dos fenômenos El Niño Oscilação Sul e da oscilação intrassazonal de Madden e Julian. A contribuição destes fenômenos na distribuição da chuva nessas regiões é evidente durante o período estudado, sendo que Nairóbi, apesar de estar localizada em latitude semelhante à de Belém, apresenta pouca evidência do ciclo anual e forte na escala interdecadal. No caso de Belém e de Jakarta as oscilações de múltiescala de precipitação concentram-se nas escalas dos mecanismos moduladores da chuva associados com o ciclo anual e intrassazonal, durante todo o período.

Influência da atividade garimpeira na dinâmica urbana das cidades amazônicas: o caso de Itaituba/PA

Esta pesquisa se propõe analisar a influência da atividade garimpeira sobre a formação do espaço urbano da cidade de Itaituba/PA, que possui uma posição estratégica diante a abastada Província Aurífera do Tapajós. Considera-se que a atividade garimpeira nessa região se estruturou de forma específica e diferente do extrativismo tradicional (látex), desde a instalação de garimpos manuais até a inserção de máquinas de grande porte, que ocorre atualmente nos garimpos. Parte-se da hipótese que as oscilações desta atividade imbricadas às ações intervencionistas governamentais ditaram o ritmo da dinâmica urbana de Itaituba. Inicia-se com uma análise global do processo de urbanização da Amazônia, associando à exploração dos recursos naturais, em especial dos minerais e a explotação do ouro. Desenvolve-se então uma periodização da atividade garimpeira na Província Aurífera do Tapajós, a partir da década de 60, estabelecendo os principais períodos e sub-períodos que influenciaram, de alguma forma, na dinâmica urbana da cidade. Em seguida desenvolveu-se uma visão geral das repercussões espaciais e urbanas conseqüentes atividade garimpeira em Itaituba. A pesquisa ainda considerou os processos urbanos que estão incidindo na cidade a partir da perspectiva de implantação de grandes projetos energéticos e logísticos (portuários) na região.