Modelação da qualidade do ar interior em edifícios com ventilação natural

A qualidade do ar interior (QAI) em edifícios é uma preocupação que acompanha o Homem desde há séculos. A qualidade do ar interior nas escolas, em particular, tem vindo a provocar um crescente interesse, dado que o grupo populacional pertence a um grupo etário mais suscetível de ser afetado. A utilização de ferramentas numéricas de modelação na avaliação da QAI é uma mais valia, pois permite estimar as concentrações dos poluentes no interior dos edifícios. O principal objetivo deste estudo consiste na avaliação da qualidade do ar interior através da aplicação de uma ferramenta a um caso de estudo. Neste caso de estudo estimou-se a concentração de material particulado (PM10) numa sala de aula da Escola Básica nº 1 da Glória, em Aveiro. Neste âmbito, foi aplicado o modelo INDEX, Indoor Exposure model, que possibilita o cálculo de concentrações interiores de poluentes atmosféricos. Os resultados da aplicação indicam que as concentrações do ar interior são influenciadas pelas concentrações exteriores e pela velocidade do vento. Note-se, contudo, que os valores simulados cumprem os valores legislados na Portaria nº 353-A/2013, de 4 de Dezembro. Embora os resultados simulados não revelem uma má qualidade do ar interior na sala de aula da Escola Básica nº 1 da Glória, a avaliação de outros poluentes seria um ponto de extrema importância, de forma a verificar se os requisitos da qualidade do ar interior estarão a ser garantidos.

Sistema de emulação de aerogeradores para aplicação em geração distribuída de energia elétrica

Power generation from alternative sources is at present the subject of numerous research and development in science and industry. Wind energy stands out in this scenario as one of the most prominent alternative in the generation of electricity, by its numerous advantages. In research works, computer reproduction and experimental behavior of a wind turbine are very suitable tools for the development and study of new technologies and the use of wind potential of a given region. These tools generally are desired to include simulation of mechanical and electrical parameters that directly affect the energy conversion. This work presents the energy conversion process in wind systems for power generation, in order to develop a tool for wind turbine emulation testing experimental, using LabVIEW® software. The purpose of this tool is to emulate the torque developed in an axis wind turbine. The physical setup consists of a three phase induction motor and a permanent magnet synchronous generator, which are evaluated under different wind speed conditions. This tool has the objective to be flexible to other laboratory arrangements, and can be used in other wind power generation structures in real time. A modeling of the wind power system is presented, from the turbine to the electrical generator. A simulation tool is developed using Matlab/Simulink® with the purpose to pre-validate the experiment setup. Finally, the design is implemented in a laboratory setup.

Controle de uma microrrede ilhada baseada em geração eólica-diesel com alto nível de inserção de geração eólica

The insertion of distributed generation units in the electric power systems have contributed to the popularization of microgrid concepts. With the microgrids, several potential benefits can be achieved in regard to power quality and supply reliability. However, several technical challenges related to the control and operation of microgrids, which are associated with high insertion of generation systems based on static converters, must be overcame. Among the opportunities in the context of microgrids, there is the islanded operation of microgrids temporarily disconnected from the electric power systems and also the autonomous operation of geographically isolated microgrids. The frequency in large power systems is traditionally controlled by the generation units based on traditional synchronous generator. The insertion of distributed generation units based on static power converters may bring difficulties to the frequency control in microgrids, due to the reduction of the equivalent inertia of conventional synchronous generators present in islanded and isolated microgrids. In this context, it becomes necessary the proposition of new operational and control strategies for microgrids control, taking into account the presence of distributed generation units based on full-rated converter. This paper proposes an operational and control strategy for the islanded operation of a winddiesel microgrid with high insertion level of wind generation. The microgrid adopted in this study comprises of a wind energy conversion system with synchronous generator based on full rated converter, a diesel generator (DIG) and a dump load. Due to the high insertion level of wind generation, the wind unit operates in Vf mode and the diesel generator operates in PQ mode. The diesel generator and the dump load are used to regulate the DC-link voltage of the wind generation unit. The proposed control allows the islanded operation of the microgrid only with wind generation, wind-only mode (WO), and with wind-diesel generation, wind-diesel mode (WD). For the wind-only mode, with 100% of penetration level of wind generation, it is proposed a DC-link voltage control loop based on the use of a DC dump load. For the winddiesel mode, it is proposed a DC-link voltage control loop added to the diesel generator, which is connected to the AC side of the microgrid, in coordinated action with the dump load. The proposed operational and control strategy does not require the use of batteries and aims to maximize the energy production from wind generation, ensuring the uninterrupted operation of the microgrid. The results have showed that the operational and control strategy allowed the stable operation of the islanded microgrid and that the DC-link voltage control loop added to the diesel generator and the dump load proved to be effective during the typical variations of wind speed and load.

Simulating the effects of vegetation and landscape structure on fire behavior in northeastern Portugal: the case of holm oak (Quercus rotundifolia)

O fogo é um processo frequente nas paisagens do norte de Portugal. Estudos anteriores mostraram que os bosques de azinheira (Quercus rotundifolia) persistem após a passagem do fogo e ajudam a diminuir a sua intensidade e taxa de propagação. Os principais objetivos deste estudo foram compreender e modelar o efeito dos bosques de azinheira no comportamento do fogo ao nível da paisagem da bacia superior do rio Sabor, localizado no nordeste de Portugal. O impacto dos bosques de azinheira no comportamento do fogo foi testado em termos de área e configuração de acordo com cenários que simulam a possível distribuição destas unidades de vegetação na paisagem, considerando uma percentagem de ocupação da azinheira de 2.2% (Low), 18.1% (Moderate), 26.0% (High), e 39.8% (Rivers). Estes cenários tiveram como principal objetivo testar 1) o papel dos bosques de azinheira no comportamento do fogo e 2) de que forma a configuração das manchas de azinheira podem ajudar a diminuir a intensidade da linha de fogo e área ardida. Na modelação do comportamento do fogo foi usado o modelo FlamMap para simular a intensidade de linha do fogo e taxa de propagação do fogo com base em modelos de combustível associados a cada ocupação e uso do solo presente na área de estudo, e também com base em fatores topográficos (altitude, declive e orientação da encosta) e climáticos (humidade e velocidade do vento). Foram ainda usados dois modelos de combustível para a ocupação de azinheira (áreas interiores e de bordadura), desenvolvidos com base em dados reais obtidos na região. Usou-se o software FRAGSATS para a análise dos padrões espaciais das classes de intensidade de linha do fogo, usando-se as métricas Class Area (CA), Number of Patches (NP) e Large Patches Index (LPI). Os resultados obtidos indicaram que a intensidade da linha de fogo e a taxa de propagação do fogo variou entre cenários e entre modelos de combustível para o azinhal. A intensidade média da linha de fogo e a taxa média de propagação do fogo decresceu à medida que a percentagem de área de bosques de azinheira aumentou na paisagem. Também foi observado que as métricas CA, NP e LPI variaram entre cenários e modelos de combustível para o azinhal, decrescendo quando a percentagem de área de bosques de azinheira aumentou. Este estudo permitiu concluir que a variação da percentagem de ocupação e configuração espacial dos bosques de azinheira influenciam o comportamento do fogo, reduzindo, em termos médios, a intensidade da linha de fogo e a taxa de propagação, sugerindo que os bosques de azinhal podem ser usados como medidas silvícolas preventivas para diminuir o risco de incêndio nesta região.

Variabilidade da concentração média de CO2 acima da floresta Amazônica durante a noite associada a distintos regimes turbulentos.

Estudou-se a Camada Limite Noturna ? CLN sobre área de floresta tropical primária a nordeste do Estado do Amazonas, no Observatório Amazônico da Torre Alta ? OATA ou Amazon Tall Tower Observatory ? ATTO. Foi aplicada a metodologia disponível na literatura que permitiu a caracterização da CLN em três regimes turbulentos: 1º) de turbulência fraca, com velocidade média do vento baixa; 2º) de turbulência forte, com velocidade do vento alta e, 3º) turbulência intermitente e condições de não estacionariedade. Existem variações sazonais nos valores de ?c? e ao passar de um regime para outro. Foram investigadas algumas das principais características estatísticas das concentrações de CO2 ? ?c? de cada um dos regimes turbulentos. ?c? aumenta levemente com a elevação do valor de uma escala característica de velocidade turbulenta, VTKE, até um valor limiar, VL, a partir do qual tem-se um aumento súbito nos valores de ?c?. Esses resultados têm importantes consequências para a parametrização de grandezas meteorológicas na CLN e modelagem do escoamento atmosférico na interface floresta-atmosfera.

DUNAS DA ZONA COSTEIRA NA BACIA INFERIOR DO RIO SERGIPE

As dunas costeiras são feições marcantes do ambiente litorâneo e se formam em locais onde a velocidade do vento e a disponibilidade de areias praiais são adequadas para o transporte eólico. Essas condições são encontradas, em praias do tipo dissipativo a intermediário, como as encontradas na bacia costeira do rio Sergipe, onde o aumento de energia das ondas favorece o aporte potencial de areia. Neste sentido, o presente trabalho verificou a dinâmica costeira e os fatores antrópicos intervenientes no processo de vulnerabilidade biofísica dunar, através da proposição de geoindicadores socioambientais. Para concretizar esse objetivo, utilizaram-se vários procedimentos metodológicos, priorizando entre eles, o trabalho de campo, além dos levantamentos bibliográficos e cartográficos. Os resultados desse estudo mostram que as dunas locais do tipo barcana tiveram suas origens vinculadas a existência de uma terceira geração mais recente que 5.100 anos A.P. testemunhadas pela localização sobre os terraços marinhos datadas do holoceno. Posicionam-se de uma maneira quase contínua, bordejando o litoral da bacia, onde as móveis, com maior grau de antropização, apresentam traçado sinuoso, variando em altura, largura e porte horizontal e as fixas colonizadas por vegetação de gramíneas e coqueirais e ervas típicas dos ambientes terrestres marinhos.

Acção do vento em pontes: estudo comparativo RSA/NP EN 1991-1-4

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Estruturas

Determinação experimental e teórica da resposta tranversal à ação do vento de uma torre de telecomunicações de concreto armado

o vento é uma das principais fontes de carregamento sobre estruturas altas, que quando excitadas, principalmente em sua fteqüência natural, oscilam transversalmente. Este movimento é produzido pelo desprendimento de vórtices, pelas forças oriundas do movimento da estrutura e pela componente lateral da turbulência atmosférica, com grandes deslocamentos na direção transversal àincidência do vento. Este trabalho tem por objetivo a determinação da resposta transversal de uma torre de telecomunicações de concreto armado, de seção transversal circular, através de estudo experimental em túnel de vento e previsões teóricas. O programa experimental inclui medições em modelos estático e dinâmico, envolvendo a simulação do escoamento em tomo de corpos cilíndricos circulares, o qual é fortemente afetado pelo número de Reynolds, pelas características da turbulência, pela rugosidade superficial do cilindro, pelos efeitos de tridimensionalidade e pela interação fluido-estrutura. A resposta obtida através de ensaios em modelo reduzido será comparada com a indicada por determinados modelos matemáticos, incluindo alguns processos normativas. Foram determinadas as respostas longitudinal e transversal a partir de enS810S aeroelásticos em escoamento uniforme e suave e deslizante e turbulento. Comparando a resposta transversal obtida em túnel de vento com a indicada pelos modelos matemáticos e processos normativos, observa-se que a resposta transversal máxima obtida através dos ensaios em túnel de vento ocorre a uma velocidade média no topo da torre superior à velocidade determinada a partir dos modelos matemáticos. Essa diferença pode ser explicada pela diminuição do St no topo da estrutura, fator não considerado pelos métodos teóricos. Também foi observado que a resposta transversal por desprendimento de vórtices em escoamento uniforme e suave é mínima. Esta aparente contrariedade, para a gama de velocidades na qual esperar-se-ia a resposta transversal máxima, deve-se ao fato de estar o escoamento na vizinhança do Re crítico. Por sua vez, constata-se que a resposta transversal flutuante, obtida em escoamento deslizante e turbulento com p=O,23, é devida principalmente à componente lateral da turbulência atmosférica. Esta situação não se rep ete no caso do escoamento com p=O,ll, para o qual a resposta transversal é devida ao desprendimento de vórtices, sendo semelhante, em magnitude, aos valores obtidos pelos modelos matemáticos. Nos casos acima, para a gama de velocidades na qual foi registrada a resposta transversal máxima, o escoamento em tomo do modelo encontrava-se no regime supercrítico.

Estudo teórico e experimental de um edifício alto submetido à ação dinâmica do vento

A crescente valorização dos imóveis nos centros de grandes cidades, com o custo do metro quadrado cada vez mais elevado, assim como o aprimoramento de técnicas e materiais construtivos, levaram a uma tendência mundial da construção de edificações altas. Contudo essas edificações altas, leves e esbeltas são suscetíveis a problemas dinâmicos, que podem levar a um comprometimento de confiabilidade das mesmas ou ao desconforto de seus usuários. Dentre as ações dinâmicas o vento trata-se de uma das mais importantes. A previsão da resposta induzida pela ação dinâmica do vento por métodos analíticos é complexa e de difícil resolução, principalmente para os efeitos transversais ao sentido da velocidade média do vento. Assim a construção de modelos aeroelásticos para a análise do comportamento dinâmico de edifícios altos em túnel de vento é, ainda hoje, a maneira mais confiável e precisa para chegar-se na resposta. Na presente dissertação é apresentado um estudo teórico e experimental de um edifício alto submetido a ação dinâmica do vento. As respostas obtidas em túnel de vento, através de um modelo aeroelástico equivalente de dois graus fundamentais de liberdade, são comparadas com as formulações da Norma Brasileira NBR - 6123, para a resposta longitudinal ao vento, e da Norma Canadense NBCC - 1985, para as respostas longitudinal e transversal ao vento.

Simulações da ação do vento e da dispersão de contaminantes no estuário do Rio Potengi/ Brasil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Construção e validação de um túnel de vento para ensaios de estimativa da deriva em pulverizações agrícolas

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Estabelecimento de colônia de Lutzomyia neivai (Diptera:Psychodidae) e construção de túnel de vento para avaliação de substâncias atrativas para flebotomíneos

Os flebotomíneos (Diptera, Psychodidae) são insetos transmissores de leishmanioses e arboviroses. O estabelecimento de colônias em laboratório para o estudo comportamental da espécie Lutzomyia neivai, transmissor da leishmaniose tegumentar, requer manutenção e cuidados especiais. Os insetos hematófagos são atraídos por substâncias voláteis liberadas pelos hospedeiros e o estudo dessas substâncias é denominado “ecologia química”. A capacidade atrativa das substâncias pode ser medida em laboratório por meio de aparatos como túneis de vento. Entretanto, muitas variáveis interferem na eficácia de um túnel de vento, como por exemplo: tamanho do túnel, forma de liberação e captura dos insetos, velocidade e forma da pluma de odor e altura da fonte de liberação de odor (meio ou base do túnel). Este estudo tem como finalidade o estabelecimento de uma colônia de Lutzomyia neivai e a construção de um túnel de vento, desenvolvido e modificado a partir de literatura de referência, para avaliação de substâncias atrativas. Os espécimes foram coletados na região de Araraquara, nos municípios de Rincão e Santa Eudóxia. Após a coleta, os insetos capturados foram levados para a Faculdade de Ciências Farmacêuticas – Campus Araraquara onde a colônia foi mantida e os experimentos realizados

Construção e validação de um túnel de vento para ensaios de estimativa da deriva em pulverizações agrícolas

The aim of this study was to build and validate a low cost reduced-scale wind tunnel for drift evaluation on pesticide application technology. The work was carried out at the NEMPA - Núcleo de Ensaio de Máquinas e Pneus Agroflorestais (NEMPA), FCA/UNESP, Departamento de Engenharia Rural, Botucatu/SP, Brazil. The wind tunnel main characteristics were an open circuit and a closed working section with a fan blowing air into the tunnel. Screens were fitted downstream after the fan in order to stabilize the air flow on the working section. The tunnel was built with 3.0 mm eucalyptus hardboard, with a total length of 4.8 m and a squared section of 0.56 m. The air flow was provided by a 180 W axial fan. The system was adjusted and calibrated to provide a laminar and stable flow at 2.0 m s-1. Validation studies were carried out by using a Teejet XR 8003 flat fan nozzle at 200 kPa (medium droplets) to apply a spray solutions containing water plus a food dye (Blue FDC) at 0,6% m v-1 mixed with two adjuvants: a polymer based anti drift formulation at 0,06% m v-1 and a sodium lauryl ether sulfate based surfactant at 0,2% v v-1. After a 10-second application the drift was collected on nylon strips transversally fixed along the tunnel at different distances from the nozzle and different high from the bottom part of the tunnel. Drift deposits were evaluated by spectrophotometry. The wind tunnel had low levels of turbulence and high repeatability of the data, which means that the flow was uniform and able to be used for carrying out measures to estimate drift. The validation results showed that the tunnel was effective to enable comparative drift measurements on the spray solution used in this work making possible the evaluation of drift risk potential under those spray technologies. The use of an adjuvant based on a polymer reduced the amount of drift from the nozzle compared to the surfactant.

Análise dos padrões de vento no Estado de Alagoas

Com o objetivo de identificar áreas do Estado de Alagoas com boas perspectivas de aproveitamento eólico, comparou-se dados de velocidade e direção do vento observados por torres anemométricas do projeto Atlas Eólico e Disseminação da Tecnologia Eólica no Estado de Alagoas. A série utilizada é de 12/2007 a 11/2008 e o estudo focou três regiões distintas: Litoral, Agreste e Sertão. Os padrões médios com maiores velocidades do vento ocorreram na região do Agreste (7,1 ±1,2 ms-1 mensal), seguido do Sertão (6,8 ±0,9 ms-1 mensal) e Litoral ( 5,3 ±0,8 ms-1 mensal). A regularidade da velocidade e a pouca variabilidade de direção do vento torna Alagoas uma ótima opção para a instalação de aerogeradores.

Estimação de velocidade de composições usando processamento de vídeo

Esta dissertação tem como objetivo estudar um método para estimar a velocidade de veículos ferroviários usando processamento de vídeo. O sistema proposto consiste na utilização de câmeras ao longo das vias férreas que permitam não só o monitoramento do tráfego ferroviário, mas cujo vídeo captado possa ser utilizado para a obtenção de estimativas para a velocidade instantânea dos trens que por ela trafegam. Tal sistema seria utilizado independentemente dos sistemas de controle já utilizados pela operadora do sistema ferroviário, permitindo que os controladores possam ter uma segunda análise no caso de falha da primeira, assim como um modelo que permita avaliar a velocidade instantânea do veículo ferroviário ao longo do percurso. Os algoritmos de rastreamento empregados para esse fim abordaram diferentes métodos. Confrontaram-se os resultados obtidos com os algoritmos propostos com os dados empíricos de forma a determinar aquele com melhor resposta dada as características do sistema. O algoritmo que apresentou os melhores resultados emprega um único bloco de referência para todos os quadros comparados. A métrica de similaridade responsável por determinar quais blocos são mais ou menos similares dentro do universo de busca estipulado é a soma de diferenças absolutas (SAD, Sum of Absolute Differences). O tempo de processamento requerido por cada um dos métodos de rastreamento estudados também foi considerado nas avaliações de resultados apresentadas. Uma comparação realizada entre as velocidades coletadas e aquelas informadas pelo sistema de controle mostraram que os resultados obtidos com o sistema atual, utilizando a sinalização apenas por circuito de via apresenta resultados pouco confiáveis com erros bastante significativos. Os resultados obtidos com o sistema proposto apresentaram erros menores quando comparados àqueles obtidos pelo sistema vigente, apresentando-se assim como uma solução viável e de baixo custo quando comparada às técnicas atualmente empregadas para a medida de velocidade de trens.