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LIDAR technology is a promising alternative for the measurement of winds, requiring less maintenance and lower costs than meteorological towers. They are capable of remotely profiling winds by means of an infrared laser, which is backscattered by aerosols and particles carried by the air. The LIDAR can be assembled on fixed or mobile platforms. When installed on platforms such as moored buoys, the motion caused by waves must be evaluated and corrected. This study describes the use of a mechanical system and analytical methods for the motion compensation of a buoy-mounted LIDAR. A 24-hour experiment was conducted on Furnas Hydroelectric Reservoir to test the mechanical system, evaluate residual motions, and assess the winds. Correction algorithms for the horizontal wind speeds were applied using pitch and roll measurements, provided by an inertial sensor. Analyses demonstrate that horizontal wind speed errors are negligible for buoy inclinations of less than 20 degrees. The buoy-mounted LIDAR represents an economical solution for wind profiling and resource assessment of aquatic environments. RESUMO A tecnologia LIDAR é uma alternativa promissora para a medição de ventos, exigindo menor manutenção e custos que as torres meteorológicas. Estes equipamentos são capazes de medir perfis do vento através de um laser infravermelho, o qual é retroespalhado por aerossóis e partículas transportadas pelo ar. O LIDAR pode ser montado em plataformas fixas ou móveis. Quando instalado em plataformas como bóias fundeadas, o movimento causado pelas ondas deve ser avaliado e corrigido. Este estudo descreve o uso de um sistema mecânico e métodos analíticos para a compensação de movimento de um LIDAR montado em uma bóia. Um experimento de 24 horas foi realizado no Reservatório Hidroelétrico de Furnas para testar o sistema de estabilização, avaliar movimentos residuais e analisar os ventos. Algoritmos de correção das velocidades horizontais do vento foram aplicados usando medições de arfagem e rolagem, fornecidas por um sensor inercial. As análises demonstram que os erros de velocidade horizontal do vento são insignificantes para inclinações de bóia inferiores a 20 graus. O LIDAR montado em bóia representa uma solução econômica para perfilagem dos ventos e avaliação de recursos eólicos em ambientes aquáticos.

Os padrões de vento são importantes em vários campos de estudo como a dispersão de poluentes, evapotranspiração, umidade, advecção de calor, aproveitamento eólico etc. Em reservatórios hidrelétricos, os ventos podem ser influenciados pelo balanço de energia em superfície. Neste sentido, dados meteorológicos de uma torre de 10 m, instalada em uma ilha no reservatório de Furnas, Minas Gerais, e simulações com modelos meteorológicos de mesoescala WRF e BRAMS foram utilizados para analisar a variabilidade do vento. A representatividade dos modelos foi verificada a partir de simulações para dois períodos sob diferentes condições sinóticas: a atuação de um anticiclone e a passagem de um sistema frontal. Os resultados indicaram que durante a atuação do anticiclone o BRAMS foi mais eficiente em simular a intensidade e direção dos ventos, enquanto o WRF representou melhor os valores de umidade e temperatura. No caso do sistema frontal, o WRF foi eficiente em representar todos os parâmetros analisados, enquanto o BRAMS não obteve bons resultados para intensidade e direção dos ventos. As simulações mostraram que o relevo na região do reservatório atua como agente canalizador dos ventos e que o aquecimento diferencial entre o reservatório e a superfície no entorno gera um gradiente de temperatura e uma circulação lacustre.

Resumo Este artigo é uma contribuição do Projeto “uso de VANT para prospecção eólica em sistemas aquáticos”, que consistiu num esforço multi-instrumental e multi-institucional para estudar a camada limite atmosférica influenciada por extensos corpos d’água e pelas feições do entorno como colinas, rampas e mudanças abruptas de rugosidade. O trabalho apresenta o resultado de um experimento específico, realizado em novembro de 2016, que visou estudar a camada limite atmosférica (CLA) influenciada por colinas. Durante os experimentos foram levantados perfis verticais do vento a partir de um VANT, utilizado pela primeira vez no Brasil, para esta finalidade. O escoamento do vento, no topo da colina, apresentou forte intensificação a 20 m de altura. Os resultados foram comparados com um modelo analítico baseado na teoria linear aplicado a um terreno real. Abstract This paper represents a contribution of the Project “unmanned aerial vehicles to wind assessment in aquatic systems”, a multi-institutional and multi-instrumented experiment carried out to measure, in detail, the characteristics of winds over a large tropical aquatic system and how the flow is modulated by hill, ramp and abrupt roughness changes. It presents results from experiments conducted during november 2016 over a typical hill site that is adequate for installation of wind turbines. During the experiments, both hilltop and upstream wind profile data were obtained using an unmanned rotorcraft, commonly known as a hexacopter. The flow speed at 20 m over the top of hill was found to be increased by a factor of 1.8. The results were compared with an analytical model which makes a careful application of linear theory to real terrain.

Resumo O Projeto “uso de VANT para prospecção eólica em sistemas aquáticos” consistiu num esforço multi-instrumental e multi-institucional para estudar a camada limite atmosférica influenciada por extensos corpos d’água e pelas feições do entorno como colinas, rampas e mudanças abruptas de rugosidade. Dois trabalhos de campo foram conduzidos em setembro e novembro de 2016 ao longo do sistema aquático e no seu entorno. Durante os experimentos foram utilizadas duas torres anemométricas, uma instalada sobre uma ilha e outra sobre uma colina. Além disso, um sistema flutuante para prospecção eólica, desenvolvido no âmbito do projeto, foi utilizado para hospedar uma torre de 10 m e um LIDAR Doppler que possibilitou o levantamento de perfis a 200 m, algo inédito em sistemas aquáticos continentais brasileiros. O perfil vertical de temperatura e umidade foi levantado por balões cativos e, um VANT, adaptado para realizar perfis verticais do vento foi utilizado pela primeira vez no Brasil, e é objetivo deste trabalho apresentar os detalhes de seu desenvolvimento bem como da validação dos respectivos dados. Este artigo tem como objetivo também apresentar um visão geral sobre o projeto e descrever a instrumentação e desenho amostral utilizado. Artigos adicionais, submetidos para esta revista, consideram diferentes aspectos da pesquisa e trazem resultados inéditos sobre escoamentos sobre colinas, a influência do fetch nestes sistemas e os aspectos moduladores da estabilidade atmosférica nestes ambientes. Abstract The Project “unmanned aerial vehicles to wind assessment in aquatic systems” was a multi-institutional and multi-instrument experiment carried out to measure, in detail, the spatial characteristics of mean wind over a large tropical aquatic system and how is the flow modulated by hill, ramp and abrupt roughness change. Two field experiments were conducted during September and November 2016 in the Furnas reservoir and surrounding, an extensive (~1,250 km2) Brazilian typical reservoir. During the experiments, two towers were deployed on a hill and isle, and on the anchored buoy was installed a 10 m mast and a Doppler Lidar with a stabilizing mechanism. Vertical profile of temperature and humidity was obtained by attach sensor to tethered balloon. The present paper provides an overview of the Project as a whole, including a detailed description of the study area and the instrumentation and attempts to prove the viability of using an unmanned 6-motors rotorcraft, commonly known as a hexacopter, as a promising low-cost alternative to traditional platforms for vertical profiling in the atmospheric boundary layer.

Estuaries are dynamic environments that are highly vulnerable to anthropogenic influences, especially when adjacent to urban areas. In this study it is assessed for the first time the hydrodynamic characteristics of the Buranhém estuary (Northeast Brazil). The aim is to define the salt transport mechanisms and the hydrodynamics and stratification patterns of this tropical estuary, under both spring and neap tidal conditions. Fieldwork was carried out during 8 days covering varying tidal range conditions (July 30th to August 7th, 2015). Salinity and temperature were continuously monitored at moored stations at both the surface and bottom, whereas velocity profile was sampled by a bottom-mounted instrument. Average velocity in the water column was 0.46 m.s-1 during flood tides and 1.0 m.s-1 during ebb tides. Residual currents were seaward, with ebb dominance. The dominant salt transport mechanism is turbulent diffusion. Most of the layer Richardson values did not exceed 2, indicating well mixed conditions mainly during spring tides. Stratification varies with tide condition, with spring tides being able to further mix the vertical structure. Vertical velocity gradients that generate vertical mixing overcome the stabilizing effects generated by vertical density gradients Estuários são ambientes dinâmicos e altamente vulneráveis às influências antrópicas, em especial, nas áreas urbanas. Neste estudo, avalia-se pela primeira vez as características hidrodinâmicas do estuário do rio Buranhém (Nordeste do Brasil). Objetiva-se definir os mecanismos de transporte de sal e os padrões hidrodinâmicos e de estratificação desse estuário tropical, sob condições de maré de sizígia e quadratura. O trabalho de campo foi realizado durante 8 dias cobrindo uma variedade de condições de altura de maré (entre 30 de julho e 07 de agosto de 2015). A salinidade e a temperatura foram monitoradas continuamente na superfície e no fundo, enquanto o perfil de velocidade foi monitorado por um instrumento no fundo do canal. As velocidades médias foram de 0.46 m.s-1, durante a maré de enchente, e 1.0 m.s-1, durante a maré de vazante. As velocidades residuais foram no sentido de saída do estuário, com o domínio da vazante. O mecanismo de transporte de sal dominante foi difusão turbulenta. A maioria dos valores de número de Richardson por camada foi inferior a 2, indicando que o estuário é bem misturado, principalmente, durante a maré de sizígia. A estratificação varia de acordo com a condição da maré, com as marés de sizígia podendo haver uma maior misturar na estrutura vertical. Os gradientes de velocidade vertical que geram misturas verticais superam os efeitos estabilizadores gerados pelos gradientes de densidade vertical.

Objetivos: . Predizer a exposição de trabalhadores rurais ao calor, envolvidos no corte de cana de açúcar no estado de São Paulo, por meio de modelos matemáticos e uso de geoprocessamento, Métodos: Foi aplicado o índice de estresse ambiental (IEA), que usa valores da temperatura do ar (ºC), da radiação solar (W.m-2) e da umidade relativa (%). Estes dados, secundários, se referiram ao ano de 2010. Os valores do IEA são classificados em três categorias, de acordo com o risco à saúde: inferior a 25 unidades, risco baixo; entre 25 e 33, moderado a alto e superior a 33, risco extremo. Para a elaboração dos mapas de exposição, salientando os meses de colheita de cana, foi utilizado o software ArcGIS, e a ferramenta ArcView. Resultados: As regiões norte e noroeste, com forte presença de cultura canavieira apresentaram os valores de IEA mais elevados. Nas regiões norte, noroeste e sudeste, no mês de fevereiro, foi observada a situação mais crítica, com risco classificado de moderado a alto, com de IEA entre 28 e 29 unidades. Conclusões: O índice aplicado, aliado ao geoprocessamento, demonstraram ser interessantes na medida em que é um subsídio importante para ações de prevenção de agravos em saúde do trabalhados, bem como para o público em geral.