Aula 2 - Metorologia Eólica

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TECNOLOGIA EM ENERGIA EÓLICA
Aperfeiçoamento Profissional
Professor: Eng. Izaac Amorim
Meteorologia Eólica
Prospecção do recurso eólico
Meteorologia Eólica: Potencial Eólico
 O maior aproveitamento da energia eólica para produção de
eletricidade através de aerogeradores significa maior lucro, assim é
necessário instalar parques em locais com potencial eólico
significativo.
Fonte: Estação Meteorologica Casa Ecoeficiente
Meteorologia Eólica: Potencial Eólico
 O que é o Vento?
Atmosfera em movimento, os gases na atmosfera se aquecem com a
radiação solar e se deslocam devido a transformação da energia
térmica em energia cinética.
A denominação VENTO é aplicada apenas a movimentação
horizontal, paralelo a superfície do planeta. A componente vertical
é tratada como turbulência.
Perfil Vertical do Vento
Perfil Vertical do Vento
Perfil Vertical do Vento
Meteorologia Eólica: Potencial Eólico
 As regiões próximas ao Equador estão sujeitas a maior irradiação solar
e as próximas aos pólos estão sujeitas a pouca irradiação, com isto há
uma transferência contínua de energia
Meteorologia Eólica: Potencial Eólico
• Dessa forma surgem os movimentos para promover uma redistribuição de
calor, ou seja transporte de ar quente para os pólos e de ar frio para o
Equador;
• Cada tipo de superfície(terra ou oceano) e de vegetal reage de forma
diferente à absorção da radiação.
Meteorologia Eólica: Potencial Eólico
• Esse transporte de massa e calor sofre influencia da rotação da terra
através da força de Coriolis.
Meteorologia Eólica: Potencial Eólico
Forças fundamentais que atuam na atmosfera:
• Gravitacional: Força de atração exercida pela terra sobre o corpo de massa
m sobre a superfície. Orientada para o centro da terra;
• Centrífuga: Surge exclusivamente devido a rotação da terra para equilibrar
o sistema;
• Coriolis: Ocorre quando um corpo se movimenta em relação a um
referencial não inercial (terra em rotação);
• Gradiente de pressão: Existe devida a diferença de pressão. Orientada das
altas pressões para as baixas pressões;
• Fricção: Devido a “rugosidade” da terra. Atua no sentido de frear os
movimentos atmosféricos próximos a superfície da terra.
Meteorologia Eólica: Potencial Eólico
Tipos de vento:
• Vento Geostrófico: é o vento não acelerado, que sopra ao longo de
trajetórias retilíneas, que resulta de um equilíbrio entre a força de
gradiente de pressão e a força da Coriolis.
Meteorologia Eólica: Potencial Eólico
Tipos de vento:
• Vento Gradiente: É o vento geostrófico modificado pelo gradiente de
pressão entre a zona de alta e baixa pressão, ele descreve a uma
trajetória curva.
Meteorologia Eólica: Potencial Eólico
Modelo conceitual de circulação global atmosférica
Os movimentos atmosféricos e os sistemas meteorológico possuem diferentes padrões
de circulação, com diferentes dimensões espaciais e tempos de vida:
• Microescala: dimensões de menos de 1km e tempos de vida de segundos a minutos,
Nessa escala são enquadrados: processos de formação das gotas de chuva, dispersão
de poluentes e interação no sistema solo-plantas e atmosfera.
Relevo dificulta a dispersão de poluentes na região Metropolitana do Rio de Janeiro
Meteorologia Eólica: Potencial Eólico
Modelo conceitual de circulação global atmosférica
• Mesoescala: dimensões de 1 a 100km e tempos de vida de minutos a dias,
enquadrados os fenômenos: tornados, linhas de instabilidade, tempestades
isoladas, conjuntos ou sistemas de nuvens, ilhas de calor e brisas.
http://www.deolhonotempo.com.br/index.php/monitoramento/3443-sistema-convectivo-de-mesoescala-scm-provoca-temporais-entre-ms-pr-e-sp
Meteorologia Eólica: Potencial Eólico
Modelo conceitual de circulação global atmosférica
• Macroescala: Os fenômenos dessa escala são os que mais afetam o dia-a-dia.
Esses sistemas tem dimensões da ordem de algumas centenas de quilômetros e
duração da ordem de um dia a meses. Nela se enquadram: furacões, frentes
frias, ciclones e anticiclones e as “ondas de oeste”. Esses fenômenos tem
também um importante papel na determinação das características climáticas e
sazonais nas diversas regiões do globo.
Meteorologia Eólica: Potencial Eólico
Modelo conceitual de circulação local do vento
Brisa marítima e terrestre: são geradas nas áreas costeiras como
resultado da diferença de capacidades de absorção de calor da terra e
do mar.
Brisa Marítima Brisa Terrestre
Meteorologia Eólica: Potencial Eólico
Modelo conceitual de circulação local do vento
Brisa de Montanhas e Brisa do Vale: Durante o dia o ar frio da
montanha se aquece e quando o ar quente se eleva, dá lugar ao ar
frio que flui dos vales. A noite com o ar frio as montanha penetrando
nos vales, e o ar quente subindo em direção à montanha
Brisa das montanhas e Brisa dos vales
Meteorologia Eólica: Potencial Eólico
Variações Temporais da Velocidade do Vento
Variações Interanuais: São variações lentas causadas por fenômenos da
mesoescala. É recomendável que se realize medições por pelo menos três
anos;
Variações Sazonais: O aquecimento desigual da Terra durante as estações
do ano provocam variações significativa na velocidade média dos ventos ao
longo dos meses de um ano (complementariedade eólica-hídrica);
Variações diárias: O aquecimento desigual em função da variação da
radiação solar durante o longo do dia, provoca alterações na velocidade do
vento em regiões de diferentes latitudes e altitudes;
Variações de curta duração: Associadas a pequenas
flutuações(turbulências), como também rajadas de vento. O conhecimento
dessas turbulências podem causar problemas de estresse e fadiga, além de
influenciar na potência elétrica fornecida.
Meteorologia Eólica: Potencial Eólico
Variações devidas a localização e direção dos ventos
Em microescala, variações de direção dos ventos mensais podem ultrapassar
180º, ou ocorrer variações bruscas (de curta duração).
Mudanças repentinas podem causar fadigas nas pás e nos mecanismos de
controle de orientação, determinantes para distribuição das turbinas no site
(micrositing).
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Anemometria
Anemometria
Refere-se aos processos relacionados à medição e análise
posterior de dados em local pré-determinado para
elaboração de um micrositting. O termo advém de
Ánemos(vento) acrescido da expressão Metrein(medir), e
de maneira geral representa o estudo dos métodos da
medição da velocidade e direção do vento.
Anemometria
A anemometria apresenta aplicações diversas em diversos setores
da indústria como:
Indústria Aeronáutica – Nos mais diversos tipos de sensores
relacionados à medição da velocidade do vento em uma aeronave
ou na aplicação desse sistema em aeroportos para controle de
pousos e decolagens de vôos comerciais, militares e domésticos;
Indústria Aerodinâmica – Com grande aplicação nos túneis de
vento que servem de estudo para a indústria civil, na análise de
estruturas prediais e a própria indústria aeronáutica no estudo de
perfis aerodinâmicos;
Meteorologia – Amplamente utilizada na caracterização
climatológica como, por exemplo, na alimentação de modelos de
previsão.
Recursos eólicos – Atlas de vento
 O atlas eólico do Brasil apresenta uma visão geral em baixa escala
de velocidade média anual de vento em m/s a uma altura de 50m
Recursos eólicos – Atlas de vento
 Alguns estados brasileiros elaboram seus próprios mapas para
alavancar o mercado.
Recursos eólicos – Atlas de vento
 Potencia eólico sazonal estado do Rio Grande do Norte
Geoprocessamento
 O geoprocessamento é um conjunto de tecnologias
direcionadas para a coleta e o tratamento das
informações espaciais.
 Ele disponibiliza ferramentas, recursos e dados para que
analistas possam determinar a evolução temporal e
espacial de um determinado fenômeno geográfico e sua
inter-relação com outros
Geoprocessamento
Mapa de potencial eólico da Região da
Bacia hidrográfica do Alto,Médio e
Baixo Jaguaribe, com medições
anemométricas a 50m de altura.
Mapa de potencial eólico da Região da
Bacia hidrográfica do Alto, Médio e Baixo
Jaguaribe, com velocidades do vento
recalculadas para 15m de altura,
utilizando técnicas de geoprocessamento
com os softwares Envi e ArcMap.
Georreferenciamento
• Georreferenciar uma imagem ou mapa é tornar suas
coordenadas conhecidas num dado sistema de referência.
Este processo inicia-se com a obtenção das coordenadas
(pertencentes ao sistema no qual se planeja georreferenciar)
de pontos da imagem ou do mapa a serem georreferenciados,
conhecidos como Pontos de Controle.
• Os Pontos de Controle são locais que oferecem uma feição
física perfeitamente identificável, tais como intersecções de
estradas e de rios, represas, pistas de aeroportos, edifícios
proeminentes, topos de montanha, dentre outros
GPS (Sistema de Posicionamento Global)
• Inicialmente, o homem se posicionava pelas estrelas, pela
navegação celeste. No século XIV, o homem passou a utilizar
a navegação (cartografia náutica) e mapeamento das novas
rotas marítimas e do Novo mundo.
• O GPS foi desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos
Estados Unidos da América, originalmente para fins militares,
liberado com restrições para uso civil em 1977
GPS (Sistema de Posicionamento Global)
Como funciona GPS: triangulação dos satélites
GPS (Sistema de Posicionamento Global)
As principais características do GPS são:
• Disponibilidade contínua por 24h por dia
• Cobertura global
• Latitude/ Longitude/ Altitude/ Data-hora
• Precisão ≤ 100 metros em 95% do tempo
GPS (Sistema de Posicionamento Global)
Segmentos do sistema GPS:
• Segmento Espacial:
É composto por uma constelação de 24 satélites mais 4,
que orbitam ao redor da terra a uma altitude de 20.200km.
Os satélites são distribuídos em 6 planos orbitais, sendo
que cada plano tem 4 satélites. Essa configuração garante
que, no mínimo, quatro satélites GPS sejam visíveis em
qualquer lugar da superfície terrestre ou acima dela a
qualquer hora do dia ou da noite.
GPS (Sistema de Posicionamento Global)
Segmentos do sistema GPS:
• Segmento Controle
Tem como principais tarefas, manter e controlar
continuamente o sistema de satélites, controlar o
tempo GPS, calcular as correções dos relógios dos
satélites e lançar novos satélites.
GPS (Sistema de Posicionamento Global)
Segmentos do sistema GPS:
• Segmento Usuários:
Uso militar: posição e deslocamento de tropas,
navegação em geral, lançamento de mísseis em alvos
inimigos, entre outros.
Uso civil: Existe maior restrição quanto à precisão de
navegação utilizado nos meios de transporte,
movimentos de placas tectônicas, esportes radicais,
correção geométricas de aerofotos e imagens de satélites,
levantamentos topográficos, estudos eólicos e geodésicos.
Bússola
• Trata-se de um instrumento de orientação
geográfica que com uma agulha magnética é atraída
para o polo magnético terrestre.
• Ao usar a bússola para percorrer grandes distâncias
é preciso levar em consideração um desvio
provocado por um fenômeno chamado declinação
magnética.
Bússola
Bússola Transferidora
• Ela permite que calculemos uma posição num
mapa, selecionando uma direção em graus
(azimute/rumo) em relação ao norte magnético,
para então encontrarmos o caminho certo sem
fazer cálculos adicionais.
GIS (Sistema de Informação Geográfica)
Objetivo
• Facilitar a compreensão espacial de informações em
larga escala. Reduzir e representar milhares de
registros em um único mapa, sejam eles numéricos ou
textuais.
• A imagem gerada é uma representação visual das
informações contidas em um banco de dados, podendo
sua entrada ser realizada através de diversos métodos e
formatos de dados e respeitando regras específicas de
validação.
GIS (Sistema de Informação Geográfica)
GIS (Sistema de Informação Geográfica)
GIS (Sistema de Informação Geográfica)
GIS (Sistema de Informação Geográfica)
GIS (Sistema de Informação Geográfica)
GIS (Sistema de Informação Geográfica)
GIS (Sistema de Informação Geográfica)
GIS (Sistema de Informação Geográfica)
GIS (Sistema de Informação Geográfica)
Ferramentas de GIS (Sistema de Informação
Geográfica)
• Jump
• QGIS
• Thubam
• Map Server
• Geo Server
• GIS Knoppix
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Noções de topografia
Noções de topografia
Etimologicamente a palavra TOPOS, em grego, significa lugar e
GRAPHEN descrição, assim, de uma forma bastante simples,
Topografia significa descrição do lugar.
“A Topografia tem por finalidade determinar o contorno,
dimensão e posição relativa de uma porção limitada da
superfície terrestre, sem levar em conta a curvatura
resultante da esfericidade terrestre” ESPARTEL (1987).
Noções de topografia
O levantamento topográfico pode ser
divido em duas partes:
 Planimétrico, onde se procura
determinar a posição dos pontos
(coordenadas X e Y)
 Altimétrico, onde o objetivo é
determinar a cota ou altitude de
um ponto (coordenada Z).
Noções de topografia
Teodolitos é o principal instrumento de
topografia para medir ângulos horizontais e
verticais.
Noções de Relevo
Principais formas de relevos
Noções de Relevo
Principais formas de relevos:
 Planaltos: São áreas de altitudes variadas e limitadas, em um
de seus lados, por superfície rebaixada. Os planaltos são
originários das erosões provocadas por água ou vento. Os cumes
dos planaltos são ligeiramente nivelados.
 Planície: É uma área geográfica caracterizada por superfície
relativamente plana (pouca ou nenhuma variação de altitude).
São encontradas, na maioria das vezes, em regiões de baixas
altitudes. As planícies são formadas por rochas sedimentares.
Nestas áreas, ocorre o acúmulo de sedimentos.
Noções de Relevo
Principais formas de relevos:
 Depressões: As depressões são regiões geográficas mais baixas
do que as áreas em sua volta. Quando esta região situa-se numa
altitude abaixo do nível do mar, ela é chamada de depressão
absoluta.
 Montanhas: As montanhas são formações geográficas originadas
do choque (encontro) entre placas tectônicas. Quando ocorre
este choque na crosta terrestre, o solo das regiões que sofrem o
impacto acaba se elevando na superfície, formando assim as
montanhas.
 Serra: Relevo acidentado com característica ondulada (uma
parte alta seguida de outra num nível menor).
Análise do Terreno
 Orografia (variações na elevação do terreno)
Planície, morros e vales suaves;
Montanhas e terrenos enrugados e de geometria complexa.
 Rugosidade(Características da superfície do terreno)
Vegetação, construções etc. (uso da terra);
Baixa rugosidade: água, neve, areia, solo exposto etc. 
Alta rugosidade: florestas, cidades etc.
Orografia
Representação:
Curvas de Nível
Equidistância vertical
Efeitos Orográficos: Orientação dos Morros
Orografia
Efeitos orográficos:
 Cadeia de montanhas
que formam uma crista
elevada, estendendo-se
por certa distância e
que são
perpendiculares à
direção principal do
vento.
Orografia
Efeitos orográficos:
 Elevações numa
dada área podem
provocar aceleração
do fluxo.
Orografia
Efeitos orográficos:
 Locais onde o vento 
pode ser afunilado.
Orografia
Efeitos orográficos:
Colina suave
Orografia
Efeitos orográficos:
Falésias e Chapadas
Orografia
Representada por linhas que definem uma
mudança na rugosidade do terreno. A informação
pode ser inserida diretamente nos softwares de
análise de recurso eólico ou podem ser
empregados métodos de vetorização manual ou
automáticos, para então ser inserida no software
específico.
Rugosidade
A rugosidade “n” varia com a :
• Altura
• Hora do dia
• Estação
• Natureza do terreno
• Velocidade do vento
• Temperatura
• Misto entre parâmetros térmicos e 
mecânicos
Rugosidade
Distribuição da velocidade do vento com a altura
Lei da Potência – Perfil Exponencial
𝑉 =𝑉 ∘ ( Τ𝐻 𝐻 ∘)𝑛
ῤ = 1,2256 kg/m³ 
(Ao nível do mar, T = 15°C, 1 atm)
V = Velocidade na altura desejada
V∘ = Velocidade na altura 
conhecida
H = Altura conhecida
H∘ = Altura desejada
n = fator de rugosidade do terreno
Rugosidade
Comprimento de Rugosidade
Comprimento de Rugosidade
Perfil vertical do vento com diferentes 
rugosidades
Tabela com comprimento de rugosidades
Comprimento de Rugosidade
Exemplo 1
Comprimento de Rugosidade
Exercício 1
Estime a velocidade do vento a 150m para uma região de terreno plano com grama 
e vegetação baixa, partindo de médias de velocidade do vento de 7,5m/s para uma 
torre instalada a 100m de altura.
Os obstáculos são elementos de dimensões conhecidas e
podem causar reduções na velocidade e produzem o efeito
chamado de sombreamento. Os obstáculos não apenas
obstruem o movimento de partículas de ar como também
modificam a distribuição da velocidade.
Obstáculos
A área influenciada pela presença de obstáculos – sheltering
effect pode estender-se até três vezes a sua altura, no sentido
vertical, e até quarenta vezes essa mesma altura, no sentido
horizontal, na direção do vento.
Ex. de obstáculos: pedras, rochas, edifícios, agrupamento
denso de árvores de grande altura, silos, etc..
O perfil do escoamento é influenciado por vários fatores como:
forma dos obstáculos, distância entre eles, sua porosidade,
etc..
Obstáculos
Potência Eólica Disponível
Potência Eólica Disponível
Potência Eólica Utilizável
Potência Eólica Utilizável
Potência Eólica Utilizável
Distribuição de Frequência
Distribuição de Weibull
Distribuição de Weibull
Distribuição de Weibull
Exercício 1: Baixe a planilha do excel com os dados de
medição anemométricos e determine as curvas em função
da distribuição de Weibull.
Curva de potência de um aerogerador
Curva de potência de um aerogerador
Calculo da potência anual gerada
Curva de potência de um aerogerador
Exercício 1: Baixe a planilha do excel com os dados de
medição anemométricos e determine a curva de potência
do aerogerador.
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Estações Anemométricas
Equipamentos de Medição
Atualmente no mercado existem diversos fornecedores
de equipamentos para medição anemométrica, seja
para determinação de potencial eólico ou não.
Anemômetros
Equipamentos que medem a velocidade da componente horizontal do vento,
essencial para o cálculo das previsões de energia, sendo os de copos o tipo
padrão de sensores comparado aos de hélice.
São robustos e resistentes aos ventos oblíquos causados pelas torres e
suportes. Para determinação do potencial eólico, na campanha de medição,
cada anemômetro deverá ser individualmente calibrado e certificado de
acordo com as normas internacionais como, por exemplo, a MEASNET.
Anemômetros
 Vantagens:
Bons resultados;
De fácil montagem;
Baixo custo.
• Desvantagens:
Exige re-calibração;
Não são robustos;
Aplicações específicas e limitadas.
Anemômetros
Anemômetros
Princípio de Funcionamento
Operam sobre o princípio da transformação da velocidade do vento em
movimento rotacional.
No modelo três conchas a rotação acontece independente da direção dos
ventos pelo fato de a pressão do lado côncavo das conchas ser maior que a do
lado convexo.
O equipamento possui diâmetro em torno de 15cm com precisão com valor
próximo de 2% (medido em túnel de vento).
Anemômetros
Princípio de Funcionamento
A rotação do eixo por ser medidas através de vários
mecanismos:
 Contador/Registrador mecânico do número de rotações:
A rotação do eixo provoca o movimento de um contador
que indica o fluxo em medidas de distância (ex. km)
 Gerador de tensão AC ou CC: O eixo é acoplado ao
minigerador que converte a rotação em sinal com
frequência similar a velocidade do vento;
 Anemômetro de contato: Utilizam-se de chaves que
quando acionadas pela rotação, emitem sinais ou pulsos
elétricos equivalentes a velocidade do vento.
Anemômetros
Anemômetro Thies First Class Advanced
 Anemômetro de elevada precisão: S 0.5 / A
0.9 / B 3.0 
 Excelente relação preço-desempenho;
 Gama de medição: 0.3...75 m/s;
 Gama de temperatura: -50°C...80 °C;
 Valor inicial reduzido;
 Elevada velocidade de destruição;
 Mínima extrapolação de velocidade;
 Muito robusto e resistente às intempéries;
 Passível de ser aquecido.
Anemômetros
Anemômetro Thies Compact.
 Sensor de vento potenciométrico
com saída de frequência baixa;
 Faixa de medição: 0.5...50 m/s;
 Resolução: < 0.1 m/s;
 Amplitude de temperatura: 30/70 
°C;
 Passível de ser aquecido.
Anemômetros
Anemômetro Thies Classic
 Não cumpre as normas Measnet IEC
 Frequentemente utilizado em projetos
offshore;
 Classe: 1 / A 1.9 / B 8.0;
 Faixa de medição: 0.5...50 m/s;
 Resolução: < 0.05 m/s;
 Amplitude de temperatura: -35°C...80 
°C;
 Passível de ser aquecido.
Anemômetros
Anemômetro First Class
 Classificação segundo as normas IEC;
 Sensor de velocidade de vento
optoelectrônico;
 Classe: 1 / A 1.8 / B 4.5;
 Gama de medição: 0.2...75 m/s;
 Temperaturas: -30°C...70 °C;
 Resolução: 0.05 m/s;
 Peso: aprox. 0.5 kg;
 Consumo reduzido de energia;
 Robusto e resistente às intempéries;
 Não poderá ser aquecido;
Anemômetros
Anemômetro RISO P2546.
 Classe:1 / A 1.9 / B 8.0;
 Gama de medição: 0...70 m/s;
 Sobre-velocidade desprezível;
 Amplitude de temperatura: -35...60 
°C;
 Velocidade de arranque: < 0.4 m/s;
 Não poderá ser aquecido.
Anemômetros
Anemômetro Vasaila
 Anemômetro utilizável sob todas as 
condições meteorológicas;
 Copos passíveis de serem aquecidos;
 Transdutor optoelectrónico;
 Classe: 1 / A 1.7 / B 11.1;
 Gama de medição: 0.4...75 m/s;
 Amplitude de temperatura: -55...55 
°C;
 Velocidade de arranque: < 0.5 m/s;
 Especialmente adaptável a um clima 
ártico.
Anemômetros
Anemômetro Young de hélice
 Medição da velocidade das 
componentes horizontal e vertical 
do vento;
 Não está em conformidade com as 
recomendações Measnet;
 Gama de medição: Todos os ângulos 
0...35 m/s (80 mph);
 Amplitude de temperatura: -50...50 
°C;
 Constante espacial: 2.1 m;
 Sinal de saída: 1800 rpm (500 mV) = 
9.0 m/s (20.1 mph).
 Mecanismo acoplado a um 
Anemômetros
Quanto os desvios apresentados por esses equipamentos, 
pode-se classificá-los em função da intensidade do desvio 
em anemômetros classe 0.5, 1, 2, 3, 4 e 5, sendo os de 
classe 1 os mais recomendados na medição de potencial 
eólico
Anemômetros
Outras tecnologias:
Ultrasônico
Mede a velocidade do vento
emitindo sinais sonoros de um
sensor para outro, medido então
esta diferença do tempo de ida
e volta, que é proporcional a
velocidade do som e do vento
• Aumentando a utilização
• Alta precisão
• Sem manutenção
• Saída digital e analógica
• Alimentação elétrica 
Anemômetros
Outras tecnologias:
Tubo Pitot
É um sensor de pressão que
possibilita o funcionamento de
um dos mais importantes
instrumentos de uma aeronave,
o velocímetro.
Birutas ou Windvane
Os medidores de direção determinam a direção do vento,
sendo importante para uma determinação otimizada da
orientação do parque eólico. Esses sensores têm baixa
resolução (em torno de 1°) e um consumo de energia
extremamente reduzido.
Birutas ou Windvane
A direção pode ser observada por meio do movimento do
leme com relação ao ponto de referência.
O mecanismo consiste na rotação do eixo que altera a
posição do indicador em contato com o potenciômetro,
que altera o valor da resistência elétrica e
consequentemente a mudança de direção.
Birutas
Medidor de direção Thies First Class.
• Medidor de direção robusto para padrões de
exigência elevados e sensor potenciométrico;
• Faixa de medição: 0 até 360 °;
• 0...2 k Ohm;
• Precisão de medição: ± 2°;
• Resolução: 1°;
• Velocidade de destruição: máx. 85 m/s;
• Amplitude de temperatura:-50°C a +80°C;
• Saída eletrônica: potenciométrica;
• Circuito de proteção eletrônico;
• Desmontagem e montagem simples para
mudança de localização;
• Passível de ser aquecido.
Birutas
Medidor de direção Thies Compact.
• Medidor de direção potenciométrico;
• Faixa de medição: 0 até 360 °;
• 0...2 k Ohm;
• Precisão: ± 2°;
• Resolução: 0,5°;
• Fator de amortecimento: > 0.3;
• Velocidade de destruição: máx. 60 m/s;
• Temperaturas: -30°C a +70°C;
• Saída eletrônica: potenciométrica Sinal
de saída digital: código Gray;
• Passível de ser aquecido.
Birutas
Medidor de direção Thies Classic.
• Medidor de direção robusto para padrões
de exigência elevados;
• Medidor potenciométrico;
• Faixa de medição: 0 a 360 °;
• 0...2 k Ohm;
• Precisão de medição: ± 1,5°;
• Resolução: 1°;
• Fator de amortecimento: > 0.2 - 0.3;
• Grau de continuidade: máx. 60 m/s;
• Velocidade de destruição: máx. 60 m/s;
• Amplitude de temperatura: -35°C a
+80°C;
• Passível de ser aquecido.
Sensores de temperatura e umidade
Os sensores de temperatura e umidade são comumente instalados
em conjunto para que os custos adicionais sejam reduzidos. A
determinação da umidade tem grande atrativo em locais que
tenham risco para formação de gelo. Normalmente instalados a
pelo menos 10 m de altura a partir da base da torre como
maneira de diminuir a influência do albedo do solo.
Sensores de temperatura e umidade
Sensor de temperatura e pressão
barométrica Calltec
• Faixa de medição:
• Range 30...+70°C e 0...100% RH;
• Precisão: (MB 5...95% rF a 10...40°C)
±2% rF a 40°C <0,1%/K adic;
• Tempo de resposta: (ar estável) < 20 s;
• Elementos de medição: de acordo com a
DIN EN 60751)Pt 100 1/3 DIN.
Sensores de temperatura e umidade
Escudo de proteção contra radiação e chuva.
Barômetros
Os barômetros são sensores que medem a pressão
barométrica do ar. A medição da pressão e da
temperatura do ar deve ser tida em conta na previsão
de vento, embora as exigências relativas à exatidão da
mesma sejam secundárias.
Barômetros
Barômetro Ammonit
• Transmissor de pressão piezelétrico;
• Consumo de energia reduzida;
• Faixa de medição 800...1100 hPa (mbar);
• Tensão de saída: 0...5 VDC;
• Tensão de fornecimento: 9...32 V;
• Consumo: 5mA;
• Amplitude de temperatura: -40...85 °C;
• Amplitude de umidade: 0...98 %RH;
• Atmosfera: Não iônica, não corrosiva.
Barômetros
Barômetro Vasaila
• Faixa de medição: 500, 600,
800....1100 hPA;
• Transmissor de pressão piezelétrico;
• Consumo de energia reduzida Medição
de diferentes amplitudes de pressão;
• Precisão:
±0.3 hPa a +20 °C
±1.0 hPa a -20...60 °C
±1.5 hPa a -40...60 °C
• Tensão de saída: 0...2.5 ou 0...5 VDC;
• Consumo: 4 mA.
Pluviômetro
O pluviômetro é um sensor para medir a precipitação.
Através de uma abertura na parte superior do
dispositivo, a chuva é recolhida e, em seguida,
canalizada para um dispositivo mecânico, chamado um
báscula.
Pluviômetro
Sensor com pluviômetro padrão, 0,2mm 
• Resolução: 0,2 mm
• Precisão: 1% até 50 mm/ hr
• Diâmetro do Coletor: 154 mm
• Faixa de operação da umidade: 0 a 100%
• Peso: 1,2 kg Altura: 255 mm
• Sensor tipo báscula com reed switch
• Nível de bolha integrado para nivelamento
• Exterior em alumínio resistente, Coletor de alumínio anodizado
Pluviômetro
Sensor com pluviômetro com coletor grande, 0,1mm
• Resolução: 0,1 mm
• Precisão: 1% até 50 mm/ hr
• Diâmetro do Coletor: 245 mm
• Faixa de operação da umidade: 0 a 100%
• Peso: 1,2 kg Altura: 305 mm
• Sensor tipo báscula com reed switch
• Nível de bolha integrado para nivelamento
• Exterior em alumínio resistente Coletor de alumínio anodizado
Pluviômetro
Sensor com pluviômetro de sifão, 0,2mm
Este é um Pluviômetro Automático Digital, pois vêm com datalogger interno que 
possibilita que ele armazene os dados de quantidade de chuva por longos 
períodos sem a necessidade de ligar o pluviômetro a uma estação completa ou 
de manutenção diária.
Registro preciso de quando choveu e em qual quantidade acumulada para cara 
período.
Sensores de radiação global
Piranómetro
Sensor que determina a 
radiação solar global e difusa
Pireliómetro
Sensor que determina a 
radiação solar direta
Anemógrafo ou Datalogger
Sistema computadorizado que registra, interpreta e
armazena os sinais dos vários sensores instalados.
Os dados podem ser apresentados como instantâneos brutos,
com tratamento estatísticos e diferentes intervalos de
integração.
Principais características:
• Número de canais;
• Taxa de amostragem;
• Intervalo de integração;
• Alimentação elétrica;
• Capacidade de armazenamento.
Anemógrafo ou Datalogger
Conexão remota
Dispositivo utilizado para enviar e receber dados e
informações de programação de forma remota.
Principais meios:
Rede celular: GSM, GPRS, CSD, CDMA;
Satélite; Iridium, Globalstar;
Rede ethernet, Wifi;
Rádio.
Leitora de dados
Dispositivo utilizado para ler e transportar os dados
armazenados nas memórias de massa para o computador.
Torres de medição
Podemos definir uma torre de medição como: uma torre
metálica, com estrutura tubular ou treliçada triangular
ou quadrada, estaiada ou autoportante, instrumentada
com os sensores de medição, com banco de baterias
alimentado por um painel solar, com um sistema de
aquisição de dados, um sistema de proteção contra
descargas atmosféricas e um sistema de transmissão de
dados (GSM, satélite, rádio, SCADA, outro).
Torres metálicas
Para torres treliçadas, recomenda-se que o comprimento
“L” seja 06 vezes o comprimento da face da torre;
Para torres tubulares, recomenda-se que o comprimento “L”
seja 08 vezes o diâmetro do tubo.
Torres metálicas
Torre Treliçada– influência do vento
Depende das condições de vento (direção e velocidade)
Torres metálicas
Torre cilíndrica – influência do vento
Depende da geometria e dimensões da torre; condições de 
vento (direção e velocidade) e das condições de montagem 
das hastes do sensores
Torres metálicas
Numa análise mais simplificada, a comparação quanto ao
uso de um tipo de estrutura ou outra, treliçada ou tubular,
Torre Treliçada leva vantagem em relação ao seu uso no
período atual, onde medições mais altas são cada vez mais
necessárias.
Torre tubular apesar de apresentarem uma maior facilidade
em relação a sua instalação e seu menor custo, não oferece
a capacidade de carga e a altura que uma torre treliçada
oferece, praticamente não sendo mais usadas hoje na
medição de potencial eólico, onde os aerogeradores
comerciais na atualidade apresentam altura de cubo em
torno de 100 m.
Manutenção de Torres
Anemométricas
Manutenções em estações anemométricas
são necessárias como garantia da qualidade dos
dados coletados pelos sensores, além de garantir
a segurança da equipe de
montagem/manutenção, já que a atividade é
caracterizada como Trabalho em Altura.
FREQUENCIA DE MANUTENÇÃO
Dependente do formato da coleta de dados:
 Manual – Coleta feita por operador com experiência.
Visita mensal ao site.
 Remoto – Uso de tecnologia GSM/Rádio/Satélite. Visitas
com menor frequência. Contribuiu para diminuição de
despesas na campanha de medição. Recomenda-se visita
mensal para manutenção preventiva da torre.
Garantia de mais de 90% de dados recuperados e validados.
Manutenção de Torres Anemométricas
FREQUENCIA DE MANUTENÇÃO
Coleta e análise diária dos dados:
Visitas eventuais quando diagnosticados problemas em potencial nos sensores.
Recomendação geral: 1 visita semestral para manutenção preventiva, 
caso não sejam identificadas intercorrências.
Manutenção de Torres Anemométricas
Manutenção de Torres Anemométricas
PROCEDIMENTOS PARA OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO
Uso de Checklists: Descrição das tarefas sequenciais para atividade programadas e
não-programadas;
Deve Conter:
Descrição da torre: Descrição simplificada da torre (altura, estais, sensores,
quantidade de sensores, coordenadas....);
Sistema: Informações básicas dosequipamentos instalados na torre (anemômetros,
birutas, termohigrometros, barômetros, datalogger.....);
Cuidados de rotina: Atividade padrão numa manutenção preventiva (limpeza do
painel solar, checagem dos conectores......)
Manutenção de Torres Anemométricas
Cuidados de rotina
Manutenção de Torres Anemométricas
Cuidados de rotina
Manutenção de Torres Anemométricas
Cuidados de rotina
Manutenção de Torres Anemométricas
Cuidados de rotina
Manutenção de Torres Anemométricas
Procedimentos para Manutenção
 Procedimentos de Escritório: Garantir o perfeito planejamento da
atividade a ser realizada;
 Procedimentos de site: Garantir que a atividade seja executada em sua
totalidade;
 Procedimentos de partida: Testes finais antes da saída do site
Manutenção de Torres Anemométricas
Procedimentos de Escritório:
 Estabelecer a razão da atividade;
 Visita programada ou não-programada;
 Resolução de problema em sensor/torre;
 Necessário procedimento de escalada;
 Recomendável notificar os proprietários das áreas;
 Pessoal de campo: Ferramentas, equipamentos, manuais, peças de
reposição.
Manutenção de Torres Anemométricas
Procedimentos de Escritório:
 Realizar testes em todos os equipamentos no laboratório (GPS, baterias,
notebook, bússola, softwares;
 Especificar equipe (a depender da atividade realizada – telemetria/troca
de sensor/derrubada de torre). Atividades que envolvem escalada
necessitam de pelo menos 2 pessoas.
Manutenção de Torres Anemométricas
Procedimentos de Site:
 Realizar coleta dos dados na chegada e saída da torre. (minimiza perda de
dados, erro de operador, descargas estáticas, picos de energia e verificação
de componentes.
 Realizar inspeção visual de todo o sistema:
Datalogger Sensores Sistema de comunicação
Aterramento Fiação Conexões
Booms Âncoras Estais
Orientação Limpeza Animais
Manutenção de Torres Anemométricas
Procedimentos de Site:
Datalogger
Sensores
Comunicação
Conexões
Booms
Estais
Manutenção de Torres Anemométricas
Procedimentos de Site:
 Realizar substituição de componentes previstos;
 Verificação de dados instantâneos e observação se os dados encontram-se
dentro dos limites razoáveis.
Animais
Comunicação
Limpeza
Manutenção de Torres Anemométricas
Procedimentos de Partida:
 Realizar coleta dos dados;
 Transmissão remota deve ser
confirmada antes da partida;
 Caixa deve ser fechada com cadeado;
 Registro de horário de partida
Manutenção de Torres Anemométricas
Documentação deve conter:
Lista seqüencial de atividades a serem realizadas; (recuperação de dados,
trabalho na torre com procedimento de escalada).
Conclusões e recomendações. (relato detalhado do trabalho realizado, com
resultados, observações e possíveis ações para a próxima visita).
Manutenção de Torres Anemométricas
Verificações Anemômetros
Todos os sensores devem ser inspecionados e sua
funcionalidade;
Recomenda-se inspeção com uso de binóculos;
Caso identificado, sensores defeituosos devem ser substituídos.
 Sensor gira livremente;
 Orientado corretamente;
 Análise dos cabos de descida de sinal;
 Valores razoáveis no datalogger.
Manutenção de Torres Anemométricas
Verificações Birutas
Todos os sensores devem ser inspecionados e sua funcionalidade;
Recomenda-se inspeção com uso de binóculos;
Caso identificado, sensores defeituosos devem ser substituídos.
 Sensor gira livremente;
 Orientado corretamente;
 Análise dos cabos de descida de sinal;
 Valores razoáveis no datalogger.
 Verificação da zona morta
Manutenção de Torres Anemométricas
Verificações Torres
Verticalidade. Caso identificado, ajustar
estais.
Assistir videos.
Manutenção de Torres Anemométricas
ESTOQUE DE PEÇAS SOBRESSALENTES
Antecipação de possíveis problemas.
A quantidade depende:
 Quantidade de torres instaladas. (para cada 6 torres, ter equipamentos
para duas)
 Condições ambientais. Locais onde as condições climáticas são severas.
 Disponibilidade de equipamentos. Equipamentos que requerem
importação. Garantir estoque devido demora em processo de compra.
Manutenção de Torres Anemométricas
ESTOQUE DE PEÇAS SOBRESSALENTES
A quantidade depende:
 Histórico de Manutenção. Registro de intervenções com identificação de
problemas.
 Identificação de quais sensores/equipamentos apresentam maior
frequência de falhas. Constitui base para um programa de manutenção de
torres de medição além de fornecer quais itens devem ter em maior
quantidade em estoque.
 Diagrama de Pareto.
Manutenção de Torres Anemométricas
Frequências de Falhas
SERVIÇOS QUANT
ANEMOMETROS 88
SUPORTE
ANEMOMETROS
12
ESTAIS 29
ESTICADORES 3
BALISADORES 11
SUPORTE
BALISADORES
2
PAINEL SOLAR 4
TH 7
SUPORTE TH 3
LOGGER 8
CAIXA 11
SUPORTE CAIXA 2
TORRE 6
BAT 12V 6
BAT LITIO 1
STROBO 3
SUPORTE
STROBO
0
CABOS 8
MODEM 13
WIND VANE 3
CHIP 11
BAROMETRO 1
Bibliografia
FADIGAS, Eliane Faria Amaral, Energia Eólica, 1ª Edição, Editora Manole;
COSERN Grupo Iberdrola, CAMARGO SCHUBERT, Engenharia Eólica, Atlas de Potencial 
Eólico do estado do Rio Grande do Norte. 2003;
GWEC, GLOBAL WIND REPORT ANNUAL MARKET UPDATE, 2014;
ABEEólica - Associação Brasileira de Energia Eólica, Boletim de dados Dezembro 2021;
MEASNET ANEMOMETER CALIBRATION V2_OCT 2009;
ASPECTOS DA CALIBRAÇÃO DE ANEMÔMETROS NOS EMPREENDIMENTOS EÓLICOS. Alé
Jorge, Simioni Gabriel, Hack Pedro. Centro de Energia Eólica. Faculdade de Engenharia
da Pontificia Universidade Católica do Rio Grande do Sul- PUCRS.
IEC 61400-12-1 POWER PERFORMANCE.
Obrigado!!
José Izaac Leite de Amorim
Professor Eletrotécnica e Energias Renováveis 
SENAI - Centro de Inovação e Tecnologia Industrial
Pós graduado em Energia Solar
Especialista em Energia Eólica
Engenheiro Eletricista
Graduado em Computação
izaacamorim@fiepb.org.br