8 - Anemometria 2013

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¨  O vento é uma grandeza vetorial determinada 
pela velocidade e direção do fluxo de ar. 
¨  É importante para a meteorologia e outras áreas: 
¡  Engenharia 
¡  Transporte 
¡  Agricultura 
¡  Energia 
¡  Poluição da água e do ar 
¡  ... 
¨  Sir Francis Beaufort (1774-1857), almirante 
Britânico, criou uma escala, de 0 a 12, 
observando o que acontecia no aspecto do mar 
(superfície e ondas), em conseqüência da 
velocidade dos ventos. 
¨  Posteriormente, esta tabela foi adaptada para a 
terra. 
Em 1903 a equivalência entre os 
números da escala e o vento foi 
estabelecida pela fórmula: 
 
U = 1.87B3/2 
 
U - velocidade do vento em milhas náuticas (mn*) por segundo 
B - número Beaufort. 
* 1 mn=1852m 
No DA 
ESCALA 
DESCRIÇÃO VELOCIDADE 
EQUIVALENTE A 
10m (m/s) 
ESPECIFICAÇÃO PARA 
OBSERVAÇÕES 
0 Calmaria 0,00 - 0,20 Não há qualquer movimento perceptível no ar. A fumaça 
das chaminés eleva-se verticalmente. 
1 Bafagem 0,3 - 1,5 Quando a fumaça das chaminés eleva-se com um 
pequeno desvio da vertical e mal se move a grimpa dos 
cata-ventos. 
2 Aragem 1,6 - 3,3 Quando se sente o ar nas faces. As folhas das árvores 
movem-se ligeiramente. 
3 Fraco 3,4 - 5,4 Quando se percebe o movimento das bandeiras e é 
constante o das folhas das árvores. 
4 Moderado 5,5 - 7,9 Quando se percebe o movimento dos pequenos galhos 
das árvores, ou pedaço de papel e poeira são 
levantados do chão. 
5 Fresco 8,0 - 10,7 Quando se distingue o movimento dos arbustos e dos 
galhos mais grossos das árvores ou se agita levemente 
a superfície das águas dos rios, riachos, lagos, etc. 
No DA 
ESCALA 
DESCRIÇÃO VELOCIDADE 
EQUIVALENTE 
A 10m (m/s) 
ESPECIFICAÇÃO PARA 
OBSERVAÇÕES 
6 Muito fresco 10,8 - 13,8 Quando se ouve o assobio do vento a entrar pelas frestas 
das casas ou ao passar pelos fios telefônicos; quando se 
ouve o ruído proveniente de seu encontro com diferentes 
objetos de grandes dimensões e os galhos maiores das 
árvores são agitados. Torna-se difícil o uso do guarda-
chuva. 
7 Forte 13,9 - 17,1 
 
Quando se nota o balanço dos troncos das pequenas 
árvores. 
8 Muito forte 17,2 - 20,75 Quando agita e verga as árvores; com esta velocidade o 
vento oferece sensível resistência a quem marcha em 
direção contrária a ele. 
No DA 
ESCALA 
DESCRIÇÃO VELOCIDADE 
EQUIVALENTE 
A 10m (m/s) 
ESPECIFICAÇÃO PARA 
OBSERVAÇÕES 
9 Duro 20,8 - 24,4 
 
Quando se deslocam os objetos relativamente pesados, tais 
como: telhas, etc. 
10 Muito duro 24,8 - 28,4 
 
Quando as árvores são derrubadas e as casas destelhadas; 
produz danos materiais; de ocorrência rara no interior dos 
continentes. 
11 Tempestuoso 28,5 - 32,6 
 
Quando resultam graves destruições; as árvores são 
arrancadas completamente, etc. Observado muito 
raramente no interior dos continentes. 
12 Furacão 32,7-... 104,0 k/h Quando as construções são arrasadas e produz outros 
efeitos devastadores; vento repentino e impetuoso. 
Observado raríssimas vezes. 
¨  kt- nó 
¨  ft – pé 
¨  mi- milhas (1609m), 
 
¨  Ao passar por dentro do cone de material 
flexível o vento faz o conjunto se alinhar com a 
direção do escoamento. 
¨  A determinação da direção é feita visualmente 
com relação a referencial(ais) fixo(s). 
 
¨  Dispositivos montados sobre eixos verticais. 
¨  Sua concepção aerodinâmica é projetada para 
manter o seu eixo horizontal alinhado com o 
escoamento. 
¨  A parte da frente aponta para a direção de 
onde o vento vem. 
2.2.1- Modelos antigos 
¨  Diereção determinada visualmente com relação 
a um referencial 
 
2.2.2 – Modelos atuais 
¨  Direção determinada através de potenciômetro: 
quando o eixo gira dentro do campo magnético é gerada 
uma corrente elétrica. A direção é calculada a partir do 
valor da voltagem 
 
¨  A direção do vento é determinada em graus (0 a 
360) ou com relação a referencias geográficos: os 
pontos cardeais. 
 
Nome Abreviação Direção (Graus) 
Norte N 0 ou 360 
Leste E 90 
Sul S 180 
Oeste O 270 
b)  Pontos colaterais 
Nome Abreviação Direção 
(Graus) 
Nordeste NE 45 
Sudeste SE 135 
Sudoeste SO 225 
Noroeste NO 315 
c)  Pontos sub-colaterais 
Nome Abreviação Direção 
(Graus) 
Norte-Nordeste NNE 22,5 
Este-Nordeste ENE 67,5 
Este-Sudeste ESE 112,5 
Sul-Sudeste SSE 157,5 
Sul-Sudoeste SSO 202,5 
Oeste-Sudoeste OSO 247,5 
Oeste-Noroeste ONO 292,5 
Norte-Noroeste NNO 337,5 
 
Métodos 
I.  Força exercida sobre uma área conhecida; 
II.  Diferença entre a pressão total e a pressão 
estática; 
III.  Rotação de um sistema (conchas ou hélice) 
introduzido no escoamento 
Métodos 
 
I.  Tempo que uma partícula identificável leva 
para percorrer uma distância conhecida; 
II.  Variação da resistência elétrica pelo 
resfriamento de um condutor elétrico 
introduzido no escoamento. 
III.  Tempo que um pulso sonoro leva para 
percorrer uma distancia conhecida. 
¨  A força do vento faz deslocar o 
elemento sensível (placa de metal) que 
se desloca na vertical. 
¨  A determinação da velocidade é feita 
através de uma escala fixa ao eixo 
¨  A grimpa orienta o conjunto a se 
posicionar sempre perpendicular ao 
escoamento e com isso é possível 
também obter a direção do vento. 
. 
¨  O vento faz girar um sistema composto por 3 
conchas (polar) ou uma hélice (ortogonal). 
¨  A velocidade do vento é proporcional a 
velocidade angular do eixo. 
¨  A velocidade é calculada utilizando: 
 
Ø  Gerador de corrente continua ou alternada (velocidade 
em função da voltagem gerada); 
Ø  Conta giros: 
Ø Gerador de pulso mecânico 
Ø Gerador de pulso magnético 
Ø Gerador de pulso óptico 
 Pode ter 3 ou 4 conchas 
¨  Necessitam de um leme 
aerodinâmico. 
 Medida da velocidade e da direção 
 
 ¨  A diferença entre a pressão dinâmica e da pressão estática provoca um deslocamento “h” 
no líquido do manômetro. 
¨  O cálculo da velocidade do vento é efetuado a 
partir do valor de “h”. 
¨  A velocidade é 
calculada pela diferença 
entre a pressão dinâmica 
e a pressão estática 
 
—  Para condições normais (atmosfera não-padrão) 
 
v = velocidade (m/s) 
B = pressão barométrica (hPa) 
T = temperatura absoluta (°K) 
Ps = pressão estática em (Pa) 
Pv = pressão de velocidade (pressão dinâmica) (Pa) 
—  O terceiro termo na raiz 
 é uma correção da pressão estática no interior do duto e pode 
ser desprezada se Ps for inferior a 2500 Pa. 
Pv
Ps
T
B
v ×
+
××= 5
53
10
10
289
10291,1
Ps+5
5
10
10
¨  Uma resistência (geralmente fio de platina ou 
tungstenio) é aquecida através da corrente elétrica 
fornecida por uma bobina. 
¨  A velocidade é calculada em função do resfriamento 
da resistência devido ao efeito de ventilação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
* - Permite a realização de medidas em alta freqüência. 
¨  Um pulso sonoro é enviado de um pólo 
(emissor) a outro (receptor). 
¨  O tempo que o pulso sonoro leva para 
atravessar a distância (x) entre os dois pólos é 
função da velocidade do vento. 
¨  O registro dos tempos de percurso de cada 
pulso permite calcular a velocidade do vento. 
¨  Pode ser “uni”, “bi” e tri-dimensional 
Permite a realização de medidas em alta 
freqüência. 
¨  Uni-dimensional (1D) 
¨  Bi-dimensional (2D) 
¨  Tri-dimensional (3D)