Projeto ONDISA 8 - Desenvolvimento de tecnologia para transposição de barragens e de instrumentação para segurança da navegação hidroviária

RELATÓRIO TÉCNICO Convênio: 01.100699-00 Projeto ONDISA 8 - Desenvolvimento de tecnologia para transposição de barragens e de instrumentação para segurança da navegação hidroviária. AUNI – Área de Universidades

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ÍNDICE 1.INFORMAÇÕES DO RELATÓRIO:............................................................................................. 4 2.IDENTIFICAÇÃO ............................................................................................................................ 4 2.1.PROJETO E SUBPROJETOS .................................................................................................................. 5 2.2.COORDENAÇÃO GERAL ..................................................................................................................... 5 2.3.INSTITUIÇÕES .................................................................................................................................... 5 3.DESCRIÇÃO DO PROJETO: ......................................................................................................... 6 3.1.OBJETIVO GERAL DO PROJETO: ......................................................................................................... 6 3.2.RESULTADOS ESPERADOS: ................................................................................................................ 6 4.DESENVOLVIMENTO DO PROJETO: ....................................................................................... 6 4.1.PLANO DE METAS.............................................................................................................................. 6 4.2.DESCRIÇÃO ....................................................................................................................................... 6 META 1 - Levantamento de Base de Dados de Eclusas e Comboios. ................................................................................... 9 META 2 – Desenvolvimento de Modelo Físico e Hidrodinâmico para Aproximação em Eclusas. .................................... 23 META 3 – Instalação de Equipamentos, Sensores e Rede de Comunicação do Sistema de Aproximação. ........................ 36 META 4 – Estudos e Testes de Validação do Modelo de Aproximação para Transposição de Barragens. ....................... 44 META 5 – Avaliação dos Mecanismos de Disseminação da Informação do Sistema de Aproximação.............................. 54 META 6 – Desenvolvimento em Laboratório do Protótipo de Ondógrafo Óptico. ............................................................. 68 META 7 - Avaliação de Resposta de Medição do Ondógrafo Óptico. ................................................................................ 78 META 8 - Identificação e Análise de Áreas para Medição de Atenuação de Ondas pela Vegetação. ............................. 101 META 9 - Campanha de Instalação, Operação e Coleta de Dados de Vento, Corrente e Ondas para Estudos de Amortecimento. ................................................................................................................................................................. 128 META 10 – Continuidade do desenvolvimento das relações vento – ondas. .................................................................... 139 META 11 - Evolução da Abordagem de Medição de Altura e Período de Ondas Usando Técnicas de Inteligência Artificial (redes neurais) ................................................................................................................................................... 157 META 12 - Seminários de Avaliação do Projeto e Controle Geral. ................................................................................. 174 META 13 - Campanha de Medição de Campo para Teste de Protótipo. .......................................................................... 182

5.RESULTADOS: ............................................................................................................................ 183 5.1.PRODUÇÃO CIENTÍFICA ................................................................................................................. 184 5.2.PRODUÇÃO TECNOLÓGICA ............................................................................................................ 188 5.3.SERVIÇOS ...................................................................................................................................... 189 5.4.DIFUSÃO........................................................................................................................................ 190 5.5.OUTROS ......................................................................................................................................... 195 6.INFRAESTRUTURA: .................................................................................................................. 197 6.1.OBRAS, SERVIÇOS E EQUIPAMENTOS. ............................................................................................ 197 6.2.OBSERVAÇÕES: ............................................................................................................................. 197 7.EQUIPE TÉCNICA: ..................................................................................................................... 198 7.1.CAPACITAÇÃO: .............................................................................................................................. 198 7.2.ALTERAÇÕES ................................................................................................................................. 201 7.3.COMPOSIÇÃO DA EQUIPE EXECUTORA: ......................................................................................... 201 7.4.BOLSISTAS .................................................................................................................................... 201 8.PARCERIAS INSTITUCIONAIS ............................................................................................... 202 9.FONTES ......................................................................................................................................... 207 2

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9.1.NOVAS FONTES ............................................................................................................................. 207 9.2.CONTRAPARTIDA........................................................................................................................... 207 10.TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA ................................................................................. 208 11.IMPACTOS ................................................................................................................................. 209 IMPACTOS TECNOLÓGICOS................................................................................................................... 209 IMPACTOS ECONÔMICOS. ..................................................................................................................... 210 IMPACTOS SOCIAIS. ............................................................................................................................. 211 IMPACTOS AMBIENTAIS. ...................................................................................................................... 211 12.DIFICULDADES ........................................................................................................................ 212 13.CONCLUSÕES, RECOMENDAÇÕES, PERSPECTIVAS E COMENTÁRIOS. ............... 213 14.IDENTIFICAÇÃO DOS ANEXOS ........................................................................................... 214 15.ASSINATURA ............................................................................................................................. 214 16.ANEXO A – PLANO DE METAS ............................................................................................. 215 17.ANEXO B – PLANILHA DE BOLSAS .................................................................................... 224 18.ANEXO C – PLANILHAS DE OBRAS, SERVIÇOS E EQUIPAMENTOS. ....................... 227 C.1 - BENS E SERVIÇOS ....................................................................................................................... 227 C.2 - OBRAS E INSTALAÇÕES ............................................................................................................... 228

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1. INFORMAÇÕES DO RELATÓRIO: Final ou

Tipo de Relatório:

Parcial:

Período de abrangência do Relatório: De:

15/12/2010

Até:

15/12/2014

2. IDENTIFICAÇÃO FEPISA - Fundação de Ensino Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira CNPJ: 00.357.503/0001-19 Passeio Cuiabá, 115 15385-000 Ilha Solteira – SP UNESP/FEIS - Universidade Estadual Paulista Júlio Mesquita Filho - Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira CNPJ : 48.031.918/0015-20 Av. Brasil, 56 - Centro 15385-000 Ilha Solteira – SP IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo CNPJ: 60.633.674/0001-55 Av. Prof. Almeida Prado, 532 Cidade Universitária - Butantã 05508-901 São Paulo – SP CEETPS – Centro Estadual de Educação Paula Souza - Fatec/Jau - Faculdade de Tecnologia de Jahú. CNPJ: 62.823.257/0020-63 Rua Frei Galvão, s/n - Jd. Pedro Ometto 17212-599 Jaú – SP UFRJ – Universidade Federal do Rio De Janeiro – Coppe - Coordenação dos Programas de PósGraduação – Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia Laboratório De Traçadores. CNPJ: 33.663.683/0055-09 Cidade Universitária, Centro de Tecnologia, Bloco G, sala 101 21949-900 Ilha do Fundão – Rio de Janeiro – RJ SINDASP - Sindicato dos Armadores de Navegação Fluvial do Estado de São Paulo CNPJ: 67.633.385/0001-48 Rua Ana Ricci Biliassi, 204 , 1º andar, Centro 17340-000 Barra Bonita - SP D.H. - Departamento Hidroviário/Secretaria dos Transportes do Estado de São Paulo CNPJ 46.375.200/0002-00 Av. do Estado, 777, ala B – Ponte Pequena 4

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01107-901 São Paulo - SP Coordenador Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati – Faculdade de Engenharia, UNESP – Ilha Solteira. CPF: 330.206.719-49 LH² - Laboratório de Hidrologia e Hidrometria Av. Brasil, 56 – Centro 15385-000 Ilha solteira - SP

2.1.

Projeto e Subprojetos

Título do Projeto: Sigla Desenvolvimento de tecnologia para transposição de barragens e de instrumentação para segurança da navegação hidroviária. ONDISA8

2.2.

2.002.306,91

Coordenação Geral

Nome Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati

2.3.

Valor

CPF 330.206.719-49

Telefone (18) 3743-1071

E-mail [email protected]

Instituições

Convenente Fundação de Ensino Pesquisa e Extensão de Ilha Solteira.

Sigla FEPISA

Executor Sigla Universidade Estadual Paulista Júlio Mesquita Filho - Faculdade de Engenharia UNESP/FEIS de Ilha Solteira. Co-Executores Sigla Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo IPT Centro Estadual de Educação Paula Souza - Fatec - Jau - Faculdade de CEETPS Tecnologia de Jahú. FATEC/Jahú Universidade Federal do Rio de Janeiro – Coppe - Coordenação dos Programas UFRJ de Pós-Graduação – Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa COPPE de Engenharia Intervenientes Sindicato dos Armadores de Navegação Fluvial do Estado De São Paulo Governo do Estado de São Paulo - Secretaria dos Transportes do Estado de São Paulo / Departamento Hidroviário

Sigla SINDASP D.H.

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3. DESCRIÇÃO DO PROJETO: 3.1.

Objetivo Geral do Projeto:

1- Desenvolver e testar em condições operacionais um sistema para auxílio de aproximação e entrada de barcaças em eclusas da hidrovia Tietê-Paraná com indicativo sinalizado por luzes e/ou GPS, através de modelagem física e hidrodinâmica de pressão, produzida pela velocidade e direção do vento e pelo arraste de ondas sobre a área estrutural dos comboios. 2- Desenvolver e testar um ondógrafo óptico para águas rasas com medições de altura e período usando câmeras de filmagem infravermelho e tecnologia computacional de reconhecimento de padrões. 3- Estudar e avaliar o processo de amortecimento de ondas resultante da vegetação subaquática tendo em vista a importância no processo de erosão de margens de reservatórios. 4- Obter dados para validação de relações vento-ondas em lagos da hidrovia Tietê-Paraná. 3.2.  

Resultados Esperados:

 

Desenvolvimento de protótipo de ondógrafo óptico para águas rasas. Estabelecimento de base metodológica para criação de mecanismos gerenciais e normativos ao transporte de cargas perigosas na hidrovia. Produção de base de dados para estudos e pesquisas de ondas em águas rasas. Produção de software do modelo de aproximação para eclusagem.

4. DESENVOLVIMENTO DO PROJETO: 4.1.

Plano de Metas O plano de metas está descrito no anexo A.

4.2.

Descrição

Considerando como baliza de referência os objetivos e os resultados esperados previstos na proposta de pesquisa original, a execução dos temas de estudo, investigação, pesquisa e desenvolvimento concluídos neste projeto, superam, em muito, o que se imaginava ser possível realizar. Todas as metas foram integralmente cumpridas, de modo que se pode afirmar que as finalidades do projeto foram plenamente atingidas e com êxito. O desenvolvimento do sistema para auxílio de aproximação para eclusagem foi um marco neste projeto. Destacam-se: a metodologia pioneira, no Brasil, de construção do sistema tanquetúnel de vento empregado para a obtenção dos parâmetros da modelagem física e hidrodinâmica de ação do vento em comboios; as técnicas, processos e instrumentação que foram desenvolvidas para coleta das forças que atuam na área velica de modelo reduzido de embarcação; o desenvolvimento de hardwares e softwares do sistema de aproximação de embarcações para transposição de barragens; a tecnologia do sistema eletrônico computacional de auxílio à

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eclusagem, entre outros. Aliás, este sistema foi implantado no C.O.H. – Centro Operacional da Hidrovia da AES Tietê. O desenvolvimento proposto para o ondógrafo óptico para águas rasas que previa originalmente a utilização de mecanismo por câmera de filmagem infravermelha precisou ser alterado no transcorrer da pesquisa, por um mecanismo de medição de distância a laser. Essa alteração foi necessária em razão de se desejar a coleta de dados em tempo real e no caso havia dificuldades de transmissão via rádio de arquivos grandes como os de imagem. O ondógrafo óptico com distanciômetro a laser desenvolvido contornou o problema de transmissão de dados, empreendeu simplicidade e confiabilidade nas medições. Sobretudo, aumentou significativamente a capacidade de taxa de amostragem nas medições, permitindo acompanhar em detalhes a evolução do estado de agitação dos lagos desde as pequenas ondulações. A propósito, o ondógrafo óptico desenvolvido apresenta excelente resposta de medição de altura e período de ondas em águas rasas, com aplicação para monitoramento contínuo de ondas e inclusive para medições de agitação leve em lagos e costas visando estudos de erosividade de margens. Os estudos sobre o processo de amortecimento de ondas pela vegetação subaquática e de erosão de margens de reservatórios abordaram aspectos da variação espaço-temporal da proliferação de macrófitas aquáticas nos reservatórios de Jupiá e Ilha Solteira. Foram realizadas campanhas de coleta de dados no reservatório de Ilha Solteira e utilizados os modelos SWANVEG, SWAN team (2014), para simular as ondas geradas por vento na presença de vegetação. Alguns testes de sensibilidade foram primeiramente realizados para a zona em estudo considerando uma batimetria de profundidade constante, variando as características do vento e da vegetação. Verificou-se que existe uma redução significativa, quando uma área de vegetação é considerada e para os pontos dentro ou perto dessa área. Isto é mais evidente nos casos em que a velocidade do vento é maior. Além disso, verificou-se que não há uma variação da altura significativa de onda (Hs) com a direção das ondas nos casos com vegetação. No caso do reservatório de Porto Primavera onde a vegetação aquática não donima as margens do talvegue principal por causa dos severos efeitos de batimento das ondas, optou-se por realizar uma campanha de coleta de dados visando estudos de erosividade das margens. Na coleta de dados de ondas foi testada uma nova metodologia usando três transdutores de pressão arranjados numa arquitetura em triângulo equilátero e mais um quarto avançado em direção ao meio do rio. A margem em estudo situa-se próximo a baragem de Porto Primavera no município de Anaurilândia – MS e tem apresentado intensa erossão pela agitação do lago. Ela tem sido objeto de experimentos e estudos para contenção da energia das ondas por parte do IPT-Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo ao qual prestamos apoio com essa campanha de medição de vento e ondas. Adicionalmente, face ao vínculo do tema plantas aquáticas e problemas na geração de energia elétrica, foi realizado um estudo preliminar do impacto na geração de energia devido à obstrução dos painéis de grades de tomada d’água por plantas aquáticas. Frequentemente, essas obstruções causam a indisponibilidade temporal da unidade geradora devido à parada ou redução de carga para realizar a limpeza e manutenção. Foram simulados os esforços nos painéis de grade para diversos níveis de obstrução e levantadas algumas premissas de propositura de um modo de monitoramento de obstrução de grades de tomada d’água. Por fim, enfatizam-se com méritos os trabalhos da equipe de campo para a implantação da rede de sensores e de telemetria de dados. As programações da instrumentação e os softwares para a operacionalização da rede foram elaborados de modo a permitir a transmissão dos dados de todas as estações em tempo real. Desse modo foi estabelecido um verdadeiro sistema de 7

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monitoramento, permitindo inclusive interrogar a partir do LH² em Ilha Solteira, instrumentos situados a 350 km de distância e instalados no meio do lago de Porto Primavera. Assim, as campanhas de monitoramento de vento e ondas efetuadas continuamente por dois anos consecutivos, se constituíram num acervo de dados extraordinário para validação de relações vento x ondas em lagos. Em síntese, o projeto foi concluído a bom termo com o cumprimento de todas as metas físicas, sendo que para muitas delas foi realizado muito mais do que havia sido previsto no projeto original. Houve, de fato a necessidade de dilação do prazo para conclusão de algumas metas físicas em decorrência de atrasos no processo de importação de parte da instrumentação e em função de anormalidades da hidrológicas de seca na bacia do Rio Paraná. Assim, a conclusão do projeto prevista para dezembro de 2012 careceu de adiamento para dezembro de 2014. Consideradas estas correções, o projeto se desenvolveu normalmente, produzindo avanços, com metodologias e resultados, pioneiros para a medição de ondas em águas rasas. A seguir estão relatadas as atividades desenvolvidas e os resultados para as respectivas metas do projeto. Nesses relatos, optou-se por fazer a descrição para apresentação das atividades das metas seguindo-se a sintese das publicações delas decorrentes e que se encontram referenciadas nos itens 5.

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META 1 - Levantamento de Base de Dados de Eclusas e Comboios. Introdução Inicialmente as obras civis empreendidas no rio Tietê foram feitas buscando se aproveitar do potencial energético. Com o passar do tempo outras malhas tais como a ferroviária e rodoviária alcançaram o rio e desta forma as obras civis foram executadas visando apenas a transposição, não empregando o rio como uma via para o transporte. Com o tempo, o país passou a ser um importante exportador de alimentos e matérias primas, utilizando de forma mais intensa o modal de transporte hidroviário para escoar a produção até os portos (Anderson et. Al.). De acordo com a Figura 1, no período analisado, a região apresentou uma taxa de crescimento de 8 % e responde por quase 30 % da produção nacional.

Figura 1.1. Evolução da produção em Mt (Milhares de toneladas) plantadas (Anderson et al.).

Os principais produtos exportados pelo Centro-Oeste são mostrados na Figura 1.2 sendo que, atualmente os mais importantes são os grãos de cereais.

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Figura 1.2. Evolução dos produtos escoados produzidos na região Centro-Oeste.

A Figura mostra o escoamento desta produção para os portos. O porto de Santos é o que recebe o maior volume da produção oriundo da hidrovia, ferrovia e rodovia. Desta forma a hidrovia é estratégica para o escoamento da produção.

Figura 1.3. Portos que escoam a produção da região Centro-Oeste.

O Rio Tietê por ser uma via navegável com sinuosidades e vários obstáculos, é toda sinalizada em sua extensão indicando o canal de navegação, as disposições na passagem em pontes e áreas para efetuar a transposição de eclusas. As obras civis construídas ao longo do tempo se tornaram pontos críticos para a navegação (Castro 2003). A cada ano se observa um aumento no fluxo de embarcações transportando cargas pelo rio Tietê e elas estão sujeitas a uma grande variedade de acidentes, como mostra a Figura 1.4 (Nunes 2000). O crescimento expressivo da produção agrícola no Centro-Oeste tem motivado estudos sobre segurança no transporte assim como da capacidade portuária (Anderson et. Al.) e da 10

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manutenção das embarcações (Korzeniewski 2010). Os acidentes que ocorrem nos portos são originados por colisões de embarcações devido às características do local. Já na hidrovia, os acidentes peculiares decorrem da transposição de obras civis tais como pontes, eclusas ou quando a embarcação se afasta do canal de navegação colidindo com o leito do rio. A maioria dos acidentes ocorre por colisão em pontes seguida de colisões em eclusas (Nunes 2000).

Figura 1.4. Distribuição dos acidentes de colisão (Nunes 2000). Várias obras de proteção aos pilares foram executadas de forma que nos dias atuais a incidência maior dos acidentes passou a ser colisão em eclusas. Eventos ambientais podem contribuir assim como a falta de cuidados nos aspectos do projeto, construção, operação e a manutenção das embarcações para este tipo de acidente. Assim este trabalho busca procurar indícios significativos que tenham contribuído para as colisões nas eclusas. Uma das etapas deste estudo é o levantamento dos acidentes ocorridos na hidrovia TietêParaná usando como base de dados os relatórios da Capitania Tietê-Paraná. Um dos elementos que podem contribuir para colisões é o fator potência de propulsão. Embarcações que não tenham potência mínima de operação em função da tonelagem transportada são as mais suscetíveis às colisões. Desta forma por meio de questionários aos comandantes dos comboios, buscamos caracterizar o sistema de propulsão e saber as condições de operação em dias com tempo ruim. Outro fator importante é conhecer as condições de governabilidade da embarcação nestas situações. Por fim outro quesito analisado é relativo à mão-de-obra, procurando saber a formação da tripulação e o treinamento. Estatística de acidentes na hidrovia Iremos analisar as colisões envolvendo comboios que transportam cargas de longo curso com as eclusas. Nesta análise são excluídos acidentes com embarcações areeiras e de esporte e recreio.

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Os dados foram coletados da base de dados da Capitania Fluvial do Tietê-Paraná nos últimos 10 anos. Desta forma não iremos classificar a gravidade do acidente uma vez que é atípico este tipo de colisão. A Figura 1.5 mostra a quantificação dos acidentes por município. Os municípios com as maiores porcentagens de acidentes são: Pederneiras, Anhembi, Barra Bonita e Ilha Solteira.

Figura 1.5. Acidentes em quantidades discriminados pelo município.

Na Figura estão apresentadas as imagens de satélite destes quatro municípios. Aparentemente são regiões com boa área para a navegação e que talvez as condições de vento possam ter contribuído para a ocorrência do acidente.

(a)

(b)

(c)

(d)

Figura 1.6. Vista aérea dos municípios Pederneiras (a), Anhembi (b), Barra Bonita (c) e Ilha Solteira(d).

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A Figura 1.7 ilustra a quantificação dos acidentes nos acessos às eclusas. As eclusas com as maiores porcentagens de acidentes são: Ibitinga, Promissão e Nova Avanhandava.

Figura 1.6. Acidentes nos acessos às eclusas.

A Figura 1.8 mostra as vistas aéreas destas eclusas. As imagens mostram áreas extensas no entorno à eclusa com boa área de acesso.

Figura 1.8. Vistas das eclusas de Ibitinga e de Promissão e de Nova Avanhandava.

A Figura 1.71.9 apresenta um sumário de estatísticas acidentes nas eclusas sendo que as maiores incidências ocorrem em Ibitinga, Bariri e Barra Bonita.

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Figura 1.7. Estatística dos acidentes nas eclusas.

Nos últimos 10 anos ocorreram 14 acidentes na hidrovia (28%), 21 acidentes nos acessos às eclusas (43%), 10 acidentes nas eclusas(20%) e 4 colisões com pilares de pontes (8%). Portanto o propósito deste trabalho é identificar alguns elementos que estão contribuindo para a ocorrência de acidentes na ou nas proximidades das eclusas. Percepção dos comandantes Para entender uma pouco sobre a dinâmica de acidentes em comboios a pesquisa se deu em duas frentes. A primeira foi identificar junto aos comandantes dos comboios a visão que cada um tinha das condições da embarcação e da governabilidade na hidrovia de modo a identificar os problemas em função de suas experiências. Com este questionário podemos entender a percepção dos comandantes em função da sua prática. Desta forma questionários e entrevistas foram aplicados em algumas empresas de navegação de longo curso na hidrovia (Louis Dreyfus-Comercial Quintella, ADM-Sartco e TNPM e PBV). Com a Capitania Fluvial do Tietê-Paraná foi feito um levantamento dos inquéritos sobre os acidentes. Os resultados mostraram que todos os comboios utilizados da Hidrovia Tietê-Paraná possuem sistema de propulsão e governo formado por hélice de passo fixo e leme e que utilizam a formação 2x2 (um empurrador e quatro barcaças), conforme mostra a Figura 1.10.

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Figura 1.8. Esquemático de comboio 2x2.

Todos empurradores analisados possuem 2 motores de 400 Hp cada. Quanto a governabilidade dos comboios todas as respostas consideram boa nas condições de tempo bom. Porém nas condições de tempo ruim as condições de governabilidade são regulares, como mostra a Figura 9.

Figura 9. Respostas da governabilidade em função das condições de tempo ruim.

Quanto à manutenção do sistema propulsivo dos empurradores, 40% informaram que só é feita quando há avaria e 60% em todas as viagens, antes de saírem de um porto. Em condições com tempo ruim todos informaram que não efetuam uma transposição de ponte envolvendo o desmembramento do comboio quando há presença de chuva e vento. Todos os comandantes consideram importante disporem das informações climáticas antes de efetuarem uma transposição de ponte. Quanto aos aspectos físicos da hidrovia Tiete-Paraná, a percepção dos comandantes é que devido aos diversos obstáculos presentes na hidrovia e que combinados com as variações climáticas oferecem riscos consideráveis e que podem ocasionar acidentes sérios, como mostra a Figura 1.12.

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Figura 1.10. Percepção dos comandantes sobre os aspectos físicos da hidrovia.

Quanto a sinalização a percepção dos comandantes é boa, como mostra a Figura 1.13.

Figura 1.11. Percepção dos comandantes quanto à sinalização.

Comparação dos comboios Pela diversidade e grande diferença entre os comboios existentes na Hidrovia TietêParaná e outros comboios existentes nas diversas hidrovias do Brasil, em especial os da região Amazônica, foi utilizado como referência a relação (Potência do Comboio/Deslocamento – HP/tonelada), de modo que pudessem ser comparados os resultados dos testes de Parada Brusca e Curva de Giro (Velocidade angular). Destacamos que apesar do estudo em questão utilizar esta relação (HP/t) para análise dos comboios, este não pode ser o único parâmetro para decisão ou escolha do sistema de propulsão e governo a ser utilizado nos comboios. A Tabela 1.1 apresenta as características principais de um Comboio Duplo-Tietê, a qual hoje é a formação mais utilizada na Hidrovia Tietê-Paraná e de um Comboio utilizado no Rio Madeira, no período de cheias. Com base dos dados contidos na Tabela 1.1 obtemos a mesma relação Potência do Comboio/Deslocamento – HP/tonelada para os comboios Duplo-Tietê como o Comboio utilizado no Rio Madeira que é 0,12 HP/t.

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Tabela 1.1. Características dos Comboios.

Comprimento (m) Boca (m) Calado (m) Número de Chatas (formação) Porte Bruto (t) Deslocamento Carregado (t) Potência Propulsiva (hp) Sistema de Governo

Comboio Tietê-Paraná

Comboio Rio Madeira

138,38 21,34 2,75 04 5547,47 6697 800 (2 x 400 HP) 2 Lemes principais

283,92 53,35 3,56 20 38200 44633 4890 (3 x 1630 HP)

e

Azimutal 4 Lemes de Flancos

Testes de campo Foram realizados os seguintes testes: Parada brusca e Zig-zag para ângulos de 10º, 20º e 30º nos lemes. Os resultados de Parada brusca são apresentados na Figura 1.14 e comparados com os dados dos comboios do Rio Madeira.

Figura 1.14. Dados de parada brusca para os dois comboios.

Observamos que os comboios Duplo-Tietê apresentam um bom desempenho relativo aos do rio Madeira e a distância média de parada do comboio é 4,43 comprimentos de comboio. A Figura 1.121.15 mostra os resultados de Zig-Zag para ambos os comboios. Observamos uma certa linearidade entre o ângulo do leme  e a velocidade angular  da embarcação para o comboio Duplo-Tietê que segue a relação   0,1 apresentando velocidades angulares maiores que os comboios usados no Rio Madeira. 17

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Figura 1.12. Dados de Zig-Zag para os dois comboios.

Portanto em uma manobra de aproximação de uma eclusa em condições de tempo ruim, manobras de parada brusca dificilmente irão evitar colisões. Característica dos acidentes na hidrovia Tietê-Paraná Os dados relativos aos acidentes ocorridos nos últimos 10 anos foram extraídos da Capitânia Fluvial do Tietê-Paraná envolvendo comboios que transportam cargas de longo curso dentro da Hidrovia, sendo excluídos os acidentes com embarcações areeiras e de esporte e recreio. A Figura 1.16 mostra que a maior incidência dos acidentes são as que envolvem colisão devido a imprudência dos comandantes e demais tripulantes envolvidos nas manobras, como mostra a Figura 1.14. Contudo como observado por (Nunes 2000) esta é uma situação normal uma vez que o fator erro humano é o item de maior expressão em todos os acidentes modais. O local predominante dos acidentes é o acesso às eclusas ou nas próprias câmaras de eclusas e que os ventos fortes contribuíram para esta ocorrência. Nestas condições de navegação a governabilidade da embarcação é regular.

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Figura 1.13. Estatística dos acidentes com embarcações de transportam cargas de longo curso na hidrovia Tietê-Paraná.

Figura 1.14. Possíveis causas envolvidas que geram os acidentes.

De acordo com Figura 1.15, uma boa parte dos acidentes aconteceu com condições de vento forte.

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Figura 1.15. Condições climáticas durante acidente.

A Figura 1.19 ilustra o perfil dos condutores das embarcações quando da ocorrência dos acidentes. Na maioria dos acidentes, os condutores eram da categoria piloto fluvial.

Figura 1.16. Perfil dos condutores das embarcações.

Considerações finais Este trabalho objetivou destacar uma fração dos estudos do projeto. Os dados consistem de uma coletânea de acidentes nos últimos 10 anos na Hidrovia Tietê-Paraná, envolvendo embarcações de longo curso que transportam carga que operam na Hidrovia Tietê-Paraná excluindo areeiros. Os dados foram obtidos de questionários aplicados aos comandantes destas embarcações e dos inquéritos da Capitania Fluvial Tietê-Paraná.

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Em 2000 havia uma parcela considerável de acidentes em pilares de pontes mas que com obras de proteção de pilares, houve uma redução considerável deste tipo de acidente de forma que a incidência maior passou a ser colisão nas ou nas proximidades das eclusas. De acordo com este trabalho uma parcela se deve a governabilidade da embarcação que em tempo ruim se mostra regular. Dos dados extraídos do questionário aplicado aos comandantes de embarcação, a manobra nestas condições de tempo se mostram críticas. Pelos dados da Capitânia, a imperícia da tripulação nesta situação é o fator crucial. As condições climáticas tiveram forte influência, sobretudo na presença de ventos fortes (28%), confirmando assim, a necessidade de um monitoramento ambiental, com emissão de boletins, de modo a auxiliar os Comandantes de comboios em suas decisões antes de iniciarem as manobras. Quanto aos sistemas de propulsão e governo, mais estudos são necessários para analisar o comportamento destes comboios nestas manobras de aproximação de eclusas com condições de vento forte, seja por meio de simulações numéricas seja por ensaios em modelos reduzidos. Isso permitirá identificar os parâmetros críticos para os comboios, a possibilidade de se estabelecer manobras nestas condições para comboios que possuem sistema de propulsão formado por hélice e leme ou de se adotar outros sistemas de propulsão. De acordo com os dados obtidos da entrevista com os Comandantes, todos entendem como necessário um aumento da quantidade de boias de atracação em Pontos de Espera (P.E.) nas pontes e barragens. Outra consideração é a necessidade de oferta de cursos para a formação e qualificação da mão-de-obra embarcada. Referências Bibliográficas

Fonseca, CMG Maurílio M. Fonseca – Arte Naval – Serviço de Documentação da Marinha – 2005. Rio de Janeiro. Miguens, CMG Altineu Pires - Navegação: A Ciência e a Arte –– Diretoria de Hidrovia e Navegação – DHN – 1996. Rio de Janeiro. Riva, Joaquim Carlos Teixeira Considerações Técnicas e Operacionais sobre a potência propulsiva e condições de Governo e Manobra de Comboios Fluviais –– 2000. São Paulo. Padovezi, Carlos Daher. Potência Mínima para Garantia de Segurança de Operação de Comboios Fluviais –– IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - SOBENA Sociedade Brasileira de Engenharia Naval. Comboios Fluviais Adaptados à Via Navegável –– IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - SOBENA - Sociedade Brasileira de Engenharia Naval. 21

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Avaliação do Desempenho de Comboios com Seis Chatas na Hidrovia Tietê-Paraná – IPT (Dezembro-2004). Apresentado na 32ª Reunião do Comitê Técnico da Hidrovia Tietê-Paraná. Conceito de Embarcações Adaptadas à Via Aplicado à Navegação Fluvial no Brasil –– Tese Apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, para obtenção do Título de Doutor em Engenharia. 2003. São Paulo. Normas da Autoridade Marítima para Embarcações empregadas na Navegação Interior – NORMAM 02 – Diretoria de Portos e Costas, Marinha do Brasil. Lukine, Sérgio Lukine –Avaliação de desempenho de Comboio de Soja, com 20 Chatas, com considerações para um Comboio de 25 chatas, utilizando o mesmo empurrador (E/F Sabino Pissollo de 5000 HP). Julho-2009. Tannuri, E. A., Nishimoto K, Fucatu, C. H. Rateiro, F., Oshiro, A. T. Simulação e Análise para Dimensionamento de Comboios na HTP- Tanque de Provas Numérico – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Pereira, Alex Nunes. Estudo do efeito de acidentes na hidrovia Tietê-Paraná: Aspectos preventivos. Dissertação Mestrado. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Departamento de Engenharia Naval e Oceânica. São Paulo. 2000 Castro, Carla Roberta Ferreira, Restrições Operacionais na Hidrovia Tietê-Paraná. Trabalho de Conclusão de Curso. Universidade Anhembi-Morumbi. Departamento Engenharia Civil. São Paulo. 2003 Korzeniewski , Marcio, Casagrande, André S., Iturrioz, Ignacio, Pires, Francisco Miguel A. Estudo de Métodos de Avaliação para Embarcações de Navegação Interior (Inland Vessels), com Idade Avançada, baseado em diferentes CAP´s (Condition Asessment Programmes). 22° Congresso Nacional de Transporte Aquaviário, Construção Naval e Offshore. 2010 Anderson, Valdir Lopes, Stupello, Bruno, Leal , Marina Beatriz Simões, Cardoso , João Stefano Luna, Pinto, Marcos Mendes de Oliveira, Avaliação da capacidade dos terminais de granéis agrícolas utilizados para escoamento da produção do centro-oeste brasileiro, XXI Congresso Panamericano de Engenharia Naval (COPINAVAL). Montevidéu, Uruguai. 2009.

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META 2 – Desenvolvimento de Modelo Físico e Hidrodinâmico para Aproximação em Eclusas. Introdução Para a formulação de um modelo hidrodinâmico foram realizados ensaios de força sobre embarcações em modelo reduzido. Foi construído inicialmente um tanque de prova para ensaios iniciais de caracterização. Posteriormente, com a necessidade de utilizar maiores velocidades, foi construído um túnel de vento sobreposto ao tanque e desenvolvida a instrumentação para medição dos esforços provocados sobre o modelo. Foi utilizado nos levantamentos um modelo reduzido de empurrador e barcaça modelo Tietê, escala 1:25, para medidas da ação do vento sobre a área velica da embarcação. Para realizar os ensaios foi, primeiramente, confeccionado um modelo reduzido de um empurrador, que compõe a parte motora dos comboios. Este empurrador foi colocado em tanque de provas construído em laboratório e preso a uma estrutura composta por dinamômetros mecânicos, de modo a permitir a medição da ação do vento sobre a área vélica da embarcação. Pela disposição de dinamômetros estrategicamente localizados nas faces da embarcação foi possível obter as forças em duas direções do empurrador, transversal e longitudinal. Foram realizadas medidas de forças para vários ângulos de incidência do vento, com velocidade de vento constante de 3 m/s. Modelos Reduzidos Com a evolução dos trabalhos com a escala reduzida surgiu a necessidade de fazer um modelo computadorizado do empurrador e suas chatas. A partir do modelo real e de medições foram feitos esboços em papel e posteriormente transpostos no software. A Figura 2.1 apresenta o modelo 3D do empurrador e uma visão geral de seus componentes.

Figura 2.1 - Montagem completa do barco.

Para a construção das chatas, não era disponível um modelo físico em escala, elas foram feitas a partir de fotografias de embarcações e bom senso, no que se tratou de dimensionamento. Podemos ver um exemplo de formação com um empurrador e duas chatas na Figura 2.2. 23

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Figura 2.2 - Montagem do empurrador com duas chatas

Dinamômetros para medição da força do vento Os dinamômetros são dispositivos simples. Eles utilizam da Lei de Hooke para medir uma força, relacionando-a com um deslocamento de uma mola, através de uma razão de proporcionalidade conhecida como constante da mola. Optou-se por construir os dinamômetros ao invés de utilizar comerciais. De construção simples, é basicamente constituído por um tubo de PVC de 20 mm de diâmetro, com um rasgo para correr o guia que indica a posição da mola, que se localiza no centro em relação à referência. Como fixação temos uma base, também de PVC, com furos para alojar parafusos e poder manter o dispositivo fixo em um suporte, que fica no fundo de um tanque com água. Um fio de nylon inextensível liga o fim da mola ao modelo do barco. A Figura 2.3 apresenta o dinamômetro construído para o trabalho.

Figura 2.3 - Modelo 3D do dinamômetro utilizado

Nos testes iniciais da modelagem física foram utilizados 4 dinamômetros situados nas laterais, popa e proa. Um tanque de água e uma estrutura metálica para a fixação dos 24

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dinamômetros compuseram o ambiente do experimento. A fonte de vento foi um ventilador residencial comum. Pode se ver uma imagem da montagem na Figura 2.4, e detalhe na Figura 2.5.

Figura 2.4 - Modelagem renderizada da montagem do experimento

Em uma lona no fundo do tanque foram desenhados raios em torno de um centro de gravidade estimado do barco espaçados de 15°. A partir dessas marcações, o ventilador foi movimentado, mantendo sempre a mesma distância do barco. Em cada posição foram anotados os componentes da força que os dinamômetros indicavam e seu respectivo ângulo de incidência. Esses dados serviram de comparação com o modelo matemático.

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Figura 2.5 - Detalhe na montagem do experimento

Túnel de Vento - Confecção Para os ensaios em modelo reduzido foi construído no LH2 um túnel de vento, com dimensões 4m x 4m X 0,5m (largura x comprimento x altura) sobre um tanque de provas. Inicialmente foram utilizados quatro motores de 2 CV, controlados por inversores de frequência, com hélices de 50 cm para a geração de vento dentro do túnel. Posteriormente os motores foram substituídos por 5 motores de 15 CV cada um. Para melhor distribuição do vento sobre a área do túnel, em frente aos motores colocou-se uma tela de aço quadriculada (malha 5x5 mm). O modelo foi submetido a ventos desde 2 a 12 m/s, com ângulos de incidência variando entre 0 a 360°. O túnel foi construído de forma que acomodasse uma embarcação reduzida em escala 1:25, com comprimento total de 3,5 metros. No centro do túnel, colocou-se uma estrutura com base giratória, permitindo assim que a embarcação gire 360°, simulando a variação dos ângulos de incidência do vento. Nessa estrutura, instalaram-se sensores strain gages para aquisição das forças geradas pelo vento na embarcação. Nas figuras 2.6 e 2.7 são mostrados o posicionamento dos sensores e a estrutura utilizada para fixação dos sensores, respectivamente.

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Figura 2.6 – Posicionamento dos sensores strain gages

Figura 2.7 – Estrutura giratória para fixação dos sensores

Na figura 2.8 é apresentado o túnel de vento sobre o tanque de provas, mostrando dois conjuntos motores de 2 CV + hélices, utilizadas nos primeiros testes do túnel de vento, à frente e dois sensores strain gages ao fundo:

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Figura 2.8 - Túnel de vento construído no Laboratório LH2

Após análise dos dados obtidos provenientes das medições feitas no túnel com um anemômetro sônico, concluiu-se que o vento não atingiu a velocidade e a uniformidade esperada. Assim decidiu-se fazer duas modificações no túnel, uma para aumento de velocidade, outra para melhor uniformidade do vento dentro do túnel. Para aumentar a velocidade, trocou-se os 4 motores de 2 CV por 5 motores de 15 CV cada, utilizando as mesmas hélices de 50 cm de diâmetro utilizada nos testes anteriores. O túnel com os motores e seu painel de controle é apresentado na Figura 2.9:

(a)

(b)

Figura 2.9 – (a) Túnel de vento finalizado e (b) painel de controle dos motores

Para a realização dos ensaios, o tanque foi preenchido com 33 cm de água. Assim, a distância entre a lâmina d’água e o teto do túnel ficou em 40 cm. A seção do túnel tem 1,6m² de área. 28

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Na saída do túnel foi inserida uma rampa de dispersão visando minimizar a turbulência e contribuir para a recirculação do vento na área. A Figura 2.10 mostra a rampa de dispersão instalada na saída do túnel de vento.

Figura 2.10 – Rampa de dispersão no fim do túnel

A Figura 2.11 ilustra o modelo de embarcação em contato com os sensores durante um ensaio hidrodinâmico.

Figura 2.11 - Modelo de embarcação em contato com os sensores fixados nos suporte verticais. Fonte: Oliveira 2013, p. 53.

O resultado final das estruturas do túnel de vento pode ser observado nas Figuras 2.12, 2.13 e 2.14. 29

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Figura 2.12 - Imagem geral superior do túnel de vento. Fonte: Oliveira 2013, p. 69.

Figura 2.13 - Imagem da entrada do túnel de vento, tela de proteção dos ventiladores 15CV. Fonte: Oliveira 2013, p. 70.

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Figura 2.14 - Imagem da saída do túnel de vento com a rampa de dispersão. Fonte: Oliveira 2013, p. 70.

Software de aquisição de dados do ensaio Com a finalização da construção do tanque túnel foi desenvolvido o hardware e software dedicados à realização dos ensaios hidrodinâmicos. Como instrumentação, foram utilizados três sensores dispostos de forma a quantificar as forças provocadas pelo vento nos dois eixos da embarcação, lateral e longitudinal. A aquisição das forças foi realizada através de um hardware e software projetados para os ensaios. Ao término de cada ensaio o software determinava matematicamente, através das equações I e II, respectivamente, os valores de coeficiente de arrasto (CD) e número de Reynolds (Re).

(I)

e

( II )

sendo, V a velocidade do vento, ρ a densidade do meio, µ a viscosidade cinemática, o raio hidráulico da embarcação,

é a área velica da embarcação, vista em relação

ao vento e p é o perímetro da área . Na Figura 2.15 mostra-se um diagrama resumindo as funcionalidades do hardware e software.

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Figura 2.15 - Funções do hardware e software desenvolvido para tratamento dos sinais.

Fonte: Oliveira 2013, p. 83. Resultado dos ensaios em modelo reduzido Os coeficientes de arrasto obtidos nos ensaios em modelo reduzido são apresentados na Figura 2.16.

Figura 2.16 – Coeficientes de arrasto laterais em função do ângulo de incidência do vento, comboio TietêParaná. Fonte: Oliveira, 2013

Formulação para correção do rumo de comboios fluviais sob efeito de vento. A correção de rumo, calculada para corrigir o efeito de vento, tem por base o esquema apresentado na Figura 2.17. No esquema todas as velocidades são definidas pelo ângulo de azimute ( ), que é o ângulo que a proa (direção) faz com a direção norte, N.

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Figura 2.17 – Esquema de velocidades atuando sobre uma embarcação.

A direção que o barco deve seguir é definida pela linha que une o centro de gravidade do barco (xB; yB), posição medida por GPS a cada instante, e a posição de entrada na eclusa (xA; yA), definida previamente e com coordenadas fixas. Conhecidas as coordenadas, calcula-se o ângulo de azimute da direção entre o barco e o ponto de entrada, definida pelo ângulo θ.

A velocidade do barco VB é medida na direção popa/proa do comboio, e sua direção coincide com o azimute do barco, sendo definida pelo ângulo α. O efeito do vento resulta em uma velocidade lateral do barco VL que é sempre perpendicular à linha de VB. O ângulo azimutal da velocidade VL é, portanto, dado por (α + 90). A soma das duas velocidades VB e VL é uma operação vetorial e fornece a velocidade real do comboio, V, que coincide com a velocidade determinada por GPS. A velocidade V, em função das componentes VB e VL, é calculada por:

e o ângulo em relação à linha popa/proa vale:

que adicionada ao azimute de VB fornece o azimute de V, que vale α + δ. 33

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O barco move-se sobre a linha de aproximação se o ângulo azimutal de V, α + δ for igual ao ângulo azimutal da linha de aproximação θ. Se forem diferentes deve-se promover a correção da rota para manter o barco sobre a linha de aproximação. Essa correção pode ser feita de duas formas: 1- Alterando a velocidade VB do barco, mantendo o azimute α. 2- Alterando o “heading” α do barco, mantendo a velocidade VB. Os dois tipos de correção promovem a correta movimentação do barco na direção da entrada da eclusa, mas apresentam diferentes comportamentos. A correção tipo 1 apresenta tempo de resposta mais elevado devido à inércia do barco, necessitando força motor para a variação da velocidade. Já o segundo tipo, mantêm a velocidade de aproximação e tem tempo de resposta mais curto, associado à operação de leme. Método para correção de rumo. O método empregado para correção de rumo implementado no sistema embarcado se baseia na alteração do heading (rumo), através do leme da embarcação. A escolha deste método se justifica pela facilidade e menor tempo de resposta da embarcação para realização da manobra. Resumidamente, o método consiste em alterar o azimute da embarcação, mantendo a velocidade imposta pelos hélices, para que a resultante coincida com a linha de aproximação determinada através do GPS. Considerando o esquema da Figura 2.17, o ângulo entre a velocidade da embarcação VB e a velocidade real V é definida por β, e calculado por:

Como o ângulo de azimute da embarcação deve coincidir com o da reta de aproximação tem-se:

Então o novo ângulo de azimute deverá ser:

ou

Referências Bibliográficas

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Texto extraído da dissertação de mestrado do Eng. Breno Moreira de Oliveira, na Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, cujo tema da dissertação é “Software de Rastreamento de Embarcações e Plataforma Eletrônica para Ensaios Hidrodinâmicos em Túnel de Vento”.

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META 3 – Instalação de Equipamentos, Sensores e Rede de Comunicação do Sistema de Aproximação. Confecção de Placas da Instrumentação Para a realização de testes, do sistema de aproximação, em laboratório foram utilizados sensores como acelerômetros, bússolas eletrônicas, entre outros. Esses sensores necessitam serem interligados e controlados pelas placas open-hardware Arduino. Dessa maneira, todo o comportamento da embarcação será monitorado para que a configuração dos parâmetros do modelo hidrodinâmico seja realizada de forma precisa, simulando o comportamento real de uma embarcação. Para que os sensores e o Arduino ficassem interligados, sem a ocorrência de falhas como mau contato ou curto circuito, e embarcado foi necessário à confecção de placas de circuitos impresso (PCIs). Também foram confeccionadas PCIs para realizar a leitura dos sensores strain gages, utilizados nas medições de força do vento sobre embarcação, o controle dos motores da embarcação, entre outras. Na criação dos layouts das placas, utilizaram-se dois softwares, o Eagle e o Proteus. Inicialmente, desenha-se o circuito esquemático desejado, como apresentado na Figura 3.1.

Figura 3.1 - Circuito esquemático de um shield para Arduino Mega

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Em seguida, monta-se o layout da placa, onde os dispositivos são colocados no espaço desejado e as trilhas podem ser feitas manualmente ou automaticamente. O layout do shield da Figura 3.1 é apresentado na Figura 3.2.

Figura 3.2 - Layout de um shield para Arduino Mega Após o layout estar pronto, é feita a gravação e corrosão da placa. Para a gravação foi utilizada uma tinta fotográfica industrial negativa. Primeiro, a placa é pintada com essa tinta, em seguida é secada utilizando um soprador. Depois de seca, a placa é exposta a radiação ultravioleta com o layout negativo desejado, ou seja, as partes que não serão corroídas são as partes transparentes do layout. Posteriormente a exposição, é feita a corrosão utilizando uma mistura de água com per-cloreto de ferro. Sistema de Aproximação para Eclusagens. O sistema eletrônico-computacional de apoio a eclusagem tem por objetivo fornecer informações significativas através de um supervisório instalado no interior da embarcação. Desta forma, o comandante do comboio poderá recorrer às informações dispostas em tela para a tomada de decisões durante uma operação de eclusagem. Dentre os inúmeros dados visualizados através do software embarcado, o comandante contará com a informação de correção de proa. Essa correção é realizada em função da intensidade e direção de vento atuante na embarcação. Assim, o intuito mais significativo do software, é informar, em tempo real, uma compensação no ângulo de proa (em relação ao Norte) de forma a compensar os efeitos do vento e garantir uma aproximação mais precisa na eclusa. Considerando o modelo hidrodinâmico, alimentado com parâmetros da embarcação (encontrados através dos ensaios em túnel de vento), o sistema estima, embasado no estado do vento atual, qual o melhor rumo (heading) para o comandante efetuar o balizamento até a entrada da eclusa. Sistema Eletrônico Computacional de Apoio a Eclusagem. O Sistema Eletrônico Computacional de Apoio a Eclusagem (S.E.C.A.E) é composto por:  Hardware para integração de sensores eletrônicos;  Software para correção de rumo da embarcação durante a operação de eclusagem; 37

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O hardware foi projetado para realizar a leituras do sensor de vento, bússola eletrônica e GPS. Através de um circuito eletrônico, todas as leituras são concentradas em um microcontrolador que faz a comunicação com o software de correção de rumo (heading) onde o comandante da embarcação visualiza seu rumo atual e o corrigido. O hardware é composto de dois módulos. O primeiro, denominado por Módulo Master, é responsável pela leitura do GPS e Sensor Sônico 2D através do protocolo RS-232. Ademais, se comunica com outro dispositivo, denominado de Módulo Bússola, responsável pela determinação do heading, posicionado no centro na embarcação (Chata). Uma vez lido os sensores, o Módulo Master envia as informações para o software do sistema (via interface USB), executado em um notebook. O Módulo Bússola é responsável pelo envio das informações do heading da embarcação, através de uma conexão sem fio para o Módulo Master. O heading é determinado através de uma bússola eletrônica de alta precisão (fabricante Honeyell), presente no módulo. O esquema da Figura 3.3 ilustra a conexão entre os módulos e software do S.E.C.A.E.

Figura 3.3 - Conexão entre os módulos Master e Bússola. Fonte: P&D Sisnavega.

Os módulos que constituem o hardware se comunicam através de rádios XBee Pro, operando na frequência de 2.4 GHz, com potência de 50 mW. O Módulo Bússola do S.E.C.A.E foi projetado para determinação do ângulo entre a proa da embarcação e o norte magnético, ou heading. Esse ângulo é determinado através de uma bússola eletrônica Honeywell modelo HMR3400. A Figura 3.4 ilustra a bússola eletrônica HMR3400 que compõe o Módulo Bússola do S.E.C.A.E.

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Figura 3.4 – Bússola eletrônica HMR3400. Fonte: Internet1

A bússola eletrônica HMR3400 foi projetada para uso em aplicações de navegação aérea ou terrestre, que exijam alta precisão. O magnetômetro utilizado para determinação do campo magnético da terra trabalha em conjunto com um acelerômetro MEMS, de forma a fornecer um ângulo de norte com compensação de tilt (inclinação). O Módulo Bússola foi desenvolvido para realizar a leitura da HMR3400, através de um microcontrolador ATMEGA328-PU. Com a informação do heading fornecida pelo HMR3400, o microcontrolador se comunica com o Módulo Master do S.E.C.A.E, através de um rádio XBee Pro, protocolo ZigBee. Assim, a informação do heading da embarcação chega até o módulo máster do sistema. Módulo Master Conforme explicitado anteriormente, a correção do heading da embarcação realizada pelo S.E.C.A.E é feita através do modelo hidrodinâmico que utiliza como parâmetros as informações da bússola eletrônica, da velocidade e direção do vento e as coordenadas geográficas do GPS embarcado. Considerando que as variáveis monitoradas pelo sistema são providas por equipamentos e sensores com diferentes protocolos de comunicação, houve a necessidade da criação de um “concentrador” para realização da interface com software de correção de rumo. Esse concentrador, nomeado de Módulo Master é composto de um circuito eletrônico microprocessado responsável pela leitura dos sensores embarcados e pré-processamento das informações. Os valores das variáveis de velocidade e direção do vento, coordenadas geográficas e norte magnético são agrupadas em uma única string e enviadas ao computador através de uma interface USB. Através das strings geradas pelo Módulo Master, o software do S.E.C.A.E realizada todo o processamento e determinação do melhor ângulo de aproximação para a embarcação. O esquema da Figura 3.5 ilustra os diferentes protocolos de comunicação dos sensores utilizados no S.E.C.A.E.

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Disponível em: Acesso em out. 2013.

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Figura 3.5 - Esquema de conexão dos sensores no S.E.C.A.E. Fonte: P&D Sisnavega.

O circuito eletrônico do Módulo Master utiliza para o processamento das informações um microcontrolador ARM M04, através da placa de desenvolvimento mbed. O esquemático do circuito pode ser visualizado na Figura 3.6.

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Figura 3.6 - Circuito principal do Módulo Master. Fonte: P&D Sisnavega.

Os circuitos de alimentação e de comunicação sem fio do Módulo Master são semelhantes aos utilizados no Módulo Bússola. O esquema da Figura 3.6 foi implementado em uma protoboard para a programação dos microcontroladores e testes do hardware. O layout pode ser visualizado na Figura 3.7.

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Figura 3.7 - Layout da placa do circuito principal do Módulo Master. Fonte: P&D Sisnavega.

A placa confeccionada pode ser vista na Figura 3.8.

Figura 3.8 - Placa principal do Módulo Master. Fonte: P&D Sisnavega.

Software de auxílio à navegação e correção de rumo O software do S.E.C.A.E foi desenvolvido para auxiliar e fornecer informações relevantes a navegação. Dentre suas funcionalidades estão a visualização das informações do vento, posição geográfica e heading da embarcação. O software realiza a correção em tempo de real do rumo (heading) nas operações de eclusagens através da compensação das forças provocadas pelo vento. Para isso, em seus algoritmos foram inseridas as equações descritas anteriormente. A leitura constante do heading e da velocidade do vento, enviados através do Módulo Master, permite que o software estime a força provocada na área velica da embarcação. O 42

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cálculo é feito através do modelo hidrodinâmico que relaciona a força provocada na embarcação com a velocidade do vento. O principal parâmetro hidrodinâmico utilizado no modelo é o coeficiente de arrasto, encontrado nos ensaios em túnel de vento para cada ângulo de incidência. Inseridos no software, os coeficientes de arrasto permitem estimar a força provocada pelo vento em função do ângulo de incidência. A presença do anemômetro posicionado com sua referência apontando para a proa da embarcação, garante que o ângulo indicado pelo sensor é o próprio ângulo de incidência do vento. Dessa forma, conhecendo a intensidade e direção do vento, o software busca em sua memória o valor correspondente do coeficiente de arrasto, e assim, determina a força provocada pelo vento no eixo lateral da embarcação. Com o valor da força lateral, é estimada a velocidade imposta na embarcação em função da intensidade e direção do vento. Na figura 3.9 encontra-se o layout do software.

Figura 3.9 – Layout do software do sistema de aproximação. Fonte: P&D Sisnavega.

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META 4 – Estudos e Testes de Validação do Modelo de Aproximação para Transposição de Barragens. META 4-1: Tratamento dos Dados Armazenados na Instrumentação Embarcada. A instrumentação embarcada foi testada em campo na embarcação Sartico XIV da AMD. A aquisição dos dados foi obtida através de sensores e periféricos ligados a um armazenador de dados “Datalogger”, para essa aquisição de dados foi utilizado um anemômetro Sonic 2D, que coletava os dados de velocidade e direção do vento em relação à embarcação, a velocidade e a direção da embarcação, bem como as coordenadas da mesma, esses dados foram obtidos através de um GPS instalado junto à instrumentação da embarcação, o datalogger coletava essas informações em períodos de 5 minutos, e armazenando esses dados. A Figura 4.1 mostra a instalação do anemômetro na embarcação. Com os dados coletados foi possível encontrar a velocidade real do vento que estava atuando na embarcação naquele instante.

Figura 4.1- Anemômetro alinhado ao eixo da embarcação.

A velocidade real obtida foi retirada tendo-se por base a velocidade e a direção do vento que afetava a embarcação coletada pelo anemômetro, e a velocidade e direção da embarcação coletada via GPS, ambos instrumentos possuíam a mesma referência a direção Norte. Com a intensidade, direção e sentido de cada elemento, decompomos as forças em dois vetores e somando-os e fazendo os tratamentos adequados achamos a intensidade e a direção do vetor resultante. As tabelas 4.2 e 4.3 mostram os dados coletados pelo anemômetro e pelo gps respectivamente antes de serem tratados.

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Tabela 4.2- Dados coletados pelo anemômetro.

Tabela 4.3 – Dados coletados pelo gps.

Com o tratamento adequado dos dados, chega-se ao vento real que estava atuando na embarcação no local e horário indicado pelo GPS, conforme ilustrado pela Tabela 4.4.

Tabela 4.4- Dados do vento real obtido. META 4-2: Elaboração de Envelope de Vento para a Transposição de Eclusas.

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Este trabalho foi solicitado pelo SINDASP- Sindicato dos Armadores de Navegação Fluvial do Estado de São Paulo, por recomendação da Capitânia Fluvial Tietê-Paraná - Marinha do Brasil. Trata-se de estudo acompanhado de parecer sobre a influência da intensidade e direção dos ventos em decorrência da necessidade de melhoria da eficiência de transposição dos comboios em eclusas. O tema tem início com o estudo realizado pelo SINDASP (2014), apresentado em reunião realizada dia 27/01/14 com a DPC, CFTP, DH, AES e TRANSPETRO, o qual aborda a questão dos gargalos nas eclusas da Hidrovia Tietê-Paraná e, propõe diversas ações para a melhoria de processos de transposição, de todas as eclusas. Dentre elas, está referida a eclusa de Nova Avanhandava como a que opera com menor eficiência de capacidade (35% em 2013). Isso ocorre, ainda segundo o SINDASP, por não estar sendo contemplado o cruzamento de comboios no canal intermediário de Nova Avanhandava, conforme previsto no projeto originalmente concebido. O levantamento do SINDASP enfoca, também, um estudo de caso dedicado para a eclusa de Nova Avanhandava, com a propositura de cruzamento de comboios no canal intermediário ficando um deles atracado no cais de espera do próprio canal intermediário. Por fim estão apresentadas simulações e cenários indicando a redução de tempo nas transposições e os ganhos de eficiência advindos para todas as eclusas da hidrovia. O estudo do SINDASP nos foi enviado para como subsídio. De fato, a transposição de Nova Avanhandava é realizada em duas eclusas (superior e inferior) intercaladas por um canal intermediário. O projeto original de transposição contemplava a simultaneidade de passagem de comboios admitindo um atracado ao cais existente no canal. Contudo, essa possibilidade fora, há tempos, suprimida. Quiçá, por questões de segurança da navegação. A propósito, a título de informação, segundo relato de operador da AES Tietê, certa vez, um comboio do tipo Tietê atracado junto ao cais do canal de Nova Avanhandava não conseguiu zarpar, ficando literalmente preso, em razão de ação do vento com velocidade da ordem de 25 m/s. Há então, a necessidade de se considerar, neste caso, as condições de manobra do comboio bem como os fatores limitantes a ela no referido cais, associadas aos parâmetros do vento. Partimos da premissa que não têm sentido elaborar um envelope de vento dedicado apenas para o cruzamento de comboios no canal intermediário das eclusas de Nova Avanhandava. Em nosso entendimento, a condição mais limitante de vento na transposição é aquela referente à entrada do comboio na eclusa de montante. Na eclusa de montante, normalmente, os comboios entram vazios, portanto, com sua maior área velica, portanto, se ali o vento não for uma condição limitante para a transposição dificilmente o será no canal intermediário e na eclusa de jusante. Assim, cremos que o envelope de vento elaborado para a eclusa de montante, justamente onde se situa o anemômetro, é requisito suficiente para solução dessa questão. Diante do exposto, o presente trabalho apresenta o estudo da ação do vento sobre a área velica de comboios do tipo Tietê. É estabelecido o envelope de vento limite para o procedimento de transposição da barragem de Nova Avanhandava e para a operação de cruzamento de comboios com utilização do cais do canal intermediário. 46

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Metodologia Este estudo de elaboração de envelope de vento restringe-se à embarcação do tipo comboio Tietê-Paraná, graneleiro, composto por empurrador + 2 chatas, normalmente usado no processo de transposição pelas eclusas, caracterizadas pelas seguintes dimensões:

Empurrador: Comprimento = 19,50 m; Arqueação Bruta = 128 AB; Arqueação Liquida = 38 AL; Largura Boca = 8,23m; Altura Pontal Moldado a Meia Nau até Convés Superior = 2,90m; Chata: Comprimento = 59,44 m; Arqueação Bruta = 713 AB; Arqueação Liquida = 532 AL; Largura Boca = 10,66 m Altura Pontal Moldado a Meia Nau até Convés Superior = 3,65m. Considerando o comboio composto de um empurrador e duas chatas, admite-se uma área velica máxima, em lastro, de 400 m² na lateral e 32 m² transversalmente. A determinação da força do vento (R) sobre a embarcação relaciona parâmetros do constante de forma da embarcação (k), massa específica do fluído (ρ), velocidade e ângulo de incidência do vento (v) e área velica (A), sendo dada pela equação; R = k (1/2)  v2 A

(1)

Para a determinação dessa força, num primeiro caso foi utilizado o valor fixo para a constante de forma da embarcação (k=1,2), situação mais conservadora. Num segundo caso, utilizou-se K com valores variáveis segundo a direção de incidência do vento, situação mais realística. Forças devido ao vento obtida pelo coeficiente de forma (k) A determinação da força causada pela ação do vento na embarcação foi realizada com base na equação (1) preconizada na norma – NBR 9782.

onde:

= força devida ao vento (kN); = constante de forma da embarcação; = área da seção transversal acima do nível d´água (m²); 47

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= área da seção longitudinal acima do nível d´água (m²); = velocidade característica do vento (m/s); ângulo entre a direção do vento e o eixo longitudinal da embarcação. Forças devido ao vento obtidas pelo coeficiente de arrasto (CDy) Neste caso, ao invés de se utilizar um valor limite (k=1,2) para a constante de forma, optou-se em usar valores variáveis para (K), uma vez que dispomos de coeficientes de arrasto (CDy), justamente para os comboios do tipo Tietê-Paraná. Assim, a equação se reduz a:

(3) Os coeficientes de arrasto (CDy) foram obtidos por Oliveira, (2013) a partir de ensaios hidrodinâmicos experimentais realizados em laboratório, com um modelo reduzido e estão ilustrados na Figura 2.16 (Meta 2) deste relatório. Admitindo, então valores dos coeficientes de arrasto para os diversos ângulos de incidência do vento, variando a cada 10º, foram calculadas as forças devida à ação do vento na embarcação para velocidade até 40m/s, em intervalos de 5m/s. Forças devido às correntes Em que pese estarmos em situação de lago, onde as correntes são desprezíveis, é necessário considerar a velocidade relativa do corpo no meio. As forças ocasionadas pela corrente na embarcação foram calculadas pela equação (4), conforme a norma NBR 9782. onde: R = valor do esforço na direção da corrente (kN); v = velocidade da corrente (m/s) L = comprimento lateral da embarcação (m); D = calado da embarcação(m) kc= coeficiente de forma da embarcação para a corrente, cujo valor depende essencialmente da direção da corrente e da relação entre o calado (D) e a profundidade local (h). Os valores do coeficiente de forma para a corrente (kc) utilizados foram extraídos da norma NBR9782 –Tabela 4, para uma razão h/D=7,0, conforme os ângulos de direção da corrente relativa ao eixo longitudinal da embarcação. Na equação (4), o produto LD representa a área imersa da embarcação que está sob a ação da corrente, que passamos a denominar por Act (área corrente transversal). Velocidade à deriva O cálculo para a determinação da velocidade à deriva seguiu a propositura de MASSOM (1981). Segundo, esse autor, como ordem de grandeza, a velocidade a velocidade de aproximação dos navios às obras de acostagem tem como limite a velocidade dos navios à deriva, isto é, quando flutuando livremente, sem ação das máquinas e impulsionados pelo vento. 48

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A velocidade à deriva pode ser obtida se igualarmos a força devido à ação do vento sobre o navio à sua resistência ao deslocamento transversal. Esta última pode ser assimilada à força que sobre o navio exerceria uma corrente de velocidade igual à velocidade de deslocamento do navio. (MASSON, 1981). Assim, sendo (u) a velocidade à deriva e (v) velocidade do vento, temos: (5) ou; (6) A partir desse equacionamento foram calculadas as velocidades da embarcação à deriva para diversas velocidades e ângulos de incidência do vento. Para a elaboração do envelope de vento, foi admitida a velocidade limite à deriva de 1,0 m/s, com um ângulo de aproximação da embarcação com o eixo longitudinal do muro guia de até 12º. A justificativa para a adoção desses limites foi ancorada em normatização estabelecida pelo D.H. - "Anexo XVI - Procedimentos para aproximação em pontes e eclusas”. Em outras palavras estamos admitindo que caso ocorra uma pane seca no comboio, a velocidade à deriva e portanto, a velocidade limite de choque do comboio com a estrutura da eclusa, para aquelas direções e velocidades de vento, estabelecidas no envelope, seria de 1m/s, atendendo o que está preconizado na norma do Departamento Hidroviário. Resultados Os resultados apresentados nessa primeira etapa de trabalho são parciais, visto que comtemplam apenas o cálculo da força de vento do modo mais conservador, isto é, com um coeficiente de forma constante k = 1,2, seguindo a norma NBR 9782, o que resulta também num envelope de vento mais restritivo. Na sequência estão apresentados os resultados da força produzida pela ação do vento sobre o comboio, graneleiro, tipo Tietê-Paraná, (empurrador + 2 chatas), em lastro. A Figura 4.5 ilustra a força gerada pelo vento em função da velocidade e do ângulo de incidência, para comboio vazio.

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Figura 4.5 - Força em função da velocidade e direção do vento em relação ao eixo longitudinal do comboio em lastro.

A Figura 4.6 ilustra o comportamento da velocidade à deriva em função da velocidade do vento para diversos ângulos de incidência, considerando o comboio vazio.

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Figura 4.6 - Velocidade à deriva em função da velocidade e direção do vento em relação ao eixo longitudinal do comboio em lastro.

Uma representação do envelope de ventos para comboios granel eirós , tipo Tietê-Paraná, em procedimento para a transposição de eclusas, (empurrador + 2 chatas) com velocidade limite à deriva u=1,0 m/s, é ilustrado na Figura 4.7. Apenas como forma didática de visualização são apresentadas as situações de aproximação com ângulos limites de 12º em relação à proa da embarcação. Na Figura 4.7 os valores de força do vento foram obtidos seguindo a NBR 9782, equação (2), considerando a constante de forma da embarcação k = 1,2 ou seja, a situação mais conservadora. A Figura 4.8 ilustra a composição final do envelope de ventos para eclusas, admitida velocidade limite à deriva u=1,0 m/s com ângulos limites de aproximação de 12º em relação à proa da embarcação.

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Figura 4.7 – Representação didática do envelope de vento.

Figura 4.8 - Composição final do Envelope de ventos para eclusas.

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Um exemplo de envelope de vento, justaposto a carta náutica, para eclusa de Nova Avanhandava está ilustrado na Figura 4.9.

Figura 4.9 - Envelope de ventos sobre a carta náutica da eclusa de Nova Avanhandava.

Conclusão Como foi exposto alhures, a condição mais limitante de vento na transposição é aquela referente a entrada do comboio na eclusa de montante. Na eclusa de montante, normalmente, os comboios entram normalmente vazios, portanto, com sua maior área velica. Ademais, a pista de vento à montante e consequentemente as condições de agitação do lago (ondas) é relativamente, infinitamente, superior àquela do canal intermediário. Diante disso, atendido o envelope de vento estabelecido para a transposição da eclusa de montante não deve ser impostas restrições de vento para o cruzamento de comboios no canal intermediário de Nova Avanhandava. Atenção deve ser dada, no caso aproximação de tempestades sobre o local, pois nessas condições adversas os parâmetros de velocidade e direção do vento possuem alta variabilidade espaço-temporal. Referências Bibliográficas ABNT – NBR 9782 . - Ações em estruturas portuárias, marítimas ou fluviais. Brasileira de Normas Técnicas, 27p, Março 1987. D.H. - "Anexo XVI - Procedimentos para aproximação em http://www.transportes.sp.gov.br/programas-projetos_/hidrovia-tiete.asp

Associação

pontes e eclusas”.

MASSOM , J. – Obras Portuárias . – Editora Campus; Portobrás,1981.

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OLIVEIRA, B. M. – Software de rastreamento de embarcações e plataforma eletrônica para ensaios hidrodinâmicos em túnel de vento. Dissertação de Mestrado, Engenharia Elétrica, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira/UNESP, 2013.

META 5 – Avaliação dos Mecanismos de Disseminação da Informação do Sistema de Aproximação. META 5-1: Estudo de Mapeamento para Implantação do Sistema AIS (Automatic Identification System) na Hidrovia Tietê-Paraná. Introdução O AIS (Automatic Identification System) é um modo de comunicação de curta distância que opera por rádios VHF (Very High Frequency) dedicado aos meios marítimos, capaz de prover eletronicamente, em tempo real, aos navegantes as informações de posição, curso, velocidade, tráfego e parâmetros de alerta de proximidade de outras embarcações. Dependendo da potência do sinal do transmissor, das condições meteorológicas, da topografia e da capacidade do receptor o alcance da comunicação pode ser estabelecido até 50 km ou mais. O CTHTP (Comitê Técnico da Hidrovia Tietê-Paraná) deliberou que a partir de 2014 haverá uma implantação gradativa do AIS na hidrovia, iniciando a instalação do sistema pelo trecho de maior tráfego do Rio Tietê e na sequência integrando-o até o Rio Paraná. Este relatório contempla nosso compromisso firmado na 61ª Reunião do CTHTP realizada em 28/11/2013 em Ilha Solteira – SP, a respeito de estudos e mapeamento para implantação de cobertura dos rádios do sistema AIS na Hidrovia Tietê-Paraná. Estão apresentadas as coordenadas dos pontos mais propícios para a instalação dos rádios, considerada a disponibilidade de infraestrutura tais como; eclusas, pontes, faróis, faroletes e eventuais cidades às margens da hidrovia, de modo a se compor o mapa de recobrimento para um rastreamento/monitoramento com o mínimo de sombras. Metodologia O estudo para a composição de cobertura da hidrovia pelos transceptores do sistema AIS foi realizado partindo-se da análise de locais onde já se dispõe de alguma infraestrutura prévia, especialmente, a disponibilidade de energia e a logística de facilidades de instalação e manutenção. Diante disso foram consideradas, em ordem de prioridade, as próprias usinas hidrelétricas, as pontes com sistema de monitoramento pelo D.H., os faróis e faroletes da AHRANA e instalações em cidades ou locais nas vizinhanças da hidrovia. Como premissa inicial, foi admitido nesse estudo um recobrimento econômico, isto é, com o mínimo de superposição dos enlaces, porém garantindo a plena cobertura da hidrovia, ou seja, os links de enlaces devem prover a ausência de pontos cegos ou de sombra. Ademais, para garantir a premissa anteriormente elencada, e considerando aspectos de consumo de energia x potência dos transmissores, o que pode ser crítico em pontos com 54

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alimentação por painéis solares, caso dos faróis e faroletes, priorizamos a definição de rádios de menor potência (2 Watts), portanto, com alcance definido para 30 km. Apenas em três locais (Guaíra, Presidente Epitácio e Jupiá), por questão de suprir o recobrimento do enlace foram necessários rádios de maior potência (12 Watts). Uma parte da base de dados das coordenadas de posição dos possíveis pontos com infraestrutura para instalação dos transmissores AIS foi fornecido pelas empresas AES Tietê e AHRANA e outros pontos coletados a partir da base do mapa Google Earth Pro. A localização dos pontos para a instalação do sistema AIS, classe B, foi realizada tomando como referência os dados de rádios marca “em-trak B100” e “em-trak B212”, cujo alcance foi pré-estabelecido como sendo 30 e 50 km, respectivamente. Ambos os transceptores operam com frequência variando de 156.025 a 162.025 MHz. A escolha desses alcances também é justificada em função da elevada estratificação do índice de refração da atmosfera sobre a superfície dos lagos, especialmente nas condições de nevoeiros. A influência de atenuação de sinal ou sombras devido ao relevo não foi diretamente considerada nesse estudo preliminar pelo fato de não se conhecer, a priori, a altura de todas as torres para a instalação dos transmissores. Entretanto, como na definição dos pontos de posicionamento dos transmissores procurou-se levar em conta a questão da sinuosidade dos rios. Assim, o posicionamento foi estruturado de modo a assegurar visadas diretas sobre o leito do rio entre os sucessivos transmissores. Os pontos definidos para a composição dos enlaces foram justapostos em suas coordenadas no mapa Google Earth Pro, para permitir a visualização do campo de cobertura sobre toda a hidrovia. Resultados As envoltórias de cobertura dos rádios AIS estão apresentadas na Figura 5.1. São destacados na cor verde a fração relativa ao Rio Tietê, cuja composição contempla a cobertura por 8 estações de 2 Watts (em-trak B100) com envoltórias de 30 km. A fração do Rio Paraná, de São Simão à Itaipu, está destacada em vermelho e amarelo. Sendo composta por 13 estações de 2 Watts (em-trak B100) com envoltórias de 30 km (vermelho) e 3 estações de 12 Watts (em-trak B212) com envoltórias de 50 Km (amarelo). Nas Tabelas 5.1 e 5.2, estão detalhadas as coordenadas de posicionamento das estações AIS para os rios Tietê e Paraná, respectivamente.

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Figura 5.1. Localização das estações AIS com enlaces de cobertura.

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Tabela 5.1 – Estações no Rio Tietê. Número da Estação

Local

Latitude

Longitude

Tipo de rádio

1

Usina Pioneiros – Sud Menucci Açúcar e Álcool

20°43'45.26"S

50°57'34.59"O

em-trak B100

2

Ponte da SP-463

21° 2'36.57"S

50°27'50.62"O

em-trak B100

3

UHE Nova Avanhandava

21° 7'25.86"S

50°12'48.09"O

em-trak B100

4

UHE Promissão

21°17'52.12"S

49°47'20.87"O

em-trak B100

5

Ponte entre Pongai e NH

21°38'47.16"S

49°16'37.61"O

em-trak B100

6

UHE Ibitinga

21°45'33.89"S

48°59'26.36"O

em-trak B100

7

UHE Bariri

22° 9'11.82"S

48°45'8.69"O

em-trak B100

8

UHE Barra Bonita

22°31'10.34"S

48°32'0.37"O

em-trak B100

Tabela 5.2 – Estações no Rio Paraná Número da Estação

Local

Latitude

Longitude

Tipo de Rádio

1

Farol Bonanza

19° 8'23.01"S

50°40'33.22"O

em-trak B100

2

Reserva

19°23'54.94"S

50°51'22.88"O

em-trak B100

3

Farolete Serra L

19°46'0.09"S

51° 2'0.28"O

em-trak B100

4

Farolete Pontal de Minas

20° 4'0.04"S

51° 0'0.00"O

em-trak B100

5

Farol São Martinho

20°20'0.98"S

51°18'0.08"O

em-trak B100

6

UHE Jupiá

20°46'41.00"S

51°37'46.00"O

em-trak B212

7

Panorama

21°22'14.52"S

51°51'42.50"O

em-trak B100

8

Pres. Epitácio, Base da Marinha

21°44'49.00"S

52°11'53.87"O

em-trak B212

9

Anaurilândia

22°11'20.18"S

52°43'9.90"O

em-trak B100

10

UHE Porto Primavera

22°28'59.00"S

52°57'27.00"O

em-trak B100

11

Pau d'Alho

22°50'5.20"S

53°22'18.27"O

em-trak B100

12

Porto Caiuá

23°15'54.99"S

53°43'2.19"O

em-trak B100

13

Pto Baunilha

23°34'21.80"S

54° 2'6.51"O

em-trak B100

14

Guaíra, Base da Marinha

24° 5'7.61"S

54°15'28.16"O

em-trak B212

15

Farolete Ponta da Reserva

24°46'0.65"S

54°21'0.64"O

em-trak B100

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Farolete Ocoí

Convênio: 01.100699-00 25°15'0.24"S

54°27'0.15"O

em-trak B100

META 5-2: Modelo de Otimização de Filas no Processo de Eclusagem Estruturação do problema É proposta a criação de um sistema para aperfeiçoar o processo de transposição nas eclusas do Rio Tietê, a fim de minimizar os tempos de espera de eclusagem, ou seja, diminuir as filas nas eclusas. Tendo em vista a grande demanda atual de transporte de cargas, e a projeção para os próximos anos, nota-se um crescimento acentuado no volume de embarcações em seu leito, o que pode acarretar formações de filas nas eclusas e atrasos do fluxo de embarcações. A fim de minimizar os tempos de espera em eclusagens, é necessário a implementação de um modelo de otimização de filas no processo de eclusagens na Hidrovia do Tietê. Para dimensionamento do Sistema de otimização, foram considerados como variáveis do sistema, os seguintes parâmetros: a) Sequência prioritária, normas de trafego da Hidrovia Tietê-Paraná; b) Tipo de embarcação; c) Posição da eclusa, Montante ou jusante; d) Posição da embarcação; e) Previsão de chegada à eclusa; Construção do Modelo/Teoria As primeiras ideias tinham como premissa a criação de rotinas de cálculos com estruturas condicionais e blocos de pesquisa, para a otimização do sistema. Entretanto, considerando que esta proposta envolve, sobretudo, uma aplicação operacional e naturalmente deve primar pela eficiência combinada com a simplicidade, decidimos substituir a estrutura de algoritmos computacionais do tipo decisão lógica por uma modelagem matemática. Assim, foi concebido um modelo matemático com três equações, que de acordo com suas variáveis, atribuem um valor de prioridade para uma lista de embarcações, sendo: a) F(t_chegada; pos_barco; pos_eclusa), função com 3 variáveis, ordena uma lista de embarcações de acordo com a previsão de chegada, a posição do barco e eclusa. b) F(t_final) =| t_chegada|, necessária para comparar os vencedores; c) F(t_final) =| t_chegada +30|, ajuste da função para discordância da posição do barco com a câmara. Isso permite diminuir o tamanho e a complexidade das rotinas, e desta forma, solucionar o problema com uma metodologia mais clássica e com abordagem inovadora. O fluxograma da Figura 5.2 apresenta a dinâmica do modelo.

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Figura 5.2 – Fluxograma do modelo de otimização.

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Figura 5.2 (continuação) – Fluxograma do modelo de otimização.

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Figura 5.2 (continuação)– Fluxograma do modelo de otimização.

Estudo de viabilidade A meta do modelo de otimização é reduzir em 30% as etapas dos processos de transposição de barragens, baseando num melhor aproveitamento das operações de enchimento e esvaziamento da eclusa, o que por si só, pode ser fator econômico da viabilidade.

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Lopes (2011) realizou um estudo dos impactos energéticos produzidos na cascata do rio Tietê em decorrência do aumento do tráfego hidroviário. Este estudo concluiu que, em termos de consumo energético, as eclusagens representam uma retirada energética de 7 MWh para o horizonte de 2015 e 10 MWh médios para 2020. De acordo com a concessionária AES Tietê, o número de eclusagens realizadas no ano de 2012 nas eclusas administradas por ela, foi de 16457. Considerando o período de tempo de um ano, e o volume médio das câmaras das eclusas do Tietê em 45 mil m3, é possível obter uma vazão equivalente de eclusagem de 23,48 m3/s. Seguindo o mesmo raciocínio de Lopes (2011), esta vazão constante durante o ano de 2012, seria capaz de produzir 5,4 MWh médio de energia. Segundo a Secretaria de Transportes do Estado de São Paulo a estimativa de crescimento do tráfego hidroviário na Hidrovia Tietê é 26,5% até 2020. Face ao este crescimento esperado e analisando a capacidade operacional das eclusas desta hidrovia, especialmente as eclusas de Barra Bonita e Bariri devem chegar em suas capacidades máximas de operações de eclusagens no ano de 2014, conforme Lopes (2011). Partindo das informações anteriormente elencadas, o desenvolvimento de um modelo de otimização nos processos de transposição de barragens é relevante, pois, uma redução de 30% nas etapas dos processos de eclusagens, resultaria, como exemplo, numa economia de 1,61 MWh no ano de 2012. META 5-3: Instalação de Centrais Remotas de Instrumentação para Coletar Dados Introdução As estações remotas enviam informações para o laboratório permitindo que elas sejam estudadas e analisadas. Mas para isso, esses dados precisam ser devidamente armazenados em um servidor de maneira fácil, porém com supervisão humana para evitar que dados importantes sejam sobrescritos. A fim de melhorar essa tarefa, propôs-se a criação de um programa com interface gráfica para armazenamento dos dados coletados pelos equipamentos de medição em um servidor SQL disponível. Com as diversas linguagens de programação e as diversas bibliotecas disponíveis para fazer programas com interface gráfica, torna-se uma tarefa complicada e muitas vezes subjetiva escolher a plataforma que se utilizará para trabalhar. Planejou-se então escrever um programa que pode ser executado em Windows, Linux ou mac OS (após o processo de instalação adequado) que pudesse ser desenvolvido de forma prática e flexível (para que possíveis mudanças no esquema do programa pudessem ser implementadas de forma fácil). Escolheu-se então trabalhar com a linguagem de programação Python na versão 2.7 juntamente com a biblioteca PyQT, uma extensão da biblioteca de interfaces gráficas para C++ adaptada para trabalhar de forma flexível e prática com o Python. Python é uma linguagem de programação de alto nível, interpretada e orientada a objetos criada em 1991, mas que teve uma recente explosão em número de usuários e em número de projetos que utilizam a linguagem. A Figura 5.3 apresenta o percentual de utilização de 62

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linguagens de programação em projetos. As tradicionais linguagens Java e C++ estão apresentadas em roxo e laranja, respectivamente, observa-se que no período de 2005 até 2014 estas linguagens passaram a ser menos utilizadas. Em azul está Python, a linguagem escolhida para utilização que alcançou um patamar de utilização próximo ao das linguagens tradicionais. Em vermelho está Ruby, outra opção que foi analisada, porém foi descartada devido ao baixo número de usuários comparado às outras linguagens.

Figura 5.3 - Comparação de linguagens de programação – Percentual de projetos por ano. Fonte: http://www.ohloh.net/languages

A ascenção do Python nos últimos anos se deve à agilidade que a linguagem traz ao desenvolvimento de projetos, além disso, é uma linguagem com grandes possibilidades de ser estendida, permitindo chamar funções em C++, Fortran e outras linguagens. Assim, uma grande quantidade de bibliotecas de uso específico foi adicionada. Metodologia Observando o processo de desenvolvimento de software realizou-se um processo de desenvolvimento cíclico em que varias versões do programa são feitas como passos intermediários até chegar numa versão final. A cada ciclo o programa vai crescendo em complexidade e em funcionalidade. As versões iniciais permitiam que o usuário pelo terminal do linux fosse feito o upload de um arquivo de texto contendo as informações necessárias, em seguida iniciou-se o desenvolvimento da interface gráfica e de funções para permitir a manipulação do arquivo de texto, selecionando o cabeçalho, pulando linhas, entre outras funções para facilitar a utilização do usuário final. Escolheu-se a biblioteca SQLAlchemy por oferecer diversas funções já implementadas para trabalhar com a linguagem de requisições de servidor chamada SQL.

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O programa desenvolvido foi feito de forma modular para permitir que ele seja facilmente compreendido e também seja facilmente estendido caso seja necessário algum desenvolvimento futuro. A versão atual encontra-se disponível na base de dados do projeto. Resultados Como resultado do trabalho de desenvolvimento de software para realizar o upload de dados provindos de sensores instalados em centrais de instrumentação remotas obteve-se um software multiplataforma com interface gráfica. O resultado visual encontra-se na Figura 5.4.

Figura 5.4- Interface gráfica final.

A Figura 5.4 mostra um exemplo real de upload para um servidor SQL em que são enviados dados de pressão com uma coluna representando a data e o horário em que a informação foi coletada, uma coluna representando um número de registro daquela informação e por fim uma coluna que representa a informação de pressão em si. Ao pressionar o botão “Arquivo de Origem” abre-se uma janela que permite a busca de arquivos csv para ser feito upload. As duas caixas adjacentes à esse botão permitem pular linhas de forma que parte do cabeçalho do arquivo csv pode ser pulado, fazendo apenas informações uteis serem inseridas no servidor. Conclusão

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O software desenvolvido é capaz de fazer upload de arquivos csv gerados pelas estações de instrumentação remotas, a interface gráfica confere maior controle ao usuário sobre o que está sendo colocado no servidor do que opções automatizadas (que poderiam causar erros que demorariam muito tempo a serem percebidos). O uso da linguagem Python foi um grande facilitador na implementação do projeto uma vez que ela possui bibliotecas completas para trabalhar com servidores SQL e interfaces gráficas. Alguns bugs são conhecidos e estão sendo trabalhados, como por exemplo, ao se fazer o upload de um mesmo arquivo duas vezes o programa gera um erro e trava, para ser resolvido faremos uma verificação linha a linha se a entrada já existe antes de fazer o upload. Pelo controle de versões atual o programa está na versão 0.9, sendo que a versão 1.0 será o programa completamente capaz de enviar um arquivo csv ao servidor SQL controlado por um usuário comum e que não retorne erros ao encontrar uma entrada igual no servidor (sem deixar entradas duplicadas no servidor). Foi deixado espaço para estender as funcionalidades do programa que atualmente faz apenas a escrita no servidor. Em um projeto futuro, pode-se fazer um módulo que faça a leitura dos dados e já seja capaz de plotar gráficos de histórico dos dados em questão. Com essa funcionalidade adicionada à versão do software seria considerada 2.0. Referências Bibliográficas SUMMERFIELD, M - Rapid Gui Programming With Python And Qt - PEARSON EDUCATION, 648p, 2007. MILANI, A. – MySQL guia do programador. – NOVATEC, 400p, 2007. LUTZ, M. – Programming Python – 4ª edição, O’REILLY MEDIA, 1632p, 2010. META 5-4: Banco de Dados MySQL Um dos ramos de pesquisa do projeto Ondisa 8 é a recepção e disseminação, em tempo real, de dados meteorológicos que reproduzem a relação Vento x Onda nos lagos da Hidrovia Tietê-Paraná. Os dados são coletados, armazenados e monitorados pelo Laboratório de Hidrologia e Hidrometria (LH²) da Unesp de Ilha Solteira. Para o gerenciamento do banco de dados do projeto é utilizado o programa MySQL, que é de fácil manuseio e garante a segurança dos dados. A importância de se ter um banco de dados organizado e em operação reflete na necessidade de recuperar informações, tirar conclusões e assim tomar decisões. Os dados meteorológicos são obtidos de torres localizadas ao longo da Hidrovia TietêParaná e os dados de ondas são obtidos pelos sensores do ADCP-Waves que, após um período mergulhado no fundo do rio, é emerso para manutenção e coleta dos dados em forma bruta. A existência de um banco de dados é de suma importância para o projeto, pois é a nele que todas as informações obtidas são armazenadas e organizadas, permitindo que sejam feitas análises e interpretações dos eventos e assim que as decisões sejam tomadas baseadas nas conclusões. Também o banco de dados permite a recuperação de informações, caso necessário. 65

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As informações de vento podem ser organizadas basicamente quanto a intensidade, direção e duração e as informações de ondas interessam quanto as alturas atingidas pelas ondas e suas durações. A etapa de armazenagem das informações processadas em um banco de dados ocorre após a fase de aquisição dos dados brutos. Os sensores instalados em campo, tanto para medição de fatores meteorológicos quanto para medição de ondas são captam a informação da grandeza física desejada e transforma em dados que são armazenados na memória interna de um datalogger, estes dados, porém, estão na forma bruta, portanto precisam ser processados e organizados para que se obtenham as informações desejadas – exemplo, velocidade, direção e intensidade de vento, altura de ondas – para isso os dados brutos são importados e processados em computador e armazenados de forma organizada no banco de dados. Assim é possível melhor visualizar a relação Vento x Onda que ocorre em campo. As análises e interpretações destes eventos meteorológicos e hidrodinâmicos é de grande valia no auxilio para construir um modelo capaz de relacionar tais grandezas. A seguir, um exemplo de organização dos dados de vento já processados e obtidos em certo período pela estação de Ilha Solteira – CESP. Nota-se a facilidade na interpretação e compreensão dos dados demonstrados. Tabela 5.3 – Exemplo de organização de dados de vento, Estação Ilha Solteira – CESP.

Para o armazenamento dos dados processados é utilizado o servidor de banco de dados MySQL, que é um sistema de banco de dados SQL (Structured Query Language ou Linguagem Estruturada para Pesquisa). Com ele é possível ter acesso aos dados coletados ao longo de todo o projeto, de maneira rápida e precisa. O motivo de sua escolha para servidor do projeto Ondisa 8 é devido sua praticidade, facilidade de manuseio além de ser seguro e livre. Conclusão. Nota-se a importância da boa integração entre a fase de aquisição de dados e o processamento destes para chegar aos resultados dos eventos para então poder tomar as decisões baseadas nas análises e interpretações das informações. Dados de vento como intensidade, 66

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direção e duração – obtidos por anemômetro – quando relacionados aos dados de ondas obtidos pelo ADCP-Waves geram um perfil de comportamento entre estes dois eventos que estão interligados. Estes dados podem ser representados em tabelas, gráficos e imagens variando com a necessidade do tipo de interpretação. O servidor do banco, MySQL mantém os dados seguros e organizados para consultas e recuperações de informações, sendo possível a consulta dos dados coletados ao longo de todo o projeto, bem como analisar dados específicos como máximos e mínimos dos eventos.

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META 6 – Desenvolvimento em Laboratório do Protótipo de Ondógrafo Óptico. O desenvolvimento experimental do ondógrafo óptico já foi concluído, com a construção de um protótipo. O protótipo encontra-se instalado e operando no Lago de Ilha Solteira em conjunto com um ADCP-Waves e uma sonda de nível para medição de ondas. Os dados serão desses três sensores serão cotejados para análise da função de resposta do espectro de ondas em lagos. Um dos pontos-chave do projeto é a correlação de ventos e ondas (MACIEL etall, 2009), uma vez que, em lagos de reservatórios como no caso de Ilha Solteira, as ondas são geradas exclusivamente pela ação dos ventos. Uma vez estruturada a instrumentação e a logística de aquisição dos dados, resta analisar, interpretar e correlacionar as informações com os modelos matemáticos. Embora a aquisição de dados de ventos seja atualmente utilizada em larga escala, e sua metodologia bem conhecida, a coleta das informações de ondas em águas rasas encontra-se ainda bem restrita no Brasil. Durante todo o desenvolvimento do projeto ONDISA 5, foram estudados alguns equipamentos para mensurar tais ondas, entre eles o ADCP-Waves (OLIVEIRA et all, 2010), cujas medidas são feitas tomando-se o espectro de energia das ondas, adquirido de forma indireta através das velocidades orbitais das colunas d’água próximas à superfície. De forma a verificar as configurações do equipamento, tal como a qualidade dos dados, mediu-se concomitantemente estas ondas através de uma sonda de pressão de alta precisão, submersa a uma profundidade pré-determinada, interligada a um sistema de coleta e armazenamento de dados, com frequência de amostragem satisfatória, sendo possível analisar as amplitudes e frequência das ondas através de uma rotina de FFT (DALL'AGLIO et all, 2011). Da necessidade de automatizar o ajuste de profundidade A medição de ondas por transdutores de pressão, em decorrência da sazonalidade dos níveis de água nos lagos, está limitada à logística de constantes manutenções e ajustes, já que a representação da dinâmica dos níveis d’água amostrados (ondas) pelo transdutor de pressão é sujeita aos efeitos de atenuação em função da profundidade do sensor. Estudos têm mostrado que o posicionamento desse tipo de sensor a uma profundidade de até dois metros pode reproduzir bem o campo de ondas (DALL'AGLIO et all, 2011). Entretanto, considerando a evolução temporal do nível dos reservatórios, o qual aumenta ou diminui em função das estações do ano e, mais imediatamente, do próprio requisito de geração de energia que proporciona variações significativas do nível do lago, fica imposta a necessidade de um mecanismo de compensação para garantir o posicionamento do sensor a uma profundidade constante, a fim de eliminar as diversas campanhas de reposicionamento do sensor. Mecanismo para regulagem do nível de um transdutor de pressão A solução para o problema motivador se deu na forma de um mecanismo constituído essencialmente de um parafuso sem-fim, acionado por um motor elétrico de corrente contínua 68

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que, através de uma redução de coroa e rosca, transmite o movimento ao parafuso. Um cursor com o mesmo perfil de dente e passo é o elemento em contato com o parafuso e acoplado a um tubo de inox que abriga por sua extensão um cabo e em sua extremidade, conectado a esse cabo, o sensor. O agente que dará informações para o sistema sobre a posição do sensor é ele mesmo. O sistema eletrônico de instrumentação envia dados em tempo real a uma central de processamento, que serão interpretados e convertidos em valores de pressão, profundidade em relação ao nível d’água, da ocorrência e da altura das ondas. Esta funcionalidade é realizada através de transmissão de rádio frequência, através de microcontroladores, dataloggers e atuadores. Será utilizado será o dado de altura em relação ao nível d’água. pós certo padrão de altura da coluna de água acima dele, ele entende isso como mudança no nível global do lago e não apenas ocorrência de onda. Sabendo a velocidade desenvolvida pelo conjunto cursor-tubosensor, o motor é acionado por um período de tempo suficiente para realizar a correção da posição. O controle de profundidade é executado através de um sistema de aquisição, processamento e controle (datalogger Campbell), a partir dos dados de nível amostrados pelo próprio transdutor de pressão, que serve como realimentação do sistema de malha fechada. Esse processo ocorre automaticamente, por meio de algoritmos rodando em computadores na central de processamento, capazes de acionar remotamente o mecanismo. Há também a possibilidade de realizar a movimentação e o controle da altura do dispositivo pelo usuário, de acordo com uma possível necessidade. Projeto e Construção O projeto para construção e representação gráfica dos dispositivos foi realizado no software SolidWorks®. Algumas imagens do modelo final são apresentadas nas Figuras 6.1 a 6.3. O parafuso sem-fim utilizado aos de portões basculantes, com uma rosca de quatro entradas, de perfil quadrado, com passo 4,5 mm e comprimento 2800 mm. A Figura 6.1 mostra um detalhe da rosca e o cursor.

Figura 6.1 - Parte do Parafuso sem-fim e cursor

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O cursor, que é movimentado pela rotação do sem-fim, tem internamente o mesmo padrão de rosca, com um pino para a fixação de um suporte para o tubo que levará o sensor. A estrutura é composta por um canaleta perfilada, que aloja o parafuso sem-fim (Figura 6.2). Na parte superior esta sustenta os componentes eletromecânicos. Esse perfil não tem contato com a rosca ou com o cursor quando na posição vertical (que é a de funcionamento). Na extremidade inferior há uma tampa plástica, que tem a função de mancal da extremidade da rosca.

Figura 6.2 – Canaleta perfilada

Por ser de dimensões grandes, numa vista completa do mecanismo a visualização dos detalhes é dificultada. A Figura 6.3 ilustra a montagem completa do mecanismo, dividido em seções para melhor visualização, e um detalhe dos componentes eletromecânicos.

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Figura 6.3 – Montagem completa e detalhe da parte superior do dispositivo

A Figura 6.3 ilustra os principais componentes do mecanismo. A caixa redutora (1) é suportada pelo perfil (2), o qual abriga a rosca (3). A rosca é presa ao cursor de movimento (4), que é acoplado à chapa guia (5) que sustenta o tubo de aço (6). O sistema é colocado em movimento pelo motor elétrico (7), que é acionado pelos controladores eletrônicos (8). O motor elétrico tem tensão nominal de 12 V. O redutor do tipo coroa e rosca tem uma relação de transmissão de 5:1, dando ao sem-fim o movimento lento necessário para efetuar pequenas correções sem problemas e evitar choques com possíveis objetos que venham a obstruir o curso dos componentes em movimento de translação. Seguem, nas figuras 6.4 e 6.5, algumas imagens do processo construtivo do protótipo.

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Figura 6.4 – Fotos da construção e teste do protótipo

Figura 6.5 – Vistas do fuso para ajuste de nível, detalhe do fim de curso e o mecanismo completo.

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O mecanismo foi confeccionado inteiramente em alumínio, aço inox e teflon, a fim de eliminar o desgaste por corrosão (Figura 6.5). Foram também instalados sensores de fim de curso em série com o sistema de controle do motor, garantindo a redundância de proteção. Do desenvolvimento do ondógrafo óptico O desenvolvimento de instrumentação para medição de ondas em lagos com capacidade de resolução para caracterização, inclusive das pequenas ondas, é de primordial importância para estudos, pesquisas e monitoramento dos processos ligados a obras fluviais, portos, segurança da navegação fluvial, sistemas de proteção hidrodinâmicos, erosão de margens de reservatórios, entre outros. Durante os projetos ONDISA 5 (finalizado) e ONDISA 8 foram utilizados tanto ADCPWaves, como sensores de pressão na coleta de dados de ondas. Dadas as aplicações de ambos os equipamentos, foi possível mensurar ondas no lago apenas de forma indireta, através de análise de espectros de energia das ondas. Embora se tenha adquirido dados com boa correlação entre os métodos utilizados, não foi possível ainda a obtenção de dados de forma direta, a fim de caracterizar ondas isoladas, aperiódicas, de altas frequências ou mesmo de baixas amplitudes. O ADCP-Waves é, indiscutivelmente, um equipamento de alta qualidade e versatilidade, tomado como base de referência nas correlações dos dados. No entanto, na configuração para medição de ondas em águas rasas, está limitado à amostragem de ondas com frequência máxima da ordem de 0,5 Hz (OLIVEIRA et al, 2010), além de uma logística mais complexa, já que este depende do fundeio no lago para operação. Já o transdutor de pressão deve operar em uma profundidade fixa adequada (proposta deste trabalho), além da necessidade de rotinas computacionais para alimentar bancos de dados e executar cálculos de FFT e atenuação (DALL'AGLIO et al, 2011). Uma tentativa de mensurar ondas de forma direta seria medir a distância da lâmina d’água até um ponto fixo acima desta, ou vice-versa, com leitura e armazenamento dos dados em frequência apropriada, de modo a registrar a forma de onda da coluna d’água em função do tempo, obtendo de forma direta o comportamento até mesmo de ondas isoladas, como as geradas por embarcações, por exemplo. Circuito de conversão A/D e testes de laboratório A correção da profundidade do sensor, em função das variações do nível d’água, é executada automaticamente via software de controle, que foi desenvolvido tomando em conta os parâmetros de estabilidade do espelho d’água, velocidade do vento durante pré-determinado tempo de antecedência, tensão/carga disponível na bateria para acionamento do motor, ocorrência de ondas, entre outros parâmetros relevantes (software completo em anexo). Para tanto, foram necessários testes em laboratório (Figura 6.6) dos mecanismos de ajuste, sensores de fim de curso, circuito de conversão Digital/Analógico, entre outros parâmetros de resposta.

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Figura 6.6 – Testes de laboratório da resposta do sensor de pressão e software de aquisição e processamento de dados.

Como sensor de pressão, foi utilizada uma sonda de alta precisão, modelo Druck PDCR 1830, ligada a dois pares de entradas analógicas do datalogger, modelo CR1000 da CAMPBELL SCI, em ponte completa. A excitação do sensor foi configurada em tensão alternada, eliminando assim os efeitos de temperatura no cabo, com delayde 250 microssegundos entre as reversões de polaridade, tempo necessário para transitório devido ao efeito capacitivo do cabo de aproximadamente 150 metros. Foi necessário calibrar o sensor, cuja curva de resposta é mostrada na Figura 6.6. A curva foi adquirida tomando aproximadamente 130 medidas, relacionando as respostas adquiridas pelo datalogger (em milivolts) com as profundidades a que a sonda foi submetida. Os coeficientes da curva foram implementados no software como multiplicador de offset.

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Profundidade (m)

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Saída (Volts)

Figura 6.6 – Curva de calibração da sonda de pressão Druck PDCR 1830.

Uma vez que o sistema datalogger disponibiliza saídas de I/O, foi construído um circuito eletrônico (Figura 6.7), baseado em ponte H de mosfets e amplificadores operacionais, que permite controlar um motor c.c. a partir de duas entradas lógicas, possibilitando a intermediação com o datalogger (digital). O motor de corrente contínua aciona então o fuso principal, responsável pelo movimento do tudo suporte da sonda de pressão, permitindo excursionar o eixo numa faixa de ajuste de até três metros de coluna d'água.

Figura 6.7 – Circuito para acionamento do motor a partir de sinal lógico do datalogger.

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Construção do anteparo e implementação do Sensor de Distância Laser Juntamente ao conjunto de fixação do transdutor de pressão, foi instalado um sensor industrial de medidas de distância a laser, classe 2, focado em um anteparo no formato de boia, guiado pela haste base do sensor de pressão, de forma que torne possível medir a uma frequência adequada, a distância entre o anteparo e o sensor a laser, caracterizando assim a evolução temporal do nível (ondas). O anteparo (boia) foi confeccionado em cobre e soldado em estanho, eliminando assim os efeitos de oxidação. O centro foi revestido por teflon, de forma a minimizar ao máximo os atritos com a haste central, uma vez que a boia deve seguir livremente a coluna d'água descrita pelas ondas. A Figura 6.8 ilustra o anteparo. A forma cônica da boia foi definida em razão de permitir rápida resposta dinâmica das ondas e reduzir os efeitos de turbulência e arraste.

Figura 6.8 – Boia para anteparo do feixe de laser do medidor de distância.

O sensor de distância a laser classe 2, modelo VDM28-8, comprimento de onda 660nm e acurácea de 5mm (Figura 6.9), foi fixado ao suporte base do mecanismo de correção de nível, permitindo que este ficasse imóvel como observador em relação à coluna d'água no lago. Devido à grande incidência de chuva e luz solar no campo, houve a necessidade de uma proteção adicional ao sensor, embora possuísse grau de proteção IP67. Outra particularidade do sensor é ser imune à interferências luminosas até 50.000 Lux, além de operar num campo de medida entre 0,2 e 8 metros.

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Figura 6.9 – Sensor industrial de distância a laser classe 2, modelo VDM28-8.

Entrada (metros)

A conexão entre o sensor e o sistema de aquisição foi feita através de cabo par blindado, com saída analógica em fonte de corrente 4 a 20 mA, para eliminar possíveis quedas de tensão na leitura, ligados a um par diferencial analógico do datalogger, com resistor de 200 ohms 0,01% em derivação. Para a implementação do software de aquisição foi necessário obter uma curva de calibração (Figura 6.10) que relaciona a distância medida (em metros) com a tensão registrada (em volts) pelo datalogger. Da linha de tendência obteve-se o multiplicador e offset do sensor, além de verificar a linearidade do mesmo.

Saída (Volts)

Figura 6.10 – Calibração do sensor industrial de distância a laser classe 2, modelo VDM28-8.

Testes de fadiga e consistência dos dados Os testes de validação do software foram realizados em laboratório a fim de verificar a consistência dos dados e das rotinas de ajuste automático de nível e limpeza do tubo móvel. Para tanto, a instrumentação principal (Figura 6.11) foi instalada por completo, possibilitando acompanhamento visual de todos os parâmetros. Nesta etapa, alguns valores de variáveis de controle foram alterados, de modo que as rotinas de limpeza e ajuste fossem executadas continuamente, verificando possíveis existências de fadigas no mecanismo. 77

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Figura 6.11 – Caixa de instrumentação de aquisição de dados e controle.

META 7 - Avaliação de Resposta de Medição do Ondógrafo Óptico. META 7-1 : Instalação em Campo dos Instrumentos Para os testes de campo do ondógrafo ótico foram instalados, além do ondógrafo ótico,o ADCP-Waves e o sensor de pressão Druck, um anemômetro sônico 2D Gill e os sistemas de coleta, armazenamento e transmissão de dados e periféricos, alimentados por painel solar de 135W, juntamente de regulador de tensão e bateria estacionária de 12 volts e 115 AH. Aspectos do trabalho de instalação são apresentados nas Figuras 7.1 e 7.2.

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Figura 7.1 – Adequação de torre para instalação da instrumentação.

Figura 7.2 – Instalação do sistema de alimentação da estação.

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Implementação da telemetria Tanto o controle do mecanismo equalizador de nível, quanto os cálculos de variação temporal da lamina d’água, são executados via software de controle dedicado, desenvolvido e implementados ao próprio sistema de aquisição e controle.Isto permitiuconciliar, no mesmo sistema, os dados de ondas adquiridos pela sonda de pressão e osobtidos pelo ondógrafo óptico, divididos convenientemente em arquivos e tabelas separados, mas transmitidos por um único link. O sistema tem acompanhamento remoto por telemetria via rádio, de modo a favorecer a visualização e análise dos dados em tempo real. Isso permite possíveis alterações, ajustes ou atualizações no software de controle, minimizando a necessidade de campanhas em campo. O link é formado por um rádio slave (emissor) situado na estação de coleta, um repetidor, instalado no Farol São Martinho (Figura 7.3), de propriedade da AHRANA, e um rádio master (receptor) na sala de instrumentação do Laboratório de Hidrologia e Hidrometria da UNESP de Ilha Solteira. Ambos os rádios são de espalhamento de espectro VHF.

Figura 7.3 – Instalação do rádio repetidor (Farol São Martinho).

Configuração e fundeio do ADCP-Waves A fim de verificar a consistência dos dados de alturas de ondas, foi instalado conjuntamente à instrumentação um ondógrafo por efeito Doppler tipo ADCP (Figura 7.4), fundeado no lago nas proximidades da estação de coleta. O equipamento é fixado em suporte 80

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magneticamente estéril, ligado à caixa de instrumentação via cabo de dados e alimentação, permitindo que o sistema de alimentação principal forneça energia ao ADCP, além de permitir que o datalogger possa também controlar o ciclo de coleta do equipamento. Em suma, o ondógrafo por efeito Doppler foi configurado com parâmetros refinados de aquisição de ondas, discretizando velocidades em camadas de 1 metro, a cada 0,5 segundos (2 Hz), compondo um total de 1200 amostras em 10 minutos, período este em que é executada uma FFT para obtenção dos parâmetros de ondas. A lista completa dos comandos programados no ADCP encontra-se em anexo.

Figura 7.4 – Configuração e fundeio do ADCP-Waves.

Transmissão, recepção e análise dos dados Finalizada a instalação de todos os equipamentos, a estação tornou-se auto-suficiente quanto à alimentação, com margem excedente de 50% de toda a energia coletada (Figura 7.5). O gargalo do sistema acabou por ser transmissão dos dados, devido à necessidade de amostragem em frequências relativamente elevadas (10 Hz de amostragem do sensor de distância e 5 Hz do sensor de pressão). O grande fluxo de dados armazenados ocasiona o total preenchimento da memória de 4MB do sistema de aquisição em apenas 5 horas. Embora o link de transmissão dos dados tenha capacidade de pelo menos dez vezes o fluxo de dados gerados, um período de 5 horas é demasiado estreito para qualquer problema que venha a ocorrer com o link. Sendo assim, optou-se por processar os dados de ondas, enviando uma amostra por minuto, armazenando os dados brutos totais de forma condicional, ou seja, apenas quando o evento de onda for significativo; caso contrário, a malha de dados é desprezada, aliviando o estouro de memória. Salvo algumas poucas exceções, o conjunto de rádios e respectivas antenas proporciona link estável de modo a entregar os dados no computador receptor (Figura 7.6), que os processa e armazena em um banco de dados para posterior análise (Figura 7.7).

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Figura 7.5 – Estação em operação autônoma.

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Figura 7.6 – Recepção dos dados e processamento em tempo real.

Figura 7.7 – Coleta de dados de ondas (distanciômetro a laser).

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META 7-2: Processamento dos dados Ondógrafo Óptico

Amplitude(metros)

Para comunicação entre o computador e o datalogger, foi utilizado o software LoggerNet®, do fabricante do equipamento. Uma configuração adequada dos rádios, datalogger e do próprio LoggerNet® permitiu acompanhamento remoto em tempo real dos eventos registrados, inclusive dos dados brutos do ondógrafo, amostrados a uma taxa de 10 Hz. A Figura 7.8 ilustra uma amostragem dos dados do sensor a laser às 12:00 horas do dia 9 de maio de 2012, cuja variação encontrava-se em torno de 30 centímetros, com vento de 4,7 metros por segundo provenientes de Nordeste.

Período de Ocorrência (dia/hora)

Figura 7.8 – Análise da variação temporal da lâmina d'água em tempo real.

A escolha da taxa de aquisição dos dados de distância foi devido ao intuito de adquirir informações sobre ondas relativamente curtas, de alta frequência. Entretanto, a malha de dados é demasiado grande, o que além de carregar a memória e transmissão dos dados, torna dificultoso o processamento de dados em períodos mais extensos, já que a tabela ultrapassa os 6 milhões de dados por semana. Em uma das atualizações de software de aquisição, foi incluída uma rotina que desconsidera dados brutos levando em consideração o desvio padrão destas amostras e a velocidade do vento, podendo caracterizar eventos significativos ou não. Para uma melhor visualização dos eventos, o software calcula em tempo real a amplitude máxima das ondas, considerando a diferença entre o mínimo e máximo valor registrado dentro de um intervalo de um minuto, armazenando apenas esta amostra em uma tabela separada, exigindo menos recursos para exibição dos resultados. A Figura 7.9 ilustra um exemplo de ocorrências registradas com o ondógrafo óptico entre os dias 25 e 29 de maio de 2012, cujas amplitudes máximas de ondas registradas variam entre 0,02 e 0,8 metros. 84

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Amplitude(metros)

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Período de Ocorrência (dia/hora)

Figura 7.9 – Eventos de ondas calculados a partir do ondógrafo óptico.

Registros de ventos e sistema de alimentação Além das informações de distância e pressão, foi necessário também o armazenamento dos dados de velocidade e direção dos ventos para efeito de comparação e correlação entre os fenômenos (TROVATI, 2000, 2011). Na Figura 7.10 apresentam-se as velocidades de ventos registradas entre os dias 25 e 29 de maio de 2012 (mesmo período da Figura 7.9), onde as velocidades alcançam 12,5 metros por segundo. É possível verificar com essas figuras a evolução das ondas em função das velocidades dos ventos.

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Velocidade(metros/segundo)

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Período de Ocorrência (dia/hora)

Figura 7.10 – Ventos medidos pelo anemômetro sônico 2D Gill instalado na estação.

Embora o sistema de aquisição, rádios e demais sensores trabalhem com baixo consumo de energia, o motor de corrente contínua do regulador de nível e principalmente o ADCP-Waves, alimentado ao mesmo sistema, demandam uma grande carga de energia para o funcionamento. Mesmo com um conjunto de alimentação superdimensionado, o software registrou a cada minuto os níveis mínimos de tensão na bateria, permitindo estudo da demanda fornecida pelo painel solar e requisitada pelo conjunto de instrumentação (Figura 7.11). O sistema de alimentação composto principalmente por uma bateria estacionária de 12V e 115AH, controlador de carga para 20A e painel solar de 135W, foi instalado juntamente com a estação nas coordenadas Latitude 20°21'14.26"S e Longitude 51°19'14.45"O. O painel ficou alinhado a Norte, com inclinação de 20 graus, garantindo incidência solar sobre as células fotovoltaicas por um período médio diário de 8 horas. A Figura 7.11 mostra as tensões no período de 29 de maio a 22 de junho de 2012, com tensões que variam de 11,6 a 13,9 volts. Os picos gráfico representam a entrada do painel no sistema, e a queda constante próxima ao centro do gráfico ilustra ocorrência de períodos chuvosos ou com baixa incidência solar durante cinco dias seguidos, motivo este que justifica o superdimensionamento do sistema.

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Tensão (Volts)

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Período de Ocorrência (mês/dia)

Figura 7.11 – Tensões do sistema de alimentação da estação no mês de junho de 2012.

Obtenção dos dados do ADCP-Waves Por efeitos de comparação e validação dos dados, o ADCP-Waves foi configurado para aquisição de dados de ondas e corrente (comando de configuração em anexo), e fundeado nas proximidades da estação. Embora tenha sido alimentado pelo mesmo sistema, o que garante a possibilidade de transmissão em tempo real dos dados processados, optou-se por manter o armazenamento do dado bruto em um cartão de memória interno para pós-processamento, uma vez que esta alternativa permite a análise e escolha de diversos parâmetros durante o processamento. Desta forma, foram necessárias duas campanhas de fundeio, sendo o período de coleta dividido em dois processamentos: de 15 a 29 de maio (Figura 7.12) e de 29 de maio a 23 de junho de 2012 (Figura 7.13). Nestes períodos, foram registradas ondas com alturas significativas (Hs) de 40 e 44 centímetros respectivamente.

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Hs (metros)

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Período de Ocorrência (mês/dia)

Hs (metros)

Figura 7.12 – Registro de ondas pelo ADCP-Waves de 15 a 29 de maio de 2012.

Período de Ocorrência (mês/dia)

Figura 7.13 – Registro de ondas pelo ADCP-Waves de 29 de maio a 23 de junho de 2012

Durante o processamento, foi escolhido como prioritário o cálculo das alturas significativas a partir do espectro de velocidade (velocidades orbitais induzidas pelas ondas na superfície), tendo como segunda alternativa o espectro de superfície, e por final o espectro de pressão, já que este torna-se muito atenuado devido à profundidade de fundeio de aproximadamente 13 metros. As figuras 7.14 e 7.15 mostram, respectivamente, exemplos de dados da primeira e segunda campanha, processados após FFT com 1024 pontos e 10 iterações. É possível observar, além das distribuições espectrais (em cima, à direita) e dos comportamentos das correntes (em cima, à esquerda), o diagrama polar das maiores concentrações de energia e direção proveniente das ondas (embaixo, à direita).

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Figura 7.14 – Processamento de dados do ADCP-Waves do dia 27 de maio de 2012

Figura 7.15 – Processamento de dados do ADCP-Waves do dia 05 de junho de 2012

Dados sobre alterações de cotas do ADCP-Waves Embora seja bem conhecida a variação sazonal do lago de Ilha Solteira, podendo atingir diferença de até três metros em diferentes épocas do ano, uma análise dos dados processados do ADCP-Waves possibilita uma análise mais realística destas variações. Na Figura 7.16, que corresponde aos dados do sensor de pressão do ADCP entre os dias 5 e 15 de maio de 2012, onde o nível do lago sofreu variação total de 0,5 metros, dos quais 0,4 ocorreu apenas durante os últimos 5 dias. O gráfico apresenta também alguns pequenos picos diários, em torno de 0,1metros. 89

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Profundidade (metros)

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Período de Ocorrência (mês/dia)

Figura 7.16 – Variação do nível do lago registrado pelo ADCP-Waves entre os dias 5 e 15 de maio de 2012.

Distância média(metros)

Entretanto, não é possível estabelecer um padrão de variação do nível, uma vez que este depende da ocorrência de chuvas e até mesmo da demanda de geração da Usina Hidroelétrica de Ilha Solteira. Como exemplo, foi plotado o gráfico da variação temporal da cota em um intervalo maior de tempo (Figura 7.17). O gráfico apresenta registros entre os dias 29 de maio e 23 de junho de 2012, com variação total em torno de 0,7 metros na cota do lago.

Período de Ocorrência (mês/dia)

Figura 7.17 – Variação do nível do lago registrado pelo ADCP-Waves entre os dias29 de maio e 23 de junho de 2012. Alteração de cotas registrada pelo distanciômetro a laser 90

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Distância média(metros)

Sendo o sensor de distância a laser fixo à plataforma, foi possível tomá-lo como referência de outro método de medição da cota. Se por um lado as ondas são calculadas com base na variação instantânea da lâmina d'água, uma média destas amostragens durante um longo espaço de tempo representa o nível médio da lâmina d'água. Como exemplo, são apresentados na Figura 7.18, dados relativos a distância média do sensor a laser ao anteparo (boia). Salvo pelo fato de os dados apresentarem o inverso da variação da cota, ou seja, quanto maior a cota, maior a proximidade do anteparo ao sensor, e menor a medida registrada, o gráfico pode representar perfeitamente essa variação. Os dados referem-se a amostragens entre os dias 25 a 29 de maio de 2012, e possuem variação máxima de 0,3 metros. Cabe ressaltar uma importante observação quanto aos dois ápices mostrados no gráfico, pois nestes casos, não se trata de variação de nível, e sim períodos de limpeza programada do mecanismo, onde os tubos excursionam até os limites superior e inferior para retirada de possíveis sujeiras ou organismos incrustados. Durante este procedimento, programado para ocorrer condicionalmente a cada 48 horas, o anteparo é carregado junto ao tubo até o limite superior, ficando próximo ao sensor, momento em que a medida efetuada deixa de representar a real distância até o lago.

Período de Ocorrência (dia/hora)

Figura 7.18 – Distância média entre o sensor a laser e a lâmina d'água, representando a variação da cota do lago.

Teste do controle do mecanismo de ajuste Uma das propostas deste trabalho foi o ajuste da sonda de pressão a uma profundidade predeterminada, que possibilitasse medida de ondas através do espectro de pressão. Isto porque os dados coletados devem passar por uma rotina de FFT para correção de atenuação, devendo ser constante o nível médio de pressão a que a sonda foi exposta para se manter a integridade dos 91

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dados na correção de atenuação. Por outro lado, o sensor a grandes profundidades seria incapaz de mensurar ondas de baixas amplitudes, e quando a baixas profundidades, este ficaria fora d'água quando na ocorrência de ondas de grandes amplitudes. Por objetividade, este trabalho não aborta o processamento de ondas pelo sensor de pressão, utilizando apenas o ADCP-Waves para efeito de comparação, mas o software de aquisição garante a coleta e armazenamento integral dos dados de pressão, além de utilizá-lo como referência e realimentação para correção da profundidade. Declarada como constante no início do programa foi escolhida como ideal uma profundidade de 1 metro para o sensor, cujo ajuste é acionado caso haja um desvio de 10 por cento deste valor devido a alterações na cota. Uma rotina processa o nível médio a cada 6 horas e, caso esteja fora do limite tolerável, verifica condições de vento, ondas e carga de bateria para ajuste da profundidade. Se todas as condições forem satisfeitas, o sistema aciona o motor c.c. para ajuste da profundidade, tomando as informações da própria sonda como referência para critério de parada. Caso contrário, uma flag é acionada indicando que o ajuste será realizado tão logo as condições sejam satisfeitas. Para acompanhamento dos ajustes, foram plotados os dados de profundidade do transdutor de pressão (vermelho) juntamente com as distâncias médias do sensor laser ao lago no período de 29 de maio a 22 de junho de 2012 (Figura 7.19). É possível observar que em momento algum a sonda registra profundidades fora do intervalo de 0,9 a 1,1 metros (1 metro mais ou menos 10 por cento), salvo pelos picos, que representam novamente as ocorrências de limpeza do mecanismo. Um detalhe interessante no gráfico da Figura 7.19, é que as rotinas de limpeza do programa não foram simétricas, ou seja, a cada aproximadamente 48 horas. O motivo de atraso dos ajustes e limpezas programadas está sempre ligado às condicionais, exceto no caso da condicional referente à carga de bateria, que ao invés de apenas adiar o evento, cancela a agenda, evitando o risco de esgotar a carga do sistema, já que a rotina de limpeza consome muita energia. Desta forma, a agenda se repete somente no próximo ciclo de 48 horas, dando tempo ao sistema de alimentação restabelecer a carga.

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Profundidade(metros)

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Período de Ocorrência (mês/dia)

Figura 7.19 – Distância média do nível ao sensor (em azul) e profundidade do sensor de pressão (em vermelho), equalizada pelo mecanismo de ajuste. Ademais, foi adicionada ao sistema de aquisição uma tabela com gravação controlada por evento, com a finalidade de armazenar os dados referentes ao controle do mecanismo de ajuste, como horário de acionamento, contagem e tempo de subida, descida e limpeza. Referências bibliográficas CAMPBELL SCIENTIFIC, Instruction Manual, CR1000 Measurement and Control System, Canada, Logan, Utah, 2006. CUNHA, E. F. ; MORAIS, V.S. ; MACIEL, G. F. ; MGINA, F.C. . Sistemas de Transmissão de Dados de Vento e Onda, via Rádio Telemetria, em Lagos de Barragens. In: XVIII SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 2009, CAMPO GRANDE - MS. ANAIS DO XVIII SBRH. PORTO ALEGRE : ABRH, 2009. v. 1. p. 1-10. DALL'AGLIO Sobrinho, M.; TROVATI, L.R.; MACIEL, G. F.; OLIVEIRA, J.N.; ALBERTIN, L.; OLIVEIRA, B.; LIMA, G. B.; OLIVEIRA, E.B.; CUNHA, E.F. Monitoramento de ondas em reservatórios com sensor de pressão e comparação com dados de ADCP-Waves. XIX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, 2011, Maceió, AL. MACIEL, G. F. ; TROVATI, L. R.; DALL’AGLIO SOBRINHO, M. ; NEVES, C. F.; CUNHA, E. F.; MORAIS, V. S., (2009), “Alerta de ventos e ondas para a segurança da navegação.” In: 6º Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior. Rio de Janeiro – RJ: Anais do 6º Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior, p.8-16. OLIVEIRA, E. B. ; LIMA, G. B. ; TROVATI, L. R.. Monitoramento telemétrico de ondas geradas por ventos em lagos de barragens para segurança hidroviária e transposição de 93

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barragens. In: XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, 2011, Curitiba - PR. XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto. Curitiba - PR, 2011. p. 5233-5238. OLIVEIRA, E. B. ; LIMA, G. B. ; TROVATI, L. R. . Análise preliminar de ondas geradas por vento no lago da usina hidroelétrica de Promissão com uso de perfilador acústico por efeito doppler para segurança hidroviária. In: VI Encontro Científico e de Iniciação Científica Anhembi Morumbi, 2010. TROVATI, L. R.. ONDISA 1 - "Produção de ondas induzidas pelo vento no lago de Ilha Solteira" – Relatório Final, 2000: http://www.dec.feis.unesp.br/lh2/documentos/Rel_Final_Ondisa1.pdf TROVATI, L. R.. ONDISA 5 – "Hidrovia Tietê-Paraná: Alerta de Vento e Ondas para Segurança da Navegação" Relatório Final, 2011: http://www.dec.feis.unesp.br/lh2/documentos/Relatorio_FINAL_FINEP_ONDISA5.pdf U.S. ARMY COASTAL ENGINEERINGRESEARCH CENTER, (1973), ShoreProtection Manual, Third Edition, Volumes 1.Washington, D.C.: Department of the ArmyCorps of Engineers.

META 7-3: Relação entre vento e ondas com ADCP-Waves e ondógrafo óptico No estudo de ondas em águas rasas, é primordial que se tenha dados de velocidade e direção dos ventos, uma vez que o fetch é um fator determinante na formação das ondas (TROVATI, 2000) (DALL'AGLIO, et. all. 2011). Durante o período compreendido na execução deste trabalho, ocorreram dois eventos significativos com ventos de média intensidade, entre 10 e 15 metros por segundo. Porém, no estudo da direção destes ventos, verifica-se proveniência de Noroeste, proporcionando um fetch relativamente curto para estudo de caso (Figura 7.20), embora os dados a serem apresentados tenham boa correlação.

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Figura 7.20 – Vista de satélite da localização da estação. Fonte: Google Earth, 2012.

Para efeito de validação dos dados obtidos pelo ondógrafo óptico a partir dos processados pelo ADCP-Waves e correlação com os dados de ventos, serão apresentados dois eventos de maior incidência de ventos no período. Evento significativo do dia 27 de maio de 2012 Os resultados a seguir referem-se ao evento ocorrido no dia 27 de maio de 2012, compreendido entre as 19:30 e 22:30 horas. As Figuras 7.21 e 7.22 correspondem, respectivamente, a dados de velocidade e direção dos ventos ocorridos no período citado acima, com velocidade máxima que ultrapassa os 14 metros por segundo, e direção de pico em torno de 270º (Oeste). A Figura 7.23, retirada a partir do processamento dos dados do ADCP-Waves, ilustra alturas significativas (Hs) de ondas, com pontos a cada 10 minutos e pico de 0,4 metros. A Figura 7.24, apresenta dados coletados pelo ondógrafo óptico, a cada 1 minuto, e representa amplitude máxima das ondas, com pico em torno de 0,8 metros. Todos os gráficos possuem a mesma escala temporal, e representam o mesmo evento. Devido ao maior número de pontos obtidos pelo ondógrafo óptico, é possível discretizar melhor o evento, fato relevante em se tratar de eventos tão isolados e de curto período.

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Velocidade(metros/segundo)

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Período de Ocorrência (hora/minuto)

Direção(graus)

Figura 7.21 – Velocidade do vento registrado na estação no dia 27 de maio de 2012

Período de Ocorrência (hora/minuto)

Figura 7.22 – Direção do vento registrado na estação no dia 27 de maio de 2012

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Hs (metros)

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Período de Ocorrência (hora/minuto)

Amplitude (metros)

Figura 7.23 – Alturas significativas de ondas (Hs) registradas pelo ADCP-Waves no dia 27 de maio de 2012

Período de Ocorrência (hora/minuto)

Figura 7.24 – Amplitudes máximas de ondas registradas pelo ondógrafo óptico no dia 27 de maio de 2012

Evento significativo do dia 5 de junho de 2012 O segundo evento significativo durante a execução deste trabalho ocorreu no dia 5 de junho de 2012, entre as 13:40 e 16:00 horas. As figuras 7.25 e 7.26 correspondem, respectivamente, a dados de velocidade e direção dos ventos ocorridos no período, com velocidade máxima em torno de 13,5 metros por segundo, e direção de pico em torno de 270º (Oeste). A Figura 7.27, retirada a partir do processamento dos dados do ADCP-Waves, ilustra alturas significativas (Hs) de ondas, com pontos a cada 10 minutos e pico de 0,44 metros, e a Figura 7.28 apresenta dados coletados pelo ondógrafo óptico, a cada 1 minuto, representando

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Velocidade(metros/segundo)

amplitude máxima das ondas, com pico em torno de 0,92 metros. Todos os gráficos possuem a mesma escala temporal, e representam o mesmo evento.

Período de Ocorrência (hora/minuto)

Direção(graus)

Figura 7.25 – Velocidade do vento registrado na estação no dia 5 de junho de 2012

Período de Ocorrência (hora/minuto)

Figura 7.26 – Direção do vento registrado na estação no dia 5 de junho de 2012

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Hs (metros)

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Período de Ocorrência (hora/minuto)

Amplitude (metros)

Figura 7.27 – Alturas significativas de ondas (Hs) registradas pelo ADCP-Waves no dia 5 de junho de 2012

Período de Ocorrência (hora/minuto)

Figura 7.28 – Amplitudes máximas de ondas registradas pelo ondógrafo óptico no dia 5 de junho de 2012

Considerações finais O software e o mecanismo de ajuste de nível mostraram-se eficientes em campo, contendo redundâncias mecânicas de segurança, como chaves fim de curso e eletrônicas via software de controle. O uso das flags na programação permite limpeza e/ou ajuste remoto em tempo real, sem interromper a coleta de dados e o ciclo de funcionamento, além de verificar agendamentos pendentes e até desativar o sistema, caso necessário. O controle via software possibilitou uma gama de opções, como o caso da tabela de controle, que registra informações 99

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que permitem até mesmo relacionar os tempos decorridos nos ajustes com possíveis problemas mecânicos ou elétricos do mecanismo. Quanto ao ondógrafo óptico, a sua simplicidade mostrou potencial na disputa entre equipamentos de alto custo e logísticas mais complexas, embora o instrumento em si necessite de uma plataforma fixa em local conveniente para instalação física. Por se tratar de equipamentos de custos relativamente baixos, representa uma opção alternativa para medição de ondas em águas rasas, uma vez que esta aplicação é pouco explorada atualmente. Na comparação pontual dos dados adquiridos com os do ADCP-Waves, um dos equipamentos mais refinados para a aplicação, obteve-se uma precisa correlação entre as alturas máximas do ondógrafo com as alturas significativas do ADCP-Waves, tangenciando a relação teórica de aproximadamente duas vezes (Hmáximo = 1,94Hs) (U.S. ARMY COASTAL ENGINEERING RESEARCH CENTER, 1973). Referências bibliográficas CAMPBELL SCIENTIFIC, Instruction Manual, CR1000 Measurement and Control System, Canada, Logan, Utah, 2006. CUNHA, E. F. ; MORAIS, V.S. ; MACIEL, G. F. ; MGINA, F.C. . Sistemas de Transmissão de Dados de Vento e Onda, via Rádio Telemetria, em Lagos de Barragens. In: XVIII SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 2009, CAMPO GRANDE - MS. ANAIS DO XVIII SBRH. PORTO ALEGRE : ABRH, 2009. v. 1. p. 1-10. DALL'AGLIO Sobrinho, M.; TROVATI, L.R.; MACIEL, G. F.; OLIVEIRA, J.N.; ALBERTIN, L.; OLIVEIRA, B.; LIMA, G. B.; OLIVEIRA, E.B.; CUNHA, E.F. Monitoramento de ondas em reservatórios com sensor de pressão e comparação com dados de ADCP-Waves. XIX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, 2011, Maceió, AL. MACIEL, G. F. ; Trovati, L. R.; Dall’aglio Sobrinho, M. ; Neves, C. F.; Cunha, E. F.; Morais, V. S., (2009), “Alerta de ventos e ondas para a segurança da navegação.” In: 6º Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior. Rio de Janeiro – RJ: Anais do 6º Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior, p.8-16. OLIVEIRA, E. B. ; LIMA, G. B. ; TROVATI, L. R.. Monitoramento telemétrico de ondas geradas por ventos em lagos de barragens para segurança hidroviária e transposição de barragens. In: XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, 2011, Curitiba - PR. XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto. Curitiba - PR, 2011. p. 5233-5238. OLIVEIRA, E. B. ; LIMA, G. B. ; TROVATI, L. R. . Análise preliminar de ondas geradas por vento no lago da usina hidroelétrica de Promissão com uso de perfilador acústico por efeito doppler para segurança hidroviária. In: VI Encontro Científico e de Iniciação Científica Anhembi Morumbi, 2010. 100

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TROVATI, L. R.. ONDISA 1 - "Produção de ondas induzidas pelo vento no lago de Ilha Solteira" – Relatório Final, 2000: http://www.dec.feis.unesp.br /lh2/documentos/Rel_Final_Ondisa1.pdf TROVATI, L. R.. ONDISA 5 – "Hidrovia Tietê-Paraná: Alerta de Vento e Ondas para Segurança da Navegação" Relatório Final, 2011: http://www.dec.feis.unesp.br /lh2/documentos/Relatorio_FINAL_FINEP_ONDISA5.pdf META 8 - Identificação e Análise de Áreas para Medição de Atenuação de Ondas pela Vegetação. META 8-1: Identificação de Vegetação Aquática por Sensoriamento Remoto As macrófitas aquáticas são componentes importantes para o corpo hídrico, pois propiciam locais para reprodução, alimentação e proteção de organismos aquáticos, e, também, auxiliam na proteção das margens. Mas, quando em excesso, podem causar diversos problemas como navegação, irrigação, pesca e, principalmente, geração de energia elétrica. Essa proliferação vem ocorrendo constantemente nos reservatórios de usinas hidrelétricas, sendo um dos casos mais graves o que ocorre na Usina Hidrelétrica Eng. Souza Dias, que controla o reservatório de Jupiá. Este reservatório localiza-se entre os estados de São Paulo e Mato Grosso do Sul, tem 330 km² de superfície, e foi formado pelo represamento do rio Paraná, tendo como principais afluentes os rios Tietê e Sucuriú. Com a construção da Usina Hidrelétrica Três Irmãos, localizada à montante do reservatório de Jupiá, houve uma mudança nas características hidrológicas do reservatório, sua vazão diminuiu e isso contribuiu para o aumento de plantas aquáticas submersas, como Egrégia densa. No período chuvoso, o aumento de vazão provoca a fragmentação dessas plantas aquáticas e o deslocamento de plantas aquáticas flutuantes, como Pistia stratiotes. Essa vegetação se desloca pelo reservatório em direção à usina, prejudicando a navegação, captação de água e lazer. Na Usina Hidrelétrica Eng. Souza Dias, a vegetação se acumula nas grades de proteção da tomada d’água das unidades geradoras, provocando o entupimento dessas grades. Com a diminuição da captação de água, ocorre oscilação de potencia na turbina e aumenta a pressão sobre as grades. É inevitável a interrupção do funcionamento da unidade geradora para a troca da grade danificada, antes que a mesma rompa. Para evitar a parada das unidades geradora, a geração de energia é, em geral, reduzida em 60% quando se detecta oscilações de potencia. Dessa forma, são acionados os pórticos limpa-grades, os quais têm a função de retirar a vegetação retida nas grades. Sendo assim, essa pesquisa tem como objetivo realizar o mapeamento dessas macrófitas aquáticas, no reservatório de Jupiá, em diferentes meses do ano para se ter conhecimento da época de maior ocupação e suas possíveis causas. A área ocupada por macrófitas aquáticas foi

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determinada a partir de mapeamentos realizados em SIG, Sistema de Informação Geográfica, através de imagens de satélite. Estudo das Plantas Aquáticas Plantas aquáticas são espécies vegetais que habitam desde ambientes úmidos até ambientes aquáticos como rios, lagos e mares. Um organismo consegue viver somente dentro dos seus limites de tolerância, ou seja, dependem de certos fatores ambientais favoráveis, tais como temperatura, intensidade luminosa e nutrientes. Nas águas represadas que formam lagos de hidrelétricas, há grande disponibilidade de nutrientes provenientes da inundação de pastagens, que em combinação com outros fatores ambientais dão condições para o desenvolvimento de macrófitas aquáticas. Ou ainda, quando se tratam de macrófitas flutuantes, elas podem ser trazidas até as barragens provindas de outras regiões através de ventos e das correntes dos rios. Em condições ótimas de sobrevivência, algumas espécies de plantas aquáticas podem sofrer um acréscimo da produtividade que muitas vezes é resultante de atividades antrópicas, como agricultura e pecuária, que aumentam a quantidade de nutrientes presentes nas águas, e assim, com o aumento excessivo da população de macrófitas aquáticas, os ecossistemas e os usos múltiplos dos recursos naturais podem ser prejudicados. Nesse contexto, para se efetuar o controle dessas plantas, é preciso avaliar as condições ambientais ótimas para o seu crescimento e aspectos biológicos das espécies. Em geral, as macrófitas se desenvolvem em águas com presença de nutrientes e condições de temperatura e luminosidade adequadas. As plantas aquáticas podem ser de diferentes tipos, como mostra a Figura 8.1:

Figura 8.1 – Macrófitas aquáticas.

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Macrófitas aquáticas emersas: enraizadas no sedimento, porém as folhas crescem para fora da água, por exemplo: Junco e Taboa. Macrófitas aquáticas com folhas flutuantes: enraizadas no sedimento e com folhas flutuando na superfície da água, por exemplo: Lírio d'água e Vitória-régia. Macrófitas aquáticas submersas enraizadas: enraizadas, crescendo totalmente debaixo d'água, por exemplo: Elódea e Cabomba. Macrófitas aquáticas submersas livres: Permanecem flutuando debaixo d'água. Podem se prender a pecíolos e caules de outras macrófitas, por exemplo: Utriculária. Macrófitas aquáticas flutuantes: Flutuam livremente na superfície da água, por exemplo: Alface d'água, Aguapé e Orelha-de-rato. As macrófitas aquáticas flutuantes ocorrem em ambientes eutrofizados, com altos teores de fósforo e nitrogênio. Já as submersas se associam a ambientes oligotróficos (pobre em nutrientes); um dos fatores que limitam o crescimento das macrófitas submersas são a luz e a disponibilidade de carbono. Para as macrófitas enraizadas, o sedimento é a principal fonte de nutrientes (nitrogênio e fósforo). Com relação à temperatura, as plantas aquáticas podem sobreviver em uma ampla faixa de tolerância, se submetem a temperaturas que vão de próximo a zero até mais de 40 °C e ocorrem em grande quantidade em regiões de climas tropical e temperado. A luminosidade também é um importante fator que limita o desenvolvimento das plantas aquáticas, já que elas realizam fotossíntese. Para as plantas submersas, a quantidade de luz que chega até elas está relacionada com a refração e com a absorção da radiação pelas substâncias húmicas, detritos particulados e por outros organismos clorofilados, como macrófitas flutuantes. A velocidade da corrente também é um fator importante que pode limitar o crescimento e ocorrência de plantas aquáticas. Espécies enraizadas não se desenvolvem em águas com elevada velocidade e as flutuantes são levadas devido a grande movimentação das águas. No estudo em questão, a maioria das obstruções dos painéis de grade de tomada d’água nas hidrelétricas da CESP (Companhia de Energética de São Paulo) na região em que se encontra Ilha Solteira são causadas por macrófitas aquáticas da espécie Elodea SP (Figura 8.2).

Figura 8.2 – Elodea.

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O conhecimento dos fatores limitantes de macrófitas aquáticas é importante sob o aspecto de facilitar o seu manejo, criando condições que inibam o seu crescimento quando uma espécie prolifera indesejadamente, por exemplo. As plantas Aquáticas e as Hidrelétricas Na UHE Engenheiro Souza Dias - Jupiá, por exemplo, o problema de acúmulo de macrófitas aquáticas nas grades de tomada d’água ocasionou mais de 10.000 horas de indisponibilidade das unidades geradora para a limpeza e troca de grades, prejudicando a geração de energia, ou ainda, grandes danos aos equipamentos, como turbinas Figura 8.3.

Figura 8.3 – Pá da turbina atingida por um painel de grade que se desprendeu, na UHE de Jupiá.

Desde 1994, a CESP retirou e substituiu mais de 1055 painéis de grade e coletou 48.000 m³ de plantas aquáticas com o pórtico limpa-grades (Figura 8.4).

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Figura 8.4 – Plantas aquáticas removidas pelo pórtico limpa-grades.

Metodologia para identificação de áreas com vegetação A área estudada compreende o reservatório de Jupiá, localizado entre os estados de São Paulo e Mato Grosso do Sul, imediatamente à montante da Usina Hidrelétrica Eng. Souza Dias. A metodologia foi aplicada também ao reservatório de Ilha Solteira. A inclusão do lago de Ilha Solteira como local de análise se justificou pelo fato de que caso houvesse uma resposta positiva quanto à ocupação de vegetação, haveria maior facilidade para desenvolver estudo em campo sobre atenuação de ondas. Como estudo de caso inicial, no reservatório de Ilha Solteira, utilizou-se o trabalho de Galo et al. (2002). Os autores, neste trabalho, usaram o Sensoriamento Remoto para identificar áreas de ocupação de macrófitas em reservatórios do complexo Tietê, com o objetivo de monitorar a qualidade da água nestes locais (o que muito se assemelha ao presente projeto, exceto em objetivo). Assim sendo, foram repetidos os passos do projeto de Galo et al. (2002), mantendo as imagens (obtidas gratuitamente no site do DGI/INPE) e o software (Spring). Os resultados podem ser vistos nas Figuras 8.5 e 8.6. É válido citar que existem duas imagens, resultantes de diferentes processos de contraste (não citados no artigo original).

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Figura 8.5 – Comparação do resultado final de composição entre o trabalho de Galo et al. (esquerda) e o estudo de caso (direita)

Figura 8.6 – Comparação do resultado final de composição entre o trabalho de Galo et al. (esquerda) e o estudo de caso (direita), com diferentes processos de contraste.

Tendo conhecimento de estudo de caso, iniciou-se o processo para o caso específico do lago de Ilha Solteira. As imagens utilizadas no Lago de Ilha Solteira provêm do Landsat 5 (sensor TM). A resolução espacial de cada banda é de 30 metros (com exceção da banda 6, que apresenta resolução de 120 metros). As imagens utilizadas foram registradas em 04/06/2011 e 08/09/2011, sendo ambas do ponto 74 e da órbita 223. A análise de duas imagens se justifica pelo fato de buscar possível diferença nas respostas espectrais, dado um período de início e fim de estiagem. Para o estudo do lago de Jupiá foram usadas imagens do sensor TM, órbita/ponto 223/74, para os meses de Janeiro, Fevereiro, Abril, Julho, Agosto e Novembro dos anos de 2010 e 2011. As imagens foram obtidas gratuitamente pelo catalogo do INPE –Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, O software utilizado para o processamento dessas imagens foi o SPRING, versão 5.2.2. Foi estabelecido um banco de dados georreferenciado em dBase, com Planos de Informação (PIs) na projeção UTM, datum WGS84, zona 22. Foram realizadas composições coloridas “falsa-cor” com as bandas 2, 4 e 5 combinadas com as cores azul (B), verde (G) e vermelho (R), respectivamente. 106

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Posteriormente foi feita a classificação das imagens, de maneira supervisionada “pixel a pixel”, ou seja, o programa utiliza apenas a informação espectral isoladamente de cada pixel para achar regiões homogêneas. Classes como “Macrófitas aquáticas”, “Água” e “Cobertura vegetal” foram criadas, e escolhidas as suas respectivas cores, e depois foram reconhecidas nas imagens, pela forma de retângulo ou polígono. A técnica de classificação utilizada foi a de Máxima Verossimilhança (MAXVER), com um limiar de aceitação de 99%, que considera a ponderação das distancias entre medias dos níveis digitais das classes, utilizando parâmetros estatísticos. Após a classificação das imagens foram criados mapas temáticos, e em cada mapa podese saber o quanto representava cada classe criada, como a de “Macrófitas aquáticas”, por exemplo. A unidade a ser representada também pode ser escolhida, neste caso foi hectare (ha). Essa planilha criada pode ser exportada ou salvada. Segue na Figura 8.7 um exemplo de planilha criada pelo SPRING, exportada para o computador no formato de bloco de notas.

Figura 8.7 – Planilha criada pelo software SPRING com as informações de área de cada classe

Resultados obtidos em Ilha Solteira e discussão Realizando tratamento similar ao trabalho de Galo et al. (considerando TM3 para azul (B), TM4 para verde (G) e TM5 para vermelho (R)), foi possível obter como resultados as imagens mostradas nas Figuras 8.8 e 8.9.

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Figura 8.8 – Combinação das bandas TM3 (B), TM4 (G) e TM5 (R), para época de início de estiagem (Junho/2011)

Figura 8.9 – Combinação das bandas TM3 (B), TM4 (G) e TM5 (R), para época de fim de estiagem (Setembro/2011)

É possível perceber que, diferentemente do trabalho de Galo et al., no lago de Ilha Solteira não se observa presença de vegetação evidente ao realizar a combinação que fora bem sucedida nos reservatórios do Complexo Tietê. No trabalho citado, após a etapa em que se chegou ao caso do lago de Ilha Solteira, foi possível fazer a Classificação em três diferentes classes (Macrófitas, Água 1 e Água 2), já que a visualização das macrófitas na imagem era evidente (o que não é no caso do lago de Ilha Solteira). No trabalho de Galo et al. (2002), entretanto, nota-se que as macrófitas encontradas eram emersas (conforme é citado no artigo e conforme se espera ao analisar as imagens, já que a resposta nas bandas combinadas é de valor considerável). Como no caso do lago de Ilha Solteira foi feito processo idêntico, conclui-se que não há, no local, vegetação emersa com densidade considerável a ponto de gerar reflectância nas bandas combinadas. Quanto à vegetação submersa, conforme esperado, não se obtiveram resultados relevantes, tendo em vista que a reflectância da água é muito baixa em qualquer banda (ou combinação de bandas). É válido citar que, no caso do infravermelho, a radiação é absorvida 108

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antes de conseguir atingir a vegetação no fundo e ser refletida. Além disso, nas bandas visíveis, a coluna d’água atenua a maior parte dessa radiação, já nos primeiros centímetros de lâmina d’água. Sendo assim, supõe-se não haver vegetação submersa tangenciando o espelho d’água. A Figura 8.10 traz as curvas espectrais de diversos alvos na superfície terrestre, sendo possível comparar a baixa reflectância da água com outros materiais.

Figura 8.10 – Curvas espectrais de diferentes alvos da superfície terrestre. Fonte: Moreira (2011)

Sendo a densidade de vegetação emersa pequena e a vegetação submersa não presente nos primeiros centímetros do espelho d’água, considera-se, portanto, o lago de Ilha Solteira como local desinteressante para o estudo de atenuação de ondas devido à vegetação. Resultados obtidos em Jupiá e discussão Os resultados referentes à área de ocupação das macrófitas aquáticas no reservatório de Jupiá, nos meses observados, foram obtidos a partir da criação de mapas temáticos pelo software SPRING. Em cada mapa criado foi possível obter a área de ocupação das macrófitas. Mas esse valor é apenas uma estimativa, visto que o tipo de classificação utilizado neste trabalho, “pixel a pixel”, não garante que toda a imagem seja classificada em alguma classe criada. Os dados processados foram organizados em uma tabela e estão representados a seguir.

Tabela 8.1 – Área de ocupação de macrófitas aquáticas no reservatório de Jupiá

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RELATÓRIO TÉCNICO Ref.: 1174/10 Data 27/01/2011 12/02/2011 17/04/2011 03/07/2011 20/08/2010 08/11/2010

Convênio: 01.100699-00 Área ocupada por macrófitas (ha) 1458 2275 337,5 175,5 240,48 928,71

Os meses que apresentaram menores áreas ocupadas por macrófitas foram de Julho e Agosto, período de inverno. E os meses que apresentaram maiores áreas foram Janeiro e Fevereiro, período de verão. O mês de Fevereiro foi o que apresentou maior área ocupada por macrófitas aquáticas, e seu mapa temático está apresentado na Figura 8.11.

Figura 8.11 – Mapa temático criado pelo software SPRING referente ao mês de Fevereiro

Conclusão

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A aplicação da metodologia no reservatório de Jupiá produziu bons resultados. A partir dos resultados encontrados pode-se notar que houve maior proliferação de macrófitas aquáticas no reservatório durante o período de verão. Esses resultados foram coerentes, pois a temperatura e a disponibilidade de luz são duas variáveis que influenciam diretamente nesse crescimento. Referências bibliográficas MOREIRA, M.A. Fundamentos de Sensoriamento Remoto e Metodologias de Aplicação; 4ª edição, Viçosa, MG, 2011. GALO, M.L.B.T; VELINI, E.D; TRINDADE, M.L.B e SANTOS, S.C.A. Uso do Sensoriamento Remoto Orbital no Monitoramento da Dispersão de Macrófitas nos Reservatórios do Complexo Tietê. Planta Daninha, Viçosa-MG. 2002. Imagens do Inpe: Imagens de 04/06/2011 e 08/09/2011, ambas do ponto 74, órbita 223, Landsat 5 e sensor TM. Transferidas em Julho de 2012.

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META 8-2: Estudo para monitoramento de obstrução de painéis de grades em hidroelétricas Introdução e Objetivo Esse capítulo trata de um estudo adicional cuja oportunidade de abordagem surgiu quando do início dos estudos e levantamentos de plantas aquáticas nos reservatórios da região. O tema desta pesquisa está relacionado com a proliferação de plantas aquáticas nos reservatórios e lagos de usinas hidrelétricas e o impacto na geração de energia, devido à obstrução dos painéis de grades de tomada d’água, que por sua vez, causam a indisponibilidade temporal da unidade geradora devido à parada para realizar a limpeza e manutenção. A obstrução dos painéis reduz a entrada de água nas turbinas o que gera uma diminuição da potência efetiva das unidades geradoras, prejudicando seu funcionamento. Devido à grande pressão exercida pela água sobre o painel obstruído, pode ocorrer o desprendimento da grade, causando danos às pás da turbina. O objetivo do trabalho é desenvolver um sistema de monitoramento e automação em painéis de grades das hidroelétricas capaz de detectar ou medir deformações das estruturas, causadas pelo aumento da pressão devido à obstrução por plantas aquáticas. A idéia geral que sintetiza o sistema de monitoramento é a instalação de aparelhos (como extensômetros ou transdutores de pressão) capazes de identificar deformações nas grades devido a pressão e carga exercida pelas algas, e enviar os dados coletados, em tempo real, para um computador que indicará ao operador a situação da pressão e obstrução do painel e quando será necessário efetuar uma limpeza com o limpa-grades, evitando assim grandes indisponibilidades e danos às unidades geradoras. Inicialmente, devemos ressaltar o principal motivo para se desenvolver um sistema de monitoração dos painéis de grade de tomada d’água: a obstrução dos mesmos por plantas aquáticas presentes nos reservatórios que causam danos às estruturas das grades, ocasionando a troca das mesmas para manutenção. Proposição do Projeto Como o plano de pesquisa consiste em elaborar um sistema de monitoramento dessas grades que identifique o grau de entupimento pelas plantas aquáticas através da medição de pressão exercida sobre o painel de grade ou a medição da sua deformação devido à força exercida sobre o mesmo, a ideia inicial é instalar nas grades de tomada d’água equipamentos que meçam deformação ou pressão e após colhidos esses dados, enviá-los a um computador, em tempo real, para serem tratados e analisados por um software que mostrará na tela para o operador da hidrelétrica o grau de entupimento das grades das unidades geradoras, assim como, indicar onde é mais conveniente e prescindível utilizar o pórtico limpa-grades para realizar a limpeza, retirando as plantas aquáticas antes de uma situação crítica de obstrução, evitando assim, grandes períodos de indisponibilidade daquela unidade geradora ou ainda, estragos maiores como rompimento de grades.

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Para a implantação do sistema de monitoramento podemos utilizar extensômetros ou transdutores de pressão, que captará os dados diretamente das grades e os enviará para o computador, sendo esses dados, medidas de deformações ou pressão. O que temos em situação real são as grades sofrendo esforços mecânicos devido à presença de plantas aquáticas que impedem a passagem da água, e esta, por sua vez, exerce pressão. Procedimentos Metodológicos O primeiro passo tomado foi a observação dos painéis de grade quando retirados para manutenção, feita em uma oficina da cidade de Ilha Solteira (Figura 8.12 a 8.14):

Figura 8.12 – Grades em manutenção.

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Figura 8.13 – Pode-se observar uma das grades que está deformada ou fletida.

Figura 8.14 - Chapas de aço das grades que serão reformadas.

Foram adquiridos dois painéis de grade para a realização de possíveis ensaios no Laboratório da Unesp, onde aplicaríamos uma força sobre a grade, utilizando uma ponte rolante. A grade seria instrumentada com sensores capazes de medir a sua deformação. Esses sensores podem ser do tipo extensômetro (strain gages). Fundamentação teórica: Extensometria

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A extensometria é o método que utiliza o princípio da relação que existe entre tensões e deformações em corpos submetidos a solicitações mecânicas, conforme estabelecido por Hooke. Os extensômetros de resistência elétrica (strain gages) são sensores colados em estruturas sólidas, com o objetivo de medir a deformação provocada pela tensão mecânica originada por uma força. Quando a estrutura sofre a ação de uma tensão e suas dimensões são modificadas, há uma variação relativa da resistência elétrica do material que é proporcional à deformação por meio de uma constante K, que é o fator do extensômetro ou fator gage.

Figura 8.15 – Exemplo de strain gage.

Assim, feitos esses ensaios, teríamos um valor base para a força que poderá ser aplicada à grade antes da mesma sofrer uma significativa deformação. Com esses dados, teremos subsídios para a elaboração do sistema de monitoramento de grades, o qual exibirá um alerta, caso a força atuante nas grades devido à obstrução por plantas aquáticas atinja um parâmetro estabelecido e indicará onde o pórtico limpa-grades deve se posicionar com maior eficiência. Ou ainda, devido a dificuldade de realização de ensaios por se tratar de uma peça de aço de grandes dimensões (um painel de grade tem cerca de 2,3 metros de largura e 4,5 metros de comprimento), poderíamos utilizar um software que faça simulações de aplicação de forças e mostre a deformação da peça inseridas as suas especificações, como módulo de elasticidade do material e medidas. Utilizando o software SAP2000, para análises estruturais, foi feito a modelagem de um painel de grade e simulado uma aplicação de uma carga. Resultados: Análise das Grades Dimensões e características da estrutura

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O primeiro passo é desenhar a estrutura tridimensional do painel de grade no programa, seguindo as suas medidas reais. A Figura 8.16 representa um elemento, uma barra, do painel de grade. As características do material, considerando aço SAE 1045, são: Tensão de escoamento fy = 310 MPa = 0,31 kN/mm² Tensão de ruptura fu = 560 MPa = 0,56 kN/mm² Módulo de Elasticidade E = 200 kN/mm²

Figura 8.16 – Barra componente da grade, com medidas em metros.

Uma grade é formada por 20 barras, de seção retangular, interligadas por um eixo de seção transversal circular, cuja função é fazer com que todas as placas tenham a mesma deformação, unindo-as para formar o painel de grade, como mostrado na Figura 8.17:

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Figura 8.17 – Esquema de uma grade.

Análise estrutural de uma barra O objetivo desta análise é determinar a flecha, ou seja, a deformação que a barra sofrerá ao aplicar um carregamento distribuído, supondo-o como o carregamento máximo suportado pela estrutura, o de ruptura da mesma. Pela lei de Hooke, temos que a deformação de uma estrutura é proporcional à tensão aplicada sobre a mesma; e essa proporcionalidade é dada pelo módulo de elasticidade do material, apresentando a seguir. (1) onde, σ: tensão aplicada E: módulo de elasticidade ε: deformação Da Resistência dos Materiais, temos que a tensão, em uma estrutura, devido a flexão é: (2) onde, M: Momento fletor atuante na barra I: Momento de Inércia da seção transversal da barra y: altura máxima da seção, segundo o esquema abaixo, onde a tensão normal é máxima.

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Figura 8.18 – Esquema da seção transversal da barra.

Temos que o módulo de resistência elástico de um material é: (3) E o módulo de resistência plástico é: (4) Assim, a equação 2 fica:

E o momento fletor, no estado plástico, é: (5) Como queremos a flecha máxima, usaremos a tensão de ruptura: (6) Considerando que a barra apresenta comportamento de uma viga bi-apoiada, o momento fletor máximo, que ocorre na metade da extensão da viga, devido a um carregamento uniformemente distribuído, é dado por: (7) onde, P: carregamento distribuído, originado pela pressão exercida pela água sobre a grade obstruída por plantas aquáticas. L: comprimento da barra Agora, igualando as equações 6 e 7, temos: (8) 118

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Portanto, a carga uniformemente distribuída máxima que a barra suportaria é: (9) Calculando o momento de inércia para a seção retangular da barra, temos que:

Figura 8.19 – Seção transversal da barra, medidas em centímetros.

Portanto, pela equação 3:

Então, pela equação 9:

Assim, o carregamento máximo que uma barra suportaria é 0,02046 kN/mm que é da ordem de 2 kgf/mm, equivalente a 2 toneladas-força por metro. Podemos ainda calcular o momento fletor atuante na barra pela equação 6 ou 7, encontrando um valor de 47,15 kNm. Com esse carregamento, podemos calcular a flecha que a barra sofrerá: (10)

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Portanto, uma barra, componente da grande, sofreria uma flecha de 10,6 cm, aplicando o carregamento máximo. Verificação da flecha Se baseando no Estado Limite de Serviço, como as grades se tratam de uma estrutura importante nas tomadas d’água das hidroelétricas, não podendo sofrer grandes deslocamentos, a fim de evitar rupturas de painéis e posteriores danos nas turbinas como já apresentado anteriormente, podemos assumir a flecha máxima, por segurança, como sendo L/350 do vão total. Assim, partindo desse pressuposto:

Pela equação 10, a carga P será:

A carga solicitante uniformemente distribuída não deve ser superior a 2,37 kN/m, que seria equivalente a uma força concentrada, multiplicando-se pelo comprimento da barra, com o valor da ordem de 10,175 kN. De acordo com a área de influência do carregamento de cada barra, temos a carga de 19,75 kN/m². Análise estrutural utilizando o Software SAP2000 Primeiramente, analisamos apenas uma barra, ou seja, um elemento estrutural da grade. Para implementá-la no programa, desenhamos uma barra, dividindo-a em 20 nós para análise mais precisa, como mostrado na Figura 8.20:

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Figura 8.20 – Barra.

Definimos o material como sendo o aço SAE 1045 e suas características, como módulo de elasticidade, tensão de escoamento e de ruptura, conforme apresentado na Figura 8.21.

Figura 8.21 – Definição do material da barra e seus parâmetros.

Definimos, também, a curva tensão-deformação do material, para análise não-linear e a seção transversal da barra (Figura 8.22). 121

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Figura 8.22– Dados não-lineares do material.

Definição do carregamento uniformemente distribuído (Figura 8.23):

Figura 8.23 – Carregamento máximo uniformemente distribuído.

Fazendo a análise linear apenas para o carregamento distribuído de valor 0,02046 kN/mm, já calculado anteriormente, encontramos uma flecha máxima, que ocorre no vão da barra, igual 107,1 mm, como mostrado na Figura 8.24: 122

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Figura 8.24 – Estrutura deformada devido ao efeito do carregamento.

Porém, agora realizando uma análise não-linear da estrutura, encontramos o mesmo resultado (Figura 8.25).

Figura 8.25 – Análise não-linear. Ambos os resultados obtidos para a flecha da barra, o encontrado nos cálculos e o dado pelo programa de análise estrutural são compatíveis. Análise de uma grade A estrutura de uma grade é formada por 20 barras, sendo que essas barras possuem espaçamento de 120 a 121 mm entre elas, e são interligadas por 5 eixos circulares de 40 mm de diâmetro, conforme a Figura 8.26.

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Figura 8.26 – Esquema de uma grade.

Em seguida, realizamos a análise de uma grade, conforma a Figura 8.27. A seguir a Figura 8.28 ilustra a grade deformada após aplicação do carregamento.

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Figura 8.27 – Desenho de uma grade, formada por 20 barras.

Figura 8.28 – Grade deformada, após aplicação do carregamento máximo.

A grade sofreu um deslocamento de cerca de 10 centímetros, plausível de uma situação real, como mostrada na figura 6. Painel de grade de tomada d’água O painel que se localiza na tomada d’água das usinas hidroelétricas é formado por 25 grades, conforme o esquema da Figura 8.29.

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Figura 8.29 – Esquema do painel formado por 25 grades na tomada d’água.

Conclusão O intuito do projeto era construir um sistema de monitoramento que indicasse a variação de pressão nas grades de tomada d’água, devida a obstrução das mesmas por plantas aquáticas. Admitindo um limite para o deslocamento da grade, calculamos um possível carregamento, cerca de 2,4 kN/m, que não deverá ser ultrapassado para que não ocorra grandes danos a estrutura. Com isso, seriam feitos ensaios, em escala real, utilizando uma grade reformada e instrumentada com transdutores de pressão, e aplicando o carregamento encontrado, determinaríamos a deformação realmente sofrida pelo painel de grade, simulando diferentes níveis de obstrução. 126

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A partir disso, o sistema de monitoramento será desenvolvido baseando-se na relação tensão-deformação obtida com os ensaios, utilizando programas computacionais que mostrassem em uma interface ao operador do pórtico limpa-grades da usina hidrelétrica, o grau de obstrução do painel, sendo esse, medido através do aumento de pressão, que seria captado pela instrumentação instalada nas grades. Assim, a operação de limpeza dos painéis de grade se tornaria mais eficiente, priorizando as grades com maior grau de obstrução, evitando a paralisação da unidade geradora para manutenção e o rompimento das estruturas.

Referências bibliográficas Thomaz, S. M. e Bini, L. M. ECOLOGIA E MANEJO DE MACRÓFITAS AQUÁTICAS. Editora de Universidade Estadual de Maringá. Maringá, 2003 Dias, J. H. P. IMPEDIMENTOS AMBIENTAIS PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA. Companhia Energética de São Paulo – CESP. Autor desconhecido. O QUE SÃO MACRÓFITAS AQUÁTICAS. Disponível em: http://www.ufscar.br/~probio/info_macrof.html. Acesso em 18 de janeiro de 2011. Brusamarello, V. CÉLULAS DE CARGA. Timoshenko, S. MECÂNICA DOS SÓLIDOS. LTC, Rio de Janeiro, 1998. Pinheiro, A. C. F. B. ESTRUTURAS METÁLICAS: CÁLCULOS, DETALHES, EXERCÍCIOS E PROJETOS. 2ª Edição. São Paulo, 2005.

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META 9 - Campanha de Instalação, Operação e Coleta de Dados de Vento, Corrente e Ondas para Estudos de Amortecimento. Sistema de monitoramento em tempo real de vento e ondas de Porto Primavera O local para o monitoramento de vento e ondas foi definido após uma inspeção in loco a qual considerou o fetch, a profundidade e as condições logísticas para instalação dos sensores. Assim foi escolhido o local mostrado na Figura 9.1, situado nas coordenadas 22°24,535’S e 52°52,554’W, aproximadamente 14Km a montante da barragem de Porto Primavera. Nesse local a profundidade é de 20 metros e para a instalação dos sensores foi realizada a montagem de uma estrutura metálica presa sobre a extremidade de um tronco de árvore.

Figura 9.1 - Vista do lago Porto Primavera com o ponto de instalação da estrutura de instrumentação.

Acoplada a estrutura sobre a água foram instalados os seguintes sensores:  anemômetro sônico 2D,para as medições de velocidade e direção do vento;  ondógrafo óptico a laser para as medições de amplitude e período de ondas;  transdutor de pressão modelo DRUCK 1830, medição de nível para extração de altura ondas;  ondógrafo ADCP-Waves;  sensor acústico modelo Log_aLevel, medição de nível para extração de altura de ondas;  periféricos para aquisição e transmissão de dados.

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Na sequência estão descritos os principais dados técnicos e modo de funcionamento dos sensores e periféricos utilizados. Anemômetro sônico 2D: equipamento com sensores de ultrassom em eixos perpendiculares arranjados de forma a permitir leitura de velocidade e direção do vento com saídas analógicas ou digitais.O instrumento não possui partes móveis e elimina a necessidade de manutenção no local, especialmente em locais onde o acesso é difícil. Na Figura 9.2 temos a ilustração desse sensor.

Figura 9.2 – Anemômetro sônico 2D.

Ondógrafo óptico: confeccionado por um sensor industrial de medidas de distância a laser, classe 2, focado em um anteparo com formato de boia. O anteparo (boia) foi confeccionado em cobre e soldado em estanho, eliminando assim os efeitos de oxidação, possui um centro revestido por teflon, de forma a minimizar o atrito com a haste guia central. Isso permite que a boia excursione livremente na haste guia, conforme a oscilação das ondas. A Figura 9.3, ilustra o ondógrafo óptico desenvolvido no LH² - Laboratório de Hidrologia e Hidrometria da FEIS/UNESP.

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Figura 9.3 – Ondógrafo óptico.

O sensor de distância a laser classe 2, modelo VDM28-8, comprimento de onda 660nm e acurácia de 5mm, foi fixado ao suporte base do mecanismo automático de correção de nível, composto por trilho de rosca sem fim ajustável a um nível de referência estabelecido por um transdutor de pressão fixo na extremidade submersa. Transdutor de pressão (DRUCK PDCR 1830): sensor comercial de alto desempenho totalmente submersível para a medição de nível de líquidos hidrostáticos,mostrado na Figura 9.4. Este sensor opera na extremidade submersa do tubo guia do ondógrafo óptico, com duplo propósito. Primeiro colher as informações da variabilidade dinâmica do nível d’àgua em alta frequência para ser utilizada como insumo na determinação de altura de ondas, via transformada de Fourier. Segundo, para prover a correção automática da profundidade do próprio sensor, mantendo-o sempre a 1,5 metros de profundidade para mitigar os efeitos de atenuação caso haja variação de profundidade durante o período de amostragem, fato comum em reservatórios de hidrelétricas.

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Figura 9.4 – Transdutor DRUCK PDCR 1830.

ADCP-Waves: o princípio básico da medição, de ondas baseia-se na determinação das velocidades orbitais das partículas d’água, através de feixes de ultrassom. O ADCP é montado submerso, com a face voltada para cima e tem um sensor de pressão para medir a profundidade da água. A Figura 9.5 ilustra o ADCP com as quatro células de emissão do sinal. O espectro de altura da superfície é dado pelo sensor de pressão, enquanto o espectro de velocidade orbital é obtido pelo deslocamento das partículas usando ondas cinemáticas lineares. O resultado é uma matriz trans-espectral, que contém informação de fase no caminho entre cada sensor e todos os outros, em cada faixa de frequência. O espectro cruzado em uma frequência particular é linearmente relacionado ao espectro direcional a uma frequência específica.

Figura 9.5 – Sensor acústico ADCP waves.

Sensor acústico Log_alevel: constituído por sensor ultrassônico de alta performance que opera sobre a superfície d’água gera medições precisas de nível em taxas de amostragem de 10 ou 20 HZ. O Log_aLevel usado em níveis da água e em sistemas de monitoração de onda pode ser configurado para funcionar de forma autônoma com dados gravados internamente por um registrador, ou ainda podem ser integrados como parte de uma rede de controle remoto.O sistema do Log_aLevel para medir ondas sobre a superfície d’água são de fácil instalação, e possui auto131

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calibração. Isto é, para compensar a variação da temperatura do ambiente e a velocidade do som, é continuamente e automaticamente amostrada por um é sensor paralelo dedicado.

Figura 9.6 – Sensor acústico Log_aLevel.

Periféricos de aquisição e transmissão de dados: a aquisição e armazenamento de dados dos sensores foi realizada através de datalogger. Normalmente, os dataloggers são equipamentos portáteis, supridos por bateria, constituídos de um controlador (que pode ser um computador), memória interna para armazenamento dos dados, interface de aquisição, com alimentação e portas para diversos tipos de sensores, conforme exemplifica a Figura 9.7.

Figura 9.7 - Datalogger CR1000.

A telemetria foi composta por link de rádios VHF, transmitindo os dados da estação base de coleta no lago a uma estação repetidora situada na margem e daí seguindo para a estação localizada na UNESP na cidade de Porto Primavera para acesso remoto via rede internet. Toda a alimentação do sistema é realizada com painéis solares. A estação 1 de instrumentação foi instalada numa estrutura metálica presa sobre a extremidade de um tronco de árvore (Figura 9.8), aproximadamente a 14 km a montante da barragem de Porto Primavera (22°24,535’ S; 52°52,554.W). Para as medições de velocidade e direção do vento, foi utilizado um anemômetro sônico 2D e para as medições de onda foram utilizados simultaneamente, quatro instrumentos diferentes, que são: ondógrafo óptico, 132

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transdutor de pressão, modelo DRUCK 1830, sensor ADCP-Waves e sensor acústico Log_aLevel, conforme ilustra a Figura 9.8. Os dados coletados pelos sensores, óptico e de pressão, são pré-processados e gravados em um datalogger e transmitidos, via telemetria para Laboratório de Hidrologia e Hidrometria, UNESP – Ilha Solteira.

Figura 9.8 - Estrutura com sensores de vento e ondas no Lago de Porto Primavera.

A estação 2 de instrumentação foi montada numa estrutura metálica de tubos na forma de pirâmide triangular e instalada próxima a margem a 2m de profundidade (Figura 9.9). Nessa estação o propósito foi coletar dados em águas rasas para se quantificar os efeitos de erosividade das margens. Para as medições de velocidade e direção do vento, foi utilizado um anemômetro sônico 2D e para as medições de onda foram utilizados quatro sondas de pressão instaladas três em configuração de triângulo equilátero equidistantes de 3m e outra sonda avançada em 3m na direção ao talvegue, todas a 1,5m de profundidade. Atualmente a estação 2 foi realocada para margem esquerda, com instrumentação composta por: anemômetro, sonda de pressão e ondógrafo óptico, conforme mostra a Figura 9.10.

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Figura 9.9 – Estação 2 com sensores de vento e ondas na margem direita no Lago de Porto Primavera.

Figura 9.10 – Estação 2 na margem esquerda no Lago de Porto Primavera.

Os dados coletados pelos sensores: anemômetro, ondógrafo óptico e transdutor de pressão, são pré-processados e gravados em um datalogger. Já os dados adquiridos pelos dois

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sensores acústicos, ADCP-Waves e Log_aLevel, são armazenados em memória interna pelo próprio instrumentos, portanto com coleta e análise pós-fato. Os dados adquiridos pelo datalogger são transmitidos via rádio frequência, utilizando um rádio spead-spectrum, 900 MHz, configurado como slave e uma antena direcional focada para repetidora. A base repetidora foi montada em cima da caixa d’água, Figura 4.2.1, pertencente a um prédio da CESP – Companhia Energética de São Paulo, situada próxima à margem do Lago de Porto Primavera. A base repetidora é constituída por uma antena tipo omni multidirecional e um rádio spread-spectrum configurado como repetidor, alimentado por um painel solar através de um controlador de carga. Daí o sinal é retransmitido para a base de processamento, localizada no Campus Experimental de Rosana/UNESP, na cidade de Porto Primavera, conforme mostra a Figura 9.9.

Figura 9.9 – Base repetidora montada sobre a caixa d’água.

Após os dados serem retransmitidos pela base repetidora são coletados em um computador, através de outro rádio spread-spectrum e antena direcional, na base de processamento, Figuras 9.10 e 9.11. A visualização dos dados no LH2 é feita através de acesso remoto via internet.

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Figura 9.10 – Antena direcional na base de processamento na UNESP, Porto Primavera.

Figura 9.11 – Rádio receptor e computador na base de processamento na UNESP, Porto Primavera.

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A estrutura descrita, visando o monitoramento do estado de agitação do lago de Porto Primavera, em tempo real, tem permitido através do sistema de telemetria o acompanhamento dos dados de velocidade e direção do vento, amplitude das ondas e tensão de alimentação das baterias para a instrumentação. Alguns exemplos de dados adquiridos estão apresentados a seguir. A Figura 9.12 mostra um exemplo para o dia 27/05/2013, do comportamento da velocidade do vento e amplitude das ondas medidas com o ondógrafo óptico, no lago de Porto Primavera.

Figura 9.12 – Velocidade do vento e amplitude de ondas medidas com ondógrafo óptico.

Neste caso de pista longa ou um extenso fetch, superiores a 30 km, com vento soprando de montante para jusante, são observados que ventos com velocidade de 8m/s podem gerar oscilações no lago com amplitudes que atingem até 2 metros. O lago de Porto Primavera, em razão da sua própria dimensão e das condições naturais de velocidade de vento, delineadas por uma região de planície no médio Rio Paraná, cujas isopletas definem uma região de corredor de vento insere-se num contexto de águas interiores com possibilidade de produção de ondas pelo vento, quase que similares àquelas das regiões costeiras. Com todos os instrumentos instalados, o próximo passo é coletar dados suficientes dos quatro sensores utilizados para a medição de ondas e realizar comparações e validações entre eles. Ademais, o monitoramento contínuo do estado de agitação do lago deve permitir o estabelecimento das relações vento x ondas para propósitos de pesquisa, modelagem em águas 137

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rasas e definição de parâmetros operacionais para a segurança do tráfego neste trecho da hidrovia.

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META 10 – Continuidade do desenvolvimento das relações vento – ondas. META 10-1: Modelagem de Ondas com o Modelo SWAN-VEG Introdução Este trabalho descreve a aplicação do modelo SWAN-VEG para o lago da barragem de Ilha Solteira - São Paulo, Brasil. O reservatório da barragem de Ilha Solteira é um dos segmentos da rota comercial da Hidrovia Tietê-Paraná. Com o intuito de analisar a influência da vegetação sobre a redução da energia das ondas perto das margens do lago, o modelo numérico foi aplicado, primeiro considerando uma profundidade constante de 5 m em todo domínio, atentando-se para os fatores de atenuação devido à vegetação junto à margem esquerda do lago, mais próxima à barragem. Neste caso, foram testados vários valores de velocidade e direção do vento, bem como diferentes arranjos da área vegetada. Em um segundo momento, a batimetria real do lago foi considerada, bem como a vegetação em determinadas zonas dispostas também à margem esquerda do lago. Várias condições de vento foram testadas e comparadas para as situações com e sem vegetação. A Hidrovia Tietê-Paraná é uma rota de navegação localizada nas regiões sul, sudeste e centro-oeste do Brasil. Permite a navegação do transporte de cargas e passageiros ao longo dos rios Paraná e Tietê. É considerado importante para o escoamento da produção agrícola para os estados de Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Goiás e para uma parcela de Rondônia, Tocantins e Minas Gerais. Detem doze terminais, espalhados por 76 milhões de hectares. O início deste sistema promoveu a implementação de 23 polos industriais, 17 polos turísticos e 12 centros de distribuição, criando assim diretamente cerca de 4.000 postos de trabalho. A Figura 10.1 mostra o segmento da Hidrovia Tietê-Paraná, no lago da barragem de Ilha Solteira. Em certas áreas do lago, as ondas geradas pelos ventos e pela passagem dos comboios que atravessam frequentemente a hidrovia, são responsáveis pela erosão das margens e desbarrancamentos. Para mitigar estes problemas, o uso da vegetação, que leva à redução consequente das ondas geradas, é uma opção interessante, pois dissipa a energia das ondas, sem prejuizos ambientais e econômicas. Portanto, é fundamental analisar a influência da vegetação sobre a redução da energia das ondas perto das margens do lago. Num trabalho anterior de Vieira et al. (2013), o modelo SWAN (Booij et al., 1996) foi aplicado para caracterizar as ondas geradas pelo vento sobre o lago da barragem (sem vegetação). É importante salientar que para o lago Ilha Solteira há um extenso plano de monitoramento com medições realizadas no âmbito do projeto de investigação FINESP ONDISA5, UNESP (1997, 2008). No entanto, essas medições são feitas apenas em quatro locais distribuídos no lago, o que impossibilita uma visão geral de todo o lago como o modelo numérico é capaz de fornecer.

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Figura 10.1: Barragem do reservatório de Ilha Solteira, São Paulo, Brasil.

Representação do segmento / rota da Hidrovia Tietê-Paraná. Vistas gerais. Para analisar a influência da vegetação na redução da altura das ondas junto às margens, a intenção deste trabalho foi aplicar a versão mais recente do modelo numérico SWAN (versão 41.01, SWAN team, 2014), que inclui a dissipação de energia devido à v4egetação, SWAN-VEG (Suzuki et al., 2011), na área do lago da barragem de Ilha Solteira. O modelo foi aplicado para os dados de vento obtidos a partir de um anemômetro sônico 2D instalado numa árvore no lago, localizada a cerca de 250 metros de distância da margem. Foi analisado o efeito da vegetação existente quanto à atenuação da altura das ondas, tendo sido primeiramente considerada uma profundidade constante em todo o reservatório da barragem e vários valores de velocidade e de direção do vento, bem como diferentes tipos de vegetação. Posteriormente, considerando a batimetria real do lago, realizaram-se testes sem vegetação e com vegetação situada em vários lugares ao redor do lago. Para ambas as situações, foram consideradas diversas condições de onda e características de vegetação. Este documento começa com uma breve descrição da área de estudo (seção 2) e da coleta de dados. Em seguida, a descrição do modelo numérico utilizado (seção 3) e a sua aplicação para a área de estudo (seção 4) são apresentadas, considerando-se a batimetria constante e real. A discussão dos resultados obtidos para as diferentes condições é apresentada na seção 5 e, por fim, as conclusões são discutidas na seção 6. Área de Estudo A área de estudo é o reservatório da barragem de Ilha Solteira, a terceira maior barragem no Brasil. Situa-se perto da cidade de Ilha Solteira, um dos municípios do Brasil na região noroeste do estado de São Paulo, Brasil (Figura 10.1), a cerca de 699 km de distância da capital de São Paulo. O lago artificial tem uma extensão de 100 km e sua barragem está localizada na latitude 20º25'58 "S, longitude 51º20'33" W, e uma altitude de próxima de 335 m. A barragem é uma das mais importantes na hidrovia Tietê-Paraná e está localizada onde os rios Tietê e Paraná se encontram, perto da fronteira do Mato Grosso do Sul. A vegetação no lago é dispersa no lago e encontra-se distribuída na maioria das áreas de baixa profundidade, perto da margem do lago. A vegetação tem um diâmetro que varia entre 5 e

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7 mm, uma densidade de cerca de 1 000 plantas/m2 e uma altura de cerca de 0.7 m, localizado em áreas de águas rasas (0.1 m). Coleta de Dados O sistema de aquisição de dados para a velocidade do vento e a sua direção compreende anemômetros 2D distribuídos ao redor do lago e posicionado a 30 m de altura, em faróis. Os dados são coletados e enviados por telemetria para serem processados e armazenados no Laboratório de Hidrologia e Hidrometria da UNESP de Ilha Solteira. Para a análise e processamento de dados de vento, o software OndisaCsat3 é usado (Maciel et al., 2009). Além disso, existe também uma estrutura vertical, de 6 m de altura implementada dentro do lago, próximo da barragem, ligada a uma árvore, onde foram ligados anemômetros tipo concha posicionados a 0.3, 0.6, 1.2 m, tal como demonstrado na Figura 10.2. O objetivo é de perfilar os dados de vento (usado no presente trabalho) neste local, o que é feito por o anemômetro 2D, situado no topo da torre. Os dados de vento são registrados num CR1000 datalogger de Campbell Scientific. Os anemômetros tipo concha apenas permitem a medição da velocidade do vento, enquanto o anemômetro 2Dsonic mede a velocidade e direção do vento.

Figura 10.2: Instrumentação e telemetria.

Em detalhe, o equipamento implementado dentro do lago e perto da árvore consiste em (Figura 10.2): (1) um ADCP-ondas, a 8 m de profundidade, 20 metros de distância da base da árvore e conectados via cabo ao rádio localizado na caixa de instrumentação; (2) um transdutor de pressão (Druck), a 1 m de profundidade e ligado ao conjunto datalogger / rádio localizado na caixa de instrumentação; (3 e 4) anemômetros tipo concha convencionais, a 0.3, 0.6, 1.2 m de 141

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altura na estrutura amarrada à árvore; (5) um anemômetro Ultrasonic 2D, localizado na parte superior da estrutura; (6) instrumentação Box, que contém rádio, coletores de dados, baterias, etc.; (7) antenas de transmissão de dados; (8) um sistema de energia solar painel, 80W; (9) uma câmara de vídeo de alta resolução e baixo consumo de energia, para a visualização de onda em tempo real. Os dados são transmitidos online para a central de recepção de dados. Um exemplo de processamento de onda é ilustrado na Figura 10.3.

Figura 10.3: Software de processamento de WAVESMON.

Modelo Numérico SWAN Conceitos Básicos O modelo numérico SWAN (Simulating WAves Nearshore) modela a geração, propagação e dissipação de ondas do mar com base na equação de balanço da ação das ondas, Booij et al. (1999). Este modelo, disponível na internet, é continuamente atualizado pela Delft University of Technology (Holanda). O modelo SWAN é capaz simular a propagação de ondas do mar a partir de alto mar até à costa e considera os principais processos físicos de refração, difração e empolamento, devido à variação da profundidade do fundo e à presença de correntes, de ondas. Inclui também o crescimento de onda induzida pelo vento, quebras de onda devido à variação do fundo e à declividade, dissipação de energia por atrito no fundo, bloqueio de onda e reflexão, bem como a transmissão de ondas. O campo de onda na região de estudo é caracterizado por um espectro de ação das ondas 2D, que permite que o modelo represente o crescimento das ondas causadas por vento ou pela presença de ondulação. 142

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Os dados necessários para executar o modelo SWAN são a batimetria da região de estudo, as condições de contorno na entrada de domínio e um conjunto de parâmetros de cálculo. Entre os diversos resultados produzidos por SWAN são importantes mencionar a altura significativa e média das ondas e os períodos de pico, a propagação de direção, o parâmetro de largura de banda e o nível médio de água em qualquer ponto do domínio computacional definido. SWAN VEG Neste trabalho, o modelo SWAN-VEG (Suzuki et al., 2011) é usado. Este é o modelo SWAN original com a adição do módulo de vegetação, que contém um termo de dissipação de energia devido à vegetação, que é subtraído à energia das ondas de entrada. Isso resulta numa altura de onda inferior uma vez que a energia da onda é inferior na área com vegetação e na área atrás da mesma. Assim, para ondas com propagação numa certa direção x, o fluxo de energia de onda permanece constante se nenhuma energia for perdida ou adquirida. Isto é indicado como:

(1) Contudo, a vegetação provoca uma perda de energia que resulta numa diminuição do fluxo de energia das ondas e em novas condições de onda. Aqui o módulo de vegetação determina uma dissipação de energia de longo prazo, εv [kg.s-3], que é subtraída ao fluxo de energia das ondas. O próprio modelo SWAN original não muda, apenas um termo de dissipação extra é adicionado ao modelo, denotado na equação 2:

(2) Esta força é traduzida numa quantidade de energia que dá a seguinte dissipação de energia de longo prazo, εv, com base em Dalrymple et al. (1984), e Kobayashi et al. (1993) e de acordo com Mendez e Losada (2004). O termo de dissipação é sempre negativo, uma vez que provoca uma perda de energia. A equação 3 mostra que a expressão de dissipação é uma função das seguintes condições de onda e de vegetação.

(3) A vegetação é modelada como obstáculos cilíndricos causando força de arrasto. A vegetação é definida por quatro características (altura - αh [m]; diâmetro - bv [m]; densidade - N [planta/m2] e coeficiente de arrasto - CD [-]). Há também um parâmetro usado para quantificar a vegetação, denominado fator de vegetação (Vf [planta/m]) e que é dado por: 143

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(4) Aplicações do Modelo SWAN A aplicação do modelo SWAN para a área de trabalho do reservatório da barragem de Ilha Solteira, a fim de caracterizar o campo de ondas, na presença de vegetação, é aqui descrito. Em primeiro lugar, devido à falta de informação detalhada sobre a vegetação existente na zona em estudo, foram realizados vários testes de sensibilidade, um com batimetria de profundidade constante e outro com a batimetria real, variando a velocidade e direção de vento, bem como as características da vegetação (altura, densidade, etc.). Desta forma, foi possível avaliar o efeito da vegetação e das suas características no campo de ondas gerado. Nas seções seguintes, apresentamos as condições de entrada do modelo para as batimetrias constante e real. Os resultados numéricos são apresentados e discutidos. Condições de Entrada O cálculo do domínio do modelo SWAN foi discretizado com 3 grelhas (Figura 10.4 para batimetria constante, Figura 10.8 para batimetria real). A maior grelha é de 58 km por 33 km, o espaçamento em x e em y é de 1000 m para batimetria constante e 500 m para os testes de batimetria real, e abrange todo o território do reservatório da barragem de Ilha Solteira. A grelha seguinte é, para batimetria constante, 26.6 km por 28.4 km e com uma distância entre nós de 500 m e para a batimetria real de 5 km por 13.5 km e 250 m de distância entre nós. Finalmente, para a batimetria constante, foi utilizada uma terceira grelha com 14.8 km por 14.3 km e 250 m entre nós, e para a batimetria real, 11.3 km por 5.2 km e 50 m entre os nós. Foram definidos vários pontos (P1 a P9, embora apenas P1, P6 e P9 para batimetria constante e P7 e P9 para a batimetria real, foram utilizados) a fim de se obter os resultados SWAN. O espectro direcional nos cálculos SWAN foi definido com uma discretização de frequência de 30 intervalos de 0.05-3.0 Hz com uma distribuição logarítmica e uma discretização direcional de 2.5º cobrindo os 360° (que resulta em 44 intervalos de direção). Todos os testes foram realizados com a versão SWAN 41.01, SWAN team (2014), em modo estacionário, sem a presença de correntes. Os fenômenos físicos considerados foram: refração, difração, empolamento e interação não linear entre três e quatro ondas. Todos os parâmetros relevantes foram introduzidos no pacote SOPRO-SWAN (Fortes et al., 2006). Batimetria Constante Nestes cálculos com o modelo SWAN nesta região, considerou-se um valor de 5 m de profundidade de água constante em todo o lago da barragem. Junto à estrutura da barragem, foi implantada uma zona de vegetação, como indicado a verde na Figura 10.4.

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Figura 10.4: Batimetria constante: grades com localização da vegetação.

Foram efetuados cálculos para onze diferentes condições, correspondentes à variação de parâmetros da vegetação e condições de vento, como indicado na Tabela 10.1. Foram consideradas as direções de vento de 45°, 90°, 135°, 180º, 270º e 225º e para cada direção dois valores de velocidade (7.055 e 14.11 m/s). As características da vegetação corresponderam a: 2 valores para a altura da vegetação (αh), 4.3 e 5.5 metros; quatro valores para a largura de caule (bv), 0.015, 0.2, 0.7 e 0.01 metros; três valores para a densidade (N), 60, 258 e 10 plantas/m2 e dois valores para o coeficiente de arrasto (CD) 0.8 e 1. Estes valores correspondem a cinco valores diferentes de parâmetros de vegetação (Vf): 0.72, 3.096, 9.60, 18.06, 0.10 plantas/m. Os resultados, em termos de altura significativa, foram obtidos em cada uma das malhas de cálculo e em 9 pontos representados na Tabela 10.4.

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Tabela 10.4: Casos testados para batimetria constante. Caso 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Velocidade bv [m] CD [-] V [plantas/m] αh [m] N [plantas/m2] do vento (largura do (coeficiente (vegetation (altura) (densidade) [m/s] parameter) caule) de arrasto) 7.055 7.055 4.3 0.015 60 0.8 0.72 7.055 4.3 0.015 258 0.8 3.096 7.055 4.3 0.2 60 0.8 9.6 7.055 4.3 0.07 258 1 18.06 7.055 5.5 0.015 60 0.8 0.72 7.055 5.5 0.015 258 0.8 3.096 7.055 5.5 0.2 60 0.8 9.6 7.055 5.5 0.07 258 1 18.06 14.11 14.11 5.5 0.07 258 1 18.06 14.11 5.5 0.01 10 1 0.1 7.055 5.5 0.01 10 1 0.1 7.055 5.5 0.01 10 1 0.1 14.11 5.5 0.01 10 1 0.1

Detalhes da vegetação

Outras notas

Nenhuma

-

Submersa (0.7m abaixo)

-

Submersa (0.7m abaixo)

-

Submersa (0.7m abaixo)

-

Submersa (0.7m abaixo)

-

Emersa (0.5m acima)

-

Emersa (0.5m acima)

-

Emersa (0.5m acima)

-

Emersa (0.5m acima) Nenhuma

Caso 1, dobro da velocidade

Emersa (0.5m acima)

Caso 9, dobro da velocidade

Emersa (0.5m acima)

90% wgpr

Emersa (0.5m acima)

90% wgpr

-

Emersa (0.5m acima); svdv 90% wgpr; só para 45º Emersa (0.5m acima); svdv 90% wgpr; só para 45º *wgpr - wet grid points requirement *svdv - sem vento dentro da vegetação

Para os pontos P1, P6 e P9, obtiveram-se as alturas de onda (Hs) para a malha 3, cujos valores se encontram representados para cada direção de vento na Figura 10.5, Figura 10.6 e Figura 10.7. Estes pontos foram escolhidos por estarem alinhados pela dimensão maior do lago e estão incluídos em todas as três grelhas. Todos os testes são comparados com os sem vegetação.

Figura 10.5: Batimetria Constante – Comparação dos casos para o ponto P1.

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Figura 10.6: Batimetria Constante – Comparação dos casos para o ponto P6.

Para os pontos P1 e P6 dentro da área de vegetação, observa-se, como esperado, que as alturas de onda obtidas com vegetação sejam mais baixas do que aquelas sem vegetação. Esta diferença é ainda mais evidente nos casos em que a velocidade do vento é maior. Nos casos em que a vegetação se encontra emergida, as alturas de onda são mais elevadas do que quando está submersa, também como esperado. A variação de altura de onda com a direção de onda não é notória nos pontos P1 e P6 para os casos com vegetação, como acontece para os casos sem vegetação. Com efeito, no caso sem vegetação, Hs é maior para as direções de onda entre 45 ° e 135 ° e é significativamente menor para as outras direções, devido a um muito menor fetch. Tal não é possível verificar nos casos com vegetação.

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Figura 10.7: Batimetria Constante – Comparação dos casos para o ponto P9.

De notar também que a variação de Hs não é significativa com o parâmetro de vegetação (Vf), ainda que a densidade de planta seja elevada. Os valores de Hs do ponto P6 são maiores do que em P1, este mais próximo à zona de arrebentação. Para P9, Figura 10.7, os valores Hs não são significativamente afetados pela presença de vegetação, exceto para as direções 180 º a 270 º, devido ao menor fetch. Batimetria Real A batimetria real bem como as áreas consideradas para o domínio de cálculo e para as zonas de vegetação são mostradas na Figura 10.8. Todas as áreas com profundidades iguais ou superiores a 0.7 m foram consideradas como tendo vegetação. Os cálculos foram feitos usando as malhas anteriormente descritas para o caso de batimetria constante. Quanto às condições de vento, foram consideradas as direções de vento de 45º, 90º, 180º e 225º e quatro valores para as velocidades de vento (3.53, 7.055, 10.58 e 14.11 m/s). Devido à falta de informações sobre as características da vegetação da área, foram efetuados os mesmos testes usados para a batimetria constante, com o intuito de analisar a influência da batimetria real nas características da onda. A visita às margens do lago permitiu também analisar in situ a vegetação e assim também se considerou um teste adicional, como uma tentativa de reproduzir estas características observadas.

Figura 10.8: Batimetria Real com vegetação e grelhas. Pontos P1 a P9.

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Assim, as características da vegetação utilizadas nos testes corresponderam a: uma única altura da vegetação (αh) estudada foi 0.7 m, como foi observado in situ, cinco valores de largura do caule (bv), 0.015, 0.2, 0.7, 0.01 e 0.006 m, quatro valores de densidade (N), 10, 60, 258 e 1000 plantas/m2 e três coeficientes de arrasto (CD) de 0.8, 1 e 0.6. Estes levam a valores de seis diferentes parâmetros de vegetação (V): 0.10, 0.72, 3.096, 9.60, 18.06 e 3.6 plantas/m, Tabela 10.2. Os resultados dos cálculos foram obtidos para as várias malhas e, mais especificamente, em 9 pontos, Figura 10.8. Para os pontos P7 e P9, obtiveram-se as alturas de onda (Hs) para a malha 3, cujos valores se encontram representados para cada direção de vento na Figura 10.9 e Figura 10.10. Todos os testes são comparados com ou sem vegetação. Tabela 10.2: Condições dos casos para batimetria real. Caso

αh [m] (altura)

1 2 3 4 5 6 7

0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7

bv [m] CD [-] V [plantas/m] N [plantas/m2] (largura (coeficiente (vegetation (densidade) parameter) do caule) de arrasto) 0.01 0.015 0.015 0.2 0.07 0.006

10 60 258 60 258 1000

1 0.8 0.8 0.8 1 0.6

0.1 0.72 3.096 9.6 18.06 3.6

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Figura 10.9: Batimetria Real - Comparação dos casos para o ponto P7.

Figura 10.10: Batimetria Real - Comparação dos casos para o ponto P9.

Os resultados apresentados para a batimetria real mostram que há uma redução significativa de Hs em casos de teste com vegetação e no ponto (P9) dentro da área de vegetação. A variação de direção das ondas não afeta de forma significativa a redução de Hs. Como a velocidade de vento aumenta, os valores de Hs nos pontos de fora da área de vegetação também aumentam, conferindo Hs menor em pontos localizados dentro da área com vegetação. Conclusões Este documento apresenta a aplicação do modelo SWAN-VEG, SWAN team (2014), ao lago da barragem de Ilha Solteira, São Paulo, Brasil. O modelo foi usado para simular as ondas geradas por vento no reservatório, na presença de vegetação. Alguns testes de sensibilidade foram primeiramente realizados para a zona em estudo considerando uma batimetria de profundidade constante, variando as características do vento e da vegetação. Verificou-se que existe uma redução significativa, quando uma área de vegetação é considerada e para os pontos dentro ou perto dessa área. Isto é mais evidente nos casos em que a velocidade do vento é maior. Além disso, verificou-se que não há uma variação significativa de Hs com a direção das ondas nos casos com vegetação. Posteriormente, foram realizados testes considerando a batimetria real da zona em estudo e verificou-se que as conclusões foram as mesmas, embora a redução nas alturas de onda seja menos evidente do que a verificada no caso de batimetria constante. 150

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A caracterização da vegetação real no lago de Ilha Solteira e comparações com medições in situ constitui tema de trabalho que dará sequência a este estudo. Referências bibliográficas Booij, N., Ris, R.C., Holthuijsen, L.H.. 1999. A Third-generation Wave Model for Coastal Regions, Part I, Model Description and Validation. Journal Geophysical Research, 104 (C4), pp. 7649-7666. Dalrymple, R.A., Kirby, J.T., Hwang, P.A., 1984. Wave diffraction due to areas of energy dissipation. J. Waterw. Port Coast. Ocean Eng. 110, 67–79. Fortes, C.J.E.M., Pinheiro, L.V., Santos, J.A., Neves, M.G., Capitão, R., 2006. SOPRO – Pacote integrado de modelos de avaliação dos efeitos das ondas em portos. Tecnologias da Água, Edição I, March, pp. 51-61. Kobayashi, N., Raichle, A.W., Asano, T., 1993. Wave attenuation by vegetation. J. Waterw. Port Coast. Ocean Eng. 119, 30–48. Maciel, G.F. et al.. 2009. Alerta de ventos e ondas para a segurança da navegação. Proc. 6º Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior. Rio de Janeiro, 21 and 22 October. Mendez, F.M., Losada, I.J., 2004. An empirical model to estimate the propagation of random breaking and nonbreaking waves over vegetation fields. Coastal Engineering 51, 103–118. Morais, V.S., Cunha, E.F., Maciel, G F., 2009. Medição, Previsão e Análise Numérica dos Mecanismos de Geração de Ondas a Partir da Cinética de Ventos e Dissipação de Ondas na Presença de Fundos com Vegetação, em Lagos de Barragens, Proc. XVIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. Campo Grande - Mato Grosso do Sul - Brasil: Anais do XVIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. Suzuki, T., Zijlema, M., Burger, B., Meijer, M.C., Narayan, S., 2011. Wave dissipation by vegetation with layer schematization in SWAN. Coastal Engineering 59, 64–71. SWAN Team, 2014. SWAN scientific and technical documentation. SWAN Cycle III version 41.01. Report. Delft University of Technology. UNESP 1997, 2008. ONDISA Project. Project support by FAPESP and FINESP Brazilian agencies. Vieira, A.S., Maciel G.F., Fortes, C.J.E.M., Minussi, C.R., Sobrinho, M. Dall’Aglio, 2013. Comparative analysis of the SWAN numerical model predictions and of the pressure sensor 151

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measurements at the Ilha solteira Lake. Proc. 6th SCACR – International Short Course/Conference on Applied Coastal Research, 4-7 June, LNEC, Lisbon.

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META 10-2: Comparação entre Altura de Ondas Medidas e Simuladas por Software no Reservatório de Porto Primavera Introdução A previsão de ondas geradas pelo vento em águas interiores, como lagos e reservatórios, é feita com o uso de modelos computacionais. A equipe de pesquisadores da série de projetos ONDISA na FEIS/UNESP, tem se dedicado ao estudo e medições de ondas, tendo como principal propósito a questão da segurança da navegação hidroviária. Este capítulo aborda a comparação entre o modelo matemático de previsão de ondas e as medidas experimentais de ondas obtidos no mês de Setembro de 2013, no Lago de Porto Primavera. Objetivos Simular a altura de ondas geradas pelo vento no reservatório de Porto Primavera através de modelagem numérica pelo software OndisaCAD. Comparar os resultados simulados com os dados obtidos por medições realizadas com sensores de ondas instalados no Lago de Porto Primavera. Material e Métodos A partir de mapa georeferenciado foi elaborado o delineamento do contorno das margens e estabelecido o perímetro do Lago de Porto Primavera. O software OndisaCad foi usado para simular a altura de ondas significativas em malha de resolução de 300m. Na modelagem foram utilizados como insumos os dados de velocidade e direção do vento amostrados por anemômetro sônico 2D. Os dados de altura e frequência de ondas foram medidos com ondógrafo óptico. Ambos os sensores de vento e ondas foram instalados numa torre localizada no interior do lago às coordenadas 22°24,535’S 52°52,554’W, a aproximadamente 14 km a montante da barragem de Porto Primavera. Os dados de altura de ondas medidos com o ondógrafo óptico foram considerados como verdade física na comparação com o valor de altura de ondas previsto pelo modelo. Resultados e Discussão Estão apresentados como exemplo os resultados para o evento ocorrido em 30 de setembro de 2013. Nesse dia, o vento soprando de Nordeste atingiu velocidade média de 6,7m/s, com picos de 12m/s, e duração de 24 horas. Os valores das velocidades média e de pico, na direção de 35º, foram utilizados como parâmetros de entrada no OndisaCad. Um exemplo da simulação é apresentado na Figura 10.11.

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Figura 10.11 – Mapa de altura significativa de ondas (Hs), para vento de 12m/s, no lago de Porto Primavera.

O ponto negro sobre o mapa, na região em vermelho, é a posição da estação de medição. Dele até a barragem o modelo indica valores de altura significativa, Hs=0,9 m, com vento de 12m/s e Hs=0,5m/s com vento de 6,7m/s.. A altura média de ondas (Hméd) extraída dos dados obtidos com o ondógrafo óptico instalado na estação de medição, para o mesmo dia da modelagem, apresentou valores de 1,64m, enquanto que altura máxima (Hmáx) atingiu 2,7m. Admitindo, por aproximação com base na teoria de ondas que Hméd ≈ 1,6 Hs e que Hmáx ≈ 2,0 Hs, esses resultados foram cotejados. Conclusões As comparações entre os resultados das simulações e os valores de altura de ondas registrados pelo ondógrafo óptico indicaram que, quando se utiliza o vento médio, o modelo subestima em 100% o valor de Hméd e em 270% o valor de Hmáx. Por outro lado, quando se utiliza a velocidade do vento de pico, a subestimativa do modelo se reduz à 13% para Hméd e em e 37% para Hmáx. Portanto, no caso de velocidade de ventos com alta variabilidade espaçotemporal é recomendável que na simulação de altura de ondas pelo OndisaCad seja utilizado o valor da velocidade do vento máxima observada ao invés da velocidade média do período.

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META 10-3: Estimativa de altura e período de ondas para dimensionamento de flutuantes de proteção dos pilares da ponte SP 563. Introdução A produção de ondas geradas pelo vento em lagos da Hidrovia do Rio Tiete tem provocado danos em estruturas de proteções de pilares das pontes. O dimensionamento dessas estruturas requer estudos de determinação de altura e período de ondas. Especialmente, na ponte SP 563, em Pereira Barreto, têm sido constatada fadiga nos módulos flutuantes de proteção em decorrência do movimento oscilatório produzido pelo estado de agitação do lago. Nesse trabalho são apresentadas simulações de altura e período de ondas visando adequar e redimensionar os flutuantes para proteção da ponte SP 563. Material e Métodos Foi utilizado o programa ONDISACAD² para o estudo e estimativa da altura e período das ondas significativas no Lago de Três Irmãos. O Programa é composto de diversas rotinas escritas nas linguagens AutoLisp e DCL, rotinas estas que trabalham em ambiente CAD. Para o cálculo de alturas de ondas a partir de um vento com duração estipulada o ONDISACAD² disponibiliza o método JONSWAP¹ (1) e para o cálculo dos períodos de ondas disponibiliza somente o método SMB (2). método JONSWAP¹ (1) sendo, Hs a altura das ondas significativas, U a velocidade do vento, F o comprimento da pista (fetch) numa direção específica, D a duração do vento. método SMB¹ ( 2) sendo, Ts o período das ondas significativas (s), U a velocidade do vento (m/s ), F o comprimento da pista “fetch” (km) e g a aceleração da gravidade (m/s2). Foram realizadas rodadas do software para velocidade de vento de 10 m/s variando em quadrantes de 22,5° de direção. Resultados e Discussão A Figura 10.12 apresenta um exemplo referente para altura significativa de ondas para o reservatório de Três Irmãos.

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Figura 10.12: Altura significativa de ondas no reservatório de Três Irmãos. Tabela 10.3: Direção do vento (D), velocidade do vento (u) e altura de onda significativa (Hs), período da onda (Ts) e duração do vento (t), na ponte SP 563. D (graus) u (m/s) Hs (m) Ts (s) t (horas) 315 10,0 1,0 3,0 2,0 Conclusões O estudo dos ventos e ondas da região do Lago de Três Irmãos permite verificar que os módulos flutuantes de proteção são submetidos a um movimento excessivo. Considerando que a direção predominante das ondas no local apresenta um desalinhamento de cerca de 30 graus com o eixo do sistema flutuante de proteção de pilares e isto explica a excitação de movimentos combinados de balanço (“roll”) e de arfagem (“pitch”) dos módulos, levando as bolinas, por fadiga, terem problemas estruturais. O trabalho fornece uma expressiva contribuição para solução do problema. Uma delas é o realinhamento dos módulos, aproximando direção dos eixos longitudinais com a direção predominante das ondas locais. Referências bibliográficas CARTER, D. J. T. (1982) - Predictions of wave height and period for a constant wind velocity using the JONSWAP results. Ocean Engineering, v. 9, n. 1, p. 17-33, 1982.

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MARQUES, M., (2005) - “Um Sistema Automatizado para Estimativa de Ondas Geradas por Vento em Reservatórios de Barragens”, Dissertação de mestrado. Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, Universidade Estadual Paulista.

META 11 - Evolução da Abordagem de Medição de Altura e Período de Ondas Usando Técnicas de Inteligência Artificial (redes neurais) Definição do Problema As inundações são fenômenos naturais que parecem existir desde antes do surgimento do homem no planeta Terra. Ao deixar de ser nômade, o homem preferencialmente ocupou as áreas próximas a cursos d’água, pois ali ele poderia ter acesso fácil a outros locais através de embarcações, água para o seu consumo e mesmo onde dispor seus dejetos. Esta preferência humana ainda prevalece nos dias de hoje e a grande maioria das cidades está próxima a cursos d’água, suscetíveis a inundações (DORNELLES, 2007). Essa ocupação do homem, seja ela em mananciais de água doce ou litorais marítimos, aliado a tentativa de amenizar os efeitos naturais, faz com que estruturas sejam projetadas a fim de garantir qualidade de vida e segurança às populações vizinhas. Dentre as atividades para proteção contra inundações, existem as medidas estruturais e as não estruturais. As medidas estruturais são caracterizadas por intervenções físicas que modificam o escoamento, confinam o fluxo ou amortecem o impacto das ondas. Segundo Dornelles (2007), proteções estruturais, tais como diques, pôlderes, represas, moles, espigões e quebra-mares, sempre são projetadas para um determinado tempo de recorrência dos eventos de inundação, sendo que, para situações além do projetado, os prejuízos são amplificados, pois nas zonas “protegidas” a ocupação é intensificada pela falsa segurança de que a inundação nunca chegará àquela região. Mas, o que se verifica, antes dos projetos dessas estruturas, perpassa os conceitos de engenharia, tendo suas origens na construção de modelos matemáticos que possam antecipar a ocorrência de ondas de cheia, agitação marítima ou marés, não só por experiências, mas como previsões de eventos que seriam capazes de ultrapassar essas barreiras. Para isso, modelos numéricos de previsão têm sido muito utilizados no campo da engenharia há muitas décadas. Atendendo à natureza das zonas costeiras e portuárias, e das áreas de grandes reservatórios de barragens, o cumprimento do acima proposto se traduz na necessidade de caracterização da agitação nestes locais. Para isso, realiza-se a integração de dados de condições de ondas, medidos na proximidade do local em estudo ou obtidos com modelos de previsão da agitação, com resultados de modelos numéricos, de modelos físicos ou de formulações empíricas, de forma a simular um conjunto de cenários capaz de conter condições menos favoráveis à segurança dessas zonas. Há necessidade ainda de metodologias de previsão e monitoramento de ondas para: fins de segurança à navegação, proteção de margens e eventuais áreas de abrigo, em se tratando de segurança de reservatórios. 157

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No que diz respeito a medições em campo da agitação das ondas, embora sejam a metodologia mais confiável, na maioria dos locais são escassas, pontuais ou mesmo inexistentes. No caso da modelagem numérica, a utilização de modelos de propagação e deformação das condições de ondas permite a simulação de cenários reais. Estes modelos são muito exigentes do ponto de vista computacional e têm as suas próprias limitações, essencialmente relacionadas com o fato de dificilmente conseguirem simular todos os fenômenos físicos envolvidos no complexo processo de geração, propagação e dissipação de agitação marítima e ondas em lagos. Cita-se como exemplo desses fenômenos: refração, empolamento (devido à variação do fundo e presença de correntes), difração, rebentação (por influência do fundo e por “excesso” de declividade. – whitecapping), interação onda-correntes, dissipação de energia devido ao atrito de fundo, etc. Com relação a fenômenos de interação onda-estrutura, pode-se destacar: reflexão, transmissão através de obstáculos, dissipação, etc. A modelagem física permite analisar estes fenômenos, mas é dispendiosa, morosa, exige infraestruturas e equipamento muito específico e requer uma elevada experiência de quem realiza os ensaios e analisa os seus resultados. Assim sendo, quando a capacidade de utilização desses modelos, quer sejam numéricos ou físicos, se torna complicada, muito dispendiosa do ponto de vista computacional ou financeiro, ou com o aparecimento de muitas variáveis complexas, as técnicas de utilização de Redes Neurais Artificiais (RNAs) têm sido empregadas com sucesso na literatura. Assim, propõe-se nessa pesquisa, a utilização de Redes Neurais Artificiais tipo ARTMAP, com técnicas da Lógica Fuzzy, para tentar absorver a complexidade de modelos de previsão de ondas, sejam eles em ambientes confinados (lagos) ou abertos (mar). Principais Referências Nas últimas décadas, técnicas baseadas em redes neurais artificiais têm-se mostrado m u i t o úteis na prática da Engenharia (LONDHE; DEO, 2004), mas apresentam ainda limitações relacionadas essencialmente com a falta de capacidade de generalização. Outro fator de relevante importância é a utilização, em sua grande maioria, somente de redes do tipo MLP (Multilayer Perceptron), as quais, recentemente, são apresentadas com diversas topologias (VERHAEGHE, 2005). Em se tratando da utilização vários tipos de redes neurais, aplicadas a estudos em zonas costeiras, tem-se como referências trabalhos no campo internacional que são de suma importância e podem ser citados:  “Analysis of the stability of rubble mound breakwaters” (MASE et al., 1995);  “Prediction of wave forces on vertical structures” (VAN GENT e VAN DEN BOOGAARD, 1998);  “Prediction of wave run-up and overtopping” (MEDINA, 1999 e MEDINA et al., 2002);  “Prediction of wave transmission” (PANIZZO et al., 2003); 158

RELATÓRIO TÉCNICO Ref.: 1174/10       

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“Tidal level forecasting” (TSAI et al., 1999); “Prediction of the occurrence of impact wave force” (MASE et al 1999); “Analysis of wave directional spreading” (DEO et al., 2002); “Prediction of storm-built beach profile parameters” (TSAI et al., 2000); “Prediction of scour depths at culvert outlets” (LIRIANO e DAY, 2001); “Prediction of wind induced water levels” (WESTRA et al., 2002); “Prediction of the breaker depth and breaking height of breaking waves” (DEO e YAGDALE, 2003);

Já, no campo de estudos de casos nacionais, alguns trabalhos utilizando redes neurais podem ser citados no que tange a estudos de engenharia costeira, variações climáticas, previsões no campo de recursos hídricos, variações de séries temporais, etc.  “Uso de Redes Neurais Artificiais e Teoria dos Conjuntos Aproximativos no Estudo de Padrões Climáticos Sazonais” (ANOCHI, 2009);  “Predição da Variação Extrema do Nível do Mar Relacionada a Tempestades Severas Utilizando Redes Neurais Artificiais” (OLIVEIRA, 2009);  “Análise do desempenho de Redes Neurais Artificiais no preenchimento de falhas em séries de precipitação diária” (ALMEIDA, 2012);  “Inferência Bayesiana no Desenvolvimento de Previsores Neurais de Vazão Diária utilizando Informações de Precipitação” (LEOCÁDIO, 2012);  “Previsão de Vazões Médias Mensais usando Redes Neurais Nebulosas” (BALLINI, 2003);  “Redes Neurais Artificiais na Previsão de Séries Temporais” (ABELÉM, 1994),  “Estimativa de padrões espaço-temporais utilizando redes neurais artificiais e Física Solar” (ANDRADE et al., 2001);  “Predição Não-Linear de Séries Temporais Usando Redes Neurais RBF por Decomposição de Componentes Principais” (CASTRO, 2001);  “Previsão de vazões mensais utilizando redes neurais multicamadas com algoritmo backpropagation” (KADOWAKI e ANDRADE, 1997);  “Análise de Modelos de Redes Neurais Aplicados ao Processo Chuva-Defluvio no Semi-Arido” (FERREIRA et al., 2003);  “Previsão de Níveis Fluviais com Redes Neurais: aplicação para Rosário do Sul – RS. Porto Alegre” (PEDROLLO, 2005);  “Modelagem chuva-vazão mensal utilizando redes neurais” (MACHADO, 2005). Observa-se que ainda é muito escassa (quase inexistente) a presença de trabalhos de redes neurais artificiais da família ART, notadamente ARTMAP-Fuzzy seja no campo de engenharia costeira ou no estudo de ondas em lagos. Isso se reflete como uma das justificativas da utilização dessa família de redes para tentativa, por exemplo, de uma 159

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possível melhora do ganho computacional ou refinamento dos resultados. Outro fator de interesse está no fato da rede em questão ser auto-organizável, o que facilita a configuração da mesma, no que se refere à composição dos neurônios. Objetivo do Trabalho A previsão de agitação marítima, ondas de cheia, galgamentos, têm sido enfocadas, pela literatura, utilizando vários modelos matemáticos. Atualmente, encontram-se inúmeras técnicas que vem mostrando resultados bastante satisfatórios, as quais são baseadas em modelagem matemática. Contudo, ainda há um grande espaço para a pesquisa no uso de redes neurais, principalmente quando os modelos empregados se tornam muito complexos, com grande quantidade de variáveis ou com elevado custo computacional. O objetivo principal deste trabalho é aplicar a rede ARTMAP-Fuzzy, sendo ela pertencente à família de redes neurais ART (Adaptive Resonance Theory), à previsão de agitação marítima e galgamento na costa portuguesa e do comportamento de ondas no lago de Ilha Solteira. A rede neural ARTMAP-Fuzzy (Figura 11) compreende a rede ARTMAP, no entanto, com a presença agora da teoria dos conjuntos Fuzzy. Seus dados de entrada e saída ainda podem ser analógicos ou binários. A diferença básica entre as redes neurais ARTMAPFuzzy e ARTMAP são os operadores nebulosos “^”, no lugar do operador de interseção “∩”. A mesma possui treinamento supervisionado, sendo um sistema de aprendizado auto-organizavél (CARPENTER et al., 1992; RAVEENDRAN et al., 2000). Destina-se à aproximação de funções não lineares multidimensionais para classificar vetores de entrada cujos elementos assumem valores nebulosos, entre 0 e 1, indicando o nível de presença de cada característica (MALANGE, 2010)

Figura 11.1 - Rede neural ARTMAP-Fuzzy. Fonte: Lopes (2005)

Esta rede (Figura 11.1) é constituída por dois módulos, ARTa nebuloso e ARTb nebuloso, que possuem a mesma estrutura da rede neural ART-Fuzzy, exceto que na ARTa nebulosa inclui um campo de mapeamento controlando o treinamento de um mapa 160

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associativo de categorias de reconhecimento da ARTa para categorias de reconhecimento da ARTb. Como já visto anteriormente, esse campo de mapeamento controla a regra “match tracking” (casamento), que aumenta o parâmetro de vigilância da rede ARTa por uma quantia mínima necessária para corrigir um erro preditivo (MARCHIORI et al., 2006). Esse módulo Inter-ART é responsável pela verificação se há casamento da entrada ARTa e da saída ARTb. As matrizes pesos associadas aos módulos ARTa (wa) e ARTb (wb), assim, semelhantes ao módulo Inter-ART (wab), são iniciadas com valores iguais a 1, ou seja, todas as atividades encontram-se inativas. Estas atividades são ativadas à medida que ocorre ressonância entre os padrões de entrada e de saída, ou seja, toda vez que os pares de entrada (a, b), associados aos módulos ARTa e ARTb, são confirmados (as entradas a e b referem-se às categorias J e K ativas, respectivamente), de acordo com o teste do match tracking:

se: |xab |i ≥ ρab, o par de treinamento deve ser confirmado nas matrizes de pesos com índices J e K. |xab |i < ρab deve se buscar outro índice J (com relação ao vetores de entrada a), até que o critério seja satisfeito. Os pesos wa, wb e wab serão adaptados através da equação:

Funcionamento da Rede ARTMAP-Fuzzy Ainda que já bem exemplificado em itens anteriores, acredita-se ser de bom tom, uma apresentação, mesmo que simplista, do funcionamento da rede ARTMAP-Fuzzy (Figura 11.2) que, segundo Malange (2010), consiste basicamente em oito passos, a saber:

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i) Primeiro Passo: Normalização dos vetores de entrada ARTa e saída ARTb, se necessário pois, inicialmente, todos os valores dos neurônios devem ser normalizados se não estiverem entre 0 e 1; ii) Segundo Passo: Codificação complementar dos vetores dos módulos ARTa e ARTb. Um novo padrão de entrada deve sofrer uma codificação complementar preliminar para se preservar a amplitude da informação; iii) Terceiro Passo: Inicialização dos pesos e parâmetros dos módulos ARTa, ARTb e Inter-ART. Deve-se iniciar os pesos (wa = wb = wab = 1, ou seja, todas as categorias desativadas inicialmente), taxas de treinamento β (entre 0 e 1), parâmetro de escolha (α > 0), parâmetro de vigilância (ρa, ρb e ρab entre 0 e 1) e ɛ (incremento na vigilância do módulo ARTa); iv) Quarto Passo: Escolha da categoria para os módulos ARTa e ARTb. Se mais de um neurônio está ativo, é escolhido aquele com o maior índice de ordenação (maior valor); v) Quinto Passo: Teste de vigilância dos módulos ARTa e ARTb. A ressonância ocorre se é satisfeito o critério de vigilância. Caso contrário, se o mesmo falhar para a categoria escolhida, ocorre o reset e um novo índice é escolhido (retornar-se ao quarto passo). O processo de busca se repete até que o índice escolhido satisfaça o teste de vigilância; vi) Sexto Passo: Teste de Ressonância (Match tracking) entre os módulos ARTa e ARTb. Verificação se houve “casamento” da entrada com a saída. Caso o mesmo não ocorra, deve-se procurar outro índice que satisfaça o teste; vii) Sétimo Passo: Adaptação dos pesos. Os vetores peso da camada F2 dos módulos ARTa, ARTb e Inter-ART são atualizados com os novos pesos; viii) Oitavo Passo: Repetir os passos 4 a 7 para todos os pares a serem treinados.

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Figura 11.2 – Fluxograma da Rede Neural ARTMAP-Fuzzy. Fonte: Moreno (2010) .

Descrição da Área de Estudo: Lago de Ilha Solteira Este capítulo é uma adaptação da dissertação de mestrado de Morais (2009) e dos relatórios técnicos do projeto ONDISA. Os mesmos foram escolhidos devido ao fato de

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conter grande parte da história de pesquisas desenvolvidas até o presente momento no Lago de Ilha Solteira. É importante destacar que essa revisão bibliográfica, a base de dados de vento, juntamente com a previsão de altura de onda nela descrita, através de alguns métodos clássicos citados a posteriori, servirão de base referencial para caracterização do Lago para a aplicação da rede neural ARTMAP- Fuzzy. É disponibilizado o mapa digital do lago de Ilha Solteira (Figura 11.3). A base cartográfica foi composta a partir de imagens de satélite (imagens já em arquivo eletrônico), e digitalizada com o auxílio de um software CAD.

Figura 11.3 - Reservatório de Ilha Solteira. Fonte: Morais (2009).

Dados de Ventos em Ilha Solteira Para o estudo de casos do presente trabalho será utilizado o banco de dados captados pelo Anemômetro Ultrassônico 3D CSAT3 localizado na torre do farol São Martinho, referente a atuais medições realizadas entre os anos de 2008 e 2009. O software ONDISACSAT3 já fornece os dados tratados do arquivo bruto gerado pela recepção direta dos dados de vento, gerando assim os dados necessários para caracterizar os ventos no lago de Ilha Solteira. A seguir são apresentadas algumas tabelas e rosas-dos-ventos para facilitar a interpretação dos dados emitidos pelo software OndisaCsat3. A Tabela 11.1 mostra, nesse contexto, os dados médios mensais de intensidade dos ventos. A frequência de ocorrência, no mesmo período de tratamento dos dados, está disposta na Tabela 11.2. Agrupando as duas tabelas anteriores, obtém-se a Tabela 11.3 em termos de aspectos energéticos.

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Tabela 11.1 - Velocidades médias mensais do vento para a campanha de 2008-2009.

Fonte: Morais (2009).

Tabela 11.2 - Frequências mensais do vento para a campanha de 2008-2009.

Fnote:: Morais (2009).

Tabela 11.3 - Ventos dominantes mensais para a campanha de 2008-2009.

Fonte: Morais (2009).

A partir desses dados, tirou-se a média para todo o período, tanto para as frequências como para as velocidades médias, organizando assim a Tabela 11.4, que resume os dados das tabelas anteriores em uma análise das médias das velocidades dos ventos, das frequências e dos ventos dominantes de todo período.

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Tabela 11.4 – Resumo das médias durante a campanha de 2008-2009.

Fonte: Morais (2009).

Apresentam-se as rosas dos ventos (Figura 11.4) para os dados de 2008-2009, como se segue:

Figura 11.4 - Rosas-dos-ventos reinantes mensais, campanha 2008-2009. Fonte: Morais (2009).

As imagens da Figura 11.5 representam as rosas-dos-ventos dominantes mensais.

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Figura 11.5 - Rosas-dos-ventos dominantes mensais, campanha 2008-2009. Fonte: Morais (2009).

As imagens da Figura 11.6 ilustram uma comparação entre as rosas-dos-ventos reinantes (a) e dominantes (b) de todo período de medição.

Figura 11.6 - Rosas-dos-ventos de todo período de medição da campanha 2008-2009 (a) reinantes e (b) dominantes. Fonte: Morais (2009).

Segundo Morais (2009), a partir dessas análises de dados de vento, nota-se que os ventos predominantes (reinantes) característicos da região, no período de medição, ocorreram na direção Noroeste com uma intensidade média de 4,64 m/s e frequência de 167

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19,81%, com resultados de dominância (aspecto energético) de 425,9%. Há de se notar que a direção dos ventos predominantes é coincidente com a direção dos ventos dominantes. Já a maior média dos ventos ocorre na direção NNE e possui uma intensidade de 5,92 m/s com uma frequência de 9,88%, resultando em uma dominância de 346,3%. Dados de Ondas Modelos Numéricos Segundo Morais (2009), os programas de determinação da pista de vento possuem formulação geométrica, pois dependem única e exclusivamente do entorno da margem para uma definição completa. Já nos processos de estimativa de altura de ondas, o comprimento da pista é somente uma das variáveis envolvidas. Os programas aplicáveis às ondas foram fundamentados na mesma ideia de percorrer os nós de uma malha de modo a estimar a altura da onda na posição relativa a cada nó. A altura da onda é estimada por equações que recebem o comprimento da pista e a intensidade do vento como variáveis independentes. Estão disponíveis no programa os métodos JONSWAP, SMB, Wolf, Creager e SGM. Fora utilizado o resultado obtido pelo método JONSWAP pela sua grande utilização em estudos anteriores. Dados Medidos em Campo A série de dados utilizada no escopo dessa pesquisa é apenas uma pequena parte dos dados coletados atualmente, pelo ondógrafo óptico. Isso, devido ao fato do sistema de aquisição estar em desenvolvimento. No entanto, algumas considerações já podem ser tecidas. Segundo Oliveira (2012), depois de finalizada a instalação de todos os equipamentos, a estação deverá se tornar autossuficiente quanto à alimentação, com margem excedente de 50% de toda a energia coletada. Ainda segundo Oliveira (2012), embora o link de transmissão dos dados tenha capacidade de pelo menos dez vezes o fluxo de dados gerados, um período de 5 horas é demasiado estreito para qualquer problema que venha a ocorrer com o link. Sendo assim, optou-se por processar os dados de ondas, enviando uma amostra por minuto, armazenando os dados brutos totais de forma condicional, ou seja, apenas quando o evento de onda for significativo; caso contrário, a malha de dados é desprezada, aliviando o estouro de memória. Em uma das atualizações de software de aquisição (OLIVEIRA, 2012), foi incluída uma rotina que desconsidera dados brutos levando em consideração o desvio padrão destas amostras e a velocidade do vento, podendo caracterizar eventos significativos ou não. Para uma melhor visualização dos eventos, o software calcula em tempo real a amplitude máxima das ondas, considerando a diferença entre o mínimo e máximo valor registrado dentro de um intervalo de um minuto, armazenando apenas esta amostra em uma tabela separada, exigindo menos recursos para exibição dos resultados (Tabela 11.5).

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Tabela 11.5 - Exemplo da base de dados utilizada. TOA5 TIMESTAMP TS 23/02/2013 13:10 23/02/2013 13:11 23/02/2013 13:12 23/02/2013 13:13 23/02/2013 13:14 23/02/2013 13:15 23/02/2013 13:16 23/02/2013 13:17 23/02/2013 13:18 23/02/2013 13:19 23/02/2013 13:20 23/02/2013 13:21 23/02/2013 13:22 23/02/2013 13:23

Boisa RECORD RN 27207 27208 27209 27210 27211 27212 27213 27214 27215 27216 27217 27218 27219 27220

CR1000 22937 CR1000.Std.24 CPU:Boisa.CR1 Vento_Vel_Med Vento_Dir_Med Vento_Vel_Max BattV_Min Metros/Segundo Deg Metros/Segundo Volts WVc WVc Max Min 1,188 1,416 1,79 12,1 2,401 19,91 3,23 12,1 2,587 23,47 3,21 12,08 2,94 38,61 4,39 12,04 4,3 25,52 6,58 12,07 5,38 40,48 6,99 12,12 4,921 51,51 6,14 12,1 6,081 54,6 7,62 12,03 6,837 54,65 8,53 12,06 6,871 66,72 7,97 12,07 6,166 76,2 7,57 12,07 6,012 81,4 6,82 12,06 5,421 77,58 6,22 12,08 5,966 89,9 7,03 12,1

10681 Minute Nivel_Avg Nivel_Std Distancia_ H_inst_Max H_inst_Min Amplitude Metros Metros Metros Metros Metros Metros Avg Std Avg Max Min Smp 1,024 0,002 1,935 0,096 -0,061 0,14 1,023 0,002 1,935 0,065 -0,057 0,157 1,023 0,001 1,934 0,056 -0,046 0,122 1,023 0,002 1,934 0,069 -0,077 0,102 1,021 0,002 1,936 0,061 -0,065 0,146 1,019 0,003 1,938 0,055 -0,056 0,126 1,019 0,003 1,937 0,065 -0,05 0,111 1,02 0,002 1,938 0,06 -0,053 0,115 1,021 0,002 1,939 0,084 -0,069 0,113 1,023 0,002 1,94 0,065 -0,074 0,153 1,022 0,002 1,939 0,094 -0,075 0,139 1,022 0,002 1,941 0,081 -0,077 0,169 1,023 0,002 1,941 0,075 -0,084 0,158 1,021 0,003 1,943 0,074 -0,092 0,159

Fonte: Laboratório de Hidrologia e Hidrometria – LH2.

Sendo assim, em posse de uma série de dados de 23/02/2013 a 14/03/2013, com intervalos de 1 min de apresentação dos dados e, no que tange a altura de ondas, o software só apresentava a maior amplitude das ondas que ali passavam naquele minuto. Mas, para testar a viabilidade futura da utilização da rede neural desenvolvida, acreditase que os resultados apresentados a posteriori são de grande interesse para a comunidade de pesquisa do Laboratório de Hidrologia e Hidrometria da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira.

Previsão da ARTMAP-Fuzzy para Comportamento de Ondas no Lago de Ilha Solteira Em se tratando do diagnóstico da rede na análise do comportamento de ondas no lago da Barragem de Ilha Solteira, utilizou-se como valores de entrada a velocidade média do vento (m/s) e a direção média do vento (graus) e, como saída altura significativa de onda (m). Cabe salientar que, na base de dados, o pesquisador desenvolvedor do software de aquisição nomeia essa altura de onda como sendo significativa (verificação informal); no entanto, parece que a mesma se trata da altura proveniente da máxima amplitude da onda medida em um intervalo de 1 min. Para o treinamento da rede foram escolhidos dados no período compreendido entre 23/02/2013 (13:10) a 05/03/2013 (23:50), com aproximadamente 15.000 valores válidos. O tempo total de treinamento foi de aproximadamente 25.600 s (7,1 horas). Os seguintes parâmetros de treino adotados: β = 1,0 (taxa de treino rápida), α = 0,1 (parâmetro de escolha da categoria), ρa = 0,95 (parâmetro de monitorização inicial do módulo ARTa), ρab = 0,95 (parâmetro de monitorização entrada/saída), ρb = 1,00 (parâmetro de monitorização de ARTb), ε = 0,001 (incremento na monitorização de ARTa). É importante ressaltar que não fora executada a análise de sensibilidade dos parâmetros devido ao baixo intervalo constante na base de dados, isso provavelmente deverá ser objeto de trabalho futuro.

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Efetuou-se o diagnóstico para 30, 50 e 70 % de dados desconhecidos. A seguir realizouse a previsão para dois períodos de aproximadamente 3 horas conforme apresentado nas Figuras 11.7, 11.8 e 11.9 como se segue.

Figura 11.7 - Correlação de Hs provenientes da rede ARTMAP-Fuzzy, HsART, e do ondógrafo óptico, HsOND, para 30% de dados desconhecidos. Fonte: Próprio autor.

Figura 11.8 - Correlação de Hs provenientes da rede ARTMAP-Fuzzy, HsART, e do ondógrafo óptico, HsOND, para 50% de dados desconhecidos. Fonte: Próprio autor.

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Figura 235 - Correlação de Hs provenientes da rede ARTMAP-Fuzzy, HsART, e do ondógrafo óptico, HsOND, para 70% de dados desconhecidos. Fonte: Próprio autor.

Como pode ser verificado, relativo ao diagnóstico de 30, 50 e 70%, a rede não foi capaz de se estabilizar e encontrar os devidos padrões pretendidos. Isso se deve principalmente ao fato, da pouca representatividade da base de dados. A mesma abrange um período muito curto, que não é capaz nem de representar um ciclo sazonal completo das quatro estações. Sendo assim, é pretendida uma análise futura, quando a base já tenha adquirido corpo suficiente. CONCLUSÃO E PERSPECTIVAS FUTURAS O objetivo principal deste trabalho foi aplicar a rede ARTMAP-Fuzzy à previsão de agitação marítima e galgamento na costa portuguesa e do comportamento de ondas no lago de Ilha Solteira. No que tange a agitação marítima, pôde-se obter com êxito respostas satisfatórias a problemática imposta; mas, em relação ao comportamento de ondas geradas por vento em lago, ainda existe a necessidade de utilização de uma base de dados mais substancial e representativa do fenômeno. Em todos os casos estudados, em posse de uma base de dados, seja ela fornecida por outros modelos numéricos, ou, encontrada na literatura (galgamento), foi realizada uma tentativa de previsão de alguns parâmetros hidráulicos (evidenciados no escopo dessa pesquisa) para fins análise do comportamento dos mesmos e, subsequentemente, pôde-se obter algumas conclusões que se seguem. Em se tratando dos resultados obtidos nesse trabalho, pode-se verificar que, em termos gerais: 171

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Os resultados fornecidos pela rede em todos os casos acompanham o perfil dos fenômenos estudados, sugerindo uma boa adaptação da rede. - O gasto computacional da rede ARTMAP-Fuzzy é bem inferior aos demais modelos. Nesse ponto, cabe ressaltar que não fora realizada uma análise quantitativa clássica de tempo computacional, e sim, uma pesquisa junto aos usuários do modelo SWAN e DREAMS no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC). Mas, acredita-se ser de grande interesse, ressaltar que, o tempo de processamento de previsão da ARTMAP-Fuzzy é muito inferior ao dos outros métodos, chegando a alguns casos, a ordem de 10 a 100 vezes menor do que os outros modelos. Uma análise comparativa criteriosa se faz necessária, mas como perspectiva futura a esse trabalho. - Os resultados fornecidos pela rede em todos os casos acompanham o perfil das alturas de onda medidas na boia também, isso sugeriu uma adaptação boa da rede aos casos. Em se tratando da análise de sensibilidade dos parâmetros pode-se notar que: - Foi fundamental para execução de um treinamento e previsão com qualidade, no entanto, esse processo ainda é muito dispendioso, exigindo muito do operador. Mas, há a possibilidade de implementação de rotinas para avaliar a sensibilidade desses parâmetros futuramente, o que deixaria a rede mais refinada. Isso, de maneira bem evidente, não é encontrado na literatura bibliográfica, o que foi passível de grande motivação para ser realizado. No entanto, como colocado anteriormente, não houve tempo para se aperfeiçoar o processamento e nem para realizar essa análise para todos os casos, ficando assim, como sugestão para trabalhos futuros. Em se tratando do estudo da agitação marítima dentro e fora do Porto de Sines, podese verificar que: - A resposta da rede foi extremamente eficiente quando da comparação com o modelo SWAN (fora do porto). No entanto, os valores dos erros aumentaram significativamente quando da comparação com o modelo DREAMS (dentro do porto). Isso pode ser explicado, levando-se em consideração o surgimento de fenômenos inerentes a esse processo, sejam eles: reflexão, refração e difração das ondas, o que parece contribuir para o aumento da complexidade do problema em questão. No que se refere à tentativa de previsão do galgamento no trecho estudado, verifica-se que: - Em relação aos resultados do modelo físico, à exceção dos ensaios para os quais os caudais médios de galgamento medidos foram nulos, a rede ARTMAP-Fuzzy foi capaz de estimar valores de galgamento próximos dos valores observados no modelo, embora a rede tenda a sobrestimar os valores de galgamento. - Comparativamente aos resultados obtidos com as ferramentas NN_OVERTOPPING2 e OVERTOPPING (redes essas, do tipo MLP – Multi Layer Perceptron), verificou-se que, em termos do erro médio quadrático (RMSE), a rede ARTMAP-Fuzzy apresentou resultados desfavoráveis em relação às outras duas ferramentas neurais. Contudo, em termos de erro viés (EV), a rede ARTMAP- Fuzzy apresenta melhores resultados que as outras ferramentas para o nível de maré de 0,0 m 172

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(ZH) e para o nível de +4,0 m (ZH) aproxima-se mais do modelo físico que a rede NN_OVERTOPPING2. Com efeito, para o caso do nível de maré de 0,0 m (ZH), verificou-se que a rede ARTMAP-Fuzzy foi a que conduziu a resultados mais próximos do modelo físico no caso de três dos seis testes analisados, sendo a ferramenta OVERTOPPING a melhor nos restantes testes. Verificou-se também que, ao contrário da ferramenta NN_OVERTOPPING2 e ARTMAP-Fuzzy, a ferramenta OVERTOPPING, que pode ser considerada a ferramenta que apresentou melhor desempenho, é capaz de, em alguns casos, identificar estados de agitação incidentes na estrutura que originam galgamentos nulos. - Assim, os resultados da rede ARTMAP-Fuzzy são muito promissores e, no sentido de melhorar o seu desempenho, a análise de sensibilidade aos parâmetros de treino da rede para o caso de galgamento constitui trabalho futuro. Em se tratando do estudo de ondas geradas pelo vento no lago da barragem de Ilha Solteira, pode-se verificar que: - A base de dados utilizada ainda é demasiadamente pequena, o que deixa a mesma sem representatividade em relação ao fenômeno. Isso poderá ser ultrapassado, à medida que a captação de dados no lago tenha uma amplitude elevada. Mas, para superar o fato da aquisição ainda estar em implementação, é sugerido, como trabalho futuro, a implementação do treinamento continuado, o que já vem sendo desenvolvido pela equipe de redes para outros fenômenos atualmente. Finalmente, nesta pesquisa realizada, percebe-se que a aplicação desse tipo de rede neural para os fenômenos estudados, sejam eles: agitação marítima, galgamento e comportamento de ondas geradas por vento, parece responder de forma satisfatória a previsão dos mesmos. Referências Bibliográficas Texto extraído da tese de doutorado de Francisco Lledo dos Santos, na Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, cujo tema “Redes Neurais Artificiais Artmap-Fuzzy Aplicadas ao Estudo de Agitação Marítima e Ondas de Lagos”. Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – UNESP, Departamento de Engenharia Elétrica, 2013.

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META 12 - Seminários de Avaliação do Projeto e Controle Geral.

META 12-1: Website para o LH² - Laboratório de Hidrologia e Hidrometria A internet tem sido utilizada na educação como instrumento essencial nas atividades pedagógicas no estabelecimento de alternativas de comunicação, de pesquisa e divulgação de informações. O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento do website para o Laboratório de Hidrologia e Hidrometria da Universidade Estadual Paulista, facilitando as atividades laboratoriais, auxiliando o processo de ensino e aprendizagem além da divulgação das atividades do laboratório. O site foi desenvolvido e hospedado na página do Departamento de Engenharia Civil e está desempenhando seu papel a contento, porém deve ser atualizado constantemente, devendose viabilizar sempre sua melhoria, principalmente, no que diz respeito ao conteúdo. Portfólio é um instrumento que contém todos os trabalhos realizados, no ramo profissional pode ser utilizado como uma lista de trabalhos e também como um conjunto de produtos e serviços oferecidos. Objetivos da criação do website O principal objetivo da criação do website é o desenvolvimento de ferramentas computacionais, o fornecimento e o acesso às informações do Laboratório de Hidrologia e Hidrometria a todos envolvidos no projeto. O trabalho foi desenvolvido com base ao layout utilizado pela instituição, porém aprimorando as técnicas em função da necessidade observada durante a criação. O Portfólio, entretanto, possui a finalidade de exemplificar as áreas de atuação das pesquisas do Laboratório, bem como fornecer informações sobre os equipamentos e métodos de análises utilizados. Tem como função formar novos objetivos de aprendizagem e avaliação do trabalho. Esse processo de divulgação coloca ao alcance de todos as principais descobertas e inovações tecnológicas do projeto, bem como oferecendo como ferramenta o monitoramento do rio para possível utilização de empresas de navegação. Web e Internet A Internet é uma rede global de computadores que se comunicam usando uma linguagem comum. Quando se conecta a um site da web, um usuário está se conectando com a Internet. A idéia básica da Internet é criar um mundo de informações sem fronteiras, pois é possível transferir informações de um local para outro através do protocolo TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol), no qual as informações são divididas em pacotes e enviadas pela rede. Este protocolo representa o meio de comunicação da Internet, cuja 174

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finalidade é cuidar do roteamento eficiente das informações de um site para outro. Para que estas informações cheguem ao destino corretamente, utiliza-se um segundo protocolo denominado HTTP (Hyper Text Transfer Protocol), que tem por finalidade simplificar a maneira como os usuários acessam informações na Internet. Pois permite que os mesmos enviem e recebam informações de servidores Internet sob a forma de documentos, ou páginas, criados através da utilização de linguagens de marcação. Entre os benefícios oferecidos pela internet, podemos citar: • Troca de informações de forma rápida; • Disponibilidade de dados pessoais ou institucionais; • Trabalho em conjunto independente de distâncias geográficas; • Acesso a várias formas de arquivos e repositórios de informações; • Tradução e transferência de dados entre máquinas localizadas em locais quaisquer; • Comunicação entre empresas. Por volta de 1989 surgiu a World-Wide Web (WWW), que é um sistema de informações organizado de maneira a englobar todos os outros sistemas de informação disponíveis na Internet, sendo confundida com a própria Internet, pois consiste de documentos hipermídia (informações textuais, recursos de som, imagem e vídeo). Funciona baseada em uma arquitetura Cliente/Servidor, onde o navegador de um usuário é o cliente que recupera informações em uma máquina remota (o servidor) conhecida como servidor web. Pode-se imaginar a WWW como uma grande biblioteca na Internet. Os “sites da web” são como os livros de uma biblioteca e as “páginas do site” são como as páginas específicas dos livros. Um conjunto de páginas da web é denominado um site da web. Cada página da web possui um endereço exclusivo denominado URL (Uniform Resource Locator). Linguagem PHP A linguagem PHP, uma linguagem de grande desempenho e extremamente fácil de ser utilizada, garante grande funcionalidade, simplicidade e rapidez aos sites que se utilizam dela. Alguns serviços podem ser utilizados por serem essenciais ao seu site numa hospedagem PHP: Suporte a PHO e MySQL, servidor com protocolo http (Apache ou IIS), serviço de e-mail com SMTP e POP (IMAP é desejável também), serviço de DNS para resolução de hostnames em IP’s, serviço de publicação FTP ou via painel (FTP é melhor) e estatísticas gráficas que lhe permitirão acompanhar o desenvolvimento do seu site. Ferramentas e Tecnologias Utilizadas Para o desenvolvimento do site foram estudadas várias ferramentas, tecnologias e conceitos utilizados na Internet. Este estudo foi necessário inicialmente para a familiarização com os termos e posteriormente para a escolha das ferramentas utilizadas no trabalho. Usando o Dreamweaver para Desenvolver Sites em PHP

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Para a criação da Web Page alguns programas da Adobe foram utilizados, como o Adobe Dreamweaver, Adobe Photoshop, Adobe Flash e o Adobe Fireworks, com o auxílio do Corel Draw para qualquer outra criação gráfica. Para criar sites dinâmicos com banco de dados utilizando a tecnologia PHP, há a necessidade de se estabelecer um algoritmo para que esta funcionalidade funcione. De forma resumida, a utilização de bancos de dados através do PHP obedece às seguintes etapas: 1. Conexão ao servidor 2. Utilização de um Banco de Dados no servidor conectado 3. Estabelecimento de um cursor de comandos. Cursor é uma variável que recebe as informações que serão enviadas ao banco de dados. 4. Envio das informações 5. Recebimento das respostas e tratamento delas através do PHP. Por ser um processo complexo e interdependente, estabelecer um código que permita o mínimo possível de falhas é fundamental. Para isso, a cada etapa, geralmente é feito um tratamento de exceção para que o código exiba, de forma amigável o erro ocorrido, e ao mesmo tempo, aborte a execução do código. O programa Dreamweaver, permite a criação de uma conexão de dados MySQL para sites desenvolvidos em PHP de uma forma amigável, simples e rápida. O tutorial a seguir permitirá ao leitor a criação de uma conexão, a criação de um formulário de inserção e também um simples relatório de banco de dados. Os pré-requisitos para o acompanhamento deste tutorial são os seguintes: · Um local para hospedar experimentalmente os arquivos PHP e o Banco de Dados (Servidor de Teste) · Um banco de dados já criado no servidor MySQL, com as tabelas e relacionamentos já definidos. · Conhecimentos básicos de Windows, Dreamweaver, HTML, e PHP. Layout UNESP Como dito anteriormente, pode-se observar um padrão de sites da instituição, este é fornecido para qualquer departamento ou laboratório. O padrão fornecido contém o tamanho da tela, da coluna, do índice, etc.. Ou seja, ele promove uma unicidade em toda a instituição. A partir daí foi possível adicionar o conteúdo desejado. O Dreamweaver, essencialmente funciona como uma tabela, na qual você pode adicionar ou remover colunas, linhas, “mesclar” linhas e colunas, dentro do tamanho desejado. Essas linhas e/ou colunas é o que constituem a página da internet, para cada tipo de letra ou parágrafo de formatação diferente é inserido uma nova linha, porém se há interesse de colocar uma imagem é conveniente utilizar uma coluna nova, para que se possa alinhá-la conforme o desejado. É inevitável (dependendo do tipo de página desejada) a criação de menus, nesse caso foi criado um menu direito e um esquerdo com os links das suas áreas desejadas. Para cada página, menu, etc, um arquivo novo é necessariamente criado e nomeado conforme a sua função, por exemplo, se for um menu, tem que ser nomeado como “menu”, se for a página inicial, tem 176

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que ser nomeado como “index”, se for uma outra página, é necessário nomeá-la de modo que seja conveniente (sem acentos, espaços ou caracteres que possam criar possíveis erros). Com um menu direito e/ou um esquerdo e devidamente nomeado e uma página inicial criados, o próprio programa já demonstra como a página provavelmente aparecerá no servidor. Com o padrão fornecido, no menu esquerdo se localiza os conteúdos principais do laboratório, como a Equipe, os Equipamentos, Fotos, Projetos, Pesquisas, entre outros como pode ser observado na Figura 12.1.

Figura 17 - Demonstração da criação do Menu Esquerdo

Também foram necessárias modificações no menu direito, onde se localizava propagandas, notícias e pesquisas no site da Universidade, mas no caso do laboratório, o necessário era informações sobre localização e contato, informações sobre o Banco de Dados e links dos órgãos de apoio e financiamento, como observado na Figura 12.2.

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Figura 12.2 - Demonstração da criação do Menu Direito A criação dos dois Menus eram as mais trabalhosas. Pelas imagens anteriores dá para ser observado que não estão em escala e nem na proporção que serão apresentadas no provedor, então muitos erros acabam sendo cometido e só serão observados depois de colocados no ar, o que causa modificação no código posteriormente. Depois de prontos, se inicia pela página “index”, que na linguagem PHP é a página inicial. Foi então definido que nela iria conter o símbolo do laboratório, bem como os menus e as informações necessárias da Instituição, como se pode observar na Figura 12.3. Nesse caso o gif foi criado em flash, que por ser compatível com o Dreamweaver, automaticamente é aceito e, portanto, não aparece a imagem nem sua animação para não sobrecarregar o programa.

Figura 12.3 - Demonstração da criação da Página Inicial – INDEX 178

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A seguir, na Figura 12.4, uma imagem de como a página fica visivelmente no navegador Internet Explorer.

Figura 12.4 - Imagem do site no ar, visitado pelo Navegado Internet Explorer O essencial depois da criação dessas etapas, é que para cada página que se deseja criar, é necessário a criação de um novo arquivo com o link na página inicial, por exemplo, se deseja abrir a página da equipe, primeiro é necessária a criação de um novo arquivo na mesma pasta onde se esta sendo montado o site, bem parecido com o INDEX, com tudo que se deseja conter nela, então se nomeia de um jeito fácil, sem letras maiúsculas, sem acento, e na página inicial, ou seja no meu esquerdo nesse caso, se “linka” o nome do arquivo ao “texto” EQUIPE, assim quando clicado será aberto.

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Figura 12.5 - Demonstração da organização da pasta do site Com cada página pronta, se hospeda no provedor, no nosso caso o da Universidade, todos os arquivos criados, bem como as imagens e/ou gifs que estarão na página, com seus respectivos nomes de origem e tamanhos. Portfólio do Laboratório de Hidrologia e Hidrometria – LH² Para a criação do portfólio do Laboratório esta sendo utilizado o programa CorelDraw X4, que apresenta um ótima qualidade de imagens, linhas e cores para a possível plotagem ou impressão, bem como salvar em formato de imagens. O portfólio ainda esta em processo de criação e modificação, para poder atender a requisitos de utilização. A necessidade dele é a forma de divulgação da atuação do laboratório, equipamentos e áreas onde pode ser utilizado. A Figura 12.6 é uma ilustração do portfólio na fase de construção.

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Figura 12.6 – Imagem do portfólio ainda em processo de formação. Conclusão O surgimento de novas tecnologias, da internet, o avanço da informática, assim como a sua popularização torna, no contexto atual, o desenvolvimento do website do LABORATORIO DE HIDROLOGIA E HIDROMETRIA DA UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA uma porta eficiente de comunicação disponibilizando informações de forma satisfatória. Conclui-se que o site e o portfólio representam bem seu papel de disseminador de informação. É importante que estejam sendo constantemente revisados e atualizados principalmente no que diz respeito ao conteúdo, tanto pela equipe do laboratório quanto pelos próprios alunos da graduação e/ou bolsistas, estabelecendo assim sua função de promotor de ensino e profissional.

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META 12 – 2: Avaliações e Controle do projeto A equipe realizou sistematicamente reuniões científicas e técnicas para a avaliação e discussão durante a execução das metas do projeto. Na finalização de cada meta, o coordenador incentivou os membros a publicação dos resultados o que ensejou a produção científica, tecnológica e outras descritas em itens adiante. Essas discussões dos temas em estudo e, sobretudo, a sinergia participativa e colaborativa de grande parte da equipe foi determinante para o sucesso do projeto. Especialmente para os bolsistas do projeto, essas reuniões e seminários adicionaram uma importante dose de inserção e domínio nas atividades de pesquisa e promoveram a capacitação do escrever e do falar em linguagem científica. Ademais, foram realizadas várias apresentações para instituições externas e/ou partícipes ao projeto sobre as atividades do ONDISA 8. O controle administrativo do projeto propriamente dito e inclusive aquele associado aos bolsistas junto ao CNPQ foi executado pelo próprio coordenador, enquanto que o controle financeiro e a prestação de contas do projeto, junto a FINEP, ficaram a cargo da convenente FEPISA.

META 13 - Campanha de Medição de Campo para Teste de Protótipo. Por motivo de clareza de apresentação e em razão de envolver comparações com medições simultâneas aos demais equipamentos instalados em campo as informações relativas a essa meta ficaram descritas nas metas 7 e 9.

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5. RESULTADOS: Na sequência estão sintetizados os principais resultados efetivamente alcançados pelo desenvolvimento do projeto, em relação àqueles esperados.  Desenvolvimento de protótipo de ondógrafo óptico para águas rasas. De fato, o ondógrafo óptico desenvolvido superou a fase de protótipo. A simplicidade, o custo relativamente baixo, a robustez associadas à resolução das medições, a desejável frequência de amostragem e a capacidade de medir todo o espectro de agitação d’água, desde ondulações leves até ondas significativas motivou a produção de uma nova unidade. Atualmente, um ondógrafo óptico opera no lago de Ilha Solteira e outro no lago de Porto Primavera. Portanto, o resultado esperado foi plenamente atingido.  Estabelecimento de base metodológica para criação de mecanismos gerenciais e normativos ao transporte de cargas perigosas na hidrovia. Os resultados decorrentes de dados experimentais para a modelagem hidrodinâmica, que tratou da determinação das forças do vento incidindo em diferentes ângulos sobre a área velica de comboios, produziram o conhecimento de informações cruciais para se impor os limites de vento (velocidade e direção) permitidos para a segurança de eclusagens ou passagens por pontos críticos como os vãos de pontes. Certamente, para a normatização dessas condições ou regras há que se considerar além da situação do calado as características de manobrabilidade de cada embarcação. Contudo, de ante-mão, os resultados obtidos já possibilitam estabelecer um envelope de vento limite ao entorno de cada eclusa como regra de segurança para a transposição. A propósito, para a eclusa de Nova Avanhandava o envelope de vento já foi elaborado e está descrito neste relatório.  Produção de base de dados para estudos e pesquisas de ondas em águas rasas. O projeto permitiu a aquisição de instrumentação e o desenvolvimento de sensores, softwares e de metodologias dedicadas para a produção e coleta de dados para estudos e pesquisas de ondas em águas rasas. Ademais, foi fundamental para a agregação da equipe de pesquisadores das universidades e das instituições partícipes. Além da sinergia, também é oportuno relatar, sem dúvida alguma, a imensa contribuição do projeto há formação de recursos humanos, especialmente aos alunos bolsistas. Pelo lado dos resultados de produção de base de dados para estudos e pesquisa de ondas em águas rasas, propriamente dito, podemos certificar que foi promovida a criação de extraordinário banco de dados. Há um conjunto extenso e refinado de parâmetros medidos de vento e ondas para os dois maiores espelhos d’água da região, lagos de Ilha Solteira e Porto Primavera, na verdade sendo exclusivo. Essa base de dados tem sido fonte para a produção de artigos científicos e também para suprir demandas técnicas de estudos e informações sobre ondas em águas interiores. Atendimentos, suportes, consultorias e pareceres nesse tema para a 183

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PETROBRÁS/TRANSPETRO, CESP, D.H., IPT e Marinha do Brasil são exemplos clássicos dos resultados promovidos e decorrentes da base de dados criada pelo projeto.  Produção de software do modelo de aproximação para eclusagem. O sistema de aproximação desenvolvido, composto por harware e software, tem como propósito oferecer ao navegante um apoio baseado em dados de sensores (anemômetro, gps e bússola eletrônica) para decissão em manobras. A instrumentação opera dinâmicamente alimentando o software, produto da modelagem hidrodinâmica, indicando o rumo de proa a ser seguido no procedimento de aproximação da eclusagem. Todo o procedimento, rumo e deriva, é visualizado em tela, armazenado e com funções de alerta quando as condições meteorológicas são adversa àquela manobra. Assim, é esperado que esse sistema contribua para a redução dos acidentes, especialmente nas eclusas. Os resultados produzidos pelo projeto para segurança da navegação visando a proteção das estruturas, da vida e do meio ambiente são diversos. Por exemplo, no caso do sistema de rastreamento/monitoramento há que se considerar, dentre as funcionalidades do software, a capacidade de visualização georeferenciada, em tempo real, de todas as embarcações e seus respectivos status (tipo, carga, posição, velocidade, deslocamento, tempos de chegada) na hidrovia. Com isso, situações de atenção, alertas, acidentes ou emergência poderão ser imediatamente informadas aos navegantes ou identificadas pós-facto, permitindo ações de suporte para controle ou salvamento. A funcionalidade implementada no software Sisnavega que estima o tempo de chegada das embarcações em cada eclusa é uma ferramenta decisória para o planejamento de transposição de barragens. Ela permite apriomar o aproveitamento das eclusas com antecedência e lógica evitando os procedimentos em vazio e consequentemente miximizando o tempo de espera para eclusagem. A hidrovia Tietê-Paraná já vem experimentando em alguns de seus trechos poblemas de gargalos que ocorrem em função da elevada demanda do transporte hidroviário. Normalmente, as eclusas são os pontos naturais de congestionamento e portanto carecem de especial atenção na logística operacional. Assim, considerando aquela possibilidade de planejamento e aproveitamento já elencada conclue-se que o projeto proporcionou também um ganho logístico, melhorando a eficiência do transporte fluvial.

5.1.

Produção Científica

Trabalhos completos publicados em congressos 1.

OLIVEIRA, B. M.; TROVATI, L. R. e SILVA, H. Rastreamento satelital de embarcações e sistema de auxílio em operações de eclusagem. In: CITENEL - VII Congresso de Inovação Tecnológica em Energia Elétrica. Rio de Janeiro - RJ, de 5 a 7 de agosto de 2013.http://www.citenel.gov.br/anais/arquivos/VIICitenel/Qualificado_publicacao/Segur anca/168.pdf

2. PINATO, G. L.; OLIVEIRA, B. M.; TROVATI, L.R.; ALVES JUNIOR, A. e SILVA, H.. Redução de gargalos em eclusas: estudo de modelagem e ganhos logísticos. In: 8º 184

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Seminário de Transporte e Desenvolvimento HIDROVIÁRIO, 2013, v. I. Jahú - SP, 2013.

Hidroviário

Interior

SOBENA

3. OLIVEIRA, B. M.; PINATO, G. L.; TROVATI, L.R. e SILVA, H.. Sisnavega - Sistema de rastreamento de embarcações e planejamento de operações de eclusagem. In: 8º Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior SOBENA HIDROVIÁRIO, 2013, v. I. Jahú - SP, 2013. 4. OLIVEIRA, B. M.; TROVATI, L. R.; PINATO, G. L.; VIUDES, D. V.; GONCALVES, V. B.; OLIVEIRA, R. A.; AVALONE, T. e ALVES JUNIOR, A. - Túnel de vento e instrumentação eletrônica para realização de ensaios hidrodinâmicos em embarcações em escala reduzidas. In: 8º Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior SOBENA HIDROVIÁRIO, 2013, v. I. Jahú - SP, 2013. 5. TROVATI, G.; CAETANO, L.; SILVA, H.; CHIERICCE, G. O. ; CLARO NETO, S.; REINER, A. J. e TROVATI, L.R. - Poliuretanos de origem vegetal para a construção de protótipos em sistemas de proteção lateral de eclusas e embarcações. In: 8º Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior SOBENA HIDROVIÁRIO, 2013, v. I. Jahú - SP, 2013. 6. TROVATI, G.; CAETANO, L.; SILVA, H.; CHIERICCE, G. O.; CLARO NETO, S.; REINER, A.J. e TROVATI, L.R. - Defensas hidroviárias no Brasil Perspectivas de inovação. In: 8º Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior SOBENA HIDROVIÁRIO, 2013, v. I. Jahú - SP, 2013. 7. TROVATI, G.; CAETANO, L.; SILVA, H.; CHIERICCE, G. O; CLARO NETO, S.; REINER, A. J. e TROVATI, L.R. - Defensas hidroviárias no Brasil - Análise técnica e ambiental. In: 8º Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior SOBENA HIDROVIÁRIO, 2013, v. I. Jahú - SP, 2013. 8. NAGADO, C. M.; LUKINE, S.; MENDONÇA, E. T. - Estudo das amarrações entre barcaças de comboio de minério de ferro, na baia de Marajó. In: 24º Congresso Nacional de Transporte Aquaviário, Construção Naval e Offshore, 2012, Rio de Janeiro. 24º Congresso Nacional de Transporte Aquaviário, Construção Naval e Offshore, 2012. 9. OLIVEIRA, E. B.; LIMA, G. B. e TROVATI, L.R. - Monitoramento telemétrico de ondas geradas por ventos em lagos de barragens para segurança hidroviária e transposição de barragens. In: XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, 2011, p. 5233-5238. Curitiba - PR, 2011. 10. DALL'AGLIO SOBRINHO, M.; TROVATI, L.R.; MACIEL, G. F.; OLIVEIRA, J. N.; ALBERTIN, L. L.; LIMA, G. B.; OLIVEIRA, E. B. e Cunha, E. F. - Monitoramento de Ondas em Reservatórios com Sensor de Pressão e Comparação com Dados de ADCPWAVES. In: XIX SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 2011, Maceió, AL.

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11. AMORIM, A. E. A.; MENDONCA, E. T. e TROVATI, L.R. - Projeto Ondisa5: Hidrovia Tietê-Paraná: Alerta de vento e ondas para segurança da Navegação. In: XXII COPINAVAL 2011, 2011, Buenos Aires, Argentina. XXII COPINAVAL 2011. 12. OLIVEIRA, E. B.; LIMA, G. B.; DONATO, J. M. F. e TROVATI, L.R. - Perfilamento de correntes com vazões limitantes às eclusagens na Hidrovia do Rio Tietê. In: 7º SEMINÁRIO DE TRANSPORTE E DESENVOLVIMENTO HIDROVIÁRIO INTERIOR - SOBENA HIDROVIÁRIO 2011, Porto Alegre, 5 e 6 de outubro de 2011, Porto Alegre – RS. 13. BEINECKE, E. e TROVATI, L. R. - Aplicação de Sistema Embarcado de Descargas Atmosféricas e Tratamento e Disseminação de Dados para Segurança da Navegação Hidroviária. In: 7º SEMINÁRIO DE TRANSPORTE E DESENVOLVIMENTO HIDROVIÁRIO INTERIOR - SOBENA HIDROVIÁRIO 2011, Porto Alegre, 5 e 6 de outubro de 2011, 6p. 14. AMORIM, A. E. A.; MENDONCA, E. T. e TROVATI, L. R. - Caracterização dos acidentes em comboios na Hidrovia Tietê-Paraná. In: 7º SEMINÁRIO DE TRANSPORTE E DESENVOLVIMENTO HIDROVIÁRIO INTERIOR - SOBENA HIDROVIÁRIO 2011, Porto Alegre, 5 e 6 de outubro de 2011, 6p. Porto Alegre – RS. 15. OLIVEIRA, B. M. e TROVATI, L. R. - Rastreamento Satelital de Embarcações e Modelagem Hidrodinâmica para Auxílio em Operações de Eclusagem. In: 10ª CONFERÊNCIA IBEROAMERICANA EN SISTEMAS, CIBERNÉTICA E INFORMÁTICA - 2011, Orlando, Florida. 16. BEINECKE, E. e TROVATI, L. R. - Aplicação de Sistema Embarcado de Descargas Atmosféricas e Tratamento e Disseminação de Dados para Segurança da Navegação Hidroviária. In: 10ª CONFERÊNCIA IBEROAMERICANA EN SISTEMAS, CIBERNÉTICA E INFORMÁTICA - 2011, Orlando, Florida. 17. VIEIRA, A. S.; MACIEL, G. F. ; FORTES, C. J. E. M.; MINUSSI, C. R.; TROVATI, L.R.; DALL'AGLIO SOBRINHO, M.; MORAIS, V. S.; Cunha, E. F.; LIMA, G. B. e OLIVEIRA, E. B. - Proposta de dois simuladores de ondas geradas por vento em águas restritas: SWAN e ONDISACAD. In: XIX SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 2011, Maceió, AL. 18. TROVATI, L. R. - Simulação das forças de vento e ondas em comboios e instrumentação de apoio terrestre para transposição de barragens. In: XI SEMANA DE TECNOLOGIA DE NAVEGAÇÃO - JAHU, 2011, Jaú – SP. 19. AMORIM, A. E. A., MENDONÇA, E.T. e TROVATI, L.R. – Análise do comportamento dos comboios em manobra na hidrovia Tietê-Paraná. In: XXII COPINAVAL CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA NAVAL, TRANSPORTE MARÍTIMO E INGENIERÍA PORTUARIA - Buenos Aires, Argentina, 27 al 30 de septiembre de 2011.

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20. MENDONÇA, E. T.; AMORIM, A. E. A. e TROVATI, L.R. – Projeto Ondisa: Hidrovia Tietê-Paraná - Alerta de Vento e Ondas para Segurança da Navegação. In: XXII COPINAVAL - CONGRESO PANAMERICANO DE INGENIERÍA NAVAL, TRANSPORTE MARÍTIMO E INGENIERÍA PORTUARIA - Buenos Aires, Argentina, 27 al 30 de septiembre de 2011. Resumos publicados em anais de congressos 1. SOUZA, T. A.; TROVATI, L.R. e OLIVEIRA, B. M. - Ensaios hidrodinâmicos de embarcação e comboio tipo Tietê - Paraná em túnel de vento sobre a água. In: XXV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2013, Ilha Solteira - SP. Publicação dos Trabalhos Apresentados, 2013 v. I. 2. OLIVEIRA, R. A.; Damasceno, V. M.; PINATO, G. L.; BARROS, M. B. e TROVATI, L. R. - Sistema de monitoramento de ondas no lago de Porto Primavera. In: XXV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2013, Ilha Solteira - SP. Publicação dos Trabalhos Apresentados, 2013. 3. SANTOS, M. G. e TROVATI, L. R. - Comparação entre modelagem e medição de ondas gerada pelo vento no lago de Ilha Solteira. In: XXV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2013, Ilha Solteira - SP. Publicação dos Trabalhos Apresentados, 2013. 4. MENDES, A. F. T. e TROVATI, L. R. - Mapeamento espaço - temporal de macrófitas aquáticas no Reservatório de Jupiá. In: XXV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2013, Ilha Solteira - SP. Publicação dos Trabalhos Apresentados, 2013. 5. GONCALVES, V. B.; TROVATI, L. R.; BARROS, M. B.; OLIVEIRA, B. M. - Túnel de vento para ensaios hidrodinâmicos de embarcações. In: XXV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2013, Ilha Solteira - SP. Publicação dos Trabalhos Apresentados, 2013. 6. ARAUJO, L. R. I. ; TROVATI, L. R. e OLIVEIRA, B. M. - Modelagem 3D de Túnel de Vento utilizado na medição d e força do vento em um modelo reduzido de embarcação. In: XXV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2013, Ilha Solteira - SP. Publicação dos Trabalhos Apresentados, 2013. 7. PEREIRA, M. V. E. ; SANTOS, F. G.; DONATO, J. M. F.; OLIVEIRA, E. B. e TROVATI, L. R. - Avaliação de métodos de interpolação para levantamentos batimétricos por ADCP na foz do Rio Tietê com software Surfer. In: XXIV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2012, Ilha Solteira. Publicação dos Trabalhos Apresentados - Vol. III, 2012. 8. LUIZ, F. R. M. e TROVATI, L. R. - Estimativa de altura e período de ondas para dimensionamento de flutuantes de proteção dos pilares da ponte SP 563. In: XXIV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2012, Ilha Solteira. Publicação dos Trabalhos Apresentados - Vol. III. 2012.

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9. FILHO, J. E. L. S.; OLIVEIRA, E. B.; DAMASCENO, V. M. e TROVATI, L. R. Monitoramento de ventos relativos e absolutos com instrumentação embarcada para segurança da navegação. In: XXIV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2012, Ilha Solteira. Publicação dos Trabalhos Apresentados - Vol. III, 2012. 10. SANTOS, J. D. C.; GALDEANO, J. M.; DONATO, J. M. F.; OLIVEIRA, E. B. e TROVATI, L. R. - Levantamento Batimétrico no Estuário de Santos e Afluentes. In: XXIV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2012, Ilha Solteira. Publicação dos Trabalhos Apresentados - Vol. III, 2012. 11. OLIVEIRA, E. B.; FILHO, J. E. L. S.; DAMASCENO, V. M. e TROVATI, L. R. Desenvolvimento de ondógrafo óptico. In: XXIV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2012, Ilha Solteira. Publicação dos Trabalhos Apresentados - Vol. III, 2012. 12. ARAUJO, L. R. I.; OLIVEIRA, E. B. e TROVATI, L. R. - Modelagem 3D do mecanismo para ajuste de nível de um transdutor de pressão utilizado na medição de ondas. In: XXIV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2012, Ilha Solteira. Publicação dos Trabalhos Apresentados - Vol. III, 2012. 13. DAMASCENO, V. M.; OLIVEIRA, B. M. e TROVATI, L. R. - Construção de um túnel de vento para ensaios hidrodinâmicos. In: XXIV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2012, Ilha Solteira. Publicação dos Trabalhos Apresentados - Vol. III, 2012. 14. MORATO, Y. O.; DAMASCENO, V. M.; OLIVEIRA, B. M. e TROVATI, L. R. Ensaios de forças hidrodinâmicas em comboios da hidrovia Tietê-Paraná. In: XXIV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2012, Ilha Solteira. Publicação dos Trabalhos Apresentados - Vol. III, 2012.

5.2.

Produção Tecnológica

1. Ondógrafo Óptico: o produto representa uma inovação para as medições do estado de agitação de águas. A amostragem de ondas pode ser realizada em frequência de até 10 Hz, permitindo assim a visualização do espectro de ondas com altíssima resolução espaço-temporal. O software de coleta e análise dos dados possibilita a extração dos valores das amplitudes máxima e média, corrigidas automaticamente em função do nível de referência obtido via transdutor de pressão acoplado ao ondógrafo. O ondógrafo é preferencialmente para ser usado em águas rasas, pois requer uma estrutura rígida sobre a água para sua fixação o que naturalmente limita o uso em águas abertas. O produto destina-se basicamente a pesquisa e, portanto, não há um mercado potencial para sua fabricação. Contudo, essa tecnologia foi já transferida para dois usuários: à Cesp para coleta de dados de ondas no Lago de Porto Primavera, para o projeto de P&D ANEEL/CESP/FDTE - “Estudo e modelagem de ganhos energéticos em geração renovável por meio de sistemas fotovoltaicos flutuantes”, e à empresa LENC – Engenharia que utilizou apenas o fuso controlador de nível na instalação de medidor de corrente no Rio Tietê, sob a ponte SP 463 em Araçatuba – SP.

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Serviços

Trabalhos Técnicos 1- Trovati, L.R.; B.M. OLIVEIRA; M.V.N. SUMAN e D.V.V. VASQUES - Elaboração de envelope de vento para a transposição de eclusas. Relatório e parecer técnico-científico produzido para o SINDASP (Sindicato dos Armadores de Navegação Fluvial do Estado de São Paulo) 13 p., março de 2014. 2- Trovati, L.R. e SUMAN, M.V.N. - Estudo de mapeamento para implantação do sistema AIS (Automatic Identification System) na Hidrovia Tietê-Paraná. Relatório técnicocientífico produzido para o CTHTP (Comitê Técnico da Hidrovia Tietê-Paraná) 8 p., janeiro de 2014. 3- TROVATI, L.R. e LUIZ, F.R.M. - Relatório técnico-científico sobre “Estimativa de altura e período de ondas significativas para o dimensionamento dos flutuantes de proteção de pilares da ponte SP-563”, produzido para o Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo, IPT, junho de 2012. 4- TROVATI, L.R. - Laudo técnico-científico sobre “Altura de ondas para cálculo estrutural de comboio”, produzido para Petrobrás Transporte S/A – Transpetro, abril de 2012. 5- TROVATI, L.R. et alli. - Relatório Técnico do Serviço de Instalação e Comissionamento de Anemômetro na Eclusa da Usina Hidrelétrica de Promissão, para a empresa AES Tietê. Trabalho realizado pela equipe: Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati, Eng. Breno Moreira de Oliveira, e os bolsistas Eduardo Boisa de Oliveira, Jose Mario Fernandes Donato, Gustavo Barbosa de Lima, e pela equipe da empresa Aneli Engenharia, em outubro de 2011. 6- TROVATI, L.R. et alli. - Relatório Técnico do Serviço de Instalação e Comissionamento de Anemômetro na Eclusa da Usina Hidrelétrica de Nova Avanhandava, para a empresa AES Tietê. Trabalho realizado pela equipe: Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati, Eng. Breno Moreira de Oliveira, e os bolsistas Eduardo Boisa de Oliveira, Jose Mario Fernandes Donato, Gustavo Barbosa de Lima, e Marcelo de Oliveira Rocha da empresa Rosetec, em outubro de 2011. 7- TROVATI, L.R. et alli. - Relatório Técnico do Serviço de Instalação e Comissionamento de Anemômetro na Eclusa da Usina Hidrelétrica de Barra Bonita, para a empresa AES Tietê. Trabalho realizado pela equipe: Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati, Eng. Breno Moreira de Oliveira, e os bolsistas Eduardo Boisa de Oliveira, Jose Mario Fernandes Donato, Gustavo Barbosa de Lima, e pela equipe da empresa Aneli Engenharia, em outubro de 2011. 8- TROVATI, L.R. et alli. - Relatório Técnico do Serviço de Instalação e Comissionamento de Anemômetro na Eclusa da Usina Hidrelétrica de Bariri, para a empresa AES Tietê. Trabalho realizado pela equipe: Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati, Eng. Breno Moreira de Oliveira, e os bolsistas Eduardo Boisa de Oliveira, Jose Mario Fernandes Donato, Gustavo Barbosa de Lima, e pela equipe da empresa Aneli Engenharia, em outubro de 2011. 189

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9- TROVATI, L.R. - Parecer técnico para construção de Cais de Porto no Rio Jacuí, município de Charqueadas – RS, para a empresa IESA ÓLEO e GÁS, junho de 2011. 10- TROVATI, L.R. et alli - Perfilamento de velocidade das correntes em seções do canal de navegação da hidrovia Tietê – Paraná (Barra Bonita, Bariri e Promissão). Relatório técnico-científico para o IPT/USP e para o D. H.; Fepisa, Feis/Unesp, 8 p, janeiro de 2011. 11- Trovati, L. R. et alli - Perfilamento de velocidade das correntes em seções do canal de navegação da hidrovia Tietê – Paraná (Nova Avanhandava). Relatório técnico-científico para o IPT/USP e para o D. H.; Fepisa, Feis/Unesp, 8 p, janeiro de 2011.

5.4.

Difusão

Palestras e Conferências 1. TROVATI, L. R. - Elaboração de envelope de vento para a transposição de eclusas. Apresentação na 62ª Reunião do Comitê Técnico da Hidrovia Tietê Paraná, 20 de março de 2014, São José do Rio Preto, SP. 2. TROVATI, L. R. – Ação do vento em embarcações Tietê-Paraná e o sistema eletrônicocomputacional de auxílio em eclusagem. Apresentação na 61ª Reunião do Comitê Técnico da Hidrovia Tietê Paraná, 28 de novembro de 2013, Ilha Solteira - SP. 3. TROVATI, L. R. – Estudo de mapeamento para implantação do sistema AIS (Automatic Identification System) na Hidrovia Tietê-Paraná. Apresentação na 58ª Reunião do Comitê Técnico da Hidrovia Tietê Paraná, 28 de novembro de 2013, Ilha Solteira - SP. 4. TROVATI, L. R. - Monitoramento de ventos com anemômetros 2D em comboios Apresentação na 55ª Reunião do Comitê Técnico da Hidrovia Tietê Paraná, 8 de novembro de 2011, Igaraçu do Tietê – SP. 5. TROVATI, L. R., OLIVEIRA, B.M. e PINATO, G. – Sistema embarcado de rastreamento de embarcações e planejamento de operações de eclusagem. Apresentação na 54ª Reunião do Comitê Técnico da Hidrovia Tietê Paraná, 07 de abril de 2011, Barra Bonita - SP. 6.

TROVATI, L. R. - Monitoramento das embarcações e controle nas estradas d´água. Palestra no 1º WORKSHOP DE SEGURANÇA DA HIDROVIA TIETÊ-PARANÁ, Auditório da UHE Barra Bonita – SP, 14/09/2010, 13p.

7.

TROVATI, L. R. - Sistema de aproximação para eclusagens na Hidrovia Tietê-Paraná. Palestra no 1º WORKSHOP DE SEGURANÇA DA HIDROVIA TIETÊ-PARANÁ. Auditório da UHE Barra Bonita – SP, 14/09/2010, 14p.

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RELATÓRIO TÉCNICO Ref.: 1174/10 8.

Convênio: 01.100699-00

TROVATI, L. R. e OLIVEIRA, B.M. - Projeto SISNAVEGA: Sistema Integrado de Suporte e Monitoramento para Navegação Hidroviária Tietê-Paraná. Palestra 1º WORKSHOP DE SEGURANÇA DA HIDROVIA TIETÊ-PARANÁ, 2010.

9. TROVATI, L. R. - Projeto DGPS: uso para segurança da embarcação. Palestra 1º WORKSHOP DE SEGURANÇA DA HIDROVIA TIETÊ-PARANÁ, 2010.

Encontros e Reuniões

1. Participação do Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati e da equipe do LH² na 62ª Reunião do Comitê Técnico da Hidrovia Tietê-Paraná, no dia 20 de março de 2014, evento sediado no Auditório do 52o BPM/I da PMESP, São José do Rio Preto, SP. 2. Participação do Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati e da equipe do LH² na 58ª Reunião do Comitê Técnico da Hidrovia Tietê-Paraná, no dia 28 de novembro de 2013, Ilha Solteira, SP, evento sediado pelo Laboratório de Hidrologia e Hidrometria, UNESP FEIS. 3. Participação do Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati e da equipe do LH² na 56ª Reunião do Comitê Técnico da Hidrovia Tietê-Paraná, no dia 17 de abril de 2012, Ilha Solteira, SP, evento sediado pelo Laboratório de Hidrologia e Hidrometria, UNESP - FEIS. 4. Participação do Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati na 55ª Reunião do Comitê Técnico da Hidrovia Tietê-Paraná, no dia 8 de novembro de 2011, Igaraçu do Tietê, SP. 5. Participação do Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati na 54ª Reunião do Comitê Técnico da Hidrovia Tietê-Paraná, em 7 de abril de 2011, Barra Bonita, SP.

Participação em congressos e similares 1- Apresentação no XXII Congresso Pan-Americano de Engenharia Naval, Transporte Marítmo e Engenharia Portuária, realizado no período de 27 a 30 de setembro de 2011 em Buenos Aires, Argentina, do trabalho “Projeto ONDISA: Hidrovia Tietê-Paraná Alerta de Vento e Ondas para Segurança da Navegação”, tendo como autores o Prof. Msc. Evandro Tozzi Mendonça (FATEC JAHU), Prof. Antônio Eduardo Assis Amorim (FATEC JAHU) e o Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati (FEIS – UNESP). 2- Apresentação no 7° Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior, SOBENA 2011, realizado nos dias 5 e 6 de outubro de 2011 na cidade de Porto Alegre – RS do trabalho “Aplicação de Sistema Embarcado de Descargas Atmosféricas e Tratamento e Disseminação de Dados para Segurança da Navegação Hidroviária”, tendo como autor o Eng. Edmundo Beinecke (FEIS – UNESP). 3- Apresentação no 7° Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior, 191

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SOBENA 2011, realizado nos dias 5 e 6 de outubro de 2011 na cidade de Porto Alegre – PR do trabalho ”Caracterização dos Acidentes em Comboios em Manobra na Hidrovia Tietê-Paraná”, tendo como autores: Mendonça, E. T.; Amorim. A.E.A. e Trovati, L. R.. 4- Apresentação no 7° Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior, SOBENA 2011, realizado nos dias 5 e 6 de outubro de 2011 na cidade de Porto Alegre – PR do trabalho “Perfilamento de Correntes com Vazôes Limitantes à Eclusagens na Hidrovia do Rio Tietê”, tendo como autores o Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati e os bolsistas Eduardo Boisa Oliveira, Gustavo Barbosa de Lima e José Mario Fernandes Donato. 5- Apresentação na XI Semana de Tecnologia da FATEC JAHU, realizada no dia 28 de outubro de 2011 na cidade de Jaú, painel sob o título - “Simulação das forças de vento e ondas em comboios e instrumentação de apoio terrestre para transposição de barragens”, tendo como autores: o Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati, o Eng. Breno Moreira de Oliveira e o bolsista Eduardo Boisa Oliveira. 6- Apresentação no XIX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, realizado de 27 de novembro a 01 de dezembro de 2011 na cidade de Maceió – AL, do trabalho “Monitoramento de ondas em reservatórios com sensor de pressão e comparação com dados de ADCP Waves”, tendo com autores o Prof. Dr. Milton Dall’Aglio Sobrinho, Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati, Prof. Dr. Geraldo de Freitas Maciel, Prof. Dr. Jefferson Nascimento de Oliveira, Prof.ª Dr.ª Liliane Lazzari Albertin, Eng. Breno Moreira de Oliveira, Gustavo Barbosa de Lima, Eduardo Boisa Oliveira e Eng. Evandro Fernandes Cunha. 7- Apresentação no XIX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, realizado de 27 de novembro a 01 de dezembro de 2011 na cidade de Maceió – AL, do trabalho “Proposta de dois simuladores de ondas geradas por vento em águas restritas: Swan e OndisaCAD”, tendo como autores MSc Adriana Silveira Vieira, Prof. Dr. Geraldo de Freitas Maciel, Conceição J. E. M. Fortes, Prof. Dr. Carlos Roberto Minussi, Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati, Prof. Dr. Milton Dall’Aglio Sobrinho, MSc Vinícius S. Morais, Eng. Evandro C. Fernandes, Gustavo Barbosa de Lima e Eduardo Boisa Oliveira. 8- Trabalho de Pós-Graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho apresentado à Unilins, unidade Três Lagoas, apresentado pelo Eng. Evandro Fernandes da Cunha com o título “Análise de risco do transporte do etanol na hidrovia do Tietê-Paraná”. 9- Apresentação no XXIV Congresso de Iniciação Científica, realizado nos dias 18 e 19 de setembro de 2012 na Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – SP, do trabalho “Avaliação de métodos de interpolação para levantamentos batimétricos por ADCP na foz do Rio Tietê com software Surfer®”, tendo como autores os bolsistas Matheus Vince Esgalha Pereira, Felipe Gonçalves do Santos, José Mario F. Donato e Eduardo Boisa Oliveira. Publicação dos Trabalhos Apresentados, XXIV - Vol. III. 10- Apresentação no XXIV Congresso de Iniciação Científica, realizado nos dias 18 e 19 de setembro de 2012 na Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – SP, do trabalho 192

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“Estimativa de altura e período de ondas para dimensionamento de flutuantes de proteção dos pilares da ponte SP 563”, tendo como autor o bolsista Flávio Rafael Marques Luiz. Publicação dos Trabalhos Apresentados, XXIV - Vol. III. 11- Apresentação no XXIV Congresso de Iniciação Científica, realizado nos dias 18 e 19 de setembro de 2012 na Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – SP, do trabalho “Monitoramento de ventos relativos e absolutos com instrumentação embarcada para segurança da navegação”, tendo como autores os bolsistas: José Expedito Lucas Silva Filho, Eduardo Boisa Oliveira e Vinicius Marcos Damasceno. Publicação dos Trabalhos Apresentados, XXIV - Vol. III. 12- Apresentação no XXIV Congresso de Iniciação Científica, realizado nos dias 18 e 19 de setembro de 2012 na Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – SP, do trabalho “Levantamento Batimétrico no Estuário de Santos e Afluentes”, tendo como autores os bolsistas Jonatas Dalma Costa Santos, Jéssica Moura Galdeano, José Mario F. Donato e Eduardo Boisa Oliveira. Publicação dos Trabalhos Apresentados, XXIV - Vol. III. 13- Apresentação no XXIV Congresso de Iniciação Científica, realizado nos dias 18 e 19 de setembro de 2012 na Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – SP, do trabalho “Desenvolvimento de ondógrafo óptico”, tendo como autores os bolsistas Eduardo Boisa Oliveira, José Expedito L. S. Filho e Vinicius Marcos Damasceno. Publicação dos Trabalhos Apresentados, XXIV - Vol. III. 14- Apresentação no XXIV Congresso de Iniciação Científica, realizado nos dias 18 e 19 de setembro de 2012 na Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – SP, do trabalho “Modelagem 3D do mecanismo para ajuste de nível de um transdutor de pressão utilizado na medição de ondas”, tendo como autores os bolsistas: Lucas Rodrigues Ingraci Araújo e Eduardo Boisa Oliveira. Publicação dos Trabalhos Apresentados, XXIV - Vol. III. 15- Apresentação no XXIV Congresso de Iniciação Científica, realizado nos dias 18 e 19 de setembro de 2012 na Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – SP, do trabalho “Construção de um túnel de vento para ensaios hidrodinâmicos”, tendo como autores os bolsistas Vinicius Marcos Damasceno e Breno Moreira de Oliveira. Publicação dos Trabalhos Apresentados, XXIV - Vol. III. 16- Apresentação no XXIV Congresso de Iniciação Científica, realizado nos dias 18 e 19 de setembro de 2012 na Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – SP, do trabalho “Ensaios de forças hidrodinâmicas em comboios da hidrovia Tietê-Paraná”, tendo com autores os bolsistas Yuri de Oliveira Morato, Vinicius Marcos Damasceno e Breno Moreira de Oliveira. Publicação dos Trabalhos Apresentados, XXIV - Vol. III. 17-Apresentação no XXV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2013, Ilha Solteira – SP do trabalho – “Ensaios hidrodinâmicos de embarcação e comboio tipo Tietê-Paraná em túnel de vento sobre a água”, tendo com autores: Tomazzo Avalone de Souza, Luiz Roberto Trovati, e Breno Moreira de Oliveira.

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18- Apresentação no XXV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2013, Ilha Solteira – SP do trabalho – “Sistema de monitoramento de ondas no lago de Porto Primavera”, tendo com autores: Araújo, R. A.; Damasceno, V. M.; Pinato, G. L.; Barros, M. B.; Trovati, L. R. 19- Apresentação no XXV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2013, Ilha Solteira – SP do trabalho– “Comparação entre modelagem e medição de ondas gerada pelo vento no lago de Ilha Solteira”, tendo como autores Santos, M. G. e Trovati, L. R. 20- Apresentação no XXV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2013, Ilha Solteira – SP do trabalho– “Mapeamento espaço-temporal de macrófitas aquáticas no Reservatório de Jupiá”, tendo como autores: Mendes, A. F. T. e Trovati, L. R.. 21- Apresentação no XXV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2013, Ilha Solteira – SP do trabalho – “Túnel de vento para ensaios hidrodinâmicos de embarcações”, tendo como autores: Gonçalves, V.B.; Trovati, L.R.; Veiga, D.V.V.; Barros, M.B. e Oliveira, B.M.. 22- Apresentação no XXV Congresso de Iniciação Científica da UNESP, 2013, Ilha Solteira – SP do trabalho – “Modelagem 3D de Túnel de Vento utilizado na medição de força do vento em um modelo reduzido de embarcação”, tendo como autores: Araujo, L.R.I.; Trovati, L.R. e Oliveira, B.M.. 23- Apresentação no 8º Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior, 2013, Jaú. 8º SOBENA, 2013 do trabalho - “Túnel de vento e instrumentação eletrônica para realização de ensaios hidrodinâmicos em embarcações em escala reduzida” tendo como autores: Oliveira, B. M.; Trovati, L. R.; Veiga, D. V. V.; Gonçalves, V. B.; Pinato, G. L.; Araujo e R.; Avalone, T.. 24- Apresentação no 8º Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior, 2013, Jaú. 8º SOBENA, 2013 do trabalho – “Redução de gargalos em eclusas: modelagem e ganhos logísticos” tendo como autores: Pinato, G. L.; Oliveira, B. M.; Trovati, L. R. e Alves, A. J.. 25- Apresentação no 8º Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior, 2013, Jaú. 8º SOBENA, 2013 do trabalho – “Sistema de rastreamento de embarcações e planejamento de operações de eclusagens” tendo como autores: Oliveira, B. M.; Pinato, G. L.; Trovati, L. R. e Alves, A. J.. 26- Apresentação no 8º Seminário de Transporte e Desenvolvimento Hidroviário Interior, 2013, Jaú. 8º SOBENA, 2013 do trabalho –“Monitoramento em tempo real de vento e ondas no lago de Porto Primavera” tendo como autores: – Araujo, R. A.; Damasceno, V. M.; Barros, M. B.; Oliveira, B. M.; Pinato, G. L.; Trovati, L. R..

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RELATÓRIO TÉCNICO Ref.: 1174/10 5.5.

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Outros

Outras Atividades 1- Concessão de condecoração: diploma e medalha “Amigo da Marinha” pelo 8º Distrito Naval ao Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati, em 11 de junho de 2014. 2- Visita técnica ao Centro de Hidrografia da Marinha, na cidade do Rio de Janeiro, em 9 de janeiro de 2012, com a participação do pesquisador Dr. José Otávio Pecly. 3- Medição de vazão e batimetria no Estuário de Santos e afluentes, no período de 3 a 20 de janeiro de 2012, como parte do Plano de Expansão da Zona Portuária de Santos, realizada pelos bolsistas Eduardo Boisa Oliveira e José Mario Fernandes Donato. 4- Reunião técnico-científica na cidade do Rio de Janeiro, em 31 de janeiro de 2012 com engenheiro representante da Kongsberg para definição de instrumentação para o projeto, com a participação do Dr. José Otavio Pecly. 5- Medição de vazão e batimetria da foz do Rio Tietê à UHE Três Irmãos, realizada pelos bolsistas: Eduardo Boisa Oliveira, José Mario F. Donato e Vinícius Damasceno nos dias 14 e 15 de fevereiro de 2012. 6- Apresentação de seminários pelos bolsistas do LH² sobre suas linhas de pesquisa e andamento dos trabalhos em 25 de abril de 2012, Ilha Solteira - SP. 7- Teste do equipamento R2 Sonic 2022 no período de 24 a 26 de maio de 2012, no Lago de Ilha Solteira, com a participação do Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati, do Eng. Breno M. de Oliveira e dos bolsistas: Eduardo Boisa Oliveira, José Mario Fernandes Donato e Jonatas Dalma Costa. 8- Monitoramento de ventos com anemômetro sônico e datalogger na cidade de Pongaí, SP, no período de 3 a 17 de junho de 2012, como suporte às obras de adequação da ponte da rodovia SP-333 à navegação hidroviária. 9- Levantamento batimétrico à jusante da UHE Eng. Souza Dias (Jupiá), com a participação do Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati e dos bolsistas Eduardo Boisa Oliveira e José Mario F. Donato, em julho de 2012. 10- Medição de vazão e Correntometria à jusante da UHE Ilha Solteira realizada pelo bolsista Eng. Eduardo Boisa Oliveira e Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati no dia 3 de outubro de 2012. 11- Teste do software Hypack em batimetria com ecobatímetro de dupla frequência, realizada no dia 24 de outubro de 2012 à montante da eclusa de Ilha Solteira, com a participação dos bolsistas: Eduardo Boisa Oliveira, Vinícius Damasceno e Gabriel Pinato.

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12- Levantamento batimétrico a montante da eclusa da UHE Ilha Solteira, para fins de suporte ‘as atividades do Projeto P&D CESP-FDTE – “Estudo e modelagem de ganhos energéticos em geração renovável por meio de sistemas fotovoltaicos flutuantes”, realizada pela equipe: Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati, Eng. Breno M. de Oliveira; Eng. Eduardo Boisa Oliveira, e dos bolsistas José Mario Fernandes Donato, Vinicius Damasceno, em novembro de 2012. 13- Reunião para balanço das atividades, realizada no Anfiteatro do Laboratório de Hidrologia e Hidrometria no dia 20 de dezembro de 2012, com a participação do Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati e dos bolsistas: Eduardo Boisa, José Mario, Breno Oliveira, Gabriel Pinato, Evandro Cunha, Vinícius Damasceno, Vitor Gonçalves, Thomazo Avalone, Dimas Vasques, Fábio Teixeira e Antúlio Alves Junior. 14- Medição de corrente do Rio Jacuí no município de Charqueadas – RS, executada pelo Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati, Eng. Breno Moreira de Oliveira, Eduardo Boisa Oliveira, Gustavo Barbosa de Lima e José Mario Fernandes Donato, junho de 2011. 15- Atestado de capacidade Técnica emitido pelo IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas, ao LH² - Laboratório de Hidrologia e Hidrometria da UNESP- Campus de Ilha Solteira, por intermédio do Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati pelo serviço: Perfilamento de velocidade das correntes e medição de vazões com ADCP em diversas seções do Rio Tietê, a jusante das Usinas de Barra Bonita, Bariri, Promissão e Nova Avanhandava, conforme os relatórios técnicos de janeiro de 2011. 16- Reunião técnico-científica na cidade do Rio de Janeiro, em 2 de dezembro de 2011, nas empresas MicroARS e Sight GPS para definição de instrumentação para o projeto, com a participação do Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati, Dr. José Otavio Pecly e bolsista Eduardo Boisa Oliveira.

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6. INFRAESTRUTURA: 6.1.

Obras, serviços e equipamentos. A planilha com a listagem dos principais equipamentos encontra-se no anexo C.

6.2.

Observações:

Está listado a seguir o quantitativo dos principais equipamentos e material permanente, adquiridos pelo projeto e suas respectivas aplicações nas atividades desenvolvidas. 6 anemômetros sônicos 2 D, data-loggers, rádios e periféricos - coleta e transmissão de dados. 2 moldem acústico submerso com periféricos - coleta e transmissão de dados. 6 sensores de pressão, profundidade/nível - coleta de dados de ondas. 1 ecobatímetro e sonar multifeixe – levantamento batimétrico dos lagos. 1 perfilador acústico multi-frequência digital - coleta de dados de vegetação de fundo. 1 ecosonda de mapeamento de vegetação aquática - coleta de dados de vegetação de fundo. 2 ondógrafos ADCP e periféricos – coleta de dados de ondas. 3 registradores de nível. - coleta de dados de ondas. 2 veículos utilitários – campanhas de instalação e coleta de dados em campo. 1 embarcação com motor e reboque - campanhas de instalação e coleta de dados em campo. 1 DGPS dupla frequência – coleta de dados e geoposicionamento em campo. 7 microcomputadores – programação da instrumentação e coleta de dados em campo. 2 estações de trabalho – armazenamento e processameno de dados em laboratorio. 6 computadores e periféricos – suporte as atividades de pesquisa dos laboratorios.

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7. EQUIPE TÉCNICA: 7.1.

Capacitação:

A capacitação de alunos e a formação de recursos humanos especializados tem sido tratada como questão primordianal neste projeto. Estão associados diversos alunos de graduação, que embora na qualidade de bolsistas de apoio técnico, conforme a concessão das bosas pelo CNPq, estão induzidos ao trabalho de pesquisa e, portanto, tratados como alunos de iniciação científica. Uma quantificação parcial dessas informações está apresentada a seguir: Doutorados: 1- Concluída a tese de doutorado do Eng. Francisco Lledo dos Santos, na Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, cujo tema “Redes Neurais Artificiais Artmap-Fuzzy Aplicadas ao Estudo de Agitação Marítima e Ondas de Lagos”. Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – UNESP, Departamento de Engenharia Elétrica, 2013. Mestrados 1- Concluído o trabalho de dissertação de mestrado do Eng. Edmundo Beineche, na Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, cujo tema “Desenvolvimento de Hardware e Software para Tratamento e Visualização de Dados de Descargas Atmosféricas Aplicados à Segurança da Navegação Hidroviária”. 2- Concluido o trabalho de dissertação de mestrado do Eng. Breno Moreira de Oliveira, na Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, cujo tema da dissertação é “Software de Rastreamento de Embarcações e Plataforma Eletrônica para Ensaios Hidrodinâmicos em Túnel de Vento”. Estágios Supervisionados e Trabalhos de Formatura 1- Trabalho de conclusão de curso do bolsista Eduardo Boisa Oliveira, com o título “Automação para medição de ondas em águas rasas”, sob orientação do Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati em cumprimento às normas da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira para obtenção do diploma de graduação em Engenharia Elétrica. 2- Estágio Curricular do bolsista José Mario Fernandes Donato, com o título “Análise de perfil de linha d´água a jusante da UHE Eng. Souza Dias”, sob orientação do Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati em cumprimento às normas da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira para obtenção do diploma de graduação em Engenharia Civil. 3- Especializacão em Engenharia de Seguranca do Trablaho do bolsista Evandro Fernandes da Cunha, com o titulo “ Analise de risco no trasnporte de etanol na Hidrovia TieteParana”, em cumprimento das normas da Fundacao Paulista de Tecnologia e Educacao na cidade de Lins, SP.

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4- Trabalho de conclusão de curso do bolsista Vinicius Marcos Damasceno, com o título “Estudo e desenvolvimento de sistema microcontrolado para transmissão e armazenamento de dados de transceptores AIS em banco de dados”, sob orientação do Prof. Dr. Luiz Roberto Trovati em cumprimento às normas da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira para obtenção do diploma de graduação em Engenharia Elétrica, 73p, janeiro de 2015. Cursos de Treinamento e Aperfeiçoamento Foram realizados os seguintes cursos para treinamento da equipe técnica: 1- Curso de formação para obtenção da licença de Arrais Amador para diversos membros da equipe técnica, realizado na Capitânia Fluvial de Porto Epitácio – SP, em janeiro de 2014. 2-

Treinamento operacional executado no Rio de Janeiro, no período de 17 a 19/09/2013 em aplicativos do software Hypack pela empresa A2 Marine Solutions.

3- Treinamento dos bolsistas Breno Oliveira e Gabriel Pinati em curso de programação e desenvolvimento de softwares na plataforma Android, realizado em dois períodos, de 15 a 17 de outubro de 2012 e de 26 a 28 de novembro de 2012 em São Paulo – SP. 4- Participação dos bolsistas José Mario Fernandes Donato e Jonatas Dalma Costa Santos no AutoDesk University Brasil 2012, realizado no dia 9 de outubro de 2012, tendo como objetivo treinar e prover troca de experiências entre usuários e programadores. 5- Treinamento dos bolsistas Eduardo Boisa Oliveira e José Mario Fernandes Donato com software Hypack, ministrado pelo Eng. John Gerald da Hypack US na cidade do Rio de Janeiro de 12 a 14 de setembro de 2012. 6- Participação dos bolsistas Eduardo Boisa Oliveira e José Mario Fernandes Donato em workshop da empresa de automação alemã Pepperl+Fuchs na cidade de São Paulo no dia 11 de setembro de 2012. 7- Curso: Medição de Vazão com ADCP, XXXII Semana da Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, ministrado pelos bolsistas Eduardo Boisa Oliveira e José Mario Fernandes Donato no dia 29 de agosto de 2012 com duração de 8 horas. 8- Treinamento operacional executado em Ilha Solteira, no período de 22 a 25/05/2012 em equipamento de batimetria ODOM – Ecotrack CVM e de geoposicionamento GNSS RTK modelo R5, pela empresa A2 Marine Solutions. 9- Treinamento dos bolsistas Eduardo Boisa Oliveira, Gustavo Barbosa de Lima, José Mario Fernandes Donato e do Professor Luiz Roberto Trovati, na norma NR 33 - Curso de Segurança e Capacitação no Trabalho em Espaços Confinados para Supervisores de Entrada, Vigias e Trabalhadores Autorizados, realizado nos dias 19, 20, 27, 28 e 29 de setembro de 2011 com duração de 40 horas.

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10- Participação do bolsista José Mario Fernandes Donato no AutoDesk University Brasil, primeiro evento deste segmento realizado pela AutoDesk no Brasil no dia 21 de setembro de 2011, tendo como objetivo treinar e prover troca de experiências entre usuários e programadores. 11- Curso: Medição de Vazão com ADCP, XXXI Semana da Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, ministrado pelos bolsistas Eduardo Boisa Oliveira, Gustavo Barbosa de Lima e José Mario Fernandes Donato no dia 24 de agosto de 2011 com duração de 8 horas.

Alunos e bolsistas no curso medição de vazão com ADCP. 12- Treinamento dos bolsistas Eduardo Boisa Oliveira, Gustavo Barbosa Lima, Flavio Rafael Marques Luiz e José Mario Fernandes Donato no II Curso Avançado de Medidores Acústicos Doppler, promovido pela Agência Nacional de Águas – ANA, no período de 11 a 15 de julho de 2011 em Foz do Iguaçu – PR. O curso teve por objetivo o aperfeiçoamento nas técnicas de medição de vazão através do refinamento nas análises de escritório e implementação de novos testes e variáveis.

Membros da equipe da FEIS/UNESP em Foz do Iguaçu - PR.

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13- Curso de Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade - NR 10, realizado no período de 24 a 27 de novembro de 2010, em Ilha Solteira – SP, para os membros da equipe Eduardo Boisa Oliveira, Gustavo Barbosa Lima, José Mario Fernandes Donato e Breno Moreira de Oliveira.

7.2.

Alterações Foram feitas as seguintes substituições na equipe de Bolsistas:

1. SAIRAM: Amanda Fuzaro Zambone, Anderson Erivelton de Moraes da Silva, André Pazzini Bonfim, Carolina de Abreu Mazzei, Celina Maria A. Honório, Dib Gebara Neto, Gabriel de Araujo Conceição, João Vítor de Carvalho Pereira, Juliano Antonio D. Malaquias, Vinícius de Abreu Clemente, Tiago Silva Abrão. 2. ENTRARAM: Breno Moreira de Oliveira, Eduardo Boisa Oliveira, Danielle Lombardi de Mattos, Felipe Gonçalves dos Santos, Gabriel Carvalho Forastieri Penna, Graziela Machado de Melo Costa, Jéssica Moura Galdeano, Jonatas Dalma Costa Santos, José Expedito Lucas Silva Filho, José Mario Fernandes Donato, Leandro Alan Tavanti Scarpini, Lucas Rodrigues Ingraci Araujo, Matheus Vince Esgalha Pereira, Roberto Sardinha Junior, Tatiane Rossi Evangelista, Vinicius Marcos Damasceno, Yuri de Oliveira Morato.

7.3.

Composição da Equipe Executora: Não houve alteração na equipe de pesquisadores.

7.4.

Bolsistas A planilha com a relação dos bolsistas encontra-se no anexo B.

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8. PARCERIAS INSTITUCIONAIS Parcerias institucionais e transferências de tecnologias Considerando que este projeto, além de possuir como principal vertente a pesquisa e o desenvolvimento para a gestão operacional de eclusas da AES Tietê há também uma componente aplicada de transferência de tecnologia para o setor hidroviário, especialmente dedicada à segurança da navegação. Assim, a equipe tem trabalhado no sentido de prover uma efetiva articulação institucional com os principais setores desta área. Dentre as ações de articulação destacam-se os serviços e parcerias com instituições e empresas conforme se segue: I. AES Tietê  Os resultados e produtos gerados no projeto promovem benefícios diretos à concessionária AES Tietê, operadora das eclusas da hidrovia, bem como aos gestores e usuários da Hidrovia Tietê Paraná. Ademais, os desenvolvimentos de software e hardware oriundos do projeto, além de possuírem um caráter inovador, foram concebidos de modo a permitir sua aplicação a qualquer hidrovia. A estrutura de programação empregada zelou pela versatilidade em permitir o uso de dados de rastreamento (latitude e longitude) de quaisquer fontes, satélite, rede celular ou AIS. O software incorpora como insumo os dados de rastreamento que, justapostos à carta náutica da hidrovia promovem a capacidade de visualização do posicionamento das embarcações e um efetivo controle de acompanhamento das embarcações em tempo real. Dentre as diversas funcionalidades vale mencionar como importante contribuição para a concessionária, por exemplo, as previsões de tempo de chegada de embarcações nas eclusas. Isso produz ganhos operacionais e benefícios no aumento da segurança e na frequência das eclusagens. II. IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas).  Trabalho realizado pela equipe da FEIS/UNESP, composto pela execução de campanhas de medição de correntes em seções e trechos do Rio Tietê, mais especificamente nos canais de navegação a jusante das eclusas das Usinas de Barra Bonita, Bariri, Promissão e Nova Avanhandava, visando o conhecimento dos perfis de velocidade das correntes, em condições de vazões elevadas, para fins de segurança da navegação hidroviária. O trabalho foi executado segundo as orientações e de seções informada pelo D.H. – Departamento Hidroviário e pelo IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo, mas, adicionalmente, outras seções julgadas importantes pela equipe também foram medidas. As medições foram realizadas nos dias 12, 13 e 18 de janeiro de 2011, pela equipe do LH² Laboratório de Hidrologia e Hidrometria / UNESP - Campus de Ilha Solteira, com perfilador de corrente Doppler acústico (ADCP), modelo Sentinel, frequência 1200 KHz, da RDI – Teledine. O instrumento foi utilizado na modalidade botton track, sendo que o processamento das medidas foi executado pelo software Winriver II. As etapas das campanhas foram acompanhadas pelas equipes técnicas do Laboratório de Engenharia Naval / IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas, do D.H. - Departamento Hidroviário e contou com apoio logístico de segurança de uma equipe da Capitânia Fluvial do TietêParaná. Os resultados desta atividade constam dos relatórios: - Perfilamento de velocidade das correntes em seções do canal de navegação da hidrovia Tietê Paraná. (Barra Bonita,

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Bariri e Promissão) e Perfilamento de velocidade das correntes em seções do canal de navegação da hidrovia Tietê – Paraná. (Nova Avanhandava).  Realização de modelagem altura e período de ondas geradas pelo vento no Lago de Três Irmãos visando o redimensionamento dos flutuantes de proteção dos pilares da ponte SP 563, localizada em Pereira Barreto – SP. Os pilares da ponte no vão do canal de navegação da hidrovia estão dotados de sistema de proteção contra impacto composto por estruturas metálicas flutuantes, tipo balsas, com ancoragem por cabos. No transcorrer do tempo tem sido observada a ruptura de cabos e danos nas bolinas dos flutuantes, sugerindo esforços adicionais provocados, possivelmente, por efeito de ressonância do flutuante, dada sua atual dimensão (comprimento e boca) em relação ao comprimento das ondas geradas pelo vento em determinadas pistas do lago. . III. D. H. (Departamento Hidroviário).  Instalação do software Sisnavega, para a visualização de rastreamento de embarcações na hidrovia Tietê Paraná, efetuada em abril de 2011. A primeira versão do software de rastreamento foi concluída e assim foi dado início aos primeiros testes para avaliar, principalmente, o funcionamento do geoposicionamento das embarcações, efetuado através do “plugin” do Google Earth. As análises indicam que o posicionamento de coordenadas de dados de rastreamento recebidos da empresa Autotrac justapostos pelo software sobre a plataforma de mapas do Google Earth possui boa precisão. A instalação operacional do software Sisnavega no D.H., órgão gestor da hidrovia Tietê, teve como estratégia fomentar e auxiliar a tomada de decisão sobre a importância de controle do tráfego das embarcações na hidrovia. Na época, limitada apenas às embarcações da empresa SARTCO, a qual não se opôs ao espelhamento dos dados de rastreamento de suas embarcações. Além disso, deve ser considerado que o Sisnavega foi concebido com a filosofia de um compartilhamento mútuo de uso, face ao seu intuito de auxiliar a segurança e a logística da navegação hidroviária. IV. Sistema de instrumentação de vento em comboios. O desenvolvimento deste produto surgiu da necessidade levantada pelo comitê CTHTP, de um monitoramento permanente da ação do vento sobre os comboios que operam na hidrovia, especialmente para detecção de possíveis causas de acidentes produzidas por fatores meteorológicos. Após consulta e coleta de propostas, a diversas empresas do setor de instrumentação meteorológica, visando à instalação de anemômetros nas embarcações, o comitê decidiu encomendar os estudos a equipe do projeto. Isso se deu especialmente em função do requisito de compor um mecanismo embarcado de aquisição, armazenamento e resgate dos dados, com informação de vento aparente, vento verdadeiro e posição da embarcação na hidrovia. O estudo teve inicio em outubro de 2009, com a instalação de um anemômetro sônico e sistema de aquisição de dados para um teste piloto na embarcação Sartco XIV. Posteriormente foi acoplado ao sistema uma antena GPS permitindo a aquisição e armazenamento dos dados de direção e velocidade do vento georreferenciados, bem como a extração da velocidade da embarcação. O processamento dados é executado, pós-fato, por software dedicado desenvolvido pela equipe, o qual permite visualizar temporalmente todos os cenários de vento durante a navegação. O teste piloto tem apresentou resultados 203

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animadores. Contudo, dois anemômetros instalados na parte superior do convés foram danificados em razão de abalroamento em galhos de vegetação por descuido dos comandantes ao abrigar os comboios nas margens da hidrovia.

V. CESP – Companhia Energética de São Paulo.  Planejamento e execução de atividades, visando o perfilamento de velocidade e direção de correntes em dutos de saída de turbinas da U.H.E. de Três Irmãos e Ilha Solteira. O produto deste trabalho visou o suporte para o projeto de P&D - Desenvolvimento de um Veículo Subaquático para a Inspeção de Instalações Hidrelétricas, que está sendo executado pela POLI/USP. O perfilamento foi efetuado em profundidade superior a 15 metros, na boca do conduto de saída das turbinas, através de submersão e movimentação lateral do instrumento ADCP via ponte rolante. O trabalho realizado em agosto de 2011 teve por objetivo prover as informações do perfilamento vertical das correntes estratificadas por camadas, com a finalidade de subsidiar o dimensionamento de um veículo subaquático para a inspeção de instalações hidrelétricas, projeto P&D – CESP/ POLI-USP.  Realização de serviços especializados em hidrometria no baixo Tietê, composto por batimetria e medições de vazão, visando atender as necessidades do projeto de P&D-CESP – Desenvolvimento de metodologia virtual e implantação em simulador de cheias e controle hidráulico de reservatórios, baseada em novas tecnologias de informação/comunicação para treinamento da operação. O serviço, realizado em março de 2012, compreendeu o trecho do baixo Tietê, desde sua foz no Rio Paraná até a barragem da Usina Hidrelétrica de Três Irmãos, numa extensão de aproximadamente 30 km. A batimetria foi realizada transversalmente, em intervalos de 500 metros de distância, da foz até a ponte à jusante da Usina, e da ponte até a barragem a cada 100 metros de distância. Em algumas seções foram simultaneamente efetuadas a medida de vazão.  Execução em outubro de 2012, de serviço de medição dos perfis de velocidade e direção da corrente d’água à jusante da UHE Ilha Solteira, na seção do rio compreendida entre os vãos da subestação suspensa com a finalidade de coleta de dados de corrente para subsidiar a CESP nos estudos e tomada de decisões de aproveitamento de geração de energia.  Levantamento topo batimétrico no Rio Paraná à jusante da UHE Eng. Souza Dias, em outubro de 2012, visando subsidiar análise e estudo do remanso do reservatório de Porto Primavera. O levantamento compreendeu uma extensão de aproximadamente 7 km a partir da ponte ferroviária, no sentido de jusante, até o ponto onde se encontra o linígrafo e a régua PAPA004F. A batimetria foi realizada transversalmente nas seções especificadas pela CESP, tendo sido simultaneamente efetuadas as medições de vazão nessas seções. Adicionalmente, entre as transversais foram realizados percursos em zig-zag visando compor o campo espacial de profundidades do trecho com maior resolução.  Levantamento batimétrico realizado em novembro de 2012, no Rio Paraná à montante da eclusa da UHE Ilha Solteira, para fins de suporte às atividades do Projeto P&D ANEEL/ 204

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CESP/ FDTE “Estudo e modelagem de ganhos energéticos em geração renovável por meio de sistemas fotovoltaicos flutuantes”. O levantamento batimétrico está compreendido aos limites da região de montante da eclusa de Ilha Solteira, seguindo 500m na interface do talude da barragem até uma distância da ordem de 500 m para jusante.  Cooperação técnico-científica ao Projeto P&D ANEEL/CESP/FDTE “Estudo e modelagem de ganhos energéticos em geração renovável por meio de sistemas fotovoltaicos flutuantes” com a instalação de ondógrafo óptico para medições de ondas na UHE Porto Primavera, a partir de dezembro de 2014.

VI. CONSTRUSERV.  Execução de correntometria realizada em junho de 2011, no Rio Jacuí, especificamente no local delimitado para a construção do empreendimento denominado cais do porto, localizado à margem direita do Rio Jacuí, na Fazenda Carola, município de Charqueadas – RS. O serviço foi solicitado pela empresa do grupo CONSTRUSERV – Hidrologia, para atendimento ao cliente IESA – Óleo e Gás S/A, que planeja a instalação de empreendimento com cais de porto. Os resultados foram obtidos com base em campanha de coleta de dados para medições de corrente e batimetria de fundo, executadas por ADCP – Acoustic Doppler Current Profile, com altíssima resolução espacial e temporal, no trecho do rio onde se projeta a construção do cais. VII. IESA Óleo & Gás S/A.  Parecer técnico-científico, elaborado em junho de 2011, sobre o impacto ambiental do cais do porto da IESA/Charqueadas – RS. Objetiva o atendimento de pleito para o requerimento de Licenciamento Ambiental, junto a FEPAM - Fundação Estadual de Proteção Ambiental - RS, referente ao projeto e obra de engenharia para a construção do empreendimento denominado cais do porto, localizado à margem direita do Rio Jacuí, na Fazenda Corola, município de Charqueadas – RS. VIII. CFTP/MARINHA DO BRASIL.  A equipe do projeto esteve plenamente articulada com a Capitânia Fluvial Tietê-Paraná, mantendo um relacionamento cooperativo e parceiro de apoio às demandas e as pesquisa necessárias para a hidrovia. Fato é que, o Comando da Marinha que é quem preside o Comitê Técnico da Hidrovia Tietê-Paraná, constantemente formaliza convite para participação da equipe do projeto nas suas reuniões. Essa dinâmica têm resultado numa efetiva articulação com os demais partícipes do Comitê e, promovido ações contributivas da Universidade para o setor, dentre os quais destacamos o software Sisnavega, os estudos para implantação de AIS e de confecção de envelope de vento para eclusas e pontos críticos da hidrovia. IX. PETROBRÁS/TRANSPETRO.

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 Elaboração de laudo técnico-científico para a Petrobrás Transporte S/A – TRANSPETRO, a respeito do projeto de construção dos comboios para transporte de etanol na Hidrovia Tietê-Paraná, incluindo respostas sobre questionamentos a respeito de altura de ondas na Hidrovia Tietê-Paraná decorrente de discussões em uma série de mensagens trocadas entre o Estaleiro Rio Maguari S/A, a Capitânia Fluvial do Tietê-Paraná, a certificadora Bureau Veritas e a Transpetro S/A. O referido laudo produziu como resultado a necessidade do recálculo da estrutura das barcaças utilizando altura significativa de onda para 1,2 m ao invés de 0,6 m.

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9. FONTES Na sequência estão sintetizados dois outros projetos conduzidos paralelamente a este e que de certo modo foram atraídos pela série de projetos ONDISA.

9.1.

Novas Fontes

Novas Fontes? 

Sim

Não

Projeto P&D/ANEEL/AES Tietê - SISNAVEGA – Sistema Integrado de Suporte e Monitoramento para Navegação Hidroviária Tietê-Paraná, cujas atividades tiveram início em outubro de 2010 e foram concluídas em julho de 2013. O projeto recebeu apoio financeiro da AES TIETÊ no valor de R$ 1.164.570,00. Desses, R$ 590.040,00 em aporte direto à instituição convenente FEPISA, referente às rubricas: recursos humanos, serviços de terceiros e taxa de administração, e, o saldo complementar em aporte para rubricas materiais e equipamentos, material de consumo, viagens e diárias e outros os quais contribuíram para a formação de recursos humanos e complementaram equipamentos ao laboratório da FEIS/UNESP. A concepção e o desenvolvimento do software de rastreamento satelital consolidou o propósito do sistema de monitoramento remoto, em tempo real, do tráfego das embarcações ao longo de toda a Hidrovia Tietê-Paraná. A integração direta deste produto e de outras novas funcionalidades, dele decorrentes, foi implantada no C.O.H. da AES Tietê em Bauru.

 Projeto P&D/ANEEL/AES Tietê – DEFENSAS – Protótipo de defensas para proteção lateral de embarcações e eclusas, iniciado em setembro de 2012 e concluído em dezembro de 2014, recebeu recursos de R$ 1.508.580,00. O projeto teve por objetivo desenvolver estudos e projeto para construção de um protótipo de sistema de proteção lateral para embarcações e eclusas, visando minimizar os efeitos do atrito dinâmico entre a embarcação e as paredes da eclusa, muros-guia e demais estruturas de suporte a navegação. Os protótipos de defensas foram confeccionados em poliuretano derivado de óleo de mamona. Os ensaios de força x deformação e de absorção de energia indicaram que o material possui superioridade em relação àqueles de mercado. Os protótipos de defensas produzidos estão em fase de certificação nos laboratórios de referência, IPT/SP e SENAI/RS.

9.2.

Contrapartida

Contrapartidas aportadas como previsto? Houve prejuízo ao projeto? UNESP R$ 199.000,00 FEPISA R$ 18.000,00

Sim Sim

Não Não

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10.TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA 

Software Sisnavega: o desenvolvimento do software está em sua quinta compilação e se apresenta de forma estável, sem problemas de travamentos ou falhas relacionadas à comunicação com o banco de dados e aos mapas. Atualmente, o software Sisnavega já está instalado para teste operacional no D. H. - Departamento Hidroviário em São Paulo, na AES Tietê em Bauru e brevemente deve operar também na Capitânia Fluvial TietêParaná / Marinha do Brasil, em Barra Bonita – SP. De fato, este produto, além de ter o interesse dos órgãos públicos, visto que é peça chave para a operação do centro de alerta da hidrovia, deverá ser acolhido pelos armadores pela questão dos benefícios gerados às atividades logísticas do transporte intermodal. Mais recentemente, com a normatização para implantação do sistema AIS na hidrovia, prevista para ser concluída até o final de 2015, há em avaliação, além do Sisnavega (FEIS/UNESP) os softwares Sistraq (CASH Computadores) e o Sistram (Marinha do Brasil).

Interessados na fabricação de produto ou processo?

Sim

Não

Não Aplicável

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11.IMPACTOS Científicos No que tange a formação e a qualificação de recursos humanos o desenvolvimento do projeto produziu resultados extraordinários. Foram desenvolvidos trabalhos de iniciação científica com alunos dos cursos de graduação em Engenharia Civil, Engenharia Elétrica e Física da FEIS/UNESP. A filosofia empregada pela coordenação do projeto foi implementar nos trabalhos de apoio técnico um formato similar ao requisito para os bolsistas de iniciação científica, ou seja, promovendo a orientação, o acompanhamento e sobretudo incentivando a participação dos alunos em publicar suas atividades e resultados em eventos. Na seqüência estão os dados referentes à formação de recursos humanos: Os indicadores de impacto científico do projeto foram plenamente alcançados com a produção das seguintes quantidades de trabalhos, ligados ao tema do projeto:          

01 – tese de doutorado 02 - dissertações de mestrado 20 - trabalhos completos publicados em anais de congressos 14 - resumos publicados em anais de congressos 04 - estágios supervisionados e trabalhos de formatura 13 - cursos e oficinas 11 - trabalhos técnicos 26 – participações em congressos 09 - palestras e conferências 05 - encontros e reuniões

Impactos tecnológicos. Os produtos e impactos tecnológicos alcançados com o projeto podem ser sumarizados como se segue:  Construção de tanque-túnel de vento. O desenvolvimento e construção do conjunto tanque-túnel de vento com instrumentação dedicada para aquisição de dados em ensaios experimentais de força do vento em área velica de modelo reduzido de embarcação é uma metodologia pioneira no Brasil. Os dados obtidos indicaram que a metodologia empregada possui resolução corroborada com as informações da literatura.  Produtos resultantes do monitoramento de embarcações. O software Sisnavega com a funcionalidade de prover o tempo de chegada das embarcações em seus destinos possui como vertente tecnológica a capacidade do emprego de sistemas baseado teoria de filas para o gerenciamento e a logística do 209

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transporte hidroviário. A propósito, pesquisas nesse tema já foram sugeridas a AES Tietê no sentido de maximizar as operações de eclusas com mínimo custo.  Sistema de Aproximação Estão previstos benefícios tecnológicos importantes decorrentes da montagem de hardware e do desenvolvimento de software para apoio às decisões de manobra das embarcações nos processos de transposição de barragens. A tomada de decisões em condições adversas, por exemplo, em situação de ventos fortes deixa de ser empírica e/ou apenas sentimental pelo comandante, mas passa a contar com a lógica da modelagem de força do vento sobre a embarcação. Ademais, como há um sistema de armazenagem e registro das informações e procedimentos realizados as decisões podem deixar de ser somente discricionárias, implicando em atitudes que, sobretudo levam em conta a segurança da navegação. Impactos econômicos. A contribuição do projeto aos indicadores econômicos que foram inicialmente previsto é relevante, sendo que alguns deles só poderão ser efetivamente quantificados no futuro, contudo, podem ser avaliados individualmente conforme descrito:  Capacitação em gestão do transporte hidroviário. Neste indicador destacamos de imediato, as contribuições do projeto: - ao D. H., órgão gestor da hidrovia no trecho do Rio Tietê, em especial no que tange ao apoio técnico-científico sobre o tema vento e ondas na hidrovia. Parceria e sinergia nas ações de implantação do centro de controle e alerta na hidrovia; - a AES Tietê, na implantação do Centro de Controle Operacional da Hidrovia (COH) para o monitoramento do tráfego na hidrovia e para a otimização das operações de eclusas.  Ganho de eficiência no transporte fluvial. Os produtos gerados pelo projeto devem prover aos armadores, num futuro próximo, um acompanhamento preciso do tempo de viagem e chegada da embarcação ao destino, ponto fundamental na integração da logística intermodal.  Proteção das estruturas viárias (pontes, eclusas, etc.). O sistema de aproximação para eclusagens na hidrovia Tietê–Paraná, é o tema inovador desse projeto. Sua capacidade de produzir e compor cenários, inclusive limites, das forças do vento atuantes na área velica das embarcações do tipo comboios, permitem prover o desejável apoio para a navegação segura na passagem por pontos críticos em função da manobrabilidade dos comboios. Certamente, esse sistema composto por hardware e software desenvolvido para equipar as embarcações, deverá ser utilizado no futuro, inclusive como ferramenta para normatização de condições limites de navegabilidade nos processos de transposição de barragens e passagens por pontos críticos. Em síntese, estamos provendo informações estratégicas ao tráfego, visando reduzir os acidentes e possíveis impactos das embarcações nas estruturas hidroviárias, especialmente, quando as condições de tempo forem adversas. 210

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 Redução de riscos e de custos de seguro de vida e propriedade. Neste indicador, a contribuição do projeto se dá com os produtos oriundos do rastreamento/monitoramento das embarcações pelo software Sisnavega. É esperado que após a conclusão da proposta de implantação definitiva do centro de gerenciamento, monitoramento e alerta pelo D. H.; a definição das futuras normas para o tráfego hidroviário, as quais devem ser estabelecidas pelo CTHTP, com a finalidade exclusiva de segurança da navegação; haverá significativa redução dos riscos de acidentes e, consequentemente, dos custos de seguros para as empresas de navegação e para os proprietários das estruturas situadas na área da hidrovia. Impactos sociais.  Geração de empregos especializados. A capacitação de alunos bolsistas do projeto nas áreas de instrumentação, controle e automação de sistemas, aquisição de dados, desenvolvimento de softwares e produção de hardwares tem promovido facilidades para os formandos na inserção do mercado de trabalho.  Incubação de Empresa. O projeto contribuiu lateralmente para a formação de duas empresas instaladas em Ilha Solteira (Insight Engenharia e X5 Engenharia), ambas, constituídas por alunos bolsistas e ex-bolsistas atuam na prestação de serviços especializados em levantamento batimétrico, desenvolvimento de software e instalação de instrumentação para aquisição de dados. Impactos ambientais.  Monitoramento da rota de cargas tóxicas e perigosas, com redução de riscos de poluição e danos potenciais graves em reservatórios. O rastreamento/monitoramento das embarcações na hidrovia Tietê Paraná, pelo Sisnavega, possui aplicabilidade extraordinária na segurança da navegação. Para exemplificar, a TRANSPETRO, subsidiária da Petrobrás, iniciará a partir de 2014 o transporte de etanol pela hidrovia. Isso por si só, requer um efetivo controle do posicionamento das embarcações ao longo da hidrovia, em especial nos acidentes, caso em que, a ação dos órgãos de salvaguardas e de controle de poluição, requer um tempo de intervenção em curtíssimo prazo. Os produtos e funcionalidades do Sisnavega devem contribuir para o controle do tráfego com a redução de acidentes e consequentemente dos riscos de poluição em lagos.  Monitoramento e controle efetivo sobre possíveis impactos ou acidentes que por ventura ocorrerem. O monitoramento das embarcações na hidrovia se constitui hoje numa extraordinária ferramenta para a visualização do sistema de tráfego hidroviário. Esse controle visual remoto, em tempo real, das embarcações ao longo da hidrovia, através do software 211

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Sisnavega, desenvolvido pela FEIS/UNESP para a AES Tietê, em breve deverá estar também operacional na CFTP - Marinha do Brasil e no D.H. representando uma contribuição para o controle de acidentes e proteção ambiental.

12.DIFICULDADES Administrativamente a FEPISA foi responsável pelos atrasos ocorridos na aquisição de bens e serviços do projeto, em razão de embaraços criados pela sua consultoria sobre os mecanismos e formalidades para a aquisição. A Fundação “não entendeu”, criou embaraços e dificuldades para realizar as aquisições utilizando os procedimentos determinados pela IN nº 01 do FNDCT, o que certamente comprometeu o cronograma executivo do projeto. Para sanar essa dificuldade o projeto patrocinou a participação da gerente e do consultor da Fundação para realizar curso de treinamento em gestão de convênios na FINEP, o que de fato solucionou o problema.

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13.CONCLUSÕES, RECOMENDAÇÕES, PERSPECTIVAS E COMENTÁRIOS. O projeto ONDISA8, com abordagem no tema de ondas geradas pelo vento em lagos foi integralmente concluído. As tratativas tiveram enfoque nas relações vento x ondas, englobando metodologias e técnicas de instrumentação e medição, desenvolvimento de protótipo de ondógrafo, desenvolvimento de tecnologia para transposição de barragens e segurança da navegação, estudos de atenuação de ondas por vegetação subaquática e erosividade de margens. As técnicas, metodologias e instrumentação empregadas para a coleta de dados de vento e onda, obtidos diretamente sobre a superfície livre de lagos, demandaram esforços para a confecção de suportes e abrigos para a instrumentação e a transmissão de dados em tempo real, mas foram executadas com sucesso. Especialmente, a transmissão automática dos dados em tempo real, permitiu o acompanhamento remoto do estado de funcionamento dos sensores promovendo extraordinária melhoria de planejamento em logística e consequente economia de recursos com visitas e manutenções. Sobretudo, essa telemetria garantiu uma amostragem temporal contínua e em alta frequência dos dados dos sensores consubstanciando-se, verdadeiramente, em estações de monitoramento. Como vantagens, destacamos as facilidades de visualização, avaliação e interpretação de eventos e a produção de extenso e completo banco de dados de parâmetros de vento e ondas. Quanto ao protótipo de ondógrafo desenvolvido com medidor de distância a laser podemos concluir que o instrumento mostra eficiência e resolução para medição do estado de agitação de lagos. A capacidade de detecção vai de ondulações milimétricas a ondas de até 3m de amplitude. Dentre as vantagens destacamos a frequência de amostragem de dados que atinge 10 Hz o que promove a capacidade de interpretação refinada do espectro de ondas. Ademais, testes operacionais em campo demostraram a durabilidade e a robustez do instrumento associado ao baixo custo para a produção são fatores que fortalecem o uso e aplicação do ondógrafo óptico desenvolvido. O sistema de aproximação para transposição de eclusas, cujo desenvolvimento engloba as características de inovação tecnológica, é uma ferramenta de apoio, auxílio e suporte para a tomada de decisões dos comandantes de embarcações. Esse sistema emprega os resultados experimentais, obtidos em túnel de vento sobre tanque d’água de prova, para a modelagem hidrodinâmica de comboios tipo Tietê-Paraná submetidos à ação do vento. Os ensaios e testes com o protótipo de hardware da eletrônica embarcada foram realizados com êxito e o software de controle e visualização do rumo de proa finalizado com sucesso. Os estudos de atenuação de ondas por vegetação subaquática e das relações vento e ondas tiveram uma evolução substancial na equipe, com a produção de artigos e orientações no tema. A propósito, a questão da vegetação aquática invasora nos reservatórios de geração de energia de fio d’água é preocupante e, portanto, merece destaque para novas pesquisas e soluções, pelo que, recomendamos iniciativas de fomento a novos projetos nesse tema. Quanto aos aspectos de formação de recursos humanos, publicações, cursos, treinamentos e experiência adquirida com a execução do projeto, julgamos que os resultados obtidos foram excelentes e permitiram a consolidação da equipe para novos trabalhos neste tema. Por outro lado, o projeto contribuiu para a adequação de parte da infraestrutura física do laboratório de pesquisas que conjugado com os equipamentos e materiais adquiridos contribuíram sobremaneira para a qualidade dos trabalhos, qualificação e capacitação da equipe e para o enfretamento de novos desafios.

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14. IDENTIFICAÇÃO DOS ANEXOS Anexo A – Plano de Metas Anexo B – Planilha de Bolsas Anexo C – Planilhas de Equipamentos.

15.ASSINATURA Nome:

Luiz Roberto Trovati

Data:

Ilha Solteira, 09 de fevereiro de 2015.

Assinatura:

214

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16.ANEXO A – PLANO DE METAS Informar os meses de início e término previstos e realizados das atividades das Metas Físicas do Plano de Trabalho aprovado. Informar, ainda, sobre a fase de execução das atividades, que devem ser: “Executada”, “Em execução” e “Não iniciada”. Os atrasos devem ser justificados. Caso necessário no campo “Comentários” poderão ser informados os detalhes sobre o desenvolvimento da meta.

Meta Física Nº. 1 Descrição da Meta: Levantamento de base de dados de eclusas e comboios.

Atividades 1 – Coleta de informações sobre trafego, operação, ventos e pistas (fetchs). 2 – Coletas de dados de comboios, potência, manobrabilidade, tamanho, calado, cargas, etc. 3 – Estatísticas e histórico de acidentes.

Previsto Realizado Mês Início Mês Término Mês Início Mês Término 12/2010 02/2011 01/2011 03/2011 12/2010

02/2011

12/2010

02/2011

01/2011 01/2011

Fase Atual

Previsão de Término

Executada

04/2011

Executada

12/2012

Executada

Comentários

215

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Meta Física Nº. 2 Descrição da Meta: Desenvolvimento de modelo físico e hidrodinâmico para aproximação em eclusas.

Atividades 1 – Desenvolvimento de modelo em laboratório.

Previsto Realizado Mês Início Mês Término Mês Início Mês Término 03/2010 11/2011 06/2010 04/2013

Fase Atual

Previsão de Término

Executada

Comentários

Meta Física Nº. 3 Descrição da Meta: Instalação de equipamentos, sensores e rede de comunicação do sistema de aproximação.

Atividades 1 – Fase de aquisição e importação. 2 – Instalação e teste de campo. 3 – Inspeção e manutenção preventiva e corretiva dos sensores e equipamentos.

Previsto Realizado Fase Atual Mês Início Mês Término Mês Início Mês Término 01/2011 07/2011 07/2011 12/2013 Executada 08/2011 11/2011 08/2011 12/2013 Executada 11/2011 11/2012 07/2012 12/2014 Executada

Previsão de Término

Comentários 216

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Meta Física Nº. 4 Descrição da Meta: Estudos e testes de validação do modelo de aproximação para transposição de barragens.

Atividades 1 – Fase de simulação com embarcações in loco. 2 – Avaliação de situações críticas para definição de limites em normas de aproximação.

Previsto Realizado Mês Início Mês Término Mês Início Mês Término 11/2011 03/2012 11/2011 02/2013 04/2012 08/2012 04/2013 02/2014

Fase Atual

Previsão de Término

Executada Executada

Comentários

Meta Física Nº. 5 Descrição da Meta: Avaliação dos mecanismos de disseminação da informação do sistema de aproximação.

Atividades 1 – Rotinas para tratamento e integração dos dados caso a caso.

Previsto Realizado Mês Início Mês Término Mês Início Mês Término 03/2012 08/2012 08/2012 03/2013

Fase Atual

Previsão de Término

Executada

217

RELATÓRIO TÉCNICO Ref.: 1174/10 2 – Produção de material de treinamento e orientação de manobras. 3 – Entrevistas com comandantes e operadores.

Convênio: 01.100699-00 04/2012

11/2012

01/2013

06/2013

Executada

08/2012

11/2012

03/2013

09/2013

Executada

Comentários

Meta Física Nº. 6 Descrição da Meta: Desenvolvimento em laboratório do protótipo de ondógrafo óptico.

Atividades 1 – Levantamento e definição dos sensores. 2 – Elaboração do projeto executivo. 3 – Fase de aquisição de componentes e softwares. 4 – Execução, montagem e testes em laboratório.

Previsto Realizado Mês Início Mês Término Mês Início Mês Término 12/2010 02/2011 12/2010 03/2011 02/2011 05/2011 02/2011 05/2011 05/2011 08/2011 07/2012 10/2012 09/2011 12/2011 10/2011 12/2011

Fase Atual

Previsão de Término

Executada Executada Executada Executada

Comentários

Meta Física Nº. 7

218

RELATÓRIO TÉCNICO Ref.: 1174/10

Convênio: 01.100699-00

Descrição da Meta: Avaliação de resposta de medição do ondógrafo óptico.

Atividades 1 – Estatísticas de comparação de dados de ondas com ADCP-WAVES e transdutor de pressão. 2 – Análise de erros, desvio e amortecimento de altura e período de ondas. 3 – Validação da resolução do protótipo e do software para medidas de altura e período de ondas.

Previsto Realizado Mês Início Mês Término Mês Início Mês Término 01/2012 09/2012 04/2012 06/2013

Fase Atual

Previsão de Término

Executada

01/2012

09/2012

06/2012

06/2013

Executada

05/2012

11/2012

08/2012

06/2013

Executada

Comentários

Meta Física Nº. 8 Descrição da Meta: Identificação e análise de áreas para medição de atenuação de ondas pela vegetação.

Atividades 1 – Levantamento e georeferenciamento de áreas com vegetação subaquática. 2 – Levantamento batimétrico das áreas selecionadas para monitoramento de ondas.

Previsto Realizado Mês Início Mês Término Mês Início Mês Término 12/2010 05/2011 12/2012 06/2014 03/2011

08/2011

06/2012

06/2013

Fase Atual

Previsão de Término

Executada Executada 219

RELATÓRIO TÉCNICO Ref.: 1174/10 3 – Análise das variações temporais da vegetação do nível do lago.

Convênio: 01.100699-00 05/2011

05/2012

02/2012

05/2014

Executada

Comentários

Meta Física Nº. 9 Descrição da Meta:

Campanha de instalação, operação e coleta de dados de vento, corrente e ondas para estudos de amortecimento.

Atividades 1 – Fase de aquisição/ importação de instrumentos 2 – Instalação e teste de campo. 3 – Operação, manutenção e coleta de dados de vento, correntes e ondas em águas rasas. 4 – Análise de dados e resultados.

Previsto Realizado Fase Atual Mês Início Mês Término Mês Início Mês Término 12/2010 05/2011 06/2011 12/2013 Executada 06/2011 08/2011 03/2012 08/2013 Executada 08/2011 09/2012 06/2012 10/2014 Executada 03/2012

10/2012

10/2013

11/2014

Previsão de Término

Executada

Comentários

Meta Física Nº. 10 220

RELATÓRIO TÉCNICO Ref.: 1174/10

Convênio: 01.100699-00

Descrição da Meta: Continuidade do desenvolvimento das relações vento – ondas.

Atividades 1 – Fase de aquisição/importação de instrumentos. 2 - Instalação e teste de campo. 3 – Continuação da operação, manutenção e coleta de dados de vento, correntes e ondas em águas rasas. 4 – Análise de dados e resultados.

Previsto Realizado Fase Atual Mês Início Mês Término Mês Início Mês Término 12/2010 05/2011 06/2011 05/2013 Executada 06/2011 09/2011 03/2012 06/2014 Executada 12/2010 09/2012 04/2011 11/2014 Executada 05/2012

10/2012

08/2012

11/2014

Previsão de Término

Executada

Comentários

Meta Física Nº. 11 Descrição da Meta:

Evolução da abordagem de medição de altura e período de ondas usando técnicas de inteligência artificial (redes neurais, etc.).

Atividades 1 – Desenvolvimento e modelagem de sistema inteligente para reconhecimento de padrões. 2 – Análise de reposta da modelagem baseado em dados históricos e dados em tempo real.

Previsto Realizado Mês Início Mês Término Mês Início Mês Término 05/2011 11/2011 05/2012 12/2013 11/2011

11/2012

12/2012

06/2014

Fase Atual

Previsão de Término

Executado Executado 221

RELATÓRIO TÉCNICO Ref.: 1174/10

Convênio: 01.100699-00

Comentários

Meta Física Nº. 12 Descrição da Meta: Seminários de avaliação do projeto e controle geral.

Atividades 1 – Reuniões científicas para discussão de resultados extensiva a consultores, intervenientes e órgãos com atuação nos temas. 2 – Controle administrativo, financeiro e prestação de contas.

Previsto Realizado Mês Início Mês Término Mês Início Mês Término 11/2011 11/2012 02/2011 12/2014

12/2010

11/2012

06/2011

12/2014

Fase Atual

Previsão de Término

Executado

Executado

Comentários

Meta Física Nº. 13 Descrição da Meta: Campanha de medição de campo para teste de protótipo.

Atividades

Previsto

Realizado

Fase Atual

Previsão de 222

RELATÓRIO TÉCNICO Ref.: 1174/10

1 – Instalação e teste funcional dos equipamentos e logísticas de recepção de dados. 2 – Operação, manutenção e coleta de dados dos sensores no campo.

Convênio: 01.100699-00 Mês Início Mês Término Mês Início Mês Término 12/2011 01/2012 07/2012 12/2013 Executado 01/2012

09/2012

07/201

12/2014

Término

Executado

Comentários

223

RELATÓRIO TÉCNICO Ref.: 1174/10

Convênio: 01.100699-00

17.ANEXO B – PLANILHA DE BOLSAS Relacionar as pessoas que recebem bolsas através do projeto. Identificar o tipo da bolsa e o período de contemplação. Relacionar as atividades desenvolvidas por cada bolsista de acordo com o Plano de Trabalho.

Bolsista

Tipo

Início

Previsão de Término

Anderson Erivelton de Moraes da Silva

ATP B

01/11/2011

31/12/2012

Breno Moreira de Oliveira Danielle Lombardi de Mattos

EXP B ATP B

01/09/2012

30/09/2013

01/11/2011

31/12/2012

Dimas Viudes Vasques Veiga

ATP B

01/08/2012

31/07/2013

Eduardo Boisa Oliveira

01/09/2012

30/09/2013

Fabio Teixeira da Silva Junior

EXP B ATP B

01/09/2012

31/08/2013

Felipe Gonçalves dos Santos

ATP B

01/11/2011

31/12/2012

Flavio Rafael Marques Luiz

ATP B

01/11/2011

31/12/2012

Formação Formação Instituição Instituição Atual em Curso Ensino Médio (2o grau) Eng. Eletricista Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau) Eng. Eletricista Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau)

Atividades

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

UNESPFEIS

Processamento de dados

UNESP FEIS UNESP FEIS

Mestrando

UNESP – FEIS UNESP FEIS

Modelagem hidrodinâmica Monitoramento

UNESP FEIS

Graduando UNESP Eng. Elétrica FEIS

Modelagem hidrodinâmica

UNESP FEIS UNESP FEIS

Mestrando

UNESP FEIS UNESP FEIS

Instrumentação

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

UNESP FEIS

Processamento de dados

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

UNESP FEIS

Instrumentação

Graduando Eng. Civil

Graduando

Modelagem hidrodinâmica

224

RELATÓRIO TÉCNICO Ref.: 1174/10

Convênio: 01.100699-00

Gabriel Carvalho Forastieri Penna

ATP B

01/12/2011

31/12/2012

Graziela Machado de Melo Costa

ATP B

01/11/2011

31/12/2012

Jéssica Moura Galdeano

ATP B

01/11/2011

31/12/2012

Jonatas Dalma Costa Santos

ATP B

01/11/2011

31/12/2012

José Expedito Lucas Silva Filho

ATP B

01/11/2011

31/12/2012

José Mario Fernandes Donato

ATP B

01/09/2012

30/09/2013

Leandro Alan Tavanti Scarpini

ATP B

01/11/2011

31/12/2012

Lucas Rodrigues Ingraci ATP Araujo B

01/11/2011

31/12/2012

Matheus Vince Esgalha Pereira

ATP B

01/11/2011

31/12/2012

Rafael Augusto de Araujo

ATP B

01/08/2012

31/07/2013

Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau)

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

UNESP FEIS

Processamento de dados

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

UNESP FEIS

Monitoramento

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

UNESP FEIS

Processamento de dados

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

UNESP FEIS

Processamento de dados

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

UNESP FEIS

Instrumentação

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

UNESP FEIS

Processamento de dados

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

UNESP FEIS

Relação Vento x Onda

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

UNESP FEIS

Projeto e Automação

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

UNESP FEIS

Processamento de dados

UNESP FEIS

Graduando UNESP Eng. Elétrica FEIS

Modelagem hidrodinâmica 225

RELATÓRIO TÉCNICO Ref.: 1174/10

Convênio: 01.100699-00

Roberto Sardinha Junior

ATP B

01/11/2011

31/12/2012

Tatiane Rossi Evangelista

ATP B

01/01/2012

30/06/2013

Victor Belila Gonçalves

ATP B

01/09/2012

31/08/2013

Vinicius Marcos Damasceno

ATP B

01/11/2011

31/12/2012

Yuri de Oliveira Morato

ATP B

01/11/2011

31/12/2012

Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau) Ensino Médio (2o grau)

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

UNESP FEIS

Relação Vento x Onda

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

UNESP FEIS

Modelagem hidrodinâmica

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

UNESP FEIS

Modelagem hidrodinâmica

UNESP FEIS

Graduando UNESP Eng. Elétrica FEIS

Instrumentação

UNESP FEIS

Graduando Eng. Civil

Processamento de dados

UNESP FEIS

226

RELATÓRIO TÉCNICO Ref.: 1174/10

Convênio: 01.100699-00

18.ANEXO C – PLANILHAS DE OBRAS, SERVIÇOS E EQUIPAMENTOS. Descrever as obras e/ou melhorias realizadas, observando a Resolução CONFEA nº 425 de 18 de dezembro de 1998 (ART), bem como material permanente e principais equipamentos (nacional e importado) adquiridos, relacionando-os com as metas/atividades já desenvolvidas ou a desenvolver.

C.1 - Bens e Serviços Relacionar abaixo, para cada rubrica, os bens e serviços adquiridos com recursos do Convênio, informando a meta física a que correspondem. Preencher a coluna “Situação”, informando [Concluído] [Em Andamento] [Não Iniciado] [Não realizado] [Em licitação].

Subprojeto/Meta Física 6,8 6 8 6,8,9 6,8,9 6,8,9 6,8,9 1,2,3,4 Todas as metas 7,9,10,11 Todas as metas 1,2,3,4,5,7,8,9,10,13 3,4,5,6,7,8,9,10 Todas as metas 2,3,4,8 Todas as metas 6 6,8,9

Rubrica 44.00.52 44.00.52 44.00.52 44.00.52 44.00.52 44.00.52 44.00.52 44.00.52 44.00.52 44.00.52 44.00.52 44.00.52 44.00.52 44.00.52 33.00.39 33.00.39 33.00.39

Descrição dos Itens

Quant

(conforme relação de itens) Sensor de nível Câmera de vídeo infravermelho/laser Ecobatímetro múltipla frequência Anemômetro sônico, loggers e rádios Ondógrafo ADCP-Waves DGPS dupla frequência Modem acústico submerso GPS c/ interface para notebook Laptop c/ sistema operacional Computador alto desempenho Computadores para laboratório Netbook com sistema operacional Embarcação, motor 4T e reboque Veículo utilitário 4x4 Sensor de orientação embarcação Despesas Operacionais Adm. Licença software de análise/padrão Software de navegação

6 2 1 6 2 2 2 2 8 2 6 4 1 2 1 1 1 1

Situação

Conclusão (previsão)

Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído 227

RELATÓRIO TÉCNICO Ref.: 1174/10 2,4 3,6,9,10,13 Todas as metas Todas as metas 3,6,9,10,13 4,5 3,6,10 Todas as metas Todas as metas 2,4,6,7,9,10,13 Todas as metas 3,4 9,10 Todas as metas

33.00.39 33.00.39 33.00.39 33.00.39 33.00.39 33.00.39 33.00.39 33.00.33 33.00.30 33.00.30 33.00.30 33.00.30 33.00.30 33.00.14

Convênio: 01.100699-00 Licença software de modelagem Serviço confecção abrigos instrum. Licenciamento, impostos e taxas Despesas acessórias de importação Serviço equipe mergulho Contratação empresa engenharia Despesas de Importação Passagens aéreas Material de escritório e informática Tarugos, chapas, madeira, etc. Combustível embarcação e veículo Postes, luminárias, lâmpadas, cabos Baterias dedicadas Diárias

1 10 1 1 1 1 7 40 2 2 3 40 40 399

Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído Concluído

C.2 - Obras e Instalações Relacionar o andamento das obras / serviços de engenharia / instalações, informando a data (mês e ano) prevista para conclusão das etapas ainda não encerradas. A coluna “Fase Atual da Execução” deverá ser preenchida com as seguintes informações: [Não Iniciada] [Em Licitação] [Contratada] [Em Execução] [Concluída] ou [Paralisada].

Descrição da Obra (conforme relação de itens / por subprojeto)

Etapas

Fase Atual da Execução

Data de Início da Obra

Etapas da Execução da Obra (previsão)

25%

50%

75%

100%

228