DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIA DA OCORRÊNCIA DE VENTOS EM CASCAVEL, PR

DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIA DA OCORRÊNCIA DE VENTOS EM CASCAVEL, PR

Regiane Slongo Fagundes1 Yuri Ferruzzi2 Ricardo Ezequiel da Silva3

Thiago Pastre Cogo4

RESUMO: Este trabalho tem como objetivo identificar e avaliar a distribuição de freqüência relativa dos ventos na região de Cascavel. Os dados foram coletados por um anemômetro modelo Vantage Pro2™, do fabricante Davis instruments, instalado a 2,36m do solo na estação experimental agrometeorologica instalada na Faculdade Assiz Gurgacz (latitude 24º 56’ 49”S, longitude 53º 30’ 38”W e altitude de 710m). As informações foram registradas por um sistema de aquisição de dados do mesmo fabricante operando na freqüência de 916,5MHz, registrando a média de velocidade a cada 5 minutos. Os dados de 01/05/2005 a 30/04/2006 foram classificados e tabelados segundo a escala BEAUFORT. O estudo mostrou que o vento de designação brisa atingiu o maior índice de freqüência no período, com 37,2% das ocorrências e velocidade média de 2,4m/s. Já a menor freqüência foi a designação regular, apresentando apenas 0,2% e com velocidade média de 8,3m/s. A velocidade média anual foi de 2,3m/s (vento Brisa), com desvio padrão de 1,1m/s e com alta variação, chegando a um coeficiente de 47%.

Palavras chaves: Velocidade do vento, predominância dos ventos, meteorologia

DISTRIBUTION AND FREQUENCY OF WIND OCCURRENCE IN CASCAVEL, PR

ABSTRACT: The objective of this work is to identify and evaluate the distribution and relative frequency of the winds in the region of Cascavel. The dada were collected by an anemometer model Vantage Pro2tm, from Davis Instrument, installed at a height of 2.36 meters from the ground at the Faculdade Assis Gurgacz agro-meteorological experimental station (latitude 24º 56` 49”, longitude 53º 30` 37”, altitude 715 meters). The information was registered by a data acquisition system from the same manufacturer, operating at a 916.5Mhz frequency, and registering the average wind speed every 5 minutes. The data from May 1st, 2005 to April 30st, 2006 were classified and put onto a table according to the BEAUFORT scale. The study has shown that the kind of wind classified as breeze reached the biggest frequency index during the period with 37.2% of the occurrences and an average speed of 2.4 m/s. Yet, the lowest frequency was for the wind classified as regular, by presenting only 0.2% of the occurrence, with an average speed of 8.3 m/s. The average annual speed was 2.3 m/s (Breeze), with a deviation pattern of 1.1 m/s and a high variation, reaching a coefficient of 47%.

Key-words: Wind speed, wind predominance, meteorology

1

Prof. Mst. do curso de Engenharia e Agronomia da Faculdade Assis Gurgacz . Av. das Torres, 500. CEP 85802-640. Cascavel, PR. Fone: (45) 3321 3900. e-mail: regianesl@uol.com.br

2

Prof. Mst. do curso de Engenharia de Controle e Automação e Telecomunicações da Faculdade Assis Gurgacz . Av. das Torres, 500. CEP 85802-640. Cascavel, PR. e-mail: yuriferruzzi@uol.com.br

3

Acadêmico do curso de Engenharia de Telecomunicações da Faculdade Assiz Gurgacz. Av. das Torres, 500. CEP 85802-640. E-mail: ricardoezq@yahoo.com.br

4

Acadêmico do curso de Engenharia de Telecomunicações da Faculdade Assiz Gurgacz. Av. das Torres, 500. CEP 85802-640. E-mail: thiagocogo@gmail.com

INTRODUÇÃO

O conhecimento sobre as características da velocidade do vento em uma região e suas diferentes classificações é fundamental para o desenvolvimento de diversas atividades como: engenharia civil e arquitetura, agricultura e geração de energia. Segundos MARTINS (1993), o vento facilita a polinização, trocas de calor, dióxido de carbono e vapor d’água pelas plantas. A incidência de longo período de calmaria acompanhado de incidência de radiação acaba provocando acamamento e mortandade das plantas.

Por outro lado, os ventos intensos em uma região interferem na estrutura das construções e nos projetos arquitetônicos. BLESSMANN (2001), afirma que a o efeito dos ventos esta intimamente ligada ao desenvolvimento da tecnologia dos materiais e da ciência e técnica de construções, ele determina a localização de janelas e portas visando conforto térmico, altura de prédios, instalações de industria e áreas residenciais.

Além disso, o conhecimento sobre a velocidade predominante do vento determina o dimensionamento das características de posicionamento de aerogeradores e a viabilidade de implantação de usinas de geração de energia aeólicas. GNOATTO(2006), cita que estudos realizados prevêem que para 2020 a participação da energia aeólica atingirá 12% da produção mundial.

VENDRAMINI (1986), afirma que direção do vento é bastante variável no tempo e no espaço, em função da situação geográfica do local, rugosidade da superfície, do relevo, da vegetação, do clima e da época do ano. Portanto, faz-se necessário a caracterização climática de uma região para que o conhecimento da velocidade dos ventos no local forneça informações importantes sobre posicionamento de quebra-ventos, orientações de construções, tanto na área urbana como rural, distribuições de diferentes culturas no campo e sua predominância.

Considerando que a região de Cascavel se destaca na área agrícola e de construção e que poucos estudos foram realizados na região sobre o comportamento dos ventos, objetiva-se no presente trabalho identificar e avaliar a distribuição de freqüência relativa dos ventos na região com base na escala proposta por Beaufort, citado por BLESSMANN (2001).

MATERIAIS E MÉTODOS

Foram utilizados dados de registros diários de um anemômetro, modelo Vantage Pro2™, do fabricante Davis instruments, instalado a 2,36m do solo na estação agrometeorológica da Faculdade Assiz Gurgacz (latitude 24º 56’ 49”S, longitude 53º 30’ 38”W e altitude de 710m) no período de 01/05/2005 a 01/05/2006. As informações coletados foram transmitidas por sinais via rádio com freqüência de transmissão da ISS de 916,5MHz e potência menor de 1mW, captados por um

sistema de aquisição de dados do mesmo fabricante, a uma distância de 150 m da estação, procedendo o armazenamento da média de registro a cada 5 minutos.

Os dados foram separados segundo a escala de BELFORT proposta pela Norma Brasileira NBR-6123 com a seguinte designação: Calmaria (< 0,3m/s), Aragem (0,3m/s – 1,6m/s), Brisa (1,6m/s – 3,3m/s), vento suave (3,3m/s – 5,4m/s), vento moderado (5,4m/s – 8,0m/s) e vento regular (8,0m/s – 10,7m/s).

A análise dos resultados consistiu, inicialmente, na construção da freqüência relativa que foi determinada pela razão entre o número de ocorrências nas diferentes escalas e o número total da amostra, sendo os resultados apresentados graficamente. Em seguida determinou-se a estatística descritiva (média, desvio padrão, coeficiente de variação de Pearson, valor máximo e mínimo) de cada escala.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Observa-se na Tabela 1 que o vento de designação brisa atinge o maior índice de freqüência no período entre 01/05/2005 a 30/04/2006, com 41825 registro de ocorrências, o que corresponde a 37,2% . O vento de designação regular foi o que apresentou o menor índice de freqüência, com 203 registro, correspondendo a 0,2% do total. Para as demais designações temos os seguintes índices: aragem com 26,7%, suave com 20,5%, calmaria com 11,3% e moderado com apenas 4,0% do total. Verifica-se que 75,2% das ocorrências ficaram no intervalo de 0 a 3,3m/s, ou seja, entre a designação calmaria e brisa.

Tabela 1: Distribuição da freqüência de ventos ocorridos em Cascavel no período de 01/05/2005 a 30/04/2006 Designação Número de ocorrências Frequência relativa (%) Frequência relativa acumulada (%) Calmaria 12750 11,3 11,3 Aragem 30054 26,7 38,1 Brisa 41825 37,2 75,2 Vento suave 23106 20,5 95,8 Vento moderado 4528 4,0 99,8 Vento regular 203 0,2 100,0 Total 112466 100,0

Pode-se verificar que os ventos predominantes nesse período são os de designação brisa, aragem e vento suave, que correspondem a 84,4% do total, cujas velocidades variam entre 0,4 a 4,9 m/s, conforme ilustra o gráfico da figura 1.

Os ventos que apresentaram menor freqüência são os ventos calmaria, moderado e regular, sendo que os dois últimos apresentaram velocidades entre 5,4 a 9,8 m/s, o que corresponde a 4,2% do total.O vento calmaria apresentou velocidades desprezíveis, portanto, seus dados não foram apresentados na tabela 2 de Análise Descritiva.

11,3% 26,7% 37,2% 20,5% 4,0% 0,2% Calmaria Aragem Brisa Vento suave Vento moderado Vento regular

Figura 1: Freqüência relativa de ventos ocorridos em Cascavel no período de 01/05/2005 a 30/04/2006.

Avaliando a tabela 2, verifica-se que o vento moderado foi o que apresentou maior índice de desvio padrão 0,6m/s, com variação em torno de 10,17% em relação a média, sendo a velocidade mínima de 5,4 m/s e velocidade máxima de 7,6 m/s. O vento aragem foi o que apresentou maior dispersão em relação a média amostral, chegando a 40%, com valor mínimo de 0,4m/s e máximo de 1,3m/s. Já o vento regular apresentou a menor dispersão amostral, com velocidade mínima de 8,1m/s, e velocidade máxima de 9,8 m/s.

Tabela 2: Análise Descritiva por designação de ventos em Cascavel no período de 01/05/2005 a 30/04/2006 Aragem Brisa Vento Suave Vento Moderado Vento Regular Média (m/s) 1,0 2,4 4,2 5,9 8,3 Desvio Padrão(m/s) 0,4 0,5 0,5 0,6 0,4 Coeficiente de variação de Parson(%) 40 20,83 11,9 10,17 4,82 Mínimo( m/s) 0,4 1,8 3,6 5,4 8,1 Máximo(m/s) 1,3 3,1 4,9 7,6 9,8 A tabela 3 apresenta os dados da estatística descritiva anual da ocorrência dos ventos em Cascavel (01/05/2005 a 30/04/2006). Verifica-se uma média de velocidade de 2,3m/s, estando na faixa classificada como Brisa. O desvio padrão foi alto com 1,1m/s, indicando uma alta dispersão em torno da média apresentado pelo coeficiente de variação de Pearson que foi de 47%. A velocidade mínima foi zero, ou seja, houve período em que não ocorreu circulação de vento e a máxima registrada foi de

Tabela 3: Análise descritiva anual dos ventos em Cascavel no período de 01/05/2005 a 30/04/2006 Média (m/s) Desvio Padrão(m/s) Coeficiente de variação

de Parson(%) Mínimo( m/s) Máximo(m/s)

Na figura 2 encontra-se o comportamento médio diário dos ventos no período de 01/05/2005 a 30/04/2006. Verifica-se uma grande oscilação com velocidades médias variando de 0,6m/s a 6,4m/s, justificando a alta dispersão em torno da média encontrada na tabela 3. Além disso, pode-se observar uma tendência decrescente para os meses de verão e uma tendência crescente para os meses de inverno. Os meses que incluem a primavera e o outono apresentam valores mais constantes e próximos. 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 1/ 5 /20 05 1/ 6 /20 05 1/ 7 /20 05 1/ 8 /20 05 1/ 9 /20 05 1/ 1 0/ 2 00 5 1/ 1 1/ 2 00 5 1/ 1 2/ 2 00 5 1/ 1 /20 06 1/ 2 /20 06 1/ 3 /20 06 1/ 4 /20 06 t(dias) v( m /s Média

Figura 2: Comportamento médio diário dos ventos ocorridos em Cascavel no período de 01/05/2005 a 30/04/2006.

CONCLUSÃO

O estudo mostrou que o vento de designação brisa atingiu o maior índice de freqüência no período, com 37,2% das ocorrências e velocidade média de 2,4m/s. Já a menor freqüência foi a designação regular, apresentando apenas 0,2% e com velocidade média de 8,3m/s. A velocidade média anual foi de 2,3m/s (vento Brisa), com desvio padrão de 1,1m/s e com alta variação, chegando a um coeficiente de 47%.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BLESSMANN, J. Acidentes causados pelo vento. Editora da Universidade, UFRGS, Porto Alegre, 2001. 4a edição. 81 p.

MARTINS, D. O comportamento dos ventos na região de Botucatu – SP. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, XXV, 1993a. Ihéus, BA. Anais... Ihéus: SBEA – CEPLAC, 1993a. v. 2, p. 815-825.

GNOATTO, E. FERRUZZI, Y. Comportamento da direção do vento na localidade de Cascavel. CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA, XXV, 1993a. João Pessoa, PA. Anais... João Pessoa: SBEA – CEPLAC, 2006.

VENDRAMINI, E.Z. Distribuições probabilisticas de velocidades do vento para avaliação do potencial energético eólico. Botucatu : UNESP, 1986. 110 p. Tese (Doutorado em Agronomia) – Curso de Pós-Graduação em Agronomia, Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista, 1986.