RESUMO

Resumen En Colombia, hay una carencia en los estudios climatológicos del viento, ya que, los que existen actualmente no aplican técnicas estadísticas ni periodos representativos adecuados. Por consiguiente, el presente estudio analiza el comportamiento climatológico del viento en la ciudad de Bogotá, para el periodo 2010 a 2016, buscando describir estadística, espacial y vectorialmente esta variable climatológica. Para empezar se realizó un análisis estadístico del conjunto de datos, de la velocidad del viento, mediante el software Windographer©, utilizando las técnicas exploratorias para la distribución Weibull, describiendo así los parámetros estadísticos de las estaciones en las principales zonas de la ciudad. Del mismo modo, se elaboraron las rosas de los vientos por estación, con el software WRPLOT™; y para finalizar se realizó un mapa vectorial mediante el método de interpolación Co-Kriging utilizando el sistema de información geográfica ArcGis®. Observando que el régimen de circulación atmosférico en Bogotá está estrechamente relacionado con la presencia de los cerros orientales y con la predominancia de los vientos alisios; así mismo, se encontró que la mayor velocidad del viento se presenta al suroeste, y las magnitudes más débiles, al norte y en cercanía a los cerros orientales.

Abstract In Colombia, there is a lack in wind weather studies, since those that currently exist do not apply statistical techniques or adequate representative periods. Therefore, the present study analyzes the wind weather behavior in the city of Bogotá, for the period 2010 to 2016, seeking to describe this weather variable statistically spatially and vectorially. To begin with, a statistical analysis of the data set, of the wind speed, was performed using the Windographer© software, using the exploratory techniques for the Weibull distribution, thus describing the statistical parameters of the stations in the main areas of the city. Similarly wind roses were made per season, using the WRPLOT ™ software; and, finally, a vector map was made using the Co-Kriging interpolation method, using the ArcGis® geographic information system. Noting that the atmospheric circulation regime in Bogotá is closely related to the presence of the eastern hills and the predominance of trade winds; Likewise, it was found that the highest wind speed is presented to the southwest, and the weakest magnitudes, to the north and in proximity to the eastern hills.

Resumo Na Colômbia, há falta de estudos sobre o clima do vento, uma vez que os existentes atualmente não aplicam técnicas estatísticas ou períodos representativos adequados. Portanto, o presente estudo analisa o comportamento do clima eólico na cidade de Bogotá, no período de 2010 a 2016, buscando descrever esta variável climática de forma estatística, espacial e vetorial. Para começar foi realizada uma análise estatística do conjunto de dados, da velocidade do vento, utilizando o software Windographer©, utilizando as técnicas exploratórias para a distribuição de Weibull, descrevendo assim os parâmetros estatísticos das estacoes nas principais áreas da cidade. Da mesma forma, foram feitas rosas de vento por temporada, usando o software WRPLOT ™; e, finalmente, foi feito um mapa vetorial usando o método de interpolação Co-Kriging, usando o sistema de informação geográfica ArcGis®. Observando que o regime de circulação atmosférica em Bogotá está intimamente relacionado com a presença dos montes orientais e predominância de ventos alísios; da mesma forma, verificou-se que a maior velocidade do vento é apresentada na região sudeste, e as magnitudes mais fracas, ao norte e nas proximidades das colinas orientais.

RESUMO

This work was carried out aiming to build and calibrate low cost anemometers to measure the wind speed in the Agrometeorological CAV station. Two Robinsom anemometers with three and four shells and one small anemometer with four shells were built. The construction procedure followed technical approaches regarding to the dimension and operation relationship, employing materials of low cost and the use of manufacture work. The project was performed in the Meteorology and Mechanization section of CAV/ UDESC, in the city of Lages, southern Brazil. A wind tunnel was built according to technical norms of National Association of Fan Manufactures to calibrate the meters. A factory Robinsom anemometer type was also tested. The following relations with the average velocity to the standard meter were obtained: Vp = 1.01 Vm + 2.09 (R2 = 0.96), Vp = 1.09 Vm + 5.32 (R2 = 0.84), Vp = 0.98 Vm + 1.36 (R2=0.92) and Vp = 1.17 Vm + 1.81 (R2=0.95), where Vp is the average speed of the standard meter (km h-1) and Vm is the average speed of the tested anemometer (km h-1), corresponding to the anemometer of four shells, three shells, the small anemometer of four shells and the factory anemometer, respectively.

O objetivo deste trabalho foi construir e calibrar anemômetros de baixo custo para a caracterização do vento na Estação Agrometeorológica do Centro de Ciências Agroveterinárias (CAV). Foram construídos dois anemômetros do tipo Robinsom com três e quatro conchas e um micro-anemômetro de quatro conchas. A construção seguiu os critérios técnicos quanto às dimensões e funcionamento, porém com o emprego de materiais de baixo custo e uso de mão de obra artesanal que contemplou os serviços de moldagem e ajustes gerais. O projeto foi desenvolvido nos setores de Meteorologia e Mecanização do CAV/UDESC, em Lages, Santa Catarina. Para a calibração dos medidores foi construído um túnel de vento, segundo normas técnicas da National Association of Fan Manufatures. Foram testados os anemômetros anteriormente citados, bem como um anemômetro de fábrica tipo Robinsom, obtendo-se as seguintes relações com a velocidade média do medidor padrão: Vp = 1,01 Vm + 2,09 (R2 = 0,96), Vp = 1,09 Vm + 5,32 (R2 = 0,84), Vp = 0,98 Vm + 1,36 (R2 = 0,92) e Vp = 1,17 Vm + 1,81 (R2=0,95), onde Vp é a velocidade média do medidor padrão (km h-1) e Vm a velocidade média do anemômetro testado (km h-1), correspondendo ao anemômetro de quatro conchas, de três conchas, micro-anemômetro e anemômetro de fábrica, respectivamente.

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This work was carried out aiming to build and calibrate low cost anemometers to measure the wind speed in the Agrometeorological CAV station. Two Robinsom anemometers with three and four shells and one small anemometer with four shells were built. The construction procedure followed technical approaches regarding to the dimension and operation relationship, employing materials of low cost and the use of manufacture work. The project was performed in the Meteorology and Mechanization section of CAV/ UDESC, in the city of Lages, southern Brazil. A wind tunnel was built according to technical norms of National Association of Fan Manufactures to calibrate the meters. A factory Robinsom anemometer type was also tested. The following relations with the average velocity to the standard meter were obtained: Vp = 1.01 Vm + 2.09 (R2 = 0.96), Vp = 1.09 Vm + 5.32 (R2 = 0.84), Vp = 0.98 Vm + 1.36 (R2=0.92) and Vp = 1.17 Vm + 1.81 (R2=0.95), where Vp is the average speed of the standard meter (km h-1) and Vm is the average speed of the tested anemometer (km h-1), corresponding to the anemometer of four shells, three shells, the small anemometer of four shells and the factory anemometer, respectively.

O objetivo deste trabalho foi construir e calibrar anemômetros de baixo custo para a caracterização do vento na Estação Agrometeorológica do Centro de Ciências Agroveterinárias (CAV). Foram construídos dois anemômetros do tipo Robinsom com três e quatro conchas e um micro-anemômetro de quatro conchas. A construção seguiu os critérios técnicos quanto às dimensões e funcionamento, porém com o emprego de materiais de baixo custo e uso de mão de obra artesanal que contemplou os serviços de moldagem e ajustes gerais. O projeto foi desenvolvido nos setores de Meteorologia e Mecanização do CAV/UDESC, em Lages, Santa Catarina. Para a calibração dos medidores foi construído um túnel de vento, segundo normas técnicas da National Association of Fan Manufatures. Foram testados os anemômetros anteriormente citados, bem como um anemômetro de fábrica tipo Robinsom, obtendo-se as seguintes relações com a velocidade média do medidor padrão: Vp = 1,01 Vm + 2,09 (R2 = 0,96), Vp = 1,09 Vm + 5,32 (R2 = 0,84), Vp = 0,98 Vm + 1,36 (R2 = 0,92) e Vp = 1,17 Vm + 1,81 (R2=0,95), onde Vp é a velocidade média do medidor padrão (km h-1) e Vm a velocidade média do anemômetro testado (km h-1), correspondendo ao anemômetro de quatro conchas, de três conchas, micro-anemômetro e anemômetro de fábrica, respectivamente.

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The objective of this study was to construct and evaluate a cups anemometer (prototype) with digital readings of instantaneous, average and maximum wind speeds, using cheap and easy building materials. The prototype sensor is compound of three ladles fixed to a rotor mounted on a spindle free. The gauge consists of a permanent magnet, where a spindle rotates the pole. This produces a variable magnetic field, which indicates directly the wind speed in a crystal liquid display. The prototype calibration was performed in the laboratory, at a wind tunnel, comparing its speed with values measured by a highly accurate standard anemometer. The results showed that the prototype presented a starting speed of 0.70 m.s-1 and the digital measure presented sensibility for speedreadings above 0.85 m.s-1. There were no differences (P 0.05) between the wind speeds measured with the prototype and the standard anemometer.

Este trabalho teve como objetivos construir e avaliar um anemômetro de copos (protótipo) com leitura digital da velocidade instantânea, média e máxima do vento, utilizando materiais de baixo custo e de fácil construção. O sensor do protótipo é do tipo copos rotativos (3) presos em hastes que são unidas a um eixo central comum. O sistema medidor consiste de um magneto permanente, girando com o eixo central, produzindo um campo magnético variável, que indica diretamente a velocidade do vento no display de cristal líquido. A avaliação do protótipo foi realizada em um túnel de vento comparando a velocidade do protótipo com a de um anemômetro de alta precisão, denominado padrão. Os resultados mostraram que o protótipo apresentou velocidade de partida de 0,70 m.s-1 e o medidor digital apresentou sensibilidade para leituras de velocidades acima de 0,85 m.s-1. As velocidades observadas pelo protótipo não apresentaram diferenças (P 0,05) em relação às velocidades do anemômetro padrão.

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The objective of this study was to construct and evaluate a cups anemometer (prototype) with digital readings of instantaneous, average and maximum wind speeds, using cheap and easy building materials. The prototype sensor is compound of three ladles fixed to a rotor mounted on a spindle free. The gauge consists of a permanent magnet, where a spindle rotates the pole. This produces a variable magnetic field, which indicates directly the wind speed in a crystal liquid display. The prototype calibration was performed in the laboratory, at a wind tunnel, comparing its speed with values measured by a highly accurate standard anemometer. The results showed that the prototype presented a starting speed of 0.70 m.s-1 and the digital measure presented sensibility for speedreadings above 0.85 m.s-1. There were no differences (P 0.05) between the wind speeds measured with the prototype and the standard anemometer.

Este trabalho teve como objetivos construir e avaliar um anemômetro de copos (protótipo) com leitura digital da velocidade instantânea, média e máxima do vento, utilizando materiais de baixo custo e de fácil construção. O sensor do protótipo é do tipo copos rotativos (3) presos em hastes que são unidas a um eixo central comum. O sistema medidor consiste de um magneto permanente, girando com o eixo central, produzindo um campo magnético variável, que indica diretamente a velocidade do vento no display de cristal líquido. A avaliação do protótipo foi realizada em um túnel de vento comparando a velocidade do protótipo com a de um anemômetro de alta precisão, denominado padrão. Os resultados mostraram que o protótipo apresentou velocidade de partida de 0,70 m.s-1 e o medidor digital apresentou sensibilidade para leituras de velocidades acima de 0,85 m.s-1. As velocidades observadas pelo protótipo não apresentaram diferenças (P 0,05) em relação às velocidades do anemômetro padrão.