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Análise de sensores de descargas atmosféricas: protótipo de um detector de raios com estimativa de densidade de raios para região amazônica utilizando PSoC
(Universidade Federal do Pará, 2014-02-24) LEAL, Adônis Ferreira Raiol; ROCHA, Brigida Ramati Pereira da; http://lattes.cnpq.br/9943372249006341
Este trabalho propõe o projeto de um protótipo de um sensor de descargas atmosféricas, que irá; contabilizar o número de descargas detectadas, calcular a densidade de raios para a área de atuação do sensor e estimar o pico da variação do campo elétrico para o instante de ocorrência da descarga. Um estudo sobre a eletricidade atmosférica, tipos de raios, emissão de ondas eletromagnéticas durante tempestades, tipos de sensores eletromagnéticos e redes de detecção de raios deram subsídio para o projeto do protótipo desenvolvido. O protótipo é constituído por duas antenas, uma antena Loop e uma antena Flat plate, e por circuitos eletrônicos, os quais são implementados em sua maioria no dispositivo PSoC (Programmable System-on-Chip), que trabalha com sinais analógicos e digitais e ainda conta com uma CPU para realizar o processamento destes sinais. A validação dos dados obtidos e a estimativa da área de abrangência do sensor, foram baseados em dados da rede STARNET (Sferics Timing And Ranging NETwork). O protótipo foi idealizado para ser de baixo custo, ter uma interface simples e poder ser instalado na região amazônica.
Acesso aberto (Open Access)
Otimização da detecção de formas de onda de campos eletromagnéticos emitidos por descargas atmosféricas
(Universidade Federal do Pará, 2018-01-23) LEAL, Adônis Ferreira Raiol; RAKOV, Vladimir; ROCHA, Brigida Ramati Pereira da; http://lattes.cnpq.br/9943372249006341
Este trabalho propõe maneiras de otimizar a detecção e o registro de formas de onda de campos elétricos radiados por descargas atmosféricas. Como resultado das técnicas de otimização desenvolvidas nesta Tese, é apresentado o “Sistema de detecção e armazenamento de formas de onda de raios” ou “Lightning Detection and Waveform Storage System - (LDWSS) ”, como um dispositivo otimizado para o registro de campos eletromagnéticos gerados por raios. Os principais pontos aprimorados foram: custo do dispositivo; ampliação do alcance dinâmico de detecção; desenvolvimento de um sistema móvel; possibilidade de detecção multi-banda e; calibração para inferir, de forma remota, a corrente de pico dos raios detectados. O sistema desenvolvido foi validado, a partir de comparações com dados de raio induzido, no Centro Internacional para Pesquisa e Teste com Raios (International Center for Lightning Research and Testing - ICLRT), dados da Rede Nacional Norte Americana de Detecção de Raios (National Lightning Detection Network - NLDN) e dados do Observatório de Raios em Gainesville (Lightning Observatory in Gainesville - LOG). A principal aplicação do sistema é na investigação da física e dos efeitos das descargas atmosféricas, principalmente na região Amazônica. Como resultado da utilização do sistema obteve-se: melhor entendimento sobre as descargas intra-nuvem do tipo Compact Intracloud Discharge - CID; as características da altura da refletividade da ionosfera calculada utilizando formas de onda de raios intra-nuvem e nuvem-solo; a criação de um banco de dados contendo mais de oito mil formas de onda do campo elétrico de diferentes tipos de raios e; a primeira estação de registro contínuo de formas de onda de campo elétrico devido a raios na Amazônia, localizada no CENSIPAM regional Belém. Palavras-chave: Descargas atmosféricas. Otimização. Formas de onda. Amazônia. LDWSS.
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Planejamento de sistemas de proteção contra descargas atmosféricas para unidades habitacionais de baixa renda
(Universidade Federal do Pará, 2014-02-24) SANTOS, Diego Guimarães dos; ROCHA, Brigida Ramati Pereira da; http://lattes.cnpq.br/9943372249006341
A presente pesquisa tem como finalidade fazer um levantamento do perfil de ocorrência de descargas atmosféricas nos municípios de Belém, Ananindeua e Marituba, no período de 1991 até 2011 com o objetivo de determinar as características de ocorrência de raios nesses municípios, bem como identificar quais fatores precisam ser observados e/ou identificados com o intuito de se realizar um adequado planejamento de sistemas de proteção contra descargas atmosféricas em empreendimentos habitacionais de baixa renda construídos pelo programa de aceleração do crescimento do governo federal, mais precisamente no conjunto habitacional Taboquinha, localizado no bairro do Cruzeiro em Icoaraci. A partir da análise comparativa realizada com dados de detecção de raios provenientes da rede de detecção de raios STARNET, dados de ocorrência de raios provenientes do sensor LIS instalado a bordo do satélite TRMM, bem como de dados provenientes da norma NBR 5419, concluiu-se que o presente conjunto habitacional necessita da instalação de um sistema de proteção contra descargas atmosféricas em virtude do registro de ocorrências de sinistros envolvendo a incidência direta de descargas atmosféricas, bem como de seus efeitos secundários. Ao final do trabalho de pesquisa são apresentados tópicos de discussão associados a conclusões sobre o perfil de ocorrência de raios na presente região de estudo que são explicitadas pela norma NBR 5419, fatos estes que podem vir a prejudicar o patrimônio público, bem como os cidadãos comuns e suas edificações.
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Utilização de satélite geoestacionário para avaliar a incidência de raios em linhas de transmissão do sistema interligado nacional brasileiro
(Universidade Federal do Pará, 2024-07-24) MATOS, Wendler Luis Nogueira; LEAL, Adônis Ferreira Raiol; http://lattes.cnpq.br/4099411616990036; https://orcid.org/0000-0003-0606-2950
Descargas atmosféricas são responsáveis pela morte de pessoas e animais, além de danos ao sistema elétrico, no âmbito de redes de distribuição e de transmissão. Um dos principais parâmetros para se avaliar a ocorrência de raios é a densidade de descargas em uma determinada região de interesse. O sensor GLM, a bordo do satélite geoestacionário GOES-16, permite um monitoramento contínuo das Américas. Por meio do processamento dos dados, é possível realizar a plotagem da densidade de descargas para qualquer região dentro do campo de visão. A utilização desses dados permite um acompanhamento da ocorrência de raios, auxiliando na identificação de regiões de maior risco de danos associados aos raios. Em se tratando de um país extenso como o Brasil, que possui muitas linhas de transmissão com centenas de quilômetros, formando o Sistema Interligado Nacional (SIN), é imprescindível ter dados atualizados e regionalizados. Dados do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) foram processados, e informações importantes acerca das linhas do SIN foram apresentadas, como a quantidade de linhas por nível de tensão e suas extensões em quilômetros, quantidade de falhas nas linhas por ano, por mês e por nível de tensão, bem como a porcentagem de cada tipo de falha, observando-se que a principal causa de falhas é devido a descargas atmosféricas, com 25%, sendo um dos pontos que fundamentaram a importância do presente trabalho. O objetivo da dissertação é prover dados atualizados de densidade de descargas atmosféricas no período 2019-2023, para todas as linhas de transmissão pertencentes a rede base de transmissão de energia do Brasil, nos seguintes níveis de tensão: 230, 345, 440, 500, 525, 600, 765 e 800 kV. Mapas foram gerados para cada nível de tensão, e também um mapa geral para todo o SIN e para todo o território brasileiro. A quantidade de raios mensal foi comparada com o número de falhas mensal, observando-se que os períodos do ano mais críticos são o primeiro e o último trimestre. Considerando todas as linhas de transmissão, a média de densidade de raios foi de 11,74 raios/ km2/ ano, e para o Brasil foi de 13,17 raios/ km2/ ano, com valor máximo de 57,62 raios/ km2/ ano. Além disso, a quantidade média de raios, durante os 5 anos, foi de 46 milhões para as linhas do SIN e 98 milhões para o Brasil. Por fim, foi observado uma correlação muito forte, de coeficiente 0,91 entre a quantidade mensal de raios e a quantidade mensal de falhas causadas por raios, durante o período de observação.