INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO

El proyecto busca integrar bases de datos y mapear los recursos solares para Sudamérica (SA) a través de la colaboración conjunta entre grupos de investigación con probada experiencia en la evaluación de la radiación solar incidente en la superficie. Esta propuesta incluye investigadores brasileños (UNIFESP, INPE, UNIFEI, UFAL) e investigadores de Uruguay (Universidad de la República UDELAR), Chile (Pontifícia Universidad Católica de Chile PUV-Chile) y España (Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas CIEMAT). El mapeo del recurso solar es una herramienta fundamental para promover el conocimiento sobre este recurso energético y está disponible con resultados de baja incertidumbre para grandes áreas del globo. Sin embargo, las bases de datos internacionales presentan valores de incertidumbre desconocidos para casi toda SA debido al pequeño número de estaciones solarimétricas utilizadas para evaluar las desviaciones presentadas por las estimaciones de la irradiancia solar incidente en la superficie. Este proyecto propone un esfuerzo colaborativo para integrar bases de datos observadas en la superficie y mejorar las metodologías para estimar la irradiación solar incidente en la superficie del continente sudamericano. Esto se basa en la intercomparación entre modelos desarrollados específicamente para simular procesos radiativos en la atmósfera, considerando las especificidades encontradas en América del Sur, como eventos de quema de biomasa con transporte de aerosoles liberados a la atmósfera a grandes distancias, centros urbanos densamente poblados, grandes altitudes en la Cordillera de los Andes, la presencia de desiertos y regiones áridas, la transición entre estaciones secas y lluviosas en el centro-oeste y norte de Brasil, y los regímenes climáticos diferenciados alrededor de grandes reservorios de agua para usos múltiples, incluida la generación hidroeléctrica. Los estudios publicados demuestran la capacidad de producir resultados con menores incertidumbres que las presentadas por las bases de datos internacionales actualmente disponibles. A lo largo de la implementación de la propuesta, se llevarán a cabo una serie de acciones para reunir a grupos de investigación de otros países de América del Sur y promover el debate sobre temas energéticos y su relación con el clima a través de talleres y foros para jóvenes investigadores. Los resultados esperados tendrán un impacto en todos los países de América del Sur, considerando la experiencia ya adquirida en Brasil, Chile y Uruguay, que son más avanzados según la revisión de la literatura. Además, la integración de esfuerzos debería contribuir a una mayor reducción de la incertidumbre en los modelos utilizados actualmente en estos tres países y ampliará la cobertura de información sobre la variabilidad espacial y temporal del recurso solar en Sudamérica. Este contexto sentará las bases para futuros proyectos de investigación en diversas áreas del conocimiento y respaldará la planificación y el desarrollo de políticas públicas orientadas a reducir las vulnerabilidades climáticas del sector energético, en consonancia con la Agenda 2030, en particular los ODS 7 y 13.

Coordinador: Fernando Ramos Martins (UNIFESP)

Participantes: Enio Bueno Pereira, Arcilan Trevenzoli Assireu, Rodrigo A. Escobar, André Luiz Vizine Pereira, Rodrigo Santos Costa, André Rodrigues Gonçalves, Rosiberto Salustiano da Silva Junior, Rodrigo Alonso-Suárez, Rita Ximena Valenzuela Balderrama, Luis F. Z. Tirado, Agustin Laguarda, Francisco Ferreira Cobos

Financiador:  

El proyecto está en curso.

Coordinador: Fernando Ramos Martins (UNIFESP)

Participantes: Enio Bueno Pereira, André Rodrigues Gonçalves, Rodrigo Santos Costa, Alvaro Luiz Gayoso de Azeredo Coutinho, Antonio Andre Novotny, Argemiro Resende Secchi, Doris Regina Aires Veleda, Fernando Alves Rochinha, Frederic Gerard Christian Valentin, Gerson Zaverucha, Suzana Kahn Ribeiro, Olga de Castro Vilela, Segen Farid Estefen, Alexandre Carlos Araújo da Costa

Financiador: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

El proyecto SOLTER (https://labren.ccst.inpe.br/solter/) busca desarrollar técnicas de unión por difusión para la construcción de dispositivos de almacenamiento de energía solar eficientes y de bajo costo para su uso en generadores eléctricos a pequeña escala. Utiliza materiales de cambio de fase para mitigar las variaciones de energía solar típicas de Brasil. El equipo LABTUCAL/UFSC cuenta con una amplia experiencia en el desarrollo de receptores solares, intercambiadores de calor compactos y la unión por difusión de aceros y aleaciones especiales para una amplia gama de aplicaciones. Además, LABREN/INPE ha acumulado décadas de datos sobre la radiación solar en Brasil, la cual se ve influenciada por las variaciones regionales y de nubosidad. Este proyecto permite dirigir los esfuerzos en estas áreas hacia el desarrollo de un prototipo a escala real.

Coordinadores: Marcia B. H. Mantelli (LABTUCAL/UFSC) / Rodrigo Santos Costa (LABREN/INPE)

Financiador: FINEP

El proyecto busca desarrollar métodos para cuantificar el potencial solar en zonas inundadas y estimar el potencial de generación de FFU en los embalses de las centrales hidroeléctricas brasileñas. Para ello, se implementará un nuevo método para estimar la nubosidad en zonas inundadas en el modelo BRASIL-SR, que considera la geometría satélite-Tierra-Sol para calcular las funciones de reflectancia a partir de imágenes del canal visible del satélite GOES16.

Coordinador: Fernando Ramos Martins

Participantes: Enio Bueno Pereira, Alexandre Araujo dos Santos, Gilberto Fernando Fisch, Cledson Akio Sakurai, Marcelo Pizzuti Pes, Gerson Maximo Tiepolo, Madeleine Sánches Gácita Casagrande, Francisco José Lopes de Lima, Rodrigo Santos Costa, André Rodrigues Gonçalves, Ricardo da Silva Benedito, Edson Ricardo Calado Sabino, Manoel Henriques de Sá Campos Filho, Ruy Morgado de Castro

Financiador: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Este proyecto dotará a Brasil de un laboratorio para probar y desarrollar instrumentación, equipos, metodologías y estructuras destinadas a la prospección del potencial eólico marino. El Laboratorio Nacional de Estudios Micrometeorológicos y Metodológicos Aplicados al Uso de Energía Marina (LabWind) aspira a ser un laboratorio ambiental avanzado para probar conceptos, métodos e instrumentos relevantes para la energía eólica marina, en un lugar de fácil acceso que reproduce los campos de viento, olas y corrientes eólicas a intervalos suficientes para garantizar las pruebas y ajustes preliminares antes de que dichos procedimientos, métodos, instrumentos y plataformas puedan implementarse en las duras y costosas condiciones operativas típicas del entorno marino.

Coordinador: Arcilan Trevenzoli Assireu

Participantes: Fernando Ramos Martins, Felipe Mendonça Pimenta, Enio Bueno Pereira, Gilberto Fernando Fisch, Rodrigo Santos Costa, André Rodrigues Gonçalves, Ramon Moraes de Freitas, Vinícius Siqueira Oliveira Carvalho, José Antônio Aravéquia, Shigeaki Leite de Lima

Financiador: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Coordinadores: André Rodrigues Gonçalves, Rodrigo Santos Costa

Financiador: ---

Proyecto financiado por la GIZ con el objetivo de promover la integración e interacción entre instituciones latinoamericanas involucradas en la adquisición de datos solarimétricos y meteorológicos aplicados al sector energético.

Coordinador: Juan Steve Carceres Pacheco

Participantes: Fernando Ramos Martins, Enio Bueno Pereira, Roberto Zilles, André Rodrigues Gonçalves, Rodrigo Santos Costa, Rodrigo Alonso-Suárez, Rosana Aristegui, Patricia Echeverria, Gilberto Figueiredo, Anahi Lanson

Financiador: Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH / Kreditanstalt fur Wiederaufbau

El proyecto está en curso.

Coordinador: Fernando Ramos Martins

Participantes: Madeleine Sánches Gácita Casagrande, Francisco José Lopes de Lima

Financiador: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Los biomas del Cerrado y la Caatinga albergan la mayor cantidad de tierra disponible para la expansión agrícola en Brasil, además de poseer áreas con un alto potencial solar y eólico. Sus recursos naturales son esenciales para la regulación climática y el bienestar humano. El objetivo general de esta propuesta es proponer estrategias para la transición hacia un futuro sostenible en estos dos biomas mediante un enfoque participativo que integra métodos cualitativos y cuantitativos de las ciencias naturales y sociales a múltiples escalas. Este enfoque implica la definición de escenarios e indicadores que concilien las dimensiones económica, social y ambiental (los tres pilares de la sostenibilidad) en la producción agrícola, la energía y el uso de los recursos naturales. El proyecto se organiza en fases con objetivos específicos. La Fase 1 consiste en la generación de indicadores sobre las dimensiones social, económica, institucional y ambiental del área de estudio, con el objetivo de desarrollar índices de sostenibilidad que reflejen la situación actual (pasada y presente) de acuerdo con las demandas nacionales. La Fase 2 se centra en el futuro del área de estudio mediante el desarrollo de escenarios cualitativos y cuantitativos, desarrollados de forma participativa. Se cuantificarán los elementos de las historias futuras, generando proyecciones espacialmente explícitas del cambio de uso del suelo, el clima regional y sus impactos (traducidos a un conjunto integral de indicadores socioambientales, que incluyen recursos hídricos, vegetación, biodiversidad, agricultura, energía, rayos atmosféricos y ciclos biogeoquímicos, entre otros). Finalmente, la Etapa 3 abarca actividades de síntesis interescalar, así como el análisis de los mecanismos de transformación social para lograr la sostenibilidad (trayectorias).

Coordinador: Jean Pierre Henry Balbaud Ometto

Participantes: Fernando Ramos Martins, Felipe Siqueira Pacheco, Plínio Carlos Alvalá, Rodrigo Santos Costa, André Rodrigues Gonçalves, Evandro Albiach Branco, Gustavo Felipe Balué Arcoverde, Camille Lanzarotti Nolasco, Luciana de Souza Soler, João Arthur Pompeu Pavanelli, Laura de Simone Borma, Lincoln Muniz Alves, Angelica Giarolla, Flávio de Carvalho Magina, Francisco Gilney Silva Bezerra, Gilvan Sampaio de Oliveira, Guillermo Oswaldo Obregón Párraga, Jorge Alberto Bustamante, Luciano Marani, Marcos Barbosa Sanches, Maria Cristina Forti, Manoel Ferreira Cardoso, Viviane Regina Algarve

Financiador: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

El objetivo principal de este estudio fue evaluar y caracterizar la variabilidad temporal de la nubosidad y su influencia en el recurso solar incidente en la superficie, información importante para el diseño de sistemas de generación de energía que emplean tecnología solar. Para ello, se desarrolló una metodología para estimar la frecuencia de ocurrencia de cada valor de espesor óptico de nubes en cualquier punto de Brasil, basándose en imágenes satelitales, generando estadísticas de frecuencia de nubes que se traducen en índices específicos. Estos mapas regionales serán útiles para evaluar el impacto que la nubosidad puede tener en diferentes plantas termosolares, debido a la inercia térmica específica de cada planta, o incluso en la red de transmisión eléctrica, ya que permitirán inferir el espectro transitorio esperado para cada región.

Coordinador: Enio Bueno Pereira

Financiador: Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguêz de Mello (CENPES)

El pronóstico de la disponibilidad de radiación solar es crucial para las plantas de energía fotovoltaica y termosolar, ya que dependen de factores meteorológicos. Los pronósticos pueden variar de minutos a días. El objetivo de este estudio fue desarrollar e integrar un sistema híbrido de pronóstico de radiación solar mediante la combinación de diferentes metodologías. Los métodos de pronóstico se desarrollaron utilizando cámaras de imágenes del cielo basadas en tierra para un horizonte de 30 minutos utilizando proyecciones de movimiento de nubes. Se utilizaron imágenes satelitales para futuros campos de nubes y, en consecuencia, pronósticos de irradiancia solar para el horizonte de 1 a 6 horas, utilizando modelos de transferencia radiativa. Finalmente, se utilizó el modelado meteorológico de mesoescala ajustado por redes neuronales artificiales para proporcionar pronósticos para el horizonte de 12 a 72 horas. Los resultados se validarán en una planta termosolar piloto desarrollada por instituciones socias del INPE. Se espera que los resultados aporten una ganancia en previsibilidad para la generación solar en el país, reduciendo riesgos y brindando seguridad a la inserción de la generación solar en el sistema interconectado nacional.

Coordinador: Enio Bueno Pereira

Financiador: Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguêz de Mello (CENPES)

Un consorcio de más de 200 científicos de 38 grupos de investigación en 15 estados brasileños, con el apoyo de 12 instituciones en 11 países, participa en el segundo proyecto INCT-Cambio Climático (INCT-MC). Este nuevo proyecto es una continuación del INCT-MC anterior (2009 a 2014) y se basa en los resultados científicos y tecnológicos obtenidos allí. Se abordaron y desarrollaron los siguientes estudios: la base científica del cambio ambiental global; impactos, adaptación, vulnerabilidad; mitigación; y esfuerzos de innovación tecnológica en modelos del sistema climático, geosensores y sistemas de prevención de desastres naturales. Puede encontrar más información sobre el INCT-MC anterior en: http://inct.ccst.inpe.br/. Esta continuación del INCT-MC aplicará los principales resultados científicos del INCT anterior. Entre ellos, podemos mencionar la importante contribución científica a los informes AR5 del IPCC y PBMC, así como el fortalecimiento científico de la Red CLIMA. El estudio previo del INCT-MC mostró, entre otras cosas, que los eventos de lluvia extrema (similares a los que causaron las inundaciones y deslizamientos de tierra en la región montañosa de Río de Janeiro en enero de 2011) se han vuelto más frecuentes e intensos desde 1950, lo que podría generar vulnerabilidad en zonas densamente pobladas del sureste de Brasil. Esta vulnerabilidad podría aumentar en el futuro si no se desarrollan e implementan medidas para reducir el riesgo de desastres naturales.

Coordinador: Tercio Ambrizzi

Financiadores: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Proyecto complementario del Proyecto NoPa en asociación con Libiniz Universität Hannover financiado por DAAD/GIZ para la participación de estudiantes de pregrado del Instituto do Mar, UNIFESP, campus Baixada Santista.

Coordinador: Fernando Ramos Martins

Participantes: Wellington Winícius Ferreira Fonseca, Marcelo Pizzuti Pes, Tobias Emanuel Portis

Financiadores: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Coordinador: Fernando Ramos Martins (UNIFESP)

Participantes: Marcelo Pizzuti Pes, Eduardo Weide Luiz, Rodrigo Santos Costa, Francisco José Lopes de Lima, Gunther Seckmeyer

Financiador: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Debido a que la energía solar está involucrada en varios procesos atmosféricos, los modelos de pronóstico meteorológico de mesoescala estiman la radiación solar incidente en la superficie. Estas estimaciones se aplican en la agricultura, la arquitectura y el sector energético. En el sector energético, los pronósticos de radiación solar a corto plazo se pueden utilizar en la generación de energía (operación de sistemas híbridos que utilizan energía solar) y la distribución (predicción del despacho de carga en líneas de transmisión). Describir la mayoría de los fenómenos atmosféricos mediante ecuaciones diferenciales implica incertidumbres causadas por los métodos de modelado. Una estrategia para abordar las incertidumbres en los modelos de pronóstico numérico es aplicar un método estadístico de salida del modelo (MOS), alimentado por los datos producidos por los modelos numéricos. La metodología MOS es una técnica de refinamiento de pronóstico que consiste en determinar una relación estadística entre un predictor y las variables predichas por un modelo numérico en diferentes horizontes de pronóstico. El uso de esta técnica ha demostrado ser fundamental en la práctica operativa del pronóstico numérico. El proyecto propuesto tiene como objetivo desarrollar una metodología de modelado de alta resolución utilizando el modelo WRF (Weather Research and Forecasting) para estimar y pronosticar la irradiación solar en la superficie, considerando las características climáticas y ambientales encontradas en el territorio brasileño, adoptando métodos de inteligencia artificial como técnica de refinamiento estadístico y reducción de incertidumbres en estimaciones y pronósticos.

Coordinador: Fernando Ramos Martins (UNIFESP)

Participantes: Francisco José Lopes de Lima, Isabelle Sardinha Leonardo Campos

Financiador: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Iniciación científica con el propósito de estudiar el espesor óptico de aerosoles en ciudades del litoral del Sudeste de Brasil (Río de Janeiro y Santos) con base en datos de productos MODIS y observaciones de superficie de la red AERONET.

Coordinadora: Madeleine Sánches Gácita Casagrande

Participantes: Fernando Ramos Martins, Giovanna Bonafé Maurício

Financiador: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Coordinador: Fernando Ramos Martins (UNIFESP)

Financiador: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Comprender la variabilidad de los recursos energéticos debido a la variabilidad climática es relevante no solo para la planificación energética del país, sino también para evaluar la viabilidad económica y los detalles técnicos de proyectos e inversiones en la producción e integración de estas fuentes renovables en el sistema de distribución eléctrica. Los estudios de viabilidad económica y planificación energética deben considerar los impactos climáticos y ambientales a corto, mediano y largo plazo, como el aumento o la disminución de las precipitaciones, el aumento de la frecuencia de tormentas o los cambios en la cobertura del suelo, etc. Por ejemplo, un aumento en la velocidad del viento por encima de los valores de tolerancia especificados en el diseño de un parque eólico puede impedir la producción de energía debido al riesgo de daños en los sistemas mecánicos de los aerogeneradores instalados. En consecuencia, pueden producirse pérdidas económicas y técnicas si este aumento no se anticipa durante el desarrollo del proyecto.

Coordinador: Fernando Ramos Martins (UNIFESP)

Coordinador: Enio Bueno Pereira, Rodrigo Santos Costa, André Rodrigues Gonçalves, Francisco José Lopes de Lima, Vaítsa Haratsaris, Thaiane Gambarra Soares, Isabelle Sardinha Leonardo Campos

Financiador: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Este proyecto busca atraer a un joven talento que actualmente cursa una carrera investigadora en una institución de investigación japonesa, en el área de modelado numérico aplicado a la predicción de la irradiancia solar superficial y la generación fotovoltaica. Este joven talento ha desarrollado un trabajo de alta calidad que ha generado resultados significativos, lo que ha dado lugar a publicaciones en revistas internacionales de alto impacto.

Coordinador: Fernando Ramos Martins

Participantes: Enio Bueno Pereira, Ana Paula Cruz de Sousa

Financiador: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Debido al impacto ambiental de las fuentes de agua y los combustibles fósiles, la preocupación por el agotamiento de estos recursos ha incrementado la demanda de energías alternativas, especialmente renovables. El proyecto busca caracterizar el potencial eólico del estado de São Paulo, estudiar el comportamiento anual y estacional del régimen eólico en las estaciones meteorológicas automáticas del Instituto Nacional de Meteorología (INMET) y compararlo con los datos del Atlas Eólico del Estado de São Paulo, proporcionado por la Subsecretaría de Energías Renovables del Estado de São Paulo. El proyecto también busca desarrollar metodologías de modelado numérico para evaluar el potencial energético disponible en el estado. Se están iniciando estudios para evaluar el impacto social de este recurso energético en regiones con menor desarrollo humano.

Coordinador: Fernando Ramos Martins

Participantes: Lucía Iracema Chipponelli Pinto, Henrique Cardoso Köpke de Vasconcellos Machado, Rafael Garcia, Eduardo Pádua Machado, Marcel Albertini Toledo de Paula, Maryana Ishi Mello

Financiador:  

Proyecto completado.

Coordinador: Fernando Ramos Martins

Participantes: Luiz Eduardo Weide, Alice dos Santos Macedo, Ana Paula Cruz de Sousa, Jessika Carolina Biancamano Faria

Financiador:  

Desarrollo de modelos de transferencia de radiación solar en la atmósfera adaptados a las características climáticas y condiciones ambientales estacionales específicas de las diversas regiones mesoclimáticas brasileñas, combinando datos de satélite con datos de superficie, para generar series sintéticas de radiación solar global, directa, difusa y normal directa a nivel de la superficie de la Tierra con menor incertidumbre.

Coordinador: Enio Bueno Pereira

Financiador: Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguêz de Mello (CENPES)

Este proyecto tuvo como objetivo consolidar la investigación sobre el potencial de la energía eólica en embalses hidroeléctricos, considerando el escenario actual y los escenarios futuros proyectados por el IPCC, dada la influencia del cambio climático. Este estudio (piloto) se realizó en cuatro importantes embalses hidroeléctricos del estado de Minas Gerais: Furnas, Três Marias, Itumbiara (en la frontera entre Minas Gerais y Goiás) y Estreito (en la frontera entre Minas Gerais y São Paulo).

Coordinador: Arcilan Treviseu (UNIFEI)

Financiador: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)

El objetivo principal del proyecto fue establecer una colaboración a largo plazo entre LABREN/DIIAV/INPE y el grupo de Meteorología Energética de la Universidad de Oldenburg (EnMetOL), Alemania, para desarrollar métodos y herramientas meteorológicas específicamente aplicadas a las demandas del sector energético en relación con la variabilidad espacial y temporal del potencial energético de las fuentes solares y eólicas. Los resultados y productos generados por esta colaboración contribuyeron a impulsar la inclusión de las fuentes renovables solares y eólicas en la matriz energética. El alcance de este proyecto, que forma parte del programa NoPa de CAPES, enfatizó la capacitación y formación de recursos humanos mediante el intercambio de investigadores y doctorandos, el establecimiento de una agenda conjunta de actividades de investigación y el desarrollo de métodos y herramientas para la prestación de servicios al sector energético.

Coordinador: Enio Bueno Pereira

Financiador: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

El proyecto estimó los impactos del cambio climático futuro derivado del calentamiento global sobre el potencial energético solar y eólico de Brasil para los períodos 2010-2040, 2040-2070 y 2070-2100. El proyecto también buscó generar pronósticos de estos impactos para tres escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero: A2, B2 y A1B, según la clasificación de los informes del IPCC.

Coordinador: Fernando Ramos Martins (UNIFESP)

Financiador: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Creación de un modelo de transferencia radiativa atmosférica que permite estimar la radiación solar incidente en el territorio chileno mediante el procesamiento de imágenes satelitales, considerando sus condiciones geográficas y climáticas específicas. Para ello, se modificó el modelo Brasil-SR del INPE y se adaptó a las condiciones chilenas.

Coordinador: Rodrigo Escobar Moragas (Universidade do Chile)

Financiador: Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica (Cooperação)

Desarrollo de una metodología para la previsión de energía eólica a corto plazo, adecuada para la región Nordeste de Brasil, basada en pronósticos numéricos operacionalmente disponibles en el país y compatibles con el clima tropical. Esto permitirá aumentar la competitividad de los parques eólicos y optimizar la gestión del sistema eléctrico. Uno de los mayores desafíos en el desarrollo de la investigación eólica es la base de datos existente. Además de la escasez de datos anemométricos, existe una brecha en el conocimiento de la capa límite atmosférica (CLA), especialmente en la región con mayor potencial, el Nordeste. El proyecto se llevó a cabo mediante una colaboración entre tres instituciones: UFAL, INPE y CTA.

Coordinador: Roberto Fernando da Fonseca Lyra

Financiador: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Generación y organización, en una base de datos georreferenciada, de información técnico-científica conteniendo datos ambientales, datos de recursos renovables e información sobre tecnología e infraestructura disponible en Brasil.

Coordinador: Enio Bueno Pereira

Financiador: Programa das Nações Unidas Para o Meio Ambiente (PNUMA)

El subproyecto tiene como objetivo realizar un estudio sobre los impactos de varios escenarios de cambio climático global sobre el flujo de radiación solar incidente y el régimen de viento y, de esta forma, estimar cómo estos cambios alterarán el potencial energético de Brasil a largo, mediano y corto plazo.

Coordinador: Enio Bueno Pereira

Financiador: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Levantamiento de los recursos energéticos solares en Brasil, mediante la recolección, calificación y distribución de datos solares de la red nacional de recolección de datos ambientales SONDA y mediante la modificación del modelo de radiación BRASIL-SR para utilizar datos satelitales semihorarios.

Coordinador: Enio Bueno Pereira

Financiador: Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguêz de Mello (CENPES)

Coordinador: Enio Bueno Pereira

Financiador: Programa das Nações Unidas Para o Meio Ambiente (PNUMA)

Brasil es crucial para mitigar el cambio climático y prevenir la pérdida de biodiversidad. Sin embargo, dependiendo de la trayectoria de la transición energética, los proyectos de infraestructura energética a gran escala pueden tener consecuencias negativas, como conflictos por el uso y la cobertura del suelo, y deforestación. Además, el cambio climático puede afectar la disponibilidad de recursos energéticos renovables, lo que resulta en el despliegue inadecuado de nueva infraestructura en ciertas ubicaciones. Para explorar estas complejidades, proponemos utilizar el método de "modelado para generar alternativas" (MGA) incorporado en Calliope, un modelo energético basado en programación lineal que busca minimizar costos. MGA explora alternativas cercanas a la solución óptima, sin superar el 5% del costo total del sistema. Al combinar cinco capas principales (demanda, políticas, cambio climático, datos meteorológicos y alternativas), se generarán 1600 soluciones energéticas a largo plazo para Brasil. El modelo y los escenarios se basan en un enfoque exhaustivo de datos, preparado en una etapa de preprocesamiento. Primero, realizaremos una simulación y corrección de sesgos de los recursos eólicos y solares utilizando datos de reanálisis de ERA-5. En segundo lugar, se utilizarán datos geoespaciales para calcular la disponibilidad de suelo y la capacidad energética máxima que se puede desplegar en una zona determinada. En tercer lugar, se aplicarán los factores de cambio climático (FCC) a los recursos renovables para evaluar su impacto en el sistema energético brasileño. Esta propuesta se enmarca en el componente de Seguridad Energética del INCT-Cambio Climático 2, que implementó la metodología para el cálculo de los FCC para los recursos de energía solar y eólica. Por lo tanto, esta propuesta continuará con el desarrollo de ajustes al modelo energético brasileño. Finalmente, cada escenario se analizará y categorizará según indicadores de sostenibilidad y energía.

Estudiante: Paula Conde Santos Borba

Grado: Pós-doutorado

Orientador: Fernando Ramos Martins

Financiador: FAPESP

La tesis doctoral en curso busca evaluar las variaciones de los recursos eólicos y solares en todos los municipios brasileños con centrales instaladas hasta el año 2024, entre un período futuro y un período de referencia. Para desarrollar este estudio se utilizarán modelos climáticos globales del Coupled Model Intercomparison Project 6 - CMIP6, considerando dos escenarios de emisiones de GEI (SSP2 - 4.5 y SSP5 - 8.5).

A finales de 2024, 116 municipios brasileños contaban con al menos una planta de generación eólica instalada y 48 municipios contaban con al menos una planta solar fotovoltaica. Para poder realizar un análisis de todos estos lugares, en el presente estudio los municipios se agruparán de forma homogénea según sus recursos energéticos mediante la metodología de agrupación K-media. Con el análisis de los clústeres, será posible identificar variaciones en la intensidad y variabilidad de los recursos climáticos en cada escenario futuro, lo que permitirá comprender las tendencias en cada región.

Los resultados mostrarán los clústeres con mayores variaciones entre los períodos analizados, presentando tanto regiones que en el futuro pueden aumentar su potencial energético como regiones que presentan una reducción de su capacidad. También será posible verificar el impacto estacional e interanual causado por la variación en la frecuencia de ocurrencia de eventos climáticos de mayor y menor intensidad. Esta información puede servir de base a los diferentes organismos de planificación y operación del sistema eléctrico brasileño, tanto para adaptar la operación energética de una matriz más renovable, identificando la variabilidad interanual entre las fuentes y los consiguientes períodos en los que la seguridad energética puede verse afectada, como para complementarlas entre sí. Y teniendo en cuenta que la implantación de parques eólicos y solares fotovoltaicos debe seguir en auge, el presente estudio también puede servir de base para la expansión del sector, identificando los lugares que presentan un mejor rendimiento energético teniendo en cuenta diferentes escenarios climáticos futuros.

Estudiante: Felipe Husadel Poyer

Grado: Doutorado

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: CAPES

El sector energético es uno de los que más contribuye a las emisiones de gases de efecto invernadero. Los datos de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación indican que más del 30% de estas emisiones están asociadas a la producción de energía y calor. La generación de electricidad a partir de fuentes renovables depende de la evaluación previa de la disponibilidad y la variabilidad de los recursos asociados. Los modelos computacionales son una forma de obtener esta información con fines de planificación y gestión en este ámbito. Para ello, los modelos deben ser capaces de representar con precisión los fenómenos físicos, teniendo en cuenta los factores atmosféricos locales. Sin embargo, los modelos de transferencia radiativa empleados en los estudios de la irradiancia solar son limitados e ineficaces a la hora de separar la irradiancia global calculada en sus componentes normales directos y difusos.

Este trabajo tiene como objetivo implementar mecanismos para separar estos componentes y mejorar la modelización espectral adoptada en el modelo BRASIL-SR, cuya importancia en el país queda demostrada por su uso en la elaboración del Atlas Brasileño de Energía Solar. Las funcionalidades aquí propuestas permitirán que el modelo genere mapas más precisos de las componentes radiativas, contribuyendo a la planificación y desarrollo de la matriz energética brasileña basada en fuentes renovables y también con otros sectores de la sociedad para los cuales la evaluación espectral de la irradiancia solar es una información necesaria, como la salud (radiación ultravioleta) y la productividad agrícola (radiación fotosintéticamente activa), entre otros.

Estudiante: Antonio Maurício Zarzur

Grado: Doutorado

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: CAPES

El acceso a una electricidad fiable y sostenible sigue siendo un reto en regiones remotas como la Amazonia brasileña, donde los sistemas energéticos aislados dependen de combustibles fósiles. Esta tesis adoptó un enfoque multidimensional para evaluar el potencial de las configuraciones híbridas que apoyan la transición energética en estos sistemas. Para ello, se realizaron visitas de campo a dos sistemas en el estado de Amazonas (Careiro da Várzea y Rio Preto da Eva) y se evaluó el potencial de aprovechamiento de los recursos energéticos renovables locales. A partir de ahí, se construyó el modelo SISOL-AmazonBR, basado en la estructura de código abierto Calliope, que permite formular escenarios de alta penetración de energías renovables. El modelo integra series temporales horarias, datos técnico-económicos y restricciones de uso del suelo para evaluar cinco escenarios, incluida la eliminación progresiva y la prohibición total del uso de combustibles fósiles. Las configuraciones consideran combinaciones de energía solar fotovoltaica, baterías e hidrógeno verde. El modelo optimiza simultáneamente la expansión de la capacidad y el despacho en alta resolución espacial y temporal, minimizando el costo total y/o las emisiones de gases de efecto invernadero. Los resultados presentan vías optimizadas, resilientes, sensibles al contexto y operativamente realistas para la descarbonización de los sistemas aislados en la región amazónica, incorporando de forma integrada dimensiones técnicas, económicas y socioambientales.

Estudiante: Meiriele Alvarenga Cumplido

Grado: Doutorado

Orientadores: Enio Bueno Pereira / Ricardo Rüther.

Financiador: CAPES

Este estudio investigó la caracterización y el pronóstico de la irradiancia solar (GHI) a muy corto plazo en la Amazonía Central, utilizando mediciones de irradiancia superficial y estimaciones de la fracción de cobertura nubosa de una cámara de cielo completo. Se realizaron análisis descriptivos de las variables involucradas, verificando que la variabilidad está correlacionada positivamente con el número de eventos de sobreirradiancia y que las nubes bajas son las principales responsables de los eventos de sobreirradiancia intensa y las rampas abruptas de GHI, dentro de la metodología propuesta. Se propuso una nueva métrica (el Índice de Sobreirradiancia Agregada Dinámica, DAOI), capaz de capturar patrones estacionales a niveles de minuto, diario y anual asociados con la dinámica de las nubes. Se implementaron modelos autorregresivos no lineales con entradas exógenas (NARX) con redes neuronales artificiales y se optimizaron utilizando algoritmos genéticos multiobjetivo (MOGA), con diferentes restricciones y combinaciones de variables de entrada. Los modelos superaron la línea base de persistencia, con reducciones del RMSE de hasta un 32,5 % en los primeros 10 minutos de pronóstico, incluso utilizando significativamente menos información de entrada que estudios previos. Este desafío se agravó por las características atmosféricas de la región tropical. El modelo con el mejor rendimiento en pronósticos GHI a muy corto plazo demostró una alta capacidad para detectar eventos de sobreirradiancia, especialmente en condiciones de cielo variables, manteniendo un rendimiento confiable hasta 20-30 minutos antes (medida F1 promedio de 0,65 en este rango). Estos resultados contribuyen al avance del pronóstico de la variabilidad solar subhoraria, con implicaciones relevantes tanto para la meteorología aplicada como para la planificación y operación de sistemas fotovoltaicos.

Estudiante: Vinicius Roggério da Rocha

Grado: Doutorado

Orientador: Gilberto Fisch

Financiador: CAPES

Los módulos fotovoltaicos en general han sido evaluados bajo condiciones muy bien controladas teniendo en cuenta el espectro solar estándar según la norma ASTM G-173-03, elaborada con datos de Norteamérica. Considerando que el clima norteamericano es particular para esa región y que el espectro en el campo tiende a variar durante el año, se puede afirmar que tal evaluación puede no ser representativa para las condiciones encontradas en todo el territorio brasileño. Por lo tanto, este trabajo tiene como objetivo realizar una evaluación preliminar del efecto de las variaciones espectrales en el rendimiento de los módulos fotovoltaicos de seis tecnologías diferentes en una región particular de Brasil.

Estudiante: Guilherme Marques Neves

Grado: Doctorado

Orientadores: Enio Bueno Pereira / Waldeir Amaral Vilela

Financiador: CAPES

El sistema climático global presenta variaciones que afectan la disponibilidad de los recursos energéticos. El análisis de variabilidad de los recursos energéticos es de gran importancia para la planificación energética nacional, pudiendo además traer beneficios a otros sectores de la sociedad. Los estudios sobre la influencia de la variabilidad atmosférica sobre la disponibilidad de los recursos solar y eólico son escasos, principalmente para escalas interanuales e interdecadas. A partir de datos climáticos que comprenden reanálisis de modelos atmosféricos, imágenes de satélite y observaciones en superficie y utilizando técnicas de análisis estadístico multivariada, se pretende investigar, en conjunto, de qué manera los recursos solar, eólico e hidráulico varían sobre el territorio nacional, con énfasis en escalas estacionales e interanuales. Esta variabilidad temporal entre diferentes fuentes permite explorar posibles complementariedades, mientras que su variabilidad espacial permite cuantificar el efecto de suavizado de las curvas de carga, fenómeno de suma importancia en un país de dimensiones continentales como Brasil. Por lo tanto, se pretende identificar regiones favorables a la instalación de cada tipo de planta generadora a partir de modelos de optimización espacial, obteniéndose patrones de distribución de unidades generadoras que minimicen el riesgo de escasez de energía. Estudios de este tipo se vuelven gradualmente más relevantes en la medida en que se camina hacia una matriz eléctrica diversificada y se evidencian como fundamentales para la sostenibilidad de las principales economías del mundo. Se espera que los resultados de este trabajo constituyan otra fuente de información para dar soporte a las decisiones del gobierno en la planificación de la expansión del sistema eléctrico nacional.

Estudiante: André Rodrigues Gonçalves

Grado: Doctorado

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: Inexistente

En un escenario de cambios climáticos globales y de agotamiento de los ecosistemas, la creciente demanda de recursos naturales implica la adopción de nuevas prácticas en las actividades humanas. El concepto Nexus hace la lectura de la interrelación entre Agua, Energía y Alimento y como acciones pueden afectar sistemáticamente los tres elementos. Propone una gestión apropiada, basada en información y gobernanza, para garantizar la disponibilidad y el acceso a los recursos a largo plazo.

En Brasil, la cuenca del río São Francisco es un territorio emblemático para el concepto Nexus, donde el agua es demandada en la generación de energía, producción de alimentos y uso directo por la población. Los períodos de sequía intensifican la disputa por el agua, con efectos sociales, económicos y políticos. Al mismo tiempo, la irradiación solar es un recurso abundante en la región, con un nivel medio superior a 5 kWh/m²/día. Subutilizado hasta ahora, su uso para generar electricidad tiene potencial de reducir la reserva de agua, con posibilidad de alterar el índice de sostenibilidad de la región.

En este contexto, la investigación objetiva analizar escenarios de aplicación de tecnologías de fuente solar para generar electricidad en diferentes arreglos funcionales, económicos, espaciales y de uso de la tierra. Nexus y Evaluación de Ciclo de Vida serán herramientas metodológicas adoptadas para componer los escenarios y cuantificar los indicadores de recursos. Los escenarios tenderán a proporcionar información a la toma de decisiones y subsidiar la gobernanza y las políticas públicas apropiadas a la seguridad hídrica, energética y alimentaria en una región con asimetría en los usos de los recursos.

Estudiante: Érica Ferraz de Campos

Grado: Doctorado

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: CAPES

La investigación consiste en analizar las características espectrales de los materiales que componen las superficies urbanas en Brasil, su relación con el uso de la tierra y la demanda de energía. Tiene el objetivo de proporcionar informaciones técnicas que resulten en la atenuación del fenómeno de calentamiento de las áreas urbanas, denominado Isla de Calor. La metodología consiste en analizar el fenómeno en la escala del edificio y en la escala de las ciudades y a través de modelos y simulaciones promover la interacción con datos reales: materiales, métodos constructivos, clima y uso. El resultado de este proyecto pretende complementar informaciones sobre los factores que determinan la eficiencia energética de las ciudades, el bienestar humano y la preservación ambiental y proporcionar subsidios para la implantación de parámetros urbanísticos relacionados.

Estudiante: Fabiana Lourenço e Silva Ferreira

Grado: Doctorado

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: CAPES

El modelo de transferencia radiativa BRASIL-SR fue desarrollado por LABREN/CCST/INPE y utiliza imágenes de satélite junto con datos climatológicos medios mensuales para calcular estimaciones de la irradiación solar incidente, lo que permite cartografiar los lugares adecuados para el uso de los recursos solares. Las estimaciones proporcionadas por el modelo se centran en los resultados mensuales y también en la transmitancia atmosférica calculada sólo para las medias horarias en el centro del intervalo mensual, debido al elevado coste computacional. A pesar de estar exhaustivamente validadas y presentar errores del mismo orden que otras herramientas computacionales de la literatura, las extrapolaciones realizadas implican valores de sesgo más elevados en las estimaciones de irradiancia horaria y diaria. Este trabajo tuvo como objetivo optimizar el rendimiento computacional del modelo BRASIL-SR en sistemas multinúcleo, mediante el uso de directivas de paralelización de OpenMP con programación de los bucles y cambio en los datos de entrada y salida al formato NetCDF. El tiempo de procesamiento del modelo BRASIL-SR se redujo de 27 horas a 1 hora y 30 minutos, utilizando 24 hilos. También se investigaron otras técnicas de optimización tradicionales, como el bloqueo y la vectorización, pero no presentaron una mejora del rendimiento debido a la estructura del código del modelo. Con el resultado inicial de esta investigación, fue posible cambiar el modo de cálculo de la transmitancia, que antes se calculaba para el centro del intervalo mensual, por el cálculo de la transmitancia diaria. Se desarrolló un script para realizar el preprocesamiento y el procesamiento del modelo, obteniendo un tiempo total de preprocesamiento y procesamiento de 1 hora y 40 minutos, una mejora del 3700%. El uso del modelo paralelizado con OpenMP, junto con los scripts de Python desarrollados para la operacionalización del modelo, será determinante para el desarrollo de modelos de predicción de irradiación solar a corto y muy corto plazo, siendo de extrema relevancia para la toma de decisiones de diversos actores, como por ejemplo el Operador del Sistema Eléctrico Nacional.

Disponible en Producción / Tesis y Dissertaciones

Estudiante: Jefferson Gonçalves de Souza

Grado: Maestría

Orientador: Celso Luiz Mendes / Rodrigo Santos Costa

Financiador: CAPES

La variabilidad de la energía solar es una de las cuestiones más importantes en la integración de la energía solar en la red de energía. El desarrollo de métodos de estimación del movimiento de las nubes y de la consiguiente flotabilidad en la generación de energía hacen de este estudio de gran importancia para el sector energético brasileño. De esta forma, el trabajo tuvo como objetivo clasificar y estudiar las nubes en diferentes regiones del territorio brasileño, utilizando ilustradores del cielo, para un conocimiento climatológico regional y posibles previsiones a corto plazo del movimiento de las mismas.

Estudiante: Eduardo Weide Luiz

Grado: Doctorado

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiadores: CAPES / CNPq

El objetivo del trabajo fue realizar una evaluación cuidadosa para la estimación y previsión de corto plazo y alta resolución del potencial eólico en alta resolución espacial a través de simulaciones con dos versiones del modelo WRF (WRF-Real y WRF-LES) para algunas regiones del Nordeste de Brasil.

Estudiante: Lucía Iracema Chipponelli Pinto

Grado: Doctorado

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: CAPES

Siendo de conocimiento que Brasil posee un enorme potencial del recurso de energía solar, el presente proyecto se propuso desarrollar una metodología para la previsión estacional de irradiación solar, buscando la explotación comercial de plantas fotovoltaicas, con el propósito de contribuir con la planificación energética del país, reducir la necesidad de operación de plantas termoeléctricas que utilizan combustibles fósiles y amenazar los riesgos a la seguridad energética nacional. Esto se hizo mediante un enfoque que involucra el tratamiento de datos históricos, el modelado numérico y el uso de redes neuronales artificiales, a fin de buscar un análisis conjunto de la información obtenida.

Estudiante: Maria Francisca Azeredo Velloso

Grado: Doctorado

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: CAPES

Se realizó el estudio de variaciones y cambios climáticos de los vientos extremos mínimos y máximos a 10m a partir de la base de datos de viento a 10m de los aeródromos brasileños y del downscaling para América del Sur del modelo global HadCM3 hecho por el modelo regional ETA climático para el escenario futuro de 2010 a 2100 del escenario A1B del IPCC AR4. Se hizo también una corrección del sesgo de las salidas del modelo EtaHadCM3 empleando el método de Redes Neurales Artificiales.

Estudiante: Marcelo Pizzuti Pes

Grado: Doctorado

Orientadores: Enio Bueno Pereira / José A. Marengo

Financiadores: INCT / CAPES

El modelo WRF fue utilizado para generar predicciones de radiación solar en superficie para el Nordeste brasileño, las cuales fueron ajustadas por modelos estadísticos basados en regresiones lineales múltiples y redes neuronales artificiales.

Estudiante: Francisco José Lopes Lima

Grado: Doctorado

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiadores: CAPES / CNPq

La investigación tuvo como objetivo desarrollar metodologías para estimar parámetros de nebulosidad utilizando datos de irradiación de onda larga incidente en la superficie, junto con datos meteorológicos medidos en estaciones de superficie en dos localidades, Brasilia (DF) y Petrolina (PE). La primera metodología empleó conceptos de física atmosférica para la estimación de la fracción de cobertura de nubes y presentó comportamiento similar a la climatología de las localidades estudiadas. El segundo método propuso la utilización de Redes Neurales Artificiales para la estimación del Coeficiente de Cobertura Efectiva de Nubes y presentó buena correlación con las mediciones satelitales. Además, el método logró evaluar bien las no linealidades de la estimación, cuando comparado con métodos lineales como Regresión Lineal Múltiple.

Estudiante: Eduardo Weide Luiz

Grado: Maestría

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: CAPES

Las estimaciones de los campos de irradiación solar superficial se realizaron para el territorio del noreste brasileño en los años 2008 a 2011. Para este propósito, se utilizó un método de estimación basado en la interpolación de Kriging. Para evaluar su rendimiento, se realizó una intercomparación de los valores estimados por interpolación con valores medidos en puntos de muestreo representados por plataformas de recolección de datos (PCDs) y estimaciones realizadas por el modelo físico de transferencia radiativa Brasil-SR. La evaluación se realizó utilizando índices estadísticos aliados al método de validación cruzada y el análisis visual de mapas de la variabilidad espacial de la irradiación solar.

Estudiante: Roque Magalhães Brito dos Santos

Grado: Maestría

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: CAPES

Diversos estudios han demostrado, a lo largo de las últimas décadas, que en realidad la radiación solar que llega a la superficie terrestre no permanece inalterada a lo largo de las décadas, pero sufre aumentos y disminuciones conocidos como solar brightening y solar dimming, respectivamente. Sin embargo, la escasez de datos de radiación solar medidos en superficie a largo plazo en Brasil sigue siendo un problema para la evaluación de la ocurrencia de estos fenómenos. En este estudio se propuso evaluar las tendencias de la nebulosidad, el principal factor modulador de la radiación solar, a través del estudio de la variabilidad espacio-temporal del coeficiente de cobertura de nubes, determinado a través de imágenes satelitales. Con el fin de hacerlo, se desarrollaron métodos de estimación de las radiancias de cielo claro y encubierto, necesarias para estimar el coeficiente de cobertura efectiva de nubes. La radiación de cielo claro se determina a través del histograma de frecuencias de la radiancia visible medida por los satélites, asignándose a ella el valor más frecuente observado en una determinada área de las imágenes en el período de un trimestre. La radiación de cielo encubierta, a su vez, es determinada a través de un ajuste que relaciona la textura de la parte superior de las nubes, a través de la desviación estándar de la radiancia visible cuya medida de infrarrojo es superior a 280 K, con la geometría sol-pixel-satélite . El coeficiente de cobertura de nubes fue estimado para todas las imágenes de los satélites GOES-8, GOES-10 y GOES-12, en los horarios 1145, 1445, 1745 y 2045 GMT, en el período de 1999 a 2012. Se evaluaron las tendencias los coeficientes a través del empleo del test no paramétrico de Mann-Kendall, con un nivel de significancia del 5%.

Estudiante: Márcio Cecconi

Grado: Maestría

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: CAPES

La influencia de los aerosoles atmosféricos en la cuantificación del recurso solar se evaluó a partir de tres fuentes de datos de visibilidad horizontal: la base climatológica del modelo, la interpolación de los valores de visibilidad de 105 aeropuertos en Sudamérica y las estimaciones de visibilidad obtenidas a través del espesor óptico de los aerosoles procedente del modelo CATT-BRAMS. Las simulaciones que utilizaron los datos de visibilidad horizontal observados en los aeropuertos presentaron mejoras más significativas en los valores de las estimaciones de irradiación global, mientras que los resultados de las simulaciones con la base de visibilidad horizontal estimada presentaron un mejor desempeño en los meses y en las regiones donde había una elevada carga de aerosoles, con disminuciones puntuales de sesgo y RMSE de hasta un 11%. Incluso cuando las nuevas bases no indicaron mejoras, los valores de error fueron cercanos a los obtenidos en las integraciones del modelo que utilizaron la visibilidad horizontal climatológica.

Estudiante: Rodrigo Santos Costa

Grado: Doctorado

Orientadores: Enio Bueno Pereira / Fernando Ramos Martins

Financiadores: CAPES / CNPq

Las salidas del modelo ETA fueron ajustadas por modelos estadísticos basados en regresiones lineales múltiples y redes neuronales artificiales para la previsión de viento en superficie (50 m). Los resultados mostraron una ganancia significativa en las correlaciones y reducción de los errores en la previsión de viento en un horizonte de 36 horas.

Estudiante: André Rodrigues Gonçalves

Grado: Maestría

Orientadores: Enio Bueno Pereira / Fernando Ramos Martins

Financiador: CAPES

El trabajo desarrolló una nueva metodología de análisis, representación del conocimiento visual y clasificación de los patrones atmosféricos a partir de los valores de los píxeles de imágenes obtenidas en la superficie. La metodología pretende sustituir a los observadores sinópticos (OS) que clasifican el cielo a partir de conocimiento tácito y criterios subjetivos. Los métodos de análisis planteados en la literatura especializada y en los equipos disponibles comercialmente utilizan un enfoque binario de los resultados y la simplificación matemática. La metodología propuesta establece un dominio de tarea adecuado para mapear los datos representados por los valores de los píxeles en conocimiento, necesario para la clasificación de los patrones basados ​​en la teoría de la física atmosférica. Los resultados preliminares indicaron que la metodología propuesta es superior a la principal técnica existente en la literatura especializada en los siguientes aspectos: modelación matemática más rigurosa, discriminación precisa de los patrones atmosféricos observables en las imágenes, invariancia en relación al ángulo de incidencia solar (brillo), comparación de las imágenes con sensores de radiación solar y la identificación de otros fenómenos atmosféricos a partir de las mismas imágenes.

Estudiante: Sylvio Luiz Mantelli Neto

Grado: Doctorado (Ingeniería y Gestión del Conocimiento)

Orientadores: Aldo von Wangenheim / Enio Bueno Pereira

Financiador: Inexistente

El trabajo consistió en desarrollar una metodología para evaluar los impactos del cambio climático sobre el potencial eólico en la región Sur de Brasil. Para este estudio, se utilizaron series climatológicas observacionales, reanálisis ERA40 de 1960 a 2007 y las proyecciones del modelo climático ETA HadCM del CPTEC, para el escenario climático A1B hasta 2100.

Estudiante: Marcelo Pizzuti Pes

Grado: Maestría

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: CAPES

La Isla de Marajó, en el estado de Pará, región norte de Brasil, presenta un bajo nivel de desarrollo económico en comparación con otras regiones del país. Entre otros factores que limitan este desarrollo está la baja disponibilidad de energía que, en la actualidad, proviene exclusivamente de termoeléctricas en sistemas aislados. Este trabajo tuvo como objetivo hacer un relevamiento preliminar sobre la viabilidad de la generación de energía eólica en la región. Los resultados indicaron que los mejores vientos ocurren en los meses de septiembre a noviembre a lo largo de la región costera, en la parte norte-noreste de la isla. Para esa región se verificó un potencial eólico medio de 151 W/m² y un factor de forma de 1,7. Basándose en los datos de viento obtenidos por el modelo ETA y empleando el paquete comercial WasP de análisis de sistemas eólicos, se desarrolló un escenario de empleo de la energía eólica en esquema de cogeneración con las termoeléctricas hoy instaladas en la región.

Estudiante: Eliude Introvini da Cruz Segundo

Grado: Maestría

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: CNPq

Las salidas del modelo ETA fueron ajustadas por modelos estadísticos basados en regresiones lineales múltiples y redes neuronales artificiales para la predicción de la radiación solar en superficie, evidenciando ganancias en la aplicación de modelos estadísticos en el post-procesamiento de modelos atmosféricos.

Estudiante: Ricardo André Guarnieri

Grado: Maestría

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: CNPq

El trabajo describe el desarrollo del prototipo de un sistema de mapeo automático de la fracción de cobertura de nubes y los primeros resultados obtenidos. Se utilizó un sistema que consiste en una cámara digital marca Pixera, modelo PCS20232, operando en el rango de radiación visible, junto con una lente gran angular FCE8 de fabricación de Nikon con una abertura nominal de 178°. Los resultados encontrados fueron comparados con la transmitancia atmosférica (Kt) y la razón entre la radiación solar global y la difusa (Kd), además del modelo BRASIL-SR, que estima la radiación solar en superficie. Se emplearon, comparativamente, como entrada del modelo, las fracciones de nubes generadas por el nuevo sistema imageador y datos obtenidos por el satélite GOES-8. Los resultados mostraron diferencias importantes que se atribuyeron al hecho de que los datos obtenidos por el imageador no contienen información sobre la profundidad óptica de las nubes.

Estudiante: Mariza Pereira de Souza Echer

Grado: Doctorado (Geofísica Espacial)

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: CNPq

En este trabajo se evaluaron, desarrollaron e implementaron en el modelo BRASIL-SR parametrizaciones de índice de cobertura de nubes y de aerosoles lanzados a la atmósfera en eventos de quemada, buscando la mejora de las estimaciones de irradiación solar. Se han propuesto dos técnicas para la composición de imágenes de cielo claro y encubierto. El análisis visual de las composiciones de imágenes mostró que la Razón IR / VIS presenta mayor eficiencia en la identificación de píxeles con condiciones persistentes. La técnica implementada para parametrización de los aerosoles de quemada adoptó propiedades ópticas obtenidas con el uso de la Global Aerosol Data Set y presentó buena concordancia con valores obtenidos en las misiones TRACE-A y SCAR-B. Los estudios permitieron concluir que, con parámetros más adecuados para los procesos de determinación de la cobertura de nubes y de la influencia de los aerosoles, el desempeño del modelo es mejorado.

Estudiante: Fernando Ramos Martins

Grado: Doctorado

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: FAPESP

El trabajo presenta un método para aumentar la precisión de la estimación de la cobertura de nubes realizada a partir de la superficie y compararla con imágenes de satélite. Se utilizaron: una cámara digital de bajo costo desde la superficie, algoritmos de procesamiento de imágenes, un modelo físico atmosférico para el cálculo de la radiación solar en la superficie, datos de irradiación solar, datos sinópticos e imágenes del satélite GOES-8. La metodología propuesta concluyó que la interpretación de la estimación de la cobertura de nubes no puede ser binaria, asignando a un píxel de una imagen la correspondiente representatividad de una nube o no, incluso con una escala de valores intermedios de transparencia. Tal clasificación puede inducir a errores de interpretación, pues existen en el cielo una serie de manifestaciones físicas como esparcimiento y la turbidez atmosférica que, a pesar de representar un cielo claro, pueden confundir un sistema de interpretación automatizado debido a la proximidad de valores de intensidad con una nube de pequeña profundidad óptica (como cirrus y los bordes de otros tipos de nubes), superdimensionando el valor final de la cobertura de nubes. Esta constatación fue posible sólo después de utilizar la difusión anisotrópica en las imágenes de las nubes.

Estudiante: Sylvio Luiz Mantelli Neto

Grado: Maestría (Ciencias de la Computación)

Orientadores: Aldo von Wangenheim / Enio Bueno Pereira

Financiador: Inexistente

El nuevo método descrito en el trabajo emplea una base de datos obtenida en la superficie a través de una cámara digital con sensor de Charge Coupled Device (CCD), en el rango de radiación visible y la adquisición de imágenes en rojo, verde y azul (RGB). Para analizar las imágenes colectadas se desarrolló un algoritmo cuya función es clasificar los píxeles, basándose en un proceso de decisión empíricamente preestablecido por los observadores de campo, determinando así la fracción de cielo encubierto por nubes. Los atributos RGB se transformaron en Intensidad, matiz y Saturación (IHS) utilizando la saturación (S) en la separación de los píxeles que corresponden a cielo y nubes. La metodología fue probada en imágenes recogidas en la Estación Antártica Brasileña "Comandante Ferraz" y los resultados mostraron que la técnica es adecuada al trabajo propuesto. El porcentaje de acierto para los píxeles clasificados como cielo claro quedó entre el 94% y el 99% y para los clasificados como totalmente encubierto entre el 99,96% y el 100%. El porcentaje de acierto para cielo parcialmente encubierto presenta una gran dificultad de validación por la propia característica subjetiva del proceso de identificación visual, normalmente empleado en las estaciones meteorológicas. La evaluación de los resultados de la clasificación automática realizada por el método fue obtenida por el análisis de "estudio de casos" con base en diversos estados de cobertura del cielo. Estos casos fueron elegidos para representar: (1) cielo con patrones bien definidos de cobertura de nubes (contornos de nubes bien definidas) y (2) cielo con patrones mal definidos y gran cantidad de nubosidad (nubes con bordes mal definidos y/o estados de cobertura indefinidos). Para estas condiciones, el programa de reconocimiento también muestra una respuesta coherente al proceso subjetivo de clasificación basado en la inspección visual. Las imágenes recogidas para diferentes valores de ángulo zenital y estados de cobertura de nubes fueron clasificadas por el método. El algoritmo de clasificación dividió los resultados en tres casos distintos: (1) efectivamente nubes (11% a 82,93%); (2) estado indefinido (10% a 23,41%) y (3) cielo claro (13,82% a 85,32%). Todos los grupos se probaron con un nivel de confianza del 99,73%.

Estudiante: Mariza Pereira de Souza Echer

Grado: Maestría (Geofísica Espacial)

Orientador: Enio Bueno Pereira

Financiador: CNPq