Avaliações de aproveitamentos eólio-elétricos são bastante sensíveis à velocidade média anual do vento, podendo-se portanto tomá-la como principal parâmetro de referência para validação da metodologia e resultados do mapeamento.
Nas posições das torres anemométricas utilizadas no cálculo, os Mapas Eólicos deste Atlas refletem exatamente as velocidades médias anuais medidas, já corrigidos os efeitos de subescala e realizados os ajustes climatológicos. Tal condição é intrínseca à metodologia MesoMap/WindMap/Camargo-Schubert na forma aqui utilizada.
Para as demais regiões do Estado, os mapas de potencial eólico refletem os valores da simulação de mesoescala MesoMap, ajustados pelas condições de contorno dadas pelas medições das torres anemométricas. Neste processo, pode-se considerar que a influência dos ajustes das torres decai na proporção do inverso do quadrado da distância, sendo que no caso limite - em regiões do Estado muito distantes de medições efetivas - os mapas tendem a apresentar valores oriundos de simulações MesoMap.
Nas metodologias tradicionais - eg. WAsP - as condições de vento das regiões restantes do Estado seriam obtidas por pura extrapolação a partir das torres anemométricas, por considerações relativamente simples de vento geostrófico. Qualquer extrapolação geográfica de uma variável física complexa, como é o movimento estocástico da atmosfera, pode representar a ampliação de margens de incerteza a patamares desconhecidos. No presente caso, a simulação atmosférica de mesoescala, realizada pelo MesoMap, efetivamente interpola as condições dos dados de reanálise (NCAR), consolidados na resolução original aproximada de 200km x 200km. Isto significa que as condições aqui calculadas do vento, para regiões distantes das medições anemométricas de referência, são interpoladas de dados meteorológicos efetivos, consolidados por modelos de simulação global da atmosfera, e detalhados geograficamente para todas as microrregiões do Estado, por consideração completa das equações de mesoescala e camada-limite.
O gráfico acima apresenta a diferença percentual entre os valores calculados pelo MesoMap e os resultados das medições nas torres anemométricas (em %). Esta diferença foi posteriormente eliminada no cálculo WindMap.
Uma estimativa das margens de incerteza contidas no modelamento MesoMap foi realizada pela sua comparação com os resultados das medições efetivamente realizadas, ajustadas climatologicamente. Esta comparação é apresentada na figura acima, que mostra a diferença percentual entre os valores de velocidades médias anuais de vento calculados pelo MesoMap e aqueles obtidos das medições nas torres anemométricas. Inicialmente observa-se que estas diferenças máximas foram conservadoras quanto a aspectos econômicos de aproveitamentos eólio-elétricos, pois as velocidades previstas foram menores do que as efetivamente medidas. Pode-se observar que em apenas 3 locais as diferenças foram superiores a 5% - efetivamente aproximando-se de 10%. Estas 3 estações são justamente aquelas com o relevo menos plano, conforme apresentado no Apêndice I, o que está refletindo o fato de que os resultados MesoMap, nesta comparação, não foram corrigidos para o efeito de subescala. É importante ressaltar que na etapa do cálculo final dos mapas na resolução de 1km x 1km pelo WindMap, estas diferenças foram eliminadas e os mapas finais apresentam de forma exata os valores efetivamente medidos, corrigidos para o efeito de subescala e para a representatividade climatológica.
A amostragem de validação apresentada acima se refere a locais relativamente favoráveis quanto às condições de rugosidade e não-complexidade de terreno, pois foram meticulosamente selecionados para monitoramento anemométrico de estudos de viabilidade de usinas eólicas. Face à falta de uma rede maior e melhor distribuída de estações anemométricas confiáveis, considerações adicionais quanto à incerteza nos dados finais tornam-se necessárias para uma avaliação da representatividade dos mapas apresentados no Capítulo 5. Quanto a regiões bastante distantes das torres de referência, a análise sinaliza que para terrenos não-complexos, as margens de incerteza tendem a ser inferiores a 10%. No entanto, para terrenos complexos - i.e. com declividades superiores a 30% e grandes variações de declividade em distâncias de poucas centenas de metros a poucos quilômetros - estima-se que estas margens de incerteza nas velocidades médias anuais de vento sejam superiores a 10%. Comparações efetuadas na prática indicam que modelos de simulação de camada-limite (WAsP, NOABL, WindMap) podem apresentar erros da ordem de até 25% em terrenos complexos[4,5]. No mapeamento atual, este limite superior de incerteza tende a ser significativamente reduzido, visto que na grande maioria das regiões de relevo complexo do Estado do Rio Grande do Sul o modelamento MesoMap foi realizado em resolução de 3.6km x 3.6km; neste caso, a consideração dos principais fenômenos físicos atuantes na atmosfera, considerados no modelo de mesoescala, tende a ser muito mais representativo dos fenômenos em terreno complexo, se comparado às considerações simplificadas de conservação de massa e quantidade de movimento - base dos modelos de camada-limite.
Também para o interior do Estado, a falta de referências confiáveis de longo prazo para a realização de ajustes climatológicos constitui um elemento adicional de incerteza nas velocidades médias.
Apesar da relativa alta resolução representada pelo mapeamento em 1km x 1km, deve-se sempre levar em consideração que as velocidades de vento podem ter variações significativas entorno das médias apresentadas, devido aos efeitos de subescala no relevo, rugosidade e eventuais obstáculos. Adicionalmente, deve-se ressaltar que as validações efetuadas nos modelos de relevo e rugosidade foram efetuadas por amostragem nas áreas mais promissoras do Estado, permanecendo porém a possibilidade de ocorrência eventual de discrepâncias - especialmente nos modelos de rugosidade, elaborados por interpretação de imagens Landsat 5, comparadas a modelos de uso do solo e vegetação.
Dentro das considerações acima, foi desenvolvido o mapa das incertezas nas velocidades médias anuais de vento .
O presente Atlas pode ser adotado, como ferramenta de referência confiável e útil, na identificação das melhores áreas para aproveitamentos eólicos dentro do território gaúcho. Salienta-se que a exatidão dos valores aqui estimados pode não ser suficiente para o atendimento das margens de incerteza admissíveis em estudos de viabilidade econômica de usinas eólicas, o que pode requerer medições adicionais no local em estudo.
