Trabalho de Conclusão de Curso

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Gateway embarcado para conversão de informações de sensores resistivos em dados NMEA 2000: prova de conceito para modernização de embarcações
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-08-04) Moro, Tiago; Antayhua, Roddy Alexander Romero; https://orcid.org/0000-0003-3975-8049; http://lattes.cnpq.br/2011893780704165; http://lattes.cnpq.br/7193198242370345; Piazzetta, Guilherme Ranzolin; https://orcid.org/0000-0003-3969-9560; http://lattes.cnpq.br/5763934902287917; Cunha, João Paulo Camelo; http://lattes.cnpq.br/4706858092307805
A crescente digitalização da instrumentação naval exige a integração de sistemas eletrônicos modernos. Contudo, grande parte das embarcações ainda utiliza sensores analógicos resistivos legados para o monitoramento de fluidos e de temperatura. A substituição completa desses componentes físicos e estruturais é dispendiosa e complexa. Para solucionar este problema, o presente trabalho descreve o desenvolvimento e a validação de uma Prova de Conceito (PoC) de um gateway embarcado de baixo custo, projetado para atuar como uma interface de tradução entre transdutores resistivos e a rede veicular naval digital padronizada NMEA 2000. A metodologia abrangeu o dimensionamento de hardware baseado no microcontrolador ESP32 e em transceptores CAN (SN65HVD230). No escopo do software, o firmware foi desenvolvido em C++ incorporando um filtro digital de média móvel para mitigar as variações abruptas de leitura causadas pela dinâmica turbulenta do fluido nos tanques (efeito sloshing). O sistema foi programado para realizar a autodetecção inteligente de até cinco canais simultâneos, inibindo o envio de pacotes redundantes ao barramento em caso de ausência de sensores. Os ensaios experimentais de bancada comprovaram a estabilidade da camada física e lógica, na qual o protótipo executou perfeitamente os protocolos de autoconfiguração de endereço (Address Claiming) e resposta a requisições de identidade (ISO Request). A validação final foi consolidada por meio da integração direta do dispositivo com um Display Multifuncional (MFD) comercial da Garmin, que reconheceu o equipamento com sucesso na rede e plotou graficamente os dados de nível e temperatura em tempo real com alta estabilidade. Conclui-se que o desenvolvimento alcançou integralmente seu objetivo, viabilizando a modernização tecnológica de embarcações de forma acessível e segura, e provando a viabilidade de integrar componentes legados robustos a redes navais de alta velocidade.
Modernização da iluminação pública e defasagem cadastral: estudo sobre a tarifação de energia em Itajaí/SC
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-08-03) Pedron, Marcella Correia; Fagundes, Saimon Miranda; http://lattes.cnpq.br/2137223908849947; http://lattes.cnpq.br/2705936937076660; Bortoluzzi, Adilson Pacheco; http://lattes.cnpq.br/7999038999822796; Silva, Paulo Cesar da; https://orcid.org/0000-0003-1807-5193; http://lattes.cnpq.br/0728971002477871
A iluminação pública exerce papel fundamental na infraestrutura urbana, influenciando diretamente a segurança, mobilidade e qualidade de vida da população. Nos últimos anos, os municípios brasileiros intensificaram os processos de modernização dos parques luminotécnicos por meio da substituição das luminárias convencionais por tecnologia LED, visando maior eficiência energética e redução dos custos operacionais. Entretanto, a atualização acelerada desses ativos tem evidenciado desafios relacionados à sincronização entre a infraestrutura efetivamente instalada em campo e os cadastros técnicos utilizados pelas concessionárias de energia elétrica para fins de faturamento. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo analisar as inconsistências existentes entre os ativos instalados no sistema de iluminação pública do município de Itajaí e o cadastro técnico utilizado pela Celesc para faturamento da energia elétrica da iluminação pública municipal. A pesquisa caracteriza-se como aplicada, com abordagem qualitativa e quantitativa, desenvolvida por meio de estudo de caso. Os procedimentos metodológicos envolveram revisão bibliográfica, análise documental, cruzamento de bases cadastrais, auditoria de informações técnicas e verificação física de ativos em campo. Os resultados evidenciaram divergências relacionadas às potências cadastradas das luminárias, incompatibilidade entre as tecnologias registradas e efetivamente instaladas, além da existência de ativos cadastrados sem correspondente físico identificado na rede de iluminação pública municipal. A análise demonstrou que o modelo tradicional de faturamento baseado em consumo estimado e inventários cadastrais estáticos apresenta limitações diante do ritmo acelerado de modernização tecnológica do sistema. Os cenários analisados indicaram impactos financeiros relevantes decorrentes das inconsistências identificadas, com estimativas superiores a R$ 25 mil anuais apenas nos casos estudados nesta pesquisa. Além disso, verificou-se que o município já dispõe de infraestrutura de telegestão implantada nos ativos de iluminação pública, porém atualmente utilizada predominantemente para funções operacionais e de manutenção. Conclui-se que a eficiência energética da modernização da iluminação pública depende não apenas da substituição física das luminárias convencionais por tecnologia LED, mas também da modernização dos processos de gestão e atualização cadastral utilizados pelas concessionárias de energia elétrica.
Estudo experimental da comunicação acústica subaquática em ambiente confinado com ESP32
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-08-06) Russi, Luis Filipe; Antayhua, Roddy Alexander Romero; https://orcid.org/0000-0003-3975-8049; http://lattes.cnpq.br/2011893780704165; http://lattes.cnpq.br/1265852794639469; Silva, Ênio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/1749981062972926; Souza, Fabio Alexandre de; http://lattes.cnpq.br/0178487429354103; Pagliosa, Mauro André; https://orcid.org/0000-0001-8366-6921
A comunicação acústica subaquática, antes restrita a aplicações militares e industriais de grande porte, vem se expandindo para demandas civis, evidenciando a necessidade de soluções mais acessíveis, compactas e integráveis. Nesse contexto, propõe-se e avalia-se experimentalmente um protótipo de modem acústico subaquático com ESP32 e ESP32-S3, baseado em modulação M-FSK, transmissão ultrassônica e recepção por subamostragem. A metodologia experimental envolve a caracterização do conjunto transmissor-canal-receptor, a análise da resposta em frequência, a seleção das frequências de operação, a observação da reverberação e a validação preliminar da recuperação de símbolos. Os ensaios realizados em ambientes aquáticos controlados demonstram a viabilidade preliminar da arquitetura proposta para comunicação acústica em curta distância. Entretanto, os resultados também evidenciam limitações relevantes, como variações nas características elétricas dos transdutores, sensibilidade ao posicionamento, resposta espectral irregular e interferência intersimbólica causada pela reverberação. Dessa forma, o trabalho contribui para o estudo experimental de modems acústicos subaquáticos acessíveis, fornecendo uma base metodológica para futuras melhorias em hardware, processamento digital e validação em ambientes de maior escala.
Um estudo experimental sobre chuveiros, aterramentos e choque elétrico
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-07-06) Nascimento, José Celso Vicente do; Fagundes, Saimon Miranda; http://lattes.cnpq.br/2137223908849947; Silva, Paulo Cesar da; https://orcid.org/0000-0003-1807-5193; http://lattes.cnpq.br/0728971002477871; Bortoluzzi, Adilson Pacheco; http://lattes.cnpq.br/7999038999822796
Este Trabalho de Conclusão de Curso apresenta um estudo experimental comparativo sobre o comportamento de chuveiros elétricos em três condições distintas de aterramento: aterramento TT, ausência total de aterramento e uso do neutro como aterramento (e sua simulação de rompimento). O objetivo central é analisar as consequências elétricas de cada cenário, considerando a tensão 220 volts, fenômenos de tensão fantasma, riscos de fuga de corrente e o desempenho do interruptor diferencial residual (IDR). Foram realizadas medições práticas entre registro e condutores do circuito, com o chuveiro em funcionamento nas condições de registro aberto, com IDR, utilizando lâmpada como carga de teste para verificação de tensão com possibilidade fuga de corrente ou tensão fantasma. No cenário sem aterramento, observou-se elevada presença de tensões fantasmas resultantes de acoplamentos capacitivos internos, além de fuga de correntes correlacionados a ausência de aterramento. O sistema neutro como aterramento cria uma falsa sensação de segurança, pois qualquer falha ou rompimento no neutro pode energizar partes metálicas expostas (como o próprio registro do chuveiro), ampliando significativamente os riscos ao usuário. Por outro lado, o aterramento TT adequadamente executado eliminou tensões fantasmas perceptíveis, reduziu praticamente a zero as correntes de fuga observadas e se mostrou o único cenário capaz de garantir caminhos seguros para correntes de falha, especialmente quando associado ao IDR. A análise também demonstrou que, apesar de essencial, o IDR não impede totalmente choques de pequena intensidade, menores de 30mA.
Medidor de consumo energético para nós sensores que utilizam LoRa
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-08-22) Vieira, Mateus Célio; Antayhua, Roddy Alexander Romero; https://orcid.org/0000-0003-3975-8049; http://lattes.cnpq.br/2011893780704165; Noronha Neto, Mário de; https://orcid.org/0000-0002-5379-9931; http://lattes.cnpq.br/7006158843532073; Petrovcic, Sérgio Augusto Bitencourt; https://orcid.org/0000-0002-8708-4061; http://lattes.cnpq.br/3809463496043823
Nós sensores são dispositivos construídos para realizar o sensoriamento, coleta e transmissão de dados e operarem de forma autônoma, não necessitando de uma infraestrutura preexistente de energia elétrica e/ou conectividade com a internet. Quando projetado, espera-se que um nó sensor opere pelo maior tempo possível sem a necessidade de intervenção para manutenção. Porém, a maior limitação de um nó sensor se encontra na capacidade limitada da bateria usada. A fim de contornar esta limitação, utiliza-se no projeto de um nó sensor componentes de baixo consumo, como rádios baseados no padrão Long Range (LoRa®) para a transmissão de dados, e funcionar em diferentes modos de operação, como entrar em modo ocioso para poupar energia, e ficar ativo apenas em curto espaço de tempo para coletar e realizar o envio das medições sendo a análise energética imprescindível durante a etapa de projeto de um nó sensor. Este projeto visa o desenvolvimento de um protótipo de medidor de consumo energético para caracterizar a autonomia de dispositivos nós sensores que operam utilizando o padrão LoRa®. Em sua construção foram utilizadas tecnologias acessíveis tanto de hardwares, como um Raspberry Pi e o sensor de corrente INA219, quanto softwares de projetos de código aberto. Sua interface foi desenvolvida com tecnologias web permitindo que qualquer dispositivo com acesso a um navegador web pudesse utilizar o sistema final. O seu desempenho foi analisado utilizando como referência um osciloscópio, realizando-se medições de um nó sensor comercial. O protótipo conseguiu captar o perfil de corrente do nó sensor comercial, sendo possível observar os diferentes níveis de corrente durante as diferentes operações realizadas, como o processamento e o envio e recebimento dos dados. Porém ao utilizar os valores medidos para estimar a autonomia do nó sensor, obteve-se um resultado que divergiu em 65,58% a mais do valor especificado pelo fabricante e apenas uma diferença de 8,21% entre o osciloscópio e o protótipo de medidor.
Estudo e implementação de um protótipo didático para automação no controle de temperatura em máquinas extrusoras
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2024-12-19) Pinheiro, Henrique Luis; Matos, Daniel dos Santos; https://orcid.org/0000-0002-4853-922X; http://lattes.cnpq.br/4447918731560913; https://lattes.cnpq.br/3485061649768100; Pozas, Luis Fernando; http://lattes.cnpq.br/7636977933981356; Silva, Paulo Cesar da; https://orcid.org/0000-0003-1807-5193; http://lattes.cnpq.br/0728971002477871
O controle preciso de temperatura em máquinas extrusoras industriais é crucial para garantir a qualidade e a consistência dos produtos fabricados, além de otimizar a eficiência energética e a durabilidade dos equipamentos. O presente trabalho teve como objetivo principal desenvolver um protótipo didático para automação do controle de temperatura, utilizando o sistema de controle PI (Proporcional e Integral). O projeto inclui uma comparação detalhada entre o controle PI e o método de controle ON/OFF, com o propósito de avaliar e destacar as vantagens e limitações de cada abordagem no contexto da operação de máquinas extrusoras industriais. A implementação do protótipo envolve a integração de um CLP (Controlador Lógico Programável) para o gerenciamento lógico e de processos, bem como uma IHM (Interface Homem-Máquina) para interação intuitiva e visual com o sistema. Este trabalho busca proporcionar uma solução ampla e eficaz para o controle térmico automatizado em máquinas extrusoras, oferecendo uma plataforma didática para o estudo e a aplicação prática de técnicas de controle de temperatura. Além dos testes realizados no protótipo físico, foram conduzidas simulações em softwares matemáticos para avaliar o desempenho do sistema de controle projetado. Os resultados esperados incluem a validação do protótipo e a demonstração de sua maior eficiência em comparação com o controle ON/OFF tradicional, destacando as melhorias em termos de exatidão, estabilidade e eficiência energética proporcionadas pelo sistema de controle PI.
Diagnóstico automático de COVID-19 baseado em redes neurais profundas usando imagens de raio-X
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2023-03-09) Albuquerque, Leonardo Sokolowski de; Silva, Ênio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/1749981062972926; Valente Junior, Wilson; https://orcid.org/0000-0002-9531-2941; http://lattes.cnpq.br/4469401104094617; Petrovcic, Sérgio Augusto Bitencourt; https://orcid.org/0000-0002-8708-4061; http://lattes.cnpq.br/3809463496043823
Este trabalho de conclusão de curso apresenta uma investigação sobre o uso de redes neurais convolucionais (Convolutional Neural Network - CNN) implementadas em estruturas de aprendizado profundo do estado da arte aplicadas em diagnósticos da COVID-19. Nos últimos anos, em face da pandemia provocada pela COVID-19, o tempo despendido para a realização adequada de diagnósticos de COVID-19 em indivíduos (sintomáticos ou assintomáticos) tornou-se uma das grandes tarefas de saúde pública realizadas mundialmente, sendo a testagem em massa uma das importantes ferramentas utilizadas para esses diagnósticos. Nesse cenário, o uso de aprendizado profundo e redes neurais convolucionais vêm se consolidando como ferramentas de grande valia para a representação de dados, caracterização de padrões e classificação de imagens. Particularmente, este trabalho tem como objetivo a análise de imagens de raio-X visando auxiliar no diagnóstico de identificação de pacientes com COVID-19. Dessa forma, são apresentadas e discutidas as etapas necessárias para a implementação de modelos de aprendizado profundo usando CNNs. Tendo em vista a preparação de dados para serem usados nas etapas de treinamento, validação e teste, alguns conjuntos de dados disponíveis na literatura (open source) foram considerados para o desenvolvimento de um novo e único conjunto com aproximadamente duas mil imagens de raio-X classificadas como COVID-19 negativo e COVID-19 positivo. Nesse contexto, de acordo com a função objetivo adotada, diferentes arquiteturas de redes neurais foram implementadas e avaliadas quantitativamente e qualitativamente, através de curvas de erro e curvas de acurácia, avaliação da relação entre sensibilidade e especificidade de um diagnóstico (através de curvas ROC [receiver operator characteristic curve]), matriz de confusão, entre outros. Resultados de simulação são apresentados e confirmam a eficácia da utilização de modelos de aprendizado profundo usando CNNs para o diagnóstico de pacientes com COVID-19. Adicionalmente, espera-se que este trabalho possa se tornar um referencial teórico para a implementação de CNNs e fomentar futuras investigações nas áreas de inteligência artificial no IFSC Câmpus Itajaí.
Desenvolvimento de um sensor de molhamento foliar para prevenção de doenças no manejo de hortaliças
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2021-04-04) Costa Junior, Rogério Luiz da; Antayhua, Roddy Alexander Romero; https://orcid.org/0000-0003-3975-8049; http://lattes.cnpq.br/2011893780704165; Cunha, João Paulo Camelo; http://lattes.cnpq.br/4706858092307805; Valente Junior, Wilson; https://orcid.org/0000-0002-9531-2941; http://lattes.cnpq.br/4469401104094617
O molhamento foliar é uma variável climática agrícola importante na prevenção de patologias em hortaliças, que influencia também no crescimento das folhas, fotossíntese, polinização e finalmente o rendimento econômico do seu cultivo. Devido às consequências advindas dos índices não favoráveis da duração desta, é de suma relevância a implementação de dispositivos que possam mitigar este problema, evitando infortúnios indesejados no decorrer dos processos de desenvolvimento das hortaliças. Tendo isto em vista, desenvolveu-se um sensor com baixo custo de fabricação, capaz de detectar este fenômeno de forma confiável, e que, por meio deste, seja possível também, verificar a duração do molhamento nas aplicações de manejo de hortaliças. De modo a verificar a adequação da estrutura sensorial do dispositivo, usou-se de um software de simulações eletromagnéticas para obtenção prévia dos parâmetros de comportamento do sensor na presença de gotículas de água em sua superfície, de modo a evitar o desenvolvimento de protótipos dispendiosos. Quanto a composição do modelo, esse é formado pela integração de um sensor capacitivo e um circuito oscilador, cuja presença de umidade na superfície sensorial deste acarreta em uma variação da resposta do circuito, que é dada em frequência. Por fim, para verificar sua eficiência, utilizou-se como método de referência na comparação dos dados, um sensor comercial de alta precisão, com o qual se pode verificar, através de experimentos práticos de monitoramento, a efetividade do comportamento em relação a ocorrência e duração do molhamento em ambos os dispositivos, para conferir se a atuação do proposto é adequada.
Bancada de ensaios para sensores ressonantes de microondas baseada em rádio definido por software
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2021-10-15) Marchiori, Renato Augusto Schenkel Meneghin; Antayhua, Roddy Alexander Romero; https://orcid.org/0000-0003-3975-8049; http://lattes.cnpq.br/2011893780704165; http://lattes.cnpq.br/1042444467172918; Valente Junior, Wilson; https://orcid.org/0000-0002-9531-2941; http://lattes.cnpq.br/4469401104094617; Ávila, Heron Eduardo de Lima; https://orcid.org/0000-0001-6466-6598; http://lattes.cnpq.br/1349483845157666
O trabalho trata do desenvolvimento de uma bancada de ensaios baseada em uma placa de desenvolvimento de rádio definido por software (SDR), para a caracterização de sensores de transmissão ressonantes, que operam na faixa de micro-ondas, especificamente até 6 GHz. A bancada utiliza um computador que comanda uma placa de SDR, a qual transmite e recebe o sinal de radiofrequência, interpreta os sinais obtidos da placa e caracteriza o sensor. As rotinas de medição implementadas nessa plataforma de teste envolvem o registro de offset do sistema, utilizando conectores externos na configuração física da bancada, a determinação da resposta em frequência, a estimação da frequência de ressonância, o fator de qualidade e o rastreamento da ressonância, com propósito de realizar testes dinâmicos da variação da frequência de ressonância. Para verificar sua utilidade, foram fabricados dois sensores ressonantes planares para extrair suas características em três situações, sendo elas com o sensor descoberto, com metade da área coberta e totalmente coberto com água destilada. Os resultados obtidos foram contrastados com os medidos a partir de um analisador vetorial. Após caracterizados, os sensores foram submetidos a uma rotina de rastreamento da frequência de ressonância, determinando assim em tempo real se algum material foi inserido ou removido da superfície do sensor.
Estudo e implementação de controladores para um sistema de nível com acoplamento com enfoque no controlador fuzzy
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2021-10-19) Bechtold, Matheus Erkmann; Coutinho, Marcelo dos Santos; http://lattes.cnpq.br/6143183876291096; Pozas, Luis Fernando; http://lattes.cnpq.br/7636977933981356; Scheffer, Cynthia Beatriz; http://lattes.cnpq.br/9259345901270884
A área de sistemas de controle é indispensável no âmbito industrial, pois através de sua aplicação é possível minimizar custos, aumentar a produtividade, e otimizar processos. Os sistemas de nível, amplamente utilizados nas indústrias químicas, de celulose e alimentos, são exemplos de sistemas que precisam empregar a teoria de controle para garantir qualidade em seus processos através do controle do nível de algum líquido em um ou mais tanques. Geralmente, um sistema de nível se apresenta como um sistema não linear e multivariável, e por isso, a tarefa de projetar controladores que satisfaçam os requisitos de desempenho para o sistema, é desafiadora. As técnicas de controle para sistemas multivariáveis e não lineares são geralmente complexas, e o estudante de graduação em engenharia elétrica não as estuda durante o curso. Sendo assim, os objetivos deste trabalho são, inicialmente, investigar se as técnicas clássicas de controle linear possuem desempenho satisfatório no controle de sistemas não lineares. E ainda, para contornar a dificuldade no controle de sistemas não lineares e multivariáveis, o trabalho propõe duas estratégias de controles descentralizados: uma utilizando lógica fuzzy, que é conhecida por ser uma técnica de inteligência artificial, e uma outra, utilizando desacoplamento de sistema e baseada em modelo linearizado da planta. As estratégias são testadas através de um sistema teste de nível com dois tanques acoplados. Para isso, um modelo matemático foi obtido cuja dinâmica é não linear e com a possibilidade de ser tanto um sistema SISO (single-input single-output), como um sistema MIMO (multiple-inputs multiple-outputs). Os resultados obtidos por simulação mostram que os controladores lineares projetados por métodos clássicos, tais como avanço de fase, atraso de fase e PID, são capazes de controlar a planta real e possuem melhor desempenho quando a planta opera em uma região próxima a um dado ponto de operação. Mostram ainda, que o controle descentralizado linear pode ser uma boa opção de controle de plantas MIMO não lineares. Já o método que utiliza a lógica fuzzy, resulta em controladores não lineares que possuem bom desempenho em uma faixa mais ampla de operação da planta.
Medidor de consumo de energia elétrica integrado à internet das coisas
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2021-09-20) Leonhardt, Douglas Bigolin; Antayhua, Roddy Alexander Romero; https://orcid.org/0000-0003-3975-8049; http://lattes.cnpq.br/2011893780704165; Piazzetta, Guilherme Ranzolin; https://orcid.org/0000-0003-3969-9560; http://lattes.cnpq.br/5763934902287917; Cunha, João Paulo Camelo; http://lattes.cnpq.br/4706858092307805
O custo de energia elétrica é um tópico muito importante, principalmente em nosso país onde dependemos tanto da geração de energia hidroelétrica onde têm-se variações no custo de energia. Além disto, têm-se também o fator da necessidade da conscientização da população acerca do uso de energia elétrica, bem como garantir que haja uma energia com menos desperdício. Devido a esses fatores, desenvolveu-se um medidor de consumo de energia elétrica integrado à internet das coisas (IoT), possuindo uma plataforma para monitoramento por parte do cliente e fornecedor. Para apuração dos resultados fornecidos, foram realizados testes em equipamentos onde o consumo e fator de potência eram conhecidos, também sendo realizado o teste em uma residência durante um período de tempo, onde o consumo é então comparado com o medidor padrão instalado na residência. O sistema é construído com a utilização de um transformador de corrente, transformador de tensão, amplificadores operacionais para amplificação do sinal, microcontrolador ATmega328P, placa para transmissão de dados via protocolo de comunicação LoRa e um gateway para recebimento dos dados e posterior postagem no servidor.
Uma revisão sistemática da literatura a respeito do uso da tecnologia de comunicação 5G na infraestrutura de comunicação das aplicações de resposta à demanda e de infraestrutura de medição avançada em smart grids
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2021-09-15) Tisott, Carolina Giusti; Antayhua, Roddy Alexander Romero; https://orcid.org/0000-0003-3975-8049; http://lattes.cnpq.br/2011893780704165; Kruger, Tarcisio Pollnow; http://lattes.cnpq.br/5134365460366600; Lopes, Yona; https://orcid.org/0000-0002-8068-2640; http://lattes.cnpq.br/0051460077973814
A demanda de energia elétrica cresce a cada dia, porém além da demanda há a necessidade do aumento na variedade e qualidade dos serviços provenientes do setor de energia elétrica. Uma solução para fazer essas melhorias é transformar as redes de energia elétrica convencionais em smart grids. Dentro da gama de aplicações da smart grid estão a infraestrutura de medição avançada e a resposta à demanda. A infraestrutura de medição avançada é geralmente a primeira aplicação a ser desenvolvida pelas concessionárias de energia, isso se deve ao fato que a aplicação fornece um fluxo bidirecional de informações entre consumidores e concessionária. Para fornecer esse fluxo bidirecional a infraestrutura de medição avançada é composta por componentes que podem ser desde sensores, sistemas de monitoramento, medidores inteligentes, até mesmo softwares, sistemas de gerenciamento de dados e redes de comunicação. Já a aplicação da reposta à demanda usa do fluxo bidirecional que a infraestrutura de medição avançada fornece para trocar informações em tempo real entre os consumidores e concessionária, essa troca de informações tem como objetivo diminuir o consumo de energia elétrica em horários de pico, diminuindo assim a demanda total do sistema. Porém para que seja possível a implementação das aplicações é necessária uma infraestrutura de comunicação e a escolha de tecnologias de comunicação que consigam fornecer os requisitos que as aplicações exigem. Recentemente, no ano de 2018, a tecnologia de comunicação 5G começou a ser comercializada no mundo, e ela surgiu com a proposta de revolucionar vários setores da indústria, inclusive o setor de energia, pois ela promete oferecer requisitos que as demais tecnologias não conseguem fornecer. Diante dessas informações que o objetivo desta revisão sistemática da literatura (RSL) foi desenvolvido. Essa RSL identificou estudos que a academia está produzindo sobre as aplicações de resposta à demanda e a infraestrutura de medição avançada no contexto das smart grids, utilizando o 5G como escolha de tecnologia de comunicação. A partir dos estudos foi identificado quais desafios que as aplicações de resposta à demanda e a infraestrutura de medição avançada impõem nas smart grids no ponto de vista de infraestrutura de comunicação e se esses desafios podem ser solucionados com o uso da tecnologia de comunicação 5G.
Projeto de uma microusina de geraçao eólica em Araquari - SC em 2021
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2021-04-29) Vieira, Amanda Júlia; Fagundes, Saimon Miranda; http://lattes.cnpq.br/2137223908849947; Petrovcic, Sérgio Augusto Bitencourt; https://orcid.org/0000-0002-8708-4061; http://lattes.cnpq.br/3809463496043823; Coutinho, Marcelo dos Santos; http://lattes.cnpq.br/6143183876291096
O presente trabalho apresenta um estudo de viabilidade técnica da instalação de uma microusina de geração eólica em uma propriedade localizada na cidade de Araquari em Santa Catarina. Primeiro, mostra a utilização ao do vento na matriz energética mundial e brasileira, apresenta o estudo teórico para a implantação de uma usina eólica, as características técnicas de um aerogerador e do potencial eólico local através de dados do INMET (Instituto Nacional de Meteorologia). Além disso, apresenta também os requisitos exigidos pela ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) e pela CELESC para a instalação de uma microusina de geração eólica e solar, na modalidade de geração distribuída, e faz uma comparação sobre as vantagens e desvantagens de instalações de usinas solares e eólicas.
Análise de distorções harmônicas na estação de recalque de água tratada do bairro Centro de Itajaí
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2021-04-29) Souza, Allan Gustavo de; Fagundes, Saimon Miranda; http://lattes.cnpq.br/2137223908849947; http://lattes.cnpq.br/6536361787103134; Souza, Douglas Alexandre Rodrigues de; http://lattes.cnpq.br/0400272879357080; Lacerda, Lucas Moreira de; https://orcid.org/0000-0002-7071-6392; http://lattes.cnpq.br/7717206373454569
Neste trabalho é apresentado um estudo de caso realizado na Estação de Recalque de Água Tratada Central (ERAT Centro) da autarquia responsável pela captação, tratamento e distribuição de água na cidade de Itajaí, em Santa Catarina, com a intenção de medir e quantificar a distorção harmônica presente nas instalações elétricas desta unidade. Este trabalho apresenta inicialmente os conceitos sobre harmônicas, suas origens e os problemas associados às distorções harmônicas nas ondas de tensão e de corrente, bem como formas de mitigar estes sinais indesejados. O método de medição e de análise utilizado é baseado no manual de Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST), documento regulamentado pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). No local de estudo, realizou-se a instalação de um analisador de energia, modelo RE7000, produzido pela Embrasul Indústria Eletrônica. Desta forma, foi possível realizar as medições, conforme estabelecido no PRODIST, em um intervalo válido, sendo feito o estudo das distorções harmônicas nas amostras coletadas pelo instrumento de medição. O índice máximo de distorção harmônica total nas tensões das fases A, B e C apresentaram valores de 7,36%, de 7,14% e de 7,42%, respectivamente, demonstrando conformidade com o limite regulamentado. A legislação da ANEEL não regulamenta os índices de distorção harmônica de corrente; desta forma, utilizou-se como parâmetro dados fornecidos pelo fabricante do inversor de frequência presente na instalação elétrica em questão, apresentando resultados dentro do valor esperado, com exceção da harmônica de quinta ordem. Sendo assim, aconselhou-se ser instalado um filtro passivo na entrada de cada inversor de frequência, como indicado pelo próprio fabricante.
Projeto executivo elétrico para reforma do Asilo Dom Bosco em Itajaí - SC
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2020-08-07) Duarte, Nelson Eduardo Nunes; Fagundes, Saimon Miranda; http://lattes.cnpq.br/2137223908849947; Coutinho, Marcelo dos Santos; http://lattes.cnpq.br/6143183876291096; Petrovcic, Sérgio Augusto Bitencourt; https://orcid.org/0000-0002-8708-4061; http://lattes.cnpq.br/3809463496043823
O trabalho em questão apresenta um novo projeto executivo elétrico para a reforma do asilo Dom Bosco na cidade de Itajaí – SC. As instalações prediais abrangem cerca de 2000 m² de área construída, dividida em 5 blocos. A carga instalada é de aproximadamente 232 kW. No intuito de fornecer as diretrizes necessárias para execução das instalações prediais elétricas, neste projeto são apresentados: previsão de cargas através do dimensionamento da iluminação, da definição do número de tomadas de uso geral e de uso específico, projeto luminotécnico, distribuição dos pontos de utilização, memorial de cálculos bem como o dimensionamento de condutores, condutos e disjuntores. Por fim, são apresentados os diagramas unifilares dos quadros e da instalação.
Metodologia para desenvolvimento de projetos elétricos de edificações utilizando plataforma BIM
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-05-11) Machado, Michel Stuart; Fagundes, Saimon Miranda; http://lattes.cnpq.br/2137223908849947; Bortoluzzi, Adilson Pacheco; http://lattes.cnpq.br/7999038999822796; Silva, Paulo Cesar da; https://orcid.org/0000-0003-1807-5193; http://lattes.cnpq.br/0728971002477871
A área de projetos de instalações elétricas ainda apresenta algumas divergências quanto ao seu entendimento e à forma de desenvolvimento. As normas que tratam desse tema, embora estabeleçam diretrizes importantes, nem sempre detalham de maneira completa como um projeto elétrico pode ou deve ser elaborado. Essa condição pode dificultar a padronização dos projetos e, em alguns casos, gerar interpretações distintas durante seu desenvolvimento e também na etapa de execução em obra. Algumas dessas normas são muito antigas e em alguns aspectos apresentam defasagens em relação a evolução do setor da construção civil e do que existe no mercado atual. No quesito de ferramentas e tecnologias, o setor de projetos teve avanço significativo nos últimos anos. Estas tecnologias vêm auxiliando no aprimoramento da entrega destes projetos. Uma dessas tecnologias é o Building Information Modeling (BIM), que tem o conceito de apresentação de um projeto único integrado de toda uma edificação. O BIM se caracteriza pela apresentação de modelo virtual de uma construção, onde os projetos estruturais, arquitetônicos e complementares são projetados de forma colaborativa e apresentados em conjunto, oferecendo mais assertividade e precisão para análise e controle de projetos. O presente trabalho apresenta um projeto elétrico de um edifício de duas torres de dezessete pavimentos cada, e seis pavimentos de embasamento, detalhando cada etapa e processo do projeto, criando uma metodologia para a padronização de projetos elétricos, utilizando do auxílio de ferramentas BIM para seu desenvolvimento.
Uso de simulador virtual 3D de máquina tipo Reach Stacker aplicado à análise de acidentes de um porto real
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2022-09-08) Estork, Nefi Augusto de Nobrega; Petrovcic, Sérgio Augusto Bitencourt; https://orcid.org/0000-0002-8708-4061; http://lattes.cnpq.br/3809463496043823; Silva, Ênio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/1749981062972926; Piazzetta, Guilherme Ranzolin; https://orcid.org/0000-0003-3969-9560; http://lattes.cnpq.br/5763934902287917
A máquina reach stacker é um veículo empilhadeira de grande porte utilizada no empilhamento e movimentação de contêineres por curta distância em terminais portuários, inclusive no terminal portuário analisado. Os acidentes envolvendo equipamentos deste tamanho podem se tornar graves, necessitando que acidentes passados sirvam de lições aprendidas, portanto uma boa investigação da origem do problema é de alta relevância. Como grande parte das investigações de acidentes eficazes são feitas com métodos já consolidados e bem aceitos no mercado, é imprescindível que novos meios de estudo e processos de investigação se desenvolvam de uma maneira equivalentemente sólida e contínua. Com o objetivo de auxiliar a análise de acidentes com empilhadeiras de grande porte, foram relacionadas todas as ocorrências com máquina tipo reach stacker no período de setembro de 2020 a fevereiro de 2022 do terminal portuário analisado. Houve a seleção para a simulação dos três acidentes com maiores riscos de lesões à saúde do trabalhador portuário e um dos incidentes mais comuns no terminal. Em ambiente 3D, foi utilizado um simulador para reconstruir os acidentes relatados. Uma reach stacker foi configurada para realizar os principais movimentos, como deslocamento, movimentação da lança e spreader, além de sons e luzes. Nos desenvolvidos dos cenários 3D utilizaram-se informações obtidas por meio de pesquisa realizada nos registros do departamento de segurança do trabalho do terminal portuário, relatos, vídeos, fotos e relatório final das investigações dos acidentes interessados. Por fim, foi verificado que, com o uso do simulador, o investigador ganha a oportunidade de refazer o acidente e experimentar a ocorrência, além da observação em diversos ângulos diferentes, o que pode corroborar a linha de investigação e ajudar na resolução do acidente.
Análise de viabilidade técnica do uso de espaços de hidrelétricas para geração de energia com sistemas fotovoltaicos flutuantes : um estudo de caso na Usina Hidrelétrica de Itá
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2022-09-05) Arlindo, Nataly Weber; Fagundes, Saimon Miranda; http://lattes.cnpq.br/2137223908849947; Piazzetta, Guilherme Ranzolin; https://orcid.org/0000-0003-3969-9560; http://lattes.cnpq.br/5763934902287917; Kruger, Tarcisio Pollnow; http://lattes.cnpq.br/5134365460366600
Observa-se uma crise na geração de energia no Brasil. A geração por meio das hidrelétricas, que é a maior fonte de energia no Brasil, está apresentando baixas na geração por conta de crises hídricas ao longo da última década. A diversificação da matriz elétrica brasileira se torna uma necessidade, procurando por fontes renováveis para com- por a matriz. A geração de energia por meio de módulos fotovoltaicos está ganhando força não só pela questão sustentável, mas também pela diminuição dos preços no mercado e a melhoria de eficiência apresentada pelas células ao longo dos últimos anos. A instalação de usinas solares necessita de grandes áreas, portanto, o Brasil se mostra um país promissor para a utilização de reservatórios de hidrelétricas na instalação de painéis solares. Países mais desenvolvidos estão in- vestindo na energia fotovoltaica, principalmente em reservatórios de hidrelétricas e lagos artificiais. O Brasil possui alguns projetos pilotos com esse viés, mas não possui um investimento grande para essa tec- nologia. O último ano mostrou a energia solar de usinas fotovoltaicas centralizadas como a terceira fonte da matriz energética que mais cresceu, portanto, a instalação fotovoltaica ainda tem muito potencial para o crescimento. O presente trabalho busca uma análise do poten- cial de geração e melhor eficiência da geração na barragem da usina hidrelétrica de Itá. O trabalho conta com a análise de área, irradiação solar, posição da instalação. O software PVsyst foi utilizado para calcular a quantidade de painéis e o arranjo; também fornece análises de perdas no local e uma análise de geração fotovoltaica na região da usina.
Plugin de AutoCAD para automatização de etapas do desenvolvimento de projetos de instalações elétricas
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2022-05-01) Gomes, Matheus D’Amaral; Schmidt, Ana Elisa Ferreira; https://orcid.org/0000-0002-8433-0810; http://lattes.cnpq.br/4511107088250866; Argoud, Fernanda Isabel Marques; http://lattes.cnpq.br/5856388557011516; Coutinho, Marcelo dos Santos; http://lattes.cnpq.br/6143183876291096
Uma das formas de reduzir os riscos impostos pela utilização de energia elétrica em instalações prediais, e ainda aumentar a eficiência da execução das instalações e do sistema elétrico em si, se dá por meio da automatização de projetos de instalações elétricas, o que por sua vez não apenas reduz o tempo de projeto, como também minimiza erros humanos por conta da repetição de tarefas manuais. Desta forma, este trabalho, por meio do projeto e desenvolvimento de um plugin e testes de usabilidade deste, tem como objetivo validar a seguinte hipótese: é viável projetar e desenvolver um plugin para AutoCAD dedicado à automatização de etapas da criação de projetos de instalações elétricas? Os objetivos específicos incluem funcionalidades para: gerar de forma automática quadros de cargas, diagramas unifilares e listas de materiais; e sugerir a quantidade mínima de tomadas e da carga destinada à luminárias por ambiente da instalação. Por fim propõe-se a validação do funcionamento do plugin por meio de testes de usabilidade. Acerca da metodologia empregada, realiza-se uma pesquisa qualitativa, de natureza aplicada, objetivo exploratório-descritivo, método hipotético-dedutivo e adotando como procedimento técnico a pesquisa bibliográfica, documental e de levantamento de dados. As etapas de desenvolvimento, bem como os resultados, são apresentados e estão divididos entre análise das funcionalidades implementadas e análise dos dados gerados pelos testes, realizados com quatro profissionais com experiência na área, e são apresentados próximos ao término do trabalho. Por fim, conclui-se que a hipótese é confirmada por meio dos resultados e da análise destes, sendo que o feedback obtido durante a etapa de testes é positivo.
Sistema de monitoramento dos aquários do Instituto Federal de Santa Catarina Câmpus-Itajaí
(Instituto Federal de Santa Catarina, 2026-03-11) Quadros, Yan Schneider de; Antayhua, Roddy Alexander Romero; https://orcid.org/0000-0003-3975-8049; http://lattes.cnpq.br/2011893780704165; Petrovcic, Sérgio Augusto Bitencourt; https://orcid.org/0000-0002-8708-4061; http://lattes.cnpq.br/3809463496043823; Rodrigues, Eduardo Oliveira; http://lattes.cnpq.br/3617328288535232
Este projeto apresenta o desenvolvimento de um sistema automatizado para monitoramento de parâmetros físico-químicos em aquários do laboratório de piscicultura do IFSC – Câmpus Itajaí. O objetivo central foi substituir a coleta manual por uma infraestrutura de monitoramento contínuo, mitigando erros humanos e lacunas de dados em períodos de recesso. A arquitetura baseia-se em um microcontrolador ESP32 integrado a sensores de pH, temperatura e turbidez, com suporte para futura expansão de sensores de amônia, nitrito, oxigênio dissolvido e alcalinidade. Os dados são transmitidos via protocolo HTTP para um servidor local, que hospeda um backend em Node.js com persistência em banco de dados PostgreSQL e uma interface web responsiva desenvolvida em Next.js. Um diferencial crítico do sistema é o módulo de calibração interativo, que utiliza regressões matemáticas e travas de segurança baseadas no coeficiente de determinação (R²) para assegurar a confiabilidade das leituras. Os resultados demonstram que o sistema é funcional, escalável e capaz de garantir a continuidade do histórico de dados, viabilizando análises avançadas por meio da exportação de relatórios em formato XLSX.

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