Engenharia Elétrica

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A implementação da indústria 4.0 em sistemas legados
(2023-12) SILVA, Danilo; VAZ, Rodrigo; BENVENUTTI, Lucas; BEZERRA, William
Este artigo propõe uma avaliação teórica da aplicação do conceito da Indústria 4.0 em sistemas legados com a coleta de dados e utilização de sensores. Existe um desafio em convergir uma tecnologia legada para os conceitos da Indústria 4.0, nossa pesquisa concentra-se na utilização de sensoriamento e coletas digitais com o objetivo de entender e definir indicadores para o aumento da performance de máquina e operacional. Este estudo fornece base para a jornada da Indústria 4.0, propondo a utilização da etapa de visibilidade que corresponde ao terceiro nível de seis níveis, que mostra a maturidade do caminho para a Indústria 4.0.
Impacto financeiro da modernização da iluminação pública no parque da cidade em Joinville
(2023-12) JANTSCH, Marcelo; ARNOS, Marcelo; STIEVE, Victor
O Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) aborda a importância da eficiência energética na modernização da iluminação pública, com foco na substituição de lâmpadas de vapor metálico por luminárias de LED em uma praça na cidade de Joinville/SC. O estudo destaca os desafios das lâmpadas de vapor metálico, como baixa eficiência energética e limitada vida útil, propondo os LEDs como uma solução promissora. Os objetivos do TCC incluem a análise técnica da iluminação da Praça da Cidade, o design de um sistema de LED eficiente e seguro, e a avaliação do impacto financeiro da modernização. A pesquisa se concentra na comparação entre uma praça não modernizada e outra já modernizada. Utilizando um luxímetro, foram coletados dados de intensidade luminosa, evidenciando que luminárias de LED mais eficientes podem substituir as antigas com economia significativa. A escolha da praça para o estudo foi baseada na parte oeste do Parque da Cidade, comparando-a com a Praça das Palmeiras, já modernizada. A coleta de dados incluiu a medição da intensidade luminosa em ambas as praças. A análise demonstrou que luminárias de LED menos potentes supriram a intensidade necessária com maior eficiência. O estudo também abrange os custos da modernização, considerando a reutilização de infraestrutura existente. Foram detalhados orçamentos de fornecedores para luminárias e cabos, além de custos de mão de obra e equipamentos. Com a modernização, estima-se uma redução de R$1.787,73 nos custos mensais. O investimento total na obra é de R$148.397,96. A análise propõe um cálculo do tempo necessário para o retorno do investimento, dividindo o custo da obra pela economia de energia estimada.
Viabilidade de projeto de geração fotovoltaica como fonte de energia em duas regiões brasileiras
(2023-07-12) Franz Rodrigues, Gabriel
A geração de energia fotovoltaica está presente em muitas residenciais e indústrias. Essa ideia consiste basicamente em transformar a energia solar em energia elétrica. O Brasil possui uma vantagem com relação a energia solar, pois está localizado em uma zona inter-tropical e registra altos índices de irradiação solar durante o ano todo. Neste trabalho será estudada a viabilidade econômica de microgeração distribuída de energia fotovoltaica, conectada a rede de distribuição em duas cidades brasileiras: Joinville/SC e Santa Maria da Boa Vista/PE.
Geração eólica: estudo sobre os fundamentos e aplicação da fonte eólica para geração de energia elétrica
(2023-06-27) Machado, Dionatan de Oliveira; Antunes, Gabriel Ramos; dos Santos, Guilherme Alves; Riechel, Milena Cristiane Camargo
A geração eólica a cada ano que se passa se mostra como uma das fontes geradoras de energia elétrica com excelente potencial para suprir a complementaridade do sistema energético nacional, ou seja, o Sistema Integrado Nacional (SIN), sendo destacado que esta fonte de geração é responsável por 12,5% de toda a energia elétrica gerada no ano de 2022. O fato de ser uma fonte geradora com baixo impacto ambiental, também faz com que a geração eólica tenha um destaque positivo dentre os outros tipos de geração de energia elétrica. Desta forma, compreender as características, e conhecer cada etapa da geração eólica, vem se tornado um fator muito importante para a área de Engenharia Elétrica. Portanto este trabalho buscou por meio da construção de um protótipo apresentar estas características, demonstrando as etapas da geração de energia através da fonte eólica, desde a captação da energia cinética dos ventos até a alimentação da carga final. Apresentou se as medições, resultados e comportamentos de cada componente e demonstrou-se a viabilidade deste tipo de geração de energia elétrica, para que se alcance um desenvolvimento sustentável do setor elétrico nacional, não sendo dependente de apenas um tipo de fonte de geração de energia elétrica.
Estudo de caso de um projeto elétrico de uma subestação de 138 Kv
(2023-06-27) Longaretti, Adriano; Knies, Camila; Cesar dos Santos, Carlos; Amaral, Nelton
O presente trabalho apresenta um embasamento para iniciar um projeto elétrico de uma subestação com nível de tensão de 138 kV, mediante ao estudo de caso de uma subestação já existente de uma empresa do ramo metalúrgico. Serão apresentados os passos para o acesso ao sistema de distribuição, juntamente com os documentos necessários para a aprovação do projeto elétrico, junto à concessionária local, no caso a Celesc. Para a elaboração do projeto será respeitado às exigências da concessionária local, sendo utilizadas as normas técnicas brasileiras como base para especificações dos componentes, seguindo os procedimentos e orientações dos órgãos regulamentadores, como ANEEL e ONS. O trabalho contemplará a definição do tipo de subestação e arranjo de barras para posterior dimensionamento dos principais equipamentos da subestação, sendo lembrado também das exigências mínimas de proteção para uma subestação com nível de tensão de 138 kV.
Impactos sociais e ambientais da produção de energia solar
(2023-06-27) Da Cruz Jr, Edgar; Almeida dos Santos, Weslei; Yoske Catsuraiama, Leonardo
O uso da energia solar fotovoltaica é uma alternativa sustentável para a produção de energia elétrica, sendo uma fonte limpa e renovável. A pesquisa busca compreender a percepção da comunidade de Joinville em relação a essa energia e sua contribuição para a sustentabilidade. Também procura identificar os desafios e recomendar estratégias para aumentar a adoção da energia solar. Logo a energia solar fotovoltaica tem um potencial promissor, contribuindo para a redução das emissões de gases de efeito estufa. Comparada a outras fontes, como hidrelétrica e termelétrica, apresenta impactos socioambientais de baixa escala, a sustentabilidade é promovida pela energia solar, reduzindo as emissões e a poluição atmosférica. A percepção da comunidade sobre a energia solar está se tornando mais positiva, mas ainda existem desafios, como o investimento inicial e a falta de conhecimento. A pesquisa envolveu métodos qualitativos e quantitativos, analisando as opiniões e atitudes da população de Joinville.
Uso de sistema fotovoltaico na geração distribuída
(2022-12-09) Neves, Gustavo; Martins, William
O objetivo deste artigo é utilizar os padrões que regulamentam e norteiam a instalação de sistemas fotovoltaicos conectados à rede e aplicar os conceitos pautados por especialistas da área, tendo como foco principal: aplicar os conhecimentos adquiridos na realização do presente artigo, medir e apresentar os resultados obtidos. Também resume os aspectos normativos, apresentando os principais parâmetros de um sistema fotovoltaico aplicado na geração distribuída, disponibiliza o memorial de cálculo, o dimensionamento e a simulação de um projeto com a utilização do software PVsyst, assim como o cálculo de retorno de investimento de um consumidor (payback) visto que os módulos fotovoltaicos tem um tempo de vida útil de aproximadamente três décadas.
Eficiência energética no setor comercial com ênfase em inversor frequência para motores de torre de arrefecimento
(2022-12-06) Ferreira, Evilyn; Costa, Felipe; Pedroso, Wesley
O desenvolvimento do presente trabalho visa demonstrar um estudo de uma aplicação de inversores de frequência no acionamento de motores elétricos trifásicos, tendo como objetivo um aumento na eficiência energética, nesse caso os motores mencionados, são equipamentos principais de torres de arrefecimento de um sistema de ar condicionado em um prédio administrativo. Portanto, na apresentação do estudo foi proposto a modulação no regime de trabalho dos motores elétricos da torre e posteriormente uma redução no consumo de energia. O regime atual de funcionamento faz com que os motores trabalhem com 100% da sua capacidade em todo o tempo de atuação, logo, desde o momento de partida ele irá consumir o máximo de energia possível. Considerando que a torre de arrefecimento precisa fazer com que a água alcance uma temperatura estipulada, quando isso acontece os motores continuam trabalhando com a capacidade total e assim desperdiçando energia elétrica. A aplicação do inversor permite que haja um controle no regime de trabalho dos motores, possibilitando o controle da partida e variação da velocidade através da variação da frequência, sendo assim, os motores podem trabalhar com uma potência menor quando não requer sua capacidade total. O inversor de frequência diminui o consumo de energia na partida e no controle do motor, aumentando sua vida útil. Portanto, a determinação do cálculo do payback e efetividade do projeto proposto demonstra a eficiência planejada.
Projeto e desenvolvimento de um gerador de energia elétrica síncrono de polos salientes
(2022) Araujo, Jeferson Rodrigo; Rodrigues, Jean Carlos; Schicora de Almeida, Douglas Augusto
Este artigo descreve o estudo, simulação e construção de um gerador de energia elétrica a partir da utilização de peças de um motor trifásico disfuncional. Ao longo serão apresentados os conceitos de simulação por elementos finitos utilizando o software FEMM (Finite Element Method Magnetics), bem como a construção e dimensionamento de componentes e montagem do projeto. Além de novas soluções para dispersão de fluxo magnético. A presença de elementos mecânicos complexos na confecção do conjunto, torna-se um desafio. Abrangendo fatores como, resistências dos materiais e viabilidade econômica. Consubstanciando diversas áreas de conhecimento específico. Por fim a construção mostra-se satisfatória, uma vez que, é surtido tensão entre os terminais da bobina do estator quando é concebido movimento mecânico ao protótipo, cumprindo o objetivo de geração de energia elétrica.
Eficiência energética na indústria com ênfase em motores para torre de resfriamento
(2022) Bernardes Jr, Jean; Marques, Letícia
O trabalho desenvolvido tem como objetivo apresentar um estudo de eficiência energética, tendo ênfase na aplicação de um inversor de frequência para o acionamento do motor elétrico em uma torre de resfriamento na indústria em um processo de moldes/macharia. Desse modo, a análise abrange o consumo de energia elétrica a partir da utilização do motor elétrico trifásico. Visando a redução no consumo de energia no processo, foi elaborado um estudo que define uma solução diretamente aplicada na economia de energia elétrica no ciclo de trabalho da torre. Constatando que atualmente o motor atua com torque máximo sem variadores de velocidade, resfriando a água mais do que o processo solicita e, portanto, consumindo energia elétrica de forma desnecessária, a aplicação do inversor de frequência proporciona a variação de velocidade do motor para que durante o período em que a máquina não esteja em seu estágio de maior exigência, o motor elétrico reduza sua velocidade. Considerando os custos de aquisição do inversor de frequência para o acionamento do sistema, e a economia de energia durante um período, determina, portanto, o tempo de payback e a viabilidade do projeto. O sistema de acionamento com inversor de frequência de frequência reduz o consumo de energia e facilita no momento da partida do motor.
Estudo de caso para aplicação de projeto preventivo para área comercial – cursos de engenharias – Unisociesc/ campus Joinville
(2021) Leite Nascimento, Caio Eduardo Leite
O sistema de projeto preventivo engloba o sistema de descargas atmosféricas, iluminação de emergência e sistema de alarme de incêndio. Neste artigo será apresentado fundamentos para desenvolvimento de um projeto preventivo, segundo as normas da NBR 5419/17.240 e a IN-01/02/10/11/12 do corpo de bombeiros militar e como aplicá-las e dimensioná-las em um projeto, demonstrados no estudo de caso de um projeto comercial onde será projetado o sistema de descargas atmosféricas, sistema de iluminação de emergência e sistema de alarme de incêndio.
Maleta didática de sensores industriais para estudo de efeitos físicos e aplicações
(2021-12-24) Junior, Marcos Paulo Rau; Pacheco, João Antônio Leal
Em estudos na área de automação de sistemas industriais, comerciais, automobilísticos, domésticos, etc., é estritamente necessário determinar suas condições ou variáveis do sistema. Sendo necessário dessa forma, obter valores de variáveis físicas do ambiente que deseja-se monitorar, sendo esse, o trabalho realizado pelos sensores. Os sensores são amplamente utilizados em circuitos a fim de informar sobre eventos que venham a ocorrer externamente, por exemplo, sobre o qual ele deva atuar, ou a partir de qual ele deva comandar determinada ação.
Proposta de eficiência energética do equipamento shop ventilation em uma indústria automotiva
(2021-11) Will, Alexandre; Santos, Francesmin Lima dos
O presente artigo abordará a assunto de eficiência energética através do emprego de um inversor de frequência, com acionamento automático através de um controlador lógico programável, que atuará no controle de velocidade automático de um motor trifásico de indução de gaiola. O emprego deste equipamento com a automação em conjunto, pode gerar uma eficiência energética de grande impacto no consumo de energia elétrica. Um breve conceito de inversores e de motores elétricos de indução trifásicos de corrente alternada. Aplicações de controle de velocidade em motores com o uso de inversores de turgência vetorial e escalar. Concluindo com uma análise do impacto no consumo de energia de um motor de que opera 24 horas por dia, 365 dias no ano.
Estudo de viabilidade de implantação de dispositivos e sistemas elétricos de segurança para máquinas de fundição
(2021-12-26) Ercolino Junior, Pedro; Dos Santos, Leonardo
Estudo de viabilidade técnica para implantação de dispositivos e sistemas elétricos de segurança para máquinas do processo de fundição, com o comparativo do funcionamento e implementação de segurança para a operação de máquinas atendendo integralmente as normas regulamentadoras NR-10 e NR-12, utilizadas na implementação da segurança dos dispositivos e sistemas elétricos necessários para a partida e parada, bem como na operação das máquinas ou equipamentos dedicados, respectivamente, por meio de comparação de seu funcionamento apontando seus principais riscos.
Eficiência energética em placas solares com o uso de bases automatizadas
(2021-11-24) Steuernagel, Thais Brancher; Calixto, Otávio da Cunha
O abrangente mercado de energias limpas e sustentáveis com o passar dos anos vem resultando na motivação dos consumidores de energia elétrica para procurar diferentes tecnologias em busca de satisfação das necessidades energéticas juntamente com uma redução de custos e danos ao meio ambiente. Desse modo, este projeto tem como objetivo incentivar a utilização da energia solar além de oferecer uma forma com que se possa obter uma versatilidade maior do sistema fotovoltaico e aproveitá-lo de forma mais rentável.
Avaliação do projeto do SPDA e das instalações elétricas de uma estrutura predial comercial
(2021-11-25) Moreira, Claudemir; Bilibio, João Pedro
O tema segurança das instalações elétricas não é novo no Brasil, porém sempre foi dependente de iniciativas particulares de empresas, entidades de classe e outros atores que incentivaram a educação, a adoção séria das Normas Técnicas desde o projeto da instalação, especificação e uso de materiais adequados e conformes a seus requisitos técnicos e a montagem correta. Somente essas ações não se mostraram totalmente eficazes ao longo do tempo, uma vez que o caráter voluntário para o cumprimento das Normas Técnicas não tem sido suficiente para conscientizar o mercado para a importância do tema. Este cenário se mostra adequado para a adoção do conceito de avaliação da conformidade de produtos e serviços, envolvendo ou não uma terceira parte independente, a exemplo do que vem sendo feita em outros países. Este trabalho apresenta os conceitos principais adotados nos processos de avaliação da conformidade do projeto de SPDA e instalações elétricas de um edifício comercial.
Gestão de energia e eficiência energética aplicados a uma indústria de automação industrial
(2021-11-25) RIBAS, OERICKES; SCHAFER, KHETILLYN
O consumo de energia elétrica apresenta uma das maiores oportunidades de redução de custos no setor industrial. Desse modo, uma boa gestão do consumo de energia elétrica e aplicação de ações de eficiência energética para melhor uso desse recurso ganham cada vez mais destaque em todos os ramos da indústria. Entretanto, ainda há muito para evoluir em relação à gestão deste recurso no setor industrial, principalmente quando analisado o atual cenário de uso final de energia no Brasil.
Análise do Processo Produtivo e o impacto da falta de Manutenções preventivas em uma Indústria de Filtros Automotivos
(2021-11-25) Augusto Kniss, Marcelo
O uso racional da energia pela indústria é uma alavanca fundamental para garantir o desenvolvimento industrial sustentável. Muitas vezes para obter a eficiência energética precisa-se analisar, otimizar processos e equipamentos, assim reduzindo o consumo de energia e os desperdícios na produção de bens e prestação de serviços, sem comprometer a sua qualidade. Porém muitas vezes em busca do melhor aproveitamento energético, empresas deixam de se preocupar com as manutenções preventivas de seus equipamentos ou até mesmo na melhoria do processo produtivo. Este artigo tem como objetivo avaliar formas de reduzir os custos através da melhoria do processo produtivo do setor de moldagem por injeção e implementar um plano de manutenção preventiva nas máquinas em estudo, utilizando como base do artigo uma análise sobre a eficiencia energética dos motores das Injetoras na empresa de filtros automotivos em questão.
Sistema de monitoramento de consumo elétrico de uma mineradora de criptomoedas via supervisório
(2021-12-24) Correa, Lucas Gabriel; Dal'magro, Fernando Luiz
Este artigo tem por finalidade apresentar as etapas no desenvolvimento de um dispositivo capaz de medir os dados de corrente elétrica e tensão e convertê-los nos valores de potência consumida. Estes valores são referentes ao processo de mineração de criptomoedas realizado por uma mineradora de pequeno porte e serão usados para gerar os valores, em Reais, gastos neste processo. O equipamento usa de sensores para a captação dos dados e o uso de um microcontrolador para geri-los e os enviar a um banco de dados desenvolvido pelos autores em SQL Server, onde os mesmos serão computados e enviados à um sistema supervisório desenvolvido em linguagem de programação C#, dando assim, fácil acesso a estas informações para o usuário da mineradora. Por meio dos resultados que serão exibidos pelo sistema supervisório, o minerador poderá ter um maior controle do lucro real que obteve através da mineração de criptomoedas, haja visto que o usuário terá acesso em tempo real do quanto há sido gasto em tal processo e poderá com base nisso, se posteriormente assim o desejar, mudar o tipo de criptomoedas por ele minerada.
Eficiência energética no forno a indução
(2021-11-24) FLORENTINO, Djonathan Resendes; Toledo, Rafael Fernandes de
Foi aplicado uma melhoria no setor da fundição, que tem como principal objetivo a eficiência dos fornos a indução. O começo dessa implementação, foi a partir da melhoria de sistema de pesagem, que anteriormente não havia nenhum tipo de controle, onde como consequência, o operador poderia pesar a quantidade que desejasse. Com a melhoria, o técnico responsável insere a pesagem correta em um supervisório que aparecerá para o operador através da IHM, no qual na hora do abastecimento, não consegue ultrapassar a pesagem solicitada, uma vez que, o programa irá bloquear, não permitindo ir carga em excesso para os fornos. Na parte do forno fusor, foram implementados dois displays e uma coluna luminosa, onde o operador poderá ver através de um display, potência do forno e tempo de fusão. Com a coluna luminosa, ele identifica que o forno está em baixa potência, uma vez que a mesma estiver na cor verde, e quando se encontrar em vermelho, ele saberá que está no final da fusão, fazendo com que assim, o operador desligue e bascule o forno, ganhando alguns minutos para iniciar a próxima fusão e assim economizando energia.

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