Trabalhos de Conclusão de Curso
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- Análise e reformulação da iluminação situada no estacionamento de um shopping na cidade de Erechim no norte do estado do Rio Grande do Sul(2024) Balestrin, Rudinei Cesar; Bordignon, SérgioEste trabalho propõe, de forma prática, apresentar uma solução de luminescência para um local privado, especificamente o estacionamento de um shopping, que apresenta tecnologia defasada e até obsoleta para os padrões atuais. Como metodologia optou-se, inicialmente pela revisão bibliográfica, abordando projetos propostos por reconhecidos autores que tratam da área de luminotécnica, bem como as normativas vigentes que norteiam e oferecem credibilidade legal ao estudo. Numa segunda etapa foi efetivada a proposta, sendo realizado levantamento in loco de todas as variáveis, oriundas e inerentes, que podem alterar e onerar os custos da melhora técnica. Realizou-se medição inicial em lux do local em estudo com base nos pressupostos de medição apresentados na literatura, foi selecionado o método ponto a ponto para esta aferição, a qual foi realizada e comprovada por meios matemáticos. Com base na medição foram simulados novos cenários de luz com algumas marcas e modelos. Após definição da marca efetivou-se a compra e realizaram-se análises financeiras de payback e retorno sobre o investimento. Posteriormente à substituição, como resultados, observou-se eficácia do projeto com a medição final evidenciando ganho energético e adequação das normativas. Conclui-se, portanto, que o projeto teve êxito e resultou em melhoria significativa na luminosidade do local oferecendo, inclusive, conforto visual.
- Estudo de proteção e seletividade de uma subestação de média tensão com unidade geradora e consumidora(2024) Carbonelli, Lucas; Bordignon, SérgioEste trabalho apresenta um estudo de caso de um sistema de proteção de uma empresa metalúrgica localizada no Alto Uruguai, que será responsável por garantir a segurança do local, dos equipamentos instalados e dos funcionários, encontra-se instalado dentro do cubículo de média tensão que está presente na subestação de 13,8 kV. A subestação possui 2 transformadores, um de 1 MVA e um de 300 kVA. O cubículo de média tensão é alimentado por energia vinda da concessionária vigente CPFL e por energia vinda da geração solar. O sistema de proteção possui 3 unidades, unidade geradora, unidade consumidora e unidade geral. Na unidade geradora ou solar as proteções necessárias foram definidas através das normas vigentes para paralelismo com a rede, com os dados de curto-circuito fornecidos pela concessionária aplicou-se uma metodologia para determinar a parametrização das funções de proteções que o relé URP6000 será responsável por efetuar. A mesma metodologia foi aplicada para as outras unidades, porém, se utiliza um relé diferente pela simplicidade das unidades. Além disso, um memorial de cálculo foi realizado para dimensionar os transformadores de corrente responsáveis por realizar a aferição de correntes presentes no cubículo e também os transformadores de potencial responsáveis pela aferição de tensões e alimentação dos componentes de proteção. Por fim apresenta os coordenogramas de seletividade entre as unidades de proteção e uma seleção de componentes para o sistema de proteção. O projeto integrou uma subestação com geração fotovoltaica de 1300 kVA, focando na redução de custos e geração de receita. Foram realizados estudos de proteção e configurados dispositivos para garantir a segurança e eficiência do sistema, servindo como base para futuras implementações.
- Correção do fator de potência de cargas monofásicas utilizando microcontrolador(2024) Renner, Juliano Anthoni; Stankiewicz, Adilson LuísNeste trabalho, foi desenvolvido e testado um sistema para correção do fator de potência, composto por três blocos principais. Inicialmente, foi projetado um circuito para medição e processamento dos sinais de corrente e tensão da rede elétrica, utilizando detectores de passagem por zero para identificar a defasagem entre os sinais. O segundo bloco foi responsável pelo controle dos dados adquiridos, utilizando um microcontrolador programado para calcular o fator de potência com base nas leituras de corrente e tensão. Esse microcontrolador também determinava, conforme a necessidade, o acionamento de capacitores de correção na rede. O terceiro bloco foi dedicado ao acionamento, onde um relé era responsável por conectar os capacitores à rede quando o fator de potência permanecia abaixo de 0,92 por determinado período. Todo o processo foi simulado e posteriormente implementado em um protótipo funcional. Os testes demonstraram a eficácia do sistema, com os detectores de passagem por zero operando de forma confiável e o sensor de corrente apresentando medições aceitáveis quando comparado a um amperímetro. A programação realizada mostrou-se eficiente, corrigindo o fator de potência. Apesar de pequenas divergências entre os resultados do protótipo e das simulações, devido às variações da rede, o sistema como um todo funcionou conforme esperado, contribuindo para a melhoria da eficiência energética do sistema.
- Análise de viabilidade para empresa de energia fotovoltaica na pecuária leiteira(2024) Patzlaff, Jean Lucas; Rigoni, Glênio Luis de VasconcellosA produção de energia elétrica por meio de painéis fotovoltaicos aumentou significativamente nos últimos anos devido aos diversos benefícios, como a economia na fatura de energia e a valorização do imóvel. A implantação de painéis solares apresenta um custo inicial elevado, necessitando de um estudo técnico e financeiro que justifique sua utilização. O objetivo do presente trabalho é explorar o potencial do uso de painéis fotovoltaicos para a pecuária leiteira. Inicialmente, foi realizado um estudo de caso aplicado, que consiste na análise das previsões técnicas e econômicas da implementação de sistemas fotovoltaicos em uma propriedade de pecuária leiteira específica. Com esse estudo, foram obtidos resultados importantes sobre a opção de adoção de energia solar na pecuária leiteira por meio de uma análise de viabilidade técnica e econômica, resultados como a economia na fatura de energia e aumento da sustentabilidade da propriedade. Com esse entendimento, foi possível realizar o estudo para abertura de uma empresa na área de energia solar para o setor agrícola. Para tornar o estudo consolidado, foi elaborado um plano de negócio e um plano de sustentabilidade. No estudo de caso, são considerados fatores como a demanda energética da propriedade, características geográficas, disponibilidade de recursos e incentivos governamentais. Conclui-se que a adoção de sistemas fotovoltaicos na pecuária leiteira não apenas viabiliza a redução de custos operacionais e o aumento da sustentabilidade, mas também apresenta um mercado promissor para investimentos no setor agrícola.
- Análise dos impactos dos sistemas de microgeração distribuída fotovoltaica na qualidade de energia elétrica das redes de baixa tensão(2024) Franceschi, Gabriel Primo; Zaions, Deividi FelipeBuscando por soluções para geração de energia de forma limpa e sustentável, os avanços nas tecnologias possibilitaram a geração de energia através da radiação do sol, assim conhecida como geração solar fotovoltaica. A implementação desses sistemas de geração, por meio de pequenos geradores alocados em diversos pontos do sistema elétrico, através do que chamamos de Geração Distribuída, em que os consumidores podem gerar sua própria energia e injetar o excedente na rede das concessionárias. Entretanto, as redes de distribuição, que foram projetadas para suprir apenas a demanda de um curso unidirecional de energia, estão sendo afetadas pelo chamado fluxo bidirecional de energia, pois os consumidores além de utilizar da energia fornecida aos mesmos, também injetam energia na rede. Este trabalho se baseia no estudo de caso de um consumidor atendido em baixa tensão, onde foram aferidos os parâmetros de qualidade da energia antes e depois da conexão de uma usina de microgeração distribuída por fonte solar fotovoltaica. Da mesma forma, foi realizada uma simulação em software computacional, utilizando das mesmas características reais do local da unidade consumidora com geração própria. Inicialmente sem a conexão da microgeração, os parâmetros de qualidade de energia se caracterizavam como adequados, segundo o Módulo 8 do PRODIST (Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no sistema Elétrico Nacional), normativa regulamentadora referente a Qualidade do Fornecimento de Energia Elétrica, porém após a inserção da geração, notou-se um impacto extremamente negativo, excedendo dos limites normatizados o nível de tensão, se caracterizando como crítico, tanto na simulação quanto no estudo de caso. Chegou-se à conclusão de que a conexão de sistemas fotovoltaicos pode causar distúrbios nas redes de baixa tensão, com destaque para ocorrência de sobretensão, que pode danificar equipamentos dos consumidores e demandar adequações nos sistemas regulação e proteção das redes, por parte das concessionárias. A estrutura interconectada do sistema elétrico brasileiro potencializa esses impactos, tornando indispensáveis estudos e soluções para mitigar os efeitos dessa nova forma de geração de energia.
- Sistema de transmissão de energia sem fio por radiofrequência para alimentação de sensores sem fio(2024) Loreian, Eduardo Spanhol; Zaions, Deividi FelipeO presente trabalho propõe o estudo e desenvolvimento de um sistema de transmissão de energia sem fio por radiofrequência com objetivo de alimentar sensores sem fio. A fundamentação e contextualização foram realizadas com base na revisão bibliográfica, que apresenta um histórico da transmissão de energia sem fio, destacando os pioneiros como Nikola Tesla e os avanços tecnológicos subsequentes que tornaram essa tecnologia viável para aplicações modernas. Diferentes métodos de transmissão são explorados, incluindo acoplamento indutivo, ressonante e capacitivo, além da transmissão por laser e micro-ondas. Conceitos fundamentais como ondas de rádio, propagação em espaço livre e casamento de impedâncias são abordados, juntamente com os componentes chave do sistema, como transmissores, receptores, colheita de energia e antenas. Em seguida foram definidos os componentes do sistema, primeiramente o circuito transmissor, composto por um Phase-Locked Loop para estabilização da frequência, um oscilador controlado por tensão, um amplificador de potência, um filtro passa-faixa e uma antena transmissora. Com foco na comparação de desempenho, foram projetados três receptores utilizando diferentes métodos de retificação: retificador de onda completa, retificador multiplicador de tensão com dois diodos e multiplicador de tensão Dickson. Os receptores foram desenvolvidos tendo como foco operar com uma antena compacta adequada para captar o sinal de radiofrequência, um filtro passa-faixa LC para filtrar a faixa de frequência desejada e o circuito retificador. O sinal de radiofrequência recebido é inicialmente convertido em corrente alternada pela antena e, em seguida, transformado em corrente contínua pelo circuito retificador. A partir disso, foram simulados circuitos essenciais, como o oscilador e o filtro passa-faixa, fundamentais para o correto funcionamento do sistema de transmissão. Posteriormente foram realizadas simulações para o sistema do receptor, os três circuitos retificadores do receptor e o filtro LC do circuito foram simulados. Permitindo avaliar o desempenho do filtro e de cada método de retificação, onde o retificador multiplicador de tensão Dickson apresentou o melhor desempenho. Em seguida, foram construídos três protótipos do receptor utilizando placas perfuradas de fenolite como base para os componentes. Foram realizados testes no modo de colheita de energia e utilizando um transmissor pré-fabricado, alimentando os receptores a uma distância de três metros. Durante os testes, observou-se que somente utilizando o transmissor foi possível obter tensões superiores a 3V, o que indicou que o modo de colheita de energia, apesar de funcional, não foi capaz de fornecer a potência desejada. Por fim, a análise comparativa dos protótipos demonstrou que os receptores com retificação de onda completa e multiplicador de tensão com dois diodos não forneceram tensão estável ou suficiente para alimentar o sistema do sensor de forma contínua. Em contrapartida, o multiplicador de tensão Dickson se destacou por fornecer energia estável para alimentar o sistema. Diante dos resultados obtidos, conclui-se que, para sistemas de sensores sem fio de baixa potência, o receptor com retificador multiplicador de tensão Dickson se apresenta como a alternativa mais eficiente e confiável. Sua capacidade de fornecer energia estável destaca-se frente às limitações observadas nos outros protótipos, tornando-o uma solução promissora para aplicações que demandam eficiência e estabilidade energética.
- Desenvolvimento de um medidor portátil de umidade de grãos de soja(2024) Sbardeloto, Eduardo Sachet; Baratieri, Cássio LucianoA soja é cultivada no Brasil há mais de cem anos e, atualmente, o país é o maior produtor mundial do grão. Portanto, é indispensável a utilização de tecnologias voltadas à agricultura, a fim de garantir o alto padrão dos produtos destinados ao mercado. A determinação do teor de umidade dos grãos é de grande relevância no setor agrícola, visto que esse parâmetro é fundamental para definir a qualidade do produto. Na colheita, é importante o conhecimento sobre o teor de água contido nas sementes, buscando reduzir as perdas ocasionadas pela colheitadeira. Na armazenagem, é recomendável que os grãos apresentem um teor de umidade de até 13%, evitando a contaminação por fungos, bactérias e insetos. No ato da comercialização, o armazém aplica descontos que podem chegar a 2% para cada ponto de umidade que exceda 14%. Tendo em vista a importância deste monitoramento, este trabalho propõe o estudo e o desenvolvimento de um medidor portátil e de baixo custo para determinar o teor de umidade em grãos de soja de forma prática e rápida. No protótipo desenvolvido, o microcontrolador realiza a leitura da frequência de operação do sensor, convertendo-a em um valor percentual de umidade, que é exibido ao usuário em um display. O sensor é constituído por um capacitor de placas paralelas, local onde a amostra é depositada para a análise. O circuito oscilador é composto por um CI NE555P configurado no modo astável, responsável por gerar uma onda quadrada conforme o comportamento do capacitor sensor. A placa de desenvolvimento ESP32 Dev Kit V1 foi utilizada para receber o código da programação, elaborado em linguagem C++. A calibração do protótipo foi realizada através da determinação da umidade de seis amostras de soja pelo método da estufa a 105 °C. A partir dos resultados obtidos, foi elaborada uma reta de regressão linear relacionando os percentuais de umidade encontrados com a frequência média obtida pelo capacitor sensor em três medições de cada amostra. A equação da reta foi inserida na programação do microcontrolador a fim de fazer com que a frequência lida seja convertida em percentual de umidade. Para realizar a aferição do protótipo, efetuaram-se ensaios de medição do teor de umidade em amostras de soja contendo diferentes teores de água. Os resultados dos ensaios foram comparados aos resultados de um equipamento de referência. Diante disso, concluiu-se que o protótipo desenvolvido apresentou um funcionamento confiável e preciso em amostras com teores de umidade entre 10,8% e 21,2%, porém não mostrou um bom desempenho em grãos com cerca de 30% de umidade.
- Automação de sistema de bombas para melhoria de processo em indústria alimentícia(2024) Santos, Denilson Zatti dos; Baratieri, Cássio LucianoEste trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um sistema de automação para bombas. O incentivo para este estudo foi à visita a uma empresa produtora de alimentos que utiliza bombas para a transferência de produtos. Para aprimorar o processo, um protótipo à automação do processo tem sido projetado e implementado para que o sistema se torne mais seguro para operação, gerando maior eficiência para a produção e diminuir intervenções de manutenção. A implantação do resultado do presente estudo proporcionará a melhoria dos processos industriais resultando em qualidade, padronização, segurança, efetividade e rapidez. Para evidenciar a importância realizou-se a revisão bibliográfica apresentado conceito de automação industrial e como ele está atualmente inserido na indústria, conceito e utilização do controlador lógico programável (CLP), aplicações com bombas e componentes elétricos utilizados em automações. Toda a metodologia formatada tendo como referência um sistema mais seguro, para isso são inseridos sensores e atuadores, dessa maneira foi possível ter barreiras que garantam o pleno funcionamento dos equipamentos. Já a programação foi escolhida a ladder, pois hoje é muito difundida no ambiente industrial. Com a conclusão foi evidenciado a eficiência do sistema, com o sistema de proteção é possível garantir com confiança o funcionamento do sistema pré-definido.
- Atualização do sistema de proteção de um transformador de alta tensão de 138kV/44kV(2023) Vieira, Vagner Bagnara; Bordignon, SérgioEste trabalho tem o objetivo de realizar a atualização das proteções intrínsecas e externas de um transformador de alta tensão, 138kV/44kV. Primeiramente conceitua-se a partir das bibliografias estudadas, a filosofia utilizada em sistemas de proteção e os equipamentos utilizados na sua configuração, com ênfase em proteção de transformadores. O contexto do trabalho parte das proteções existentes, que já estão obsoletas, e projeta a mudança delas por um sistema novo e mais tecnológico com relé digital que tem capacidade de processar muitas funções em paralelo, incrementando o sistema de proteção do transformador. O estudo demonstra as diversas funções de proteção a ser utilizada no projeto, passando pelas proteções externas e intrínsecas do transformador, demonstrando a sua importância dentro do contexto da aplicação. Também está presente a forma de cálculo das principais proteções e os métodos de testes a ser utilizado. A substituição de relés obsoletos por um relé com tecnologia de ponta, traz um enorme ganho e maior confiabilidade para o sistema de potência. A realização de testes em bancada é uma ferramenta que auxilia na descoberta de possíveis falhas que em testes reais, na futura instalação em campo, já estão superadas. Para os testes foi utilizado protocolo da norma IEC-61850, criando uma rede ethernet com a conexão dos equipamentos de teste e relé. Obteve-se resultados satisfatórios para os testes em bancada dando uma ótima prévia dos futuros testem em campo, que poderão sugerir alterações necessárias.
- Estudo e desenvolvimento da automação do sistema de climatização de um aviário(2023) Zortea, Tiago André; Peres, Fernando Luís TartariEste trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento da automação da climatização de um aviário. Para contextualizar o tema proposto foi realizado uma revisão bibliográfica sobre o histórico de sistemas já existentes, automação, bem como os dispositivos utilizados. O projeto tem como objetivo o controle dos ventiladores, exaustores e bomba de aspersão de forma automática, conforme temperatura e umidade do ar desejada. Para tanto, realizou-se um estudo do funcionamento do sistema atual e dos principais problemas apresentados no processo de climatização do ambiente. A partir dessa situação, propõe-se um projeto de automação do sistema. O projeto de automação tem como principal dispositivo, o controlador lógico programável WEG CLIC 02 12HR-D, onde é realizada a programação da lógica da automação em linguagem Ladder. Por fim, foram apresentados os resultados das simulações em ambiente computacional e implantado no Aviário. Os resultados com a automação demostraram eficiência, melhoraram o bem estar das aves e como consequência ouve um aumento na produtividade da granja.