1. RESUMO
A Internet das Coisas (IoT) pode ser definida como a capacidade dos mais diversos objetos e utensílios do dia a dia de se conectar à internet e, interligados em rede, passar a reportar informações acerca de seu estado e funcionamento e trocar essas informações com outros sistemas.
IoT também pode ser descrita como a conexão entre objetos físicos por meio de sensores, utilizando sistemas de comunicação. As chamadas “Coisas” trata-se de quaisquer objetos ou equipamentos, dotados de sensores e outros sistemas que funcionam de forma inteligente, possibilitando a obtenção de dados para gerar uma informação.
A Eficiência Energética pode ser definida como a forma de gerar a mesma quantidade de energia com menos recursos naturais ou obter o mesmo resultado de um serviço, processo ou, trabalho de um equipamento, com menos energia. Ela visa a continuidade da operação com redução de custos operacionais. Podemos dizer que um equipamento é eficiente, por exemplo, quando sua bateria tem maior duração enquanto gasta menos energia do que dispositivos similares.
Por meio de sensores de IoT, por exemplo, muitos processos podem manter a infraestrutura funcionando, através de uma gestão de energia eficiente, que auxilia em melhores rendimentos, tornando as empresas mais competitivas.
Esse trabalho tem por objetivo descrever exemplos e aplicações que unem o avanço tecnológico proporcionado pela Internet da Coisas, aos processos utilizando a Eficiência Energética, nos mais diversos ramos e segmentos.
Palavras-chave: Internet das Coisas, Eficiência Energética, Indústria 4.0, Cidades do Futuro, Cidade Inteligente, IoT na Medicina, Iluminação Eficiente.
2. INTRODUÇÃO
Nas últimas décadas, o uso cada vez mais intenso e popular de dispositivos móveis com acesso à Internet, tem gerado uma das maiores transformações nos meios de comunicação.
Com isso, o surgimento de novas tecnologias digitais, entre elas, a Internet das Coisas tem sido entendidas como a base para novos processos e o desenvolvimento de diversas áreas de serviço e da indústria.
No âmbito dos serviços, podemos citar diversas aplicações de automações públicas e/ou residenciais, desde a iluminação, até máquinas ou equipamentos eletrodomésticos, onde a Internet das Coisas pode monitorar ou gerenciar processos com Eficiência Energética.
No âmbito do desenvolvimento da chamada Indústria 4.0, é fundamental trabalhar na Eficiência Energética e em uma gestão mais eficaz e eficiente, utilizando a Internet das Coisas, para otimizar, monitorar e automatizar os processos, melhorar os produtos e serviços, garantindo a sua sobrevivência e permanência no mercado, trazendo aumento da produtividade e redução dos custos.
3. Desenvolvimento do assunto
Para que as empresas, de todos os setores, possam se manter competitivas, garantindo a sua sobrevivência, elas terão que se adaptar a este novo momento, investindo em projetos de energia eficiente, não só pela questão econômica, mas também pelas questões políticas, sociais e de sustentabilidade, que influenciam na opinião pública sobre sua imagem e no acesso a mercados.
A energia está presente em todas as atividades humanas e como não se encontra disponível de maneira direta na natureza, sendo obtida por meio de transformações de recursos naturais, seu consumo de forma adequada manifesta-se como um dos requisitos essenciais para a construção de um modelo de desenvolvimento sustentável (ROMÉRO; REIS, 2012).
A energia elétrica, é responsável pelo funcionamento da maior parte dos equipamentos e da infraestrutura de construções residenciais e comerciais, públicas e privadas. Ela pode ser utilizada, por exemplo, para gerar iluminação, movimentar máquinas e equipamentos para a produção, controlar a temperatura de ambientes, proporcionar segurança, preparar e conservar alimentos, realizar procedimentos médicos, transporte, telecomunicações, gerenciamento e processamento de informações, entre muitos outros (OLIVEIRA, 2015).
Neste sentido, é fundamental utilizar a energia de maneira racional, o que significa buscar o melhor e maior desempenho de uma instalação, com o mínimo de consumo, através do desenvolvimento de projetos que busquem a Eficiência Energética.
Há muitas vantagens na aplicação de projetos de Eficiência Energética, entre eles o aumento da segurança e da disponibilidade de acesso a serviços de energia, pois poupam-se recursos que são finitos; o aumento de produtividade e de competitividade industrial; a redução dos impactos ambientais, principalmente da emissão de gases poluentes e do efeito estufa.
Conforme estudos realizados pela Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI), a adaptação da indústria brasileira para o sistema 4.0, trará redução de custos estimados em cerca R$ 70 bilhões ao ano. Deste total, 10% estarão relacionados à eficiência energética.
Esses estudos, aliados às informações da Confederação Nacional das Indústrias (CNI), que menciona que cerca de 40% da energia consumida pelo setor é desperdiçada em problemas como perda de calor ou por iluminação insuficiente, mostra a importância do uso de todas as tecnologias digitais, como a Internet das Coisas, para que a Eficiência Energética seja um dos alicerces da Indústria 4.0.
Mesmo assim, se fizermos uma busca, em diversos sites que recomendam como se pode economizar energia, poderemos ainda encontrar muitos usuários que simplesmente seguem dicas semelhantes como as abaixo citadas:
– Evite acender lâmpadas durante o dia. Aproveite a luz do sol, abrindo bem as janelas, cortinas e persianas.
– Ao terminar de utilizar o computador ou de ver televisão? Desligue-o.
– Utilizar sempre o chuveiro elétrico na posição correta: “verão” quando o tempo estiver quente e “inverno” quando estiver frio.
– Ao comprar novos equipamentos para casa, sempre lembre optar por aqueles com selo Procel ou Conpet.
– Não abra a porta da geladeira sem necessidade, nem a deixe aberta por muito tempo.
– Evite dormir com a televisão ligada. Se ela tiver recursos de programação, use o timer.
As dicas acima estão corretas e devem ser seguidas, mas, se quisermos ser mais eficientes, devemos utilizar tecnologias disruptivas, como a Internet das Coisas (IoT), que possibilitam uma administração inteligente, pois auxiliam tanto na automação de processos quanto na diminuição do desperdício de recursos naturais, contribuindo com menores impactos negativos ao meio ambiente.
Um dos exemplos que se pode ter de uso de IoT para melhorar a Eficiência Energética em ambientes comerciais ou residenciais, por exemplo, é o uso de sensores que monitorem a iluminação e a temperatura externa e atuem nos ambientes internos.
Usando um projeto de IoT, os sensores podem trocar informações para acionar, de forma automática, o aumento ou diminuição da iluminação artificial, em função da entrada de luz natural externa, ou da presença de pessoas no ambiente. Ou acionar o sistema de ar condicionado, conforme a temperatura interna e externa, inclusive verificando quantidade de trocas de ar, se as janelas e portas estão abertas, se as cortinas e blecautes podem ser abertos ou fechados, qual a carga térmica presente internamente e, outros itens que possam influenciar no conforto térmico e luminoso dos ambientes.
A Internet das Coisas (IoT) pode trazer ideias valiosas em diversos aspectos da Eficiência Energética, como o melhor conhecimento sobre a gestão de consumo da energia em empresas industriais ou de serviços.
As soluções podem ser utilizadas de diferentes maneiras para gestão de energia nas empresas.
Os sistemas podem adquirir dados, por exemplo, através de sensores de consumo de energia em diversos equipamentos ou nas instalações elétricas, que podem executar ações ou tomar decisões de forma automática, ou então ajudar os gestores a entender, por exemplo:
– Quanto cada equipamento consome durante operação ou em repouso, acompanhando o consumo on-line ou praticamente em tempo real;
– Controlar contas e comparar com as faturas de energia enviadas pelas concessionárias. Analisar as melhores opções tarifárias;
– Analisar e controlar picos de demanda, ou seja, em que horário o gasto é maior e quais ações podem ser implementadas para maximizar a performance, reduzindo custos;
– A instalação de instrumentos de medição nos dispositivos existentes permite que eles informem sobre as condições de consumo de energia, pressão, umidade, temperatura, tempo de atividade ou inatividade, entre outras condições relevantes no ambiente industrial;
– Através da geração de relatórios detalhados do desempenho de ativos de energia, entender além do consumo por instalação, os desperdícios e ineficiências;
– Analisar o prazo de Retorno sobre o Investimento (ROI), visto que a solução proporciona uma redução dos custos operacionais;
– Automatizar e customizar tarefas que poderiam ser esquecidas ou negligenciadas, evitando prejuízos;
– Consolidar e analisar dados de energia de diversos pontos ou localidades. Trazendo conveniência e liberdade para os profissionais que realizam a gestão de energia, já que as “Coisas” podem ser acessadas pela internet, permitindo a administração em qualquer horário ou local, por exemplo, distribuindo essas informações para uma plataforma em nuvem de fácil acesso ao cliente;
– Prevenir riscos, e ser avisado rapidamente em caso de anormalidades ou desperdícios, principalmente quando integrado a outras informações ou tecnologias como Machine Learning (ML), já que podem identificar, por exemplo, equipamentos que apresentem falhas e precisam de manutenção preditiva.
Nesse último exemplo, situam-se as estratégias mais eficazes no gerenciamento de energia que requerem a utilização de tecnologias de ponta, que combinam Internet das Coisas (IoT) e modelos de Machine Learning (ML), tendo a necessidade não só de um projeto e instalações adequados, mas também de profissionais capacitados e com experiência para planejar, analisar e atingir os objetivos.
Atualmente, as soluções de IoT podem ser implementadas de forma tão abrangente ou específica, quanto o nível de sistemas embarcados, aproveitando e analisando os insights gerados através de Machine Learning (ML).
Com o uso dessas tecnologias associadas, os tomadores de decisões podem obter informações que reduzem significativamente o desperdício da empresa, além de otimizar ainda mais as operações do negócio. Pois esses modelos também permitem alertas e notificações em tempo real, bem como a automação de funções-chave e variáveis manipuláveis de processo que afetam diretamente a eficiência operacional.
A implementação de IoT é apenas uma parte do processo, pois com uma quantidade imensa de dados sendo comunicados (trafegando), é impossível para os operadores humanos analisarem tudo de maneira eficiente.
E, é aí que entra o Machine Learning (ML): para cada dispositivo conectado ao sistema, os algoritmos de ML começam a assisti-lo por algum tempo e aprendem a dinâmica da operação. Com eficiência e assertividade considerável, pode registrar indicadores de desempenhos específicos e mais importantes para cada processo ou dispositivo, como horas de trabalho, horas ociosas, folgas, consumo, além dos demais indicadores ambientais, como temperatura, pressão, umidade, etc.
Com base nos dados dos dispositivos conectados, os algoritmos desenvolvem uma imagem de qual é a melhor forma para alcançar mais eficiência, onde qualquer comportamento que se distancie desse intervalo é sinalizado como redução do rendimento operacional e da Eficiência Energética.
No âmbito da medicina, a Internet das Coisas (IoT) também tem suas aplicações em relação a Eficiência Energética, por exemplo, nos hospitais e clínicas, onde é necessário o monitoramento remoto de temperatura de geladeiras e freezers que mantém vacinas, medicamentos, hemoderivados e insumos termolábeis. O que contribui também com o aumento de segurança nessa área.
Isso porque, esses dispositivos IoT monitoram as condições ideais de temperatura e umidade de acordo com os padrões pré-definidos para cada tipo de necessidade. Sem falar que esse tipo de solução, que substitui o preenchimento manual de planilhas de controle, torna o seu processo mais eficiente e auxilia na redução de falhas e erros.
Ou seja, você consegue ter visibilidade da sua operação e consegue tomar decisões baseadas em dados gerados em tempo real.
Outra aplicação na área médica é o monitoramento através de sensores de IoT da performance e da eficiência energética de equipamentos, não só de energia elétrica, mas a eficiência do consumo de outros itens, como gases medicinais (oxigênio, óxido nitroso, ar comprimido medicinal) e até mesmo água e vácuo.
Uma outra área da Eficiência Energética onde tem sido muito utilizada a Internet das Coisas é no projeto luminotécnico (iluminação).
Até hoje, muitas empresas e serviços, públicos ou privados, ainda trabalham seu projeto luminotécnico somente substituindo lâmpadas tradicionais por luminárias de LED, imaginando que esse ainda é o passo que está a seu alcance, ou o mais econômico para alcançar a Eficiência Energética.
Embora as luminárias de LED durem quatro vezes mais que as lâmpadas fluorescentes e cerca de 25 vezes mais do que as incandescentes e, com o mesmo consumo de energia, elas iluminam, pelo menos, 20% mais que as lâmpadas incandescentes, gerando menos impactos ambientais, essas já não são as soluções mais suficientes para tratar a eficiência energética atualmente.
Apesar do investimento inicial poder ser mais elevado, a relação custo x benefício de um projeto eficiente com Internet das Coisas (IoT), em relação a uma simples substituição de lâmpadas, é muito mais vantajosa e, rapidamente é possível analisar e recuperar o investimento realizado (ROI).
Projetos luminotécnicos de Eficiência Energética utilizando Internet da Coisas (Iot) são cada vez mais comuns em instalações internas de indústrias, shoppings centers e grandes prédios comerciais, assim como em instalações externas de iluminação pública em estradas, parques e avenidas, principalmente nas experiências desenvolvidas nas chamadas cidades do futuro ou inteligentes, pois sua alta eficiência os tornam ideais para locais que necessitam de um gasto energético elevado, apresentando também um excelente retorno em todas as dimensões: socioeconômicas, políticas e ambientais sustentáveis.
4. CONCLUSÕES
Este trabalho objetivou exemplificar e abordar alguns temas relacionados ao conteúdo da Internet das Coisas (IoT) aplicado ao conceito de Eficiência Energética.
A dependência do ser humano em relação a energia elétrica, fundamental para o desenvolvimento econômico e social, demonstra a importância da busca pela adoção de métodos de utilização de energia, cada vez mais sustentáveis, limpos e menos agressivos ao meio ambiente, baseados em fontes eficientes e renováveis e, nesse sentido, a mudança dos hábitos de consumo da população, por si só, não tem demonstrado o resultado necessário. É fundamental a implementação de soluções como o uso da Internet das Coisas (IoT) para gerar a Eficiência Energética e alcançar resultados sustentáveis na utilização da energia.
Não há dúvidas de que proteger o meio ambiente é necessário e as empresas têm um papel importantíssimo nesta questão. Sabemos que a responsabilidade social das empresas agrega muito valor às suas marcas.
Portanto, o uso eficiente da energia é um passo importante para economia nos gastos com energia, minimizando o impacto ambiental com eficiência e segurança. ⠀
A maioria das grandes empresas irá implementar projetos utilizando IoT para a Eficiência Energética, pois a tecnologia já está disponível a custos relativamente baixos e com Retorno de Investimento (ROI) comprovado.
Os projetos e soluções trarão sustentabilidade para as empresas, não somente de abrangência ecológica ou benefício de marketing, mas na visão econômico-financeira que as empresas exigem para se manter competitivas.
No futuro, é provável que IoT e os modelos de Machine Learning (ML) sejam além de simples sugestões para tratar a Eficiência Energética e possam realmente automatizar processos complexos de forma autônoma.
5. REFERÊNCIAS
ABRADEE. ABRADEE. Setor Elétrico, 2017. Disponivel em: <http://www.abradee.com.br/setor-eletrico/visao-geral-do-setor>. Acesso em: 29 maio 2022.
BAJAY, S. V., Oportunidades de eficiência energética para a indústria: experiências internacionais em eficiência energética para a indústria, Brasília, DF, Brasil, 2016. Disponível em: <http://www.cni.org.br/portal/lumis/portal/file/fileDownload.jsp?fileId=FF8080812C8533A0012C988A67675A74>. Acesso em: 23 maio 2022.
CGEE. Redes Elétricas Inteligentes: contexto nacional. Brasília-DF: Centro de Gestão e Estudos Estratégicos, v. 16, 2012. Disponível em: https://www.cgee.org.br/documents/10195/734063/ Redes_Eletricas_Inteligentes_22mar13_9539.pdf/36f87ff1-43ed-4f33-9b53-5c869ace9023?version=1.5. Acesso em: 29 maio 2022.
Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Araranguá, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias da Informação e Comunicação, Araranguá, 2017. Title: A internet das coisas aplicada ao conceito de eficiência energética. Disponível em: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/182708. Acesso em: 24 maio 2022.
EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Eficiência energética na indústria e nas residências: no horizonte decenal (2010-2019). Rio de Janeiro: EPE, 2010. 46 p. Disponível em: <http://www.epe.gov.br/mercado/Documents/Série Estudos de Energia/20100809_4.pdf>. Acesso em: 24 maio 2022.
LAMBERTS, Roberto; GHISI, Enedir; PEREIRA, Cláudia Donald; BATISTA, Juliana Oliveira. Casa eficiente: consumo e geração de energia. Florianópolis: UFSC LabEEE, 2010. 76 p.
NATURESA, J.S., Eficiência Energética, Política Industrial e Inovação Tecnológica, Campinas, SP, Brasil, 2017. Disponível em: <www.bibliotecadigital.unicamp.br/document/?view=000795336>. Acesso em: 24 maio 2022. PROCEL (1), Plano Nacional de Eficiência Energética: Premissa e Diretrizes Básicas, Brasília, DF, Brasil, 2011. Disponível em: <http://www.mme.gov.br/mme/galerias/arquivos/PlanoNacEfiEnerg >. Acesso em: 23 maio 2022.
Engenharia na Saúde 
Você precisa fazer login para comentar.