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TÉCNICO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL INTEGRADO AO ENSINO MÉDIO
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Aproveitamento da energia solar para redução de custos com energia elétrica
Autores: Amanda Sabrieli Bolgenhagen, Emanuele Wietthauper, Jadna Célica Motta, Yohanna Oliveira, Julian Cezar Giacomini*
*Autor para correspondência: julian.giacomini@iffarroupilha.edu.br
RESUMO: O uso de fontes renováveis de energia está se tornando uma realidade cada vez mais próxima do nosso cotidiano. Neste cenário, se destaca a energia solar, a qual traz muitos benefícios à sociedade. Caracteriza-se por ser uma fonte de energia idealmente infinita e com reduzido impacto ambiental. Quanto mais aplicações renováveis são postas em prática, melhor será a expectativa de um meio ambiente mais sustentável. Tendo em vista os gastos excessivos com energia elétrica no Instituto Federal Farroupilha (Campus Panambi), busca-se neste trabalho um meio de reduzi-los, inserindo a energia solar como fonte alternativa. Através da Prática Profissional Integrada, também se pretende adquirir um melhor entendimento sobre a energia solar, sendo realizada a construção de um protótipo utilizando painéis solares que captam a luz solar por meio do efeito fotovoltaico, convertendo-a em energia elétrica. O projeto busca suprir 90% dos gastos com energia elétrica convencional. Logo, chegou-se a conclusão de que são necessários 540 painéis fotovoltaicos de 330 watts cada, totalizando uma área mínima necessária para sua instalação de 1425,60m². Esta área já se encontra disponível na própria estrutura dos prédios da instituição (telhados). Aproximadamente, o preço do investimento é de R$589.190,00. Portanto, a pesquisa e a aplicação de sistemas fotovoltaicos faz com que esta energia se torne mais competitiva frente as demais fontes não renováveis. Além disso, existe a possibilidade de ampliação da oferta de geração de energia elétrica próxima aos consumidores (geração distribuída), reduzindo custos com transmissão de energia elétrica.
Palavras–chave: Energias renováveis, Energia solar, Redução de custos.
Energias renováveis, Energia solar, Redução de custos.
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Autores:Fabiana Luiza Schefer, Glenda T. C. da Silva, Laura Vitoria de Souza, Luis Henrique B. Martins, Julian Cezar Giacomini
*Autor para correspondência: julian.giacomini@iffarroupilha.edu.br
RESUMO: De acordo com o tema da Prática Profissional Integrada, este trabalho possui como objetivo analisar a energia hídrica como fonte de geração de energia elétrica, tendo em vista que se configura na fonte de energia renovável mais utilizada no Brasil. Buscou-se também apresentar aspectos sobre a estrutura e funcionamento das usinas hidrelétricas. Segundo dados da Empresa de Pesquisa Energética (2019), o Brasil dispõe de um sistema de geração com capacidade instalada superior a 150 GW, com predominância hidrelétrica. Essa predominância decorre da extensa superfície territorial do país, com muitos planaltos e rios caudalosos. O potencial hidrelétrico brasileiro é estimado em 172 GW, dos quais mais de 60% já foram aproveitados. Após a sua criação no século XIX, em Wisconsin, Estados Unidos, as pesquisas sobre usinas hidrelétricas foram se expandindo até chegarem na alta fonte de energia renovável atual. Estruturalmente, uma usina hidrelétrica é formada por uma barragem, vertedouro, sistema de captação de água, casa de força e sistema de restituição da água ao leito natural do rio. Um protótipo está sendo construído para demonstrar de forma simplificada o funcionamento de uma usina hidrelétrica. Sua estrutura consiste de uma base com 3 capas de DVDs, e nessas capas foram conectadas 3 turbinas com 3 geradores, que com a força da água transformam energia cinética em energia elétrica. Através de pesquisas, pretende-se apresentar de maneira simplificada para a comunidade os conceitos básicos da produção de energia elétrica a partir da energia hídrica, demonstrando como é gerada a energia que abastece suas residências.
Palavras–chave: Energia hídrica, Hidrelétrica, Protótipo.
Os benefícios da aplicação da energia eólica no Brasil em relação à consciência ambiental
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Autores: Kaluane Borth Oliveira, Kauane Bottega Oliveski, Lucas Lobell e Sara dos Santos, Ângelo Felipe Sartori*
*Autor para correspondência: angelo.sartori@iffarroupilha.edu.br
RESUMO: A preocupação com o meio ambiente é o assunto de grande relevância que é tratado atualmente, além de buscar diminuir os impactos causados por formas de transformação de energia que são utilizados no cotidiano. Apresentamos a energia eólica como uma forma de solução para esse impactos, pois é uma energia renovável, sustentável, que trás benefícios para o meio ambiente, sendo provinda dos movimentos dos ventos, essa energia é gerada por meio de aerogeradores, nas quais a força do vento é captada por hélices ligadas a uma turbina que aciona um gerador elétrico, que transforma a energia cinética em energia mecânica que é convertida para energia elétrica. O setor eólico significa mais de 8,5% da matriz energética Brasileira, sua potência é representada em mais de 12.763 GW, atualmente o Brasil tem 520 parques eólicos instalados e funcionando. Baseando-se nessa premissa, considerando as condições geográficas de onde podem ser aplicados um parque eólico, realizamos uma análise de diversos lugares do Brasil, selecionamos a região da Penha, em Santa Catarina, Brasil, onde está localizado o Parque do Beto Carrero World, que será a nossa referência neste projeto e será apresentado algumas atrações do parque em uma maquete, com alguns elementos eletrônicos, que fazem parte desta e são alimentados pela energia gerada dos protótipos de aerogeradores
Palavras–chave: Energia Renovável, Energia Eólica, Meio Ambiente.
Desenvolvimento de um robô seguidor de linha
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Autores: Eduarda Hoerlle Ribeiro, Larissa Bonfada Matschinske, Leonardo Riva Pomina, Samuel Bohn Kensy, Sara Susana Malheiros, Vinícius Ahlert Krämer, Julian Cezar Giacomini*
*Autor para correspondência: julian.giacomini@iffarroupilha.edu.br
RESUMO: Os robôs autônomos estão presentes em diversas indústrias atualmente, facilitando e agilizando a movimentação de cargas dos mais variados tipos. Neste sentido, tendo em vista a proposta para a Prática Profissional Integrada do curso de Automação Industrial, este trabalho possui como objetivo desenvolver um robô autônomo seguidor de linha para a movimentação de peças entre diversos setores de uma indústria, conferindo agilidade aos processos internos e auxiliando os colaboradores da empresa. O protótipo visa proporcionar uma melhor produtividade na indústria, pois apresenta menos limitações e pode operar de forma contínua. Além disso, também promove um maior bem-estar à saúde dos trabalhadores, pois impede que estes sejam lesionados, carregando peças pesadas ou realizando esforços repetitivos. O protótipo foi construído em escala e faz o uso de sensores infravermelhos para se manter no trajeto determinado por uma faixa preta localizada no chão. Uma plataforma microcontrolada (Arduino) é utilizada para fazer a leitura dos sensores e também para realizar o acionamento dos motores de corrente contínua posicionados em cada roda. Cada setor da indústria encontra-se identificado, sendo que o robô reconhecerá o seu destino através de um botão acionado por um operador. Uma vez informado o destino, o robô se movimenta de forma autônoma até o setor desejado, realiza a parada e aguarda a seleção de um novo trajeto.
Palavras–chave: Infravermelho, Robô autônomo, Seguidor de linha
Energia Eólica
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Autores: Bárbara Eduarda de Oliveira da Silva, Gustavo Henrique Saulit de Oliveira, Inácio Molina Mastella, Vitor Hugo Marchesan Scherer, Ângelo Felipe Sartori*
*Autor para correspondência: angelo.sartori@iffarroupilha.edu.br
RESUMO: Neste trabalho apresentamos um estudo sobre a energia eólica no Rio Grande do Sul, com o objetivo informativo sobre essa forma de energia limpa. Apresentar aspectos sobre o seu uso, capacidade de produção no estado, potencial para a implantação, regiões com melhores condições e informações de implantação, benefícios para o meio ambiente, saúde, custo inicial e sua economia. Apresentar as razões, na nossa região, para a não implementação do sistema eólico. A demonstração do uso dessa energia será por meio de um protótipo de um aerogerador construído com um motor de impressora que será movimentado por hélices de um aeromodelo e irá produzir eletricidade para alimentar a iluminação de uma residência. Buscou-se trabalhar com materiais reciclados a fim de reduzir os custos da realização do projeto
Palavras–chave: Energia eólica, Aerogerador, Economia de energia elétrica.
Energia solar em estádios de futebol
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Autores:Eduardo Mateus Altíssimo Quadras, Fernando dos Santos, Gustavo Rodrigues Gardin, Luan Markus Bavaresco e Valdecir Schenkel*oldt, Juliana Ferreira da Silva*
*Autor para correspondência: valdecir.schenkel@iffarroupilha.edu.br
RESUMO: O projeto tem a proposta de realizar um protótipo de um estádio de futebol utilizando painéis solares com a finalidade de demonstrar o funcionamento da energia renovável com o acionamento das lâmpadas. A energia solar é considerada uma energia limpa (não produzindo danos ao meio ambiente e não liberando ruídos e gases) e renovável. A energia solar também tem a finalidade de reduzir gastos com a sua geração, sendo que o exemplo que trabalharemos é o de implantação de painéis solares em estádios de futebol, comparando os gastos em estádios que utilizam a energia solar e os que continuam outros modos entendidos como convencionais. Como exemplos, citamos o estádio Maracanã, no Rio de Janeiro, chegando a gastar 1,8 milhão de reais em 2 meses sem a aplicação da energia solar, e do estádio Pituaçu, localizado na Bahia, que utilizou a aplicação da energia e reduziu 400 mil reais. O projeto desenvolvido pelo grupo teve a ideia de montar um estádio de futebol com a utilização de painéis solares para gerar energia, assim ligando as lâmpadas. O acionamento das lâmpadas será feito por 3 chaves que ligarão diferentes cores dependendo de qual chave você ligas. Com base em tudo, o projeto terá a importância da ligação das lâmpadas e sua troca de cores, mas o mais importante é mostra a energia solar como um meio viável para o futuro e sua simulação a partir da reprodução de um protótipo.
Palavras–chave: Energia Solar, Sustentabilidade, Estádios de futebol.
Energia Maremotriz: Meios de Obtenção
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Autores: Bernardo Luiz Watthier de Bairros, Gustavo Pereira Dill, Henrique Windmöller, Luan Henrique Plegge Prado, Selso Rabelo*
*Autor para correspondência: selso.rabelo@iffarroupilha.edu.br
RESUMO: Este trabalho trata da energia maremotriz. Esta é uma energia renovável que engloba três tipos de obtenção, envolvendo seus elementos naturais. O modo de obtenção de energia pode ser através da corrente marítima, através das ondas e através das marés. São meios de obtenção praticamente limpos, pois não emitem nenhum tipo de gás tóxico para o meio ambiente. O foco do trabalho está na observação de como cada meio de obtenção de energia funciona. Foram localizadas as vantagens e as desvantagens de cada meio de obtenção e as características ambientais necessárias para a instalação de usinas maremotrizes. Observaram-se os impactos ambientais causados por essas instalações. Analisou-se se os custos de investimento nestas usinas serão compensados posteriormente. O investimento para a construção de usinas é bem alto, então, descobriuse que este tipo de energia é mais usado em países desenvolvidos, por possuírem maior capital. Japão, França, Coreia do Sul, Inglaterra e Estados Unidos são exemplos de países que mais utilizam a energia maremotriz hoje em dia. Pesquisando sobre o Brasil, percebeu-se que existe uma usina maremotriz que gera energia através das ondas, localizada no litoral do nordeste brasileiro, mais precisamente no estado do Ceará. Com base em todas as pesquisas feitas, construiu-se um protótipo funcional baseado em uma usina maremotriz que gera energia através das ondas
Palavras–chave: Renovável, Sustentável, Energia maremotriz.
Gerobio
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Autores: Bruno Vinícius Martins, Daniel Mateus Pessoa dos Santos, Gabriel Augusto Hermes, João Vitor da Luz Silveira, Lucilene Lösch de Oliveira*
*Autor para correspondência: lucilene.oliveira@iffarroupilha.edu.br
RESUMO: O projeto tem como objetivo modificar um gerador à combustão, que utilize gasolina, para que funcione com um biocombustível, no caso o etanol (C2H5OH) que, na sua combustão, emite menos poluentes que a gasolina e o diesel, e é extraído de uma forma renovável, feito a partir da cana-de-açúcar e, em alguns casos, de beterraba ou milho. A emissão de gases como o dióxido de carbono, o metano, o óxido nitroso, o hexafluoreto de enxofre, os hidrofluorcarbonos e os perfluorcarbonos é uma das causas para a ocorrência do efeito estufa e do aquecimento global. O óleo diesel, por exemplo, é um combustível amplamente utilizado e que, na queima, emite muitos desses gases, contribuindo para a poluição ambiental, uma vez que a queima desse combustível fóssil não é completa. Nesse sentido, o projeto foi desenvolvido com o objetivo de substituir o diesel ou gasolina pelo etanol, para ser utilizado em um motor de 4 tempos, que já está acoplado a um gerador, sendo necessário somente a conversão para etanol. Para fazer a conversão do motor foi necessário modificar o gerador, utilizando peças de baixo custo e alterando a mistura de ar/combustível, o motor passou a funcionar com etanol. Esse trabalho tem inúmeras contribuições, entre estas podemos citar: a diminuição da emissão de poluentes a partir de fontes fósseis, alto rendimento do motor, além de oferecer o uso de um combustível renovável. Portanto, é possível buscar alternativas energéticas para substituir o uso de combustíveis fósseis, sem que seja necessário grandes investimentos orçamentários
Palavras–chave: Gerador, Biocombustível, Etanol.
Desenvolvimento de uma Mini Plotter CNC comandada por Arduino
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Autores: Ana Carolina Ahlert, Andressa Bronstrup Mihlbeier, Maiquel Diego Braun, Julian Cezar Giacomini*
*Autor para correspondência: julian.giacomini@iffarroupilha.edu.br
RESUMO: O presente trabalho destina-se a construir uma Mini Plotter CNC (Comando Numérico Computadorizado), cujo principal objetivo é reproduzir imagens em uma superfície plana, como por exemplo, uma folha de papel. Essas imagens podem ser criadas a partir de um software gráfico (AutoCad), ou pode-se utilizar uma imagem previamente pronta como referência. Após a escolha da imagem, é gerado um código (Código G) por meio do software Inkscape. Posteriormente, esse código é enviado para o software PronterFace, que terá a função de enviar os comandos para o microcontrolador atuar nos motores, gerando a imagem desejada. Atualmente, o projeto funciona a partir de um micro servo motor SG90 (eixo Z), uma placa Arduino Uno conectada a uma motor Shield L293D (driver) e dois motores de passo (eixos X e Y). Os motores são acionados pelo Arduino através de bibliotecas dedicadas, como as bibliotecas servo.h e AFMotor.h. O projeto, após diversos testes, obteve sucesso em seu resultado final, conseguindo atuar sem falhas. Desta forma, o protótipo se constitui como uma importante ferramenta de aprendizagem nos cursos da instituição, pois mescla conhecimento das áreas da Elétrica e da Mecânica. Além disso, pode ser utilizado em eventos para a divulgação do curso de Automação Industrial.
Palavras–chave: CNC, Código G, Plotter.
Geração de Energia Hídrica
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Autores:Cauê Emig de Araujo, Daniel Adilson, Francisco Seitenfuss, João Francisco Lorenz, Marcelo Bataglin*
*Autor para correspondência: marcelo.bataglin@iffarroupilha.edu.br
RESUMO: A hidreletricidade oferece contribuição significativa para o desenvolvimento das cidades, pois além da própria eletricidade gerada, juntamente com as usinas são estabelecidas estradas, escolas, hospitais e indústrias para as comunidades locais. Isso desenvolve a economia da região e amplia o acesso à saúde e à educação melhorando a expectativa e a qualidade de vida das pessoas. A hidreletricidade é uma tecnologia conhecida e comprovada há mais de um século, e seus impactos ambientais são bem conhecidos e administráveis, mediante medidas de diminuição e compensação de danos. A energia hídrica é obtida através da transformação da energia cinética do fluxo da água em energia elétrica, transformação essa que ocorre no interior de uma usina hídrica usando turbinas adequadas para cada relevo. Neste sentido, o objetivo geral deste trabalho é identificar os aspectos mais relevantes acerca da hidreletricidade e explicar como ocorre a conversão da energia cinética da água em energia elétrica. Para demonstrar na prática como ocorre essa transformação, um protótipo de uma usina hidrelétrica foi construído.
Palavras–chave: Hidreletricidade, Energia cinética, Energia elétrica
Esteira transportadora retrátil
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Autores:Eduardo Jesiel Hollas, Julia Rodrigues, Marcos Daniel Dias Thielke, Natiele Nailaine Cabral da Rocha, Ricardo de Castro Paula, Ricardo Gabriel Graeff, Marcelo Bataglin**.
*Autor para correspondência: marcelo.bataglin@iffarroupilha.edu.br
RESUMO: Este trabalho apresenta o estudo realizado sob a proposta de um movimentador de cargas em um ou mais eixos considerando os aspectos ergonômicos envolvidos na sua construção. Para atender esta demanda é apresentada como solução uma esteira transportadora retrátil, a qual possui movimentação facilitada e sua construção tem por objetivo o transporte de cargas que, de alguma maneira, possam causar problemas ergonômicos ao trabalhador. Neste sentido, o objetivo da esteira transportadora retrátil é minimizar os problemas decorrentes de afastamentos de trabalhadores causados por dores na coluna e músculos, gerados pelo excesso de carregamento de objetos pesados. Inicialmente foi realizado um estudo sobre ergonomia para um maior aprofundamento e compreensão dos temas a serem trabalhados ao longo do projeto, e posteriormente a construção de um protótipo de esteira transportadora que atendesse a demanda proposta. O protótipo foi construído utilizando em sua maioria materiais reciclados, e sua operação de comando é realizada através da plataforma de prototipagem eletrônica Arduino, a qual serve para programar as ações a serem realizadas pela esteira. Em suma, o projeto mostrou-se de grande importância para atividades consideradas de risco e também contrárias à ergonomia, bem como um desafio para inter-relacionar os conhecimentos teóricos e práticos envolvidos nas diferentes áreas de atuação da automação industrial.
Palavras–chave: Esteira transportadora. Ergonomia. Automação.
Braço Robótico Programável
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Autores: Augusto Marin Krebs, Heitor Rodrigues Menezes, João Vitor Dahlke, Nathan Batistelli de Oliveira, Willian Gustavo Xavier, Gustavo Rodrigo Kerkhoff Assmann, Ivan Paulo Canal*a da Silva*.
*Autor para correspondência: ivan.canal@iffarroupilha.edu.br
RESUMO: Os esforços repetitivos são um dos grandes problemas das indústrias atuais, gerando, a cada ano, grandes perdas em eficiência. O Projeto desenvolvido busca solucionar essa dificuldade, relacionando essa solução com o tema proposto das PPIs do curso técnico em automação industrial - 2° ano: movimentação de cargas em no mínimo 1 eixo ordenado. Nesse âmbito desenvolveu-se um protótipo de braço robótico programável com 3 graus de liberdade, capaz de se movimentar em 3 eixos ordenados. A estrutura do braço foi desenvolvida em chapas (3mm) em um software 3D (SolidEdge), e posteriormente cortada à laser em MDF. A movimentação se dá através de 4 servomotores acoplados à estrutura, controlados pela plataforma de prototipagem eletrônica Arduino Uno R3. Os movimentos realizados são principalmente pré-programados, havendo a possibilidade de controlar a estrutura de forma manual. Através de um painel de controle, é possível alternar entre os dois tipos de movimento, conferindo flexibilidade ao sistema, algo essencial dentro da indústria. Seguindo essas configurações, o braço é capaz de realizar movimentos repetitivos, movimentando pequenas cargas para locais predeterminados entre outros processos. Desta forma visa-se resolver o problema anteriormente citado, criando um ambiente de trabalho mais saudável para todos os indivíduos envolvidos no processo produtivo
Palavras–chave: Braço robótico programável, Movimentador de cargas, Automação, Ergonomia.
Esteira Transportadora e Seletora por Co
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Autores: Fabiano Santos Erthal, Gustavo Andrei Schaeffer Linn, Igor Santos Corrêa, Pedro Lucca Menezes Vitalis, Vinícius Thiago Von Mühlen, Diego Kellermann Hurtado*
*Autor para correspondência: diego.hurtado@iffarroupilha.edu.br
RESUMO: Este trabalho tem por objetivo relatar as atividades desenvolvidas na Prática Profissional Integrada do segundo ano do curso Técnico em Automação Industrial durante o ano de 2019, o qual versa sobre “A utilização da automação industrial para resolução de problemas do cotidiano”. Nesse sentido, o objetivo da PPI era projetar uma esteira transportadora e seletora por cor, que possa selecionar peças e levar elas para seus respectivos locais de armazenamento de acordo com sua cor. A partir de pesquisa bibliográfica, foi constatado que problemas ergonômicos estão diretamente relacionados e associados à esforços repetitivos, postura inadequada, jornada de trabalho prolongada, levantamento e manuseio de cargas, entre outros. Atualmente, diversas tarefas nas empresas são difíceis de serem executadas pois usa-se apenas a mão de obra humana expondo o trabalhador a riscos ergonômicos. Estes fatores têm influência direta no crescimento de aplicações de máquinas e equipamentos automatizados em empresas e indústrias, tornando assim seu trabalho mais ergonômico, seguro e rápido. Em suma, ficou evidenciada a importância da esteira transportadora na melhoria da ergonomia, saúde do trabalhador e também na eficiência dos processos industriais.
Palavras–chave: Ergonomia, Automação, Trabalho laboral.
Movimentador Autônomo
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Autores: Eduardo Amaral, Felipe Pimmel, Gabriel Morche, Júlio Forcelini e Kelvin Brahian, Ângelo Felipe Sartori*
*Autor para correspondência: eduardov20amaral@gmail.com
RESUMO: Este trabalho tem como objetivo relatar as atividades desenvolvidas na Prática Profissional Integrada, inter-relacionando conhecimentos teóricos e práticos do curso técnico em Automação Industrial realizadas durante o primeiro semestre de 2019. A temática do nosso grupo é o desenvolvimento de um movimentador com eixo x, y e z, e como subtema a produção de um Movimentador Autônomo. O objetivo principal é resolver o problema de esforço repetitivo, e que seja acessível às empresas e que o mesmo consiga desenvolver sem problemas as funções que a ele serão aplicadas. Para tanto, foi realizado uma pesquisa em bibliografias relacionados a essa temática além do design inicial do protótipo idealizado. A construção do protótipo proposta está funcionando conforme o que havia sido planejado. Em suma, um movimentador autônomo minimiza esforços repetitivos e atinge o papel da automação funcionando de satisfatória na relação máquina/ ser humano.
Palavras–chave: Esforço, Automação, Movimentador
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