APRIMORAMENTO DE PROTÓTIPO DE SISTEMA DE VENTILAÇÃO INTELIGENTE PARA EDIFICAÇÕES

INTRODUÇÃO: Sistemas de ventilação inteligente ajustam continuamente as taxas de ventilação para manter a qualidade do ar interior em parâmetros regulamentares, equacionando o balanço entre a manutenção da saúde e a minimização do consumo energético. A ventilação inadequada eleva os custos operacionais, enquanto o subdimensionamento permite o acúmulo de contaminantes, elevando riscos à saúde. Este estudo apresenta o aprimoramento de um protótipo de sistema de ventilação inteligente para ambientes internos. OBJETIVOS: O objetivo geral consiste em aprimorar um sistema de ventilação inteligente com controle em malha fechada capaz de regular a vazão volumétrica de um exaustor em função da dinâmica de decaimento do CO2, governado por um algoritmo Proporcional-Integral-Derivativo (PID) em um protótipo. MATERIAIS E MÉTODO: O ambiente de teste é uma câmara de acrílico com volume de controle de 16 litros. A instrumentação baseou-se na integração de um sensor de CO2, o SCD30, um ventilador atuando como elemento final de controle e uma válvula de injeção de contaminante posicionada na base para garantir a estratificação inicial. A arquitetura de hardware foi fundamentada em microcontroladores ESP32, agregando recursos de telemetria via IoT para coleta da variável de processo (concentração de CO2) e do esforço de controle (tensão PWM). O protocolo experimental atendeu às diretrizes da norma ASTM D6245-24: injeção de gás até a saturação sensorial de 10000 ppm, sucedida pela quantificação contínua do decaimento. RESULTADOS: Para o levantamento da função de transferência e sintonia do PID, induziu-se o atuador a degraus paramétricos de PWM correspondentes a 25%, 50%, 75% e 100%. A análise e extração da constante de tempo originou os coeficientes de controle. A aplicação em regime dinâmico demonstrou que o PID foi capaz de mitigar o erro em relação ao setpoint 450 ppm, apresentando um overshoot máximo restrito a 3%. Os dados comprovam a eficácia do controle, e mostram a elevada escalabilidade da arquitetura IoT desenvolvida, comprovando a viabilidade técnica da transposição do presente algoritmo de controle para sistemas de climatização reais. CONSIDERAÇÕES FINAIS: Neste estudo foram realizados ensaios com um sistema de ventilação inteligente baseado em IoT para controlar automaticamente a qualidade do ar interior a partir da concentração de CO₂. Os resultados confirmaram o funcionamento adequado do sistema e a viabilidade do monitoramento em tempo real, embora limitações relacionadas às medições do sensor e ao ajuste do controlador PID indiquem a necessidade de aperfeiçoamentos. Ainda assim, o protótipo mostrou potencial para aplicação prática e representa um passo inicial no desenvolvimento de um produto para uso em ambientes reais.

PALAVRAS-CHAVE: ventilação inteligente; qualidade do ar interno; PWM; IoT; CO2.