CONSTRUÇÃO E TESTE DE UM PROTÓTIPO DE SISTEMA DE VENTILAÇÃO INTELIGENTE

INTRODUÇÃO: Utilizando uma plataforma de coleta de dados via Wi-Fi, este trabalho desenvolveu e testou ferramentas necessárias para a construção de um protótipo de um sistema de ventilação inteligente aplicado em salas da PUCPR. Diversos sensores, como CCS811, SCD30, SEN55 e PurpleAir, foram empregados para medir temperatura, umidade, CO e MP2.5. Os dados coletados em tempo real foram transmitidos para uma plataforma remota, permitindo a análise dos parâmetros ambientais de interesse. OBJETIVOS: Construir e testar um protótipo de um sistema de ventilação inteligente, selecionando sensores de baixo custo para monitoramento de parâmetros específicos do ambiente interno e propondo algoritmos de controle do ventilador. MATERIAIS E MÉTODO: O primeiro passo foi a definição das variáveis ambientais que seriam monitoradas: temperatura, umidade, CO2 e MP2.5. Depois, foi feita uma pesquisa para identificar os sensores aplicados em trabalhos da literatura atual assim como a disponibilidade para aquisição destes sensores com os recursos disponíveis. Com os materiais selecionados, foram feitos testes com os sensores em montagem protoboard e impressão 3D de peças como as pás e suporte do ventilador e uma caixa para abrigar os sensores. Por fim, testes foram realizados com todos os aparatos, sobretudo para verificar a qualidade dos dados medidos pelos sensores. RESULTADOS: Foram apresentados dados de medição de uma sala da PUCPR durante um período de cindo dias. As médias diárias de temperatura e umidade relativa ficaram na faixa de 20°C e 60%, respectivamente. Esta faixa encontra-se dentro da zona de conforto térmico definido por diversas normas técnicas. Uma das médias diárias da concentração de CO2 atingiu cerca de 1800ppm, indicado necessidade de melhorar a renovação de ar deste ambiente. Os sensores CCS811, em posições diferentes, indicaram comportamento similar da série temporal de CO2. O sensor SCD30 se manteve num patamar próximo a concentração atmosférica de CO2 (500ppm), indicando que o local em que ele está posicionado não foi o mais adequado. Por fim, as concentrações de MP2.5 medidas pelo SEN55 e o PurpleAir apresentaram mesmo comportamento da série temporal. Por outro lado, o PurpleAir alcançou uma média de concentração diária de até /m3, cerca de 2,4 vezes maior em relação a respectiva medida do SEN55. Além disso, ressalta-se que este nível de concentração diária é prejudicial à saúde, indicando necessidade de renovação de ar, ou seja, apesar da temperatura e umidade estarem na faixa de conforto térmico, os contaminantes revelam que o ambiente estava insalubre em alguns dias. CONSIDERAÇÕES FINAIS: Apesar de não ser possível apresentar um protótipo de um sistema de ventilação inteligente funcional, este trabalho permitiu o início do desenvolvimento dele. Os resultados obtidos demonstraram a viabilidade da abordagem proposta e a importância da coleta de dados em tempo real para análise da qualidade do ar interno. Atualmente, diversos sensores já operam e se comunicam em uma rede sem fio. Este desenvolvimento será continuado a fim de construir um protótipo funcional. Como trabalhos futuros, sugere-se a integração com plataformas IoT e a implementação de algoritmos de aprendizado de máquina.

PALAVRAS-CHAVE: 1. Ventilação inteligente; 2. Qualidade do ar interior; 3. MP2.5; 4. Sensores de baixo custo; 5 IoT.