Anais-VII-Seminario-Eletrica-2017-v4

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VII Seminário da Pós-graduação em Engenharia 
Elétrica 
 
 
 
 
 
 
Realizado em 02 de outubro de 2017 na Faculdade de Engenharia (FEB), UNESP – Campus 
de Bauru 
 
 
Avenida Engenheiro Luiz Edmundo Carrijo Coube – 14-01 
CEP: 17033-360 – Vargem Limpa – Bauru/SP 
E-mail: spg@feb.unesp.br 
 
Bauru – São Paulo 
 
 
http://www4.feb.unesp.br/posgrad_elet/index.php 
	
 
	
 
 
 
 
 
 
 
 
Anais do VII Seminário da Pós-Graduação em 
Engenharia Elétrica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
02 de outubro de 2017 
Bauru – São Paulo 
 
 
	
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VII Seminário da Pós-Graduação em Engenharia Elétrica 
(1. :2017: Bauru, SP) 
 
 
Anais [recurso eletrônico] do VII Seminário da Pós-
Graduação em Engenharia Elétrica realizado em Bauru, no 
ano de 2017: organizado por Paulo Roberto Aguiar, 
Fabrício Guimarães Baptista, André Luiz Andreoli e José 
Alfredo Covolan Ulson. – Bauru: UNESP/FEB, 2017 
 
100 p.: il. 
 
Disponível em: 
ISSN: 
 
1. Mecatrônica. 2. Sistemas de Energia. I. Aguiar, Paulo 
Roberto. II. Baptista, Fabrício Guimarães. III. Andreoli, 
André Luiz. IV. Ulson, José Alfredo Covolan. V. Título. 
	
Mensagem da Comissão Organizadora do Seminário 
O “VII Seminário da Pós-Graduação em Engenharia Elétrica” é um evento promovido pelo Programa de Pós-
graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) da UNESP – Campus de Bauru. Tem por objetivo integrar os alunos 
e apresentar os trabalhos de pesquisa, dissertação e tese desenvolvidos pelos alunos e docentes do programa, 
possibilitando um fórum de discussão e avaliação das pesquisas. 
Em sua sétima edição, o Seminário foi realizado no dia 02 de outubro de 2017, na Faculdade de Engenharia (FEB) 
da Universidade Estadual Paulista – UNESP, campus de Bauru. Na abertura do evento, o Seminário contou com 
a palestra proferida pelo Professor Doutor Denizar Cruz Martins do Departamento de Engenharia Elétrica e do 
Instituto Nacional de Eletrônica de Potência – INEP, Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), intitulada 
“Eletrônica de Potência para Sistemas Distribuídos e Fontes Sustentáveis: a Fronteira do Conhecimento”. 
Também, durante o evento, os participantes tiveram a oportunidade de ouvir o Dr. Sérgio Sartori, Diretor de 
Pesquisa e Desenvolvimento da Empresa Máquinas Agrícolas Jacto, o qual proferiu a palestra “Pesquisa cientifica 
e desenvolvimento tecnológico nas empresas e a interação universidade empresa no Brasil” 
A participação dos alunos nas apresentações teve como foco mostrar os resultados e avanços nos seus trabalhos 
de mestrado e doutorado. No entanto, os alunos que ingressaram no primeiro semestre de 2017 apresentaram 
apenas o resumo de seus Projetos de Pesquisa por meio de pôsteres, e os alunos que ingressaram antes de 2017 
fizeram apresentações orais do desenvolvimento de seus trabalhos. 
Os alunos que fizeram apresentações orais encaminharam o resumo expandido de seus trabalhos. Os demais alunos 
(ingressantes no primeiro semestre de 2017) encaminharam o resumo e o pôster. Também ficou aberta a 
possibilidade dos alunos recém-ingressantes (segundo semestre de 2017) submeterem resumo, mas foi opcional. 
Todos os resumos e pôsteres foram revisados por pesquisadores da FEB, os quais emitiram parecer para correções 
e aprimoramentos dos mesmos. Durante as apresentações orais e por pôsteres, houve a avaliação por docentes do 
Programa. Certificados foram emitidos para as melhores apresentações. 
 
A participação dos docentes do Programa também foi de extrema importância, pois mostra o grau de interesse e 
compromisso pelo Programa e Seminário, bem como proporciona incentivo aos seus alunos a participarem das 
palestras e das apresentações de seus colegas. 
 
A Comissão Organizadora do Seminário agradece o apoio fornecido pela FEB – UNESP-Bauru, bem como a Pró-
Reitoria de Pós-Graduação – PROPG - da UNESP pelo apoio financeiro concedido por meio de edital para esse 
fim. A Comissão também agradece a Seção de Pós-Graduação da FEB, pelo apoio imprescindível para a realização 
deste importante evento. Por fim, a Comissão não poderia de esquecer de agradecer os docentes e discentes do 
Programa, pela participação e compartilhamento das suas contribuições científicas para o desenvolvimento da 
ciência e tecnologia do nosso país, bem como para o fortalecimento do PPGEE. 
 
 
A Comissão Organizadora 
 
	
	
	
	 
	
Organização do VII Seminário da Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Faculdade de Engenharia 
(FEB), Universidade Estadual Paulista – UNESP, Campus de Bauru 
 
Comissão Organizadora – Corpo Editorial 
Prof. Dr. Paulo Roberto de Aguiar 
Coordenador do Programa 
Prof. Dr. Fabricio Guimarães Baptista 
Vice-Coordenador do Programa 
Prof. Dr. André Luiz Andreoli 
Membro do Conselho 
Prof. Dr. José Alfredo Covolan Ulson 
Membro do Conselho 
Equipe de Apoio 
Alessandra Karine dos Santos Contador 
Supervisora da Seção Técnica de Pós-graduação 
Célia Cristina do Espirito Santo Graminha 
Assistente Administrativo 
Mauro Alves Rodrigues 
Assistente Técnico Administrativo 
Patrícia Souza de Lima 
Assistente Administrativo 
Bruno Albuquerque de Castro 
Aluno de Doutorado 
Felipe Aparecido Alexandre 
Aluno de Mestrado 
Guilherme Augusto Marabezzi Clerice 
Aluno de Doutorado 
Marco Aurélio Rocha 
Aluno de Mestrado 
Wenderson Nascimento Lopes 
Aluno de Mestrado 
 
 
 
 
 
 
	
 
 
 
	
Programação 
 
 
 
CREDENCIAMENTO – 8h30min 
 
ABERTURA – 8h45min 
 
PALESTRA – 9h às 10h 
 
“Eletrônica de Potência para Sistemas Distribuídos e Fontes Sustentáveis: a Fronteira do 
Conhecimento” 
Prof. Dr. Denizar Cruz Martins 
Departamento de Engenharia Elétrica 
Instituto Nacional de Eletrônica de Potência - INEP 
Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) 
 
 
COFFEE BREAK E APRESENTAÇÃO DE PÔSTER – 10h às 10h45min 
 
APRESENTAÇÃO ORAL (discentes) – 10h45min às 12h10min 
 
ALMOÇO – 12h10min às 14h 
 
PALESTRA – 14h às 16h 
 
“Pesquisa científica e desenvolvimento tecnológico nas empresas e a interação universidade 
empresa no Brasil” 
Dr. Sérgio Sartori 
Diretor de Pesquisa e Desenvolvimento 
Máquinas Agrícolas Jacto 
 
COFFEE BREAK – 16h às 16h30min 
 
APRESENTAÇÃO ORAL (discentes) – 16h30min às 18h10min 
 
INTERVALO – 18h10min às 19h30min 
 
APRESENTAÇÃO ORAL (discentes) – 19h30min às 21h10min 
 
 
 
 
	
Anais do VII Seminário da Pós-Graduação em 
Engenharia Elétrica 
Sumário 
MECATRÔNICA .................................................................................................................................. 1	
ANÁLISE DE FENOMENO PULL IN EM UM SISTEMA MICRO ELETROMECÂNICO .......... 2	
INTEGRAÇÃO DE RFID E INTERNET DAS COISAS PARA O MONITORAMENTO DE 
PROCESSOS DE MANUFATURA ................................................................................................... 4	
DETECÇÃO DE DANO ESTRUTURAL BASEADA NA TÉCNICA DA IMPEDÂNCIA 
ELETROMECÂNICA EM AMBIENTES RUIDOSOS ..................................................................... 6	
ATRATOR LORENZ: ESTUDO DE CAOS E DE HIPERCAOS ..................................................... 8	
MONITORAMENTO DO FENÔMENO DA QUEIMA NO PROCESSO DE RETIFICAÇÃO DE 
AÇOS POR MEIO DE SINAIS DE VIBRAÇÃO ............................................................................ 10	
SISTEMAS SHM BASEADOS NA IMPEDÂNCIA ELETROMECÂNICA EM APLICAÇÕES 
COM BAIXA RELAÇÃO SINAL-RUÍDO ...................................................................................... 12	
FERRAMENTA DE ANÁLISE E PROJETO DE SISTEMAS INSTRUMENTADOS DE 
SEGURANÇA EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL ........................................................................ 14	
ANÁLISE DE SISTEMAS DE MEDIÇÃO PARA DETECÇÃO DE DANO BASEADA NA 
IMPEDÂNCIA E/M UTILIZANDO TRANSDUTORES PIEZELÉTRICOS ................................. 16	
AUTOMAÇÃO E CONTROLE DE PROCESSOS EM NUVEM COM APLICAÇÕES DE 
INTERNET DAS COISAS INDUSTRIAL (IIOT) ...........................................................................18	
CONTROLE DE POTÊNCIA ATIVA E REATIVA DE UM SISTEMA DE ENERGIA EÓLICA 
CONECTADO À REDE BASEADO EM DFIG .............................................................................. 20	
AVALIAÇÃO DA AUTOPERTURBAÇÃO DA QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA EM 
ESTABELECIMENTOS ASSISTENCIAIS DE SAÚDE ................................................................ 22	
ESTRATÉGIA DE CONTROLE INTEGRADO DE TENSÃO E FATOR DE POTÊNCIA EM UM 
SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ......................................................... 24	
CONTROLE DE NÍVEL EM UM SISTEMA DE TRÊS TANQUES ACOPLADOS UTILIZANDO 
COMPUTADOR ANALÓGICO E CONTROLADOR LQG/LTR .................................................. 26	
SISTEMA DE RECONHECIMENTO DE FALHAS EM ESTRUTURAS SUBMERSAS DE UMA 
UHE UTILIZANDO TÉCNICAS DE PROCESSAMENTO DE IMAGENS .................................. 28	
INVESTIGAÇÃO DO CONTEÚDO HARMÔNICO DO SINAL DE EMISSÃO ACÚSTICA NA 
DRESSAGEM DE REBOLOS DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO COM DRESSADOR DE PONTA 
ÚNICA .............................................................................................................................................. 30	
SISTEMA FOTOVOLTAICO PARA COMPENSAÇÃO DE HARMÔNICOS ............................. 32	
EM GERAÇÃO DISTRIBUÍDA ...................................................................................................... 32	
SISTEMAS DE MONITORAMENTO DA INTEGRIDADE ESTRUTURAL EM DRESSADORES 
USANDO IMPEDÂNCIA ELETROMECÂNICA ........................................................................... 34	
DESENVOLVIMENTO DE UM MODELO ELETROMECÂNICO PARA DIAFRAGMAS 
PIEZELÉTRICOS UTILIZADOS EM SISTEMAS DE SHM ......................................................... 36	
UM MODELO PARA A APLICAÇÃO DA INTERNET DAS COISAS INDUSTRIAL ............... 38	
	
IDENTIFICAÇÃO DA QUEIMA EM PEÇAS RETIFICADAS PELO MÉTODO DA 
IMPEDÂNCIA ELETROMECÂNICA ............................................................................................ 40	
DETECÇÃO DE FALHAS BASEADO EM MODELO APLICADO NO CONVERSOR TIPO 
BOOST .............................................................................................................................................. 42	
SISTEMAS DE ENERGIA ................................................................................................................. 44	
COORDENAÇÃO HIDROTÉRMICA VIA PROGRAMAÇÃO ESTOCÁSTICA LINEAR EM 
DOIS ESTÁGIOS PARA MERCADOS POOL DE ELETRICIDADE ........................................... 45	
MÉTODO DE PONTO INTERIOR E PENALIDADE NA RESOLUÇÃO DO FLUXO DE 
POTÊNCIA ÓTIMO REATIVO COM VARIÁVEIS DE CONTROLE DISCRETAS ................... 47	
CARACTERIZAÇÃO DE CARGAS NÃO-LINEARES EM CIRCUITOS TRIFÁSICOS A 3 E 4 
CONDUTORES ................................................................................................................................ 49	
UMA ABORDAGEM DETERMINÍSTICA PARA O PROBLEMA MULTIOBJETIVO E NÃO-
DIFERENCIÁVEL DE DESPACHO COM PERDAS ..................................................................... 51	
SISTEMAS INTELIGENTES UTILIZADOS NA RECONFIGURAÇÃO DE SMART HOME COM 
FOCO EM EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ........................................................................................ 53	
MODELO DE OTIMIZAÇÃO MULTIOBJETIVO DE MINIMIZAÇÃO DE CUSTO E EMISSÃO 
CONSIDERANDO FONTES DE ENERGIA EÓLICA E TÉRMICA ............................................ 55	
A RESOLUÇÃO DO PROBLEMA DE FLUXO DE POTÊNCIA ÓTIMO COM RESTRIÇÃO DE 
SEGURANÇA UTILIZANDO PROGRAMAÇÃO ESTOCÁSTICA E MÉTODO DE PONTOS 
INTERIORES .................................................................................................................................... 57	
MODELO MATEMÁTICO PARA PLANEJAMENTO DO PLANTIO E COLHEITA DA CANA-
DE-AÇÚCAR E DA CANA-ENERGIA .......................................................................................... 59	
RESOLUÇÃO DO PROBLEMA DE FLUXO DE POTÊNCIA ÓTIMO REATIVO POR MEIO DA 
MINIMIZAÇÃO DO GAP DE INTEGRALIDADE ........................................................................ 61	
ASPECTOS DO EMPREGO DO BIG DATA EM SISTEMAS INTELIGENTES DE GERAÇÃO 
DISTRIBUÍDA .................................................................................................................................. 63	
ESTUDO E PROPOSIÇÃO DE METODOLOGIA DE ANÁLISE E GERENCIAMENTO DE 
ENERGIA EM REDES INTELIGENTES DE ENERGIA ............................................................... 65	
DESAGREGAÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA APLICADO NA AVALIAÇÃO DE 
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ........................................................................................................... 67	
SOLUÇÃO DO PROBLEMA DE MÁXIMO CARREGAMENTO UTILIZANDO VÁRIAVEIS DE 
CONTROLE DISCRETAS ............................................................................................................... 69	
ESTUDO DA ESTABILIDADE ASSINTÓTICA DOS PONTOS CRÍTICOS DA DINÂMICA NÃO 
LINEAR DE UM BIODIGESTOR INDIANO ................................................................................. 71	
OTIMIZAÇÃO DO CONSUMO ENERGÉTICO EM UMA INDÚSTRIA GRÁFICA ................. 73	
POLITICAS ESTRATÉGICAS EM CONSERVAÇÃO E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NA 
ALEMANHA .................................................................................................................................... 75	
PROCEDIMENTO DE EQUILÍBRIO DE MERCADOS DE ENERGIA E RESERVA COM 
RESTRIÇÕES DE SEGURANÇA EM SISTEMAS HIDROTÉRMICOS ...................................... 77	
MODELO ESTOCÁSTICO DE OTIMIZAÇÃO PARA O PROBLEMA DE PORTFÓLIO DO 
MERCADO POOL DE ENERGIA ................................................................................................... 79	
CONVERSOR DO TIPO FONTE-Y EM APLICAÇÕES CC-CA .................................................. 81	
COMPENSAÇÃO DISTRIBUÍDA DE HARMÔNICOS EM MICRORREDES MONOFÁSICAS 
DE BAIXA TENSÃO ....................................................................................................................... 83	
	
RESUMOS RELATIVOS ÀS APRESENTAÇÕES POR POSTÊRES .......................................... 85	
DETECÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS DANINHAS POR MEIO DE REDES NEURAIS 
PROFUNDAS ................................................................................................................................... 86	
MODELO MATEMÁTICO PARA MINIMIZAÇÃO DOS CUSTOS COM ENERGIA ELÉTRICA 
NA OPERAÇÃO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA ........................................ 87	
IMPACTO DO SMART HOME EM EFICIÊNCIA ENERGÉTICA .............................................. 88	
RESOLUÇÃO DO PROBLEMA DE FLUXO DE POTÊNCIA ÓTIMO REATIVO COM 
VARIÁVEIS DISCRETAS E RESTRIÇÕES DE ATUAÇÃO DE DISPOSITIVOS DE CONTROLE 
DE TENSÃO ..................................................................................................................................... 89	
ESTUDO E DESENVOLVIMENTO DE TÉCNICAS PARA GESTÃO DE DEMANDA DE 
ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DE USINAS VIRTUAIS ........................................................ 90	
ANÁLISE E CONTROLE DE UM SISTEMA DE COLHEITA DE ENERGIA VIA TÉCNICA DE 
LINEARIZAÇÃO EXATA ............................................................................................................... 91	
IMPACTO NA QUALIDADE DE ENERGIA PARA A INTEGRAÇÃO DE USINAS EÓLICAS 
NO SIN .............................................................................................................................................. 92	
APLICAÇÕES DE CONVERSORES BASEADOS EM REDES DE IMPEDÂNCIA EM 
SISTEMAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA RENOVÁVEIS ..................................... 93	
MODELOS DE OTIMIZAÇÃO PARA PLANTIO E COLHEITA DE CANA-DE-AÇÚCAR E 
CANA-ENERGIA CONSIDERANDO-SE GRAUS-DIA ............................................................... 94	
ESTUDO DOS EFEITOS DA QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA SOBRE A 
CONFIABILIDADE DOS EQUIPAMENTOS MÉDICO-HOSPITALARES ................................. 95	
MÉTODOS HÍBRIDOS DE PONTOS INTERIORES/EXTERIORES E DE APROXIMANTES DE 
FUNÇÃO EM PROBLEMASMULTIOBJETIVO DE DESPACHO ECONÔMICO E 
AMBIENTAL COM RESTRIÇÕES DE SEGURANÇA E REPRESENTAÇÃO DAS PERDAS E 
DA TRANSMISSÃO ........................................................................................................................ 96	
RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS MULTIOBJETIVO DE DESPACHO 
ECONÔMICO/AMBIENTAL EXPLORANDO MÉTODOS DE PROGRAMAÇÃO POR METAS 
E DE PONTOS INTERIORES/EXTERIORES ................................................................................ 97	
MODELO DE AUTO-PRODUÇÃO DE COMPANHIAS GERADORAS PRICE-MAKERS DE 
MATRIZ HIDROTÉRMICA EM MERCADOS POOL DE ENERGIA .......................................... 98	
Índice de Autores ............................................................................................................................... 99	
Promoção, Apoio e Suporte Técnico ............................................................................................... 100 
 
1	
	
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MECATRÔNICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	 2	
ANÁLISE DE FENOMENO PULL IN EM UM SISTEMA MICRO 
ELETROMECÂNICO 
 
Dailhane Grabowski Bassinello 
Aluna do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
Prof. Dr. José Manoel Balthazar 
Orientador – Depto de Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
RESUMO 
Neste trabalho é considerada a dinâmica não linear de um sistema micro eletromecânico. A 
instabilidade Pull – In é um efeito inerentemente não linear e sua análise tem extrema 
importância no momento de projetar novos dispositivos MEMS e NEMS. O diagrama de 
bifurcação é aplicado para demonstrar o fenômeno Pull - In. Os resultados numéricos 
mostraram que os parâmetros estudados são significativos, indicando que a resposta pode ser 
um comportamento caótico ou periódico. 
PALAVRAS-CHAVE: Pull – In, Não Linear, MEMS, Caos. 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Em sistemas micro eletromecânicos (MEMS), as não linearidades podem surgir de uma 
variedade de fontes, como mecanismos de amortecimento e amortecimento, e elementos de 
circuito resistivo, indutivo e capacitivo. Um exemplo interessante de não linearidade nos 
sistemas MEMS foi demonstrado em Tusset et. al. 2012, onde é possível observar que a força 
eletrostática não linear depende do tamanho do intervalo entre os dois eletrodos. Outros 
exemplos de análise dinâmica nos sistemas MEMS podem ser observados em Sabarathinam e 
Thamilmaran 2017. 
A dinâmica de atuação de sistemas micro eletromecânicos, normalmente apresenta 
comportamento altamente não linear, levando a uma bifurcação sela – nó chamada de Pull – In 
[Zang et. al. 2014]. O desempenho de um atuador MEMS é geralmente bastante limitado devido 
a sua instabilidade, devido a força eletrostática aumentar de forma mais rápida que a força da 
mola. 
 
2 SISTEMA MICRO ELETROMECÂNICO 
 
O sistema micro eletromecânico aqui estudado neste trabalho é representado como uma 
micro viga acionada eletrostaticamente propostos por Moon, (2000). O sistema é composto por 
duas placas fixas e uma placa móvel entre elas, a qual é aplicada uma tensão 𝑉(𝑡) que é 
composta por uma tensão de polarização 𝐷𝐶, 𝑉' e uma tensão alternada 𝐴𝐶, 𝑉)sin	(𝑤𝑡). A 
tensão 𝐷𝐶 aplica uma força eletrostática na viga e geralmente muda a posição de equilíbrio. As 
placas têm as funções de fornecer eletrodos para formar um capacitor armazenando energia 
elétrica, e fornecer elasticidade ou rigidez mecânica. 
 
3 FENÔMENO PULL – IN 
 
A carga elétrica que atua em uma placa de capacitor é composta por uma tensão de 
polarização contínua e uma tensão alternada. O componente DC aplica uma força elétrica a uma 
placa, desviando-a para uma nova posição de equilíbrio, enquanto um componente AC vibra a 
placa em torno da posição de equilíbrio. 
	 3	
A carga elétrica combinada leva a um aumento contínuo na deflexão da microestrutura 
e, consequentemente, ao aumento das forças elétricas em um circuito de feedback positivo. Este 
comportamento continua até que um contato físico seja feito com o eletrodo estacionário. Esse 
fenômeno de instabilidade estrutural é conhecido como pull-in. 
Consideramos a variação do parâmetro (tensão alternada 𝑉) , considerando que 𝑉) ∈
0,10 . Na figura 1 pode-se observar a região onde ocorre o fenômeno Pull – In. 
 Como pode ser visto na Fig. 8, o efeito de puxar. 
 
Figura 1 – Diagrama de bifurcação onde pode ser visto o fenômeno pull – in. 
 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Neste trabalho mostramos que o ressonador MEMS estudado do tipo Comb – Drive 
apresenta dinâmica não linear sendo altamente influenciado pelo fenômeno eletrostático Pull – 
In como pode ser observado no diagrama de bifurcação. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
Moon, F.C. (2000). Applied Dynamics-With Applications to Multibody and Mechatronic 
Systems. Wiley-Interscience, New York. 
Sabarathinam, S., Thamilmaran, k.. (2017) Implementation of analog circuit and study of 
chaotic dynamics in a generalized Duffing type MEMS resonator. Nonlinear Dynamics. 
Volume 87, Issue 4, pp 2345–2356. 
Tusset, A.M., Balthazar, J.M., Bassinello, D.G., Pontes Jr., B.R. and Felix,J L P. (2012). 
Statements on chaos control designs, including a fractional order dynamical system, applied 
to a MEMS comb-drive actuator. Nonlinear Dynamics 69: 1837-1847. 
Zhang W.M., Yan H., Peng Z. K., Meng G. (2014). Electrostatic pull-in instability in 
MEMS/NEMS: A review." Sensors and Actuators A: Physical 214: 187-218. 
0 5 10-10
-5
0
5
10
V
i
x 1
Pull-in
 Regime
	 4	
INTEGRAÇÃO DE RFID E INTERNET DAS COISAS PARA O MONITORAMENTO 
DE PROCESSOS DE MANUFATURA 
 
Heverton Bacca Sanches 
Aluno do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
Prof. Dr. Eduardo Paciência Godoy 
Orientador – Depto de Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
RESUMO 
O conceito da Indústria 4.0 está relacionado à evolução dos sistemas produtivos através da 
interconexão e integração total entre tecnologias de automação industrial e tecnologia da 
informação visando a obtenção de maior eficiência, qualidade e produtividade. Uma tendência 
recente no ambiente industrial tem sido a utilização conjunta da Identificação por Rádio 
Frequência (RFID) e a da Internet das Coisas (IoT) na busca da melhoria dos seus processos de 
manufatura. Resultados iniciais da implementação desta proposta em um FMS apontam 
potencial para uso da solução para o monitoramento e melhoria da eficiência do processo de 
manufatura. 
PALAVRAS-CHAVE: RFID, Internet of Things, Industry 4.0, Manufacturing. 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Devido a sua alta capacidade em acelerar processos de produção e manufatura, a 
automação industrial tornou-se essencial para as indústrias que planejam melhorar seus 
processos e obter assim uma maior eficiência e qualidade dentro de menores custos e tempos. 
Dessa forma, a indústria tem evoluído de forma a incorporar novas tecnologias e 
consequentemente obter maior produtividade (SAUTER et al., 2011). 
A Indústria 4.0, também chamada de Quarta Revolução Industrial, é um novo conceito 
que representa uma evolução dos sistemas produtivos atuais a partir da convergência entre 
novas tecnologias de automação industrial e tecnologia da informação (TI) (BERGER, 2014). 
 
2 METODOLOGIA 
 
A proposta deste trabalho é o desenvolvimento de uma solução de automação para o 
monitoramento dos tempos de produção de um sistema de manufatura flexível (FMS) através 
da integração entre RFID e IoT. Usando etiquetas RFID fixadas nos pallets que circulam nas 
estações de trabalho e nas peças produzidas no FMS, será possível a medição dos tempos de 
produção de cada peça produzida no FMS. 
 
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA OU DISCUSSÕES 
 
Um crescente número de empresas tem utilizado RFID e IoT na busca da melhoria dos 
seus processos de manufatura (NGAI et al., 2012). RFID é uma tecnologia que tem ganhado 
destaque para as soluções de gerenciamento de estoques e logística (LU et al., 2006). A 
flexibilidade e potencial da tecnologia deRFID tem atraído também o interesse de outras áreas 
de aplicação como automação de manufatura e melhoria de processos em linhas de produção 
(NGAI et al., 2012 e AKBARI et al., 2015). 
LU et al., 2006, usa o sistema de RFID para identificar os insumos do sistema de 
manufatura, e assim planejar a produção, operação e qualidade do produto final. NGAI et al., 
	 5	
2012, mede com a implementação de um processo de manufatura baseado em RFID, a 
produtividade dos empregados de uma empresa têxtil. SAEZ et al., 2015, implementa a 
comparação de um sistema real com um sistema simulado, por meio de medição dos eventos 
discretos do sistema de automação e assim propõe uma performance esperada para o sistema 
de manufatura. 
 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Foi possível observar que o sistema pode ser implementado e funcionar como o proposto, 
sendo capaz de fazer as leituras RFID das antenas conectadas ao leitor, identificando as 
etiquetas alocadas nos pallets e nas peças do FMS. Ademais os dados RFID foram usados pelo 
programa desenvolvido em LabVIEW para calcular os tempos de produção dos processos/peças 
do FMS, os quais foram enviados ao ScadaBR via comunicação Web Service, ficando acessível 
de forma padronizada e interoperável. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
AKBARI, A.; MIRSHAHI, S.; HASHEMIPOUR, M., (2015). Application of RFID system 
for the process control of distributed manufacturing system, in Electrical and Computer 
Engineering (CCECE), 2015 IEEE 28th Canadian Conference on, vol., no., pp.497-501, 3-6 
May. 
Berger, R. (2014). Industry 4.0 – The new industrial revolution, Strategy Consultants, 
2014. Disponível em:<https://www.rolandberger.com/media/pdf/R 
oland_Berger_TAB_Industry_4_0_20140403.pd f>. Acesso em: Novembro, 2015. 
LU, B.H., BATEMAN, R.J. AND CHENG, K. (2006). RFID enabled manufacturing: 
fundamentals, methodology and applications, Int. J. Agile Systems and Management, Vol. 
1, No. 1, pp.73–92. 
NGAI, E.W.T.; CHAU, D.C.K.; POON, J.K.L.; CHAN, A.Y.M.; CHAN, B.C.M.; WU, 
W.W.S. (2012). Implementing an RFID-based manufacturing process management 
system: Lessons learned and success factors, Journal of Engineering and Technology 
Management, Volume 29, Issue 1, January–March 2012, Pages 112130. 
SAEZ, M., MATURANA, F., BARTON, K., TILBURY, D. (2015). Real-Time Hybrid 
Simulation of Manufacturing Systems for Performance Analysis and Control. 2015 IEEE 
International Conference on Automation Science and Engineering (CASE), pp.527-531, Aug 
24-28. 
Sauter, T.; Soucek, S.; Kastner, W.; Dietrich, D., (2011). The Evolution of Factory and 
Building Automation, in Industrial Electronics Magazine, IEEE, vol.5, no.3, pp.35-48, Sept. 
 
	 6	
DETECÇÃO DE DANO ESTRUTURAL BASEADA NA TÉCNICA DA IMPEDÂNCIA 
ELETROMECÂNICA EM AMBIENTES RUIDOSOS 
Leandro Melo Campeiro 
Aluno do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
Prof. Dr. Fabricio Guimarães Baptista 
Orientador – Depto de Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
RESUMO 
A técnica da impedância eletromecânica (E/M) tem sido amplamente estudada para detectar danos 
estruturais em aplicações de monitoramento de integridade estrutural. Embora vários estudos 
reportem sua eficácia, problemas práticos, como os efeitos de ruído do ambiente e vibração, 
precisam ser abordados para permitir o seu uso. Este trabalho apresenta a análise experimental dos 
efeitos de ruído e vibração na detecção de danos estruturais em sistemas de monitoramento de 
integridade estrutural baseados na técnica da impedância E/M. Os experimentos foram realizados 
em uma barra de alumínio usando dois diafragmas piezelétricos, sendo que um deles foi usado para 
obter as assinaturas de impedância elétrica e o outro foi usado como atuador para introduzir ruído 
e vibração. Para o dano, foi fixada uma pequena massa metálica. A função de coerência e índices 
de dano foram utilizados para avaliar os efeitos de ruído e vibração, os quais afetam 
significativamente o limiar do menor dano detectável, que pode ser compensado pelo aumento do 
sinal de excitação do transdutor. 
 
PALAVRAS-CHAVE: Monitoramento de integridade estrutural, ruído, vibração, dano. 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
É de grande relevância pesquisar e desenvolver sistemas capazes de monitorar e detectar 
danos estruturais ainda em estágio inicial. Esses sistemas são conhecidos como sistema de 
monitoramento de integridade estrutural ou SHM (Structural Health Monitoring). Os sistemas de 
SHM são formados por uma rede de sensores, um dispositivo de aquisição, armazenamento e 
processamento dos dados, além de possuir um método de detecção de dano estrutural. Para este 
trabalho, a técnica da impedância eletromecânica (E/M) foi a utilizada. 
Sistemas de SHM, que utilizam o método E/M, apresentam problemas práticos que têm 
limitado seu uso em aplicações reais. Os problemas mais críticos são as variações de impedância 
causadas pela operação dos equipamentos e pelas condições ambientais, como, ruídos 
(TAKAHASHI, 2016) e vibrações (BASTANI et al., 2012). 
O objetivo deste trabalho foi analisar os efeitos das vibrações e de ruído nas assinaturas de 
impedância em aplicações de SHM baseadas no método E/M, uma vez que a pesquisa dos efeitos 
ambientais é relevante para o correto diagnóstico da estrutura. 
 
2 METODOLOGIA 
 
Para avaliar os efeitos da vibração e de ruído na detecção de danos com base no método 
E/M, os experimentos foram realizados em uma barra de alumínio com dimensões de 110 mm x 76 
mm x 3 mm a qual foi apoiada na bancada sobre blocos de borracha. Foram utilizados dois 
transdutores piezelétricos fixados a estrutura com cola a base de cianoacrilato. 
A aquisição e a geração dos sinais foram realizadas utilizando um dispositivo DAQ NI-
USB-6366 com uma taxa de amostragem de 2 MS/s. As assinaturas de impedância foram obtidas 
na faixa de frequência de 0 a 500 kHz com passos de 2 Hz por meio da geração de um sinal chirp. 
As vibrações, inseridas usando um sinal chirp, e o ruído pseudo-aleatório variaram em amplitude 
de 1 Vpp a 50 Vpp para obter diversas relações sinal-ruído. 
	 7	
Os efeitos da vibração e de ruído foram analisados pelo cálculo da função de coerência e 
pela análise das assinaturas de impedância usando os índices RMSD (root-mean-square 
deviation – desvio da raiz média quadrática) e CCDM (correlation-coefficient deviation metric 
– desvio do coeficiente de correlação). O dano estrutural foi induzido na barra colando-se uma 
esfera de aço com aproximadamente 1 mm de diâmetro e massa de 15 mg, a 100 mm do centro do 
transdutor. Todas as medições foram realizadas fazendo-se a média de 5 medidas sob todas as 
condições. 
 
3 DISCUSSÕES 
 
 Conforme mencionado anteriormente, a função de coerência foi utilizada para analisar o 
quanto a vibração e o ruído distorcem o sinal recebido pelo transdutor. O ideal é que seu resultado 
seja 1, porém, foi observado que esse valor decai com o aumento da intensidade das perturbações 
inseridas, indicando baixa correlação entre os sinais de excitação e resposta. 
 Para os índices de dano, calculados com subfaixas de 10 kHz nas medições de impedância 
com vibrações, foram observadas variações maiores que 3000% nos índices RMSD para a parte 
real e sob vibração intensa (50Vpp). Já no índice CCDM, um comportamento diferente foi 
observado, as vibrações de baixa frequência causaram variações de impedância em frequências 
mais altas. 
 Uma análise semelhante foi realizada com a adição de ruído e foi observado que, mesmo 
em baixa intensidade, o ruído interfere nos índices. Para o índice RMSD, que dependendo da 
intensidade aplicada, foi observado variações de 600% para um ruído de 1 Vpp e 25000% para uma 
perturbação de 50 Vpp. Para o CCDM, os valores facilmente atingiram 1, indicando baixíssima 
correlação e, além disso, os índices aumentaram com a frequência, provavelmente devido à relação 
sinal-ruído ser menor. 
 Para analisar a viabilidade em detectar danos, um pequeno dano foi introduzido na barra. 
Osresultados mostraram que os índices sob efeitos apenas de ruído e vibração apresentaram valores 
maiores do que aqueles com dano. Porém, uma forma de compensar os efeitos das perturbações foi 
aumentar a amplitude do sinal de excitação, obtendo-se uma redução de 94% para o índice RMSD 
e 99,2% para o índice CCDM. 
 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
 Neste trabalho foi possível concluir que os efeitos de ruído, mesmo que em baixo nível, 
provocaram variações significativas nas assinaturas de impedância e, consequentemente, nos 
índices de danos, dificultando a detecção de danos incipientes. Outro resultado importante é que a 
vibração externa de baixa frequência pode causar variações nas assinaturas de impedância em altas 
frequências e que esses efeitos podem ser compensadosaumentando-se a amplitude do sinal de 
excitação no transdutor piezelétrico. Portanto, a análise experimental apresentada neste artigo pode 
motivar a pesquisa e o desenvolvimento de técnicas mais avançadas de processamento de sinais e 
índices de danos mais eficientes sob condições de vibrações e ruído, as quais ocorrem tipicamente 
em aplicações reais. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
BASTANI, A.; AMINDAVAR, H.; SHAMSHIRSAZ, M.; SEPEHRY, N.; Identification of 
temperature variation and vibration disturbance in impedance-based structural health monitoring 
using piezoelectric sensor array method, Structural Health Monitoring 2012; 11(3): 305–314. 
http://dx.doi.org/10.1177/1475921711427486 
TAKAHASHI, Y.; Evaluation of environmental noise by analyzing faint random vibration in 
structural health monitoring, The Journal of the Acoustical Society of America 2016; 140: 2958-
2958 http://dx.doi.org/10.1121/1.4969133 
	 8	
ATRATOR LORENZ: ESTUDO DE CAOS E DE HIPERCAOS 
 
Ranulfo Acir de Oliveira Resende 
Aluno do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
Prof. Dr. José Manoel Balthazar 
Orientador – Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos, Brasil 
 
RESUMO 
Este trabalho apresenta o resultado de simulações de caos e hipercaos baseadas em referências 
clássicas do oscilador Lorenz. As simulações calcularam os expoentes de Lyapunov, identificando 
os respectivos estados de caos e hipercaos. Foram realizadas implementações de caos em circuitos 
analógico e digital, com microcontrolador. Os resultados permitem prosseguir a pesquisa na 
investigação do controle de caos e hipercaos. 
PALAVRAS-CHAVE: Controle Realimentado. Expoentes de Lyapunov. 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
O estudo do caos e do hipercaos possui aplicações em aeronáutica, comunicações, processos 
químicos, até em sistemas biológicos. 
Nosso trabalho apresenta simulações de caos e hipercaos e uma implementação em circuito 
analógico de caos baseados em (CUOMO et al.,1993), e hipercaos em (MACEK et al.,2010). As 
simulações do sistemas estudados apresentaram Expoentes de Lyapunov coerentes com caos e 
hipercaos. 
Foram realizadas implementações para o caos em circuito analógico e, também, em 
microcontrolador baseada em (CHIU et al.,2013). As implementações apresentaram formas de onda 
qualitativamente coerentes com o esperado, possibilitando futuras investigações em controle. 
Na seção 2, apresentamos a metodologia e os fundamentos teóricos do trabalho. A seção 3 
apresenta os resultados das simulações e a implementação. 
 
2 METODOLOGIA 
 
O sistema Lorenz caótico é descrito em (CUOMO et al.,1993), na equação (1). 
O sistema Lorenz hipercaótico é descrito em (MACEK et al.,2010), equações (4) a (7). 
Os sistemas foram simulados no ambiente integrado de estudo de sistemas dinâmicos, 
desenvolvido inicialmente em (RESENDE, 2015) e aprimorado na pesquisa de doutorado. 
 
3 RESULTADOS 
 
Os resultados são apresentados nas figuras (1) a (3). 
 
4 CONCLUSÕES 
 
Este trabalho apresentou o resultado de simulações de sistemas caóticos e hipercaóticos 
baseados no oscilador Lorenz. As simulações e, igualmente, as implementações em circuito 
analógico e digital para o caos, foram coerentes com a teoria, permitindo prosseguir em pesquisa 
no controle de caos e hipercaos. 
 
REFERÊNCIAS 
 
	 9	
CHIU, R., MORA-GONZALEZ, M.; LOPEZ-MANCILLA D. “Implementation of a Chaotic 
Oscillator into a Simple Microcontroller”. Em: IERI Procedia 4.Supplement C. 2013 
International Conference on Electronic Engineering and Computer Science (EECS 2013), pp. 247 
–252. 2013. 
CUOMO, K. M.; OPPENHEIM, A. V.; STROGATZ, “Synchronization of Lorenz-based chaotic 
circuits with applications to communications”. Em: IEEE Transactions on Circuits and Systems 
II: Analog and Digital Signal Processing 40.10, pp. 626–633. 1993. 
MACEK, W. M.; STRUMIK, M., “Model for hydromagnetic convection in a magnetized fluid”. 
Em: Phys. Rev. E 82 (2), p. 027301. 2010. 
RESENDE, R. A. O., “Estudo da Dinâmica de Populações Utilizando a Técnica de Polinômios 
de Colocação”. Diss. de mestrado. Faculdade de Engenharia, Campus Bauru, Universidade 
Estadual Paulista – Unesp. 2015. 
 
(a) x 
 
(b) xy 
Figura – 1 : Resultados de Simulações de Caos. Fonte: os autores. 
 
 
(a) x 
 
(b) xy 
Figura – 2 : Resultados de Simulações de Hipercaos. Fonte: os autores. 
(a) Implementação Analógica de Caos (b) Implementação com uC 
Figura – 3 : Resultados de Implementações. Fonte: os autores. 
 
	 10	
MONITORAMENTO DO FENÔMENO DA QUEIMA NO PROCESSO DE 
RETIFICAÇÃO DE AÇOS POR MEIO DE SINAIS DE VIBRAÇÃO 
 
Felipe Aparecido Alexandre 
Aluno do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
Prof. Dr. Paulo Roberto Aguiar 
Orientador – Depto de Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
RESUMO 
A retificação, dentro dos processos de usinagem, é um processo de acabamento amplamente 
utilizado na indústria, sendo uma das últimas fases na cadeia de usinagem. O fenômeno de 
queima é uma das piores falhas que podem ocorrer na retificação de aços. Desta forma, um 
sistema de monitoramento capaz de identificar a ocorrência deste fenômeno, além de detectar 
o momento do início do mesmo, é de grande importância. Este trabalho propõe um método para 
detecção do fenômeno de queima e o momento de sua ocorrência no processo de retificação de 
aços com rebolo de óxido de alumínio. Um acelerômetro (sensor de vibração) foi instalado no 
suporte da peça. Técnicas de processamento digital de sinais e índices de danos foram 
aplicados. Para melhor fundamentar o estudo, testes de dureza, inspeção visual e metalografia 
foram executados. Os resultados mostram que o método proposto é efetivo para detecção do 
fenômeno de queima. 
 
PALAVRAS-CHAVE: Retificação, Monitoramento, Danos térmicos, Vibração. 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
O processo de retificação é muito utilizado na fabricação de peças dos mais diversos 
tipos de materiais, exigindo resultados como baixa rugosidade, controle dos erros dimensionais 
e forma da peça, máxima vida útil da ferramenta e custos mínimos (EUZEBIO et al., 2012). O 
principal objetivo desse processo é obter peças com acabamento superficial de alta qualidade. 
Os danos mais comuns no processo de retificação são a queima, trincas e tensões 
residuais (DOTTO; AGUIAR; BIANCHI, 2002). A principal causa de danos nos metais é a 
entrada térmica excessiva gerada pelo contato entre os grãos abrasivos do rebolo e a superfície 
da peça, provocando a queima da superfície. A queima pode causar endurecimento ou 
amolecimento da peça, como também aumento na fragilidade, tensões residuais indesejáveis de 
tração, fissuras e redução da resistência a fadiga (AGUIAR; DOTTO; BIANCHI, 2005) 
Uma maneira de garantir a qualidade, obter os resultados esperados e evitar danos no 
processo de manufatura é o monitoramento do processo através de sensores, com o intuito de 
deduzir o valor real dos eventos (rugosidade, danos térmicos, trincas, tensões residuais) e, 
assim, atuar sobre o processo, de modo a minimizar ou eliminar tais erros. 
O objetivo principal deste trabalho foi propor um método para a detecção do início do 
fenômeno de queima e a condição superficial depeças de aço na retificação, por meio do uso 
de acelerômetro e sensor de potência. O processamento digital dos sinais utilizou ferramentas 
de análise no domínio da frequência, além de outras técnicas, no intuito de inferir uma 
correlação entre as condições das peças e os sinais coletados e, por conseguinte, estabelecer o 
início do fenômeno de queima. 
 
2 METODOLOGIA 
 
	 11	
Os ensaios foram realizados em uma máquina retificadora tangencial plana equipada 
com um rebolo de óxido de alumínio. As peças de aço ABNT 1045 foram utilizadas como 
material para análise da ocorrência de queima. A aquisição da vibração foi feita por um 
acelerômetro fixado ao suporte da peça. Os sinais foram amostrados por um osciloscópio, com 
frequência de amostragem de 2 MHz. Após a aquisição dos sinais, os mesmos foram 
posteriormente processados no software Matlab®. O processamento de sinais consistiu de 
análises no domínio da frequência, como a PSD – Power Spectral Density, aplicação da 
transformada de STFT – Short Time Fourier Transform, e do índice RMSD – Root Mean 
Square Deviation em janelas de resolução fixa. Em relação as análises superficiais, medidas de 
dureza Vickers, metalografia e fotos de alta resolução da superfície da peça foram efetuadas 
para auxiliar na identificação do início do fenômeno de queima. 
 
3 RESULTADOS 
 
Os resultados alcançados por meio do processamento digital de sinais mostram que as 
aplicações da STFT nos sinais de vibração, amostrados durante o processo de retificação, 
indicam com relativa precisão a região da peça onde houve o início do fenômeno de queima. 
Esse resultado é corroborado pela aplicação do índice RMSD em janelas fixas de 16.384 
amostras dos sinais de vibração. O processamento digital de sinais quando comparado aos 
resultados da superfície da peça (Vickers, Metalografia e fotografias de alta resolução) são 
coerentes. Assim, a vibração possui relação direta com a ocorrência de queima, tornando-se 
uma alternativa ao monitoramento por emissão acústica (EA). 
 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
 Os resultados mostram que as condições de retificação influenciam de forma direta nos 
sinais, alterando os espectros de frequência. Após o tratamento digital de sinais, por meio da 
aplicação da STFT, é possível identificar a região do início da ocorrência do fenômeno de 
queima. Por fim, a aplicação do índice RMSD no sinal apresentou bons resultados, reforçando 
a análise conjunta dos dados observados (fotografia da superfície da peça, dureza Vickers, 
STFT e RMSD). 
O método proposto apresentou resultados confiáveis no que tange a identificação do 
fenômeno de queima. Finalmente, ressalta-se a utilização do acelerômetro para o 
monitoramento do processo de retificação, visto que muitos trabalhos adotam para o mesmo 
fim o sensor de emissão acústica. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
AGUIAR, P. R.; DOTTO, F. R. L.; BIANCHI, E. C. Study of thresholds to burning in surface 
grinding process. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Science & Engineering, 
v. XXVII, n. 2, p. 150–156, 2005. 
DOTTO, F. R. L.; AGUIAR, P. R.; BIANCHI, E. C. In-process thermal damage detection in 
grinding with monitoring via Internet. Seventh International Conference on Control. 
Automation, Robotics and Vision, v. 1, p. 270–275, 2002. 
EUZEBIO, C. D. G. et al. Monitoring of grinding burn by fuzzy logic. (ABCM, Ed.)ABCM 
Symposium Series in Mechatronics - Vol. 5. Natal, RN: ABCM, 2012 
 
	 12	
SISTEMAS SHM BASEADOS NA IMPEDÂNCIA ELETROMECÂNICA EM 
APLICAÇÕES COM BAIXA RELAÇÃO SINAL-RUÍDO 
 
Bruno Albuquerque de Castro 
Aluno do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
Prof. Dr. Fabrício Guimarães Baptista 
Orientador – Depto de Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
RESUMO 
Os sistemas de monitoramento de integridade estrutural (SHM) têm como objetivo a detecção 
de danos estruturais em estágio inicial e, desta forma, garantir a segurança e a redução de custos 
com manutenção. Entre as várias técnicas existentes para a detecção de dano, a técnica da 
impedância eletromecânica (E\M) se destaca pela sua metodologia simples e por utilizar 
transdutores piezelétricos de baixo custo. Todavia, esta técnica se torna limitada em aplicações 
onde os níveis de ruído ou de vibração são significativos. Portanto, o objetivo deste trabalho é 
propor uma nova técnica de processamento digital de sinais, baseada no critério de Hinkley 
com o propósito de se minimizar a influência do ruído no diagnóstico correto de danos em 
materiais compósitos, os quais são muito utilizados na indústria aeroespacial. 
PALAVRAS-CHAVE: Impedância Eletromecânica, SHM, FRF, Critério de Hinkley. 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
O uso de técnicas não destrutivas para o monitoramento e diagnóstico de falhas 
estruturais, conhecidos como sistemas de SHM (Structural Health Monitoring), tem como 
objetivo garantir um elevado grau de desempenho e segurança estrutural nos campos 
relacionados a engenharia civil, naval e aeroespacial. Uma das técnicas mais promissoras em 
SHM é a técnica da impedância eletromecânica (E/M). Entretanto, sua aplicação se torna 
limitada em ambientes cujo nível de ruído ou de vibração estrutural são significativos 
(TAKAHASHI, 2016). Tomando-se como base essa problemática, o objetivo deste estudo é 
propor um novo método de identificação e classificação de danos baseado no critério estatístico 
de Hinkley de forma a se minimizar, em relação a técnica tradicional, o efeito do ruído no 
diagnóstico de falhas em materiais compósitos do tipo fibra de carbono. 
 
2 METODOLOGIA 
 
A medição da impedância eletromecânica neste estudo se baseou na técnica proposta 
por Baptista e Vieira Filho (2009). Sendo assim, um diafragma piezelétrico de baixo custo 
(modelo 7BB-20-6, Murata®) foi acoplado a uma chapa de fibra de carbono de dimensões 300 
x 500 x 1,04 mm por meio de uma cola a base de cianoacrilato. Por meio de uma placa de 
aquisição de dados (NIUSB-6211) o transdutor foi excitado por um sinal chirp x(t) de amplitude 
1 V e range de 0-65 kHz com um passo de frequência de 2 Hz, e, concomitantemente foi 
realizada a leitura do sinal de resposta y(t) do transdutor para o sinal chirp. A taxa de aquisição 
ajustada foi de 250 kHz. Para a geração de ruídos brancos aleatórios, que variaram de 0,1 V a 
10 V de pico a pico, um outro diafragma de mesmas características foi acoplado na outra 
extremidade da chapa. Três danos foram induzidos de forma a se comparar a identificação e 
classificação do dano estrutural na placa contaminada com ruído. Deste modo, foram feitos 
furos de 1 mm, 5 mm e 10 mm de diâmetro, os quais representam, em percentual de área 
danificada, 0,0005%, 0,01% e 0,05%, respectivamente. Uma vez aplicada a técnica da 
	 13	
impedância na placa contaminada com ruído, os sinais de excitação e resposta foram 
processados via método tradicional, que se baseia na função resposta em frequência (FRF), bem 
como pela nova forma proposta: o critério estatístico de Hinkley. Após este processamento, 
para cada metodologia, a quantificação do grau de avaria foi realizada por meio do desvio do 
coeficiente de correlação (CCDM) que comparou duas assinaturas contaminadas com ruído: a 
primeira, extraída da chapa íntegra (baseline) e, a segunda, após a inserção dos danos descritos. 
 
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
A técnica da impedância E/M tem como fundamento o estudo do sinal de resposta y(t) 
mediante a excitação do sensor por um sinal chirp x(t). A forma tradicional de se processar 
estes sinais é baseada na FRF que utiliza um estimador espectral 𝐻4, conforme se verifica na 
Equação 1. Para o cálculo deste estimador é necessário se obter o espectro de potência cruzado 
𝑆67(𝑓) dos sinais se excitação e resposta e o auto espectro do sinal de excitação 𝑆66(𝑓). 
 
																																																																								𝐻4 𝑓 = 	
𝑆67(𝑓)
𝑆66(𝑓)
																																																											(1) 
Já o critério de Hinkley podeminimizar a influência do ruído no sinal ponderando a 
energia de cada amostra do sinal de resposta 𝑦; na energia total média 𝑦 do sinal por meio de 
uma soma cumulativa, conforme Equação 2 (Markalous, Tenbohlen, Fazer, 2008). 
 
																																																																								𝑆)< = 	 𝑦;= − 𝑦
)
;?@
																																																											(2) 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Para análise via FRF, o índice CCDM cresceu com o aumento do tamanho do dano 
apenas na faixa de 0 a 10 kHz, possibilitando a identificação e classificação do dano. Já o 
critério de Hinkley apresentou esta característica para quatro bandas distintas: de 0 a 10 kHz, 
de 10 a 20 kHz, de 20 a 30 kHz e de 50 a 60 kHz. Ambos os resultados se deram para ruídos 
menores ou iguais a amplitude do sinal chirp. Para ruídos maiores que 1 V, a classificação e a 
identificação de danos ficaram prejudicadas. Sendo assim, o critério de Hinkley apresentou 
maior quantidade de bandas que identificaram e quantificaram o tamanho do dano na placa. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
BAPTISTA F. G.; VIEIRA FILHO, J. “A New Impedance Measurement System for PZT-
Based Structural Health Monitoring”, IEEE Transactions on Instrumentation and 
Measurement, vol. 58, no. 10, pp. 3602–3608, 2009. 
MARKALOUS, S.; TENBOHLEN, S.; FESER, K. “Detection and Location of Partial 
Discharges in Power Transformers using Acoustic and Electromagnetic Signals”, IEEE 
Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol.15, n. 6, pp. 1576-1583, 2008 
TAKAHASHI, Y. “Evaluation of environmental noise by analyzing faint random vibration in 
structural health monitoring” The Journal of the Acoustical Society of America, 2016. 
	 14	
FERRAMENTA DE ANÁLISE E PROJETO DE SISTEMAS INSTRUMENTADOS 
DE SEGURANÇA EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL 
 
Caio Cesar Policelli Amalfi 
Aluno do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
Prof. Dr. Eduardo Paciência Godoy 
Orientador – Depto de Engenharia de Controle e Automação – Unesp – Sorocaba 
 
RESUMO 
A alta complexidade atrelada às necessidades de segurança e confiabilidade dos processos 
industriais têm demandado a implantação de sistemas automáticos de segurança. Esses 
sistemas, conhecidos como Sistemas Instrumentados de Segurança (SIS), são responsáveis pela 
segurança operacional do processo dentro de limites seguros através da monitoração de valores 
e parâmetros quando houver condições de risco. Os SIS são concebidos com diferentes Níveis 
de Integridade de Segurança (SIL) de acordo com o risco do processo. O desafio na implantação 
desses sistemas é que o procedimento de projeto de um SIS é complexo e pouco difundido, 
além de existirem diversos métodos de cálculo e análise de riscos aceitos pelas normas de 
segurança. A motivação para este trabalho visa automatizar o projeto de SIS no que diz respeito 
à redução da quantidade de tarefas manuais que podem causar erros e aos cálculos necessários 
e também à diminuição do tempo de projeto. 
PALAVRAS-CHAVE: Confiabilidade, Falhas, SIS, SIL. 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
A automação é uma realidade consolidada dentro de ambientes industriais, reduzindo 
os custos da produção e aumentando tanto a qualidade quanto a competitividade das empresas. 
Atualmente, devido à crescente utilização da automação dentro do ambiente industrial, sistemas 
de segurança específicos tornaram-se indispensáveis para assegurar o desempenho e 
integridade das plantas e das malhas de controle (CATELANI et al., 2012). Estes sistemas de 
segurança, comumente denominados de Sistemas Instrumentados de Segurança (SIS – Safety 
Instrumented Systems), consistem em um conjunto de métodos de engenharia, hardware e 
software, especialmente desenvolvidos para prevenir e mitigar possíveis falhas e riscos capazes 
de afetar a integridade dos equipamentos, dos funcionários envolvidos e até mesmo do meio 
ambiente (IEC 61511-MOD, 2014). 
 
2 METODOLOGIA 
 
O objetivo deste trabalho é desenvolver uma ferramenta de análise e projeto de SIS, 
com programação voltada para Web, capaz de realizar um estudo de riscos e falhas de um 
processo industrial e calcular um valor para a seleção do nível de integridade de segurança 
(SIL). Os principais métodos utilizados por esta ferramenta são: 
• Estudo de Riscos e Falhas HAZOP, Estudo de Riscos e Operabilidade; 
• Criação das árvores de falhas com suas respectivas funções lógicas; 
• Obtenção do SIL através da análise das árvores de falhas; 
• Definição de uma SIF para o SIL obtido. 
 
3 DISCUSSÕES 
 
	 15	
A proposta deste trabalho consistiu no desenvolvimento de uma ferramenta de análise e 
projeto de um Sistema Instrumentado de Segurança (SIS), utilizando para isso programação em 
HTML, PHP e JavaScript, principais linguagens para programação web existentes atualmente, 
além de uma estruturação em banco de dados MySQL, devido ao seu desempenho, segurança 
e também quanto à aplicabilidade. Tal ferramenta é voltada para Web, permitindo ao usuário o 
acesso através de qualquer navegador em qualquer lugar do mundo, uma vez que será 
disponibilizada na Internet inicialmente num servidor de hospedagem gratuito para testes e 
depois em um domínio próprio. A ferramenta proposta sistematiza e descreve um procedimento 
adequado, usando técnicas normativas, para realização das etapas necessárias para o projeto de 
um SIS.. 
 A ferramenta funciona usando 4 módulos: 
• Módulo 1: Análise de Riscos; 
• Módulo 2: Árvore de Falhas; 
• Módulo 3: Cálculo do SIL; 
• Módulo 4: Definição da SIF. 
 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
A ferramenta desenvolvida é inovadora e proporciona uma contribuição importante para 
esta temática, pois não foi encontrada na revisão bibliográfica realizada nenhuma ferramenta 
que englobasse todos os procedimentos requeridos para a análise e projeto de SIS. Isso 
representa um diferencial da ferramenta proposta em relação a outras soluções disponível na 
literatura, pois a mesma automatiza e auxilia nas etapas de projeto de um SIS, reduzindo 
principalmente tempo para execução dessas tarefas. Outro fator importante é que a ferramenta 
foi desenvolvida em ambiente Web, o que facilita seu uso e disseminação (sem a necessidade 
de instalação de software ou gerenciamento de permissões de acesso em empresas). 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
CATELANI, M.; CIANI, L.; LUONGO, V. (2012), “A new proposal for the analysis of Safety 
Instrumented Systems”. 2012 IEEE International Instrumentation and Measurement 
Technology Conference, Graz, pp. 1612-1616. 
IEC61508 (2010). Functional Safety of electrical / electronic / programmable electronic safety-
related systems – Part 2: Requirements for electrical / electronic / programmable electronic 
safety-related systems. IEC – International Electrotechnical Commission, Geneva. 
IEC61511-Mod (2014). Functional Safety – Safety Instrumented Systems for the Process 
Industry Sector – Part 3: Guidance for the Determination of Required Safety Integrity Levels. 
IEC – International Electrotechnical Commission, Geneva. 
 
	 16	
ANÁLISE DE SISTEMAS DE MEDIÇÃO PARA DETECÇÃO DE DANO BASEADA 
NA IMPEDÂNCIA E/M UTILIZANDO TRANSDUTORES PIEZELÉTRICOS 
 
Danilo Ecidir Budoya 
Aluno do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
Prof. Dr. Fabricio Guimarães Baptista 
Orientador – Depto de Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
RESUMO 
Os sistemas de monitoramento de integridade estrutural, também conhecidos como SHM do 
termo em inglês Structural Health Monitoring, permitem a detecção de dano estrutural ainda 
em estágio inicial em diversos tipos de estruturas, aumentando a segurança dos usuários e 
reduzindo os custos com manutenção. Para tal, são necessárias técnicas minimamente invasivas 
à estrutura, conhecidas como NDT (nondestructive testing – teste não destrutivo) ou NDE 
(nondestructive evaluation – avaliação não destrutiva). Entre as várias possibilidades, o método 
da impedância eletromecânica (E/M) destaca-se por suametodologia simples e por utilizar 
transdutores piezelétricos pequenos, leves e de baixo custo. Para este trabalho, foram realizados 
experimentos visando comparar a precisão e sensibilidade à presença de danos de dois sistemas 
que atuam de formas diferentes quanto à excitação e aquisição de sinais dos transdutores 
piezelétricos. Os resultados indicam diferenças quanto aos parâmetros comparados que devem 
ser consideradas no desenvolvimento de sistemas de SHM baseados na impedância E/M. 
PALAVRAS-CHAVE: SHM, Impedância eletromecânica, Transdutores piezelétricos. 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Sistemas de monitoramento de integridade estrutural, também conhecidos como SHM, 
têm ganhado grande destaque no meio acadêmico e industrial, pois permitem a detecção de 
dano estrutural ainda em estágio inicial em diversos tipos de estruturas, aumentando a 
segurança dos usuários e reduzindo os custos com manutenção (FARRAR; WORDEN, 2013). 
Para tal, são necessários sistemas de monitoramento que utilizam técnicas minimamente 
invasivas conhecidas como NDT ou NDE, uma vez que a interrupção total de operação das 
estruturas é indesejável. 
Dentre as técnicas NDT, a impedância eletromecânica (E/M) destaca-se por sua 
metodologia simples e por utilizar transdutores piezelétricos pequenos, leves e de baixo custo. 
As técnicas de aquisição de sinais utilizadas no sistema proposto por Baptista e Vieira Filho 
(2009) e no circuito integrado AD5933, da Analog Devices, abrangem grande parte das 
aplicações de sistemas de SHM baseados na impedância E/M. Para realizar uma análise em 
uma determinada faixa de frequência, tais sistemas diferenciam-se quanto ao tipo de sinal de 
excitação aplicado, uma vez que primeiro possui um único sinal dinâmico do tipo chirp, e o 
segundo, diversos sinais senoidais para abranger todas as frequências desejadas. 
A precisão das medições é fundamental nas aplicações de SHM, já que a detecção e 
quantificação do dano são realizadas pela comparação de duas assinaturas de impedância. Dessa 
forma, medições imprecisas podem impossibilitar a detecção de danos em estágio inicial ou 
ocasionarem diagnósticos falso-positivos. Portanto, neste trabalho, os dois sistemas de 
implementação da técnica da impedância E/M, citados anteriormente, são analisados e 
comparados estatisticamente pela precisão das medidas e sensibilidade para detectar danos 
estruturais. 
 
	 17	
2 METODOLOGIA 
 
Para este trabalho, foram realizados dois experimentos visando-se determinar a precisão 
das medições e a sensibilidade à presença de danos em uma estrutura monitorada. Para isso, os 
dois sistemas apresentados na Seção I foram ambientados no software LabVIEW e igualmente 
configurados para que as comparações sejam fidedignas. Os materiais utilizados foram um 
dispositivo de aquisição de dados NI-USB-6361, um diafragma piezelétrico 7BB-20-6 da 
Murata Manufacturing, uma barra de alumínio de 79 cm x 7,5 cm x 0,3 cm (estrutura 
monitorada) e dois objetos para simularem a presença de danos na estrutura ao serem fixados 
na mesma: uma porca de aço de 0,8 cm x 1,4 cm e uma esfera de aço de diâmetro de 0,1 cm. 
Para o primeiro experimento, foram realizadas vinte medições da impedância elétrica 
do diafragma piezelétrico, com cada sistema. Em sequência, para uma determinada faixa de 
frequência, foi calculado o desvio padrão das medições referentes a cada um dos sistemas. No 
segundo experimento, foram realizadas dez medições com a barra sem danos e outras dez com 
cada um dos danos apresentados anteriormente, para cada sistema. Em seguida, utilizando-se 
sempre como referência uma baseline (assinatura para estado íntegro) da estrutura para cada 
sistema, foram calculados os índices CCDM (correlation coefficient deviation metric – métrica 
do desvio do coeficiente de correlação) para cada medição de cada sistema, que indica a 
presença ou não de danos na estrutura monitorada. 
 
3 DISCUSSÕES 
 
Os resultados do primeiro experimento indicam que o sistema com sinal de excitação 
senoidal possui uma precisão maior que o sistema com sinal de excitação do tipo chirp para 
toda a faixa de frequência analisada, que foi de 44 kHz a 44,3 kHz (região contendo um pico 
de ressonância), uma vez que o desvio padrão, ponto a ponto, nesta faixa de frequência, foi 
sempre maior para o sistema com sinal de excitação chirp. Para o segundo experimento, os 
índices CCDM obtidos para o sistema de sinal de excitação senoidal para os diferentes danos 
foram maiores em todas as medições do que os índices CCDM obtidos para o sistema com sinal 
de excitação chirp. 
 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Com base nos resultados obtidos neste trabalho, é possível concluir que a precisão nas 
medições de impedância elétrica dos transdutores piezelétricos proporciona uma maior 
sensibilidade à presença de danos na estrutura monitorada. Além disso, mostrou que ambos os 
sistemas analisados estão aptos a aplicações de sistemas de SHM e que, sob as configurações 
utilizadas neste trabalho, o sistema com sinal de excitação senoidal apresentou melhor precisão 
e sensibilidade à presença de danos na estrutura monitorada. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
BAPTISTA, F. G.; VIEIRA FILHO, J. A new impedance measurement system for PZT-based 
structural health monitoring. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, v. 
58, n. 10, p. 3602–3608, 2009. 
 
FARRAR, C. R.; WORDEN, K. Structural health monitoring: a machine learning perspective, 
John Wiley & Sons, Ltd., 2013. 
 
	 18	
AUTOMAÇÃO E CONTROLE DE PROCESSOS EM NUVEM COM APLICAÇÕES 
DE INTERNET DAS COISAS INDUSTRIAL (IIOT) 
 
Jeferson André Bigheti 
Aluno do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
Prof. Dr. Eduardo P. Godoy 
Orientador – Depto de Engenharia de Controle e Automação– Unesp – Sorocaba 
 
RESUMO 
Este trabalho apresenta uma arquitetura de automação e controle de processos em nuvem 
baseada na aplicação de WNCS integrados a um servidor Web. Os sistemas de controle se 
comunicam via protocolos MODBUS, COAP e o servidor Web é implementado usando as 
ferramentas scadaBR e NODE.JS. Dois estudos de caso são apresentados o controle via rede 
de uma malha de vazão com o protocolo MODDUS e outro de uma malha de nível para o 
protocolo COAP via simulação em Hardware-in-the-Loop (HIL). 
PALAVRAS-CHAVE: Computação em nuvem, COAP, MODDUS e WNCS. 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
As indústrias estão mudando para melhorar seus processos e dessa forma obter uma 
maior eficiência e qualidade dentro de menores custos e tempos. Onde o chão de fábrica está 
cada vez mais automatizado, com robôs realizando diversas atividades que antes eram feitas de 
forma manual. As máquinas já conversam entre si e conosco utilizando o conceito da Internet 
das Coisas (IoT). Expressões como big data, descentralização, virtualização, automatização e 
internet das coisas são conceitos de automação da Indústria 4.0, também chamada de Quarta 
Revolução Industrial, a qual representa uma evolução dos sistemas produtivos atuais a partir da 
convergência entre novas tecnologias de automação industrial e tecnologia da informação (TI) 
(BERGER, 2014). A qual propõe conectar máquinas, sistemas e pessoas ao processo produtivo. 
Isso irá permitir maior personalização de produtos, utilização mais eficiente de recursos, menor 
margem de erro, controle de matérias-primas, além de uma logística de distribuição melhorada. 
O grande desafio, portanto, é promover a integração entre essas tecnologias, visando a obtenção 
de uma nova realidade produtiva, onde tudo estará conectado para que as melhores decisões de 
produção, custo e segurança sejam tomadas, tudo sob demanda e em tempo real. 
 
2 METODOLOGIA 
 
Este artigo apresenta uma proposta de arquitetura de automação com o uso da tecnologia 
IoT entre dispositivos para sensores e atuadores com interconexão feita por um servidor M2M 
com o modulo ESP8266 acessando serviços de automação e controle em nuvem. A arquitetura 
é baseada na aplicação de sistemas decontrole via rede (WNCS) com o uso do protocolo 
MODBUS e COAP via comunicação WiFi. A troca de informação entre o modulo ESP8266 
com o servidor M2M Web é feita com os protocolos MODBUS e COAP. Os servidores de 
aplicação M2M utilizados são o scadaBR e NODE JS. Os sensores e atuadores também são 
módulos ESP8266 com protocolo COAP e MODBUS embarcados e acessando as variáveis de 
controle via Acess Point (AP). O controle da malha proposto neste trabalho será feito pelo 
pidPLUS, sendo esse um serviço em nuvem implementado no software labview. O meio de 
acesso ao controlador pidPLUS foi utilizado a tecnologia REST e SOAP. As variáveis de 
controle serão acessadas em um banco de dados mySQL através de comunicações WiFi com o 
	 19	
protocolo COAP e MODBUS. As variáveis do processo são disponibilizadas em nuvens, via 
banco de dados, e podem ser acessadas no servidor para diferentes finalidades. Este estudo de 
caso será implementado em duas malhas uma de vazão e uma outra de nível para o protocolo 
COAP via simulação em Hardware-in-the-Loop (HIL) para teste do funcionamento dos 
módulos ESP8266, onde o controlador está fisicamente separado do processo e as variáveis 
serão registradas em um banco de dados em um Servidor via WiFi através dos protocolos 
MODBUS e COAP. 
 
3 DISCUSSÕES 
 
Neste trabalho foi estudado a aplicação dos protocolos Modbus TCP/IP e COAP via 
Wi-Fi para comunicação com um servidor Web implementados nos servidores M2M scadaBR 
e NODE.JS. Usando uma comunicação via Web Service com o scadaBR e NODE.JS, foi 
implementado um controlador PIDPlus (LabVIEW) que acessa as variáveis de controle e 
comanda o processo através da nuvem. Os resultados apresentados validam o desenvolvimento 
da arquitetura de automação e controle na nuvem proposta neste artigo. Verificou-se que o 
controle via rede da malha de vazão e nível (simulação), usando comunicação Modbus TCP/IP, 
COAP e web service SOAP e REST se mostrou adequado e pode ser aplicado ao estudo de caso 
da planta piloto. 
 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
A integração das tecnologias de automação e informática como a IoT através da 
arquitetura de automação e controle em nuvem apresentada neste trabalho permitirá a análise e 
tomada de decisões com base nos dados disponíveis em nuvem, possibilitando o monitoramento 
e melhoria da eficiência do processo. Este trabalho apresenta resultados preliminares, mas que 
permitem vislumbrar potenciais de aplicação da arquitetura desenvolvida, que serão estudados 
em trabalhos futuros, como: Aplicações de controle em nuvem; Fornecimento de serviços de 
identificação de sistemas e controle avançado usando dados históricos disponíveis no servidor 
web do processo; Monitoramento, telemetria e otimização de processos através de serviços na 
nuvem; Virtualização de controladores e oferecimento de serviços de redundância ou backup 
de controladores com custo reduzido; Possibilidade de redução de custo e hardware utilizado, 
além de tempo de desenvolvimento de aplicações com o uso de serviços disponibilizados como 
serviços de comissionamento virtual. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
BERGER, R. (2014). Industry 4.0 – The new industrial revolution, Strategy Consultants, 2014. 
. Acesso em: Novembro, 2015. 
DECOTIGNIE, J. D. (2005). Ethernet-based real-time and industrial communications. 
Proceedings of the IEEE, v. 93, n. 6, pp. 1102-1117. 
HEGAZY, T. and HEFEEDA, M. (2015). Industrial Automation as a Cloud Service, IEEE 
Transactions on Parallel and Distributed Systems, Vol.26, No.10, pp.2750-2763, Oct. 1. 
 
	 20	
CONTROLE DE POTÊNCIA ATIVA E REATIVA DE UM SISTEMA DE ENERGIA 
EÓLICA CONECTADO À REDE BASEADO EM DFIG 
 
Marco Aurélio Rocha 
Aluno do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
Prof. Dr. Paulo José Amaral Serni 
Orientador – Depto de Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
Prof. Dr. André Luiz Andreoli 
Coorientador – Depto de Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
RESUMO 
Este trabalho apresenta a análise, modelagem e controle vetorial de um sistema de geração 
eólica baseado em um gerador de indução duplamente alimentado (DFIG, em inglês – Doubly 
Fed Induction Generator), equipado com um conversor back-to-back para gerenciamento da 
potência absorvida ou entregue à rede elétrica, por meio de compensação de reativos. Para 
atingir este objetivo, a modelagem do sistema, bem como o projeto dos controladores foram 
desenvolvidos no ambiente de simulação Matlab®/Simulink®. Os resultados obtidos permitiram 
avaliar o desempenho dos compensadores, de modo que o fator de potência foi mantido unitário 
para variações abruptas de carga e para cargas dinâmicas; a máxima potência oriunda do vento 
foi extraída e gerada. 
PALAVRAS-CHAVE: geração eólica, compensação de reativos, filtro ativo de potência. 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
A crescente demanda por energia elétrica com o mínimo impacto ambiental é um dos 
grandes desafios enfrentados hoje no setor energético. A energia eólica é considerada uma das 
mais importantes e promissoras fontes de energia renovável de todo o mundo, principalmente 
devido a sua viabilidade econômica, baixa relação custo/benefício de exploração e por 
apresentar um rápido desenvolvimento tecnológico, crescendo exponencialmente ao longo dos 
anos. Entretanto, esse tipo de geração causa problemas no sistema de distribuição de energia ao 
qual está conectado, como instabilidade da rede e problemas de qualidade de energia. Com o 
objetivo de desenvolver sistemas de energia eólica conectados à rede de distribuição eficientes 
e economicamente viáveis, diferentes algoritmos de controle aplicados ao DFIG tem sido 
propostos em literatura (MOREIRA et al., 2017). 
Tendo em vista o contexto exposto acima, este trabalho propõe uma nova estratégia de 
controle vetorial orientado pelo fluxo do estator para sistemas de energia eólica conectado à 
rede de distribuição baseados em DFIG, para controle de potências ativa e reativa no ponto de 
acoplamento comum (PAC) em um sistema com carga dinâmica variável, com o intuito de 
manter o fator de potência unitário e obter o ponto de máximo rastreio de potência. 
 
2 METODOLOGIA 
 
Esse trabalho propõe um modelo computacional, desenvolvido no ambiente de 
simulação Matlab®/Simulink®, de um sistema eólico conectado à rede, tendo um DFIG como 
máquina primária com um conversor back-to-back conectado ao sistema de distribuição e 
alimentando o circuito do rotor. Com o intuito de obter uma potência de saída satisfatória e 
qualidade na energia gerada, estratégias de controle foram propostas e implementadas no 
	 21	
mesmo ambiente de simulação. O controle do conversor do lado do rotor (RSC) realiza a 
regulação de torque e de potência ativa e reativa, enquanto que o conversor do lado da rede 
(GSC) mantém a tensão do link CC constante e produz fator de potência unitário para o ponto 
de vista da rede. 
Para este trabalho, foi adicionado ao PAC um motor de indução de 1,1 kW com variação 
do torque aplicado. Foi adicionado à entrada do sistema perfil de vento variável. 
 
3 DISCUSSÕES 
 
Os resultados para o perfil de carga adotados indicam que os controladores propostos 
tiveram uma resposta adequada, uma vez que tanto o RSC quanto o GSC mantiveram o sistema 
funcionando corretamente, ou seja, o controlador RSC manteve o torque regulado e a 
velocidade controlada para qualquer variação de vento. Já o GSC garantiu que a tensão de link 
CC se mantivesse em um valor praticamente constante, com uma pequena variação, e ainda foi 
garantido que a potência reativa da rede fosse zerada, mantendo o fator de potência próximo a 
unidade. Para o perfil de carga testado foi possível observar que a taxa de distorção harmônica 
(THD) da tensão do PAC foi menor que 10%, conforme exigido pela norma brasileira 
regulamentada em (ANEEL, 2017). 
 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Pela análise dos resultados obtidos, é possível concluir que o controlador de ângulo de 
passo realizou a extração da máxima potênciapara uma velocidade de vento variável, em que 
a potência ativa controlada seguiu instantaneamente a de referência, não apresentando nenhuma 
perda para variações de vento. O RSC garantiu a regulação do torque, mantendo a velocidade 
do gerador controlada, o GSC manteve o link CC regulado na tensão de referência, 
apresentando pequena variação de amplitude e garantiu que a potência reativa da rede fosse 
nula para qualquer perfil de carga instalada, mantendo sempre um fator de potência próximo a 
unidade. O uso do controlador PR na malha de corrente do GSC mitigou harmônicos gerados 
pelo retificador, fazendo com que a malha de corrente se tornasse mais estável. Desta forma, 
pode-se concluir que a estratégia de controle proposta se apresentou satisfatória, uma vez que 
os objetivos foram atendidos. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
ANEEL. Agência Nacional de Energia Elétrica - Procedimentos de Distribuição de Energia 
Elétrica no Sistema Elétrico Nacional - PRODIST: Módulo 8 - Qualidade da Energia Elétrica. 
2017. 
MOREIRA, A. B. et al. Power control for wind power generation and current harmonic filtering 
with doubly fed induction generator. Renewable Energy, v. 107, p. 181–193, jul. 2017. 
	 
	 22	
AVALIAÇÃO DA AUTOPERTURBAÇÃO DA QUALIDADE DA ENERGIA 
ELÉTRICA EM ESTABELECIMENTOS ASSISTENCIAIS DE SAÚDE 
 
Nilton José Saggioro 
Aluno do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
Prof. Dr. Paulo José Amaral Serni 
Orientador – Depto de Engenharia de Controle e Automação – Unesp – Sorocaba 
 
Prof. Dr. André Luiz Andreoli 
Co-Orientador – Depto de Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
RESUMO 
 
Este trabalho propõe-se a apresentar uma metodologia para avaliação da autoperturbação na 
qualidade da energia elétrica em Estabelecimentos Assistenciais de Saúde – EAS. Partindo da 
caracterização das principais cargas sensíveis e também das cargas perturbadores existentes em 
EAS, propõe elaborar uma metodologia que permita a identificação prévia, quantificação e 
mitigação de problemas relacionados à qualidade da energia elétrica, assegurando maior 
qualidade à energia fornecida aos equipamentos ‘eletromédicos’ e segurança ao paciente. 
PALAVRAS-CHAVE: Qualidade Energia, Saúde, Autoperturbação. 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
O advento da eletrônica de potência possibilitou um aprimoramento no controle da 
energia atuando na amplitude, frequência e na forma de onda da tensão fornecida aos 
equipamentos de conversão de energia. Essas alterações programadas na forma de onda 
fornecida a um determinado equipamento, a depender das características do sistema elétrico, 
podem também produzir distorções indesejadas na forma de onda da tensão de alimentação de 
outro equipamento, fato esse chamado de ‘perturbação’. Notadamente na área de saúde, 
conforme RAMOS [1], os chamados equipamentos ‘eletromédicos’ necessitam de alta 
qualidade de energia elétrica para seu correto funcionamento e ao mesmo tempo eles próprios 
prejudicam a qualidade da energia elétrica. Assim, a partir do levantamento de dados 
característicos de equipamentos presentes em um estabelecimento assistencial de saúde (EAS), 
o trabalho proposto apresentará uma metodologia para avaliação da perturbação no interior das 
instalações, oriundas de seus próprios equipamentos. 
 
2 METODOLOGIA 
 
A metodologia proposta para o trabalho completo consiste das seguintes etapas: i) 
revisão bibliográfica sobre qualidade de energia; ii) análise de normas e recomendações sobre 
qualidade de energia e instalações elétricas de EAS; iii) estudo dos fundamentos teóricos da 
autoperturbação; iv) levantamento das características de cargas típicas de EAS quanto à 
qualidade de energia; v) desenvolvimento de metodologia de avaliação da auto perturbação em 
EAS; vi) avaliação da aplicabilidade dos parâmetros de qualidade de energia preconizados por 
normas e recomendações aplicáveis a pontos internos da instalação de EAS; vii) resultados e 
conclusões. 
Nesse trabalho, ainda em fase inicial, serão apresentadas algumas informações obtidas 
durante a revisão bibliográfica, análise das normas e levantamento das características das cargas 
	 23	
típicas, mais especificamente de um equipamento de tomografia computadorizada, obtidas 
através da literatura. 
 
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
 Conforme apresentado por RAMOS [1] em 2009, um equipamento de tomografia 
computadorizada cujo valor RMS da corrente é de 22,5 A, o espectro harmônico apresenta 
como componentes significativas as de terceira ordem (15%), quinta (8%), nona (5%) e décima 
primeira (8%). A presença desse conteúdo harmônico produzirá distorções de tensão que 
poderão se tornar indesejadas na alimentação de outros equipamentos no interior do próprio 
EAS. A norma NBR IEC 60601-2-44:2017 [2] apresenta preocupação com esse fato 
recomendando que cuidados deverão ser tomados quanto à “Resistência Aparente da Rede de 
Alimentação Elétrica”, assim entendida como uma alusão à impedância da rede até o ponto de 
conexão do equipamento. Por outro lado, mas ainda no sentido de assegurar condições 
operacionais satisfatórias quanto ao nível de harmônicos admitidos no Ponto de Acoplamento 
Comum – PAC de uma instalação, a ANEEL, através do PRODIST – Módulo 8 [3] preconiza 
valores de distorção harmônica de tensão de terceira ordem de 6,5%. Considerando-se que os 
equipamentos individualmente produzem distorções de corrente e que algumas normas tratam 
de distorções de tensão, pretende-se desenvolver uma metodologia que permita correlacionar 
esses valores e identificar previamente possíveis problemas produzidos a outros equipamentos 
oriundos da instalação de um novo equipamento em um EAS. 
 
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Entre as expectativas de resultados desse trabalho, tem-se: a) A identificação dos 
equipamentos mais suscetíveis a problemas de qualidade de energia em um EAS; b) A 
caracterização e quantificação dos problemas de qualidade de energia produzidos por esses 
equipamentos; c) A inter-relação entre os problemas produzidos e sentidos por esses 
equipamentos, a partir das características da rede elétrica que os alimenta; d) A elaboração de 
uma metodologia para identificar e mensurar essa inter-relação; e) A definição de possíveis 
ações mitigadoras de problemas de autoperturbação; f) A verificação da aplicabilidade de 
parâmetros definidos por normas e recomendações para o Ponto de Acoplamento Comum 
(PAC) a pontos no interior da instalação. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
[1] RAMOS, M.C.G. Uma contribuição para a área de saúde por meio da verificação do 
impacto da qualidade de energia e das instalações elétricas nos equipamentos 
eletromédicos. 2009. 253 p. Tese (Doutorado em Engenharia) – Escola Politécnica da 
Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009. 
 
[2] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. Equipamento 
eletromédico - Parte 2-44: Requisitos particulares para a segurança básica e 
desempenho essencial dos equipamentos de raios X para tomografia computadorizada: 
NBR IEC 60601-2-44. Rio de Janeiro, 2017. 67 p. 
 
[3] AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA – ANEEL. Procedimentos de 
Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional – PRODIST. Módulo 8 – 
Qualidade da Energia Elétrica – Revisão 8. Brasília, 2016. 90 p. 
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ESTRATÉGIA DE CONTROLE INTEGRADO DE TENSÃO E FATOR DE 
POTÊNCIA EM UM SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 
 
Rafael F. Mariano 
Aluno do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica – Unesp – Bauru 
 
Prof. Dr. Paulo José Amaral Serni 
Orientador – Depto de Engenharia de Controle e Automação – Unesp – Sorocaba 
 
Prof. Dr. Eduardo Paciencia Godoy 
Coorientador – Depto de Engenharia de Controle e Automação – Unesp – Sorocaba 
 
RESUMO 
Este trabalho apresenta uma estratégia de controle integrado de tensão e fator de potência em 
um sistema de distribuição utilizando uma rede de comunicação sem fio. O objetivo da 
estratégia proposta é viabilizar a aplicação de um controle Volt/Var com os