Relatorio_Final - Michel Menes

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UNIVERSIDADE VIRTUAL DO ESTADO DE SÃO PAULO 
 
 
 
 
 
 
 
Michel Menes RA 1814480 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Projeto para automação na separação do lixo reciclável do lixo orgânico 
visando sua transformação em energia e combustível. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Casa Branca - SP 
2023 
 
 
UNIVERSIDADE VIRTUAL DO ESTADO DE SÃO PAULO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Projeto para automação na separação do lixo reciclável do lixo orgânico 
visando sua transformação em energia e combustível. 
 
 
 
 
 
 
Relatório Técnico-Científico apresentado na 
disciplina de Projeto Integrador para o curso 
de Engenharia da Computação da 
Universidade Virtual do Estado de São Paulo 
(UNIVESP). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Casa Branca - SP 
2023 
 
 
RESUMO 
 
A quarta onda de desenvolvimento industrial, conhecida como “Indústria 4.0”, caracteriza-se 
pela integração de tecnologias avançadas. Este movimento teve um impacto generalizado em 
vários setores, incluindo a indústria da moda, onde as inovações tecnológicas e a procura dos 
consumidores moldam as tendências. A colaboração internacional tem desempenhado um papel 
crucial na promoção de inovações no setor industrial. No entanto, a rápida adoção da 
inteligência artificial e da automação resultou na perda de empregos em determinadas indústrias, 
destacando a necessidade de reciclagem profissional para preparar a força de trabalho para um 
ambiente mais tecnológico. Um dos desafios mais significativos da revolução industrial é a 
sustentabilidade. Em 2019, apenas 3% dos resíduos sólidos produzidos no Brasil foram 
reciclados, apontando para a necessidade de melhores práticas de gestão de resíduos. Além 
disso, estão a surgir questões de sustentabilidade e de gestão ambiental devido à crescente 
urbanização. A tecnologia desempenha um papel vital na abordagem desses desafios. Por 
exemplo, a Internet das Coisas (IoT) permite a conectividade global, otimizando processos e 
aumentando a eficiência. A conversão de resíduos sólidos orgânicos em energia apresenta uma 
oportunidade significativa, alinhando a gestão de resíduos com a geração de energia renovável 
e enfrentando os desafios de sustentabilidade. Simplificando, a Indústria 4.0 apresenta uma 
realidade dupla de obstáculos e possibilidades. O elemento fundamental para prosperar neste 
novo cenário é a fusão do progresso tecnológico com princípios sustentáveis, garantindo um 
futuro não apenas mais produtivo, mas também ecologicamente consciente. 
 
 
PALAVRAS-CHAVE: Industria 4.0; Biodigestor; Biocombustível; Sustentabilidade. 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 7 
2 DESENVOLVIMENTO ...................................................................................................... 10 
2.1 OBJETIVOS ...................................................................................................................... 10 
2.2 JUSTIFICATIVA E DELIMITAÇÃO DO PROBLEMA ......................................................... 10 
2.3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .......................................................................................... 11 
2.3.1 Indústria E Sua Evolução ........................................................................................ 11 
2.3.2 Industria 4.0 ............................................................................................................. 11 
2.3.3 Fundamentos da Industria 4.0 .................................................................................. 12 
2.3.4 Combustíveis Fosseis .............................................................................................. 13 
2.3.5 Combustíveis Renováveis........................................................................................ 13 
2.3.6 Resultados dos Testes dos Combustíveis ................................................................ 14 
2.4 APLICAÇÃO DAS DISCIPLINAS ESTUDADAS NO PROJETO INTEGRADOR ........................ 17 
2.5 METODOLOGIA ............................................................................................................... 20 
3 RESULTADOS PRELIMINARES: SOLUÇÃO INICIAL ............................................. 21 
3.1 MATERIAIS E MÉTODOS EMPREGADOS ......................................................................... 21 
3.2 PROPOSTA PARA EXTRAÇÃO DO GÁS METANO NO ATERRO ....................................... 24 
3.3 PROTÓTIPO INICIAL ....................................................................................................... 24 
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 34 
 
 
7 
 
1 INTRODUÇÃO 
O termo “indústria 4.0” denota a quarta onda de desenvolvimento industrial, que se 
caracteriza pela adoção de tecnologias avançadas. Cada estágio da evolução industrial é 
marcado por uma nova tecnologia dominante. À medida que o setor industrial se adapta 
continuamente às inovações tecnológicas, passa por constantes transformações. Grande parte 
desta transformação é impulsionada pelo uso crescente destas tecnologias na vida quotidiana 
dos consumidores. 
No ano de 2011, o governo alemão colaborou com outras nações num esforço para 
promover novas inovações tecnológicas no setor industrial. Esta colaboração ocorreu durante a 
Feira de Hannover. (SKLITO, HOVSEPIAN, 2018). 
Para se manter à frente no mercado, as empresas frequentemente buscam novas opções. 
Como resultado, frequentemente empregam mecatrônica e sistemas de informação para 
automatizar seus processos. Isso é comumente referido como Revolução Digital. 
Ao longo da história, a indústria da moda foi impactada pelo setor industrial, começando 
com a primeira revolução industrial. As tendências da moda sempre foram determinadas pela 
demanda do consumidor. Pode-se argumentar que a quarta revolução industrial é apenas uma 
extensão das suas antecessoras neste aspecto. 
A implementação de processos produtivos tem impacto direto no mercado, graças aos 
avanços tecnológicos. O efeito resultante deste impacto é uma mudança nos métodos de 
produção, levando a efeitos notáveis na sustentabilidade. (BYLIK, 2018). 
O ritmo acelerado dos avanços tecnológicos torna difícil para os setores industriais 
permanecerem atualizados. Com novas ideias introduzidas diariamente, os líderes da indústria 
são obrigados a adquirir continuamente novos conhecimentos para se manterem atualizados. 
A ascensão da inteligência artificial e da automação resultou na perda de empregos para 
vários indivíduos que trabalham no setor. Ao contrário do que acontecia no passado, quando 
eram exigidas qualificações mínimas para trabalhar neste setor, espera-se agora que os 
trabalhadores tenham qualificações mais avançadas para desempenhar as mesmas tarefas que 
antes. Além disso, especula-se que certas profissões acabarão por se tornar obsoletas como 
resultado desses avanços tecnológicos. 
Mesmo face à crescente automação, os humanos ainda têm uma vantagem sobre as 
máquinas quando se trata de dominar novas competências. Os defensores de uma perspectiva 
positiva afirmam que isto é o resultado do espírito empreendedor e da criatividade que capacita 
os indivíduos a concretizar novas ideias. 
8 
 
A revolução iminente do movimento centrar-se-á nos seres humanos, levando à 
capacidade de decisões políticas e empresariais serem tomadas simultaneamente com foco no 
desenvolvimento de software que priorize valores éticos e humanos. 
Segundo COBBOS (2018), a forma mais eficaz de cuidar do meio ambiente é por meio 
do consumo consciente e da produção mais limpa. Isto se deve aos efeitos do tripé ambiental, 
que enfatiza estes dois fatores cruciais na proteção do nosso planeta. 
O advento da revolução industrial provocouum aumento significativo nas populações 
urbanas e o consequente impacto ambiental que se seguiu. Essa constatação estimulou a 
necessidade de uma solução para o problema da gestão de resíduos. A resposta a esta questão 
foi a criação de aterros como forma de gerir os resíduos produzidos. 
Segundo matéria divulgada pela Agência Brasil em novembro de 2019, apenas 3% dos 
79 milhões de toneladas de resíduos sólidos produzidos no Brasil foram reciclados. Isto 
representa uma melhoria de 1% em relação ao ano anterior, onde a quantidade de resíduos 
reciclados foi de apenas 2% (SOUZA, 2018). 
A abreviatura IOT, que significa Internet das Coisas, desempenhou um papel 
significativo na conexão de várias cidades, países e até continentes. O desenvolvimento desta 
tecnologia remonta a meados da década de 1950. Possibilitou o gerenciamento virtual em 
qualquer etapa local da produção em processos industriais. 
O campo da engenharia prevê uma expansão gradual em resposta às tecnologias 
emergentes. Este é especialmente o caso da engenharia industrial, que prevê maior produção 
através da implementação de processos de fabricação refinados. Além disso, isso contribuiria 
para aumentar a confiabilidade nessas operações. 
De acordo com MAGNUS (2018), as indústrias que não se conformarem com esta 
evolução encontrarão inevitavelmente desafios. À luz dos acontecimentos recentes, muitas 
empresas têm feito um esforço consciente para investir em tecnologia de ponta para manter a 
sua relevância no mercado. Esses investimentos têm se concentrado em campos emergentes, 
como inteligência artificial, automação, IoT e big data. 
No ano de 2018, Klaus Schwab, autor, publicou seu livro intitulado “A Quarta 
Revolução Industrial”. Neste livro, Schwab expressou sua opinião sobre o assunto onde dizia: 
 
“Estamos a bordo de uma revolução tecnológica que transformara fundamentalmente 
a forma como vivemos, trabalhos e nos relacionamos. Em sua escala, alcance e 
complexidade, a transformação será diferente de qualquer coisa que o ser humano 
tenha experimentado antes” (SCHWAB, KLAUS, 2018 p.65). 
9 
 
A integração da sustentabilidade e da inovação no panorama industrial está a ser 
sugerida através da criação de novos produtos. A implementação da virtualização levou ao 
desenvolvimento de vastos sistemas de informação e comunicação, particularmente no que diz 
respeito à gestão de riscos, fornecedores e força de trabalho. O avanço da tecnologia está 
inextricavelmente ligado à progressão da vida. 
À medida que o tempo passa, a população global continua a aumentar a um ritmo 
significativo, com a maioria dos indivíduos a residir em regiões urbanas densamente povoadas. 
A Associação Brasileira das Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais 
(ABRELPE) realizou uma pesquisa que revelou circunstâncias desfavoráveis em vários 
municípios brasileiros. Especificamente, constatou-se que em 2016, aproximadamente 3.326 
municípios ainda descartavam seus resíduos sólidos de forma inadequada, especificamente em 
aterros sanitários. Esse descarte inadequado impacta negativamente a população. 
A utilização de resíduos sólidos orgânicos para geração de energia elétrica e produção 
de combustíveis por meio de biodigestores tem sido empregada em diversos países; sua 
influência está crescendo no Brasil. O emprego desse processo altera as formas convencionais 
de disposição de resíduos, levando, em última análise, à diminuição dos impactos ambientais 
causados pelo lançamento de gases na atmosfera. 
10 
 
2 DESENVOLVIMENTO 
 
2.1 Objetivos 
O objetivo geral do projeto é apresentar um sistema automatizado que separa os resíduos 
reciclados dos resíduos orgânicos assim como a instalação de um biodigestor para lidar com os 
resíduos orgânicos que seriam enviados para o aterro. Este sistema aproveitará a energia 
produzida pelo biodigestor para beneficiar a indústria e também produzir gás metano (CH4), 
que pode ser comercializado para reduzir as emissões lançadas na atmosfera e, por extensão, 
mitigar os danos ambientais causados por essas emissões. 
O nosso projeto tem um conjunto de objetivos claros e definidos, que são os seguintes: 
- Adquirir conhecimento sobre a utilização e compreensão da Indústria 4.0 perante a 
realização de uma análise bibliográfica. 
- Apontar os desafios encontrados pelo setor que impedem o sucesso da implementação 
da Indústria 4.0. 
- Evidenciar a utilização ideal do gás metano (CH4) lançado na atmosfera é uma questão 
premente que exige atenção. 
- Apresentar uma solução viável para conter a liberação de dióxido de carbono (CO2) 
na atmosfera. 
- Exibir uma estratégia potencial para diminuir a nossa dependência dos combustíveis 
fósseis explorando fontes alternativas de energia. 
- Relatar inúmeras vantagens em explorar a produção de biogás. 
 
2.2 justificativa E Delimitação Do Problema 
Cada sector da indústria tem o seu próprio significado, mas o sector produtivo em 
particular deve estar em sincronia com os outros. Para agilizar o processo, privilegia-se a 
automatização, pois só é possível através de tecnologia que permita a triagem e separação dos 
produtos, neste caso os resíduos. Antes, o biogás podia ser gerado por meio da aquisição e 
utilização de aterros, o que diminuía significativamente as emissões de gases de aterro e 
veiculares, bem como os odores típicos produzidos pelos aterros. Hoje em dia, o gás metano é 
o gás mais comumente produzido. 
A geração de combustível a partir do gás metano produzido em aterros sanitários pode 
trazer benefícios significativos tanto para a economia quanto para o meio ambiente. Esse 
processo incentiva as pessoas a reconsiderarem suas crenças em relação à redução de resíduos 
11 
 
sólidos, à chuva ácida e ao aquecimento global, devido às preocupações ambientais que o 
acompanham. 
A utilização e extração de combustíveis fósseis têm-se revelado prejudiciais ao 
ambiente, tanto na forma como são obtidos como na forma como são utilizados. Apesar disso, 
a produção de combustíveis renováveis continua a ser crucial para o progresso económico. Vale 
ressaltar que o gás metano produzido pelo processo de decomposição em aterros sanitários é 
aproximadamente 21 vezes mais perigoso que o dióxido de carbono (CO2) em termos de 
contribuição para o efeito estufa. 
 
2.3 Fundamentação Teórica 
2.3.1 Indústria E Sua Evolução 
A representação exibida abaixo retrata como as progressões tecnológicas foram 
implementadas por vários setores da época. No período anterior ao advento da revolução 
industrial inicial, certas funções eram executadas com a ajuda de trabalho animal ou mesmo de 
indivíduos escravizados. 
 
Figura 1: A Evolução da Industria 
 
Fonte: https://engeteles.com.br/industria-4-0/ 
 
2.3.2 Industria 4.0 
A evolução da Internet resultou em uma mudança fundamental na forma como muitas 
indústrias operam. Especificamente, o sector industrial tem adoptado cada vez mais novas 
12 
 
tecnologias, tais como bases de dados (comumente referidas como "big data"), redes sociais e 
acesso remoto. Esta mudança permitiu ao mercado económico responder melhor às exigências 
de mercados mais agressivos, competitivos e inovadores, bem como a uma nova geração de 
consumidores que tendem a fazer compras digitais. Como resultado, os modelos de negócios 
industriais mais antigos tornaram-se obsoletos e menos eficazes. 
Utilizando este modelo inventivo, as prioridades são estabelecidas como objetivos 
corporativos, onde o mundo digital ocupa uma parcela maior do mercado. Desde a sua estreia 
na Feira de Hannover, na Alemanha, em 2011, tem sido empregado no setor industrial para 
modificar procedimentos e se ajustar a um mercado econômico desafiador (TELES, 2018). 
A forma como vários setores operam foi transformada pelos avanços feitos na Internet. 
O aumento no uso de big data, acesso remoto e mídias sociais facilitou a criação de novos 
modelos de negócios. Issoincentiva um mercado mais dinâmico, competitivo e inventivo que 
favorece a compra de produtos digitais. Como resultado, modelos de negócios desatualizados 
são deixados para trás na sequência desta mudança. 
Desde a sua estreia na Feira de Hannover, na Alemanha, em 2011, este modelo tem sido 
fundamental na remodelação da quota de mercado do cenário digital. O sistema de priorização 
do modelo estabelece uma visão de negócio que enfatiza a crescente participação de mercado 
do ambiente digital. Além disso, este sistema permite às empresas navegar pelas mudanças e 
adaptar-se a um clima económico imprevisível. 
 
2.3.3 Fundamentos da Industria 4.0 
SILVEIRA (2017), traça seis princípios críticos que ditam a adequação dos métodos de 
produção no desenvolvimento da Indústria 4.0. 
- A adequação do potencial operacional em tempo real permanece em questão. 
- Uma forma de identificar erros em processos virtuais é realizar simulações. Ao simular 
processos virtuais, os erros podem ser reconhecidos e resolvidos antes que eles ocorram em 
situações da vida real. 
- Utilização de sensores especificamente elaborados para observar o processo à 
distância. 
- A implementação de sistemas ciberfísicos pode servir como um meio eficaz de 
descentralizar os processos de tomada de decisão. 
- A execução de um projeto estrutural para serviços de Internet em software é uma tarefa 
necessária. 
13 
 
- A capacidade de intercâmbio entre serviços é possibilitada pelo atributo da 
flexibilidade. 
 
2.3.4 Combustíveis Fosseis 
A aquisição deste combustível específico pode ser realizada por diversos meios, como 
gás natural, carvão e principalmente petróleo. Essas fontes de energia são compostas por 
hidrocarbonetos provenientes de organismos vivos que se decompuseram durante períodos 
geológicos. Esses períodos foram marcados por mudanças climáticas significativas, pressões e 
transformações bacterianas que acabaram por transformar esses organismos em fontes de 
energia. Infelizmente, o problema com os combustíveis fósseis é que as suas reservas são 
limitadas. Hoje, a gasolina e o gás natural, ambos combustíveis fósseis, são amplamente 
utilizados, especialmente como meio de alimentar automóveis. 
A gasolina, combustível extraído do petróleo, é amplamente utilizada em veículos com 
motores a explosão que possuem ciclo Otto. No Brasil, é o subproduto do petróleo mais 
utilizado. A gasolina disponível para compra comercial é composta por compostos oxigenados, 
predominantemente álcool etílico. Em situações em que o álcool é escasso, outras substâncias 
como o éter metílico, o éter terc-butílico (MTBE) e o metanol são utilizadas. 
O gás natural necessário para alimentar os veículos é constituído por hidrocarbonetos 
provenientes da decomposição da matéria orgânica durante um extenso período de tempo. A 
produção de petróleo, que eventualmente resulta na formação de gás natural, segue este mesmo 
princípio. Como resultado, o gás natural é normalmente descoberto ao lado de jazidas de 
petróleo (ANEEL, 2008). 
Num futuro imediato, o gás natural não pode ser classificado como um recurso 
renovável. Pertence à mesma classificação da gasolina e outros derivados do petróleo, que têm 
vida útil limitada. 
Quando se trata de reservas de gás natural, o Brasil não está em posição vantajosa. 
Para pessoas que necessitam de transporte em longas distâncias ou utilizam 
extensivamente seus veículos, como taxistas e empresas que oferecem assistência, existe uma 
opção. 
 
2.3.5 Combustíveis Renováveis 
As fontes de energia renováveis apresentam-se como uma alternativa à utilização de 
combustíveis fósseis não renováveis. Contudo, a sua implementação em larga escala ainda não 
14 
 
é viável devido à falta de tecnologia e infraestrutura necessárias para atender a demanda 
nacional por combustíveis. 
O biogás, também conhecido como Biometano, é um tipo de combustível gerado a partir 
do processo de fermentação anaeróbica da matéria orgânica. A matéria orgânica utilizada neste 
processo geralmente é originária de atividades agrícolas, resíduos animais ou mesmo resíduos 
urbanos. Este combustível tem múltiplas utilizações, como geração de eletricidade, 
fornecimento de calor para instalações pecuárias e servir como uma opção viável para 
abastecimento de veículos. 
O álcool hidratado, também conhecido como etanol, é um tipo de combustível renovável 
e derivado da fermentação de diversos açúcares. O Brasil é um dos principais produtores de 
etanol em escala global, sendo a cana-de-açúcar sua principal fonte. No entanto, outras culturas 
de cereais, como cevada e malte, também podem ser utilizadas para a sua produção. 
 
2.3.6 Resultados dos Testes dos Combustíveis 
Foi realizado uma pesquisa evidenciando testes de comparação entre quatro 
combustíveis, gasolina, etanol, GNV e biometano. 
Os resultados da pesquisa demonstram que as emissões de monóxido de carbono, o 
biometano, o GNV e o etanol produziram resultados excepcionais, pois seus valores foram 
próximos de zero. Por outro lado, a gasolina apresentou níveis consideravelmente mais 
elevados de poluentes. A combustão incompleta do combustível é a causa das emissões de 
monóxido de carbono. 
O efeito estufa é impactado principalmente pelas emissões de gás dióxido de carbono, 
tornando crucial reduzir a quantidade de dióxido de carbono liberado no meio ambiente para a 
melhoria do nosso planeta. 
A gasolina apresenta o pior desempenho tanto em altas velocidades quanto em marcha 
lenta. Por outro lado, o etanol apresenta desempenho equivalente ao dos combustíveis gasosos, 
como o biometano e o GNV. Durante a marcha lenta, a emissão de dióxido de carbono do etanol 
é quase equivalente à da gasolina. O biometano e o GNC apresentam reduções substanciais nas 
emissões de dióxido de carbono devido à sua maior proporção de hidrogénio para carbono em 
comparação com a gasolina. Isto leva a uma maior emissão de vapor de água, em vez de CO2, 
durante a combustão do combustível. 
Dentre os quatro tipos de combustível, o biometano e o etanol foram os que 
apresentaram resultados mais favoráveis. Isto deveu-se principalmente ao facto de ambos os 
15 
 
combustíveis serem renováveis, o que contrasta fortemente com os combustíveis fósseis como 
a gasolina e o GNV, que estão a esgotar-se rapidamente. Além disso, o biometano tem a 
vantagem adicional de produzir menos poluentes do que qualquer outro tipo de combustível. 
Isto é especialmente importante porque ajuda a mitigar os efeitos da poluição ambiental, o que 
por sua vez a torna ainda mais significativa para a sociedade. 
A separação manual de resíduos não é um método eficiente, principalmente quando se 
considera os avanços da tecnologia. Portanto, propomos a implementação de automação 
industrial para segregar os resíduos orgânicos dos resíduos recicláveis. Esse processo implicará 
na conversão de resíduos orgânicos em energia que poderá ser aproveitada pela própria 
indústria, enquanto o biocombustível poderá ser comercializado. 
A gestão de resíduos é um problema que preocupa muitas regiões devido ao descarte 
inadequado de resíduos sólidos. Muitas vezes, tanto os resíduos orgânicos como os recicláveis 
são enviados para aterros sem tratamento ou triagem adequados, originando resíduos mistos. 
Infelizmente, a separação manual é normalmente necessária para realizar a reciclagem 
adequada destes materiais. 
O aterro sanitário é o método mais adequado para destinação de resíduos sólidos 
urbanos devido à sua segurança, viabilidade econômica e mínimo impacto ao meio ambiente. 
Oferece uma forma acessível de descarte de resíduos e possui alta capacidade de absorção. 
Porém, a decomposição da matéria orgânica em aterros sanitários aumenta a produção de gás 
metano (CH4), que pode impactar negativamente o meio ambiente devido ao lançamento de 
gases nocivos na atmosfera. 
Para mitigar a quantidade de gás metano (CH4) que é descartadodiariamente no meio 
ambiente, uma solução potencial envolve o uso de biodigestores para processar resíduos que 
são depositados em aterros sanitários. 
SHAHID e ANEJA (2017), afirmam que a Revolução Industrial foi acompanhada por 
avanços tecnológicos significativos, que abriram caminho para a Indústria 4.0. Esta nova fase 
de evolução industrial permitiu a criação de novos modelos de negócios compostos por nove 
pilares distintos, incluindo: 
 
 
 
 
 
 
16 
 
Figura 2: A Evolução da Industria. 
 
Fonte: https://www.altus.com.br/post/212/conheca-os-nove-pilares-da-industria-4-0-e-sua-relevancia-
para-a-atividade-industrial. 
 
De acordo com LEE (2008), a utilização da análise de dados permite o tratamento de 
quantidades consideráveis de informações, levando a uma maior eficiência através de processos 
simplificados. 
A inclusão da robótica nas operações industriais produz um aumento significativo no 
desempenho e na disponibilidade, especialmente quando se trata de tarefas como logística e 
produção. Essa integração leva à redução de despesas e ao aumento da produtividade geral. 
Ao empregar técnicas de simulação, é viável realizar uma análise imediata dos dados 
provenientes das instalações industriais. Esta abordagem serve para preencher a lacuna entre os 
mundos físico e virtual. Além disso, fornece uma plataforma para testar alterações nas máquinas 
da planta antes de sua implementação real. Isto permite que as empresas simplifiquem os seus 
recursos e reduzam custos, ao mesmo tempo que otimizam os seus equipamentos. 
Segundo Oliveira e Simões (2017), a integração de sistemas ainda é um desafio à 
medida que as empresas lutam para alcançar a harmonia com seus clientes. Esta falta de 
integração também se estende aos processos de produção que ainda não foram totalmente 
assimilados nos seus sistemas. O advento da Indústria 4.0 apresenta uma solução potencial 
através do equilíbrio, automatização e integração de todos os valores e processos dentro da rede. 
Segundo BUCCIOLI, ZORZAL e KIRNER (2006), a Internet das Coisas (IoT) serve 
como canal entre objetos tangíveis, como máquinas, automóveis e a atmosfera circundante, o 
que permite a transferência contínua de informações por meio de eletrônicos integrados. No 
âmbito industrial, a IoT se materializa através da assimilação de tecnologias que antes eram 
inacessíveis através de redes orientadas a IP. 
17 
 
Na defesa da Cibersegurança de Weden (2013), defende-se que os vários setores de 
uma empresa devem permanecer interligados, independentemente de utilizarem redes 
corporativas (TI) ou operacionais (TA). É imperativo que a segurança da informação seja 
mantida para garantir que as empresas tenham acesso a sistemas seguros e fiáveis que possam 
proteger os seus dados de quaisquer potenciais ameaças ou falhas. Como resultado, as empresas 
são obrigadas a melhorar continuamente os seus sistemas para garantir que sejam seguros e 
robustos. 
De acordo com Mayer (2009), a computação em nuvem tornou-se uma solução cada 
vez mais popular para empresas que necessitam de extensas capacidades de armazenamento, 
bem como a capacidade de compartilhar e acessar dados externamente. Isto se deve ao fato de 
que muitas empresas acumulam grandes quantidades de informações que devem ser facilmente 
acessíveis e compartilhadas. Ao utilizar o armazenamento em nuvem, as empresas podem não 
apenas compartilhar dados externamente, mas também acessá-los sem a necessidade de acesso 
ao servidor local, resultando em maior eficiência. 
Segundo DE SOUSA JABBOUR et al. (2018), a Manufatura Aditiva, também 
conhecida como impressão 3D, é um processo que sobrepõe materiais, normalmente em pó, 
para criar objetos. Esta tecnologia revolucionou a capacidade de criar produtos personalizados. 
O surgimento da tecnologia de realidade aumentada abriu caminho para novas 
possibilidades. Um desses avanços é a inovação da AHMAD (2017) que permite a transmissão 
de dados através de dispositivos eletrônicos como smartphones e computadores para criar 
objetos tangíveis. Além disso, ao utilizar óculos de realidade aumentada, é possível controlar e 
manipular diversas máquinas com facilidade. 
 
2.4 Aplicação das disciplinas estudadas no Projeto Integrador 
A engenharia é um campo que tem potencial para esclarecer questões econômicas 
pertinentes ao seu uso e aplicação. A sua função principal é fornecer diversas metodologias que 
possibilitem processos de tomada de decisão que afetem diretamente a situação econômica de 
uma empresa. Essas metodologias são projetadas para alcançar a minimização de custos ou a 
maximização de prerrogativas para a empresa em questão. 
O papel desta profissão é supervisionar a formação de indivíduos que se especializam 
em matemática com a finalidade de interpretar e analisar informações. Além disso, esse 
indivíduo é responsável pela verificação cruzada da precisão dos dados e pela organização dos 
bancos de dados. Além disso, esta profissão implica a capacidade de atuar como analista de 
mercado. 
18 
 
Os profissionais de engenharia de produção são os principais responsáveis por 
supervisionar a produção de diversos recursos e serviços. Aqueles que escolhem a engenharia 
de produção como profissão passarão por extensos estudos em cálculo, física e assuntos 
relacionados à tecnologia da informação. Os princípios científicos derivados dessas disciplinas 
foram utilizados no desenvolvimento deste projeto. 
O campo da Informática envolve o estudo e a prática de geração de artigos 
acadêmicos, documentos e apresentações. Também abrange o desenvolvimento de software e 
aplicativos. 
Ao se referir a sistemas de dados computadorizados utilizados por empresas ou 
organizações, o termo sistemas de informação é empregado. Esta frase abrange vários 
elementos, incluindo tipos de dados, processos, componentes do sistema e a própria 
informação. O emprego desta terminologia ajuda os indivíduos a reconhecer o papel crucial 
que os sistemas de informação desempenham no sucesso tanto dos utilizadores como das 
organizações. Além disso, permite uma análise aprofundada do retorno do investimento na 
implementação de tais sistemas. As pessoas também podem compreender como obter vantagem 
competitiva por meio de reengenharia ou terceirização, considerando seu ROI. Além disso, a 
compreensão dos sistemas de informação permite a identificação dos desafios culturais e 
comportamentais associados à sua utilização. 
No domínio do design e desenvolvimento de produtos, é essencial compreender a 
definição de um produto e seu significado para indivíduos e organizações. É também importante 
reconhecer as disparidades entre produtos e serviços, que decorrem da influência da inovação 
de produtos na sociedade e em diversas indústrias. Além disso, é fundamental reconhecer que 
o valor de um produto está diretamente ligado à sua utilidade. 
O Sistema de Manutenção permite a compreensão dos princípios fundamentais e das 
principais práticas de manutenção corretiva, preventiva, preditiva e produtiva. Também destaca 
a importância da manutenção nos sistemas de gestão e dos fatores humanos envolvidos. 
As áreas de Planejamento e Controle da Produção I e II envolvem a aquisição de 
conhecimentos relativos à previsão de demanda, sequenciamento da produção e programação 
da produção. Um plano de produção ou plano de controle é uma estrutura gerencial que permite 
o gerenciamento de todas as operações da indústria. Ele organiza o atendimento de qualquer 
demanda de produção dentro da cadeia de suprimentos e a direciona ao chão de fábrica para 
implementação. 
O objetivo principal da automação industrial é executar iniciativas que aumentem a 
independência do processo de fabricação e diminuam o envolvimento da mão de obra na cadeia 
19 
 
de valor. Este objetivo está agora intimamente associado à Indústria 4.0, que engloba a Internet 
das Coisas, sistemas ciber-físicos ecomputação em nuvem para estabelecer uma “fábrica 
inteligente”. 
A disciplina de gerenciamento de projetos envolve a utilização de diversas 
ferramentas e técnicas que permitem a seleção de processos adequados para cada projeto. Isso 
garante que o projeto seja gerenciado da maneira mais otimizada possível. 
O curso de Introdução à Engenharia concentra-se em vários aspectos importantes. 
Estas incluem o uso de números e inovação no desenvolvimento de produtos, bem como a 
incorporação de ferramentas de empreendedorismo e engenharia. Além disso, o curso aborda 
temas como sustentabilidade, ética e pesquisa em engenharia. Também incentiva reflexões 
sobre a relação entre engenharia, sociedade e responsabilidade social. 
A ferramenta conhecida como Controle Estatístico de Processo (CEP) foi criada para 
auxiliar no desenvolvimento e implementação de métodos estatísticos como forma de prevenir 
defeitos, melhorar a qualidade dos produtos e diminuir problemas relacionados ao serviço. 
A logística envolve o planejamento e implementação meticulosos do transporte e 
guarda eficazes de mercadorias ou materiais desde a origem até o destino final. O objetivo final 
é garantir que as necessidades dos clientes sejam atendidas de forma rápida e econômica. 
O tema da produção de texto abrange uma variedade de tópicos, incluindo línguas, 
leitura, debates linguísticos, ortografia e os princípios de produção da linguagem escrita como 
um produto cultural. 
O estudo do inglês abrange uma ampla gama de tópicos, incluindo linguagem e 
comunicação, compreensão escrita, skimming, scaning, uso de dicionários e tradutores e a 
distinção entre gêneros abstratos e narrativos. 
O curso de Metodologia Científica cobre uma série de princípios importantes, 
incluindo pesquisa científica, definição de problemas de pesquisa e planejamento de projetos. 
O curso também se aprofunda no processo de descoberta e utilização de teorias, bem como na 
coleta e interpretação de dados e informações. Finalmente, os alunos aprenderão como concluir 
com sucesso um projeto de pesquisa aplicando os princípios acima mencionados. 
O estudo da Organização de Computadores gira em torno de vários conceitos básicos, 
incluindo abstrações, tecnologias e o desempenho geral dos computadores. Também abrange a 
evolução dos computadores desde suas primeiras iterações até seus equivalentes modernos, 
bem como a arquitetura do conjunto de instruções e as linguagens assembly que governam sua 
funcionalidade. Outras áreas principais de foco incluem compilação e desempenho, hierarquia 
de memória, design de processador, armazenamento e tópicos de entrada/saída. 
20 
 
O gerenciamento de projetos envolve o uso de tecnologia, conhecimento e 
competências para garantir a implementação bem-sucedida de um projeto. Isto requer a 
aquisição de conhecimentos que possibilitem o desenvolvimento de projetos, bem como a 
capacidade de atender aos requisitos pré-determinados antes e durante a execução do projeto. 
O campo da Eletrônica Embarcada requer uma vasta experiência de várias disciplinas, 
incluindo, mas não se limitando a, Eletrônica Aplicada, Circuitos Lógicos, Eletrônica Digital, 
Organização de Computadores, Design Digital, Introdução a Sistemas de Comunicação e Redes 
de Computadores. Valer-se desse conhecimento e conjunto de habilidades pode ser 
imensamente benéfico no desenvolvimento e execução bem-sucedidos de qualquer projeto 
nesta área. 
A otimização do desenvolvimento e da qualidade do software é crucial para garantir 
um produto final valioso e funcional. Isto envolve a criação de estratégias e protocolos que 
promovam a excelência em todos os aspectos do processo de desenvolvimento, com o objetivo 
final de entregar um produto que atenda às expectativas do público-alvo. 
A engenharia econômica lança luz sobre as dificuldades econômicas que são 
pertinentes à engenharia. Essencialmente, oferece técnicas que facilitam a tomada de decisões 
económicas com o objetivo de minimizar despesas ou otimizar benefícios para um determinado 
negócio. 
A utilização de Engenharia de Software e Programação de Computadores é 
essencial para a concretização de qualquer projeto. O objetivo principal dessas ferramentas é 
desenvolver um código que garanta que o sistema funcione corretamente. Através da aplicação 
do conhecimento em sala de aula, o desenvolvimento deste código permite testes e 
experimentações práticas. 
 
2.5 Metodologia 
Para o desenvolvimento deste anteprojeto foi empregada uma abordagem teórica. A fase 
inicial envolve um amplo estudo de relatórios, artigos técnicos e dissertações de mestrado, com 
o objetivo de aprofundar o conhecimento do processo de geração de combustíveis e identificar 
os métodos ambientalmente mais sustentáveis. Além disso, foram realizadas reuniões de grupo 
e consultas técnicas para aprimorar ainda mais nossa compreensão do assunto. 
21 
 
3 RESULTADOS PRELIMINARES: SOLUÇÃO INICIAL 
É esperado que perante o desenvolvimento e conclusão do projeto, cidades que possuam 
um elevado índice de resíduos possam implementar o projeto. A utilização do gás metano para 
a produção de combustível não só garante a estabilidade económica, mas também ajuda o 
ambiente, reduzindo as emissões de gases com efeito de estufa. 
 
3.1 Materiais e Métodos Empregados 
Para nos prepararmos para este projeto, realizamos diversas reuniões com nossa equipe 
para coletar informações sobre o modelo de sistema que precisa ser criado. O objetivo deste 
modelo é tornar as operações da empresa mais ágil e eficiente, resultando em economia de 
custos para a organização. 
Para fornecer uma análise mais abrangente das informações acima mencionadas, a 
seguir está uma lista dos equipamentos recomendados juntamente com suas especificações 
correspondentes. Essas especificações foram obtidas diretamente do site do fabricante. 
O processo de separação e classificação será realizado com auxílio de máquina de 
seleção. 
 
Figura 3: Esteira de Classificação e Separação 
 
Fonte: https://www.siebert.com.br/produtos/classificacao-e-separacao-de-residuos-ecostar/ 
 
Figura 4: Esteira de Classificação e Separação Completa. 
 
Fonte: https://www.siebert.com.br/produtos/classificacao-e-separacao-de-residuos-ecostar/ 
 
22 
 
A máquina conhecida como peneira é considerada uma invenção revolucionária. Possui 
um design único que envolve discos hexagonais ou octogonais montados em um eixo, que são 
separados por um mecanismo de eixo falso. Essa peneira tem aplicação em diversos segmentos 
de processamento, classificação e separação de resíduos, desde madeira urbana até coleta 
seletiva, pneus e resíduos industriais. É capaz de movimentar até 200t/h de processamento de 
material, dependendo da natureza do material em questão. 
 
Figura 5: Peneira rotativa para separação de resíduos. 
 
Fonte: https://temp-ca.s3.amazonaws.com/cdn-files/9417960170018548620231117014446sst.PNG?X-
Amz-Content-Sha256=UNSIGNED-PAYLOAD&X-Amz-Algorithm=AWS4-HMAC-SHA256&X-Amz-
Credential=AKIA2YDWKLAVUAFT3HFY%2F20231117%2Fus-east-1%2Fs3%2Faws4_request&X-Amz-
Date=20231117T014446Z&X-Amz-SignedHeaders=host&X-Amz-Expires=300&X-Amz-
Signature=e12b9128bd37209912a4a2f3dfa4e8c6c33fa64de15b3f5d4d17fb52477aca5b 
 
Para maximizar a triagem e divisão de resíduos, existem diferentes opções de 
capacidade e granulometria dos equipamentos de separação de resíduos, incluindo versões 
estacionárias e móveis. 
Utilizando o inversor de frequência que acompanha o aparelho, a velocidade dos eixos 
da peneira pode ser modificada, permitindo uma flutuação no tamanho das partículas de 
aproximadamente +/-20%. 
O material que entra na peneira através do balde tem uma massa considerável. Esse 
material é então transferido para os discos peneirados, onde é rigorosamente agitado e batido. 
O resultado deste processo é a divisão do material em duas frações distintas. O primeiro é o 
material que fica entre os discose eixos, que é o material peneirado. O segundo é o material 
oversize, que é o material que continua na peneira até o final. 
23 
 
O material que foi peneirado para atingir o tamanho de partícula necessário desce entre 
os eixos e os discos, eventualmente pousando na esteira de descarga. Essa esteira é responsável 
por transportar o material até a saída designada para materiais selecionados, de onde é 
finalmente enviado ao biodigestor. 
 
Figura 6: Peneira rotativa para separação de resíduos em funcionamento. 
 
Fonte:https://temp-ca.s3.amazonaws.com/cdn-
files/464682991170018576920231117014929sst.PNG?X-Amz-Content-Sha256=UNSIGNED-PAYLOAD&X-
Amz-Algorithm=AWS4-HMAC-SHA256&X-Amz-
Credential=AKIA2YDWKLAVUAFT3HFY%2F20231117%2Fus-east-1%2Fs3%2Faws4_request&X-Amz-
Date=20231117T014929Z&X-Amz-SignedHeaders=host&X-Amz-Expires=300&X-Amz-
Signature=661cbeff51973059fc884663bc03e920a5617e85ade4d7c5f98fd9a7b5f732a1 
 
Figura 7: Esteira Seletora. 
 
Fonte: https://www.siebert.com.br/produtos/classificacao-e-separacao-de-residuos-ecostar/ 
 
O material muito grande para ser processado é destinado à longa correia transportadora, 
o que permite que ele seja transferido diretamente para a próxima etapa da produção – neste 
caso, o britador. Esta abordagem é ideal para a segregação e diferenciação de resíduos. 
24 
 
 
Figura 8: Esteira Transportadora. 
 
Fonte: https://www.siebert.com.br/produtos/classificacao-e-separacao-de-residuos-ecostar/ 
 
3.2 Proposta Para Extração do Gás Metano No Aterro 
Sopradores e drenos são usados para coletar gás metano de aterros sanitários. Consistem 
em tubos de concreto com múltiplos furos instalados verticalmente e tubos de polietileno de 
alta densidade (PEAD) conectados horizontalmente em suas extremidades. O gás é então 
transportado para uma planta onde passa por um sistema de filtração. Este sistema resfria o gás 
e remove qualquer umidade e toxinas prejudiciais que possam afetar os componentes mecânicos 
e a produção de combustível. O líquido resultante produzido durante a decomposição do aterro 
e processo de filtração é conhecido como lixiviado. Devido ao seu caráter altamente poluente, 
o lixiviado é coletado e direcionado para uma bacia para tratamento e disposição final. Em 
certos processos, o lixiviado é reutilizado em aterros para acelerar a decomposição. 
 
3.3 Protótipo Inicial 
À medida que a procura por soluções sustentáveis de gestão de resíduos continua a 
aumentar, a nossa proposta é a criação de um biodigestor que possa tratar eficazmente os 
resíduos sólidos orgânicos. Esta iniciativa visa minimizar os danos ambientais e, 
simultaneamente, produzir energia amiga do ambiente. 
Criar um biodigestor altamente eficaz permite a conversão de resíduos sólidos orgânicos 
em dois recursos valiosos: o biogás, uma fonte renovável de energia, e o biofertilizante, que 
pode ser aplicado em ambientes agrícolas. 
O Biodigestor pode ser descrito como um dispositivo utilizado principalmente para 
processar resíduos orgânicos, como restos de alimentos, esterco animal e esgoto. Funciona 
decompondo esses materiais por meio do processo de digestão anaeróbica, que envolve o uso 
25 
 
de microrganismos para decompor os resíduos na ausência de oxigênio. Esse processo resulta 
na produção de biogás, uma mistura de metano e dióxido de carbono, que pode ser utilizado 
como fonte de energia renovável. Além disso, a matéria orgânica restante pode ser usada como 
fertilizante rico em nutrientes para as plantas. No geral, o Biodigestor é uma solução eficaz e 
sustentável para gerir resíduos orgânicos e promover uma economia circular. 
A organização e disposição de vários componentes é chamada de estrutura. É crucial 
garantir que a estrutura seja coerente e lógica. Isso envolve organizar frases mais curtas que 
compartilham um tema comum, enquanto divide frases mais longas em frases mais curtas. Além 
disso, a ordem das frases pode ser reorganizada, mantendo o significado e as informações 
pretendidas. Se o texto for apenas uma frase ou parágrafo, ele deverá ser dividido em parágrafos 
ou frases menores, respectivamente. 
O reator anaeróbico é normalmente fabricado em concreto ou aço inoxidável. Sua 
finalidade é facilitar o processo de digestão anaeróbica, que decompõe os resíduos sem a 
presença de oxigênio. Para evitar a formação de regiões estagnadas e promover a uniformidade 
da substância, utiliza-se um sistema de agitação. O sistema de aquecimento é projetado para 
regular a temperatura a fim de manter as condições ideais necessárias para a atividade 
microbiana. 
O processo de coleta e armazenamento de biogás envolve a utilização de tubulações e 
válvulas em um sistema de coleta de biogás. Este sistema foi projetado para coletar de forma 
eficiente o biogás produzido. 
É realizado o processo de coleta e compactação de resíduos sólidos orgânicos. O reator 
anaeróbico é onde o material triturado é introduzido. A decomposição da matéria orgânica em 
biogás é facilitada por microrganismos anaeróbios. O processo de captação do biogás é 
acompanhado pela possibilidade de refiná-lo para aplicação como tipo de combustível. 
 
Figura 9: Modelo de Biodigestor. 
 
Fonte: https://peaks-eco.en.made-in-china.com/product/OSyJpHTdErRC/China-Waste-Sorting-
Electronic-Recycling-Production-Line.html 
26 
 
 
Figura 10: Modelo de Biodigestor. 
 
Fonte:https://www.canva.com/design/DAFwiJd7JIw/uVmQV5NwvU0dveHuN_eWmQ/edit?ui=eyJBIj
p7IkIiOnsiQiI6dHJ1ZX19LCJFIjp7IkE_IjoiTiIsIkEiOiJnZW5lcmF0ZV9pbWFnZSJ9LCJHIjp7IkIiOnRydWV9
fQ 
 
Após a conclusão do processo, a substância que sobra fica repleta de nutrientes valiosos 
e pode ser utilizada como biofertilizante. As vantagens ou resultados positivos de uma 
determinada coisa ou ação são comumente chamadas de “benefícios”. A redução de resíduos 
implica minimizar o volume de resíduos que são depositados em aterros. A produção de energia 
pode ser proveniente do biogás gerado. Este biogás pode ser utilizado para produzir calor ou 
gerar eletricidade. Após o processo, o resíduo pode ser reaproveitado como biofertilizante 
abundante em nutrientes, servindo como excelente fonte de nutrição para as plantas. 
Um dos aspectos mais cruciais da sustentabilidade ambiental é a redução das emissões 
de gases com efeito de estufa. Isto implica tomar medidas para mitigar a quantidade de gases 
nocivos que são libertados na atmosfera, com o objetivo de minimizar o impacto negativo no 
planeta. 
Ao fechar um projeto, existem alguns fatores importantes que devem ser levados em 
consideração. Estas considerações finais podem ser vitais para determinar o sucesso do 
empreendimento. Incorporar um biodigestor é uma solução multifacetada que aborda questões 
de gestão de resíduos e ao mesmo tempo promove práticas sustentáveis e a geração de energia 
limpa. Esta abordagem combina avanços tecnológicos com ênfase na responsabilidade 
ambiental. 
 
3.4 Protótipo Final 
 
27 
 
3.4.1 Projeto de Geração de Energia Limpa com Biodigestor 
A geração de energia limpa por meio de biodigestores é uma solução sustentável para o 
tratamento de resíduos sólidos, contribuindo para a redução do impacto ambiental. Este projeto 
visa implementar um sistema eficiente de biodigestão anaeróbica para a produção de biogás a 
partir de resíduos sólidos urbanos. 
Eficiência de Digestão Anaeróbica: Considerando a eficiência da digestão anaeróbica, 
fundamental para a produção de biogás, escolheremos tecnologias de biodigestores 
comprovadamente eficientes, como biodigestores de fluxo contínuo ou batelada, que atingem 
eficiências superiores a 70%. 
 
Figura 11: Digestor Anaeróbica 
 
Fonte:https://www.canva.com/design/DAF0ZrJBpKg/iutMzK0yCUR42p3Z95e3Cw/watch?utm_conte
nt=DAF0ZrJBpKg&utm_campaign=designshare&utm_medium=link&utm_source=editor 
 
Dimensionamento do Biodigestor: Com base na produção diária de resíduos orgânicos 
na cidade de 30 mil habitantes, utilizaremosdados médios de composição de resíduos 
orgânicos, considerando a predominância de material biodegradável. 
Com base nas informações disponíveis, a geração média de resíduos sólidos urbanos 
(RSU) per capita pode variar, mas geralmente é em torno de 0,78 kg/dia, que estimou a geração 
total em 4,78 milhões de toneladas. 
Se assumirmos essa média per capita, podemos calcular a geração total diária de lixo 
para uma cidade de 30 mil habitantes: 
 
Geração Total = População × Geração Per Capita 
28 
 
Geração Total=30,000 hab×0,78 kg/dia/hab 
Geração Total ≈ 23,400 kg/dia 
 
Portanto, uma cidade com 30 mil habitantes pode gerar em média aproximadamente 
23,400 kg de lixo por dia. 
Esse cálculo é uma estimativa geral e pode variar com base em diversos fatores, como 
hábitos de consumo, práticas de gestão de resíduos e localização geográfica. 
Sistema de Captação de Resíduos: Criar um sistema eficaz para coleta de resíduos 
orgânicos na ausência de coleta seletiva, envolvendo a comunidade para garantir a 
disponibilidade contínua de material para o biodigestor. 
 
Figura 12: Sistema de Separação 
 
Fonte:https://www.canva.com/design/DAF0ZrJBpKg/iutMzK0yCUR42p3Z95e3Cw/watch?utm_conte
nt=DAF0ZrJBpKg&utm_campaign=designshare&utm_medium=link&utm_source=editor 
 
Sistema de Tratamento de Efluentes: Implementar um sistema eficiente para o 
tratamento dos efluentes gerados pelo biodigestor, assegurando conformidade com normas 
ambientais. 
29 
 
Figura 13: Tratamento de Efluentes 
 
Fonte:https://www.canva.com/design/DAF0ZrJBpKg/iutMzK0yCUR42p3Z95e3Cw/watch?utm_conte
nt=DAF0ZrJBpKg&utm_campaign=designshare&utm_medium=link&utm_source=editor 
 
Sistema de Geração de Energia: Projetar o sistema de geração de energia a partir do 
biogás produzido, dimensionando-o de acordo com a demanda energética da cidade. 
 
Figura 14: Sistema de Geração de Energia 
 
Fonte:https://www.canva.com/design/DAF0ZrJBpKg/iutMzK0yCUR42p3Z95e3Cw/watch?utm_conte
nt=DAF0ZrJBpKg&utm_campaign=designshare&utm_medium=link&utm_source=editor 
 
Sistema de Distribuição de Energia: Estabelecer um sistema para injetar a energia 
gerada na rede elétrica, permitindo utilizar os créditos para abater sua própria demanda. 
 
30 
 
Figura 15: Sistema de Distribuição de Energia para um biodigestor 
 
Fontehttps://www.canva.com/design/DAF0ZrJBpKg/iutMzK0yCUR42p3Z95e3Cw/watch?utm_conten
t=DAF0ZrJBpKg&utm_campaign=designshare&utm_medium=link&utm_source=editor 
 
Mistura de Resíduos: Estabelecer um equilíbrio na mistura de resíduos orgânicos para 
otimizar a produção de biogás. Incluir uma variedade de resíduos, como resíduos de alimentos, 
vegetais e resíduos de jardim, para garantir uma digestão eficiente. 
Controle de Temperatura e pH: Implementar sistemas de controle de temperatura e 
pH para manter as condições ideais para a atividade microbiana no biodigestor, garantindo um 
processo anaeróbico eficiente. 
 
Figura 16: Controle de Temperatura e pH 
 
Fonte:https://www.canva.com/design/DAF0ZrJBpKg/iutMzK0yCUR42p3Z95e3Cw/watch?utm_conte
nt=DAF0ZrJBpKg&utm_campaign=designshare&utm_medium=link&utm_source=editor 
 
31 
 
 
Infraestrutura de Segurança: Incorporar medidas de segurança na infraestrutura do 
biodigestor para lidar com possíveis problemas, como vazamentos de gás, garantindo a 
segurança da comunidade. 
Monitoramento Contínuo: Estabelecer um sistema de monitoramento contínuo para 
avaliar a produção de biogás, temperatura e outros parâmetros importantes, permitindo ajustes 
conforme necessário. 
Manutenção Regular: Desenvolver um plano de manutenção regular para garantir o 
funcionamento eficiente do biodigestor ao longo do tempo. 
Eficiência de Digestão: Considerando a eficiência da digestão anaeróbica, fundamental 
para a produção de biogás, escolheremos tecnologias de biodigestores comprovadamente 
eficientes, como biodigestores de fluxo contínuo ou batelada, que atingem eficiências 
superiores a 70%, para calcular a quantidade de biogás gerada. 
 
Figura 17: Eficiência de Digestão 
 
Fonte:https://www.canva.com/design/DAF0ZrJBpKg/iutMzK0yCUR42p3Z95e3Cw/watch?utm_conte
nt=DAF0ZrJBpKg&utm_campaign=designshare&utm_medium=link&utm_source=editor 
 
 
32 
 
Dimensionamento: Com base na produção diária de resíduos, a capacidade do 
biodigestor será dimensionada para acomodar a quantidade de material biodegradável a uma 
taxa de eficiência de 70%. 
Reserva de Capacidade: Adicionaremos uma margem de segurança de 20% à 
capacidade calculada do biodigestor. Isso garantirá a eficiência contínua, mesmo em condições 
de variação na produção de resíduos. 
 
Vamos calcular uma estimativa com base nas informações fornecidas e em valores 
típicos. 
Cálculos: 
1. Carga Orgânica Volumétrica (COV): 
𝐶𝑂𝑉 =
𝐶𝑆𝑇. 𝐷𝐼𝐴
1000
 
𝐶𝑂𝑉 =
28𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 .30
1000
= 0,84 𝑚3/ 𝑑𝑖𝑎 
 
2. Produção Diária de Biogás (GPR): 
GPR = COV x Fator de Conversão 
GPR = 0,84m³ / dia x 1,04 m³ gás / m³ reator x dia = 0,8736 m³ / dia 
 
3. Energia Fornecida pelo Biogás: 
Energia = GPR x Poder Calorífico do Biogás 
 
Considerando um valor típico para o poder calorífico do biogás de cerca de 20 MJ / m³ 
 
Energia = 0,8736 m³ / dia x 20 MJ m³ 
Energia ≈ 17,472 MJ / dia 
 
Este é um valor estimado da energia fornecida pelo biogás produzido a partir de 23.400 
kg de lixo por dia, considerando os parâmetros mencionados e um poder calorífico típico. 
Lembre-se de que os valores podem variar com base na composição específica do lixo e nas 
condições do biodigestor. 
Em média, a composição dos resíduos orgânicos demonstra uma maior porcentagem de 
material biodegradável. Análises gravimétricas revelam que, no Brasil, a fração de resíduos 
33 
 
sólidos urbanos compostos por matéria orgânica é significativa, indicando uma presença 
considerável de material biodegradável. 
A composição dos resíduos consisti em aproximadamente 63,6% de material orgânico, 
indicando a predominância de componentes biodegradáveis. Essa predominância de material 
biodegradável nos resíduos orgânicos é relevante, pois sugere que uma parcela significativa 
desses resíduos pode ser convertida em biogás ou composto orgânico por meio de processos de 
biodigestão anaeróbica ou compostagem, contribuindo para práticas mais sustentáveis de 
gestão de resíduos. 
O projeto inicial tinha como objetivo apresentar um sistema automatizado que separa 
os resíduos reciclados dos resíduos orgânicos, bem como a instalação de um biodigestor para 
lidar com os resíduos orgânicos que seriam enviados para o aterro. O sistema aproveitaria a 
energia produzida pelo biodigestor para beneficiar a indústria e também produzir gás metano 
(CH4), que pode ser comercializado para reduzir as emissões lançadas na atmosfera e, por 
extensão, mitigar os danos ambientais causados por essas emissões. 
Já o projeto final, descrito neste relatório técnico-científico, é um sistema de automação 
para a separação do lixo reciclável do lixo orgânico, visando sua transformação em energia e 
combustível. O projeto utiliza tecnologias avançadas, como a Engenharia de Software e 
Programação de Computadores, para desenvolver um código que garanta que o sistema 
funcione corretamente. Além disso, é empregada uma abordagem teórica, que envolve um 
amplo estudo de relatórios, artigos técnicos e dissertações de mestrado, com o objetivo de 
aprofundar o conhecimento do processo de geração de combustíveis e identificar os métodos 
ambientalmente mais sustentáveis. 
Embora o projeto final tenha mantido o objetivo de separar os resíduos reciclados dos 
resíduos orgânicos e utilizar um biodigestor para lidar com os resíduos orgânicos, ele foi 
expandido para incluir a automação do processo e a transformação do lixo em energia e 
combustível. O projeto final também propõe a incorporação de um biodigestor, que é uma 
solução multifacetada que aborda questões de gestão de resíduos e ao mesmo tempo promove 
práticassustentáveis e a geração de energia limpa. 
Em resumo, o projeto final expandiu o escopo do projeto inicial, incorporando 
tecnologias avançadas e uma abordagem teórica para desenvolver um sistema de automação 
para a separação do lixo reciclável do lixo orgânico, visando sua transformação em energia e 
combustível. 
 
34 
 
REFERÊNCIAS 
 
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PARA A ATIVIDADE INDUSTRIAL. Disponível em: 
https://www.altus.com.br/post/212/conheca-os-nove-pilares-da-industria-4-0-e-sua-
relevancia-para-a-atividade-industrial. Acesso em: 02 set. 2022. 
 
DOUTORESDAENERGIA. Biogás. Doutores da Energia. Disponível em: 
http://doutoresdaenergia.com.br/biogas-2/. Acesso em: 15 set 2022. 
 
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mais-lixo-mas-nao-avanca-em-coleta-seletiva/. Acesso em: 17 set. 2022. 
 
Harada, Eduardo. Indústria 4.0: entenda quais são as tecnologias e os impactos da Quarta 
Revolução Industrial. Disponível em: https://www.profissionaisti.com.br/industria-4-0-
entenda-quais-sao-as-tecnologias-e-os-impactos-da-quarta-revolucao-industrial/. Acesso em: 
13 set. 2022. 
 
MINISTERIODOMEIOAMBIENTE. Aproveitamento Energético do Biogás de Aterro 
Sanitário. Ministerio do Meio Ambiente. Disponível em: http://www.mma.gov.br/cidades-
sustentaveis/residuos-solidos/politica-nacional-de-residuos-solidos/aproveitamento-
energetico-do-biogas-de-aterro-sanitario. Acesso em: 17 set. de 2022. 
 
PORTALRESIDUOSSOLIDOS. Biodigestor de Resíduos Sólidos orgânicos municipais de 
Marl na Alemanha. PRS Portal Residuos Solidos, 2013. Disponível em: 
https://portalresiduossolidos.com/biodigestor-de-residuos-solidos-organicos-municipais-de-
marl-na-alemanha/. Acesso em: 16 set. de 2022. 
 
SININBU, FABIOLA. Biometano ganha força como alternativa ao combustível fóssil. 
Agencia Brasil, 2017. Disponível em: http://agenciabrasil.ebc.com.br/pesquisa-e-
inovacao/noticia/2017-06/biometano-ganha-forca-como-alternativa-ao-combustivel-fossil. 
Acesso em: 16 set. de 2022. 
 
SOUZA, LUDMILLA. Brasil gera 79 milhões de toneladas de resíduos sólidos por ano. 
Disponível em: https://agenciabrasil.ebc.com.br/geral/noticia/2019-11/brasil-gera-79-milhoes-
de-toneladas-de-residuos-solidos-por-ano. Acesso em: 16 nov. 2022. 
 
TELES, JHONATA. Industria 4.0 – Tudo que você precisa saber sobre a Quarta 
Revolução Industrial. Disponível em: https://engeteles.com.br/industria-4-0/. Acesso em: 14 
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TRATAMENTODEAGUA. Granja transforma dejetos de animais em biometano, 
combustivel equivalente ao GNV. Portal Tratamento de Agua, 2016. Disponível em: 
https://www.tratamentodeagua.com.br/granja-transforma-dejetos-de-animais-em-biometano-
combustivel-equivalente-ao-gnv/. Acesso em: 13 set. 2022. 
 
http://www.mma.gov.br/cidades-sustentaveis/residuos-solidos/politica-nacional-de-residuos-solidos/aproveitamento-energetico-do-biogas-de-aterro-sanitario
http://www.mma.gov.br/cidades-sustentaveis/residuos-solidos/politica-nacional-de-residuos-solidos/aproveitamento-energetico-do-biogas-de-aterro-sanitario
http://www.mma.gov.br/cidades-sustentaveis/residuos-solidos/politica-nacional-de-residuos-solidos/aproveitamento-energetico-do-biogas-de-aterro-sanitario