PROJETO DE ELABORAÇÃO DE COLETOR AUTMATIZADO

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PROJETO DE ELABORAÇÃO DE COLETOR AUTOMATIZADO
Bruna Mayara Lins Charamba* 
Jaderson Calasans Pereira**
Lucas Belchior Michael Santos da Silva***
Maria Estella Ferreira de Oliveira**** 
RESUMO
Esse projeto tem como objetivo a elaboração de um protótipo de coletor automatizado ligado a um
sensor ultrassônico e a um microcontrolador Arduino que informará o nível de utilização da
capacidade desse coletor. Esse tipo de projeto, após finalizado pode ser utilizado em qualquer tipo de
empresa, principalmente a de grande porte, que de seu processo produtivo derivam vários tipos de
resíduos, e portanto, precisão ter seu método de coleta e controle simplificados. Foi utilizado uma
empresa de torre eólica como base de estudo, tendo em vista sua peculiaridade, de seus vários tipos
de resíduos serem coletados por várias empresas terceirizadas diferentes e também pelo custo
mensal com mão de obra para fiscalização dos coletores. A idealização desse projeto surgiu com a
necessidade do mercado de um sistema de gerenciamento de resíduos automatizado, que possa
controlar as falhas do processo.
Palavras-chaves: Automação industrial. Coleta automatizada. Coleta de Resíduos. 
ABSTRACT
This project aims at the elaboration of an automated collector prototype connected to an ultrasonic 
sensor and an Arduino microcontroller that will inform the level of capacity utilization of this collector. 
This type of project, after finalized, can be used in any type of company, mainly the large one, that 
from its production process derives several types of waste, and therefore, to have its collection and 
control method simplified. A wind tower company was used as a study base, due to its peculiarity, of 
its various types of waste being collected by several different outsourced companies and also by the 
monthly cost with manpower for inspection of the collectors. The idealization of this project arose with 
the need of the market for an automated waste management system that can control the process 
failures.
Keywords: Industrial automation. Automated collection. Waste Collection.
*Graduanda do curso superior de Engenharia de Produção. Faculdade dos Guarapares. E-mail: 
brunamayara30@gmail.com.
** Graduando do curso superior de Engenharia de Produção. Faculdade dos Guarapares. E-mail: 
jad_calasans_14@hotmail.com.
*** Graduando do curso superior de Engenharia de Produção. Faculdade dos Guarapares. E-mail: 
lucas-belchior93@hotmail.com.
**** Graduanda do curso superior de Engenharia de Produção. Faculdade dos Guarapares. E-mail: 
estellaferreira28@hotmail.com.
1. INTRODUÇÃO
 Neste artigo utilizou-se a Automação Industrial junto com a Engenharia de
Produção, para a elaboração de um sistema de automatização na coleta de
resíduos, na linha de produção de torres eólicas. Identificada à problemática
existente na coleta dos resíduos finais que eram depositados em coletores além nas
centra de resíduos perigoso e não perigosos e alguns dentro do galpão da produção,
esses que atingindo ao atingirem seu limite de capacidade interferia no andamento
da produção, paralisando-a até que fossem esvaziados. 
O processo para o descarte iniciava-se com a solicitação, por um operador
responsável somente por esse trabalho e ainda assim não estava atingindo
completamente o objetivo. Onde varias vezes o mesmo esquecia de avisar sobre a
necessidade da coleta, ou informava e os técnicos de segurança esqueciam de
enviar as empresas terceiras o e-mail com pedido de agendamento de coleta., a
uma empresa terceirizada de acordo com sua disponibilidade para executar a coleta.
Diante disto, foi utilizado como base o estudo de tempos e métodos da teoria de
Frederick Taylor, onde foi cronometrado o tempo para retirada do coletor e a duração
da parada que essa operação ocasionaria na produção. 
Idealizou-se esse projeto para que haja informações diretas sobre os
coletores pelas empresas responsáveis por essa operação, através de uma interface
no computador seria possível identificar percentualmente os níveis de capacidade,
quais coletores seriam e os tipos de resíduos. Além de controlar as quantidades
descartadas de modo a constatar o emprego correto, ou não, dos recursos
produtivos por parte da equipe de PCP. 
Visto que poucas empresas ainda não tem o total controle sobre o modo de
descarte, o mercado se encontra em défice de projetos que possam gerir os
resíduos produtivos. Portanto, esse projeto não se limita apenas a fábrica estudada,
mas a todos os processos produtivos que geram resíduos e não são descartados
sem que haja custos desnecessários. 
Então o presente artigo descreve de forma detalha a aplicação de uma
tecnologia d eletrônica para solução do problema nos seguintes tópicos: processo
produtivo, coletores automatizados, equipamentos eletrônicos e o procedimento de
montagem. E finalizando os resultados parciais e as conclusões.
2. AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
A automação industrial é utilizada em muitas empresas atualmente,
principalmente naquelas em países como Alemanha e Estados Unidos que investem
nessa tecnologia para que possa aumentar produtividade nas indústrias e poder
competir através do produto final melhor acabado, sendo executados mais rápidos,
por ferramentas qualificadas para cada tipo de tecnologia a ser desenvolvida,
pessoal qualificado, planejamento estratégico, diversas variáveis em função de um
objetivo comum, a eficiência e a eficácia do seu processo.
 Pode-se definir automação industrial como sendo um procedimento
tecnológico de sistemas mecânicos, elétricos, eletrônicos e computacionais utilizado
na operação e controle dos processos, sem a intervenção humana direta.
 A automação pode ser utilizada nas linhas de produção industrial como
uma montagem mecanizada, ou seja, nas maquinas – ferramentas e também nos
robôs de uso industrial, com o objetivo de substituir o homem em atividades de risco,
embora a automação se diferencie de mecanização, sendo esta ultima a substituição
do homem pela maquina. Na automação, a maquina é utilizada para tornar o
trabalho mais rápido, eficiente, em menor tempo, proporcionando maior segurança
no trabalho.
 A indústria vem se aprimorando, ao longo do tempo, com desenvolvimento
de tecnologias mensuráveis, onde seu processo fica está se tornado cada vez mais
simplificado, com respostas e resoluções de problemas em minutos, quando antes
eram em dias ou meses. É sabido que ao utilizar-se a automação em algum tipo de
processo, o custo inicial é grande, mas esse custo é logo recuperado pela empresa.
3. PROCESSO PRODUTIVO DA EMPRESA UTILIZADA NO ESTUDO DE CASO
Como mencionado anteriormente, utilizou-se como base de estudos uma
empresa de Torres Eólicas, não será divulgado seu nome por fala de autorização,
situada no Cabo de Santo Agostinho – PE, a mesma foi escolhida decorrente do
local de onde está situada ser acessível aos pesquisadores e principalmente pelo
fato de que do seu processo produtivo resultam vários tipos de resíduos diferentes.
Antes de escolher qual área e em qual fase do processo será instalado algum
tipo de automação é necessário entender como é executado todo seu processo
produtivo, para que além de escolher a melhor tecnologia, poderá ter-se o melhor
retorno aplicável. Por isso, após idealizar-se o projeto, analisou-se todo o processo
produtivo da empresa em questão para então concluir-se como seria a adaptação do
mesmo.
 A fabricação de torres eólicas inicia-se primeiramente pelo corte e bisel
(técnica de chanfrar as arestas das chapas para possibilitar a união das mesmas
através da solda) das chapas de aço, em seguida as chapas são lixadas de ambos
os lados eponteadas por solda. A partir dai obtém-se uma espécie de cilindro que é
chamado de virola. As virolas são então soldadas longitudinalmente e circularmente
para garantir a perfeita estabilidade do cilindro. Unem-se as virolas umas nas outras
para que sejam formados os tramos, cilindros ainda maiores, a quantidade de virolas
que serão soldadas irá depender do projeto e do tamanho de torre solicitado. 
São então soldados os flanges em cada extremidade do tramo, para fim de
torre eólica, os flanges são espécies de anéis metálicos com vários furos que
servem para unir os tramos. Cada torre possui três tramos, são eles: superior, médio
e inferior, e possuem diâmetros diferentes. Após isso, os tramos inferiores tem o
lugar porta cortado, e todos passam pelo processo de jateamento e metalização
para retirar as impurezas do aço e homogeneizar e por ultimo são pintados e
lavados com acido para detectar as oxidações.
A partir do processo descrito acima de fabricação de torre eólica, são gerados
vários resíduos, dentre eles: restos de materiais como, disco de lixadeira e arama;
borra de tinta; aparas de aço; embalagens de produtos químicos; EPI’s
contaminados; além de embalagens de papel; toneis de óleos industriais e outros.
Figura 1 – Resumo do processo produtivo de uma empresa de torre eólica.
Fonte: autoria própria.
4. GESTÃO DE RESÍDUOS
É considerado como residuo, tudo o material solido, sem utlidade que seram
descartados ou eliminados. Segundo o Portal do Ministério do Meio Ambiente, em
2014 a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), instituída pela Lei 12.305/10,
estabeleceu uma série de responsabilidades ao poder público, ao setor empresarial
e à coletividade. Dentre elas, está a elaboração de Planos de Resíduos Sólidos,
tanto para os estados e municípios, quanto para os mais variados empreendimentos
da iniciativa privada. Em resumo, todas empresas independente de seu porte
deverão ser responsáveis pelos resíduos que geram. 
Segundo a ABNT NBR10004 (2004), citado por Caroline Faria (2010) a
classificação dos residuos quanto a sua periculosidade ocorrem sa seguinte forma:
 - Resíduos Perigosos (Classe I): são aqueles que por suas características
podem apresentar riscos para a sociedade ou para o meio ambiente. São
considerados perigosos também os que apresentem uma das seguintes
características: inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade e/ou
patogenicidade. Na norma estão definidos os critérios que devem ser
observados em ensaios de laboratório para a determinação destes itens. Os
resíduos que recebem esta classificação requerem cuidados especiais de
destinação.
- Resíduos Não Perigosos (Classe II): não apresentam nenhuma das
características acima, podem ainda ser classificados em dois subtipos:
Classe II A – não inertes: são aqueles que não se enquadram no item
anterior, Classe I, nem no próximo item, Classe II B. Geralmente apresenta
alguma dessas características: biodegradabilidade, combustibilidade e
solubilidade em água.
Classe II B – inertes: quando submetidos ao contato com água destilada ou
desionizada, à temperatura ambiente, não tiverem nenhum de seus
constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões de
potabilidade da água, com exceção da cor, turbidez, dureza e sabor.
A empresa escolhida como estudo, possue duas centrais de residuos, uma
para residuos não perigosos e outra para residuos perigosos, além dos coletores
dispostos dentro do galpão da produção. Os residuos são separados de acordo com
seu tipo e periculosidade. 
Por haver uma grande demanda de residuos e ter varios de coletores, são
contratados quatro funcionários para acompanhar a gestão desses residuos. Esses
funcionários são responsaveis de recolher os residuos menores para os maiores que
ficam nas centrais e acompanhar o nivel da capacidade dos coletores, daí informam
aos técnicos de segurança do trabalho ou a analista de meio ambiente, sobre a
necessidade de se fazer a coleta daquele tipo de residuo, que por sua vez agendam
a coleta do mesmo. Cada tipo de residuo e coletado por uma empresa diferente, o
que dificulta seu gerenciamento.
Figura 2 – Alguns dos coletores de resíduos da empresa estudada.
Fonte: autoria própria.
5. COLETOR AUTOMATIZADO – PROTÓTIPO
Elaborou-se um protótipo de coletor de resíduos, com uso de sensor
ultrassônico ligado a placa de Arduino. O sensor informa se o coletor está vazio,
médio ou cheio, através de uma tela de comando, retirado assim a necessidade de
se ter funcionários apenas para fiscalizar os coletores. O projeto ainda encontra-se
na sua fase de implementação, onde toda a sua funcionalidade está em processo de
conclusão, assim como sua estrutura.
Figura 3 – Protótipo do coletor automatizado
Fonte: autoria própria
6. ARDUINO UNO
Utilizou-se uma placa de microcontrolador baseado no ATmega328P, que dispõe de
14 pinos digitais e 6 entradas analógicas, rotulados do A0 a A5 cada uma das quais
com 10 bits de resolução. Basta conectá-lo a um computador com um cabo USB ou
ligá-lo a fonte de alimentação externa. Utiliza a linguagem C, de fácil programação.
Especificações:
Microcontrolador: ATmega328 
Tensão de Operação: 5V
Tensão de Entrada: 7-12V
Portas Digitais: 14 (6 podem ser usadas como PWM)
Portas Analógicas: 6
Corrente Pinos I/O: 40mA
Corrente Pinos 3,3V: 50mA
Velocidade do Clock: 16MHz
Figura 4 – Placa de arduino UNO
Fonte: Site Arduino.
6.1ARDUINO SOFTWARE - IDE
Não sendo diferente dos outros dispositivos programáveis o Arduino se utiliza
de uma plataforma para desenvolvimento do programa em uma linguagem de
programação. A plataforma utilizada é conhecida como Integrated Development
Environment (IDE) foi criada de maneira que qualquer pessoa sem formação técnica
possa utiliza-la, as linguagens de programação para desenvolvimento dos
programas são C e C++ e possibilita editar, salvar, compilar e exportar o código. O
Software está disponível no próprio site da Placa Arduino: https://www.arduino.cc.
7. SENSOR ULTRASSÔNICO HC-SR04
Bastante utilizado em projetos com Arduino o Sensor Ultrassônico HC-SR04 faz
detecção e mede a distancia entre o sensor e um determinado objeto. Utilizado em
projetos como acionamento de portas, de alarmes, acendimento de luzes entre
outras funções. O sensor ler distancias de 2cm até 4 metros a uma frequência de
operação de 40KHz.
Figura 4 – Sensor ultrassônico HC- SR04
Fonte: Blog FilipeFlop
O equipamento possui três pinos que encaixe que se diferenciam por suas
funções: GND, VCC, TRIG e ECHO.
GND é o pino do polo negativo (Terra)
VCC é a alimentação do dispositivo em 5 V
TRIG é o Pino de eco.
VCC é o pino de gatilho.
O dispositivo emite um sinal de gatilho em 8 rajadas de ondas ultrassônicas
de 40KHz que viajam no ambiente até detectarem um objeto, o mesmo faz com que
as ondas voltem para o sensor. Durante esse processo um temporizador é acionado
para calcular a distancia entre o objeto e o dispositivo. A formula utilizada é D= C x T.
Onde D é a distancia detectada. C é a velocidade de propagação no ar que é 340
M/S, uma constante. E T o tempo marcado pelo temporizador, que antes de ser
aplicado na formula é dividido por 2 pelo fato do dobro de tempo da ação. 
Figura 5 – Forma como o sensor capta a distância entre ele e o objeto.
Fonte: Blog FilipeFlop.
Especificações do sensor:
• Alimentação 5V;
• Corrente de operação: 2mA;
• Alcance: 2cm – 4m;
• Precisão: 3mm.
A ligação do sensor ao Arduino é feita nos pinos digitais 4 para o Trigger, e 5 para
o Echo. A alimentação será feita pelopino 5V do Arduino:
Figura 6 – Ligação do sensor ao Arduino
Fonte: Blog FilipeFlop.
8. SHIELD ETHERNET
9. CÓDIGO FONTE
Para esse projeto elaborou-se o seguinte código fonte:
#include <SPI.h>
#include <Ethernet.h>
#include <Ultrasonic.h>
//Define os parametros para o sensor ultrasonico HC-SR04
#define PINO_TRIGGER 6 //Porta ligada ao pino Trigger do sensor
#define PINO_ECHO 7 //Porta ligada ao pino Echo do sensor
//Inicializa o sensor ultrasonico
Ultrasonic ultrasonic(PINO_TRIGGER, PINO_ECHO);
//Definicoes de IP, mascara de rede e gateway
byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };
IPAddress ip(192, 168, 0, 101); //Define o endereco IP
IPAddress gateway(192, 168, 0, 1); //Define o gateway
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0); //Define a máscara de rede
EthernetServer server(80);
String nivel;
String lixeira;
void setup()
{
 Ethernet.begin(mac, ip, gateway, subnet);
 server.begin();
 Serial.begin(9600);
}
void loop() {
 float cmMsec;
 long microsec = ultrasonic.timing();
 cmMsec = ultrasonic.convert(microsec, Ultrasonic::CM);
 delay(500);
 if (cmMsec <= 10) {
 nivel = ("CHEIO");
 Serial.println("cheio");
 }
 if (cmMsec <= 20 && cmMsec > 10) {
 nivel = ("MEDIO");
 Serial.println("medio");
 }
 if (cmMsec <= 30 && cmMsec > 20) {
 nivel = ("VAZIO");
 Serial.println("vazio");
 }
 if (cmMsec > 30) {
 nivel = ("VAZIO");
 Serial.println("vazio");
 }
 EthernetClient client = server.available();
 if (client) {
 Serial.println("new client");
 boolean currentLineIsBlank = true;
 while (client.connected()) {
 if (client.available()) {
 char c = client.read();
 Serial.write(c);
 if (c == 'n' && currentLineIsBlank) {
 client.println("HTTP/1.1 200 OK");
 client.println("Content-Type: text/html");
 client.println("Connection: close");
 client.println("Refresh: 2"); //Recarrega a pagina a cada 2seg
 client.println();
 client.println("<!DOCTYPE HTML>");
 client.println("<html>");
 client.print("<font color=#FF0000><b><u>");
 client.print("Envio de informacoes pela rede utilizando Arduino");
 client.print("</u></b></font>");
 client.println("<br />");
 client.println("<br />");
 client.print("<b>");
 client.println("</b>");
 client.println("<br />");
 client.print("NIVEL DO LIXO: ");
 client.print("<b>");
 client.print(nivel);
 client.println("</b></html>");
 break;
 }
 if (c == 'n') {
 
 currentLineIsBlank = true;
 }
 else if (c != 'r') {
 
 currentLineIsBlank = false;
 }
 }
 }
 delay(1);
 
 client.stop();
 }
}
• Descrição física
Através da Ethernet Shield W5100 possibilitou ter um controle das
informações remota dos sensores ultrassônico da lixeira tanto pela rede local quanto
pela internet. Acoplou-se a Ethernet Shield W5100 a placa de Arduino UNO e
conectou-se a um ponto de rede. Através do browser do navegador pode-se
controlar tanto por computador como por celular. Este Shield é baseado na ethernet
chip Wiznet W5100 (datasheet) e fornece um endereço IP compatível com os
protocolos TCP e UDP. 
• Configuração IP
Cadastrou-se o IP: 192.168.0 101 /24 Gateway: 192.168.0.1.
• Código
Utilizou-se três include <SPI.H>; <Ethernet.h>; <Ultrasonic.h> que são as
biblioteca dos periféricos. Os parâmetros para o sensor ultrassónico são: Pino
Trigger 6 porta ligado ao pino Trigger do sensor, Pino Echo 7 porta ao pino Echo do
sensor.
Inicializa-se o sensor ultrassónico: (PINO_TRIGGER, PINO_ECHO)
Neste passo a configuração a placa de rede, é a seguinte:
byte mac[] = {
 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };
IPAddress ip (192,168,1,88); Define o endereço IP
IPAddress gateway(192,168,1,1); Define o gateway
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0); Define a máscara de rede
Inicializa o servidor Web na porta 80: EthernetServer (80).
Finalizadas as configurações, inicializa a interface de rede e configura-se o
sensor ultrassónico na placa de rede para ele ler e armazenar as informações do
sensor ultrassónico. Após aguardar a conexão do browser, coloca-se a seta no
código para a lixeira mostra e imprimir no browser o estado da porta digital 3. 
 int porta_digital = digitalRead(3);
 client.print("Porta Digital 3 : ");
 client.print("<b>");
 client.print(porta_digital);
 client.println("</b>");
 client.print(" (0 = Desligada, 1 = Ligada)");
 client.println("<br />");
A lixeira com isso, passa a mostrar em um página via web as informações
lidas pelo sensor ultrassônico a proximidade dos resíduos dentro da lixeira. 
10.RESULTADO PARCIAL
O protótipo de coletor automatizado encontra-se na fase de implementação,
onde toda a sua funcionalidade está em processo de conclusão, assim como sua
estrutura. Porém o mesmo, já consegue efetuar as medições de capacidade
utilizada do coletor. Com isso já é possível tornar mais eficiente o controle da gestão
de resíduos. Será aprimorado nesse projeto, a criação de um banco de dados com a
lista de todos os coletores da empresa, alimentado com a informação de histórico de
coletas, podendo assim, saber qual área está gerando mais resíduos, podendo
então ajudar a analisar se tais resíduos estão de acordo com o necessário para tal
produção ou se está acima do esperado. Tudo isso será controlado por uma
interface de fácil utilização. E também será programado uma shield Wi-fi e GSM
para que possa enviar e-mail automático para o responsável da empresa terceira,
informando o nível do coletor. 
11. CONSIDERAÇÕES FINAIS
12.REFERENCIA BILIOGRAFICA
• Portal Arduino. Instalar o software Arduino (IDE). Disponível em:
<https://www.arduino.cc/en/Guide/HomePage.> Acesso em: 15 de setembro de 
2016.
• Portal Cidade bem tratada. Lei exige das empresas o gerenciamento de 
seus resíduos sólidos. Disponível em:
<https://cidadebemtratada2014.wordpress.com/2014/04/07/lei-exige-das-
empresas-o-gerenciamento-de-seus-residuos-solidos/. >Acesso em: 30 de 
outubro de 2016.
• Portal do Ministério do Meio Ambiente. Gestão de resíduos. Disponível em: 
<http://www.mma.gov.br/responsabilidade-socioambiental/a3p/eixos-
tematicos/gest%C3%A3o-adequada-dos-res%C3%ADduos. >. Acesso em: 30 de
outubro de 2016.
• Portal Blog FilipeFlop. Como conectar o sensor ultrassônico hc-sr04 ao 
arduino. Disponível em: <http://blog.filipeflop.com/sensores/sensor-
ultrassonico-hc-sr04-ao-arduino.html. >. Acesso em: 10 de setembro de 
2016.
• ZANETTI, H.A.P/ OLIVEIRA, C.L.V. Arduíno Descomplicado. 1.ed. Brasil. 
ERICA. 2015.
• MCROBERTS, M. Arduíno Básico. 1.ed. São Paulo. NOVATEC. 2011.