Projeto SPIRI: monitoração contínua da qualidade do ar em ambientes internos para controle de sistemas de aquecimento, ventilação, condicionamento do ar e refrigeração (HVAC-R) por meio de técnicas de inteligência artificial

• Processo: 17/05877-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2017
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
• Pesquisador responsável: Matheus Barros Manini
• Beneficiário: Matheus Barros Manini
• Empresa: OMNI Eletrônica, Engenharia e Comércio Ltda
• Vinculado ao auxílio: 15/22209-4 - Projeto SPIRI: monitoração contínua da qualidade do ar em ambientes internos para controle de sistemas de aquecimento, ventilação, condicionamento do ar e refrigeração (HVAC-R) por meio de técnicas de inteligência artificial, AP.PIPE
• Assunto(s): Sistemas de ventilação Qualidade do ar Automação predial Sensores Controle ótimo Inteligência artificial
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Automação Predial | Hvac-R | Inteligência Artificial | Qualidade do ar | rede de sensores | Sistemas de Ventilação (HVAC-R)

Resumo

A qualidade do ar que respiramos tem grande impacto em nossas vidas a curto, médio e longo prazo (estresse diário, doenças sazonais, desenvolvimento de câncer ou doenças crônicas pulmonares). Segundo a Organização Mundial de Saúde, 7 milhões de pessoas morrem prematuramente todos os anos por conta da poluição do ar. 4,3 destas especificamente por conta da poluição do ar em ambientes internos. Esta organização atribui isso ao fato de a qualidade do ar interno (IAQ, do inglês Indoor Air Quality) ser até 40 vezes pior do que a do ar externo por conta de fatores como: ventilação inadequada, fonte interna de poluentes, entre outros. Estratégias para a mitigação deste fenômeno envolvem: escolha de materias com baixa emissão de Componentes Orgânicos Voláteis (COVs), superdimenssionamento do sistema de ventilação ou taxa de ventilação variável modulada pela concentração de CO2 (malha de controle simples). Apesar de a última apresentar certo grau de sofisticação, apenas a baixa concentração de CO2 não é suficiente para garantir uma IAQ ótima por ignorar outros poluentes como, por exemplo, COVs ou material particulado (PM). O objetivo do Projeto SPIRI é examinar a viabilidade de uma nova abordagem para a manutenção da IAQ, que envolve monitoração holística dos ambientes a serem controlados e aplicação de técnicas de inteligência artificial para o controle ótimo e adaptativo destes. Por holística entende-se: concentração de diversos gases poluentes, de material particulado e outros parâmetros que correlacionam com o nível de ocupação de ambientes - sensores de pressão sonora, de luminosidade e de presença baseados em fotodiodos no espectro infra-vermelho -, além de outros parâmetros comuns em controles de sistemas HVAC-R - temperatura, umidade relativa do ar e pressão. No que tange as técnicas de inteligência artificial, busca-se desenvolver algoritmos que permitam identificar perfis e modificar de forma autônoma as estratégias de controle do sistema HVAC-R. Ou seja, busca-se aqui criar uma rede de sensores variados e um algoritmo capaz de interpretar dados diversos e reconhecer padrões para otimizar o funcionamento de sistemas HVAC-R, garantindo qualidade do ambiente para os usuários e eficiência energética. Este conjunto de hardware (rede de sensores específicos conectada à internet) e software (algoritmo de inteligência artificial para interpretação dos dados e atuação inteligente) será denominado Tecnologia SPIRI, que é o produto a ser desenvolvido pelos pesquisadores com o auxílio do programa PIPE. Com isto, deseja-se melhorar a qualidade do ar de ambientes internos e reduzir proliferação de doenças e gastos com energia elétrica. Além disto, o projeto SPIRI será pioneiro em sistemas de redes de sensores do tipo em automação predial no Brasil e espera-se que ele e seus produtos sucessores possam abrir portas para negócios com redes de sensores e melhorar a qualidade de vida, segurança e bem-estar das pessoas. (AU)