Nome do Projeto
Desenvolvimento dos sistemas elétricos e de automação para a sustentabilidade do projeto Agriaço EmBraPII
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
26/05/2026 - 01/05/2028
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Engenharias
Resumo
RESUMO
Este projeto visa o desenvolvimento da arquitetura elétrica, eletrônica e de
automação para um novo módulo de máquina de limpeza de sementes da
empresa Agriaço Metalúrgica Ltda. O problema central reside na ausência de
sensores específicos para sementes no mercado e na necessidade de
equipamentos nacionais de alta precisão, uma vez que as melhores soluções
atuais são estrangeiras. O objetivo é projetar e integrar um sistema de controle
automatizado capaz de monitorar a eficiência do processamento em tempo real,
realizando a regulagem automática da alimentação e da velocidade do ar. A
metodologia abrangerá desde a especificação técnica e definição de conceito até
a validação funcional em ambiente de laboratório (TRL 4), utilizando testes com
sementes de soja. Espera-se entregar um protótipo automatizado que garanta a
integridade física das sementes, reduza a intervenção manual e confira
competitividade tecnológica à indústria nacional, reduzindo perdas nesse processo
e com isso atrelando a sustentabilidade econômica e ambiental.
Objetivo Geral
Desenvolver os sistemas elétricos, eletrônicos, de controle e automação
para o desenvolvimento modular de uma máquina de limpeza de sementes.
Objetivos Específicos:
Projetar e integrar uma rede de sensores elétricos na saída da máquina
para o monitoramento da eficiência do processamento em tempo real.
Desenvolver o sistema de controle para a regulagem automática da
alimentação (comunicação com o regulador de fluxo da Agriaço) e da
velocidade do ar nas duas separações de fluxo.
Garantir a segurança operacional e eficiência elétrica do módulo, alinhadas
às demandas de sustentabilidade e inovação tecnológica do mercado de
sementes.
para o desenvolvimento modular de uma máquina de limpeza de sementes.
Objetivos Específicos:
Projetar e integrar uma rede de sensores elétricos na saída da máquina
para o monitoramento da eficiência do processamento em tempo real.
Desenvolver o sistema de controle para a regulagem automática da
alimentação (comunicação com o regulador de fluxo da Agriaço) e da
velocidade do ar nas duas separações de fluxo.
Garantir a segurança operacional e eficiência elétrica do módulo, alinhadas
às demandas de sustentabilidade e inovação tecnológica do mercado de
sementes.
Justificativa
O processamento de sementes difere fundamentalmente do processamento
de grãos por exigir a preservação da integridade física e da qualidade fisiológica
das sementes, minimizando perdas e eliminando impurezas de forma altamente
eficiente. Sistemas tradicionais de pré-limpeza dependem de ajustes mecânicos
manuais, o que os torna suscetíveis a falhas humanas e variações operacionais,
problema que a automação agrícola tem buscado mitigar por meio da integração
de sensores e mecatrônica nos processos de produção e pós-colheita
(RODRIGUES et al., 2024; PRAKASH et al., 2023).
A aplicação de tecnologias baseadas na Internet das Coisas (IoT) e em
sistemas avançados de sensoriamento tem se consolidado como um pilar
estratégico para o aumento da sustentabilidade agrícola e da segurança alimentar
(MORCHID et al., 2023). De acordo com os autores, embora a implementação
dessas inovações enfrente desafios técnicos, seus benefícios são inegáveis para
a otimização de processos, monitoramento preciso e redução de desperdícios ao
longo de toda a cadeia produtiva. Trazendo esse conceito para a realidade do
beneficiamento de sementes, o desenvolvimento de uma arquitetura eletrônica e
de automação capaz de integrar os dados dos sensores e atuar de forma
inteligente sobre os componentes da máquina atende diretamente a essa
demanda. Essa integração não apenas eleva a eficiência da separação e a
qualidade final do produto, mas também promove a sustentabilidade econômica e
ambiental do maquinário, reduzindo o desperdício de sementes boas, otimizando
o consumo energético e minimizando a dependência de intervenções manuais
contínuas.
O desenvolvimento de equipamentos para sementes exige uma abordagem
diferenciada, e um dos maiores riscos e lacunas tecnológicas atuais para a
integração dessas tecnologias é a inexistência de sensores específicos no
mercado para a avaliação do fluxo e da qualidade de sementes em tempo real
(MANSOOR et al., 2025). O uso de sensores inteligentes para a obtenção de
dados inteligentes e realimentação do sistema permitirá atuar de forma autônoma
sobre o regulador de fluxo de alimentação e sobre as correntes de ar nas etapas
de separação (SOUSSI et al., 2024), promovendo a validação do protótipo em
laboratório e atingindo um nível de maturidade tecnológica superior (TRL 4) na
engenharia nacional de pós-colheita.
de grãos por exigir a preservação da integridade física e da qualidade fisiológica
das sementes, minimizando perdas e eliminando impurezas de forma altamente
eficiente. Sistemas tradicionais de pré-limpeza dependem de ajustes mecânicos
manuais, o que os torna suscetíveis a falhas humanas e variações operacionais,
problema que a automação agrícola tem buscado mitigar por meio da integração
de sensores e mecatrônica nos processos de produção e pós-colheita
(RODRIGUES et al., 2024; PRAKASH et al., 2023).
A aplicação de tecnologias baseadas na Internet das Coisas (IoT) e em
sistemas avançados de sensoriamento tem se consolidado como um pilar
estratégico para o aumento da sustentabilidade agrícola e da segurança alimentar
(MORCHID et al., 2023). De acordo com os autores, embora a implementação
dessas inovações enfrente desafios técnicos, seus benefícios são inegáveis para
a otimização de processos, monitoramento preciso e redução de desperdícios ao
longo de toda a cadeia produtiva. Trazendo esse conceito para a realidade do
beneficiamento de sementes, o desenvolvimento de uma arquitetura eletrônica e
de automação capaz de integrar os dados dos sensores e atuar de forma
inteligente sobre os componentes da máquina atende diretamente a essa
demanda. Essa integração não apenas eleva a eficiência da separação e a
qualidade final do produto, mas também promove a sustentabilidade econômica e
ambiental do maquinário, reduzindo o desperdício de sementes boas, otimizando
o consumo energético e minimizando a dependência de intervenções manuais
contínuas.
O desenvolvimento de equipamentos para sementes exige uma abordagem
diferenciada, e um dos maiores riscos e lacunas tecnológicas atuais para a
integração dessas tecnologias é a inexistência de sensores específicos no
mercado para a avaliação do fluxo e da qualidade de sementes em tempo real
(MANSOOR et al., 2025). O uso de sensores inteligentes para a obtenção de
dados inteligentes e realimentação do sistema permitirá atuar de forma autônoma
sobre o regulador de fluxo de alimentação e sobre as correntes de ar nas etapas
de separação (SOUSSI et al., 2024), promovendo a validação do protótipo em
laboratório e atingindo um nível de maturidade tecnológica superior (TRL 4) na
engenharia nacional de pós-colheita.
Metodologia
A pesquisa possui caráter aplicado e tecnológico, centrada no
desenvolvimento de hardware e software de controle para maquinário agrícola,
com explorações quantitativas sobre a resposta da máquina desenvolvida.
O desenvolvimento será realizado nos laboratórios dos cursos de Engenharia
Agrícola da Universidade Federal de Pelotas, como suporte ao projeto vinculado à
Unidade Embrapii InovaAgro ao longo de 12 meses.
O trabalho iniciará com o mapeamento e especificações do projeto elétrico,
seguido da definição do conceito da arquitetura de automação. A interface de
controle fará a leitura de sensores adaptados e o acionamento de atuadores
(motores, inversores de frequência e válvulas) visando uma capacidade de
processamento de até 30 t.h-1, com isso visa-se analisar estatíticamente os dados
coletados sobre a resposta da máquina em operação, por meios de técnicas como
ANOVA, onde podem ser comparadas as respostas da máquina com e sem a
instrumentação eletrônica e os controles automáticos.
O sistema de automação será implementado em um protótipo físico,
desenvolvido pelo grupo de pesquisa para o projeto firmado em Brasil (2024). A
validação funcional ocorrerá em ambiente de laboratório (TRL 4), restrita
inicialmente a testes com sementes de soja, onde a qualidade física e fisiológica
pós-processamento será analisada frente aos ajustes automáticos do algoritmo de
controle.
desenvolvimento de hardware e software de controle para maquinário agrícola,
com explorações quantitativas sobre a resposta da máquina desenvolvida.
O desenvolvimento será realizado nos laboratórios dos cursos de Engenharia
Agrícola da Universidade Federal de Pelotas, como suporte ao projeto vinculado à
Unidade Embrapii InovaAgro ao longo de 12 meses.
O trabalho iniciará com o mapeamento e especificações do projeto elétrico,
seguido da definição do conceito da arquitetura de automação. A interface de
controle fará a leitura de sensores adaptados e o acionamento de atuadores
(motores, inversores de frequência e válvulas) visando uma capacidade de
processamento de até 30 t.h-1, com isso visa-se analisar estatíticamente os dados
coletados sobre a resposta da máquina em operação, por meios de técnicas como
ANOVA, onde podem ser comparadas as respostas da máquina com e sem a
instrumentação eletrônica e os controles automáticos.
O sistema de automação será implementado em um protótipo físico,
desenvolvido pelo grupo de pesquisa para o projeto firmado em Brasil (2024). A
validação funcional ocorrerá em ambiente de laboratório (TRL 4), restrita
inicialmente a testes com sementes de soja, onde a qualidade física e fisiológica
pós-processamento será analisada frente aos ajustes automáticos do algoritmo de
controle.
Indicadores, Metas e Resultados
Avanços Tecnológicos: Obtenção de um sistema de limpeza com
regulagem automática da alimentação e da velocidade do ar, monitorado por
sensores na saída.
Nível de Maturidade: Alcançar o TRL 4 (Validação funcional dos
componentes em ambiente de laboratório).
Impactos Econômicos: Inserção da parceira Agriaço no mercado de
sementes com um equipamento com menor custo que as concorrentes
estrangeiras de alto padrão, fortalecendo o Arranjo Produtivo Local (APL)
Metalmecânico.
Contribuição Acadêmica e Proteção: Possibilidade de geração de patentes
relacionadas à automação acoplada ao regulador de fluxo e publicações
científicas sobre os sensores adaptados.
regulagem automática da alimentação e da velocidade do ar, monitorado por
sensores na saída.
Nível de Maturidade: Alcançar o TRL 4 (Validação funcional dos
componentes em ambiente de laboratório).
Impactos Econômicos: Inserção da parceira Agriaço no mercado de
sementes com um equipamento com menor custo que as concorrentes
estrangeiras de alto padrão, fortalecendo o Arranjo Produtivo Local (APL)
Metalmecânico.
Contribuição Acadêmica e Proteção: Possibilidade de geração de patentes
relacionadas à automação acoplada ao regulador de fluxo e publicações
científicas sobre os sensores adaptados.
Equipe do Projeto
| Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
|---|---|---|---|
| ADAMO DE SOUSA ARAÚJO | 1 | ||
| GIZELE INGRID GADOTTI | 2 | ||
| MARLON SOARES SIGALES | 1 | ||
| MARLON SOARES SIGALES | 1 | ||
| MATEUS SCHNEIDER BRUINSMA | |||
| RENAN NEITZKE MUNSBERG |