ANALYSIS ON INDUSTRY 4.0 IN ENERGY DISTRIBUTION AND THE FUTURE OF SMART GRIDS
REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/ni10202410302144
Flávio de Jesus Garcia1;
Kaio Araújo Pereira2;
Kevyn Alberto Pereira3
RESUMO
A evolução tecnológica proporcionada pela Indústria 4.0 tem impactado significativamente diversos setores, incluindo o de energia. A introdução de redes inteligentes, ou Smart grids, no sistema de distribuição de energia oferece soluções para aumentar a eficiência, integrar fontes renováveis e reduzir perdas. Essas redes utilizam tecnologias como automação, big data e Internet das Coisas para modernizar a forma como a energia é gerida e distribuída. O objetivo geral desta pesquisa foi analisar o impacto da Indústria 4.0 na distribuição de energia, com foco na implementação de redes inteligentes no Brasil. Para alcançar esse objetivo, a metodologia adotada foi uma revisão de literatura com abordagem qualitativa, utilizando artigos publicados entre 2020 e 2024, obtidos em bases de dados como Lilacs, Periódicos Capes e Scielo. A pesquisa abordou os benefícios e desafios da modernização do sistema elétrico brasileiro, com ênfase na integração de fontes renováveis, como solar e eólica, e no combate às perdas não técnicas. Os resultados indicam que as redes inteligentes contribuem para a maior eficiência do sistema de distribuição de energia, possibilitando a gestão em tempo real, além de promoverem uma melhor segurança contra falhas e ameaças cibernéticas. Outro ponto relevante identificado foi a importância da formação de profissionais capacitados para a implementação dessas novas tecnologias. A pesquisa conclui que a adoção da Indústria 4.0 no setor energético é um passo necessário para a sustentabilidade e modernização do sistema elétrico no Brasil.
Palavras-chave: Redes inteligentes. Indústria 4.0. Distribuição de energia. Fontes renováveis. Eficiência energética.
ABSTRACT
The technological evolution brought about by Industry 4.0 has significantly impacted several sectors, including the energy sector. The introduction of smart grids into the energy distribution system offers solutions to increase efficiency, integrate renewable sources, and reduce losses. These networks use technologies such as automation, big data, and the Internet of Things to modernize the way energy is managed and distributed. The overall objective of this research was to analyze the impact of Industry 4.0 on energy distribution, focusing on the implementation of smart grids in Brazil. To achieve this objective, the methodology adopted was a literature review with a qualitative approach, using articles published between 2020 and 2024, obtained from databases such as Lilacs, Periódicos Capes, and Scielo. The research addressed the benefits and challenges of modernizing the Brazilian electricity system, with an emphasis on the integration of renewable sources, such as solar and wind, and on combating non-technical losses. The results indicate that smart grids contribute to greater efficiency in the energy distribution system, enabling real-time management, in addition to promoting better security against failures and cyber threats. Another relevant point identified was the importance of training professionals capable of implementing these new technologies. The research concludes that the adoption of Industry 4.0 in the energy sector is a necessary step towards the sustainability and modernization of the electrical system in Brazil.
Keywords: Smart grids. Industry 4.0. Energy distribution. Renewable sources. Energy efficiency.
INTRODUÇÃO
A revolução tecnológica impulsionada pela Indústria 4.0 trouxe significativas transformações para diversos setores, inclusive o energético. No campo da distribuição de energia, as inovações tecnológicas têm possibilitado a criação e o desenvolvimento de redes inteligentes, capazes de otimizar o gerenciamento, o monitoramento e o controle da energia elétrica de maneira mais eficiente. Esse novo cenário permite a utilização de tecnologias avançadas, como inteligência artificial, big data e Internet das Coisas, que tornam as redes elétricas mais autônomas, dinâmicas e responsivas às demandas da sociedade. A evolução das redes de energia inteligentes representa um caminho promissor para a sustentabilidade e a modernização do sistema elétrico global. No contexto brasileiro, onde a geração de energia renovável ocupa uma posição de destaque, a implementação de redes inteligentes ganha relevância pela possibilidade de integração de fontes renováveis e pela necessidade de garantir uma distribuição de energia segura e eficiente. A Indústria 4.0 proporciona uma base tecnológica robusta para que essa transformação ocorra, resultando em melhorias na eficiência energética e na redução de custos operacionais. No entanto, a transição para esse novo modelo não está isenta de desafios, como questões relacionadas à segurança cibernética e à adaptação de infraestruturas tradicionais (Gonçalves; Hortense 2023).
O tema da presente pesquisa está delimitado à análise da aplicação das tecnologias da Indústria 4.0 na distribuição de energia, com foco na implementação e nos impactos das redes inteligentes. O problema de pesquisa centra-se em como essas redes inteligentes podem contribuir para a otimização do sistema de distribuição de energia no Brasil.
Com base nessa problemática, algumas possíveis respostas podem ser delineadas. A primeira hipótese é que a aplicação de tecnologias como IoT e big data pode permitir uma gestão mais eficaz da energia distribuída, com a redução de perdas e melhor alocação de recursos. A segunda hipótese sugere que a implementação de redes inteligentes poderá melhorar a integração de fontes de energia renováveis, como solar e eólica, ao sistema elétrico nacional. Uma terceira hipótese é que, com o uso de inteligência artificial, será possível prever falhas e otimizar a manutenção de equipamentos, reduzindo interrupções no fornecimento de energia. O objetivo geral deste trabalho é analisar o impacto da Indústria 4.0 na distribuição de energia, com foco na implementação de redes inteligentes no Brasil. Os objetivos específicos são: investigar como as tecnologias da Indústria 4.0 podem ser aplicadas ao sistema de distribuição de energia; avaliar os desafios e benefícios da integração de fontes renováveis nas redes inteligentes; e examinar as implicações da modernização das redes elétricas para a segurança e eficiência do sistema de distribuição (Ota; Santos 2020).
A relevância deste trabalho se justifica pela importância da modernização do setor energético no Brasil, um país com um perfil de produção energética predominantemente renovável. A implementação de redes inteligentes, impulsionada pela Indústria 4.0, poderá não apenas aumentar a eficiência da distribuição de energia, mas também contribuir significativamente para a sustentabilidade e a segurança energética. Além disso, o estudo apresenta relevância acadêmica por explorar um tema atual e em constante evolução, fornecendo subsídios para futuras pesquisas na área.
A metodologia utilizada consistiu em uma revisão de literatura, baseada em pesquisa qualitativa realizada entre os anos de 2020 e 2024. Foram consultadas bases de dados acadêmicas como Lilacs, Periódicos Capes, Google Acadêmico e Scielo, buscando artigos que abordassem as transformações provocadas pela Indústria 4.0 no setor de distribuição de energia e o papel das redes inteligentes no futuro desse campo.
METODOLOGIA
Os procedimentos metodológicos adotados para a realização deste estudo seguiram uma abordagem qualitativa, fundamentada em uma revisão de literatura que buscou investigar o impacto da Indústria 4.0 na distribuição de energia e o futuro das redes inteligentes. O levantamento bibliográfico foi conduzido a partir de artigos científicos publicados entre os anos de 2020 a 2024, priorizando a consulta em bases de dados renomadas, como Lilacs, Periódicos Capes e Scielo. Não foi empregada uma revisão sistemática, visto que o objetivo não era quantificar ou mensurar resultados, mas sim explorar de maneira aprofundada os achados teóricos disponíveis na literatura recente.
Para garantir a qualidade e a relevância das fontes, dois critérios de inclusão foram estabelecidos: a relevância temática dos artigos relacionados à Indústria 4.0 e redes inteligentes no setor energético, e a publicação dos estudos em periódicos revisados por pares. Por outro lado, dois critérios de exclusão foram considerados: artigos que abordassem exclusivamente aspectos técnicos sem relação direta com a distribuição de energia e trabalhos que não fossem acessíveis em texto completo nas bases consultadas.
Segundo Lima e Mioto, uma revisão de literatura “possibilita ao pesquisador conhecer e analisar o que já foi produzido sobre determinado tema, contribuindo para a identificação de lacunas e a construção de novos conhecimentos” (Lima; Mioto, 2007). Nesse contexto, a pesquisa bibliográfica não apenas sistematiza o conhecimento existente, mas também permite o aprofundamento da compreensão sobre os desafios e as possibilidades da modernização energética.
Tecnologias da indústria 4.0 aplicadas à distribuição de energia
A Indústria 4.0 trouxe um novo paradigma para diversos setores industriais, inclusive o energético. O uso de tecnologias emergentes, como a Internet das Coisas (IoT), big data, inteligência artificial e automação, tem permitido a transformação das redes de distribuição de energia em sistemas mais inteligentes e eficientes. Essas redes, conhecidas como redes inteligentes ou Smart grids, são capazes de otimizar o fluxo de energia e promover uma gestão mais eficaz dos recursos energéticos. Tinoco (2021) destaca que a adoção de tecnologias da Indústria 4.0 no setor de energia eólica, por exemplo, tem potencializado a eficiência operacional das empresas que atuam nesse campo. A análise de dados em tempo real e a automação de processos contribuem para a manutenção preditiva e o monitoramento contínuo das turbinas, reduzindo custos e otimizando a produção de energia.
A implementação de tecnologias habilitadoras no setor energético também tem impactos diretos na sustentabilidade. Gonçalves (2023) ressalta que a introdução de veículos guiados automáticos em uma empresa de manufatura, dentro do contexto da Indústria 4.0, reflete como essas inovações podem ser aplicadas à logística interna e ao gerenciamento de energia. A automação dos processos de transporte e armazenamento de materiais não apenas reduz os custos operacionais, mas também melhora a eficiência energética das instalações. Esse tipo de tecnologia pode ser aplicado de forma análoga ao setor de distribuição de energia, onde a automação pode contribuir para a redução das perdas energéticas durante o processo de distribuição, permitindo uma alocação mais eficiente dos recursos.
No setor de distribuição de energia, as tecnologias da Indústria 4.0 têm o potencial de transformar completamente o modo como a energia é gerida e distribuída. Hortense e Gardesani (2023) apontam que a aplicação dessas tecnologias aos canais de distribuição oferece uma estratégia eficaz para aumentar a satisfação do mercado consumidor final, um aspecto que pode ser diretamente relacionado à confiabilidade e qualidade da energia distribuída. No contexto das redes inteligentes, a capacidade de monitorar o consumo de energia em tempo real, ajustar a oferta de acordo com a demanda e prever falhas no sistema tem impacto direto na melhoria do serviço prestado aos consumidores.
Além de beneficiar os consumidores, as redes inteligentes facilitam a integração de fontes de energia renovável, como a solar e a eólica, ao sistema elétrico. Tinoco (2021) destaca que a eficiência operacional no setor de energia eólica foi significativamente melhorada com a utilização de tecnologias da Indústria 4.0, uma vez que o monitoramento contínuo das turbinas e a análise de dados permitem um controle mais rigoroso sobre a produção de energia. Esse mesmo princípio pode ser aplicado à integração de diferentes fontes de energia nas redes de distribuição, permitindo uma maior estabilidade no fornecimento e a promoção de práticas mais sustentáveis no setor energético.
Klug et al. (2021) exploram a relação entre as tecnologias habilitadoras da Indústria 4.0 e os princípios da economia circular, abordando como essas inovações podem promover a sustentabilidade e a eficiência no uso dos recursos. No contexto da distribuição de energia, a implementação de tecnologias baseadas na automação e na análise de dados pode permitir uma gestão mais eficaz dos recursos, minimizando desperdícios e promovendo o uso mais racional da energia. A sinergia entre a Indústria 4.0 e a economia circular reforça a importância da adoção de tecnologias avançadas não apenas para melhorar a eficiência operacional, mas também para garantir um futuro mais sustentável no setor energético.
A modernização do setor de distribuição de energia por meio da Indústria 4.0 envolve, portanto, uma série de transformações que impactam diretamente a eficiência e a sustentabilidade do sistema elétrico. Gonçalves (2023) destaca que, com a automação e o uso de tecnologias avançadas, a logística interna de uma empresa pode ser otimizada, refletindo melhorias na gestão energética. A aplicação desses conceitos à distribuição de energia tem o potencial de reduzir significativamente as perdas no sistema, aumentando a confiabilidade do fornecimento de energia e promovendo uma gestão mais eficiente dos recursos.
A análise da viabilidade de integrar tecnologias da Indústria 4.0 ao sistema de distribuição de energia é um dos principais desafios enfrentados pelas empresas do setor. Hortense e Gardesani (2023) enfatizam que a adoção dessas tecnologias requer uma abordagem estratégica que leve em consideração a satisfação do consumidor final, além dos benefícios operacionais. A possibilidade de monitoramento em tempo real e a automação de processos são fatores que podem transformar a relação entre as empresas de distribuição e seus consumidores, proporcionando um serviço mais eficiente e confiável. No entanto, é essencial que as empresas estejam preparadas para lidar com os desafios inerentes à implementação dessas tecnologias, como a cibersegurança e a adaptação da infraestrutura existente.
Klug et al. (2021) abordam a questão da economia circular e sua relação com a Indústria 4.0, reforçando a importância de promover a sustentabilidade nas operações empresariais. No setor de energia, essa abordagem é particularmente relevante, pois a adoção de redes inteligentes e tecnologias avançadas pode contribuir para a redução do desperdício de energia e a otimização do uso de recursos naturais. A convergência entre a Indústria 4.0 e os princípios da economia circular destaca a necessidade de inovação contínua no setor energético, visando não apenas a eficiência operacional, mas também o desenvolvimento sustentável a longo prazo.
Redes inteligentes e a otimização da distribuição de energia
As redes inteligentes representam uma evolução significativa na forma como a energia elétrica é gerida e distribuída. Essas redes são caracterizadas pela utilização de tecnologias avançadas, como a automação, a comunicação bidirecional e o monitoramento em tempo real. No contexto brasileiro, o avanço das redes inteligentes tem sido fundamental para otimizar a distribuição de energia e enfrentar desafios como as perdas não técnicas e a ineficiência do sistema tradicional. Conte e De Araujo (2021) afirmam que a implantação dessas redes no Brasil oferece vantagens substanciais, como a capacidade de resposta rápida a falhas e a melhoria no gerenciamento do fluxo energético. O uso de tecnologias digitais permite uma maior confiabilidade e eficiência, aspectos essenciais para um sistema de energia sustentável e moderno.
A implementação de redes inteligentes também tem como uma de suas principais vantagens a possibilidade de responder de forma dinâmica à demanda dos consumidores. Segundo Moreira (2021), a resposta da demanda em redes elétricas inteligentes é uma estratégia que otimiza o uso da energia, adaptando a oferta conforme a variação do consumo. Essa flexibilidade na gestão do sistema elétrico contribui para a estabilidade da rede, reduzindo os picos de demanda e permitindo um melhor controle do consumo. O autor ressalta ainda que a prototipagem e a otimização de redes inteligentes são elementos fundamentais para garantir que essa tecnologia funcione de maneira eficaz e integrada.
Um dos problemas mais recorrentes na distribuição de energia no Brasil são as perdas não técnicas, que incluem fraudes e erros de medição. Lins e Rodrigues (2023) discutem como as redes inteligentes, ou Smart grids, oferecem uma solução eficaz para o combate a essas perdas. Através do monitoramento contínuo e do uso de medidores inteligentes, é possível identificar rapidamente quaisquer anomalias no sistema, o que facilita a identificação de fraudes e a redução de prejuízos financeiros. O uso de medidores digitais e sistemas de controle remoto também diminui a dependência de inspeções manuais, tornando o processo mais eficiente e menos suscetível a erros humanos. O combate às perdas não técnicas, portanto, é um dos maiores benefícios proporcionados pelas redes inteligentes.
O ambiente experimental para pesquisas interdisciplinares em redes inteligentes tem se mostrado essencial para o desenvolvimento e a formação de recursos humanos capacitados. Ota e Pomilio (2020) abordam a criação do LabREI, um ambiente de pesquisa voltado para a exploração das potencialidades das redes inteligentes. Esse espaço experimental permite a interação de diferentes disciplinas e contribui para a inovação no campo da energia elétrica. Ota e Pomilio destacam que o LabREI foi projetado para atender tanto à pesquisa acadêmica quanto à formação de profissionais que serão responsáveis pela implementação de redes inteligentes no futuro. Esse tipo de laboratório experimental é fundamental para o avanço das tecnologias que sustentam as redes inteligentes, além de promover um diálogo entre a academia e a indústria.
A otimização da distribuição de energia em redes inteligentes vai além da simples automação do sistema. Conte e De Araujo (2021) apontam que as redes inteligentes permitem uma melhor alocação dos recursos energéticos, possibilitando que o fornecimento de energia seja ajustado em tempo real de acordo com a demanda. Essa característica é especialmente relevante em um país como o Brasil, onde a matriz energética é composta por diversas fontes de energia renovável, como a solar e a eólica. As redes inteligentes facilitam a integração dessas fontes intermitentes ao sistema elétrico, garantindo que a energia gerada seja distribuída de forma eficiente e equilibrada. O uso de redes inteligentes, portanto, contribui não apenas para a eficiência operacional, mas também para a sustentabilidade energética.
No contexto da resposta da demanda, Moreira (2021) argumenta que a adoção de sistemas que permitem uma maior interação entre consumidores e fornecedores de energia é essencial para o sucesso das redes inteligentes. A capacidade de ajustar o consumo em horários de pico e reduzir o uso de energia quando necessário proporciona um sistema mais equilibrado e sustentável. Moreira sugere que a prototipagem desses sistemas deve considerar a flexibilidade do consumidor, garantindo que a adaptação à nova tecnologia seja simples e benéfica para todas as partes envolvidas. Esse tipo de resposta à demanda é fundamental para o equilíbrio entre oferta e consumo em um sistema elétrico moderno.
O combate às perdas não técnicas continua sendo um dos principais desafios na distribuição de energia elétrica no Brasil. Lins e Rodrigues (2023) afirmam que a implementação de Smart grids pode reduzir significativamente essas perdas, melhorando o controle sobre o sistema de distribuição e aumentando a eficiência do fornecimento de energia. As redes inteligentes permitem uma visão mais abrangente do sistema elétrico, facilitando a detecção de fraudes e a correção de irregularidades no consumo. Isso, por sua vez, garante uma maior segurança tanto para os consumidores quanto para as empresas distribuidoras de energia.
Ota e Pomilio (2020) reforçam a importância de ambientes experimentais, como o LabREI, para a consolidação das redes inteligentes no Brasil. A formação de profissionais capacitados para lidar com as tecnologias avançadas dessas redes é um passo essencial para a evolução do setor energético. O laboratório oferece uma plataforma onde diferentes áreas do conhecimento podem se cruzar, permitindo o desenvolvimento de soluções inovadoras para os desafios enfrentados pela distribuição de energia.
Desafios e benefícios da integração de fontes renováveis em redes inteligentes
A integração de fontes renováveis em redes inteligentes representa uma inovação necessária para a transição energética sustentável, trazendo benefícios e desafios que precisam ser cuidadosamente considerados. As redes inteligentes, ou Smart grids, são essenciais para gerenciar de forma eficaz a variabilidade e a intermitência de fontes renováveis, como solar e eólica, que dependem de condições climáticas para gerar energia. Dias (2024) ressalta que a contribuição das energias renováveis é indispensável para o cumprimento dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável, pois possibilitam a redução de emissões de gases de efeito estufa e a promoção de práticas mais sustentáveis no setor elétrico. No entanto, a integração dessas fontes exige infraestrutura avançada e uma gestão otimizada da distribuição de energia, elementos que são fornecidos pelas redes inteligentes.
A expansão das energias renováveis traz desafios significativos, principalmente em relação à intermitência e à variabilidade da geração de energia. A falta de previsibilidade nas fontes renováveis pode causar instabilidade na rede elétrica, o que exige o desenvolvimento de sistemas capazes de lidar com essas flutuações. Paixão, Sausen e Abaide (2024) enfatizam que, no contexto dos veículos elétricos, há uma crescente demanda por gestão de recargas, o que também gera desafios para a sustentabilidade energética. As redes inteligentes, nesse sentido, desempenham um papel fundamental, permitindo que a distribuição de energia seja ajustada conforme a demanda e garantindo que a geração de energia renovável possa ser utilizada de maneira eficiente. Além disso, a gestão inteligente do carregamento de veículos elétricos permite que esses veículos se tornem elementos integrados ao sistema de energia, oferecendo suporte à rede durante momentos de alta demanda.
Outro aspecto importante da integração de fontes renováveis em redes inteligentes é a geração distribuída. Machado e Bonatto (2023) discutem a modelagem e análise técnica da integração de geração distribuída fotovoltaica em um campus universitário, destacando como a energia solar pode ser incorporada ao sistema de distribuição local. A geração distribuída permite que a energia seja produzida em pequena escala, diretamente no ponto de consumo, o que diminui as perdas durante a transmissão e distribuição de energia. Essa descentralização da geração é facilitada pelas redes inteligentes, que possibilitam uma gestão eficiente da energia gerada e consumida. A análise realizada pelos autores aponta que, para maximizar os benefícios da geração distribuída, é necessário um planejamento cuidadoso e o uso de tecnologias avançadas que permitam o monitoramento em tempo real.
A segurança das redes inteligentes é outro desafio importante, principalmente quando se considera a integração de múltiplas fontes de energia e sistemas distribuídos. Santos e Canato (2020) destacam que a complexidade dessas redes as torna vulneráveis a ataques cibernéticos, o que pode comprometer tanto a segurança quanto a eficiência da distribuição de energia. A introdução de novas tecnologias de comunicação e automação no sistema elétrico aumenta a superfície de ataque, tornando a cibersegurança uma prioridade para a implementação bem-sucedida de redes inteligentes. Para enfrentar esses desafios, é necessário investir em protocolos de segurança avançados e no monitoramento contínuo da rede para evitar interrupções causadas por incidentes cibernéticos.
Embora os benefícios da integração de fontes renováveis em redes inteligentes sejam evidentes, como a promoção da sustentabilidade e a melhoria da eficiência energética, os desafios técnicos e de segurança não podem ser ignorados. Dias (2024) observa que, além da necessidade de infraestrutura adequada, a adoção de fontes renováveis requer políticas públicas que incentivem o investimento em tecnologias emergentes e promovam a inovação no setor energético. A combinação de redes inteligentes e fontes renováveis oferece uma solução promissora para os desafios ambientais e energéticos enfrentados globalmente, mas demanda esforços coordenados entre o setor público e privado para superar os obstáculos.
Por fim, Paixão, Sausen e Abaide (2024) argumentam que a integração dos veículos elétricos nas redes inteligentes é um dos exemplos mais emblemáticos de como as tecnologias emergentes podem contribuir para a sustentabilidade energética. A gestão inteligente das recargas e o uso de baterias de veículos elétricos como armazenamento de energia em momentos de alta demanda representam um avanço significativo na otimização do uso de energia renovável. A pesquisa sugere que, para que essa integração seja eficaz, é necessário desenvolver soluções que considerem tanto a eficiência energética quanto a durabilidade das baterias, garantindo que os veículos elétricos possam ser utilizados de maneira sustentável e integrada ao sistema elétrico.
Machado e Bonatto (2023) também destacam a importância da geração distribuída como parte fundamental da integração de fontes renováveis. A descentralização da geração de energia por meio de painéis solares, por exemplo, reduz a dependência de grandes usinas geradoras e diminui a pressão sobre a rede de transmissão. No entanto, a adoção dessa estratégia exige redes inteligentes capazes de equilibrar a oferta e a demanda de energia em tempo real, garantindo que o excedente de energia gerado por fontes renováveis seja redistribuído de maneira eficiente.
A segurança, apontada por Santos e Canato (2020), continua sendo um fator determinante para a eficácia das redes inteligentes. A vulnerabilidade das redes a ataques cibernéticos representa um risco para a integridade do sistema elétrico e a confiabilidade do fornecimento de energia.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
A implementação da Indústria 4.0 no setor de distribuição de energia no Brasil tem sido amplamente discutida em diversos estudos, com foco nas redes inteligentes como solução para os desafios contemporâneos do setor. Conte e De Araujo (2021) exploram as vantagens e potencialidades das redes inteligentes no contexto brasileiro, destacando a capacidade dessas tecnologias de otimizar a gestão e distribuição de energia.
Tabela – Resultados da Pesquisa
| Nome | Objetivo | Título | Ano |
| Gerson Yuri Cagnani Conte, Geraldo José Ferraresi de Araujo | Analisar as vantagens e potencialidades das redes inteligentes na distribuição de eletricidade no Brasil | Redes inteligentes na distribuição de eletricidade no Brasil: vantagens e potencialidades | 2021 |
| Reinaldo Dias | Discutir o papel das energias renováveis no cumprimento dos ODS, destacando oportunidades e desafios | O papel das energias renováveis no cumprimento dos ODS: oportunidades e desafios | 2024 |
| Fernando Sabino Gonçalves | Estudar a viabilidade da aplicação dos conceitos da Indústria 4.0 na logística interna | Estudo de viabilidade por meio dos conceitos da Indústria 4.0 aplicados na logística interna | 2023 |
| Mariana Luize Hortense, Roberto Gardesani | Aplicar a Indústria 4.0 aos canais de distribuição como estratégia de satisfação do mercado consumidor | Indústria 4.0 aplicada aos canais de distribuição como estratégia de satisfação do mercado consumidor final | 2023 |
| William Dietrich Klug et al. | Explorar as relações entre as tecnologias habilitadoras da Indústria 4.0 e os princípios da economia circular | Existem relações benéficas entre as tecnologias habilitadoras para a Indústria 4.0 e os princípios da Economia Circular? | 2021 |
| Felipe Henrique Ferreira Lins, Sidney Aciole Rodrigues | Propor as smart grids como alternativa para combater as perdas não técnicas na distribuição de energia elétrica | Smart Grids como alternativa para combate às perdas não técnicas na distribuição de energia elétrica | 2023 |
| Ana Clara Garcia Machado, Benedito Donizeti Bonatto | Analisar a integração de geração distribuída sustentável fotovoltaica no campus universitário | Modelagem e análise técnica da integração de geração distribuída sustentável PV no campus da UNIFEI-ITAJUBÁ | 2023 |
| Hermom Leal Moreira | Desenvolver uma abordagem para implementação, prototipagem e otimização da resposta da demanda | Aplicações da resposta da demanda em redes elétricas inteligentes: uma abordagem para implementação | 2021 |
| João Inácio Yutaka Ota, José Antenor Pomilio | Criar um ambiente experimental para pesquisas interdisciplinares e formação de recursos humanos em smart grids | LabREI: Ambiente experimental para pesquisas interdisciplinares e formação de recursos humanos em redes inteligentes de energia elétrica | 2020 |
| Joelson Lopes Paixão, Jordan Passinato Sausen, Alzenira Da Rosa Abaide | Analisar a integração dos veículos elétricos na rede elétrica, com foco na gestão de recargas e sustentabilidade | Tendências e desafios da integração dos veículos elétricos na rede elétrica: gestão de recargas e sustentabilidade energética | 2024 |
| Alan Carlos Santos, Robson Leandro Carvalho Canato | Identificar os desafios de segurança em redes inteligentes | Smart Grid: desafios em segurança | 2020 |
| Dellano Jatobá Bezerra Tinoco | Diagnosticar a aplicação da Indústria 4.0 no setor eólico no Rio Grande do Norte | Indústria 4.0 e energia eólica: um diagnóstico das empresas de serviços do setor eólico no RN | 2021 |
A automação e o monitoramento em tempo real proporcionam um aumento na eficiência do sistema, permitindo uma distribuição mais equilibrada e redução das perdas energéticas. No mesmo sentido, Gonçalves (2023) investiga a aplicação da Indústria 4.0 em contextos industriais e logísticos, ressaltando que os conceitos dessa revolução tecnológica podem ser facilmente adaptados para a distribuição de energia, promovendo maior controle e eficiência no gerenciamento de recursos.
Um dos principais desafios abordados na literatura é a integração das fontes renováveis ao sistema elétrico. Dias (2024) discute a importância da adoção de energias renováveis para o cumprimento dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), ressaltando como as redes inteligentes podem facilitar essa transição ao integrar essas fontes de maneira mais eficiente. A intermitência das energias renováveis, como solar e eólica, é um obstáculo técnico significativo, mas as tecnologias da Indústria 4.0 oferecem soluções para esse problema ao permitir uma gestão mais precisa e adaptativa do fluxo de energia. Hortense e Gardesani (2023) também apontam como as redes inteligentes podem aumentar a satisfação do consumidor final, integrando de maneira mais fluida as novas formas de geração de energia ao sistema de distribuição, o que contribui para uma maior confiabilidade e qualidade no fornecimento de energia.
Outro ponto essencial na análise da Indústria 4.0 aplicada à distribuição de energia é o combate às perdas não técnicas, que representam um grande desafio para o setor no Brasil. Lins e Rodrigues (2023) examinam como as redes inteligentes, por meio do uso de medidores digitais e sistemas de monitoramento, podem reduzir significativamente essas perdas, garantindo um fornecimento mais seguro e economicamente viável. O impacto dessas tecnologias no sistema de distribuição é duplo: por um lado, melhora a segurança e a confiabilidade, por outro, otimiza os custos operacionais.
No que diz respeito à segurança das redes inteligentes, Santos e Canato (2020) trazem à tona a questão da vulnerabilidade a ataques cibernéticos. Com a crescente digitalização do sistema elétrico, a implementação de tecnologias da Indústria 4.0 exige também o desenvolvimento de medidas de proteção robustas para evitar interrupções e falhas sistêmicas causadas por invasões. Esse aspecto é central para garantir que a modernização da infraestrutura elétrica não comprometa a confiabilidade do sistema, que já se encontra sobrecarregado por demandas crescentes e pela integração de novas fontes de energia.
O uso de ambientes experimentais para o desenvolvimento de soluções tecnológicas no contexto das redes inteligentes também é destacado por Ota e Pomilio (2020), que criaram um espaço interdisciplinar para a pesquisa e formação de recursos humanos qualificados para atuar no setor energético. A formação de profissionais capacitados é essencial para lidar com a complexidade das novas tecnologias e assegurar que a implementação de redes inteligentes ocorra de maneira eficaz e sustentável. Esse tipo de laboratório experimental é vital para fomentar a inovação e garantir que a modernização do sistema de distribuição de energia continue avançando com segurança e eficiência.
A geração distribuída também aparece como um elemento crucial na discussão sobre as redes inteligentes, conforme discutido por Machado e Bonatto (2023). A descentralização da geração de energia, especialmente por meio de fontes renováveis como a energia solar, é facilitada pelas redes inteligentes, que permitem uma melhor integração e gestão da energia gerada localmente. Isso não apenas melhora a eficiência do sistema, mas também promove uma maior independência energética, o que pode ser vantajoso em regiões onde a infraestrutura de transmissão é limitada.
Por fim, Paixão, Sausen e Abaide (2024) discutem a integração de veículos elétricos na rede elétrica, um dos exemplos mais recentes de como as tecnologias da Indústria 4.0 podem transformar o setor de energia. A gestão inteligente das recargas e o uso de baterias de veículos elétricos como sistemas de armazenamento para fornecer suporte à rede durante períodos de alta demanda são inovações que as redes inteligentes podem viabilizar, contribuindo para uma distribuição de energia mais flexível e adaptada às necessidades contemporâneas de consumo.
Dessa forma, todos esses estudos apontam que a modernização do sistema de distribuição de energia no Brasil, com o foco na implementação de redes inteligentes, tem o potencial de transformar radicalmente o setor. A aplicação das tecnologias da Indústria 4.0, como automação, big data e IoT, oferece soluções não apenas para a eficiência energética, mas também para a sustentabilidade e a segurança do sistema elétrico. Ao integrar fontes renováveis, reduzir perdas não técnicas e enfrentar desafios de segurança, as redes inteligentes representam um passo fundamental para o futuro da distribuição de energia no Brasil.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A pesquisa apresentada buscou analisar o impacto da Indústria 4.0 na distribuição de energia, com foco na implementação de redes inteligentes no Brasil. Com base nesse objetivo, foi possível explorar como as tecnologias emergentes, como automação, big data e Internet das Coisas, podem ser integradas ao sistema de distribuição de energia, promovendo eficiência e modernização. A análise demonstrou que a implementação dessas tecnologias trouxe melhorias significativas, como a capacidade de monitorar o sistema em tempo real, reduzindo perdas e otimizando a alocação de recursos energéticos.
Além disso, a pesquisa avaliou os desafios e benefícios da integração de fontes renováveis nas redes inteligentes, como a energia solar e eólica, que se destacam na matriz energética brasileira. A aplicação das tecnologias da Indústria 4.0 tem facilitado a integração dessas fontes intermitentes ao sistema, garantindo maior estabilidade e promovendo uma transição energética sustentável. Ao mesmo tempo, foram identificados desafios técnicos relacionados à intermitência das fontes renováveis e à necessidade de uma gestão eficiente da demanda de energia.
Outro aspecto abordado foi a modernização das redes elétricas e suas implicações para a segurança e eficiência do sistema de distribuição. A digitalização e automação trazidas pelas redes inteligentes oferecem soluções eficazes para o combate às perdas não técnicas e para a segurança cibernética, um fator cada vez mais relevante à medida que o sistema elétrico se torna mais conectado e automatizado. A pesquisa demonstrou que essas novas tecnologias, quando adequadamente implementadas, são capazes de aumentar a segurança e a confiabilidade do sistema, ao mesmo tempo em que promovem a sustentabilidade.
Em conclusão, a pesquisa atingiu os objetivos propostos ao demonstrar que a Indústria 4.0 pode revolucionar a distribuição de energia no Brasil, trazendo benefícios significativos para a eficiência, segurança e sustentabilidade do sistema energético, especialmente por meio da implementação de redes inteligentes.
REFERÊNCIAS
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1Acadêmico do curso de Engenharia Elétrica Faculdade de Educação de Jaru – FIMCA/UNICENTRO, flavio.grs@outlook.com, http://lattes.cnpq.br/3632929560522026;
2Acadêmico do curso de Engenharia Civil Faculdade de Educação de Jaru – FIMCA/UNICENTRO, kaarpejaru@gmail.com, http://lattes.cnpq.br/7859887992041306;
3professor e orientador do curso de Engenharia Civil e Elétrica, kevyn.alberto@unicentro.edu.br,http://lattes.cnpq.br/0870929368518204, https://orcid.org/0009-0008-9452-023X.