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PROPOSTA DE SOLUÇÃO AOS DESAFIOS DE EFICIÊNCIA
ENERGÉTICA RESIDENCIAL
Carlos Henrique Farias de Novaes Cruz
Projeto de Graduação apresentado ao Curso
de Engenharia Elétrica da Escola Politécnica,
Universidade Federal do Rio de Janeiro,
como parte dos requisitos necessários à
obtenção do título de Engenheiro.
Orientador: Prof. Sergio Sami Hazan, Ph.D.
Rio de Janeiro
Março de 2020
Declaração de Autoria e de Direitos
Eu, Carlos Henrique Farias de Novaes Cruz CPF 147.097.717-66, autor da
monografia PROPOSTA DE SOLUÇÃO AOS DESAFIOS DE EFICIÊNCIA
ENERGÉTICA RESIDENCIAL, subscrevo para os devidos fins, as seguintes
informações:
1. O autor declara que o trabalho apresentado na disciplina de Projeto de
Graduação da Escola Politécnica da UFRJ é de sua autoria, sendo original em
forma e conteúdo.
2. Excetuam-se do item 1 eventuais transcriçõess de texto, figuras, tabelas,
conceitos e idéias, que identifiquem claramente a fonte original, explicitando as
autorizações obtidas dos respectivos proprietários, quando necessárias.
3. O autor permite que a UFRJ, por um prazo indeterminado, efetue em qualquer
mídia de divulgação, a publicação do trabalho acadêmico em sua totalidade, ou em
parte. Essa autorização não envolve ônus de qualquer natureza à UFRJ, ou aos
seus representantes.
4. O autor pode, excepcionalmente, encaminhar à Comissão de Projeto de
Graduação, a não divulgação do material, por um prazo máximo de 01 (um) ano,
improrrogável, a contar da data de defesa, desde que o pedido seja justificado, e
solicitado antecipadamente, por escrito, à Congregação da Escola Politécnica.
5. O autor declara, ainda, ter a capacidade jurídica para a prática do presente ato,
assim como ter conhecimento do teor da presente Declaração, estando ciente das
sanções e punições legais, no que tange a cópia parcial, ou total, de obra
intelectual, o que se configura como violação do direito autoral previsto no Código
Penal Brasileiro no art. 184 e art. 299, bem como na Lei 9.610.
6. O autor é o único responsável pelo conteúdo apresentado nos trabalhos
acadêmicos publicados, não cabendo à UFRJ, aos seus representantes, ou ao(s)
orientador(es), qualquer responsabilização/ indenização nesse sentido.
7. Por ser verdade, firmo a presente declaração.
Carlos Henrique Farias de Novaes Cruz
iii
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
Escola Politécnica - Departamento de Engenharia Elétrica Centro de Tecnologia,
bloco H, sala H-227, Cidade Universitária
Rio de Janeiro - RJ CEP 21949-900
Este exemplar é de propriedade da Universidade Federal do Rio de Janeiro, que
poderá incluí-lo em base de dados, armazenar em computador, microfilmar ou adotar
qualquer forma de arquivamento.
É permitida a menção, reprodução parcial ou integral e a transmissão entre
bibliotecas deste trabalho, sem modificação de seu texto, em qualquer meio que
esteja ou venha a ser fixado, para pesquisa acadêmica, comentários e citações,
desde que sem finalidade comercial e que seja feita a referência bibliográfica
completa.
Os conceitos expressos neste trabalho são de responsabilidade do autor.
iv
AGRADECIMENTO
Agradeço primeiramente aos meus pais, Tania e Carlos, e ao meu irmão Caio,
por todo apoio que me deram ao longo desses anos. Sem dúvida vocês foram os
principais responsáveis por eu ter chegado até aqui.
A minha noiva, Barbara Fiaschetti, pelo apoio incondicional, pelas noites de
preocupação e planejamento e por ser peça fundamental na minha vida nos
últimos anos.
Aos amigos e amigas que estiveram presentes durante esse caminho, a companhia
de vocês no cotidiano do curso fez com que superar as dificuldades que nos eram
apresentadas se tornasse uma tarefa mais simples.
v
Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/UFRJ como
parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Eletricista.
PROPOSTA DE SOLUÇÃO AOS DESAFIOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
RESIDENCIAL
Carlos Henrique Farias de Novaes Cruz
Março de 2020
Orientador: Prof. Sergio Sami Hazan, Ph.D.
Curso: Engenharia Elétrica
A Abesco, Associação Brasileira das Empresas de Serviços de Conservação de
Energia, afirma que nos anos entre 2015 e 2017 mais de R$ 60 bilhões foram gastos
devido ao desperdício de energia. Ela também afirma que 50% desse desperdício é
causado pelo consumidor residencial. Este trabalho tem como proposta resolver a
maior parte desse problema com um aplicativo para smartphones e uma solução de
inteligência artificial já existente e criada pela Google.
Palavras-Chave: Eficiência Energética, Desenvolvimento de aplicativos para
smartphones, Inteligência Artificial.
vi
Abstract of Undergradute Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment
of the requirements for the degree of Electrical Engineer.
PROPOSED SOLUTION TO THE CHALLENGES OF RESIDENTIAL
ENERGY EFFICIENCY
Carlos Henrique Farias de Novaes Cruz
March/2020
Advisor: Prof. Sergio Sami Hazan, Ph.D.
Course: Electrical Engineering
Abesco, Brazilian Association of Energy Conservation Service Companies, affirms
that between the years of 2015 and 2017 more than R$ 60 billions were spent due to
energy waste. Abesco also affirms that approximately 50% of this waste is caused
by the residential consumer. This project has the objective to propose a solution
to most of this problem through an application for smartphones and an artificial
intelligence solution already created by Google.
Keywords: Energy Efficiency, Mobile App Development, Artificial Intelligence.
vii
Sumário
1 Introdução 1
1.1 Tema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Delimitação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.3 Justificativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.4 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.5 Metodologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.6 Descrição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Eficiência Energética 4
2.1 Eficiência Energética no Mundo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1.1 Fase 1: Foco em conservação de energia . . . . . . . . . . . . . 5
2.1.2 Fase 2: Foco em gerenciamento de energia . . . . . . . . . . . 6
2.1.3 Fase 3: Foco em aquisição de energia . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1.4 Fase 4: Foco em redução de carbono . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1.5 Fase 5: Foco em eficiência energética . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1.6 Fase 6: Eficiência como um recurso . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2 Eficiência Energética no Brasil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.3 Programa Brasileiro de Etiquetagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.4 Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL) . 12
2.5 Eficiência Energética Residencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.5.1 Comprando novos eletrodomésticos . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.5.2 Como eficiência energética impacta no custo de energia de uma
residência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3 Desenvolvimento Mobile 18
viii
3.1 Kit de Desenvolvimento de Software (SDK) . . . . . . . . . . . . . . 18
3.2 Frameworks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.3 Escrevendo um aplicativo com React Native . . . . . . . . . . . . . . 22
3.3.1 Criando o aplicativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.3.2 Modificando o aplicativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.4 APIs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.4.1 Por quê usar uma API? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.4.2 Como se conectar a uma API através de um aplicativo React
Native . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4 Uma solução em forma de aplicativo 32
4.1 Google Vision AI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.2 Programas de Eficiência Energética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
5 Conclusão e Trabalhos Futuros 40
5.1 Conclusões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
5.2 Sugestão para trabalhos futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Bibliografia 42
ix
Lista de Figuras
2.1 Etiqueta Padrão para Equipamentos [1]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2 Etiqueta Padrão para Equipamentos (CONPET) [1]. . . . . . . . . . . . . 11
2.3 Etiqueta Padrão para Lâmpadas [1]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4 Selo PROCEL [1]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.1 Xcode - Kit de desenvolvimento para desenvolvedores iOS. . . . . . . . . . 18
3.2 Android Studio - Kit de desenvolvimento para desenvolvedores Android. . . 19
3.3 React Native . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.4 Flutter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.5 Ionic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.6 Microsoft Xamarin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.7 Estrutura de pastas criadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.8 Tela Android . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.9 Hello World . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.10 Implementação da função Fetch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.11 Utilização dos dados recebidos na função Fetch . . . . . . . . . . . . . . 30
3.12 Resultado exibido ao usuário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.1 Resultados Cloud Vision API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.2 Marca e modelo obtidos através da Vision AI . . . . . . . . . . . . . 35
4.3 Consumo energético médio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.4 Utilização do Investimento do Programa de Eficiênia Energética . . . . . . 37
x
Lista de Tabelas
2.1 Equipamentos com Selo PROCEL: Eletrodomésticos e Iluminação . . 14
2.2 Economia de energia elétrica por tipo de equipamento . . . . . . . . . 17
2.3 Consumo de energia elétrica por tipo de lâmpadas . . . . . . . . . . . 17
4.1 Dados do Programa de Eficiência Energética . . . . . . . . . . . . . . 38
xi
Capítulo 1
Introdução
1.1 Tema
O tema deste trabalho é a eficiência energética residencial e os desafios que são
apresentados ao se tentar encontrar soluções que incentivem a população em geral
a melhorar a eficiência elétrica de suas residências.
1.2 Delimitação
O projeto tem como foco principal os consumidores de baixa renda, mas este fato
não exclui as classes mais altas da possibilidade de se beneficiar com o uso da solução
que será proposta nesse trabalho.
1.3 Justificativa
O crescente aumento do consumo de energia elétrica e as suas formas de utilização
têm sido tema de discussões e acordos em debates nacionais e internacionais.
A eficiência no consumo de energia, principalmente a energia elétrica, se
apresenta como uma das soluções que mais agregam benefícios quando analisamos
os desafios que temos em gerar um desenvolvimento embasado em medidas que
visem ao abastecimento enegético sustentável. O Procel (Programa Nacional de
Conservação de Energia Elétrica) estima que apenas no ano de 2018 foi alcançada
1
uma economia de aproximadamente 23 bilhões de kWh, energia suficiente para
abaster 12,12 milhões de residências em um ano [1].
Programas de Eficiência Energética como o da ANEEL têm fundos destinados
unicamente a financiar projetos que tenham como objetivo final aumentar a eficiência
energética no uso final. O grande problema é que muitas das soluções aplicadas ao
segmento "baixa renda" são aplicadas de forma ineficaz e insustentável.
1.4 Objetivos
No caso específico deste trabalho, o objetivo é propor o desenvolvimento de um
aplicativo para celulares Android e IOS que terá como funcionalidade principal a
identificação do consumo médio de um elétrodoméstico em uma residência a partir
de uma simples foto.
Com as informações de todos os eletrodomésticos da residência, o usuário pode
comparar qual é o consumo estimado daquela residência com o que está sendo
verificado a partir do seu medidor de energia elétrica. Ainda a partir das
informações dos equipamentos presentes nas residências, as entidades do setor de
energia podem direcionar melhor os investimentos em soluções de eficiência
energética.
Atualmente algumas distribuidoras de energia e concessionárias possuem
programas que têm como objetivo reduzir a discrepância entre o consumo de
energia elétrica atual e o consumo de energia elétrica esperado em regiões de baixa
renda. O aplicativo proposto nesse trabalho tem como objetivo auxiliar estes
programas a partir da identificação dos usuários que tem o nível de consumo mais
discrepante do nível aceitável de eficiência.
1.5 Metodologia
O projeto pode ser dividido em 3 partes: a primeira se refere a uma pesquisa de
validação do tema, onde mostro de onde as informações utilizadas na construção do
2
aplicativo foram retiradas e porquê são válidas; a segunda engloba todo o processo
de desenvolvimento; a terceira remete à validação do aplicativo.
1.6 Descrição
Nos próximos capítulos serão apresentados conceitos, ferramentas e os resultados
obtidos com esse trabalho, organizados como a seguir.
No capítulo 2 será apresentada uma revisão da literatura, trazendo diversos
conceitos a respeito de eficiência energética e aplicações desses conceitos a uma
residência.
O capítulo 3 apresentará um detalhamento das tecnologias utilizadas para a
construção do aplicativo, juntamente com explicações dos motivos pelo qual estas
tecnologias foram escolhidas ao invés de outras mais tradicionais.
O resultado é apresentado no capítulo 4. Nele será explicitado como o aplicativo
funciona.
A conclusão é apresentada no capítulo 5.
3
Capítulo 2
Eficiência Energética
Por definição, a eficiência energética consiste na relação entre a quantidade de
energia empregada em uma atividade e aquela disponibilizada para sua realização
[2].
Este capítulo é proposto como uma apresentação dos fundamentos teóricos que
foram utilizados como base para a idealização deste projeto. Primeiramente irei falar
brevemente sobre como se iniciou a preocupação por um consumo mais eficiente e
sustentável no mundo, em seguida também explicarei algumas das regulamentações
e certificações que foram criadas para serem impostas ao setor elétrico, tanto o
público quanto o privado. Por fim, falarei também sobre alguns programas públicos
que estão sendo empregados para fomentar o melhor consumo de energia elétrica em
regiões de renda mais baixa.
2.1 Eficiência Energética no Mundo
A gestão de energia e a melhoria da eficiência energética são, a muito tempo, um
dos fatores mais importantes para a indústria e o comércio. Nos anos 1790 os
motores a vapor da época possuiam vantagem competitiva contra seus
concorrentes, como o motor de stirling, pois eles tinham melhor eficiência no
quesito combustível. Na Segunda Guerra Mundial a eficiência de combustível se
tornou vital para os esforços de guerra e a agência britânica NIFES - National
Industrial Fuel Efficiency Service estava pronta para prover conselhos e medidas
4
para a indústria sobre medidas que ajudariam na economia de energia onde a falta
de combustível ainda era predominante nos anos pós guerra. A gestão de energia
como uma disciplina individual, no entanto, começou a evoluir depois da primeira
crise do petróleo em 1973 e realmente teve efeito depois da segunda crise do
petróleo em 1979 quando os preços cresceram dramaticamente.
Depois de quase 50 anos pode-se olhar para trás e analisar a gestão moderna de
energia e eficiência energética. Fazendo-se essa análise, podemos dividir esse período
de tempo em 4 fases principais:
• Fase 1: 1973 - 1981 - "fase da conservação de energia".
• Fase 2: 1981 - 1993 - "fase da gestão de energia".
• Fase 3: 1993 - 2000 - "fase da aquisição de energia".
• Fase 4: 2000 - 2010 - "fase da redução de carbono".
Olhando-se para o momento atual e projetando-se para os próximos anos, pode-se
identificar mais duas fases.
• Fase 5: 2010 - 2020 - "fase da eficiência energética"
• Fase 6: 2020 - 2030 - "fase da eficiência como um recurso"
Cada uma dessas fases será descrita individualmente. As datas são aproximadas e
houve uma transição natural das tecnologias e técnicas empregadas, não ocorrendo
uma transição brusca.
2.1.1 Fase 1: Foco em conservação de energia
A fase 1, entre 1973 e 1981, foi caracterizada pela mentalidade "economize" e uma
resposta rápida aos aumentos súbitos nos preços de energia causados pelas crises
do petróleo. Nessa fase havia uma abordagem muito rasa e uma variação grande
entre praticantes e técnicas de abordagem. Muito esforço foi feito em métodos de
incentivar equipes a "desligar" muitas vezes até mesmo usando adesivos em cima de
interruptores [3], provavelmente com resultados baixos.
5
Gestores e gerentes com currículos em engenharia começaram a investir em
tecnologia para economizar energia mas, muitas vezes, com pouco investimento e
uma análise que era simplesmente limitada ao tempo que esta tecnologia
demoraria para cobrir o próprio custo em economia. Geralmente havia um abismo
de entendimento entre os gerentes de energia buscando investimento e os
contadores que tinham a verba. Muitos cursos e seminários eram administrados
para melhorar o entendimento entre ambas as partes, mas raramente eram
suficientes. No lado técnico, muitas tecnologias surgiram e muitas vezes foram
adotadas antes de serem completamente testadas, como bombas de calor
industriais, por exemplo, levando a resultados medianos e muitas falhas.
Grandes eventos no período:
• 1973: OPEC (Organização dos Países Exportadores de Petróleo) quadruplica
o preço do petróleo
• 1979: Revolução iraniana leva a um segundo aumento no preço do petróleo
2.1.2 Fase 2: Foco em gerenciamento de energia
Neste período vimos um avanço na forma como era reconhecido o gerenciamento
de energia e a oficialição de Gerentes de Energia como um emprego de tempo
integral. O termo gerenciamento de energia começou a substituir conservação de
energia. Modelos de gerenciamento efetivo de energia foram desenvolvidos e foram
implementados de forma ampla. Um consenso em o que era gerenciamento de
energia começou a surgir.
Também nesta época, os métodos de gerenciamento e medição começaram a ser
usados mais abrangentemente. Isso aconteceu devido ao fato de terem sido
introduzidos microcomputadores no começo dos anos 80. Sistemas de medição e
gerenciamento computadorizado foram introduzidos e podiam levar em
consideração fatores como a temperatura (para aquecimento) e níveis de produção.
6
2.1.3 Fase 3: Foco em aquisição de energia
Nesta fase, o gerenciamento de energia visto como uma disciplina isolada entrou
em queda. Com a redução dos preços de energia e oportunidades de compra se
tornaram viáveis devido a liberalização de mercado, a maior parte da atenção em
energia se voltou puramente à compra. Maiores economias com menos riscos podiam
ser feitos através de compras mais efetivas ao contrário da implementação de projetos
de eficiência energética.
O meio ambiente começou a surgir como um assunto a se debater neste período
e muitas companhias incorporaram os seus times de gerenciamento de energia em
iniciativas mais abrangentes. Isso e outros fatores levaram ao protocolo de Kyoto
em 1997. Este protocolo foi um acordo internacional em que os países solicitantes
estabeleceram metas de redução de emissão de CO2. Para alcançar tais objetivos,
foram necessárias medidas e mecanismos que estimulassem a eficiência energética.
2.1.4 Fase 4: Foco em redução de carbono
Fazendo-se a análise histórica a partir do ponto de vista atual, é fato que o
protocolo de Kyoto não atingiu seus objetivos iniciais, pois entre os anos de 2005
(ano em que o protocolo entrou em vigor) e 2012 houve um aumento da emissão
mundial de gases estufa de 16,2% [4].
Por outro lado, especialistas em clima afirmam que o pacto gerou alguns benefícios.
Estes estudiosos dizem que se não houvesse o Protocolo de Kyoto, as emissões de
gases do efeito estufa teriam sido muito maiores, aumentando os efeitos nocivos
do aquecimento global no planeta. O protocolo também foi benéfico no sentido de
incentivar a adoção de medidas governamentais práticas com o objetivo de diminuir
os impactos climáticos negativos. Alertou a população mundial para o problema das
mudanças climáticas, além de estimular o uso de fontes de energia limpa (eólica e
solar).
Vale lembrar que o Protocolo de Kyoto ainda está em vigor, pois houve o
estabelecimento de novas metas que deverão ser alcançadas até o ano de 2020. O
7
grande problema é que, até o começo de 2015, apenas 23 países tinham aderido aos
novos objetivos do acordo.
2.1.5 Fase 5: Foco em eficiência energética
Por volta de 2010 o interesse em políticas de eficiência energética começou a
crescer globalmente. Teve um aumento do reconhecimento do papel que a eficiência
energética poderia ter em alcançar os mesmos objetivos que as medidas tomadas
com foco em mudanças climáticas.
Nos últimos anos, o interesse em financiar projetos de eficiência energética tem
crescido principalmente no setor privado. O mercado ainda está pequeno na maioria
dos países, mas os sinais são positivos.
2.1.6 Fase 6: Eficiência como um recurso
Previsões mal feitas podem levar a resultados catastróficos, contudo, nesse período
poderão ocorrer grandes avanços tecnológicos que mudarão os mercados de energia
ainda mais do que nós esperamos no momento. Sem dúvidas se atingirá maior
inteligência aplicada ao setor de energia, o que acarretará em economia e maior
flexibilidade. O armazenamento de energia elétrica tende a melhorar em custo-
benefício e o número de carros elétricos irá aumentar.
2.2 Eficiência Energética no Brasil
A reação do Brasil às crises do Petróleo foi a de intensificar a geração de energia.
O impacto estimulou a busca de medidas para a redução da dependência energética
do país, na forma do aumento de geração de energia hidrelétrica. Foi criado um
programa nuclear para construção de usinas nucleares, também houve aumento na
capacidade de produção de energia provida de usinas térmicas. Ocorreu a criação
do Programa Nacional do Álcool (PROÁLCOOL) que consistiu em uma iniciativa
do governo brasileiro de intensificar a produção de álcool combustível (etanol) para
substituir a gasolina. E no setor elétrico foi dada continuidade a expansão de usinas
hidrelétricas para a geração de eletricidade.
8
Como o setor industrial era o setor que mais consumia combustíveis fósseis, o
governo brasileiro se viu obrigado a aumentar os preços e foi implantado um
sistema de controle de abastecimento por meio de cotas, contudo, essa medida não
agradou aos empresários. Visto que isso ocorreu por volta de 1980 e o mundo se
encontrava no meio de uma crise por petróleo, o governo lançou o Programa de
Conservação de Energia Elétrica, o CONSERVE, em 1981, foi a principal
experiência que impulsionou a eficiência energética no Brasil [5].
Como dito na seção anterior, com o tempo a questão ambiental e o desperdício
de energia se tornaram tópicos importantes para o desenvolvimento econômico das
nações. O governo brasileiro, com base nessas preopações, criou alguns programas,
tais como:
• Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL);
• Programa Nacional da Racionalização do Uso dos Derivados do Petróleo e do
Gás Natural (CONPET)
• Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE)
2.3 Programa Brasileiro de Etiquetagem
O Programa Brasileiro de Etiquetagem teve sua criação em 1984 com o objetivo de
classificar os produtos em níveis de economia e impacto ambiental, proporcionando
aos consumidores informações que permitiam escolher produtos com maior eficiência
em relação ao consumo, possibilitando assim a economia de energia.
Segundo o site do Inmetro, Instituto responsável pela coordenação deste
programa, os refrigeradores e condicionadores de ar, desde 1984 até hoje, que
participaram da etiquetagem, são responsáveis por pelo menos R$ 2,4 bilhões de
economia no consumo de energia, e deixando assim de impactar nas contas de
energia dos consumidores.
Inicialmente, com adesão voluntária dos fabricantes, o PBE pode contar
atualmente com dois colaboradores importantes: a Eletrobrás com o Programa
9
Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL), e a Petrobras com o
Programa Nacional da Racionalização do Uso dos Derivados do Petróleo e do Gás
Natural (CONPET), que premiam os equipamentos mais eficientes.
A obtenção do selo de conformidade é realizada somente com base nos dados de
consumo obtidos nas medições realizadas pelo Programa Brasileiro de
Etiquetagem, nos laboratórios de referência indicados pelo INMETRO. Os
fabricantes de equipamentos não integrantes do PBE e que tenham interesse na
obtenção da etiqueta, encaminham a solicitação ao INMETRO, para que sejam
avaliadas as condições de inclusão do seu equipamento no PBE. Os fabricantes
deverão em cada categoria solicitada possuir todos os modelos etiquetados para
poder receber o selo referente à categoria do equipamento.
Quando o principal fator analisado no produto, por exemplo, for a eficiência
energética, a etiqueta recebe o nome de Etiqueta Nacional de Conservação de
Energia, e classifica os produtos em faixas coloridas que variam de mais eficiente
até menos eficiente, além de fornecer outros dados importantes (Figura 2.1/Figura
2.2)
As linhas de produtos possuem suas próprias etiquetas. as das Figuras 2.1 e 2.2 são
aplicadas em equipamentos submetidos a testes de laboratório pelo INMETRO. A
da figura 2.3 é utilizada em lâmpadas, que por sua vez, apresenta as faixas indicando
os níveis de consumo do mais eficiente até o menos eficiente.
A tabela de eficiência energética do INMETRO disponibiliza quanto cada
equipamento consome de energia, sendo tabelas de eficiência de veículos, ar
condicionados, lampadas e outros equipamentos.
Segundo a cartilha do INMETRO, disponibilizada no site, quando comparamos a
troca de um equipamento de iluminação de classificação ’E’ por um de classificação
’A’ temos uma economia aproximada ao ano como exemplificado a seguir.
1. Troca de lâmpadas incandescentes por compactas: R$320,00
2. Ar condicionado Split 9.000 BTU: R$100,00
10
Figura 2.1: Etiqueta Padrão para Equipamentos [1].
Figura 2.2: Etiqueta Padrão para Equipamentos (CONPET) [1].
11
Figura 2.3: Etiqueta Padrão para Lâmpadas [1].
3. Refrigerador Combinado (300 litros): R$80,00
4. Ventilador de mesa: R$80,00
5. Refrigerador de uma porta (230 litros): R$38,00
2.4 Programa Nacional de Conservação de Energia
Elétrica (PROCEL)
O PROCEL foi criado em 1985 e inicialmente caracterizou-se pela publicação e
distribuição de manuais destinados à conservação de energia elétrica entres várias
classes setoriais. Nessa época, algumas iniciativas quanto ao desenvolvimento
tecnológico, normas técnicas e adequação de legislação foram realizadas.
Uma das principais criações foi o Selo PROCEL, instituído por meio de Decreto
presidencial em 08 de dezembro de 1993, que indica ao consumidor os produtos que
apresentam diferentes tipos de eficiência energética, variando do mais alto até o mais
baixo valor.
Segundo o regulamento do Selo PROCEL de Economia de Energia, seção 3.2, o
processo de recebimento do selo é realizado da seguinte maneira:
12
• Os fabricantes deverão indicar ao INMETRO seus equipamentos e valores
para concorrer ao Selo PROCEL, valores esses que serão apresentados em
reunião específica a ser convocada e realizada pelo INMETRO. A partir daí
esses valores não poderão ser modificados ou alterados.
• Os fabricantes que não comparecerem à reunião específica e não enviarem
os valores de seus equipamentos concorrentes ao Selo PROCEL, formalmente
ao INMETRO, com antecedência de 48 horas à reunião acima para serem
incluídos nas tabelas a serem elaboradas nesta reunião, não se habilitarão ao
selo não cabendo recurso ou justificativa.
• Após apresentação dos resultados acima os produtos concorrentes ao selo
devem ser encaminhados em 48 horas para o laboratório de referência para
ensaio.
• Os resultados dos ensaios devem ser divulgados pelo INMETRO, que informará
ao PROCEL através de reunião específica com os membros da Comissão de
Análise do “SELO PROCEL DE ECONOMIA DE ENERGIA”.
Depois de ensaiados, os fabricantes recebem o resultado do teste e assim, para
aqueles que ficaram com algum problema ou sofreram algum tipo de advertência,
estes têm um prazo de no máximo 30 dias, para sanarem suas irregularidades
perante o PROCEL, para que seus equipamentos não sofram suspensão automática
de utilização e o fabricante não fique impedido de concorrer ao Selo PROCEL por
um prazo de dois anos naquela categoria.
Caso o ensaio ocorra dentro do esperado, o produto passa a ter um adesivo, como
na Figura 2.4, que especifica ao consumidor que este equipamento foi verificado pelo
Inmetro.
Atualmente o Selo PROCEL é aplicado a algumas categorias de produtos, alguns
destes estão especificados na Tabela 2.4.
13
Figura 2.4: Selo PROCEL [1].
Eletrodomésticos Iluminação
Congeladores Lâmpadas Fluor. Compactas
Refrigeradores Lâmpadas a Vapor de Sódio
Lavadoras Lâmpadas LED
Televisores Reatores
Ventiladores Luminárias LED
Condicionadores de ar
Micro-ondas
Tabela 2.1: Equipamentos com Selo PROCEL: Eletrodomésticos e Iluminação
14
2.5 Eficiência Energética Residencial
Os programas explicitados nas seções anteriores dão uma base suficiente para
que possamos realizar estudos sobre as melhores formas de se fazer o projeto de
uma residência mais eficiente quando se fala em energia. Contudo, este trabalho
tem como foco atingir a parte da população que, talvez, não tenha verba para a
realização de tal projeto em sua residência.
Com essa visão em mente, é necessário pensar em como incluir essas residências em
projetos que possam, de alguma forma, auxiliá-las a ter maior eficiência energética.
Nessa seção serão discutidos os principais custos e os principais pontos de foco
que programas de modernização de eletrodomésticos (que algumas distribuidoras de
energia possuem) deveriam ter.
2.5.1 Comprando novos eletrodomésticos
Antes de se analisar as melhorias em eficiência energética, é necessário que sejam
discutidos os motivos que levam a população a comprar novos eletrodomésticos e o
papel da eficiência energética na decisão de compra. Precisamos responder a duas
perguntas: por quê as pessoas compram novos eletrodomésticos? E como as pessoas
escolhem os novos eletrodomésticos?
É possível afirmar que as decisões de compra por novos eletrodomésticos se
dividem em duas catergorias:
• Eletrodomésticos como geladeiras e máquinas de lavar são considerados
produtos de uso pesado, já que, geralmente, são comprados para serem
usados em trabalhos pesados e de durações longas. Esses equipamentos
tendem a ser trocados somente quando param de funcionar (em média, uma
geladeira é trocada apenas depois de 12 anos e meio).
• Por outro lado, equipamentos como televisões são consideradas produtos mais
’atualizados’ já que os consumidores tendem a comprar novas TVs de tempos
em tempos para estar em dia com a tecnologia mais atual do mercado, em
média a cada 7 anos e meio.
15
E novamente, o modo que a escolha do novo equipamento é feita é influenciado
pelo seu propósito.
• Para eletrodomésticos de uso pesado o consumo de energia é uma consideração
chave para a compra, assim como a marca do aparelho. Evidências do relatório
Mintel de 2013 [6] sobre máquinas de lavar no Reino Unido sugerem que a
populção está plenamente consciente que comprar uma máquina de lavar com
melhor classificação energética pode ajudar a diminuir suas contas de energia
elétrica. Eficiência energética é apontada como o principal fator a ser levado
em consideração em geladeiras, de acordo com o relatório Mintel de 2014
[6]. Uma marca confiável fica em segundo no rank, especialmente entre os
consumidores mais velhos que já desenvolveram um longo relacionamento com
algumas marcas.
• Para a compra de eletrônicos, como TVs, eficiência energética não é o fator
principal. Evidências apontadas por um relatório Mintel sugerem que muitos
consumidores atualizam esse tipo de aparelho por motivos pessoais e não
somente por necessidade, e compram de acordo com novas funcionalidades.
2.5.2 Como eficiência energética impacta no custo de energia
de uma residência
Para ilustrar as melhorias em eficiência energética e a redução no consumo de
eletricidade, serão apresentados nas tabelas a seguir os gastos mais comuns de um
eletrodoméstico comprado no ano de 2013, comparado a um equivalente comprado
em 2000.
Todos os dados das tabelas 2.2 e 2.3 foram extraídos de um relatório sobre
eficiência energética produzido no Reino Unido [7]. Ao final dessa seção será feita
uma conversão dos valores e dos custos por kWh para os valores médios na cidade
do Rio de Janeiro, de forma a ilustar de forma melhor os benefícios que o
investimento em equipamentos mais novos e com maior nível de eficiência
energética pode trazer.
16
Tabela 2.2: Economia de energia elétrica por tipo de equipamento
Equipamento Ano do Modelo Consumo de energia Economia de energia
Geladeira2000 225 kWh/ano
111 kWh/ano2013 114 kWh/ano
Máquina de lavar2001 208 kWh/ano
28 kWh/ano2013 191 kWh/ano
Televisão2005 202 kWh/ano
31 kWh/ano2013 171 kWh/ano
Tabela 2.3: Consumo de energia elétrica por tipo de lâmpadas
Lâmpadas
Tipos Uso médio Vida útil Potência Consumo
Incandescentes
1825 horas/ano
1.000 horas 60 W 109,50 kWh/ano
CFL 10.000 horas 12 W 21,90 kWh/ano
LED 50.000 horas 13 W 23,73 kWh/ano
Como é possível observar a partir das tabelas 2.2 e 2.3, a substituição de
equipamentos antigos por modelos atuais traz uma economia de energia
considerável. Considerando-se o valor por kWh na cidade do Rio de Janeiro que é
de, aproximadamente, R$ 1,00 /kWh, a economia é de R$ 255,77 em um ano,
levando em conta a substituição apenas dos aparelos descritos na tabela 2.2 e de
uma lâmpanda incandescente por uma lâmpada LED (Tabela 2.3).
17
Capítulo 3
Desenvolvimento Mobile
Este capítulo abordará as tecnologias e ferramentas a serem utilizadas para a
construção do aplicativo que identificará quais equipamentos elétricos podem ser
trocados de forma a trazer maior economia ao consumidor.
3.1 Kit de Desenvolvimento de Software (SDK)
A forma mais direta de realizar o desenvolvimento de uma aplicação móvel é a
utilização de um Kit de Desenvolvimento de Software, normalmente abreviado por
SDK (Software Development Kit). Um SDK é um pacote que contém ferramentas,
bibliotecas, códigos fonte, e outros utilitários pré criados [8]. Os SDKs mais
conhecidos para desenvolvimento de aplicações móveis são o Android SDK,
oferecido pela Google para desenvolvimento Android, e o iOS SDK, que possibilita
desenvolvimento para iOS.
Figura 3.1: Xcode - Kit de desenvolvimento para desenvolvedores iOS.
18
Figura 3.2: Android Studio - Kit de desenvolvimento para desenvolvedores
Android.
O grande problema na utilização destas ferramentas é o esforço. Um aplicativo
que precisa ser disponibilizado para ambas plataformas necessita que seja
desenvolvido duas vezes, em duas ou mais linguagens de programação diferentes.
Este fator requer, normalmente, que dois times sejam empregados no
desenvolvimento de apenas uma aplicação com duas versões diferentes, uma para
Android e uma para iOS.
3.2 Frameworks
Existem diversas respostas para a pergunta "o que é um framework?", algumas
mais simples, outras mais elaboradas, mas o ponto comum entre todas elas é que se
trada de um conjunto de ferramentas criadas com o objetivo de ser reutilizável.
Assim um Framework tem como objetivo resolver problemas recorrentes com uma
abordagem genérica, permitindo ao desenvolvedor focar seus esforços na resolução do
problema em si, e não ficar reescrevendo software. Pode-se dizer que um Framework
é um conjunto de bibliotecas que são usados para criar uma base onde uma aplicação
vai ser construida.
19
Existem diversos Frameworks que podem ser utilizados para o desenvolvimento
de aplicativos multi-plataformas, destes, serão descritos os 4 mais utilizados
atualmente:
• React Native
Figura 3.3: React Native
Foi introduzido ao mercado em 2013 pelo time de desenvolvedores do
Facebook. Mesmo ainda estando a alguns passos de ter sua versão 1.0 e ainda
receber grandes atualizações de tempos em tempos, é a escolha preferida dos
desenvolvedores de aplicativos para dispositivos móveis.
React Native é um framework open-source (código aberto), o que significa
que qualquer pessoa é livre para adicionar códigos e outras contribuições.
Como foi desenvolvido em JavaScript, a linguagem de programação mais
utilizada no mundo, como mostra a última pesquisa realizada pelo Stack
Overflow [9], é um framework que é muito bem aceito pela população que
trabalha na área de desenvolvimento de software.
20
• Flutter
Figura 3.4: Flutter
Flutter foi lançado pela Google, e é um SDk open-source para
desenvolvimento de aplicativos multi-plataformas. Foi desenvolvido
utilizando a liguagem Dart, também criada pela Google.
• Ionic
Figura 3.5: Ionic
Ionic compete para o posto de favorito entre os usuários. Ele é
desenvolvido utilizando as mesmas liguagens utilizadas para construir
21
qualquer website (HTML, CSS e JavaScript), este fator é levado muito em
consideração já que, geralemente, a mesma base de código utilizada para
escrever um aplicativo em Ionic pode também ser utilizada para o
lançamento de uma aplicação web.
• Xamarin
Figura 3.6: Microsoft Xamarin
A gigante da indústria de software, Microsoft, introduziu Xamarin ao
mercado. Este framework é desenvolvido na linguagem C# e pode ser
utilizado para desenvolver aplicativos Android, iOS, e Windows.
Para o desenvolvimento do aplicativo proposto nesse trabalho, o framework
escolhido é o React Native.
3.3 Escrevendo um aplicativo com React Native
3.3.1 Criando o aplicativo
O primeiro passo para a construção de uma aplicação React Native é instalar
Node.js em um computador. Node.js é um interpretador de código JavaScript cujo
foco é executar aplicações baseadas em rede do lado do servidor. Junto com o Node.js
será instalado também o Node Package Manager, ou NPM, este é o gerenciador de
pacotes do Node.js. O NPM é a ferramenta que utilizaremos para fazer a instalação
do React Native e a geração da estrutura básica da nossa aplicação.
22
Uma vez que as ferramentas necessárias sejam instaladas, basta que seja iniciado
um terminal de comando (pode ser útilizado em todos os sistemas operacionais:
Ubuntu, Windows e MacOS ) e digitar o seguinta comando:
npx react−nat ive i n i t MeuPrimeiroApl icat ivo
Este comando cria para o usuário uma estrutura de pastas e arquivos que são
necessários para a construção do aplicativo.
Figura 3.7: Estrutura de pastas criadas
Para visualizar o seu aplicativo em funcionamento o usuário deve seguir uma série
de passos necessários para instalar uma máquina virtual Android ou iOS que podem
ser encontrados na documentação do React Native [10] ou através do seu próprio
celular, o qual pode ser utilizado para emulação.
23
Uma vez que esteja tudo preparado, os seguintes comandos devem ser executados
no terminal aberto:
cd AwesomeProject
npx react−nat ive run−android
Se todos os passos forem seguidos corretamente, o usuário será apresentado à tela
mostrada na figura 3.8.
Figura 3.8: Tela Android
24
3.3.2 Modificando o aplicativo
Como tradição na área da computação, o aplicativo será modificado para que a
mensagem Hello World seja mostrada. Para isso, deverá ser selecionado o arquivo
App.js e todo o conteúdo seja substituído pelo conteúdo a seguir:
import React , {Component} from ’ react ’ ;
import {Text , View} from ’ react−nat ive ’ ;
export d e f au l t c l a s s HelloWorldApp extends Component {
render ( ) {
re turn (
<View
s t y l e={{
f l e x : 1 ,
j u s t i f yCont en t : ’ center ’ ,
a l i gn I t ems : ’ center ’ ,
}}>
<Text>Hel lo , world !</Text>
</View>
) ;
}
}
A linguagem utilizada para desenvolver aplicativos com esse framework é
JavaScript. Com essas modificações, a tela do aplicativo exibida pelo emulador
será a representada pela figura 3.9. Pode-se notar que o método de
desenvolvimento é muito similar ao utilizado para desenvolver websites, temos
aplicação de estilo muito parecidas com as utilizadas em CSS, tags de View e Text
que podem ser vistas como tags de div e p em HTML, respectivamente.
Então pode-se ver que, o que esse código está fazendo é renderizar o que quer que
seja escrito entre as tags Text de forma centralizada na tela como podemos ver na
25
figura 3.9.
Isto é apenas uma introdução do que pode ser feito utilizando essa ferramenta.
Um acervo maior de funcionalidades pode ser encontrado na documentação oficial
do framework [10]. No aplicativo proposto por este trabalho serão utilizadas funções
como acesso à câmera e comunicação com uma API da Google.
3.4 APIs
A sigla API corresponde às palavras em inglês “Application Programming
Interface“ ou “Interface de Programação de Aplicações”, em português. Elas são
uma forma de integrar sistemas, possibilitando benefícios como a segurança dos
dados, facilidade no intercâmbio entre informações com diferentes linguagens de
programação e a monetização de acessos. Nesta seção será explicado melhor o que
é uma API, também serão mostrados alguns exemplos de uso e os benefícios que a
utilização de algumas APIs podem trazer às aplicações que construimos.
3.4.1 Por quê usar uma API?
As APIs são um tipo de “ponte” que conectam aplicações, podendo ser utilizadas
para os mais variados tipos de negócio, por empresas de diversos nichos de
mercado ou tamanho. As APIs proporcionam a integração entre sistemas que
possuem linguagem totalmente distintas de maneira ágil e segura. Em outras
formas de integração de sistemas, o profissional que realiza o trabalho precisa,
muitas vezes, instalar recursos compatíveis com o sistema no qual se busca efetuar
a integração.
Uma API é criada quando uma empresa de software tem a intenção de que outros
criadores de software desenvolvam produtos associados ao seu serviço. Existem
vários deles que disponibilizam seus códigos e instruções para serem usados em
outros sites da maneira mais conveniente para seus usuários. O Google Maps é um
dos grandes exemplos na área de APIs. Por meio de seu código original, muitos
outros sites e aplicações utilizam os dados do Google Maps adaptando-o da melhor
forma a fim de utilizar esse serviço.
26
Figura 3.9: Hello World
27
Outro exemplo de APIs que estão presentes no cotidiando de grande parte da
população é o serviço de logar em alguns sites utilizando redes sociais ou Gmail.
Qualquer empresa pode ser beneficiada neste processo. Quando as APIs possibilitam
a integração entre aplicações, elas colaboram para que a empresa dona da plataforma
que está sendo acessada pelo usuário tenha acesso a informações importantes sobre
quem navega no ambiente. As redes sociais, por exemplo, armazenam informações
que podem ser úteis para avaliar nossos hábitos de consumo, como idade, sexo,
localização, locais frequentados, etc. Essas informações podem ser fundamentais
para uma estratégia de marketing digital e para a área comercial de uma organização
na hora de elaborar produtos personalizados para seus clientes, amplificando seus
resultados.
Através das APIs, os aplicativos podem se comunicar uns com os outros sem
conhecimento ou intervenção dos usuários. Elas funcionam através da comunicação
de diversos códigos, definindo comportamentos específicos de determinado objeto em
uma interface. A API liga as diversas funções em um site de maneira que possam
ser utilizadas em outras aplicações. Sistemas de pagamento online são um bom
exemplo de funcionalidade das APIs que rodam de maneira automática. De modo
geral, a API é composta de uma série de funções acessíveis somente por meio de
programação.
3.4.2 Como se conectar a uma API através de um aplicativo
React Native
Até este ponto, foi mostrado que as Interfaces de Programação de Aplicações são
muito benéficas e úteis, podendo ser utilizadas para um leque de soluções. Mas como
essa utilidade pode ser incluida em uma aplicação? Muitos aplicativos móveis têm
necessidade de carregar recursos de outra plataformas, o programador pode desejar
implementar um serviço de login que use uma API do Facebook, por exemplo.
Para facilitar o desenvolvimento desse tipo de solução o framework React Native
propõe que seja usado a função Fetch API. Esse método torna simples o processo
de lidar com pedidos e respostas através do protocolo HTTP, um exemplo da
28
Figura 3.10: Implementação da função Fetch
implementação desse método na construção de um aplicativo será mostrado a
seguir.
Na figura 3.10 foi implementada a função fetch para acessar uma API do Facebook
que contém algumas informações sobre alguns filmes. O exemplo mostrado na figura
explicita todo o procedimento de receber a resposta da API, tratar e salvar esses
dados na variável "fonte" para que possam ser usados posteriormente na aplicação.
Na figura 3.11 é exibido como o framework utiliza esses dados. Cada um dos filmes
que estão presentes no resultado da API é chamado de um item e as informações de
título e ano são exibidas na tela, como podemos ver na figura 3.12.
29
Figura 3.11: Utilização dos dados recebidos na função Fetch
Esses conhecimentos serão necessários para que o próximo capítulo seja melhor
entendido, onde será utilizada uma API de reconhecimento de imagem para a
identificação do consumo energético médio de aparelhos eletrodomésticos
encontrados em residências.
30
Figura 3.12: Resultado exibido ao usuário
31
Capítulo 4
Uma solução em forma de aplicativo
Conforme mencionado no capítulo 2, a obtenção de melhor eficiência energética
é um dos grandes desafios que o engenheiro eletricista e a população, no geral,
encontram no cotidiano. Neste capítulo será apresentada a API de reconhecimento
de imagens disponibilizada pela Google e a metodologia de utilização proposta
para que seja feito o reconhecimento de consumo energético de eletrodomésticos
residenciais. Também serão discutidos os motivos por trás da escolha de se utilizar
um aplicativo para celular como ferramenta de auxílio a programas de eficiência
energética. Seguindo no mesmo tópico, serão apresentadas motivações e vantagens
que as empresas distribuidoras de energia teriam ao implementar a utilização de
aplicativos similares ao proposto neste trabalho nos seus respectivos programas de
eficiência energética.
4.1 Google Vision AI
A Google Vision AI é uma API em forma de produto. Ela é comercializada pela
Google e tem como proposta prover uma solução a nível industrial para aplicações
tecnológicas que usam alguma forma de "reconhecimento de imagens". A Google
Vision AI é composta por dois produtos principais, o Cloud Vision API e o Cloud
AutoML Vision Object Detection. Mais informações sobre como realizar o
treinamento de um modelo para classificação de imagens podem ser encontradas
no livro Deep Learning with Keras [11].
32
Figura 4.1: Resultados Cloud Vision API
A Cloud Vision API é um modelo de machine learning pré-treinado que detecta
e classifica diversos tipos de objetos presentes em uma imagem. Um exemplo de
resultado que essa API teria é a imagem 4.1. Nela podemos ver que a API identifica
a posição dos objetos, os nomeia e desenha bordas, de forma a marcar as suas
posições.
A Cloud AutoML Vision Object Detection, por sua vez, possibilita que os
desenvolvedores treinem seus próprios modelos de machine learning que serão
capazes de detectar objetos individuais em uma dada imagem.
A principal diferença entre esses dois produtos é o fato de o modelo já ser
pré-treinado ou não. Isso significa que se o desenvolvedor optar pelo Cloud
AutoML Vision Object Detection, ele mesmo terá que preparar imagens como
exemplo para que um modelo seja criado e treinado. Para realizar esse treinamento
geralmente é utilizado uma proporão 80/20, onde isso significa que 80% das
imagens é utilizado para treinamento e os outros 20% para testes. As imagens
33
utilizadas para treinamento contêm também as respostas esperadas como resultado
do modelo de reconhecimento de imagens (as marcas e modelos).
Contudo, o desenvolvdor não está limitado apenas a objetos, ao dar preferência
ao modelo Cloud AutoML Vision Object Detection. O desenvolvedor pode treinar o
modelo para reconhecer imagens de falhas em uma planta industrial, por exemplo.
Outro caso de uso que pode ser analisado, é o aplicativo proposto nesse
trabalho. O desenvolvedor pode carregar múltiplas imagens na plataforma Google
Cloud, utilizando as proporções recomentadas entre casos de treino e casos de teste
para treinamento de modelos de reconhecimento de imagens [11], e ajustar os
parâmetros para que o modelo não analise somente o tipo do objeto, mas também
sua marca e modelo.
Com um modelo devidamente treinado, uma foto de um eletrodoméstico seria
suficiente para que fosse identificado marca e modelo do equipamento em questão.
De posse desses dados, seria uma tarefa simples encontrar o consumo energético
médio do aparelho. O fluxo de execução da aplicação será apresentado a seguir, as
imagens exibidas foram obtidas através da utilização da versão grátis da API.
• Através da câmera do celular, o usuário faz a captura da imagem de um
aparelho em sua residência.
• Essa imagem é enviada para a Google Cloud através da API e analisada em
busca dos equipamentos padrão de uma residência.
• Dentre os resultados obtidos, basta que seja selecionada resposta que se
enquadra nos padrões de marca e modelo e que tenha o maior indice de
certeza, conforme mostrado à direita na figura 4.2. A seguir, é necessário que
seja efetuada uma busca no Google, que também pode ser feita através de
uma API, utilizando a marca e o modelo para que seja obtido o consumo
médio do equipamento, como visto na figura 4.3 .
• Utilizando-se o consumo obtido, o aplicativo faz uma comparação com os
melhores modelos, no quesito eficiência energética, e disponibiliza para o
usuário sua economia, caso realizasse a troca daquele equipamento.
34
Figura 4.2: Marca e modelo obtidos através da Vision AI
• O aplicativo manteria salvo todos os equipamentos presentes na residência
desse usuário para que esses dados pudessem ser utilizados pelas empresas de
forma a auxiliar a execução dos seus programas de eficiência energética.
Os meios de divulgação e distribuição do aplicativo ficam a ser decididos pela
empresa responsável pelo programa de eficiência energética, contudo, as
funcionalidades propostas nesse projeto podem ser implementadas como uma seção
de um aplicativo já existente. Ou seja, caso uma concessionária deseje implementar
esse projeto, ela pode utilizar um aplicativo onde o usuário tem acesso a segunda
vida de contas, por exemplo, para adicionar uma seção sobre eficiência energética,
a partir da qual, o usuário tem acesso a todas as funcionalidades aqui propostas.
Dessa forma, para a utilização da aplicação, basta que o usuário entre na loja do
seu celular e faça o download do aplicativo de sua concessionária.
35
Figura 4.3: Consumo energético médio
4.2 Programas de Eficiência Energética
O objetivo do programa de eficiência energética, segundo a ANEEL, é promover
o uso eficiente da energia elétrica em todos os setores da economia por meio de
projetos que demonstrem a importância e a viabilidade econômica de melhoria da
eficiência energética de equipamentos, processos e usos finais de energia. Este
programa também busca maximizar os benefícios públicos da energia economizada
e da demanda evitada, promovendo a transformação do mercado de eficiência
energética, estimulando o desenvolvimento de novas tecnologias e a criação de
hábitos e práticas racionais de uso da energia elétrica.
Os contratos de concessão firmados pelas empresas concessionárias do serviço
público de distribuição de energia elétrica com a ANEEL estabelece obrigações e
encargos perante o poder concedente. Uma dessas obrigações consiste em aplicar
anualmente o montante de, no mínimo, 0,5% de sua receita operacional líquida em
ações que tenham por objetivo o combate ao desperdício de energia elétrica, o que
consiste no Programa de Eficiência Energética das Empresas de Distribuição - PEE.
A partir de consultas aos dados públicos sobre os valores investidos [12], pôde-se
extrair a tabela 4.1. Os valores da tabela são ilustrados na figura 4.4.
36
Figura 4.4: Utilização do Investimento do Programa de Eficiênia Energética
Estes números são suficientes para expor a importância que essa classe social
tem para o Programa de Eficiência Energética. E ao analisar as exigências para
enquadramento no programa, é possível concluir que o desenvolvimento do
aplicativo proposto neste trabalho pode ser caracterizado como um projeto de
eficiência energética e assim, poderiam ser utilizados os fundos do programa para a
realização do investimento necessário para o desenvolvimento do aplicativo.
Atualmente, as distribuidoras que possuem programas de troca de
eletrodomésticos visando melhorar a eficiência energética de uma residência
realizam esse serviço em uma área ampla, sem saber exatamente quais residências
são as mais necessitadas. Com o uso do aplicativo, a distribuidora terá acesso a
informações de eletrodomésticos de todos os usuários cadastrados, e dessa forma,
melhorando a forma de como os recursos destinados à troca de eletrodomésticos
são empregados.
37
Tabela 4.1: Dados do Programa de Eficiência Energética
Segmento No projetos Energia Economizada
(GWh/ano)
Investimento
(R$ Milhões)
Aquecimento Solar 41 23.65 74.77
Baixa Renda 426 2330.65 2642.02
Co-geração 7 146.19 141.2
Comércio e Serviços 215 145.09 142.93
Educacional 78 5.81 181.29
Gestão Energética Municipal 14 NÃO DISPONÍVEL 9.63
Iluminação Pública 2 2.75 4.36
Industrial 55 159.31 93.01
Pelo Lado da Oferta 1 0.48 5.56
Poder Público 408 382.51 458.1
Projeto Piloto 21 60.12 66.94
Residencial 109 666.5 462.75
Rural 57 32.17 24.17
Serviços Públicos 136 138.21 146.9
Total 1570 4093.44 4453.63
38
O Brasil já tem, oficialmente, mais smartphones ativos do que pessoas. Os
números são da Fundação Getúlio Vargas, que, em uma nova edição de sua
pesquisa anual sobre uso de tecnologia, revelou que, hoje, são 220 milhões de
celulares em funcionamento no país contra 207,6 milhões de habitantes, de acordo
com os dados mais recentes do IBGE. Esse é o maior dentre os motivos que
levaram a conclusão de usar um aplicativo para dispositivos móveis como a base
para a solução dos problemas de eficiência energética que se apresentam no
cotidiano da população brasileira [13].
O interesse na compra de smartphones não foi afetado nem pela crise econômica.
Por conta da crise, a FGV esperava uma queda nas vendas de gadgets ao longo de
2017, principalmente após uma tendência de baixa que havia sido sentida no ano
anterior. Entretanto, o que se percebeu foi a manutenção da média [13]. A PNAD
Contínua (Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios Contínua), em uma
pesquisa realizada no ano 2016, mostra que 92,3% ou 63,8 milhões dos lares
brasileiros tinham pelo menos um morador com telefone celular.
Estes dados são suficientes para mostrar que as distribuidoras já podem utilizar
os smartphones como um dos veículos principais para informar seus clientes sobre
programas de eficiência energética. As empresas podem utilizar programas de pontos
e descontos para estimular a adesão aos programas e, uma vez que a população
comece a notar o impacto que essas mundanças teriam em suas contas, a taxa de
uso aumentaria, restando às empresas distribuidoras apenas a manutenção de seus
programas.
39
Capítulo 5
Conclusão e Trabalhos Futuros
5.1 Conclusões
Este trabalho buscou apresentar uma solução para que possa ser alcançada maior
eficientização em residências. A justificativa do mesmo foi feita considerando o
panorama energético, a política energética nacional e a necessidade de se economizar
energia para o país. Foram apresentados programas de eficientização nacionais e
outras orientações normativas de equipamentos.
Uma aplicação para dispositivos móveis que utiliza um modelo de inteligência
artificial foi proposta como uma possível solução para os desafios que o engenheiro
eletricista e as distribuidoras de energia se deparam ao realizar ações que visem
melhorar a eficiência energética da população.
O objetivo deste trabalho foi ilustrar como o uso das tecnologias mais atuais pode
ser empregado em soluções simples para resolver grandes problemas. A adesão por
smartphones tende a crescer até o ponto em que a maioria esmagadora da população
terá facilidade com o uso dos mesmos, e apesar da sociedade estar em processo de
encontrar soluções "mais inteligentes" , ainda é necessário que se examine problemas
fundamentais com o novo arsenal de ferramentas que as tecnologias mais novas
proporcionam.
Através deste trabalho, ficou evidenciado como o desenvolvimento desse aplicativo
seria benéfico a todas as partes envolvidas, como exemplificado a seguir.
40
• Os usuários, em geral, passariam a ter uma visão melhor do consumo de seus
eletrodomésticos, também poderiam realizar comparações com os
equipamentos mais atuais do mercado para avaliar o impacto que a troca do
equipamento teria em sua conta de luz.
• As distribuidoras que possuem programas de eficiência energética custeados
pela ANEEL poderiam produzir aplicativos semelhantes ao proposto nesse
trabalho sem que isso impacte no seu orçamento, já que investimentos nesse
tipo de tecnologia se enquadra no programa de pesquisa e desenvolvimento da
ANEEL.
• As distribuidoras poderiam realizar programas de pontos e recompensas para
os usuários dos aplicativos, onde, por exemplo, quanto mais eletrodomésticos
de sua residência são cadastrados mais pontos o usuário ganha para, no final,
trocar por descontos ou outras recompensas. Em contrapartida, as
distribuidoras passariam a ter informações cada vez mais precisas sobre os
eletrodomésticos que seus clientes possuem em suas residências.
Por fim, pode-se concluir que, o conjunto de dados e técnicas apresentados nesse
trabalho são suficientes para demonstrar a importância e criar um protótipo da
solução que pode facilitar a melhor implementação de programas de eficiência
energética já existentes.
5.2 Sugestão para trabalhos futuros
Neste trabalho, a solução base para o problema de eficiência energética foi a
troca do equipamento antigo ou ineficiente, por um novo mais eficiente. Para
estudos futuros, sugere-se que sejam analisadas outras formas de reduzir o
consumo de energia, por exemplo, propor uma solução para que se diminua os
gastos com aparelhos em modo stand-by. Seguindo na linha de melhorar a
qualidade de vida da população de baixa renda, pode-se também realizar um
estudo sobre soluções, de baixo custo, para reduzir o aquecimento de residencias
em locais onde as temperaturas ficam extremamente altas.
41
Referências Bibliográficas
[1] PROCEL, “Resultados Procel 2019 - ano base 2018”,
http://www.procelinfo.com.br/, 2020, Acessado em 04 de Janeiro de 2020.
[2] ABESCO, “O que é Eficiência Energética”, http://www.abesco.com.br/pt/o-
que-e-eficiencia-energetica-ee/, Acessado em 06 de Janeiro de 2020.
[3] FAWKES, S., “A brief history of energy efficiency”,
http://www.onlyelevenpercent.com, Acessado em 06 de Janeiro de 2020.
[4] SUAPESQUISA, “Protocolo de Kyoto”, https://www.suapesquisa.com/,
Acessado em 06 de Janeiro de 2020.
[5] PIMENTEL, F., “O Fim da Era do Petróleo e a Mudança do Paradigma
Energético Mundial: Perspectivas e Desafios para a Atuação Diplomática
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