Plataforma desenvolvida no ICMC alcançou economia de 55,7% em testes de laboratório
Sensores que monitoram as condições de um ambiente e comandos que controlam automaticamente aparelhos de ar-condicionado estão no centro de uma tecnologia desenvolvida por pesquisadores do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação da Universidade de São Paulo (ICMC-USP), em São Carlos, para reduzir o desperdício de energia elétrica.
Chamada Koala, a plataforma utiliza o conceito de Internet das Coisas (IoT), que permite conectar sensores e equipamentos em rede para coletar informações e executar comandos. A infraestrutura tecnológica possibilita controlar aparelhos de ar-condicionado, acompanhar seu funcionamento em tempo real e atualizar os dispositivos à distância, sem a necessidade de intervenções nos componentes internos dos equipamentos. Entre as possibilidades está, por exemplo, desligar automaticamente a climatização quando as luzes de uma sala são apagadas.
Em testes realizados no Laboratório de Sistemas Distribuídos e Programação Concorrente (LaSDPC), do ICMC-USP, a solução reduziu o consumo de energia dos aparelhos e manteve a temperatura entre 23 e 26 graus, faixa adotada pelos pesquisadores. Desenvolvida no âmbito da pesquisa de mestrado de Lucas de Souza Marques, atualmente doutorando do Instituto, sob orientação do professor Júlio Cezar Estrella, a plataforma foi descrita em um artigo que conquistou o prêmio de melhor trabalho científico (Best Paper Award) na 10ª Conferência Internacional IEEE sobre Internet das Coisas Inteligente (IEEE SmartIoT 2026), realizada de 21 a 24 de agosto, em Shenyang, na China.
Nos experimentos, realizados com dois aparelhos instalados no laboratório, o consumo mensal de energia passou de 101,68 quilowatts-hora (kWh) para 45,04 kWh, uma redução de 55,7% em relação ao cenário sem automação. O sistema também manteve a temperatura dentro da faixa definida pelos pesquisadores, entre 23 e 26 graus.
Para Lucas, que concluiu o mestrado e atualmente dá continuidade à pesquisa no doutorado, o reconhecimento internacional foi inesperado. “Só do artigo ter sido aceito e de eu ter ido apresentá-lo na China, já foi um grande impacto. E, quando recebi a premiação junto com os outros pesquisadores, foi uma grata surpresa”, conta. O resultado representa mais uma etapa de um trabalho coletivo que busca tornar o gerenciamento de equipamentos de climatização mais eficiente.
Como o Koala funciona
No laboratório, dispositivos instalados no ambiente monitoram condições como temperatura, umidade e luminosidade, além do consumo elétrico dos aparelhos.
Esses dados são enviados ao sistema, que toma decisões com base em regras previamente programadas. Uma delas associa o funcionamento do ar-condicionado à iluminação do laboratório: quando as luzes são acesas, o equipamento pode ser ligado; quando são apagadas, o sistema interpreta o sinal como um possível indicativo de desocupação e desliga a climatização. A estratégia dispensa o acionamento manual, embora não identifique diretamente se ainda há pessoas no espaço.
Outra característica é a possibilidade de utilizar o Koala com aparelhos já instalados. Em vez de modificar motores ou circuitos internos, a plataforma envia comandos por meio de um dispositivo conectado à rede que reproduz as funções de um controle remoto convencional. Segundo os pesquisadores, a tecnologia já foi experimentada com aproximadamente dez marcas de ar-condicionado, mas sua compatibilidade com outros modelos ainda precisa ser ampliada e avaliada.
A contribuição do artigo premiado, porém, vai além do controle da temperatura e da economia de eletricidade. Intitulado From Deployment to Operation: A Reproducible IoT Testbed for Smart-Building HVAC with OTA and Observability, o estudo apresenta uma infraestrutura experimental concebida para facilitar a instalação, o gerenciamento e a manutenção de dispositivos conectados em edifícios inteligentes.
Na prática, isso significa que os pesquisadores podem acompanhar o desempenho dos equipamentos, identificar problemas de funcionamento e atualizar seus programas remotamente. Se dezenas de sensores estiverem distribuídos por diferentes salas, por exemplo, não será necessário conectar um cabo a cada um deles para realizar uma atualização de software.
A estrutura também é modular, permitindo incorporar novos dispositivos e funcionalidades sem reconstruir todo o sistema. Essa flexibilidade abre caminho para investigar estratégias mais avançadas de controle, incluindo o uso futuro de técnicas de inteligência artificial e aprendizado de máquina.
Da pesquisa em laboratório à aplicação em outros espaços
O desenvolvimento da tecnologia faz parte de uma linha de pesquisa iniciada em 2019, voltada ao gerenciamento de equipamentos instalados em ambientes universitários. Para Júlio, um dos desafios foi demonstrar que sistemas de automação podem ser implementados com recursos relativamente simples e adaptados a diferentes necessidades. “Digamos que a gente venceu uma barreira para mostrar e tornar evidente que isso é factível e com baixo custo”, afirma o professor.
Apesar dos resultados positivos, a economia registrada ainda está restrita às condições experimentais do laboratório. A equipe pretende levar a plataforma para uma sala de aula do ICMC, onde poderá avaliar seu funcionamento em um ambiente com maior circulação de pessoas e diferentes padrões de utilização dos equipamentos.
Outro ponto que deverá ser aprofundado é o conforto térmico. Embora os testes tenham mantido a temperatura dentro de uma faixa preestabelecida, ainda não foi realizada uma avaliação sistemática da percepção dos usuários, aspecto importante para verificar como a automação pode equilibrar economia de energia e condições adequadas de permanência nos ambientes. A tecnologia ainda está em fase de pesquisa. Segundo Júlio, sua transformação em produto dependerá de parcerias e investimentos, além da ampliação dos testes para outros ambientes.
As possibilidades de aplicação também motivam pesquisas em outras áreas. Em colaboração com o Instituto de Arquitetura e Urbanismo (IAU-USP), em São Carlos, o grupo investiga como o monitoramento ambiental pode ajudar a avaliar, por exemplo, se a ventilação natural é suficiente ou se é necessário ligar o ar-condicionado. Outra frente, em parceria com a Universidade Federal de Lavras (UFLA), prevê o uso da mesma arquitetura para monitorar parâmetros relacionados ao solo e à produção de café.
Para o professor Júlio, além de comprovar a eficiência e o baixo custo da tecnologia, é fundamental garantir que ela continue funcionando adequadamente ao longo do tempo. “Mais importante do que desenvolver a solução, calibrar, mostrar que o custo é baixo, que o benefício é a longo prazo, é manter isso em funcionamento”, ressalta.
Além de Lucas e do professor Júlio, assinam o artigo os estudantes Pedro Porto Teixeira, Renan Correia Monteiro Soares, Felipe Tavoni e Vitor Alexandre. A pesquisa contou com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). (Texto: Mariana Lemes e Gabriele Maciel, da Fontes Comunicação Científica)
