🎯 Meu doutorado
Em poucas palavras
Tese de doutorado em Engenharia Elétrica de Rafael Gomes Alves no Centro Universitário FEI (2025), orientada por Salvador Pinillos Gimenez. Integra um Gêmeo Digital, uma plataforma de IoT e um algoritmo genético para otimizar a iluminação com LEDs RGB de uma torre de cultivo vertical. A composição ótima encontrada, de cerca de 67% de vermelho, 13% de verde e 20% de azul, elevou em média 6% a massa fresca das plantas em relação à luz branca fria.
Autores: Rafael Gomes Alves e Salvador Pinillos Gimenez (Orientador)
📝 Notas e Desenvolvimento
Abstract
O crescimento da população mundial, a escassez de áreas cultiváveis e a demanda por práticas agrícolas mais sustentáveis têm impulsionado o desenvolvimento de tecnologias aplicadas à produção de alimentos. Nesse contexto, fazendas verticais e sistemas de cultivo em ambiente controlado emergem como alternativas promissoras, embora enfrentem desafios como o elevado consumo energético e a necessidade de controle preciso das variáveis ambientais. Este trabalho propõe e valida uma abordagem inovadora baseada na integração de um Gêmeo Digital (GD), uma plataforma de Internet das Coisas (IoT) e um Algoritmo Genético (AG) para otimização dinâmica da iluminação artificial com LEDs RGB em uma torre de cultivo vertical. A primeira experimentação demonstrou a viabilidade do espelhamento digital da torre, com comunicação bidirecional eficiente entre sensores, atuadores e componentes da plataforma IoT, permitindo o monitoramento e controle em tempo real. A segunda experimentação validou o uso do AG para ajustar, ao longo de gerações, a composição espectral da luz, resultando em uma configuração ótima de aproximadamente 67% vermelho, 13% verde e 20% azul. Essa composição promoveu ganhos médios de 6% na massa fresca das plantas, além de aumentos marginais em altura (2,7%), largura (3,2%) e número de folhas (2,3%), em relação à iluminação branca fria, utilizada como referência. Os resultados indicam que a combinação entre GD, IoT e AG oferece um novo paradigma para o gerenciamento autônomo de sistemas agrícolas em ambiente controlado, com potencial de expansão para controle multiobjetivo, integração de novos espectros luminosos e monitoramento não invasivo por visão computacional. A abordagem proposta contribui para a construção de sistemas agrícolas mais eficientes, adaptativos e sustentáveis, alinhando-se às demandas contemporâneas por segurança alimentar e uso racional de recursos naturais
Como citar
ALVES, Rafael Gomes. Fazenda vertical inteligente: desenvolvimento de um gêmeo digital para uma torre de cultivo. São Bernardo do Campo, 2025. 138 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2025. Disponível em: https://doi.org/10.31414/EE.2025.T.132183.
📚 Referências e Fontes
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