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AUTOMAÇÃO E INSTRUMENTAÇÃO BASEADAS EM IOT PARA MONITORAMENTO REMOTO DE SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO VERDE

Tipo de Trabalho 

Artigo

A transição energética global para descarbonização tem posicionado o hidrogênio verde como vetor estratégico para alcançar emissões líquidas zero. Este estudo desenvolve e avalia uma arquitetura de automação e instrumentação baseada em Internet das Coisas (IoT) para monitoramento remoto de sistemas de produção de hidrogênio verde por eletrólise da água. Foi implementado um sistema integrado contemplando camadas de sensoriamento inteligente, controle por microcontrolador ESP32, comunicação via protocolo MQTT e supervisão através de plataforma SCADA web. O modelo matemático do eletrolisador PEM foi desenvolvido e validado, simulando operação sob diferentes condições de temperatura (50-80°C), pressão (1-3 bar) e densidade de corrente (0,2-1,8 A/cm²). Sensores virtuais de temperatura (PT100), pressão (piezoresistivos), vazão (Coriolis) e parâmetros elétricos foram integrados ao sistema. Os resultados demonstraram eficiência energética de 65,3 ± 1,8% a 70°C e 2 bar, com densidade de potência de 0,78 W/cm² a 0,6 V. O sistema IoT apresentou latência média de 127 ms e disponibilidade de 99,7% durante 720 horas de simulação contínua. A integração OPC-UA over MQTT permitiu transmissão segura de 2.880 variáveis de processo com taxa de perda de pacotes inferior a 0,03%. O dashboard SCADA desenvolvido em Node-RED possibilitou visualização em tempo real e análise histórica com armazenamento em banco InfluxDB. Os achados demonstram viabilidade técnica da arquitetura proposta para escalabilidade industrial, contribuindo para otimização energética e redução de custos operacionais em plantas de hidrogênio verde.