Sistema de backup inteligente para semáforos com falha na rede elétrica da concessionária

Abstract

O crescimento demográfico e a dependência tecnológica das malhas urbanas contemporâneas exigem alta confiabilidade nas redes de infraestrutura pública, especialmente nos sistemas de sinalização viária. Diante desse cenário, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de backup inteligente voltado para a alimentação ininterrupta de cruzamentos semafóricos no cenário de interrupções temporárias ou falhas no fornecimento de energia por parte da concessionária local. O objetivo geral consiste em projetar e analisar a viabilidade técnica de um dispositivo de transferência automática de carga baseado em relés de monitoramento de falta de fase e um banco de baterias dimensionado de 12V 7Ah, eliminando o tempo de comutação prejudicial à lógica dos controladores semafóricos. A metodologia adotada fundamenta-se em uma abordagem quali-quantitativa, estruturada a partir do levantamento bibliográfico das diretrizes normativas de continuidade de serviço elétrico, seguida pelo dimensionamento matemático das grandezas de potência e autonomia da carga semafórica média, culminando na simulação de circuitos de controle para a comutação automática. Os resultados esperados demonstram que a inserção da lógica de monitoramento celerada otimiza a transição de fontes de energia sem gerar reinicializações (resets) nos controladores eletrônicos do semáforo, mantendo o fluxo viário seguro por um período autônomo projetado. Conclui-se que a implementação do sistema mitiga significativamente os riscos de colisões veiculares e os congestionamentos severos decorrentes de blackouts, consolidando-se como uma solução técnica viável, de baixo custo operacional e de alto impacto positivo para a resiliência urbana e a segurança da mobilidade nas metrópoles.

The demographic growth and technological dependence of contemporary urban grids demand high reliability in public infrastructure networks, particularly within traffic signaling systems. Given this scenario, this paper presents the development of an intelligent backup system aimed at providing an uninterruptible power supply for traffic light intersections during temporary interruptions or power supply failures from the local utility company. The general objective consists of designing and analyzing the technical feasibility of an automatic load transfer device based on phase-loss monitoring relays and a dimensioned 12V 7Ah battery bank, thereby eliminating the switching time detrimental to the logic of traffic light controllers. The adopted methodology is based on a qualitative-quantitative approach, structured from a literature review of regulatory guidelines for electrical service continuity, followed by the mathematical dimensioning of power variables and the autonomy of the average traffic signaling load, culminating in the simulation of control circuits for automatic switching. The expected results demonstrate that the insertion of accelerated monitoring logic optimizes the transition of energy sources without generating resets in the electronic traffic light controllers, keeping the traffic flow safe for a projected autonomous period. It is concluded that the implementation of the system significantly mitigates the risks of vehicular collisions and severe traffic congestion resulting from blackouts, establishing itself as a viable technical solution with low operational cost and a high positive impact on urban resilience and mobility safety in metropolises.