Validação de uma Infraestrutura Computacional Elástica com K3s em Dispositivos de Borda para Monitoramento Industrial

Resumo


Este trabalho propõe e valida a implantação de uma infraestrutura computacional escalável para o monitoramento em tempo real de caldeiras elétricas, utilizando clusters Kubernetes (K3s) em dispositivos de baixo custo (Raspberry Pi). A problemática central aborda como prover uma solução de monitoramento que seja ao mesmo tempo energeticamente eficiente e capaz de se adaptar dinamicamente a variações na carga de trabalho. O objetivo geral é implantar e validar uma solução que otimize o uso de recursos computacionais através da orquestração de contêineres e do autoescalonamento horizontal. A metodologia inclui a definição de um cenário de uso, a descrição da arquitetura de hardware e software, e a realização de um estudo de caso para analisar a eficácia da escalabilidade horizontal da solução. Os resultados demonstram a viabilidade e a eficiência da abordagem, confirmando que o cluster respondeu adequadamente aos aumentos e diminuições de carga, ajustando os recursos de forma autônoma.
Palavras-chave: Kubernetes, Escalabilidade, Computação de Borda

Referências

Gama, K. et al. (2021). A Survey on Autonomic Provisioning of Fog Computing Services. ACM Computing Surveys, 54(5), 1-38.

Ghosh, A. et al. (2021). A Review on Industrial IoT: Applications, Technologies, and Challenges. IEEE Access, 9, 45939-45973.

Ismail, B. I.; Khan, S. (2021). Performance Evaluation of Lightweight Kubernetes Distributions for Edge Computing. In: 2021 IEEE International Conference on Edge Computing (EDGE), pp. 1-8.

K3S. (2025). Lightweight Kubernetes. Disponível em: [link]. Acesso em: 10 out. 2025.

Kubernetes. (2025). Official Documentation. Disponível em: [link]. Acesso em: 10 out. 2025.

Mora, H. et al. (2022). Performance Analysis of K3s, MicroK8s, and Kubeadm for Deploying Kubernetes Clusters on the Edge. Sensors, 22(19), 7354.

RabbitMQ. (2025). Messaging that just works. Disponível em: [link]. Acesso em: 10 out. 2025.

Raspberry Pi Foundation. (2025). Raspberry Pi Documentation. Disponível em: [link]. Acesso em: 10 out. 2025.

Merkel, D. (2014). Docker: lightweight linux containers for consistent development and deployment. Linux Journal, 2014(239), 2.

Nguyen, T.-T. et al. (2020). Horizontal Pod Autoscaling in Kubernetes for Elastic Container Orchestration. Sensors, 20(16), 4621.
Publicado
12/11/2025
BATISTA, Luis Feliphe da Silva; SANTANA, Edie C.. Validação de uma Infraestrutura Computacional Elástica com K3s em Dispositivos de Borda para Monitoramento Industrial. In: ESCOLA REGIONAL DE INFORMÁTICA DE MATO GROSSO (ERI-MT), 14. , 2025, Pontes e Lacerda/MT. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2025 . p. 355-359. ISSN 2447-5386. DOI: https://doi.org/10.5753/eri-mt.2025.17209.