AOL 4 TCC I energia elétrica através das plantas Pronto

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GRUPO SER EDUCACIONAL
UNINASSAU
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
ANTÔNIO CARLOS BORGES DE ARAÚJO
PROJETO DE PESQUISA
PESQUISA SOBRE CAPTAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DAS PLANTAS
Recife/PE
2023
ANTÕNIO CARLOS BORGES DE ARAÚJO
PESQUISA SOBRE CAPTAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ATRAVÉS DAS PLANTAS
Projeto de pesquisa apresentado ao Curso de graduação em Engenharia Elétrica UNINASSAU, como requisito parcial para aprovação na disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso I.
Recife/PE
2023
sumário
1 INTRODUÇÃO 
1.1 TEMA .................................................................................. 04
1.1.2 Delimitação do Tema .......................................................... 04 
1.2 PROBLEMATIZAÇÃO......................................................... 05
1.3 JUSTIFICATIVA ...................................................................05
2 OBJETIVOS...............................................................................05
2.1 Objetivo Geral ........................................................................05
2.2 Objetivos Específicos .............................................................05
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
3.1 Captação de elétrons no substrato das plantas........................05 a 08
4. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICO
4.1 Caracterização do Estudo........................................................10
4.2 Instrumentos de Coletas de Dados..........................................10 a 11
CROMOGRAMA .................................................................... 11
PLANO PROVISÓRIO DA MANOGRAFIA...................... 11 A 12
REFERÊNCIAS...................................................................... 12 A 13
1 INTRODUÇÃO
Mediante a preocupação crescente nos dias atuais sobre geração de energia e as formas de, no futuro como iremos prover essa energia. Indagamos da possibilidade, entre outras, de aproveitar a energia das plantas.
Na verdade, a energia está em tudo e em todos os ambientes possíveis no planeta, transforma essa energia em energia elétrica é o grande desafio dos cientistas.
1.1 TEMA
Pesquisa sobre captação de energia elétrica através das plantas. Entender como se pode fazer a captação e transformação de energia natural em energia utilizável pela sociedade, pesquisando sobre a possibilidade de produzirmos energia elétrica através dos processos químicos, e no caso das plantas através da transformação energética pela fotossíntese. 
[...]” Cientistas da Universidade de Tel Aviv conseguiram, após anos de pesquisa, produzir eletricidade a partir de plantas, o que demonstra que estas podem ser uma fonte de energia "limpa". O estudo foi divulgado pela revista científica britânica Energy and Environmental Science, e dirigido pelo professor Iftach Yacoby, diretor do laboratório de energia renovável da faculdade de Ciências da Vida da Universidade de Tel Aviv, em colaboração com o professor Kevin Redding, da Universidade do Arizona (EUA). O estudo demonstra que as plantas têm capacidade de produção elétrica particularmente eficaz, baseada no processo da fotossíntese. De acordo com Yacoby, todas as plantas verdes, folhas, ervas ou algas, possuem verdadeiros "painéis solares" e podem transformar um raio de luz em uma corrente de elétrons. O desafio é extrair esta corrente das plantas, diz o professor.” [...] 
Fonte:https://www.em.com.br/app/noticia/internacional/2020/06/11/interna_internacional,1155901/pesquisadores-em-israel-produzem-eletricidade-a-partir-de-plantas.shtml
Delimitação do Tema
Confirmar as possibilidades de captação de eletricidade através dos métodos e técnicas conhecidas como fazer uso da associação das mesmas, de maneira a obter um melhor resultado, ou seja, maior tensão elétrica. 
PROBLEMATIZAÇÃO
 É possível obter eletricidade das plantas? A geração de eletricidade de forma renovável através das plantas poderá vir a ser viável para a sociedade? 
jUSTIFICATIVA
Sabemos que a eletricidade está em todos os âmbitos do nosso planeta, deste a atmosfera terrestre até a crosta terrestre. As plantas são seres vivos que por sua vez exercem papel fundamental no âmbito da captação da energia solar, transformando-a em energia para sua própria sobrevivência e dos demais seres no planeta. 
Por meio da fotossíntese a plantas funcionam como verdadeiros painéis solares captando a energia do sol. Entretanto através de estudo e observações é possível criar técnicas e métodos para transformar a energia da fotossíntese em energia elétrica. 
 OBJETIVOS 
Objetivo Geral 
Pesquisar as técnicas e os métodos para a captação da energia proveniente da fotossíntese das plantas em energia elétrica.
Objetivos Específicos
· Analisar as técnicas e métodos para captação da eletricidade através das plantas;
· Projetar a associação das técnicas e métodos conhecidos de captação da eletricidade através das plantas no sentido de obter melhores resultados.
· Verificar através dos meios de ligações a possibilidade de aumentar o potencial de carga gerada por cada célula-planta, de modo a tornar útil à sua utilização.
 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
3.1 captacão de eletróns no substratos das plantas 
Há conhecimento segundo as pesquisas que através da fotossíntese as plantas liberam no solo resíduos na realização do processo. Nesses resíduos excretados através das raízes das plantas, vivem bactérias que decompõem a matéria orgânica.
 Nesse processo de degradação, os elétrons são liberados criando assim um ambiente propício à eletricidade. Assim semelhante a uma pilha, os resíduos no substrato da planta carregado de elétrons funcionam como a ponte salina das pilhas.
 Dois coletores serão necessários, um de predominância negativa – Ânodo, e outro de predominância positiva – Cátodo, desta forma criando uma Diferença de Potencial – DDP. Ambiente esse necessário para captação da eletricidade. Conforme figura 01
Figura 01
Fonte: https://plant-e.com/hoe-werkt-het/ 
O ânodo é responsável pela captura dos elétrons no substrato da planta, e deve ser constituído por um elemento químico que possui uma boa eletronegatividade como por exemplo: o alumínio e o zinco, utilizados nas pilhas convencionais.
O cátodo é responsável pela parte positiva do processo em que atrai os elétrons para assim acontecer a realização da eletrólise e são constituídos por elemento químico que possui uma boa eletropositividade como por exemplo: cobre, aço, grafite, platina, prata e ouro. 
Entretanto o ouro e a prata possuem uma excelente eletropositividade contudo os valores agregados a esses materiais dificultam e encarecem a sua utilização.
Na figura 01 do projeto da plant-e.com, o ânodo está localizado na parte inferior no substrato da célula-planta e o cátodo na parte superior, contudo outros projetos não utilizando a mesma metodologia também obtém resultados semelhantes.
Assim o ânodo capta os elétrons do substrato da célula-planta onde são conduzidos através de um fio para a ligação da parte negativa onde é realizado o efeito elétrico, tal como resistência, efeitos luminosos etc.
Da parte positiva ou onde é realizado o efeito elétrico, os elétrons são conduzidos por um fio onde são atraídos pelo cátodo. Assim fechando o ciclo da eletrólise.
Exemplo Figura 02
Fonte: https://mlteeqvm7mzn.i.optimole.com/w:463/h:279/q:mauto/f:avif/https://plant-e.com/wp-content/uploads/2023/02/Tech-werking.png
Mostrando abaixo o passo a passo da figura 02 
[...] Passo a passo
Sob a influência da luz solar, as plantas produzem matéria orgânica (açúcares) e oxigênio a partir da água e do CO2. Isso é chamado de fotossíntese.
Este material orgânico é transportado por toda a planta.
Parte desse material orgânico não é aproveitado pela planta e excretado pelas raízes.
As bactérias que cercam naturalmente as raízes quebram esse material orgânico, liberando elétrons e prótons.
Os elétrons são coletados no ânodo (no polo negativo) da bateria da nossa fábrica.
Os elétrons fluem através do fio e podem ser usados ​​como eletricidade.Graças a um chip inteligente, podemos aumentar a tensão, e com isso, por exemplo, acender luzes!
Para permitir que os elétrons fluam, você também precisa de um polo positivo, o cátodo. Lá eles entram em contato com o oxigênio do ar e os prótons do passo 4 e reagem para formar água. [...]
Fonte: https://plant-e.com/hoe-werkt-het/
As plantas sempre consomem mais CO2 do que emitem. Assim a eletricidade gerada através das plantas é a única forma de produção de energia elétrica que é negativa em CO2, sendo isso, uma descoberta importantíssima para a comunidade cientifica.
A energia gerada através das plantas é verde, pois foi demonstrado que a vegetação no ambiente interior das residências ou ao ar livre, tem influências positivas nos seres humanos, além de contribuir para um clima agradável.
Na produção de energia através das plantas observa-se a redução de emissões de metano. Gás efetivamente prejudicial e causador do efeito estufa.
[...] O gás metano é um forte gás de efeito estufa, há motivos para investigar mais a fundo a integração da tecnologia Plant-e em áreas de natureza úmidas e as emissões de metano dessas áreas. A integração de nossa tecnologia pode reduzir as emissões de metano dos arrozais em até 50%. ajudando a combater o aquecimento global. [...]
Fonte: https://plant-e.com/hoe-werkt-het/
O uso múltiplo da terra é possível, não sendo necessário plantação específica para geração de energia elétrica. O uso é compartilhado no exemplo da Plant-e (Figura03) um Campo de arroz obtém valor agregado da produção (descentralizado) de eletricidade, além da produção de alimentos. 
Figura 03 Campo de arroz do projeto Plant-e
Fonte:https://mlteeqvm7mzn.i.optimole.com/w:645/h:482/q:mauto/f:avif/https://plant-e.com/wp-content/uploads/2023/02/Daktuin_wageningen.jpg
3.2 captacão de eletróns no inteRior das plantas
A coleta de uma corrente elétrica de sistemas fotossintéticos biológicos é normalmente obtida pela imersão do sistema eletrolítica. Contudo a solução aquosa encontrada nos tecidos das plantas suculentas pode ser utilizada diretamente como uma célula biofotoeletroquímica natural.
A espessa cutícula externa que preserva a água das suculentas, serve como recipiente eletroquímico. Introduzindo um ânodo – material eletronegativo – e um cátodo – material eletropositivo – assim suje a criação de uma DDP, consequentemente obtendo uma determinada tensão, em média de 0,35 Volt a 0,7 Volt dependendo dos materiais usados.
Ao coletar os elétrons através do ânodo e do cátodo, esses elétrons são transportados naturalmente dentro das células vegetais, gerando eletricidade como parte de uma célula fotovoltaica biológica e viva.
[...] Acontece que em todos os seres vivos, desde bactérias até animais, elétrons são transportados como parte de processos bioquímicos naturais. Se eletrodos estiverem presentes para capturá-los, as células podem gerar eletricidade que, posteriormente, pode ser aproveitada em outro lugar.
Pesquisas anteriores já foram capazes de criar células de combustível com bactérias seguindo um princípio parecido, mas os micróbios precisavam ser constantemente alimentados. Dessa vez, os cientistas recorreram à fotossíntese para gerar energia de maneira mais fácil. [...]
Fonte: https://www.tempo.com/noticias/ciencia/fazendas-de-energia-cientistas-criam-plantas-que-produzem-eletricidade-sustentabilidade-energia.html
Durante a fotossíntese, a luz solar incidindo nas folhas e impulsionando o fluxo de elétrons a partir da água, resulta na geração de oxigênio e açúcares, desta forma isso significa que as células vegetais fotossintéticas estão sempre produzindo eletricidade e essa energia pode ser transportada para um circuito externo.
As plantas suculentas encontradas geralmente em ambientes áridos têm cutículas espessas para armazenar água e nutrientes dentro de suas folhas ou de seus caules, sendo assim um grande potencial para geração de eletricidade.
[...] Utilizando um exemplar de Corpuscularia lehmannii, os cientistas foram capazes de criar uma célula solar viva com o auxílio de um ânodo de ferro e cátodos de platina inseridos em suas folhas.
Uma única folha foi capaz de produzir voltagens de 0,28V. Conectada a um circuito ela gerou 20 µA/cm2 de fotocorrente. Caso exposta à luz, a folha é capaz de produzir corrente de maneira contínua, como uma verdadeira célula fotovoltaica viva. [...]
Fonte: https://www.tempo.com/noticias/ciencia/fazendas-de-energia-cientistas-criam-plantas-que-produzem-eletricidade-sustentabilidade-energia.html
Usando uma corpuscularia lehmannii, cientistas criaram uma célula solar viva, utilizando com elemento eletronegativo o ânodo de ferro e com o elemento eletropositivo o cátodo de platina inseridos os elétrodos nas folhas, conforme a figura 04.
Figura 04
Fonte: (imagem: Yaniv Shlosberg, Gadi Schuster, Noam Adir)
1 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
Através desta metodologia – busca-se a realização de testes com materiais eletropositivo e eletronegativos de modo a identificar os melhores materiais a serem utilizados como ânodo – captador negativo – e cátodo captador positivo. Assim também busca-se verificar o aumento de tensão elétrica em um mesmo vaso de planta – célula-planta, através de associação dos métodos conhecidos. 
 
1.1 Caracterização do estudo
Durante o desenvolvimento do presente estudo apresenta o método de pesquisa de campo de caráter experimental, visando a análise das técnicas e dos métodos de captação de eletricidade por meio das plantas, além de elaborar a associação dessas técnicas e métodos, que inclusive já são conhecidos para a captação da eletricidade no sentido de obter reais resultados.
Tendo origem na observação de fatos e, mesmo fenômenos como acontecem de fato, utilizando-se da coleta de dados que se referem a eles próprios e assim, por fim, analisar e interpretar esses dados coletados baseando-se em uma fundamentação teórica forte tendo como objetivo o entendimento e a explicação do fenômeno pesquisado.
Assim procedeu-se baseado em Gonsalves (2001, p.67) que afirma que “a pesquisa de campo é o tipo de pesquisa que pretende buscar a informação diretamente da população pesquisada. Ela exige do pesquisador um encontro mais direto. Nesse caso, o pesquisador precisa ir ao espaço onde o fenômeno ocorre, ou ocorreu e reunir um conjunto de informações a serem documentadas [...]”. 
 
1.2 Instrumentos de coleta de dados
	Instrumento de coleta de dados
	Universo pesquisado
	Finalidade do Instrumento
	Multímetro
	Plantas cultivadas em vasos ornamentais apropriados ao sistema de captação de energia munidos de ânodos e cátodos de diferentes metais e combinações de metais.
	Procedimento da medição de captação de energia pelos diferentes metais e combinações de metais.
	Observação Direta
	Observação de melhores e mais eficientes metais utilizados que compõem os ânodos e cátodos.
	Maior eficiência na captação de energia.
	Dados Arquivados
	Arquivamento das fichas de coleta dos dados pesquisados para obtenção dos dados que indiquem maior eficiência.
	Maior eficiência na captação de energia.
Quadro 1- Instrumento de coleta de dados. Fonte: Autor
CRONOGRAMA
	
	Mês 01
	Mês 02
	Mês 03
	Mês 01
	Revisão de Introdução
	X
	X
	X
	X
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Revisar os Objetivos
	X
	X
	X
	X
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Revisar a Fundamentação
	X
	X
	X
	X
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Metodologia 
	
	
	
	
	X
	X
	X
	X
	
	
	
	
	
	
	
	Resultados
	
	
	
	
	
	
	
	
	X
	X
	X
	X
	
	
	
	Conclusão
	
	
	
	
	
	
	
	
	X
	X
	X
	X
	
	
	
	Preparação para Submissão
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	X
	X
	X
	Submissão
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	X
	X
	X
Quadro 1 – Cronograma TCC II. Fonte: Autor
PLANO PROVISÓRIO DA MANOGRAFIA
Revisão de Introdução – Será realizada no decorrer do primeiro mês quando será feita a revisão ortográfica.
Revisão dos Objetivos – Será realizado no decorrer do primeiro mês quando se fará adaptação dos objetivos e a revisão ortográfica.
Revisão da Bibliografia – Faremos uma revisão metódica de toda a bibliografia no decorrer do primeiro mês e também a revisão ortográfica.Revisar da Metodologia – Será realizada a revisão da metodologia no decurso do segundo mês sem deixar de observar a revisão ortográfica. 
Etapa 1 – Coletar dados por meio das medições de tensão e corrente elétrica dos pares de metais para utilização nos ânodos e cátodos; 
Etapa 2 – Realizar associação das células-plantas dos métodos de captação em um mesmo vaso por meio de ligações em série e/ou paralelo 
Etapa 3 – Fazer a associações das células-plantas entre vasos em ligações em série e/ou paralelo visando a obtenção de uma maior tensão e corrente.
Verificar através dos meios de ligações a possibilidade de aumentar do potencial gerado por cada célula-planta, de modo a tornar útil sua utilização.
Resultados – Confirmar em nossa prática todas as técnicas e métodos teoricamente existentes e comprovados por outros pesquisadores com o fito de aprimorar as práticas.
Conclusão – Espera-se, por meio dos resultados obtidos, chegar a novas e completas ações que sirvam de apoio aos futuros pesquisadores desse tipo de captação de energia.
Preparação para Submissão – Realização de revisão geral junto ao professor orientador para estar pronto para a submissão. 
Submissão – Entrega do trabalho pronto. 
rEFERÊNCIAS
Pesquisadores em Israel produzem eletricidade a partir de plantas. Disponível em: <https://www.em.com.br/app/noticia/internacional/2020/06/11/interna_internacional,1155901/pesquisadores-em-israel-produzem-eletricidade-a-partir-de-plantas.shtml>. Acesso em: 02 abr. 2023.
HOE HET WERKT, 2023 - Disponível em: <https://plant-e.com/hoe-werkt-het/>. Acesso em: 05 abr. 2023.
ABOUT THE PROJECTS, Disponível em: <https://www.plant-e.com/en/projecten/>. Acesso em: 05 abr. 2023.
https://mlteeqvm7mzn.i.optimole.com/w:433/h:612/q:mauto/f:avif/https://plant-e.com/wp-content/uploads/2023/02/EN-nieuwe-schematic-Plant-e-transparant-EN.png 
https://mlteeqvm7mzn.i.optimole.com/w:463/h:279/q:mauto/f:avif/https://plant-e.com/wp-content/uploads/2023/02/Tech-werking.png
Manente, M. Fazendas de energia? Cientistas criam plantas que produzem eletricidade! – 2023. Disponível em: <https://www.tempo.com/noticias/ciencia/fazendas-de-energia-cientistas-criam-plantas-que-produzem-eletricidade-sustentabilidade-energia.html>. Acesso em: 02 abr. 2023.
GONSALVES, E. P. Iniciação à pesquisa científica. Campinas, SP> Alinea, 2001.