Parecer da Comissão Científica

Aprovado
Projeto do CEBIMar

Dados do solicitante

Eduardo Galembeck

Natureza do projeto

Projeto de docente ou pesquisador
Selecione ou escolha outra natureza do projeto
Projeto temático

Pesquisadores ou docentes associados

Alvaro Esteves Migotto
Fernando Freitas de Oliveira
Gustavo Muniz Dias
Flávio Dias Passos

Recursos

Submetido para FAPESP
Sem financiamento

Descrição do projeto

Avaliação do Potencial Bioeletroquímico de Comunidades Incrustantes Marinhas em Diferentes Substratos para Geração de Energia Renovável aplicada à Sinalização e Monitoramento Marítimo.
01-07-2025
31-07-2028
Este projeto visa investigar o potencial bioeletroquímico de comunidades incrustantes marinhas desenvolvidas sobre substratos distintos, condutores de eletricidade, para geração de energia renovável destinada à alimentação de sistemas eletrônicos autônomos para sinalização e monitoramento marítimo em áreas remotas. Serão avaliados parâmetros elétricos como diferença de potencial, potência e estabilidade energética produzida em sistemas compostos por diferentes substratos e organismos, ao longo do processo de colonização até a formação de comunidade. Serão também desenvolvidos sistemas eletrônicos integrados com conversores CC-CC (Boost) para otimizar a utilização da energia gerada. Espera-se oferecer soluções tecnológicas inovadoras para a geração sustentável de energia, com potencial aplicação em segurança marítima e monitoramento ambiental.
Bioeletroquímica
Energia renovável
Oceano
Bioincrustantes
As atividades realizadas no CEBIMar concentram-se na exposição controlada de substratos condutivos ao ambiente marinho, permitindo a colonização natural por comunidades incrustantes e a posterior avaliação bioeletroquímica desses sistemas. As ações estão inseridas nas Etapas 2 a 4 do projeto e envolvem os seguintes procedimentos específicos:

1. Instalação e Exposição dos Substratos (Etapa 2)
• Fixação de substratos metálicos (aço inox, alumínio) e não metálicos (acrílico, polímeros com ERG) em boias experimentais ou estruturas submersas já existentes no CEBIMar.
• Uso de superfícies previamente tratadas com tintas condutivas contendo grafite esfoliado e reorganizado (ERG).
• Cada tipo de substrato contará com mínimo de 6 réplicas e permanecerá submerso entre 3 e 6 meses, em área protegida da costa de São Sebastião.
• Esta fase permitirá o crescimento natural de comunidades incrustantes, seguindo padrões ecológicos reais, sob diferentes condições de substrato.

2. Monitoramento da Colonização e Caracterização das Comunidades (Etapas 2 e 4)
As análises serão feitas periodicamente nas dependências do CEBIMar, com suporte da equipe local e infraestrutura de pesquisa:
• Registro fotográfico por fotogrametria subaquática e coleta por raspagem.
• Identificação morfológica dos organismos macro e microincrustantes (ex: cracas, algas, diatomáceas, bactérias, ascídias).
• Avaliação da diversidade e cobertura dos organismos colonizadores.
• Medições eletroquímicas in situ: diferença de potencial (ddp), corrente gerada e potência produzida por biofilmes formados sobre os substratos.

3. Integração com Sistemas Eletrônicos e Prototipagem (Etapa 3)
• Instalação de protótipos de sistemas eletrônicos autônomos nas boias do CEBIMar.
• Os sistemas contarão com:
• Conversores DC-DC tipo Boost (TPS61202)
• Microcontroladores ESP32 com conectividade Wi-Fi
• Supercapacitores para armazenamento
• Sensores ambientais (temperatura, salinidade, turbidez)
• O sistema será testado com energia fornecida exclusivamente pelas comunidades incrustantes sobre os substratos.

4. Transmissão Remota de Dados e Validação de Campo (Etapa 4)
• Os dados serão enviados em tempo real para servidores via Wi-Fi ou LoRa, utilizando rede IoT já testada em outros projetos do grupo.
• O sistema será monitorado durante pelo menos 60 dias de operação contínua, sem manutenção.
• Serão avaliados: estabilidade de geração, robustez dos materiais frente à incrustação e desempenho de LEDs e sensores conectados ao sistema.
Jul/2025 – Dez/2025
- Ajuste do plano de amostragem para o local
- Preparação e aplicação das tintas condutivas com ERG em substratos
- Testes laboratoriais iniciais de resistência elétrica
- Instalação das estruturas de submersão no CEBIMar

Jan/2026 – Dez/2027
- Instalação dos substratos no mar (1º semestre/2026)
- Monitoramento bimestral das comunidades incrustantes
- Coletas periódicas (raspagem, fotografia, microscopia)
- Análise taxonômica e bioeletroquímica dos substratos colonizados
- Troca de substratos a cada 6–9 meses para novas séries

Jul/2026 – Dez/2027
- Montagem dos protótipos com conversores Boost e ESP32
- Instalação de sensores ambientais alimentados por bioincrustação
- Validação da geração energética para acendimento de LEDs e coleta de dados
- Envio de dados via rede Wi-Fi ou LoRa
- Avaliação de robustez frente à salinidade e biofouling

Jan/2028 – Jun/2028
- Comparação entre substratos e séries temporais
- Ajuste dos sistemas eletrônicos e validação final de operação contínua
- Consolidação dos resultados

Solicitações

Espaço para análise das placas coletadas.
Lupa e Microscópio
O enfoque no projeto não envolve coleta, eventualmente um outro exemplar poderão ser coletados, mas não há um interesse específico em coletas.
Praia do Segredo
Não
Sim
  • Montagem de alguma estrutura (estantes, aquários etc)
  • Colocação ou fundeio de alguma estrutura no mar
  • Auxílio técnico para manutenção de estruturas ou material biológico na ausência dos participantes da atividade
  • Utilização de embarcação do CEBIMar
  • Fevereiro
  • Março
  • Abril
  • Maio
  • Junho
  • Julho
  • Agosto
  • Setembro
  • Outubro
  • Novembro
  • Dezembro
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3