Diversificar para competir

Para chegar a um processo de produção do etanol de segunda geração que seja economicamente viável, torna-se necessário também diversificar as matérias-primas a serem utilizadas. Esse foi um dos diagnósticos levantados pelos participantes do BIOEN Workshop on Process for Ethanol Production, realizado na sede da FAPESP no dia 10.

O evento – que fez parte das atividades do Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia – reuniu cientistas do Brasil e dos Estados Unidos para discutir o panorama das pesquisas no setor, além da produção global e sustentável de bioenergia, nova geração de biocombustíveis, demandas tecnológicas e processos utilizados na produção do etanol.

Diversos aspectos foram levantados que vão da produção e comercialização do etanol à preocupação crescente com o meio ambiente e com a segurança.

“Há um grande potencial de uso do bagaço, de folhas e de palhas. Já temos inclusive a produção de bioeletricidade disponível. Não importa o tipo de matéria-prima que se use, a diversidade aumenta a competitividade, o que é algo muito bom”, disse Wilson Araújo, pesquisador da DuPont Biofuels LA, que apresentou a atuação da empresa e o panorama das pesquisas feitas por ela sobre a biomassa a partir da cana-de-açúcar.

Parte dos estudos apresentados focou a ampliação das possibilidades de uso de matérias-primas para a produção do etanol – como o bagaço e a palha da cana, no caso brasileiro, ou o milho, em relação à produção de etanol nos Estados Unidos.

Mas o maior volume das discussões se concentrou nos processos de tratamento da matéria-prima utilizada, a fim de tornar a produção do biocombustível economicamente viável. As palestras abordaram tanto o pré-tratamento do bagaço de cana, passando pelo processo de fermentação, como o tratamento do caldo, e a necessidade de demandas tecnológicas e de monitoramento na produção em larga escala.

Justin van Rooyen, diretor de desenvolvimento de negócios da empresa Mascoma, apresentou as inovações incorporadas nos Estados Unidos na produção de etanol produzidos a partir do milho.

Segundo ele, há grande disponibilidade de matéria-prima barata, como aparas de madeira, bagaço de cana ou sabugo de milho, mas o problema é que, por serem formados por celulose, só podem se transformar em biocombustíveis quando submetidos a reações de hidrólise (processo químico de quebra de moléculas).

“Quando consideramos os custos de uma instalação química, os números de etapas do processo aumentam o valor final e encaremcem o produto”, disse Van Rooyen. No caso da produção de biocombustíveis, as etapas envolvem a produção de enzimas, sacarificação, fermentação de pentoses (açúcares de cinco carbonos) e fermentações de hexoses (açúcares com seis carbonos).

Segundo Van Rooyen, o custo para o fornecimento de enzimas é o segundo principal fator que eleva o preço. “Nos níveis atuais de fornecimento de enzimas, há muito pouca chance de chegar a uma solução que possa competir com a gasolina derivada de petróleo”, apontou.

“O que tentamos solucionar é como pegar essa biomassa e quebrá-la em açúcares que possam ser usados para produzir combustíveis químicos”, disse ao falar do processo denominado de “bioprocessamento consolidado”. Na técnica, desenvolvida por seu grupo, as quatro transformações biológicas envolvidas na produção do bioetanol – produção de enzimas, sacarificação, fermentação de hexoses e fermentação de pentoses – ocorrem em uma única fase.

Subprodutos e uso da água

Microrganismos geneticamente modificados produzem enzimas com melhor atividade que as utilizadas pelos outros processos, segundo Van Rooyen. A Mascoma, que tem como cofundador Lee Rybeck Lynd, da Thayer School of Engineering, que também esteve no woorkshop na FAPESP, obteve a patente de micróbios capazes de produzir enzimas utilizadas na hidrólise.

“O uso do processo biológico com enzimas externas é muito caro e economicamente inviável. Estamos simplificando o processo, por duas razões: reduzir o custo e eliminar as enzimas”, destacou.

Segundo ele, a técnica de bioprocessamento consolidado permite a conversão de biomassa de uma vez. “Com isso, conseguimos remover a necessidade de enzima externa e uma parte do capital necessária no processo”, disse.

As bactérias desenvolvidas conseguem romper e quebrar a biomassa do milho. “Mas precisamos programá-las para que parem de produzir os outros subprodutos e produzam só o etanol”, apontou.

Nos testes iniciais feitos com leveduras houve uma melhora de cerca de 3 mil vezes nos níveis de expressão da celulose. O problema é que elas produzem uma série de outros subprodutos. O grupo conseguiu resolver o problema do uso da biomassa, mas, segundo o pesquisador norte-americano, é preciso olhar para outras dimensões em relação ao uso da matéria-prima.

“No Brasil, existe a oportunidade para o bagaço da cana, uma matéria-prima interessante. Outra provavelmente mais fácil de processar é o lodo de papel, derivado das usinas de celulose. Tem muita celulose que é perdida no processo de fabricação”, explicou.

Questionado por alguns participantes do workshop sobre o impacto do consumo de água para o processo industrial dessa alternativa de produção de biocombustíveis, Van Rooyen concordou ser esta uma preocupação, em especial nos Estados Unidos, porque o milho consome muita água para crescer.

“Mas o vantajoso nesse processo é que grande parte da água que é necessária já vem da biomassa. O teor de umidade na madeira analisada ficou em cerca de 50%. Não sei qual o teor da umidade do bagaço, mas em uma instalação química usamos água não consumida”, disse.

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Alex Sander Alcântara

Agência FAPESP