Ações da iniciativa privada em hidrólise de cana ainda são acanhadas, afirma coordenadora científica do Projeto Bioetanol

O Projeto Bioetanol pode ser considerado uma iniciativa que sinaliza uma política pública organizada, com ações integradas dentro e fora do governo, para o setor de etanol?
O dinheiro para esse projeto vem do Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT), via Finep. A importância do etanol de biomassa neste momento é tão grande que o setor privado, o ministério e outras áreas de governo, naturalmente, estão se unindo. Estive em algumas reuniões promovidas pelo MCT e nelas havia representantes dos Ministérios do Meio Ambiente, de Minas e Energia, do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior, além de cientistas. Não está tudo perfeitamente alinhavado: quem vai contribuir com o que dentro das suas potencialidades. Mas existe um interesse muito grande.

Há uma discussão sobre a formação de uma Secretaria de Agroenergia, ou algo equivalente, junto à Presidência da República, para lidar com o tema. O que a senhora acha dessa idéia?
Já temos a criação de uma área de agroenergia dentro da Embrapa, o que é muito oportuno, porque esse etanol de biomassa vem de resíduos da agroindústria. Mas sou contra duplicações de órgãos. Uma secretaria dessas seria importante para coordenar os esforços, mas se for para replicar algo já em execução, não acho recomendável. De qualquer forma, vejo uma grande articulação entre governo, setor privado e universidades em torno do tema, algo que nunca vi antes.

Os pesquisadores de universidades e institutos de pesquisa que integram o Projeto Bioetanol são todos de instituições públicas?
Sim, exceto os do Centro de Tecnologia Canavieira (CTC).

Além da presença do CTC, financiado por usinas, há outra participação da indústria no projeto?
Existe muito interesse, mas diria que as indústrias ainda estão contando com o dinheiro do governo para investir nessa nova tecnologia. As ações concretas ainda são muito acanhadas frente à importância dessa tecnologia e o lucro que essas empresas terão, porque o etanol será um insumo internacional. O etanol de bagaço de cana vai ser mais barato do que o etanol de madeira dos países nórdicos, o de palha de milho dos norte-americanos ou o de palha de trigo do Canadá.

Por que será mais barato?
O Brasil tem uma vantagem muito grande em função das externalidades do nosso processo. O bagaço já está na usina e vem pré-tratado por meio do processo de extração do caldo. Com isso, a matéria-prima hidrolisa mais facilmente em relação à madeira, à palha de trigo e à palha de milho. O desenvolvimento tecnológico para a produção do álcool do suco da cana se transfere também para a produção do etanol a partir de outras biomassas. Essa coincidência de vantagens elimina custos.

Como será a transferência das tecnologias do Projeto Bioetanol para o setor industrial?
O dinheiro é do governo, do MCT, via Finep. Os institutos e universidades também são públicos. Temos hoje a Lei de Inovação e outros mecanismos legais para suporte ao patenteamento. A preocupação dentro da Rede Bioetanol é de que não saiam publicações antes de uma avaliação prévia sobre se aqueles resultados são patenteáveis ou não. Estamos atentos a isso. Temos uma preocupação de patentear todos os resultados patenteáveis, de acordo com as normas estabelecidas pelo MCT.

Quem faz essa avaliação sobre o que é patenteável ou não?
A equipe de coordenação conversa sobre as possibilidades de patente e encaminha os pedidos para os órgãos competentes.

Mas isso não irá bloquear a produção científica, objetivo maior da rede de pesquisa?
Não, mas estamos atentos à importância tecnológica desses resultados. Claro que chegará um momento em que esses resultados não ficarão represados, até porque temos muitos pesquisadores com bolsa do CNPq [Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico], e que precisam publicar. Esse é um ponto que está sendo discutido. Há muitos pesquisadores, e este é o meu caso, que estão tendo uma produção científica menor. Isso ocorre porque estamos envolvidos em um projeto que tem uma importância tecnológica ímpar para o País.

E que empresas estão interessadas no trabalho da rede? São as usinas?
Por incrível que pareça, as empresas que estão se aproximando do projeto são principalmente da área química. Estão pensando na glicose originada da hidrólise do bagaço como insumo para a indústria química, para usá-la em processos fermentativos e na produção de intermediários utilizados por essa indústria.

E por que não temos aproximação maior das usinas?
O etanol brasileiro é o mais barato do mundo, a tecnologia é muito avançada. Estando numa situação de conforto, só se muda se for para uma situação de maior conforto ainda. A indústria química está numa situação muito complicada porque o custo da nafta vai aumentar muito. O petróleo que o Brasil usa na indústria química é importado. O petróleo brasileiro é de difícil processamento, por causa dos teores de enxofre, de nitrogênio, e é exportado.

Essas empresas da área química estão olhando para a alcoolquímica?
Também, mas não sei de nenhum projeto... Pode ser que exista, só que eu não tive conhecimento. Já tivemos empresas que desenvolveram a alcoolquímica no passado, como a Indústrias Químicas Taubaté. Mas essas empresas estão olhando para o uso da glicose para produção de outros compostos que não o etanol, como butanol, e outros obtidos por fermentação, ou ainda para a produção de plástico biodegradável. Elas visam à utilização dessa glicose como substrato para processo fermentativo voltado à produção de uma série de insumos para a indústria química via rota biotecnológica, e não petroquímica. A indústria química está se mexendo muito mais porque sente a situação mais complicada em relação aos preços do petróleo. O que tende a se complicar mais, pois o preço do petróleo leve será cada vez mais alto.

A nossa situação de competitividade é tão confortável assim? Não deveria ser diferente, ainda mais se olharmos para o que os EUA estão fazendo, conforme descrito pela Helena Chum no Ethanol Summit?
Os EUA não têm álcool de cana-de-açúcar. Produzem um pouquinho, na Louisiana. Eles têm álcool de amido de milho, que gasta muito óleo diesel para ser produzido. O balanço energético é positivo, mas não tão favorável como o da produção a partir de cana no Brasil, que usa o bagaço para gerar energia. Nos EUA, eles não queimam a palha de milho, usam óleo diesel. Ao mesmo tempo, nos EUA o consumo de diesel e gasolina é fantástico. São mais de 150 milhões de carros, média de dois carros para uma pessoa. A malha viária americana é um patrimônio nacional. Tudo funciona em estradas. Eles estão fazendo muito mais porque a necessidade lá é muito maior do que aqui.

E eles estão estudando vários materiais para produção de etanol, não?
Basicamente, a palha de milho.

E também buscam redução de custo no processo de hidrólise, como o Brasil?
Sim.

Em hidrólise, nós já fizemos a maior parte da pesquisa e desenvolvimento? Hoje só nos resta fazer inovação para redução de custo?
Temos no País um processo, em nível de laboratório, que funciona. Já fazemos a hidrólise. Quando começamos a estudar essa tecnologia no Brasil, há 30 anos, as enzimas não eram tão disponíveis. Não havia desenvolvimento tecnológico de produção de enzimas. Agora temos isso no Brasil. O nó principal era obter a mistura enzimática certa. O pré-tratamento do bagaço nós já resolvemos: usamos o mesmo processo aplicado para a produção de ração para gado, que é a explosão a vapor. O bagaço fica no campo, os microorganismos crescem, fazem gás carbônico, que, por sua vez, transforma-se em ácido carbônico. Esse processo de compostagem vai afrouxando as fibras do bagaço. Depois, fazemos uma explosão a vapor e hidrolisamos o bagaço com as enzimas que produzimos. Essas enzimas estão disponíveis: desde 1993, o Brasil dá suporte para seminários nacionais de tecnologia enzimática, criados por mim aqui neste laboratório quando voltei da Inglaterra, em 1991. Naquela época, entendi que se não aprendêssemos a fazer enzimas aqui no Brasil, não iríamos evoluir nessa área. Também já identificamos os microorganismos que produzem a mistura certa [de enzimas] e as enzimas que hidrolisam o bagaço com uma eficiência muito maior do que as enzimas comerciais. Esses foram os grandes desenvolvimentos da área de enzimas.

Sobre as enzimas que seu grupo identificou para a hidrólise do nosso bagaço de cana: estamos falando apenas da celulase?
Não, é um complexo multienzimático, formado por várias enzimas — calculamos entre 10 e 15 delas. Temos celulase, xilanase, esterase... Temos as chamadas enzimas acessórias que estão sendo descobertas — e que não são hidrolases [outro tipo de enzima, que promove a cisão de material orgânico por meio do uso de água]. São enzimas que cortam a ligação, por exemplo, entre hemicelulose e lignina, e ajudam a limpar a fibra de celulose. Isso permite que a celulase entre e ataque a celulose. É um conjunto de enzimas produzido por microorganismos. Ainda não sabemos quantas são porque agora vamos partir para a etapa de caracterização dessas enzimas. Com isso saberemos por que essa mistura que identificamos é tão eficiente. Ou seja, há muita pesquisa ainda a ser feita. Por exemplo, precisamos entender porque esse processo funciona tão bem. Escolhemos determinados microorganismos que sabíamos que tinham potencial grande para funcionar. E funcionou. Claro que fizemos algumas tentativas antes de chegar a um bom resultado. O ponto central da questão da hidrólise de biomassa para produção de etanol é o preço das enzimas. Esse é um grande ponto de interrogação aqui no Brasil. E a identificação desse complexo multienzimático é um passo fantástico porque já sabemos quais microorganismos produzem essa mistura enzimática, que chamamos de blend. E sabemos também que esse complexo hidrolisa o bagaço de cana que passou pela explosão a vapor, ou seja, que podemos usar uma tecnologia que já empregamos no pré-tratamento para fazer ração para gado. Resolvemos esse grande mistério, o Brasil não precisa comprar essa tecnologia de ninguém. Precisamos agora escalonar e temos competência para isso. As celulases produzidas no Brasil também podem ser usadas na indústria de suco de laranja, para fazer ração, na indústria de celulose e papel. Não seria uma indústria só para o setor de açúcar e álcool. Se importarmos enzimas para fazer etanol, vamos gastar US$ 2,00 para um litro. Não podemos gastar esse valor para fazer um produto que custa, aqui no Brasil, US$ 0,20.

É aí que entra a planta-piloto?
Isso, ela servirá para sabermos quais são os grandes gargalos de escalonamento e o custo do processo. Para saber quanto vai custar o litro de etanol de biomassa, temos de fazer a planta-piloto. Podemos até estimar esses custos com os experimentos na escala de laboratório, mas para sabermos o custo e os gargalos, precisamos da planta. Com ela veremos possíveis problemas de alimentação, de produtividade, de consumo de vapor, saberemos quais os tipos de equipamento mais adequados. As enzimas que produzimos transformam os componentes do bagaço em pentoses, xiloses, glicoses individuais. A lignina sai inteira do processo, podendo ser queimada. A separação da lignina e dos outros componentes desse caldo é feita por decantação. Para fazer isso industrialmente, também precisamos primeiro testar na planta-piloto. E na universidade não temos como trabalhar numa escala maior do que a de laboratório porque uma planta-piloto tem turnos, manutenção. Precisa da equipe de pesquisadores e também de gente da área industrial, que não temos.

Já existe o projeto dessa planta-piloto? E os recursos?
O MCT já tem recursos alocados para a construção dessa planta-piloto. Estamos discutindo o local. Talvez seja mais de uma planta. Não temos definição ainda sobre se contaremos com a participação de usinas. Em minha opinião, a planta-piloto tem de ficar em uma usina porque é nela que está o bagaço.

E a fabricação de enzimas precisa ser feita dentro das usinas ou próxima delas?
Sim, sem dúvida. Se for feita fora, haveria os problemas de transporte. É preciso fazer a enzima e hidrolisar, e esse precisa ser um processo integrado. Do contrário, aumenta muito o custo. Além disso, as enzimas sofrem a ação desnaturante da temperatura e nosso País é tropical. Não vamos transportar um tambor de enzima do Rio de Janeiro para Tocantinópolis [TO], por exemplo. Seriam dias de viagem de caminhão. Não daria certo. As enzimas precisam ser produzidas nos locais de hidrólise ou, pelo menos, de forma centralizada, atendendo um grupo de usinas próximas da unidade produtora de enzimas.

Por que a parte de enzima teve tanta importância dentro do Projeto Bioetanol, com uma equipe maior?
Porque é a área com mais importância tecnológico-econômica e porque era o grande mistério, digamos assim.

E sobre os outros grupos de pesquisa do projeto, poderíamos destacar alguns resultados?
A área de padronização, por exemplo, busca saber qual a natureza química da matéria-prima com a qual estamos trabalhando. Trabalhar com bagaço de diferentes granulometrias e estudar o efeito do tamanho da partícula no pré-tratamento e na hidrólise. Esse trabalho está evoluindo na Área 1, que trata da caracterização do bagaço. Fazer essa caracterização é fundamental para evoluirmos para o conceito de biorrefinaria.

E o que é essa biorrefinaria no setor de etanol, afinal?
Na refinaria, você pega o petróleo e o separa em diferentes frações. Na biorrefinaria, você parte do bagaço, que tem três componentes principais: a lignina, a celulose e a hemicelulose. Precisamos separar essas três partes, ou seja, fazer um refino. Então, é biorrefinaria porque estamos trabalhando com um biomaterial, um biopolímero. O bagaço é moído e pode ser peneirado e separado em diferentes frações, de acordo com o tamanho das partículas. Você pode usar cada tamanho de partícula para uma finalidade diferente, para produção de etanol ou para queima, por exemplo. Na biorrefinaria, podemos começar pelo fracionamento dos principais componentes em termos de granulometria do processo e depois partir para a composição química.

Quais as vantagens do processo de hidrólise enzimática frente ao de hidrólise ácida?
No grupo que pesquisa a fermentação alcoólica, todos entenderam muito claramente que, quando se faz hidrólise ácida do bagaço, geram-se inibidores. Parte da glicose se transforma em hidroximetilfurfural, que depois se desdobra em outras substâncias químicas. A hemicelulose transforma-se em furfural, e a lignina em compostos fenólicos que impedem o metabolismo da Saccharomyces cerevisiae [levedura usada na fermentação], ou seja, diminui a atividade de fermentação ou mesmo impede o organismo de fazê-la. São compostos tóxicos para a Saccharomyces. Com isso, os efluentes gerados também são mais tóxicos, afetando toda a cadeia de produção. Na hidrólise ácida, o resultado é uma lignina sulfurada que, se usada como combustível, liberará dióxido de enxofre para a atmosfera e vai provocar a chuva ácida. O uso do ácido acarreta efluentes mais tóxicos, lignina sulfurosa, corrosão de equipamentos e um hidrolisado que não fermenta. Já quando fazemos a hidrólise enzimática, o hidrolisado é fermentado muito bem pela Saccharomyces. A quantidade de compostos inibitórios não age contra o processo biológico de fermentação alcoólica. Contudo, a hidrólise ácida acontece em 20 minutos; é muito rápida, apesar de não haver muito que fazer com aquele xarope, por causa dos inibidores. A hidrólise enzimática, atualmente, demora mais de um dia, pode chegar a dois dias. Esse é um dos gargalos nos quais precisamos trabalhar: aumentar a carga enzimática. O uso do bagaço vai propiciar que se faça etanol no ano todo, vai acabar com a sazonalidade da produção. Devemos lembrar ainda que o Brasil produz muito mais palha de milho do que bagaço de cana.

O que está sendo pesquisado e desenvolvido na Rede Bioetanol pode ser aplicado à hidrólise da palha de milho?
Certamente. Essa tecnologia será diversificada para outras fontes de biomassa: palha de milho, palha de trigo, grama. O etanol de biomassa é democrático. Em todo lugar há biomassa. Essa pesquisa vai continuar para outras fontes de matéria-prima. É por isso que a pesquisa não pode parar.

Não é isso que os EUA estão fazendo?
Eles estão desenvolvendo a tecnologia para a palha de milho.

Por que as pesquisas de hidrólise enzimática focam apenas os chamados carbonos C6, formadores da glicose? Por que não estamos trabalhando com os C5, presentes na hemicelulose?
Porque a Saccharomyces não fermenta o C5. No Brasil, usa-se a Saccharomyces para fazer alimentação para gado. Se for utilizado um organismo transgênico para fermentar o C5, haverá problema grande de escala e não se poderá mais usar a levedura na produção de ração para o gado. Além disso, é uma tecnologia que não está aprovada em lugar nenhum do mundo. O C5 pode ser usado para produção de outras substâncias, de outros insumos, e na produção das próprias enzimas porque os fungos fermentam o C5. Ainda vamos estudar e fazer isso. Temos uma variedade muito grande de microorganismos isolados de várias regiões do Brasil, retirados de áreas de acúmulo de bagaço, de solo de plantação de cana e perto de raízes da cana etc. Isolamos toda essa diversidade biológica do Brasil relacionada com a atividade de produção de etanol de biomassa. Isso não pode ficar espalhado em diversos laboratórios da Rede Bioetanol.

Daí vem a necessidade de haver no País um banco de microorganismos, conforme a senhora tem mencionado em suas apresentações sobre o Projeto Bioetanol?
Sim. Achamos que o banco de microorganismos que será responsável pela preservação dessas linhagens e pela distribuição certificada tem de ser um órgão federal. O Cenargem [Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia] é o órgão com mais competência para essas tarefas. A Embrapa já se comprometeu a construir um banco para preservar a biodiversidade de microorganismos relacionados com a produção de etanol de biomassa que foram isolados no âmbito do Projeto Bioetanol e de outras pesquisas também.

Qual a importância da certificação?
O código genético dos microorganismos pode mudar, e muito rapidamente. Suponha que eu isole um microorganismo e o deposite no banco. Quando outro grupo de pesquisa pedir aquele microorganismo, ele será examinado para que se saiba se as características do código genético, fisiológicas etc são as mesmas. Então, a certificação garantirá que essa cepa fará o que é requerido pela pesquisa.

As indústrias terão de usar esses microorganismos?
Sim. Seria preciso solicitar as cepas dos microorganismos no Cenargem. Com as cepas, replica-se e faz-se a produção de enzimas.