PHB Industrial
Crise adia meta de 2008; agora, empresa afirma que só em
2011 fabricará 36 mil toneladas/ano de plástico biodegradável

Davi Molinari

A Usina da Pedra, em Serrana, região de Ribeirão Preto (SP), é o principal pólo de produção de plástico derivado de açúcar de cana do País. Em meio à vasta área de plantações de cana funciona, desde 2002, uma fábrica-piloto de PHB. PHB abrevia polihidroxibutirato, nome de um composto orgânico, sintetizado por bactérias que se alimentam de açúcar, com propriedades similares aos plásticos — que também são compostos orgânicos, mas derivados do petróleo. A empresa que construiu a planta-piloto, e é responsável por sua operação, leva o mesmo nome: PHB Industrial S/A. Não por acaso a planta-piloto está na Usina da Pedra: a empresa resulta da associação do Grupo Irmãos Biagi, proprietário da usina, com o Grupo Balbo, também do setor sucroalcooleiro. Além da planta-piloto, a PHB é proprietária de uma marca registrada: Biocycle. Esse é o nome do PHB fabricado em Serrana.

Os sócios investiram R$ 30 milhões na planta-piloto, que trabalha 24 horas por dia e produz 60 toneladas de Biocycle por ano. Praticamente toda a produção da PHB, que tem 20 funcionários, é exportada para empresas nos Estados Unidos, Japão e Europa — com as quais possui contratos de sigilo que impedem a identificação, mas absorvem todos os produtos desenvolvidos. Segundo a diretoria da PHB, o momento ainda é de investimentos, mas o volume de vendas e de produção não tem compensado os esforços. Uma nova planta industrial estava prevista para operar a partir deste ano, colocando 10 mil toneladas anuais de PHB no mercado. Com a crise financeira, contudo, os planos foram postergados. Mesmo assim, a idéia é que se chegue a 2011 com uma produção de 36 mil toneladas por ano. "A partir desta escala de produção será possível começar a ter retorno do investimento e a mudar o perfil do mercado de plástico", afirma Jefter Fernandes do Nascimento, engenheiro de materiais que coordena o projeto de pesquisa e desenvolvimento para melhoria do processo de obtenção do PHB financiado pelo PIPE, da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

Mas por que o Biocycle mudaria o perfil do mercado de plástico, como diz o engenheiro? Pelo fato de o PHB ser biodegradável. Embalagens feitas de PHB — a aplicação na qual a empresa aposta mais —, quando jogadas fora, "viram" água e gás carbônico em um período que varia de seis a 12 meses. Já o plástico convencional utilizado mais freqüentemente em embalagens — o polipropileno, derivado do petróleo — passa 200 anos no ambiente antes de se decompor.

O PHB não é o único plástico biodegradável disponível no mercado. Hoje, existem quatro classes diferentes deles — nenhuma, no entanto, tão boa no quesito biodegradabilidade/sustentabilidade. Outra vantagem é o preço: sempre segundo os envolvidos no projeto, o quilo do polímero de cana-de-açúcar custa em torno de US$ 5, enquanto o quilo de outros plásticos biodegradáveis provenientes, por exemplo, da beterraba ou do milho, custa US$ 14. Plásticos mais baratos, de fontes não-renováveis, como o petróleo, custam US$ 8 em média por quilo. Uma das razões do preço competitivo é o fato de as instalações da fábrica serem totalmente auto-suficientes: a cana fornece a matéria-prima, o açúcar e um álcool especial, chamado superior, usado na etapa final da fabricação. O bagaço de cana é usado para gerar energia elétrica e vapor, necessários ao processo industrial. "A grande sacada inicial foi a elaboração de um processo que não dependesse de energia externa. Isto derrubou o preço para valores comercializáveis", afirma José Geraldo da Cruz Pradella, pesquisador do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) envolvido na história de 20 anos que conduziu à fábrica-piloto da PHB Industrial.

Atualmente, o mundo produz 200 milhões de toneladas de polipropileno por ano. "O PHB não é indicado para substituir todas as aplicações do polipropileno, mas alcançará nos próximos anos algo entre 1% e 2% deste mercado", afirma Jefter, mestre em engenharia química pela Unicamp em 2001. O projeto elaborado por ele e apresentado à Fapesp recebeu um total de R$ 838.840,00. Passou pela Fase I, em 2001, para provar a viabilidade do produto; depois, na Fase II, mostrou que era possível produzi-lo; finalmente, no final de 2004, foi selecionado para a Fase III — quando vieram os recursos para a montagem de um laboratório de determinação das características físicas e termomecânicas do PHB. "A caracterização foi fundamental para calibrar o processo de produção", explica o coordenador.

O passo fundamental para aumentar a escala de produção foi o domínio das especificações para a produção dos pellets de PHB. O polipropileno é comercializado em pellets — bolinhas do plástico, que são fundidas nas máquinas dos compradores para produzir as diferentes embalagens. Essa tarefa também foi cumprida com recursos do PIPE. Em novembro de 2006, a Injecom, empresa de São Paulo que produz objetos de plástico injetado, lançou uma embalagem para mudas de eucalipto feita com o plástico da PHB. Três meses depois de a muda ser plantada, o invólucro de PHB se degrada na terra. A produtividade cresce — o que já interessa a grandes indústrias de papel e celulose. Quem acompanha a produção da embalagem para mudas é a Escola Superior de Agricultura Luis de Queiroz (Esalq).

Investimento público continuado

Não foi o PIPE o primeiro programa público de investimento a apoiar as atividades de pesquisa e desenvolvimento que levaram ao produto fabricado pela PHB Industrial — foi a Financiadora de Estudos e Projetos (Finep). Com recursos do Programa de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico (PADCT), a agência investiu cerca de R$ 5 milhões. Mas a iniciativa para a obtenção do bioplástico partiu do extinto Proálcool. No final dos anos 1980, o programa incumbiu o então Centro de Tecnologia da Copersucar — hoje Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) — de buscar novas alternativas para o uso da cana-de-açúcar. Na época, o engenheiro químico Carlos Rossell, doutor em engenharia de alimentos pela Unicamp, trabalhava no centro. "Existia uma visão econômica de longo prazo associada, já naquela época, a uma visão ambiental. Pensávamos que era possível produzir em larga escala um substituto para o plástico da petroquímica", conta. Mais tarde, o engenheiro tornou-se um dos coordenadores do projeto.

O CTC estrategicamente procurou parceiros que pudessem enfrentar o desafio. "Foi reunida uma massa crítica de 25 cientistas, um feito inédito para as condições do Brasil", lembra Rossell. Um grupo de pesquisa do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP), liderado pela bióloga Ana Clara Schemberg, selecionou a bactéria — a Alcaligenes eutrophus, encontrada no solo dos canaviais — e produziu uma cepa transgênica mais eficiente para sintetizar o PHB. Enquanto isso, o IPT e o CTC buscaram soluções tecnológicas para a fermentação, em que as bactérias "produtoras" do plástico se multiplicam, alimentadas por uma mistura que contém açúcar; e para a extração do PHB de dentro delas.

O IPT testou mais de 300 espécies de bactérias. Quando ficou claro que o processo industrial era viável, o CTC apresentou o projeto aos canavieiros associados à instituição: apenas os grupos Balbo e Biagi encararam o desafio. Em 1997, foi feito o projeto da unidade-piloto de Serrana. A fábrica passou por diversas modificações até alcançar o processo produtivo atual. "A realidade nos mostrou que não bastava pegar a matéria-prima e transformá-la em produto com o menor custo possível: faltava conhecimento do negócio", lembra Rossell.

O engenheiro explica que cada aplicação — frasco, garrafa ou filme (como se designa, no jargão, a forma do plástico usada em sacos) — necessita uma composição diferente do produto final. "Faltava um ajuste à demanda do mercado que se refletia no processo de produção. Foi quando firmamos uma parceria com o Departamento de Engenharia de Materiais da UFSCar [Universidade Federal de São Carlos] que nos permitiu chegar a uma metodologia de produção para os plásticos injetáveis e soprados", afirma Rossell.

Cinco patentes de processo e desenvolvimento de bactéria resultaram do projeto. Três pertenciam ao IPT e ao CTC; duas, à USP e ao CTC. Eram licenciadas à PHB Industrial S/A, que pagava aos detentores da propriedade intelectual 3% de royalties sobre as vendas da fábrica. Atualmente, a PHB detém as parcelas que eram do CTC, sendo ela mesma sócia do IPT e da USP. Essas patentes descrevem o processo de produção, fermentação e extração do PHB. Além das cinco, a PHB Industrial detém sozinha outras 13 patentes internacionais de processo de aplicação do material. As etapas do processo, por sua vez, organizam o funcionamento da fábrica, que é dividida em três grandes blocos: a fermentação, onde a bactéria se reproduz e sintetiza o polímero; a extração, onde se tira o polímero da bactéria; e a purificação e secagem, onde se eliminam os resíduos orgânicos — restos de bactéria — do polímero.

Chegando ao mercado

Hoje, o mercado se prepara para as novas aplicações possíveis do plástico biodegradável. A Injecom saiu na frente e começou a comercializar em novembro de 2006 os invólucros de PHB para mudas. No mercado, esses invólucros — tubos — são chamados de tubets. O tempo de decomposição depois de enterrado e seu formato foram projetados especialmente para a reprodução de mudas de eucalipto. Votorantim e International Papers, gigantes da indústria de papel e celulose, já estavam na lista de interessados pelo novo produto desde o início. Segundo Marcos Maglio, dono da Injecom, o processo de reprodução in vitro de eucaliptos é feito normalmente em tubets de plástico convencional. As pequenas mudas saem dos viveiros nesses tubos, de onde são retiradas antes de ser plantadas na terra.

Os tubets de plástico convencional são reutilizáveis, mas pagam custos de frete, lavagem, esterilização e de reposição da ordem de 20% ao ano. Testes feitos em tubets de PHB mostraram que, como as mudas são plantadas direto na terra, a eliminação do manuseio evita a contaminação — que atinge cerca de 20% das plantas quando são usados os tubets convencionais. "O aumento da nossa produtividade provoca forte demanda pelos tubets biodegradáveis — para a cultura de eucaliptos e também para café, pupunha e mamão", conta Marcos Maglio.

Por ser biocompatível, o PHB também pode atender a área da medicina. Poderá ser transformado, por exemplo, em fios de sutura que serão naturalmente absorvidos pelo organismo. Fabricantes de computadores também estudam trocar pelo biodegradável o plástico petroquímico de seus produtos, que viram sucata rapidamente e entulham os lixões. Na Alemanha, as leis ambientais estão cada vez mais rígidas e obrigam as empresas a dar destinação ao seu próprio lixo. A indústria automobilística também tem notado as vantagens do material, que é aplicado em revestimentos internos e painéis, proteções laterais de porta ou isolamento acústico.

Saldo positivo

Nestes 20 anos de pesquisa, todos os institutos envolvidos conseguiram aproveitar o conhecimento adquirido no desenvolvimento de outras tecnologias. O IPT, por exemplo, obteve três outras patentes de polímeros fabricados a partir de outras matérias-primas, como bagaço de cana, palha de arroz e resíduos de madeira. "Estudamos também como aproveitar os resíduos de óleo diesel, óleo vegetal e até soro de leite", conta Pradella. "Os institutos conquistaram o conhecimento para estabelecer a tecnologia que vira produção industrial. Aprenderam a interagir as pesquisas em três níveis: fundamental, tecnológico e industrial", avalia Rossell.

No processo de interação entre academia, pesquisa e indústria, todos os entrevistados ressaltam o papel do pesquisador Celso Lellis Bueno Netto, engenheiro químico graduado na Escola Politécnica (Poli) da USP e doutorado em biotecnologia em Tolouse, na França. Celso, falecido em 2004, coordenou durante quase dez anos o projeto do PHB. "Ele coordenou os grupos de pesquisa dentro da USP e teve participação importante na gestão do projeto", concluiu Rossell. "Celso foi um entusiasta do projeto. Comprou a idéia de uma maneira que nos dava segurança em torno do objetivo que buscávamos. Foi dele a ousadia de juntar 20 pesquisadores, 56 técnicos e 20 alunos em torno de uma idéia que, para mim, no início, parecia coisa de ficção científica", homenageia Pratella.