Novos biocombustíveis: ficção científica?

Coluna Agronegócios
E
Novos biocombustíveis: ficção científica?
m primeiro lugar, os conceitos
de gerações de biocombutíveis:
1ª geração: é a geração atual, composta,
principalmente, pelo etanol, biodiesel e
biogás (proveniente de biodigestores);
2ª geração: são biocombustíveis obtidos por novas técnicas de processamento,
a partir de matéria-prima já existente.
O exemplo mais conhecido é o etanol
celulósico;
3ª geração: serão obtidos biocombustíveis através de novas técnicas de processamento, resultantes de aprimoramentos da
2ª geração, porém, sua grande marca será
a utilização de matérias-primas específicas.
Um bom exemplo são os biocombustíveis
a serem obtidos de microalgas melhoradas
para obtenção de energia;
4ª geração: plasma à 2ª e à 3ª geração,
Avanços da 2ª geração
Pesquisa conduzida no Califórnia Institute of Technology permitiu obter 15
catalisadores enzimáticos, altamente termoestáveis, que desconstruíram eficientemente a
celulose a açúcares, sob altas temperaturas. O
material genético foi sintetizado em Saccharomyces cerevisae, a partir de genes obtidos
dos fungos Humicola insolens, H. jecorina e
Chaetomium thermophilum. A inovação está
na notável estabilidade térmica, permitindo
degradar celulose em um variado leque de
condições, tanto de ambiente quanto de
matéria-prima.
A termoestabilidade é uma característica
de celulases eficientes, pois em temperaturas
mais altas - entre 70ºC e 80ºC - as reações
químicas são mais rápidas. Como a celulose
“incha” em altas temperaturas, é mais fácil
quebrar a sua cadeia, por ataque enzimático.
de milho em produtos tão valiosos como os
grãos. A inovação está no seu genoma, que
incorporou enzimas celulases na planta de
milho. Esta variedade é o exemplo concreto
do conceito de 3ª geração de biocombustíveis, ou seja, matéria-prima inovadora, que
soluciona problemas tecnológicos industriais,
questões ambientais e econômicas.
Como o milho transgênico da MSU já
contém as enzimas necessárias para degradação da celulose, após a colheita da biomassa
(ou seja, a planta inteira), as celulases degradam o material celulósico a monossacarídeos, que são fermentados a etanol ou outro
biocombustível mais avançado. Obviamente,
estudos serão necessários para definir quanta
biomassa será possível exportar e quanta deverá permanecer no campo, para reciclagem
de nutrientes e para manutenção do teor de
matéria orgânica do solo.
Até o final desta década, assistiremos a uma verdadeira revolução na indústria de biocombustíveis, com um forte impacto mercadológico no agronegócio e no estilo de vida
com otimização do balanço energético,
integração de processos, conjugados com
captura e estocagem do gás carbônico
resultante do processo de obtenção.
O etanol de primeira geração resulta da fermentação de sacarídios de
baixo peso molecular, usando cepas
melhoradas de microrganismos encontrados na natureza. Exceção feita à
cana-de-açúcar, restrições são apostas
ao etanol obtido de outras matériasprimas (produto caro, compete com
produção de alimentos, baixa eficiência energética, alto fluxo de carbono
etc). Entretanto, os resíduos agrícolas,
compostos de celulose, poderiam solucionar estes problemas.
Porém, a celulose é muito mais
difícil de degradar a açúcares simples,
fermentáveis, do que o amido. Além
disso, enquanto a fermentação do amido
de milho só precisa de uma enzima, a
degradação da celulose requer uma série
de enzimas, trabalhando em conjunto.
Adicionalmente, para cada matéria-prima
com arranjo celulósico diferente, são necessárias enzimas diferentes e condições
de reação específicas.
As celulases naturais são inativadas acima de
50ºC. As enzimas altamente termoestáveis
também duram por um longo tempo, mesmo
em temperaturas baixas. Enzimas mais duradouras quebram mais celulose, reduzindo
a necessidade de reposição, logo seus custos
são mais baixos.
A sequência genética das enzimas foi
desenhada pelo computador e sintetizada em
laboratório. Posteriormente, foram transferidas para o fermento Saccharomyces cerevisae,
que transforma os açúcares em etanol. A
levedura transgênica produziu as novas enzimas, que comprovaram a sua capacidade e
sua eficiência para degradar celulose.
Este trabalho demonstrou o que é possível fazer através da biologia sintética. Sem
recorrer a qualquer organismo vivo – sequer
os fungos que tiveram as sequências genéticas
copiadas – foi possível resolver uma série de
problemas que vinham se constituindo em
barreiras ao avanço dos processos de obtenção
do etanol celulósico, de forma competitiva.
Avanços da 3ª geração
Uma nova variedade de milho (Spartan
Corn), desenvolvida por cientistas do Michigan State University, torna as folhas e caules
Outros exemplos da terceira geração
de biocombustíveis são árvores cujo teor e
estrutura de lignina foram artificialmente enfraquecidos e reduzidos, que se desintegram
facilmente através de técnicas já dominadas
industrialmente. Plantas com baixo teor de
lignina estão sendo desenvolvidas por vários
institutos de pesquisa, entre eles o laboratório
do pai da engenharia genética de plantas,
Marc van Montagu, da Universidade de
Ghent, na Bélgica, que trabalha com o gênero
Populus.
Ainda existem problemas tecnológicos
a serem superados. Porém, as inovações que
brotam a todo o instante dos laboratórios de
pesquisa e, principalmente, os avanços alentadores que se observam na fase pré-industrial,
ou no lançamento de novas variedades,
reforçam minha tese de que, até o final desta
década, assistiremos a uma verdadeira revolução na indústria de biocombustíveis, com um
forte impacto mercadológico no agronegócio
C
e no estilo de vida da sociedade.
Décio Luiz Gazzoni
Engenheiro agrônomo, membro do Painel Científico
Internacional de Energia Renovável do Conselho
Internacional de Ciências
http://dlgazzoni.sites.uol.com.br
www.revistacultivar.com.br • Outubro 2010
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