Sorgo Sacarino: uma perspectiva sustentável na produção

REVISTA DO CEDS
(Revista Científica do Centro de Estudos em Desenvolvimento Sustentável da UNDB)
Número 4 – Volume 1 – jan/julho 2016
Periodicidade semestral
Disponível em: www.undb.edu.br/ceds/revistadoceds
Sorgo Sacarino: uma perspectiva sustentável na produção de
combustível
Fabio Tomaz de Oliveira 1
Flavio Dessaune Tardin 2
Raiane Scandiane da Silva 3
Marco Antonio Aparecido Barelli 4
Resumo: Na busca de alternativas para a substituição da dependência do uso
de combustíveis derivados do petróleo o sorgo sacarino tem demonstrado ser
uma alternativa. Neste contexto, a presente revisão de literatura teve como
objetivo colaborar para o entendimento da inserção do sorgo sacarino no setor
sucroalcooleiro e sua contribuição na produção sustentável de combustível.
Pois a retomada das pesquisas com a cultura tem proporcionado ao setor
maior oferta de matéria prima tornando mais sustentável economicamente a
produção do biocombustível.
Palavras-chave: sorgo sacarino; etanol; sustentabilidade econômica.
Abstract - In the search for alternatives to replace the use of fuels derived from
oil dependence sweet sorghum has shown to be an alternative. In this context,
the present literature review aimed to contribute to the understanding of the
insertion of sweet sorghum sugar and alcohol sector and its contribution to the
sustainable production of fuel. For the resumption of research on culture has
given the largest sector supply of raw materials becoming more economically
sustainable biofuel production.
Key words: sorghum; ethanol; economic sustainability
1,3
Mestrando em Genética e Melhoramento de Plantas – UNEMAT/CáceresMT/Brasil. Bolsista CAPES – email: [email protected];
2
Pesquisador - Embrapa Milho e Sorgo - Sete Lagoas – MG/Brasil.
5
Professora, orientador, Doutor, da Universidade do Estado de Mato
Grosso/Cáceres-MT/ Brasil
1
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INTRODUÇÃO
O Brasil merece destaque na busca de alternativas para a
substituição da dependência do uso de combustíveis derivados do petróleo,
apresentando destaque no investimento em fontes renováveis de energia
desde a década de 1970, como exemplo o etanol derivados de fontes como
cana-de-açúcar, atualmente apresenta novas alternativas para a produção
deste combustível, sendo oriundo de culturas como a batata-doce, mandioca,
milho e sorgo sacarino.
O país possuir condições edáficas e climáticas favoráveis ao cultivo
de espécies com destino a produção de energia, fator que colabora no
fornecimento de fontes alternativas para a substituição dos combustíveis
fosseis por fontes renováveis e menos poluentes. Portanto a crescente
demanda interna e externa tem exigido novas pesquisas e consequente
desenvolvimento de novas matérias primas, para diversificação e ampliação da
matriz energética renovável nacional.
Dentre as possibilidades de diversificação e contribuição para o
aumento da produção de etanol destacasse o sorgo sacarino, que se
assemelha a cana-de-açúcar por possuir como suculento com presença de
açúcar prontamente fermentável. O sorgo é uma planta de metabolismo C4,
eficiente em produção de massa verde e tem como vantagem a capacidade de
tolerar níveis médios de acidez do solo, estresse hídrico e temperaturas
elevadas, suportar níveis elevados de radiação solar e desenvolve-se bem em
zonas secas e quentes, o que corrobora para sua implantação em locais que
não são recomendados para o cultivo da cana-de-açúcar (Rodrigues Filho,
2006; Landau e Sans, 2010; Parrella, 2011; Emygdio et al., 2011).
O processo de produção de etanol provindo do sorgo sacarino pode
ser realizado utilizando o complexo sucroalcooleiro, pois seu período de
semeadura e rápido ciclo de produção favorece sua implantação nos períodos
de renovação ou entressafra da cana-de-açúcar, este sinergismo pode ser visto
também no período de pós-colheita, onde se utiliza os mesmos equipamentos
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da moagem à destilação, o que possibilita maior operacionalidade das usinas
(Durães et al., 2012).
Neste contexto, a presente revisão de literatura teve como objetivo
colaborar para o entendimento da inserção do sorgo sacarino no setor
sucroalcooleiro e sua contribuição na produção sustentável de combustível.
1. CULTURA DO SORGO
O sorgo pertence ao Reino Plantae; Divisão Magnoliophyta
(Angiospermas); Classe Liliopsida (Monocotiledonea); Ordem Poales; Família
Poaceae (Gramíneas); Subfamília Panicoidae; Gênero Sorghum; Espécie
Sorghum bicolor (L.) Moench. É uma espécie diploide com 2n = 20
cromossomos, classificado como monoica, autógama, com taxa de alogamia
entre 2 e 10% (Borém et al., 2014; Santos et al., 2005).
O qual possui como característica raízes primaria (radícola), que tem
como função o estabelecimento da plântula, este dá origem ao sistema
radicular temporário (raízes embriogenicas), e posteriormente ao sistema
radicular permanente (raízes adventícias), os quais se destacam por serem
abundantes finas e fibrosas e possuir sílica na endoderme, proporcionando
maior absorção de água e capacidade de suportar déficits hídricos (Borém et
al., 2014; Durães, 2011).
Em sua parte aérea o caule é do tipo colmo, dividido em nós, que
pode variar de 7 a 24 e possuir diâmetro de 5 a 30 mm, estes determinam a
altura da planta, que no granífero é de 0,40 m e no sacarino pode chegar a 4
m, sendo este ultimo com elevados níveis de açúcar no colmo (Quintero et al.,
2012; Magalhães et al., 2008).
As folhas variam de 7 a 24 e quando maduras pode atingem até 1,30
m de comprimento e 0,15 m de largura, são alternadas lisas e lanceoladas com
variações em função da cultivar, temperatura e fotoperíodo. A inflorescência é
do tipo panícola, com um eixo central ou ráquis, desta partem os eixos
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secundários que sustentam as espiguetas, sendo seu fruto do tipo cariopse
(Fornasieri Filho e Fornasieri, 2009).
Seu ciclo é dividido em três fases: vegetativa caracterizada pela
germinação e crescimento, fase reprodutiva caracterizada pela diferenciação
do meristema floral e a fase de maturação dos grãos (Ribas, 2003; Santos,
2005).
De acordo com Magalhães et al. (2000) o sorgo é classificado como
uma planta C4, com elevada capacidade de elaboração de fotoassimilados, o
que potencializa sua capacidade de produção de energia, sua habilidade
fotossintética pode variar de 30 a 100 dm -2h-1 CO2, variando de acordo com a
idade
da
folhar,
capacidade
genética
e
fotoperíodo.
Características
morfológicas como sistema radicular desenvolvido e fibroso, reduzido nível de
transpiração, cobertura cerosa presente nos colmos e nas folhas dentre outros,
corroboram para seu melhor desempenho em regiões muito quentes e mais
secas (Durães, 2011).
Para Harlan e Wet (1975), o sorgo possui cinco raças básicas:
caudatum, guinea, bicolor, kafir e durra e 15 raças híbridas, a classificação
proposta pelo pesquisador proporciona a identificação dos sorgos, utilizando
poucas características como a forma da panícula, da semente e das glumas.
Dentre as raças existentes destacasse neste trabalho a bicolor,
pertencente aos sorgos silvestre S, arundinaceum, a qual é fruto do trabalho
incansável dos “melhorista”, que ao longo dos anos continuam a provocar
mudanças em sua constituição para satisfazer as necessidades, como a
produção de grãos, sorgo granífero, produção de forragem, sorgo forrageiro,
produção de vasouras e artesanatos, sorgo vasoura e produção de energia,
sorgo lignocelulósico e sorgo sacarino (Vinall et al., 1936).
Este último tem sido testado em diferentes regiões do Brasil por ser
uma matéria-prima sustentável na produção do etanol, contribuindo assim para
maio uso dos combustíveis renováveis. Segundo Marcoccia, 2007 o sorgo
sacarino pode vim a ser em um curto período de tempo um importante
fornecedor de energia renovável.
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2. USO NA PRODUÇÃO DE ETANOL
O sorgo sacarino é uma planta de porte elevado, alta produção de
massa verde, e colmos com grande quantidade de liquido açucarado
prontamente fermentável (Souza et al., 2011). Conforme Nan et et al., (1994)
são classificados como sacarinos, genótipos que possuem colmos suculentos e
sólidos solúveis totais superior a 8oBrix, avaliado na ocasião da sua maturidade
fisiológica.
Os primeiros relatos do uso de plantas de sorgo ou “milo” com colmo
doce na América datam de 1855, quando o Departamento de Agricultura dos
Estados Unidos da América importaram genótipos para serem explorados na
produção de xaropes, os quais demonstrando seu potencial glicídico em
experimentos realizados no estado do Kansas (Ball, 1910; Swanson e Laude,
1934).
No Brasil sua chegada foi motivada pela crise internacional do petróleo,
está proporcionou a criação do Programa Nacional do Álcool (PROÁLCOOL)
em 14/11/1975 pelo decreto n.˚ 76.593, o qual tinha também, como política a
implantação de micro destilarias, visando o atendimento regional da demanda e
consequente desenvolvimento de novas pesquisas com culturas energéticas.
(Carvalho e Carrijo, 2007).
No ano de 1976/1977, o Centro Nacional de Pesquisa de Milho e Sorgo
(CNPMS), incluiu no seu programa de melhoramento os trabalhos de pesquisa
e coordenação dos estudos da viabilidade de utilização do sorgo sacarino para
a produção de álcool sob condições brasileiras (Schaffertet al.,1978; Andrade e
Oliveira, 1988).
Nesta conjuntura, após investigarem a variabilidade existente nas
cultivares Roma, Rio, Brandes, Dale e Theis, vindas da USDA – Sugar Crops
Field Station – Mississippi, o CNPMS, produziu cinco variedades de sorgo
sacarino BRS 500, BRS 501, BRS 502, BRS 503 e BRS 504, e uma serie de
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linhagens-machos estéreis, mantenedoras e restauradoras: BRS 001, BRS
002, BRS 003, BRS 004, BRS 005, BRS 006, BRS 007, BRS 008, estas
possuem como característica porte alto e sólidos solúveis totais variando entre
17 e 18 oBrix (Borgonovi et al., 1979).
Ainda para o autor, dentre estes genótipos destacaram-se a variedade
BRS 501 e as linhagens BRS 005 e BRS 006, como resistente a doenças
foliares, principalmente à antracnose. Em seguida foi lançada a cultivar
estadunidense Wray, denominada, BRS 505, cultivar BRS 506, BRS 507 e o
hibrido BRS 601 os quais apresentavam bom potencial produtivo (Borgonovi et
al., 1979).
Conforme Schaffertet al. (1978) as atividades de pesquisa com
sorgo sacarino foram expandidas também por outras empresas, incluindo
diversas
instituições
no
nordeste,
com
os
resultados
experimentais
promissores. No entanto para Iturra (2004) a evolução do programa foi
desvirtuada com o passar do tempo, em função da alteração da política
governamental, que passou a incentivar a produção de etanol via cana-deaçúcar nas grandes destilarias proporcionando um arrefecimento na expansão
do sorgo sacarino.
Atualmente o Brasil é destaque na produção de etanol, no entanto, o
aumento da demanda por combustíveis renováveis tem exigido do setor
alcooleiro a busca de alternativas economicamente e ambientalmente viáveis
que possam contribuir no aumento da produção. Neste contexto a consolidação
da
produção
de
sorgo
sacarino
na
entressafra
da
cana-de-açúcar
proporcionaria ao setor maior sustentabilidade na oferta do combustível.
3. PESQUISA E DESENVOLVIMENTO DO SORGO SACARINO
Atualmente a produção brasileira de etanol é feita, fundamentalmente,
a partir da extração do caldo de cana-de-açúcar (Saccharamsp.), contudo o
setor sucroenergético é altamente competitivo, tonando o fator otimização,
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mecanismo central para maior rentabilidade do setor e neste contexto a sorgo
sacarino poderia ser utilizado no período de entressafra para efetiva
sustentabilidade das indústrias de produção de etanol.
Por utilizar complementarmente a área de cultivo e as mesmas
instalações disponíveis no processo deprodução de etanol a partir da cana-deaçúcar, pelas usinas, iniciativas publica-privada têm realizado diferentes
estudos em busca de validar a eficiência do sorgo sacarino na conjuntura do
setor (Durães, 2011).
Em pesquisas voltadas a produção do etanol Assis e Moraes (2014),
discorre sobre a inserção do sorgo sacarino no setor, para os autores o vegetal
tem sido uma alternativa viável, este possui alto teor de açúcar, boa produção
de biomassa, somados a menores custos de produção R$ 2.700 ha -1 em
comparação com a cana-de-açúcar, associado a uma potencial mínimo de
geração de etanol estimado em 3,223 L/ha -1, produtividade que gira em torno
de 55 t/ha-1, o que representa cerca de 58,6 L,t.
Para Durães (2012), dentre as possibilidades, o modelo de expansão
do sorgo sacarino de maior sustentabilidade está na entressafra da cana-deaçúcar ou na renovação de canaviais, esta forma de utilização possibilita
aumento na produção de etanol, ofertando matéria prima de qualidade e
possibilita a redução de custos e geração de emprego (Parella et al., 2010).
Em estudo realizado no município de Pelotas-RS, com o objetivo de
avaliar três épocas de semeadura (19/10, 06/12 e 28/12) para cultivo de sorgo
sacarino, as quais revelaram que o melhor desempenho das cultivares BRS
506, BRS 509, BRS 511, foi o plantio realizado em outubro, por produzir maior
volume de massa verde, ao passo que seu semeio a partir de meados de
dezembro afeta negativamente grande parte das variáveis associadas à
produção de etanol (Emygdio et al., 2014).
Resultados obtidos por Albuquerque et al., (2012) avaliando a
produtividade do sorgo sacarino em diferentes espaçamentos (50, 60, 70, 80,
90, 100 e 110 cm) densidade de plantas (100, 140, 180 220 mil plantas ha -1) e
localidades do estado de Minas Gerais (Leme do Prado, Nova Porteirinha e
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Jaíba) destaca que a redução do espaçamento provoca maior produtividade de
massa fresca e caldo em função do local de cultivo, e reduz os teores de oBrix
independente da localidade. Já o aumento da população provocou maior
produtividade de massa fresca e caldo nas cultivares BRS 506 e BRS 507
avaliadas.
Em busca de aumentar o conhecimento em relação ao arranjo de
plantas de sorgo sacarino para a máxima produtividade foram realizados dois
experimentos, o primeiro em Patos de Minas-MG, utilizando a cultivar BRS 505,
este identificou que o maior rendimento de caldo, 47,05 t.ha -1, foi obtido no
espaçamento 0,5 m, com estande de 140 mil plantas; para sólidos solúveis
totais a média variou de 14,27 a 16,05
o
Brix. No segundo experimento
realizado em Sete Lagoas-MG, foi utilizado a cultivar CMSXS 647, que
proporcionou média para sólidos solúveis totais de 16,55
o
Brix; para
rendimento de caldo as maiores produtividades foram obtidas com a
combinação de espaçamento entre linhas de 0,5 m, e populações de plantas
de 100 mil plantas ha-1 (May, 2012).
Segundo
Durães
(2011)
o
setor
sucroenergético
visando
sustentabilidade e ganhos de produtividade tem inserido o sorgo sacarino no
processo agroindustrial, este por sua vez tem correspondido com alta
produtividade de biomassa verde (60 a 80 t. ha-1), alto rendimento de etanol
(3.000 a 6.000 l.ha-1), bagaço utilizável como fonte de energia (vapor para
industrialização e cogeração de eletricidade) e também com a produção de
açúcar, a qual está variando entre (80 a 127 kg) extraídos por tonelada de
massa verde.
Oliveira (2014) ao investigar o desempenho agronômico de 25
genótipos de sorgo sacarino em Cáceres-MT, observou que dentre os
genótipos avaliados destacara se CMSXS 647 e BRS 601 por apresentarem
maior volume de caldo 2,19 e 2,08 ml, e CMSXS 642 e CMSXS 646 por
expressarem índices de sólidos solúveis totais 20,26 e 19,70 oBrix superiores.
Parella et al. (2011) avaliando o desempenho de cultivares de sorgo
sacarino em Sete Lagoas-MG, Nova Porteirinha-MG, Moçambinho-MG,
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Goiânia-Go, Sinop-MT, evidencia que as cultivares apresentaram uma variação
na produção de massa verde e sólidos solúveis totais no caldo extraído dos
colmos de 38,13 a 54,56 t ha-1 e 13,99 a 20,0 oBrix respectivamente, os autores
destacam ainda que a interação cultivares local foi significativa, mostrando a
variação de comportamento das cultivares e a capacidade promissora na
produção de etanol.
De acordo com Durães et al. (2012) as metas para o sorgo sacarino é
ter uma produtividade mínima de biomassa de 60 t/ha; extração mínima de
açúcar total de 120 kg/t biomassa, considerando a eficiência de extração de 90
a 95%; conteúdo mínimo de açúcar total no caldo de 14%; produção mínima de
álcool de 60 l/t biomassa; Período de Utilização Industrial (PUI) mínimo de 30
dias com extração mínima de açúcar total de 100 kg/t biomassa.
Masson et al. (2015) ao avaliarem sorgo sacarino e cana-de-açúcar
colhidos em abril no município de Jabuticabal - SP, constatou que de modo
geral o genótipo de sorgo sacarino CVSW80007, apresentou resultado inferior
aos da cana-de-açúcar RB966928, sólidos solúveis totais (19,23 21,20), pH
(4,86 5,20), Açúcar Redutores (3,34 0,96), Açúcar Redutores Totais (15,20
17,30) respectivamente, porém podem ser considerados potencialmente
satisfatórios para a produção de bioetanol, possibilitando a redução do período
de entressafra canavierira.
Segundo Mybelojardim (2011), o Brasil já ultrapassou os 12,000 ha-1 de
área plantada com o sorgo sacarino e já foram identificados híbridos comerciais
que apresentam capacidade produtiva superior a 80 t ha-1, os quais possuem
12% de açúcar e entre 11 e 15% de fibras, além da sua capacidade natural de
produção de grãos. Implantada há mais tempo e com programas de
melhoramento genético especifico a cana-de-açúcar tem produtividade média
de 90 t ha-1, entre 13 e 14% de açúcar e produz até 12% de fibra, neste âmbito
os números da produção de sorgo sacarino mostram ser muito promissores
tendo em vista a recente retomada dos seus estudos (Klink, 2010).
Atualmente, estima-se que de 3 a 5 empresas produzem sementes de
sorgo sacarino no Brasil, e já foram identificadas de 30 a 50 usinas de etanol
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com grande interesse de utilização do sorgo sacarino em complemento à canade-açúcar, em áreas de entressafra e de reforma de canaviais. Na safra
2011/12 (nov-dez/ mar-abr) foram plantados no país cerca de 20 mil hectares
de sorgo sacarino (Durães et al 2012).
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Dentre as alternativas para o aumento da produção de etanol o
sorgo sacarino tem se destaca por se adaptar as diferentes condições edáfo e
climática brasileiras, as características como sistema radicular eficiente, como
suculento com elevado nível de açúcar e rápido ciclo de produção tem levado a
retomada das pesquisas.
Merece
destaque
também
sua
adaptação
ao
complexo
sucroalcooleiro, pois seu período de semeadura e rápido ciclo de produção
favorece sua implantação nos períodos de renovação ou entressafra da canade-açúcar, este sinergismo pode ser visto também no período de pós-colheita,
onde se utiliza os mesmos equipamentos da moagem à destilação, o que
possibilita maior sustentabilidade econômica e operacionalidade de produção
das usinas produtoras de álcool.
A retomada das pesquisas e os resultados obtidos até o momento
apontam para um futuro promissor, a inserção de cultivares mais produtivas
juntamente com estudos de adaptabilidade e estabilidade podem proporcionar
uma maior oferta de matéria prima, tornando o setor mais sustentável
economicamente na produção do combustível.
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