Baratas inspiram inovações energéticas e industriais no Brasil
Grandes extensões de terra, especialmente no interior do estado de São Paulo, o mais rico do Brasil, são ocupadas pela monocultura da cana-de-açúcar, que se provou uma fonte de muitos produtos energéticos: etanol, bagaço para geração de energia térmica, biogás e, mais recentemente, etanol de segunda geração a partir do bagaço, utilizando enzimas e microrganismos para processar sua celulose. Imagem: Mario Osava / IPS
POR MARIO OSAVA
RIO DE JANEIRO – A solução está na natureza, segundo a biomimética. Para um grupo de cientistas brasileiros, isso aponta para a barata, ou melhor, para o seu sistema digestivo, que processa uma grande variedade de resíduos urbanos e agrícolas.
“As baratas, assim como os cupins, digerem muito bem a celulose, são muito eficientes no aproveitamento de resíduos vegetais e na extração de açúcar”, afirma Ednildo Machado, professor da Universidade Federal do Rio de Janeiro e biólogo com doutorado em química biológica.
Isso é vital em um país onde o etanol, derivado principalmente da cana-de-açúcar, é consumido em volume equivalente à gasolina. O processo de substituição começou com um programa nacional de produção de álcool, iniciado em 1975, após a primeira crise do petróleo, que quadruplicou seu preço em 1973.
“Desde 2005, o Brasil busca tecnologias para decompor biomassa e liberar açúcar para a produção de etanol de segunda geração… A barata é só o começo”: Marcos Buckeridge.
Uma parcela crescente da cana-de-açúcar foi utilizada para a produção de etanol, por meio da fermentação e da conversão de açúcares em biocombustível. O objetivo era reduzir a dependência do petróleo importado, que abastecia mais de 80% da demanda interna e aumentava a dívida externa do país.
Os benefícios ambientais já eram notados no ar das cidades, já que o etanol polui menos que a gasolina, mas no campo os problemas se multiplicavam, como as grandes áreas de monocultura de cana-de-açúcar, a fumaça das “queimadas” utilizadas para facilitar a colheita e os resíduos volumosos, como bagaço e vinhaça.
Muitos desses impactos ambientais foram superados com o aproveitamento de resíduos e a proibição de queimadas na maioria dos canaviais.
A barata, que geralmente provoca repulsa, senão fobia, é fonte de conhecimento, enzimas e processos digestivos que podem aumentar a produtividade do etanol de cana-de-açúcar, melhorar a eficiência das indústrias e gerar novos produtos, com benefícios econômicos e ambientais. Imagem: Ekamelev / Pixabay
Etanol de bagaço
“Desde 2005, o Brasil busca tecnologias para quebrar biomassa e liberar açúcar para a produção de etanol de segunda geração”, disse Marcos Buckeridge, pesquisador do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo.
Essa abordagem pode ser usada para aproveitar o bagaço da cana-de-açúcar e aumentar a produção de etanol em 40% sem aumentar a área cultivada, com benefícios econômicos, energéticos e ambientais, observou o biólogo especializado em bioenergia.
O etanol de segunda geração já está sendo produzido no Brasil, mas com tecnologia estrangeira e uso de microrganismos como fungos e bactérias.
“O conhecimento das enzimas e dos mecanismos bioquímicos da barata para digerir a celulose permitirá custos muito menores na produção de celulose a partir do bagaço”, disse Buckeridge à IPS por telefone, de São Paulo.
“A escolha do bagaço é operacional. É um material já disponível nas usinas de açúcar, o que economiza custos de transporte, mas pode ser estendido a outros resíduos urbanos e rurais, como milho, beterraba e cascas de frutas”, diz Ednildo Machado.
O bagaço já é usado como lenha, queimado em caldeiras de usinas de açúcar para gerar calor e eletricidade. Mas é “um processo de baixo valor agregado, uma das piores opções econômicas; o açúcar que pode ser extraído do bagaço é queimado”, disse Machado.
Sua pesquisa busca adaptar a eficiência digestiva da barata comum encontrada no lixo urbano, Periplaneta americana pelo seu nome científico, para extrair açúcar do bagaço e de outras fontes de celulose.
“A escolha do bagaço é operacional. É um material já disponível nas usinas de açúcar, o que economiza custos de transporte, mas pode ser estendido a outros resíduos urbanos e rurais, como milho, beterraba e cascas de frutas”, disse Machado à IPS no Rio de Janeiro.
O especialista e Buckeridge começaram a pesquisa conjunta em 2010, quando Buckeridge dirigia o laboratório de bioetanol no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais, em Campinas, cidade a 90 quilômetros de São Paulo.
Eles e outros 13 pesquisadores publicaram em julho o artigo Sugarcane bagasse Polysaccharides decomposition by the Cokroaches digestive system no periódico americano Bioenergy Research.
Uma usina de açúcar perto de Ribeirão Preto, capital da cana-de-açúcar, produzindo açúcar orgânico. Esse tipo de indústria, tradicional no Brasil, pode aumentar sua produção de etanol a partir do bagaço, que atualmente é usado como lenha, fonte de calor e eletricidade, o que pode aumentar significativamente seu valor agregado para o etanol de segunda geração. Imagem: Mario Osava / IPS
Além da barata
“A barata é só o começo”, afirma Buckeridge. Faz parte da biomimética, uma forma de conhecimento que “copia fórmulas e mecanismos da natureza”, desenvolvida ao longo de milênios. Com suas riquezas naturais, “o Brasil é uma mina de ouro” nessa área, enfatizou.
Além de enzimas de coquetel cada vez mais eficientes, isso poderia abrir caminho para transformações na indústria, que até agora dependia muito de metais e, portanto, de estruturas rígidas que podem “imitar o que acontece no sistema digestivo dos insetos, com seus movimentos peristálticos e materiais flexíveis”, e se tornar mais produtivas, previu ele.
“Os estudos também devem ser expandidos para fragmentos florestais dentro das cidades, para ver como ocorre a degradação da biomassa, sem a qual já estaríamos soterrados pela biomassa”, alertou.
A biologia sintética, que aplica princípios de engenharia à biologia, combinando as duas áreas, é outro caminho futuro, concluiu ele.
As baratas desenvolveram seu sistema digestivo em resposta ao “desafio químico de digerir resíduos, restos de plantas e outros insetos e animais, pele, pelos e celulose”. É semelhante ao cupim, que “degrada 90% da celulose em 48 horas, um feito que nenhum outro sistema biológico consegue alcançar”, comparou Machado.
Os mesmos componentes no solo levam um mês ou mais para se desenvolver, indicando que o ambiente interno do cupim (Cornitermes cumulans) determina o desempenho. Isso sugere que imitar a estrutura do intestino dos insetos é o melhor caminho para a indústria, concluiu.
Isso exige mais inteligência e mais investimento em ciência, escassos no Rio de Janeiro, lamentou. A produção de etanol de segunda geração exige cada vez mais enzimas, que representam cerca de um terço do seu custo de produção.
“Sempre haverá demanda por novas enzimas para melhorar seus coquetéis e criar ambientes mais favoráveis para suas funções”, observou o pesquisador.
A pesquisa também visa compreender melhor o papel dos insetos. Nas cidades, por exemplo, eles reduzem a quantidade de lixo orgânico e, consequentemente, os custos de coleta e descarte de lixo, que chegam a algo entre R$ 200 e R$ 400 por tonelada, observou Machado.
Um inseto pouco conhecido, o tenébrio (Tenebrio molitor), conhecido como bicho-da-farinha, é um produto que vale 200 reais por 100 gramas e é composto por 30% de gordura, que pode ser convertida em biodiesel, exemplificou.
Dos 70% restantes de seu corpo, 30% a 40% são proteínas que podem ser usadas na alimentação animal, e o restante serve como fertilizante. Em outras palavras, é um inseto que gera três produtos de alto valor, enfatizou.
Soma-se a isso o benefício ambiental: produzir uma tonelada de tenebrio consome um centésimo da água necessária para produzir uma tonelada de carne bovina, e isso é feito em uma área muito menor, concluiu Machado.
Artigo originalmente publicado na Inter Press Service.
É correspondente da IPS desde 1978, e está à frente da editoria Brasil desde 1980. Cobriu eventos e processos em todas as partes do país e ultimamente tem se dedicado a acompanhando os efeitos de grandes projetos de segurança, infraestrutura que refletem opções de desenvolvimento e integração na América Latina.