Pesquisa
estuda como as descargas elétricas geradas com o quarto estado da
matéria podem atuar na quebra da celulose, ação fundamental para o
desenvolvimento do etanol de segunda geração (divulgação)
Agência FAPESP – A atual
fronteira da obtenção do etanol está nas paredes celulares dos vegetais
formadas por um polímero difícil de ser quebrado: a celulose.
Desenvolver meios economicamente
viáveis para decompor a celulose é fundamental para o etanol de segunda
geração, que poderá aumentar a produção brasileira do biocombustível sem
ter que alterar a extensão das plantações.
Utilizar enzimas encontradas nos
aparelhos digestivos de cupins e de animais ruminantes é um modo de
decompor o polímero, assim como lançar mão de ácidos para provocar uma
quebra química da estrutura.
Uma equipe do Laboratório Nacional de
Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), em Campinas (SP), optou por
uma terceira rota para liberar açúcares da celulose: bombardeá-los com
cargas elétricas geradas por um plasma, gás ionizado considerado o
quarto estado da matéria.
O projeto, coordenado pelo pesquisador
Marco Aurélio Pinheiro Lima, do CTBE, tem apoio da FAPESP por meio da
modalidade Auxílio à Pesquisa – Projeto Temático.
A quebra é semelhante ao que ocorre na
rota enzimática, na qual as enzimas mudam cargas elétricas de lugar,
saturando uma ligação e provocando o seu rompimento. “Vamos tentar fazer
isso só que utilizando uma descarga elétrica”, disse Lima à Agência FAPESP.
Após a quebra, surgem espaços que são
preenchidos com pedaços das moléculas de água e o novo rearranjo forma
os açúcares. Para dar certo, o processo deve ser controlado e as quebras
executadas com cuidado para manter os açúcares intactos, pois são eles
que darão origem ao etanol por meio da fermentação.
A pesquisa deve também revelar outros
modos de se fazer álcool, podendo até mesmo pular a etapa da fermentação
por meio de uma combinação de parâmetros até então desconhecida.
“Quando se faz pesquisa é preciso estar aberto a descobertas
imprevisíveis, pois os resultados podem levar a novos horizontes”, disse
o pesquisador.
Algumas pistas para essa via de quebra
da celulose vieram de estudos sobre o tratamento do câncer. Foi
constatado nessas terapias que elétrons de baixa energia possuem uma
força muito grande para quebrar o DNA de células cancerosas.
“Uma cadeia de DNA lembra muito os
açúcares”, comparou Lima, ressaltando que os elétrons de baixa energia
podem ser obtidos dentro de um plasma com baixo custo.
Para o projeto foi escolhido um plasma
frio à pressão atmosférica, no lugar dos modelos de baixa pressão, os
mais comuns em laboratório. O motivo é desenvolver um meio que apresente
viabilidade econômica para ser aplicado no mercado.
“Nesse sentido, o plasma frio à pressão
atmosférica é mais barato e não exige tantos recursos para operar, como
o vácuo, por exemplo. Não podemos pensar em algo que seja usado somente
no laboratório, pois poderá ser uma máquina que atuará em uma escala
grande”, disse.
Mesmo assim, a equipe do CTBE também
pretende estudar os efeitos do plasma de baixa pressão e do plasma em
meio aquoso na quebra da celulose.
Os dados levantados ajudarão a obter
uma série de conhecimentos básicos sobre o processo de dissociação
desses polímeros e aprimorar processos para as biorrefinarias. “Essas
serão as usinas do futuro: sempre coladas a uma indústria química que
desenvolverá uma infinidade de produtos além do etanol e do açúcar”,
frisou Lima.
O projeto poderá levar ao controle do
ambiente de descarga de elétrons a ponto de o químico escolher
resultados desejados visando a obtenção de moléculas de valor comercial
mais interessante.
Outras biomassas
Os experimentos do Projeto Temático no
CTBE também poderão ser aplicados em outras rotas de quebra da celulose
ao dar pistas sobre como uma enzima ou um ácido atuam no processo.
Outra possibilidade é o surgimento de
um processo misto que associe rotas diferentes para a obtenção do
açúcar. Como a celulose tem uma estrutura fechada em pacotes, os
elétrons poderiam, por exemplo, desempacotar o polímero e prepará-lo
para um ataque enzimático ou químico.
Em todas essas perspectivas a pesquisa
esbarra em dois obstáculos fundamentais: a obtenção do controle do
processo e a viabilidade econômica da tecnologia a ser desenvolvida. Por
esse motivo o plasma deve ser barato e de baixa energia, a ponto de
compensar a produção do etanol.
“A obtenção do álcool celulósico é
conhecida e chegou a ser usada na Segunda Guerra Mundial. Ele só não
está no mercado até hoje por ser obtido por meio de um processo caro.
Por conta disso, tentamos baratear essa tecnologia e desenvolver novas
rotas”, disse Lima.
Apesar de estar voltado à
cana-de-açúcar, o projeto poderá resultar em tecnologias para a obtenção
de etanol a partir da celulose de outras espécies vegetais.
Com isso, estados brasileiros que estão
longe das plantações de cana-de-açúcar poderão produzir seu etanol a
partir de espécies vegetais de sua região e assim viabilizar o uso local
do combustível. “Pretendemos desenvolver tecnologias que possam ser
transferidas para outras biomassas de modo que o etanol se torne viável
em todo o país”, afirmou Lima.
O pesquisador aponta que a pesquisa
básica envolvida no Temático abrirá possibilidades que nem sequer são
imaginadas. “Mesmo que as descobertas não resultem em um processo
industrial, elas ensinarão muito sobre o modo como uma molécula é
quebrada”, ressaltou.
Nenhum comentário:
Postar um comentário