Novos mapas de rotas tecnológicas direcionam pesquisas com álcoois e ácidos de base biológica

A busca por processos sustentáveis, com menor demanda energética e menos agressivos ao meio ambiente, deve pautar a indústria química nos próximos dez anos na produção de álcoois e ácidos carboxílicos, matérias-primas de diversas indústrias. Essa foi uma das conclusões de um amplo estudo realizado pela Embrapa Agroenergia(DF) que gerou mapas de rotas tecnológicas para 20 tipos de álcool e 31 ácidos carboxílicos. Os principais dados estão disponíveis no site Observatório de Tendências de Combustíveis e Bioprodutos.

A partir de diferentes fontes como notícias, patentes, publicações científicas e entrevistas com profissionais da área, o trabalho procurou traçar um panorama do setor no curto, médio e longo prazos e antecipar o mercado. “O estudo também mapeou as principais fontes de matérias-primas, os processos tecnológicos, as possíveis áreas de aplicação no mercado e as empresas que já trabalham com esses materiais”, conta a analista Melissa Braga, da Embrapa, responsável pelo trabalho que contou com financiamento da Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP-DF).

Os mapas de rotas tecnológicas (ou Technology Roadmapping Method – TRM) são ferramentas de inteligência estratégica amplamente empregadas no meio corporativo com fins de planejamento e, no caso da Embrapa, procuram consolidar informações contidas em diferentes fontes e orientar os trabalhos de pesquisa, alinhando-os às tendências e demandas do mercado.

“A Embrapa Agroenergia realiza monitoramento sistemático da evolução de alguns temas relacionados à agregação de valor à biomassa lignocelulósica,” informa Braga, ao ressaltar que a escolha dos primeiros temas, álcoois e ácidos carboxílicos, teve como ponto de partida o mapa estratégico de atuação da Embrapa Agroenergia. Para traçar os mapas, a equipe optou por utilizar um método prospectivo semiquantitativo para identificar e hierarquizar as tecnologias emergentes, nos horizontes de curto, médio e longo prazos. 

“O trabalho executado pela equipe vai auxiliar a gestão a montar as estratégias e direcionar as pesquisas para futuros prováveis”, declara a pesquisadora Mônica Damaso, responsável pelo Observatório de Tendências em Biocombustíveis e Bioprodutos (OTBB) da Embrapa Agroenergia. Damaso informa que esses cenários estão alinhados à chamada bioeconomia, o conjunto de atividades econômicas nas quais a biotecnologia contribui centralmente para a produção primária e a indústria. 

Essa definição é da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE). “O roadmap é uma espécie de guia que ajuda as equipes a traçarem os caminhos mais eficientes e lucrativos para a empresa. É uma ferramenta visual utilizada por empresas de todos os portes e segmentos para direcionar novos projetos”, complementa Damaso.

De acordo com Bruno Laviola, chefe de Pesquisa e Desenvolvimento da Embrapa Agroenergia, as informações obtidas vêm sendo utilizadas na gestão da programação de projetos focados na geração de tecnologias competitivas, dentro de um ambiente que tem a inovação como premissa fundamental. Além disso, esses estudos são usados na elaboração dos compromissos que compõem a Agenda Institucional e na definição das entregas de curto, médio e longo prazo de insumos de base renovável para a agroindústria brasileira.

Novos processos

“A busca por processos sustentáveis, de menor demanda energética e menos agressivos ao meio ambiente, os chamados ‘processos biotecnológicos’, volta a ser alvo de pesquisas como rota alternativa para a obtenção de produtos bio. Soma-se a esse fator a rápida evolução da biotecnologia, que amplia as possibilidades de novos produtos oriundos da bioconversão ou que reexamina bioprocessos abandonados, em busca da viabilidade econômica de produtos com interesse comercial”, explica Braga.

O resultado do trabalho prospectivo mostrou que a bioconversão (processos fermentativos ou enzimáticos) deverá ser responsável pela conversão mais eficiente das matérias-primas em álcoois e ácidos úteis para o mercado, de forma mais seletiva e ambientalmente favorável. 

 Roadmaps Álcoois e Ácidos 

A equipe da Embrapa elaborou dois mapas de rotas tecnológicas: um para álcoois e outro para ácidos carboxílicos. Ambos são compostos de uso amplo no segmento de alimentos, bebidas e cosméticos, e também podem ser combinados com outros compostos para uso em diversos produtos químicos. 

Para ambos os mapas, foi traçado o direcionamento tecnológico dos principais produtos, matérias-primas e processos para os mercados de solventes, polímeros, tintas e revestimentos, cosméticos e higiene pessoal, fármacos, alimentos e bebidas.

Álcoois de base biológica

Os álcoois são compostos versáteis, com ampla utilização em uma série de segmentos industriais, tais como combustíveis, solventes, intermediários químicos e alimentos. Atualmente, apenas uma fração dos álcoois pode ser considerada de base biológica, porém a sua diversidade de aplicações industriais, a crescente demanda por energia e autossuficiência energética, somadas aos benefícios ambientais associados à substituição ou redução do uso da gasolina, têm impulsionado o desenvolvimento dessa classe de compostos.

O mapa de rota tecnológica apontou que há inúmeros álcoois passíveis de serem obtidos a partir de matérias-primas renováveis por diferentes processos, porém 20 álcoois foram considerados mais relevantes sob os aspectos técnico e comercial, sendo que aqueles com processos de bioconversão industrial já estabelecidos obtiveram o maior número e importância de iniciativas projetadas para curto, médio e longo prazos.

“Essa renovação tecnológica acontecerá na diversificação de matérias-primas e na modificação genética de microrganismos, especialmente para a produção dos álcoois etanol, dióis e xilitol”, aponta Braga. 

 Ácidos carboxílicos

Os ácidos carboxílicos são comuns no setor alimentício, porém destacam-se como intermediários na indústria química, atuando como precursores de polímeros, fármacos e outros produtos economicamente importantes.

 O estudo sobre ácidos foi tema da tese de doutorado “Análise de futuro dos ácidos carboxílicos de base biológica: uma abordagem semiquantitativa para o mapeamento tecnológico”, defendida pela analista Melissa Braga em 2021 junto à Universidade de Brasília (UnB). 

“Os resultados demonstraram que a produção de ácidos carboxílicos a partir de fontes renováveis de matéria-prima é um campo tecnológico bastante dinâmico, em consequência do intenso fluxo de atores, e ao mesmo tempo frágil, diante da concorrência com os petroquímicos”, explica a coordenadora do estudo.

O estudo apontou que há 31 ácidos carboxílicos considerados mais relevantes sob os aspectos técnico e comercial. Destes, os ácidos com processos de bioconversão industriais já estabelecidos, como o lático, o succínico e o cítrico foram apontados como os mais promissores, devido ao histórico bem-sucedido de processos, somado às perspectivas de surgimento de novos mercados. De acordo com Braga, esses ácidos deverão ser responsáveis pelo maior número de transformações tecnológicas a curto, médio e longo prazos. 

Roadmaps disponíveis em site

A consolidação e comunicação dos principais resultados obtidos a partir dos Mapas de Rotas Tecnológicas para alcoóis e ácidos já estão disponíveis no site do Observatório de Tendências em Biocombustíveis e Bioprodutos. 

“Entre os anos de 2018 a 2020, a equipe do Setor de Prospecção e Avaliação de Tecnologias (SPAT) realizou um trabalho pioneiro na Embrapa, combinando diferentes métodos prospectivos em inteligência estratégica, em prol da identificação dos rumos científicos e tecnológicos dos ácidos carboxílicos e alcoóis de base biológica. Os resultados desses trabalhos serão agora disponibilizados para o público externo por meio de um novo site interativo, em formato que permite integrar graficamente os componentes de mercado, produto e tecnologia no escopo temporal definido”, explica  Alexandre Alonso, chefe-geral da Embrapa Agroenergia. 

Com o auxílio das áreas de Comunicação e Tecnologia da Informação da Embrapa Agroenergia, o designer gráfico Leandro Lôbo construiu o novo site com painéis visuais interativos e infográficos contendo os principais resultados dos estudos prospectivos gerados para a inteligência estratégica da Unidade.

“Acreditamos que o novo formato irá facilitar a navegação do público e o acesso das empresas e demais interessados a todas as informações disponibilizadas pelo estudo”, destaca Lôbo. A página traz, ainda, uma lista com as principais publicações científicas da Embrapa Agroenergia, inclusive sobre a temática ácidos e alcoóis.

O trabalho de prospecção feito pelo OTBB contribui para o cumprimento dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) números 7 e 9, que visam garantir a todos o acesso à energia barata, confiável, sustentável e renovável (por meio dos biocombustíveis), bem como promover a industrialização inclusiva e sustentável. 

Os 17 ODS foram estabelecidos pela Organização das Nações Unidas (ONU) em 2015 e compõem uma agenda mundial para a construção e implementação de políticas públicas que visam guiar a humanidade até 2030. Essas ações contam com o apoio da Embrapa para que sejam alcançadas. 

Um mapa para o biogás

A equipe do Observatório de Tendências em Biocombustíveis e Bioprodutos da Embrapa Agroenergia já está fazendo um mapeamento sobre a situação da produção de biogás no Brasil. Estão sendo feitas entrevistas com especialistas da iniciativa pública e privada, docentes, pesquisadores e gestores que têm envolvimento na pesquisa, desenvolvimento ou produção de biogás no território brasileiro.

De acordo com Braga, que também coordena esse trabalho, “o objetivo é identificar gargalos e oportunidades para os quais a Embrapa poderá contribuir, com o intuito de ampliar e difundir o uso da biodigestão no território brasileiro, especialmente no sentido de agregar valor aos resíduos ou coprodutos da agroindústria/agricultura e resíduos urbanos/domésticos”. 

Até o momento já foram entrevistados cerca de 30 profissionais. A conclusão da pesquisa está prevista para dezembro de 2022 e, em 2023, os dados serão consolidados e priorizados para a construção de um mapa de rota tecnológica com o tema biogás.