ações e resultados | 2013

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Características gerais, ações e resultados de pesquisa obtidos pelo CTBE.

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Page 1: Ações e Resultados | 2013

1

Page 2: Ações e Resultados | 2013

2

Para o diretor do

CTBE, Carlos

Alberto Labate, os

resultados expres-

sivos alcançados

pelo Laboratório em

2013 se devem à

combinação vitoriosa

HQWUH�SUR´VVLRQDLV�

com experiência em

bioenergia e jovens

pesquisadores com

vontade de produzir.

Page 3: Ações e Resultados | 2013

3

instalação e sua aptidão para gran-

des iniciativas de escalonamento na

área de etanol e química verde.

Outro projeto a avançar foi o

de mecanização de baixo impacto

na cultura de cana-de-açúcar. Com

o objetivo de aumentar a produti-

vidade e reduzir a compactação

do solo e os custos com plantio

e colheita, protótipos da máquina

base e das frentes de colheita da

Estrutura de Tráfego Controlado

(ETC) entraram em fase de testes.

Estudos de agricultura de precisão

complementam o projeto.

Também foram iniciados em

2013 trabalhos em parceria com

grandes empresas do setor sucro-

energético e químico, muitos deles

com o apoio do BNDES. Essa é uma

tendência a ser ampliada em 2014.

O próximo ano também servirá para

aproximar o CTBE do setor privado

e de grandes institutos de pesquisa

do Brasil nas áreas de biomassa e

bioenergia, com o intuito de unir es-

forços em prol da resolução de gar-

JDORV�FLHQWt´FRV�H�WHFQROyJLFRV�

Carlos Alberto Labate

O sucesso do CTBE se deve, em

grande medida, a uma combinação

perfeita entre experiência e jovens

talentos. Se de um lado temos uma

infraestrutura de excelência para o

escalonamento de tecnologias de

produção de etanol e compostos

derivados da biomassa, do outro

YHPRV�SUR´VVLRQDLV�H[SHULHQWHV�HP�

bioenergia orientando a energia de

jovens pesquisadores com muita

vontade de produzir. Isso é um di-

ferencial ao se enfrentar problemas

complexos e multidisciplinares.

Minha chegada à direção do

CTBE, em janeiro de 2013, deu-se

em um momento importante para

o Laboratório. Findava-se o perío-

do de implantação e tinha início o

de operação. Grandes projetos de

P&D começavam a obter seus pri-

meiros resultados expressivos.

Foi o caso, por exemplo, da

Planta Piloto para Desenvolvimento

de Processos (PPDP). Pela primeira

vez, um processo biotecnológico

foi validado na PPDP durante sete

meses consecutivos, 24 horas por

dia, sete dias na semana. Isso mos-

trou o devido comissionamento da

mensagemdo diretor

Page 4: Ações e Resultados | 2013

4

Vista aérea do campus do CNPEM, em Campinas-SP, com projeção tridimensional da

nova fonte de luz Síncrotron (Sirius), em construção.

Page 5: Ações e Resultados | 2013

5

sobre o CTBE p. 07

em poucas palavras p. 09

nossa história p. 10

instalações de c&t p. 13

pesquisa interna p. 17

destaques de pesquisa p. 21

publicações selecionadas p. 28

SUR´VVLRQDLV�� � � S����

inovação p. 37

eventos e programas

para estudantes p. 41

2013 em duas páginas p. 44

sumário

O CNPEM

O Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) é uma RUJDQL]DomR�VRFLDO�TXDOL FDGD�SHOR�0LQLVWpULR�GD�&LrQFLD��7HFQRORJLD�H� ,QRYD-omR��0&7,���/RFDOL]DGR�HP�&DPSLQDV�63��SRVVXL�TXDWUR�ODERUDWyULRV�UHIHUrQFLDV�PXQGLDLV�H�DEHUWRV�j�FRPXQLGDGH�FLHQWt FD�H�HPSUHVDULDO��2�/DERUDWyULR�1DFLR-nal de Luz Síncrotron (LNLS) opera a única fonte de luz Síncrotron da América Latina para análises de materiais; o de Biociências (LNBio) desenvolve pesquisas de fronteira na área, com foco em biotecnologia e fármacos; o de Ciência e Tec-nologia do Bioetanol (CTBE) investiga novas tecnologias para a produção de bioenergia; e o Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano) realiza pes-quisas com materiais avançados, de grande potencial econômico para o Brasil.

Tais laboratórios desenvolvem projetos próprios de pesquisa e participam da agenda transversal coordenada pelo CNPEM, que articula instalações e com-SHWrQFLDV�FLHQWt FDV�HP�WRUQR�GH�WHPDV�HVWUDWpJLFRV�

Page 6: Ações e Resultados | 2013

6

Fachada do edifício

principal do CTBE,

Laboratório criado

com o intuito de

contribuir para a

competitividade bra-

sileira na produção

e conversão indus-

trial de biomassas

em combustíveis e

outros compostos de

alto valor agregado.

Page 7: Ações e Resultados | 2013

7

nica, econômica, ambiental e so-

cial de rotas de aproveitamento de

biomassas também está disponível

ao setor sucroenergético.

Um dos grandes diferenciais do

CTBE é a Planta Piloto para Desen-

volvimento de Processos (PPDP).

Este ambiente singular no Brasil

permite o escalonamento de pro-

cessos (escala semi-industrial – 300

litros) de conversão de biomassa

em etanol celulósico e outros pro-

dutos ligados à bioeconomia.

Já a agenda de pesquisa inter-

na do Laboratório está dedicada

às áreas agrícola, industrial, avalia-

ção tecnológica, sustentabilidade

e pesquisa básica do ciclo biomas-

sa/bioprodutos, em sintonia com

as necessidades do mercado.

VisãoSer um Laboratório Nacional

de excelência em pesquisa, desen-

volvimento, inovação e transferên-

cia de tecnologia nas áreas de bio-

massas e bioenergia.

O Laboratório Nacional de Ci-

ência e Tecnologia do Bioetanol

(CTBE) realiza P&D de excelência

na área de bioenergia. O objetivo

do Laboratório é contribuir para a

competitividade brasileira na pro-

dução e conversão industrial de

biomassas em combustíveis (1ª e 2ª

geração), eletricidade e compostos

derivados da química verde.

No CTBE, usuários do Brasil

e do exterior dispõem de instala-

o}HV� VR´VWLFDGDV�� LQVWUXPHQWDomR�

H� VXSRUWH� FLHQWt´FR� H� WpFQLFR� HP�

projetos relacionados à produção,

caracterização e processamento

de biomassas e derivados, assim

como em estudos de biologia fun-

cional, biotecnologia e biofísica.

Uma plataforma de avaliação téc-

MissãoContribuir para o avanço do

FRQKHFLPHQWR�FLHQWt´FR�H�WHFQROy-

gico na produção, uso e conversão

de biomassas em energia e mate-

riais, por meio de pesquisa, desen-

volvimento, inovação e capacita-

ção de pessoal.

sobre o CTBE

Page 8: Ações e Resultados | 2013

8

Eventos: Networkinge Disseminaçãode Resultados

Pesquisa em todoo Ciclo Produtivo deBiomassa/bioprodutos

Escalonamento deProcessos em Bioenergia

Capital Humano ePublicações de Qualidade

Patentes e Parcerias“Ganha-ganha” comSetor Produtivo

Page 9: Ações e Resultados | 2013

9

uma mecanização de baixo im-

pacto na cultura de cana, com o

desenvolvimento de maquinários

que devem reduzir em 80% o trá-

fego sobre o canavial, além de

preservar nutrientes do solo e eco-

nomizar combustível.

• Detém uma plataforma de

avaliação técnica, econômica, am-

biental e social de rotas de apro-

veitamento de biomassas chama-

GD�%LRUUH´QDULD�9LUWXDO�GH�&DQD�

• Encerrou o ano de 2013 com

����SUR´VVLRQDLV�� VHQGR� ���SHVTXLVD-

GRUHV� H� ��� FRQVXOWRUHV� FLHQWt´FRV�GH�

renomadas instituições de pesquisa.

• Publicou mais de 230 artigos

em periódicos indexados e 18 pa-

tentes desde 2008.

• Firmou 13 acordos de cola-

boração com empresas do Brasil e

do exterior em 2013.

��3URPRYH�HYHQWRV�FLHQWt´FRV�

expoentes na área, com destaque

para os worskshops anuais Second

Generation Bioethanol: Enzymatic

Hydrolysis e Sugarcane Physiolo-

gy for Agronomic Applications.

Conheça as principais carac-

terísticas e resultados do CTBE:

• Desenvolve pesquisa e ino-

vação de nível internacional na

área de biomassa para a produção

de energia, principalmente etanol

de cana-de-açúcar.

• Possui cinco divisões de pes-

quisa: Produção de Biomassa; Pro-

cessamento de Biomassa; Biologia

Funcional, Biotecnologia e Biofísi-

ca; Avaliação Integrada de Biorre-

´QDULDV�H��$YDOLDomR�GD�6XVWHQWDEL-

lidade da Produção de Biomassa e

Bioenergia.

• Abriga três edifícios (9.000

m2 de área construída): o principal,

que engloba laboratórios e salas

dos pesquisadores, Planta Piloto

para Desenvolvimento de Proces-

sos (PPDP) e Laboratório de Pro-

tótipos Agrícolas (LPA).

• Destaca-se pela infraestrutu-

ra de escalonamento de tecnolo-

gias, com o objetivo de transferir

processos da bancada de labora-

tório para o setor produtivo.

• Trabalha na implantação de

em poucas palavras

Page 10: Ações e Resultados | 2013

10

2005Desenvolvimento da Fase 1 do

Projeto Etanol, cujas conclusões

serviram de base para as divisões e

os projetos de pesquisa do CTBE.

O estudo foi coordenado pelo

físico Rogério Cezar de Cerqueira

Leite (Unicamp) e contou com

FHUFD�GH����SUR �VVLRQDLV�GH�

diferentes instituições.

nossa história

Novembro de 2008,QtFLR�GD�FRQVWUXomR�GDV�

instalações de P&D do

Laboratório, em Campinas-SP.

Os três edifícios construídos

totalizam cerca de 9.000 m2,

dentro do campus do CNPEM.

Fevereiro de 2009Realização do primeiro workshop

de avaliação das divisões de

pesquisa do CTBE. Até agosto

de 2010, representantes das

comunidades acadêmica e

industrial participaram, em

GLIHUHQWHV�PRPHQWRV��GD�GH �QLomR�

dos temas e objetivos de pesquisa

das cinco divisões.

FHUFD�GH����SUR �VVLRQDLV�GH�

diferentes instituições.

Novembro de 2008,QtFLR�GD�FRQVWUXomR�GDV�

instalações de P&D do

Laboratório, em Campinas-SP.

Os três edifícios construídos

totalizam cerca de 9.000 m2,

dos temas e objetivos de pesquisa

das cinco divisões.

Page 11: Ações e Resultados | 2013

11

Agosto de 2013Finalização do escalonamento do

primeiro processo biotecnológico

na Planta Piloto que fez com que

biorreatores e demais utilidades

�FDVVHP�HP�IXQFLRQDPHQWR�

ininterrupto durante sete

meses, atestando o adequado

comissionamento da instalação.

22 de Janeiro de 2010,QDXJXUDomR�GR�&7%(��TXH�FRQWRX�

com a presença do ex-presidente

GR�%UDVLO��/XL]�,QiFLR�/XOD�GD�6LOYD��

e outras autoridades regionais e

nacionais. A cerimônia também

celebrou a assinatura das três

SULPHLUDV�SDUFHULDV� �UPDGDV�FRP�

o Laboratório.

Maio de 2011Assinatura do convênio com o

BNDES (linha Funtec) que prevê o

investimento de R$ 16 milhões em

cinco anos para a implantação de

um sistema de mecanização de

baixo impacto na cultura de

cana-de-açúcar.

comissionamento da instalação.o Laboratório.

Maio de 2011Assinatura do convênio com o

BNDES (linha Funtec) que prevê o

investimento de R$ 16 milhões em

cinco anos para a implantação de

um sistema de mecanização de

Page 12: Ações e Resultados | 2013

12

Reator de hidrólise

da biomassa, em

escala laboratorial.

Nele é testada a

H´FiFLD�GH�FR-

quetéis enzimáticos

desenvolvidos para

uso industrial na

produção de etanol

de 2a geração.

Page 13: Ações e Resultados | 2013

13

Microorganismos e Metabólitos; Hi-

drólise Enzimática do Material Lig-

QRFHOXOyVLFR��6HSDUDomR�H�3XUL´FD-

ção; Fermentação Alcoólica.

Laboratório deProtótipos Agrícolas (LPA)Nele são desenvolvidos os ma-

quinários necessários à implanta-

ção do sistema de mecanização de

baixo impacto na cultura de cana-

-de-açúcar do CTBE. Esse projeto

visa reduzir o tráfego de máquinas

sobre os canaviais e aumentar a

qualidade do solo e a produtivida-

de da cana. Para tal, desenvolve-se

no LPA uma Estrutura de Tráfego

Controlado (ETC), no qual os pri-

meiros protótipos da sua máquina

base e frentes de colheita foram

testados em campo em 2013.

Laboratórios deDesenvolvimento deProcessos (LDP)O LDP é equipado com diversos

reatores capazes de processar a bio-

massa lignocelulósica e seus derivados

para a conversão em etanol celulósico,

intermediários químicos e outros produ-

2� &7%(� SRVVXL� XPD� VR´VWL-

cada infraestrutura de ciência e

tecnologia na área de biomassa e

bioenergia. Seu grande diferencial

é a possibilidade de se escalonar

processos, simulando a realidade

industrial.

Conheça os Laboratórios e a

Planta Piloto do CTBE:

Planta Piloto paraDesenvolvimento deProcessos (PPDP)3UR´VVLRQDLV� XWLOL]DP� D� 33'3�

SDUD� YHUL´FDU� H� GHPRQVWUDU�� HP�

escala semi-industrial (300 l), ro-

bustez e estabilidade de rotas tec-

nológicas de produção de etanol

e outros compostos derivados da

biomassa. Ela possibilita validar in-

dicadores tecno-econômicos e de

sustentabilidade de processos, o

que minimiza riscos, prevê garga-

los e otimiza processos e estimati-

vas de investimento. Seis módulos

independentes e automatizados

compõem a PPDP: Tratamento Físi-

co do Bagaço de Cana; Tratamento

Físico-químico do Bagaço de Cana;

Bioprocessos para a Produção de

instalações de c&t

Page 14: Ações e Resultados | 2013

14

ve processos biotecnológicos liga-

dos à produção de etanol (1G e 2G)

e outros produtos de interesse in-

dustrial a partir da cana-de-açúcar.

As facilities de cultivo microbiano

e fermentação são equipadas com

biorreatores de diferentes escalas

de trabalho (500 ml, 3 litros e 20 li-

tros), munidos de sondas de moni-

toramento on-line de importantes

parâmetros de cultivo. Contempla

também equipamentos acessó-

rios para o acompanhamento de

bioprocessos como centrífugas,

FDELQHV� GH� µX[R� ODPLQDU�� HVWXIDV�

microbiológicas etc. Os laborató-

ULRV� DSUHVHQWDP� R� FHUWL´FDGR� GH�

qualidade em biossegurança, per-

mitindo a realização de pesquisa

e desenvolvimento de processos

com organismos geneticamente

PRGL´FDGRV�GD�FODVVH�GH�ULVFR���

tos. Ampla gama de processos físico-

-químicos são estudados, com vistas à

validação de processos e ao desenvolvi-

mento de novas rotas com perspectivas

de transferência de tecnologia.

O LDP também abriga a Central

Analítica para Biomassa e Derivados do

CTBE que realiza, como rotina, diversos

protocolos analíticos aplicados às cor-

rentes de processamento de biomassa.

Compõem o LDP os seguintes la-

boratórios: Fracionamento e Moagem;

Pré-tratamento; Análises Físico-Químicas;

Cromatografia Líquida; Análises no Esta-

do Sólido; Espectroscopia e Análise Ele-

mentar; Cromatografia Gasosa e Resso-

nância Magnética Nuclear.

Laboratórios deDesenvolvimento deBioprocessos (LDB)No LDB se estuda e desenvol-

,PDJHP�SDQRUkPLFD�GD�3ODQWD�3LORWR�SDUD�'HVHQYROYLPHQWR�GH�3URFHVVRV��33'3��GR�&7%(��XWL-

lizada para o escalonamento de rotas tecnológicas de produção de etanol e outros compostos

derivados da biomassa.

Page 15: Ações e Resultados | 2013

15

cular, empregam-se abordagens

como genômica funcional, metage-

nômica, transcriptômica, proteômi-

ca, biologia de sistemas, engenharia

genética e metabólica para a bio-

prospecção de microrganismos e

enzimas e para a compreensão dos

mecanismos moleculares envolvi-

dos na conversão da biomassa ve-

getal por sistemas enzimáticos. En-

genharia molecular é utilizada para

melhorar a performance catalítica

de enzimas caracterizadas.

Integram o complexo os la-

boratórios de: Metabolômica; Cul-

tivo de Microrganismos; Análises

em Alto Desempenho; Análises

de Macromoléculas; Microscopia;

Sequenciamento de Ácidos Nu-

cleicos; Biossegurança Nível II; Fi-

VLRORJLD�9HJHWDO�� %LRORJLD�&RPSX-

tacional e E-Science.

Os seguintes laboratórios

compõem o LDB: Biossíntese de

Hidrolases Fúngicas; Biossíntese

de Hidrolases Bacterianas; Fer-

mentação Alcoólica; Instrumen-

tação e Monitoramento de Bio-

processos; Usuário Industrial I e

II; Pesquisa Aplicada para Usuário

Institucional.

Laboratórios de BiologiaFuncional, Biotecnologiae Biofísica(VWXGRV� GH� ´VLRORJLD� YHJHWDO�

analisam a relação entre fotossín-

tese e acúmulo de biomassa, ava-

liação de potencial hídrico, entre

outros. Destacam-se nesse con-

WH[WR��HTXLSDPHQWRV�FRPR�R�µXR-

rômetro Dual-PAM-100 e a câmara

tipo Scholander.

Já na área de biologia mole-

Page 16: Ações e Resultados | 2013

16

• mecanização de baixo impacto • agricultura conservacionista• técnicas de agricultura de precisão • manejo de nutrientes e resíduos agroindustriais ��´VLRORJLD�GD�SURGXomR�GH�FDQD�GH�Do~FDU

• avaliação das emissões de gases de efeito estufa• impactos diretos e indiretos da mudança no uso da terra• estoque de carbono no solo e emissões gasosas• avaliação dos impactos socioeconômicos• uso de água e impactos sobre os recursos hídricos• geoprocessamento e sensoriamento remoto• análise integrada da sustentabilidade

• pré-tratamento da biomassa lignocelulósica• conversão de biomassas em produtos industriais• fracionamento e caracterização de biomassas e seus derivados• ciência e engenharia de bioprocessos • biotecnologia industrial para conversão de biomassas• ciência e engenharia de reatores químicos e bioquímicos• validação e ampliação de escala de processos

��´VLRORJLD�PROHFXODU�GH�SODQWDV• microbiologia e biotecnologia aplicada• ferramentas analíticas para biomassa e derivados• biologia computacional e de sistemas• produção de enzimas e hidrólise do material lignocelulósico

• avaliação dos impactos de novas tecnologias em bioenergia��RWLPL]DomR�GH�FRQFHLWRV�H�SURFHVVRV�HP�ELRUUH´QDULDV• matriz insumo-produto• análise de ciclo de vida

Page 17: Ações e Resultados | 2013

17

em Processos de Plantio e Colhei-

ta com Tráfego Reduzido; Desen-

volvimento e Manejo Localizado

de Agroquímicos e Resíduos In-

dustriais; Plantio Direto e Agricul-

tura de Baixo Carbono.

Processamento de BiomassaRealiza PD&I orientada à con-

versão de biomassa em combus-

tíveis, novos materiais, e compos-

tos químicos para diversos setores

industriais. Isso se dá por meio do

uso de engenharia bioquímica, me-

tabólica e de bioprocessos; catáli-

ses químicas e biológicas; downs-

tream, separações físico-químicas;

entre outras técnicas que passam

por provas de conceito em escala

laboratorial e piloto.

Um dos diferenciais do grupo

é a Planta Piloto para Desenvolvi-

mento de Processos do CTBE uti-

lizada para escalonar tecnologias

(scale up e down���2V�SUR´VVLRQDLV�

desenvolvem ainda metodologias

para a caracterização de biomas-

sas e seus derivados e projetos

conceituais de processos ligados

à conversão de biomassas.

A agenda interna de investiga-

omR�FLHQWt´FD�H�WHFQROyJLFD�GR�&7%(�

ocorre em suas cinco divisões de

pesquisa, voltadas ao principais gar-

galos do ciclo produtivo de biomas-

sa/bioenergia. Conheça os objetivos

de estudos de cada divisão:

Produção de BiomassaDesenvolve processos e soluções

focados na evolução dos aspectos

econômicos e ambientais da mecani-

zação agrícola de cana-de-açúcar, com

ênfase nos custos de produção, con-

servação do solo e qualidade da maté-

ria-prima e das operações.

O CTBE desenvolve uma Estru-

tura de Tráfego Controlado (ETC)

que objetiva reduzir em 80% a inci-

dência de tráfego sobre o canavial,

preservando os nutrientes do solo e

economizando combustível. Já um

processo alternativo de colheita, in-

corporado a três protótipos em teste,

almeja reduzir em 50% os custos de

operação. Outros projetos do grupo

envolvem plantio e adubação de pre-

cisão e estudos sobre cobertura do

solo com palha de cana.

Grupos de Pesquisa: Inovação

pesquisa interna

Page 18: Ações e Resultados | 2013

18

IRPHQWR�GH´QDP�SULRULGDGHV�GH�HV-

tudo e de desenvolvimento, avaliem

o sucesso de projetos e planejem o

investimento em novas tecnologias.

Grupos de Pesquisa: Construção

GD�%9&��,QRYDomR�HP�%LRUUH´QDULD�

Sustentabilidade da Produção de Biomassa e BioenergiaAvalia a sustentabilidade do atu-

al processo produtivo, considerando

as alterações em curso. Tal análise

contempla também as inovações

tecnológicas, principalmente as pro-

venientes de contribuições do CTBE

nas etapas agrícola e industrial, e a

expansão do setor canavieiro.

As atividades de pesquisa da

equipe possuem uma abordagem

integrada, que explora as sinergias

Grupos de Pesquisa: Biopro-

cessos Aplicados; Processos Físicos

e Químicos de Biomassa; Escalona-

mento de Processos de Biomassa.

Avaliação IntegradaGH�%LRUUH´QDULDVTrabalha no desenvolvimento

de uma ferramenta de simulação

computacional chamada Biorre-

´QDULD� 9LUWXDO� GH� &DQD�GH�Do~FDU�

�%9&���$�%9&�DYDOLD� WHFQLFDPHQWH�

e nos três eixos de atuação da sus-

tentabilidade (econômico, ambien-

tal e social) a integração de novas

tecnologias em toda a cadeia pro-

dutiva de cana-de-açúcar.

2V�GDGRV�JHUDGRV�SHOD�%9&�SR-

dem contribuir para que empresas,

governos e instituições de pesquisa e

(VSHFWU{PHWUR�GH�0DVVDV�SRU�7HPSR�GH�9{R�$FRSODGR�DR�6LVWHPD�GH�&URPDWRJUD´D�*DVRVD�

�*&�72)�06���,GHQWL´FD�PHWDEyOLWRV�SULPiULRV�SUHVHQWHV�HP�WHFLGRV�YHJHWDLV��

Page 19: Ações e Resultados | 2013

19

conversão em combustíveis líqui-

dos, materiais, insumos químicos

e outros bioprodutos de alto valor

agregado. Para isso, utiliza pesqui-

VD�FLHQWt´FD�IXQGDPHQWDGD�HP�ELR-

logia de sistemas, computacional

e sintética; engenharia genética e

metabólica e ferramentas analíticas

avançadas. Tais abordagens visam

o desenvolvimento, aprimoramento

e difusão de tecnologias aplicáveis à

pesquisa acadêmica e ao mercado.

Grupos de Pesquisa: Biotec-

nologia de Enzimas; Microbiologia

e Engenharia Metabólica; Biologia

Funcional e Molecular de Plan-

tas; Biofísica e Métodos Analíticos

para Biomassa e Derivados; Biolo-

gia de Sistemas, Computacional e

Bioinformática.

entre diferentes aspectos de sus-

tentabilidade. Essa abordagem é

baseada em um banco de dados

georreferenciado que possibilita a

integração de informações em áre-

as como avaliação das emissões de

gases do efeito estufa (GEE); im-

pactos da mudança no uso da terra

e no estoque de carbono no solo,

recursos hídricos, entre outros.

Grupos de Pesquisa: Avalia-

ção de Impactos Ambientais; Ava-

liação de Impactos Socioeconômi-

cos; Geotecnologia Aplicada.

Biologia Funcional,Biotecnologia e BiofísicaTem por objetivo desvendar os

mecanismos de produção e cresci-

mento da planta, assim como a sua

,PDJHP�PLFURVFySLFD�GR�FRUWH�WUDQVYHUVDO�GR�FROPR�GD�FDQD�GH�Do~FDU��8P�PDLRU�FRQKHFLPHQWR�

dessa estrutura molecular pode trazer grandes benefícios às pesquisas sobre etanol celulósico.

Page 20: Ações e Resultados | 2013

20

O CTBE desenvolve

pesquisa nas áreas

agrícola, industrial,

avaliação tecnológi-

ca, sustentabilidade

e pesquisa básica

do ciclo biomassa/

bioprodutos, seja de

forma independente

ou em parceria com

as princiaps empre-

sas e instituições de

pesquisa do setor.

Page 21: Ações e Resultados | 2013

21

canavial, pesquisadores do CTBE

isolaram duas novas enzimas, uma

celulase (CelE1) e uma xilanase

(SCXyl).

A celulase CelE1 possui do-

mínio conservado da família 5 de

glicosil hidrolases e um domínio

de ligação a carboidratos, que não

apresentou identidade de sequ-

ência com domínios conservados

conhecidos, o que sugere ser o

membro de uma nova família de

CBMs. A xilanase SCXyl (repre-

sentante da família 10 de glicosil

hidrolases), apresentou preferên-

cia em hidrolisar cadeias de xilana

QmR� UDPL´FDGDV�� EHP� FRPR� SR-

tencial para produzir xilo-oligossa-

carídeos, com potencial aplicação

industrial a partir de biomassa lig-

nocelulósica.

Saiba Mais:

ALVAREZ, T. M. et al. Development and Biotechnological Application of a No-YHO� (QGR[\ODQDVH� )DPLO\� *+��� ,GHQWL´HG�from Sugarcane Soil Metagenome. PLoS ONE, v. 8, n. 7, 2013.

Os estudos científicos e de

desenvolvimento tecnológico re-

alizados no CTBE visam gerar im-

pactos significativos em diversas

áreas ligadas à produção de bio-

massa e bioenergia, seja no cam-

po, na indústria ou em assuntos li-

gados à sustentabilidade do ciclo

produtivo. Nas próximas páginas

serão apresentados alguns traba-

lhos de destaque do Laboratório

no ano de 2013.

,GHQWL´FDomR�H�&DUDFWHUL]DomRGH�&HOXODVH�H�;LODQDVH�GH�2ULJHP�0HWDJHQ{PLFD�

A descoberta de novas enzi-

mas glicolíticas é de grande valia

ao desenvolvimento de fontes de

energias renováveis. A metagenô-

mica constitui uma importante fer-

ramenta para a descoberta de no-

YRV�JHQHV�TXH�FRGL´FDP�HQ]LPDV�

de interesse biotecnológico no

genoma de microrganismos “não

cultivados”. Através da triagem

funcional de uma biblioteca me-

tagenômica derivada do solo de

destaques de pesquisa

Page 22: Ações e Resultados | 2013

22

0HFDQL]DomR�GH�%DL[R,PSDFWR�QD�&XOWXUD�GH�&DQD

As principais operações de pro-

dução da cana-de-açúcar estão re-

lacionadas ao plantio e à colheita e

envolvem pesadas ações mecânicas

de manuseio da biomassa, insumos e

solo. O CTBE desenvolve um projeto

que promove várias melhorias ao ma-

nejo agrícola da cana, dentre elas um

novo processo de colheita que, em

2013, passou por testes de campo

com dois protótipos acoplados a um

trator. Tais equipamentos buscam

diminuir as restrições severas que o

processo atual de colheita impõe ao

manejo agronômico da plantação,

melhorando a produtividade e a sus-

tentabilidade econômica e ambiental

da produção canavieira.

Também entrou em fase de tes-

tes a peça central do maquinário de

mecanização de baixo impacto do

CTBE, chamada Estrutura de Tráfe-

go Controlado (ETC). Ela busca re-

duzir as restrições de espaçamento

de plantio, a compactação do solo, o

consumo de combustível, as perdas

de biomassa e os níveis de impurezas

na matéria-prima durante a colheita.

Também diminuirá custos de investi-

mento e manutenção através do au-

mento do número de linhas simultâ-

neas de plantio e colheita nos novos

equipamentos.

Saiba Mais

Projeto Funtec / BNDES: investimen-to de R$ 16 milhões ao longo de cinco anos, em parceria com a empresa Jacto Máquinas Agrícolas S.A. Quatro patentes já foram requeridas.

Page 23: Ações e Resultados | 2013

23

1RYD�(VSpFLH�GH/HYHGXUD�FRP�$OWR3RWHQFLDO�%LRWHFQROyJLFR�

Pesquisadores do CTBE iden-

WL´FDUDP�XPD�QRYD�HVSpFLH�GH�OH-

vedura no trato intestinal de lar-

vas do besouro crisomelídeo. A

Pseudozyma brasiliensis sp. nov

é capaz de metabolizar açúcares

de cinco carbonos e de secretar

xilanase com atividade 20 vezes

superior ao extrato enzimático de

Aspergillus niger, fungo notoria-

mente reconhecido pela expres-

são desse tipo de enzima. Esta

xilanase pode ser utilizada na de-

JUDGDomR� GD� ´EUD� GR� EDJDoR� GH�

cana-de-açúcar para a conversão

de etanol celulósico, bem como na

indústria de papel, alimentícia e de

ração animal. Além disso, também

tem potencial para ser utilizada na

produção de xilooligossacarídeos,

prebióticos que promovem diver-

sos benefícios à saúde.

Dado ao potencial biotecnoló-

gico desta levedura, seu genoma

de 20 milhões de pares de bases

foi sequenciado e recentemente

publicado. Ainda em 2013 foram ini-

ciadas outras análises, como RNA-

�VHT��SDUD�LGHQWL´FDU�JHQHV�LPSRU-

tantes no metabolismo de xilose e

polissacarídeos dela derivados.

Saiba Mais:

2/,9(,5$� -�� 9�� &�� HW� DO�� 'UDIW� *HQR-me Sequence of Pseudozyma brasiliensis sp. nov. Strain GHG001, a High Producer of (QGR�����;\ODQDVH�,VRODWHG�IURP�DQ�,QVHFW�Pest of Sugarcane. Genome Announce-ments, v. 1, n. 6, 2013.

Page 24: Ações e Resultados | 2013

24

&RPSOH[R�(Q]LPiWLFR�3URYHQLHQWH�GD�$PD]{QLD

Pesquisadores do CTBE iden-

WL´FDUDP�XP�FRPSOH[R� HQ]LPiWLFR�

no bioma amazônico com alto po-

tencial biotecnológico para a pro-

dução de etanol de 2a geração. Ele

é proveniente do fungo Trichoder-

ma harzianum. Técnicas avançadas

de biologia molecular e engenharia

bioquímica foram utilizadas para

otimizar o processo de produção

das enzimas prospectadas em um

esforço conjunto com a Embrapa

Instrumentação. O projeto recebeu

investimentos de R$ 900 mil do

CNPq e já resultou na publicação

de uma patente e diversos artigos.

3UR´VVLRQDLV�GD�PHVPD�GLYLVmR�

de pesquisa montaram experimen-

tos, em escala laboratorial e piloto,

para avaliar um processo de fer-

mentação do caldo de cana com

alto teor alcoólico e diminuição de

mais de 50% na quantidade de vi-

nhaça gerada. Essa pesquisa, reali-

zada em parceria com uma empresa

do setor de energia, utilizou senso-

res desenvolvidos para monitorar o

processo de fermentação em tem-

po real. A performance de leveduras

foi avaliada, incluindo organismos

JHQHWLFDPHQWH�PRGL´FDGRV�

Saiba Mais:

DELABONA, P. S. et al. Understan-ding the cellulolytic system of Trichoderma KDU]LDQXP�3��3���DQG�HQKDQFLQJ�VDFFKDUL´-cation of pretreated sugarcane bagasse by supplementation with pectinase and Ѓ-L-arabinofuranosidase. Bioresource Technolo-gy, v. 131, p. 500–507, 2013

Page 25: Ações e Resultados | 2013

25

Emissões de Gases de (IHLWR�(VWXID�QD�3URGXomR%UDVLOHLUD�GH�(WDQRO�

A colheita mecanizada tem

substituído o corte manual com

queima da cana-de-açúcar devido,

entre outros fatores, às emissões

de gases de efeito estufa (GEE) e

material particulado que causam

problemas ambientais e de saúde

pública. Essa mudança no manejo

disponibiliza de 10 a 20 toneladas

de matéria seca por hectare colhi-

do. Além de evitar as emissões pela

queima da biomassa, a colheita

mecanizada sem despalha a fogo

tende a elevar o estoque de carbo-

no do solo, representando um su-

midouro anual de mais de uma to-

nelada de carbono por hectare na

FDPDGD�VXSHU´FLDO�GR�VROR�

O CTBE tem avaliado os impactos

desta mudança de manejo com enfo-

TXH�QDV�HPLVV}HV�GH�*((�H� [DomR�GH�

carbono no solo, por meio de experi-

mentos de campo e ferramentas de

sensoriamento remoto, modelagem

ambiental e avaliação do ciclo de vida.

Um trabalho nessa área foi reconheci-

do com o prêmio Top Etanol 2013. Os

SUR´VVLRQDLV�WDPEpP�WrP�DYDOLDGR�RV�

impactos do aproveitamento da palha

TXH�DWXDOPHQWH�´FD�QR�FDPSR�SDUD�D�

cogeração de energia e a produção de

etanol lignocelulósico (2G).

Saiba Mais:

GALDOS, M. et al. Trends in global warming and human health impacts rela-ted to Brazilian sugarcane ethanol produc-tion considering black carbon emissions. Applied Energy, v. 104, p. 576–582, 2013.

Page 26: Ações e Resultados | 2013

26

%LRUUH´QDULD�9LUWXDO�GH&DQD�GH�Do~FDU��%9&�

O CTBE aprofundou, em 2013,

D� FRQVWUXomR� GD� %9&�� 7DO� IHUUD-

menta avalia do ponto de vista

econômico, social e ambiental di-

IHUHQWHV�FRQ´JXUDo}HV� LQWHJUDGDV�

DR�FRQFHLWR�GH�ELRUUH´QDULD�

Dentre os principais aprimo-

ramentos, foram avaliados os mó-

dulos de recuperação e transpor-

te da palha. Uma publicação do

grupo analisou diversos cenários,

considerando a integração das

fases agrícola e industrial. Foram

indicadas as melhores tecnologias

de acordo com critérios técnicos e

impactos econômicos, elaborando

o inventário de ciclo de vida para

avaliação ambiental.

Além disso, avaliações de rotas

tecnológicas alternativas (integra-

ção da rota bioquímica de produção

de etanol lignocelulósico à usina de

1ª geração, alcoolquímica para pro-

dução de butanol, termoquímica

para biocombustíveis, entre outras)

IRUDP�UHDOL]DGDV�SHOD�%9&��7DPEpP�

foi desenvolvida e implementada a

PHWRGRORJLD� GH� LGHQWL´FDomR� GDV�

variáveis agronômicas e industriais

mais relevantes, com o objetivo de

otimizar processos integrados.

Trabalhos futuros: integração

do uso dos produtos e avaliação

social dos impactos.

Saiba Mais%2120,��$�� HW� DO�� 7HFKQLFDO� DQG�HFR-

nomic assessment of trash recovery in the sugarcane bioenergy production system. Scientia Agricola, v. 70, n. 5, p. 353-360, 2013.

CanaSoft

Modelo de Distribuição e Uso

AvaliaçãoEconômica

AvaliaçãoSocial

AvaliaçãoAmbiental

EngenhariaEconômica

MatrizInsumo-Produto

SimaPro®

Page 27: Ações e Resultados | 2013

27

3URWRFROR�GH�)$,5(�6HTSDUD�R�*HQRPD�GD�&DQD

Pesquisadores, atualmente do

CTBE e do Laboratório Nacional de

Biociências (LNBio), participaram

do desenvolvimento de um proto-

colo de FAIRE-Seq (Formaldehy-

GH�$VVLVWHG�,VRODWLRQ�RI�5HJXODWRU\�

Elements, na sigla em inglês) apli-

cado à alga unicelular Clamydomo-

nas e à planta vascular Arabidop-

sis. Tal metodologia, utilizada em

FpOXODV� KXPDQDV�� SHUPLWH� LGHQWL´-

car regiões no DNA importantes à

regulação dos níveis de expressão

(transcrição) de genes dos organis-

mos. A regulação de transcrição é

importante ao controle e manipu-

lação de características genéticas

de vegetais de interesse ao CTBE,

como acúmulo de massa e açúcar,

crescimento etc.

O protocolo desenvolvido foi pu-

EOLFDGR�HP�GRLV�DUWLJRV�FLHQWt´FRV�HP�

������1HVVH�PHVPR�DQR��SUR´VVLRQDLV�

do Laboratório desenvolveram uma

plataforma computacional para aná-

lises desse tipo de dados, facilitando

o tratamento de informações por bi-

ólogos sem treinamento em progra-

mação. Em 2014, a técnica será adap-

tada para a cana-de-açúcar, feito

complexo visto que essa planta não

possui o genoma sequenciado.

Saiba Mais:,1&.�� )�� 9�� HW� DO�� *HQRPH�ZLGH�

LGHQWL´FDWLRQ� RI� UHJXODWRU\� HOHPHQWV� DQG�reconstruction of gene regulatory ne-tworks of the green alga Chlamydomonas reinhardtii under carbon deprivation. PloS one, v. 8, n. 11, e79909, 2013.

Page 28: Ações e Resultados | 2013

28

mentation with pectinase and Ѓ-L-

arabinofuranosidase. Bioresource

Technology, v. 131, p. 500–507, 2013.

• FRANCO, H. C. J.; PIMENTA,

0�� 7�� %��� &$59$/+2�� -�� /�� 1��� 0$-

GALHÃES, P. S. G.; ROSSELL, C. E.

9���%5$81%(&.��2��$���9,77,��$��&���

.g//1��2��7���5266,�1(72��-��$VVHV-

sment of sugarcane trash for agro-

nomic and energy purposes in Bra-

zil. Scientia Agricola, v. 70, n. 5, 2013.

• 2/,9(,5$��)��0��9���3,1+(,52��

I. O.; SOUTO-MAIOR, A. M.; MARTIN,

&���*21d$/9(6��$��5���52&+$��*��

J. M. Industrial-scale steam explo-

sion pretreatment of sugarcane

straw for enzymatic hydrolysis of

cellulose for production of second

generation ethanol and value-ad-

ded products. Bioresource Tech-

nology, v. 130, p. 168–173, 2013.

• DIAS, M. O. S.; JUNQUEIRA,

7�� /��� &$9$/(77��2��� 3$9$1(//2��

L. G.; CUNHA, M. P.; JESUS, C. D. F.;

MACIEL FILHO, R.; BONOMI, A. Bio-

UH´QHULHV�IRU�WKH�SURGXFWLRQ�RI�´UVW�

and second generation ethanol and

3XEOLFDU�DUWLJRV�FLHQWt´FRV�GH�

qualidade é um dos indicadores

de sucesso das atividades de pes-

quisa e desenvolvimento tecnoló-

JLFR�GR�&7%(��(P�������RV�SUR´V-

sionais do Laboratório publicaram

71 artigos em periódicos indexa-

dos, o que corresponde a 50% do

total de publicações do CNPEM

QR�SHUtRGR�� 9HMD� DEDL[R�� DOJXPDV�

publicações de destaque:

• *$/'26��0���&$9$/(77��2���

SEABRA, J. E. A.; NOGUEIRA, L. A.

H.; BONOMI, A. Trends in global

warming and human health im-

pacts related to Brazilian sugarca-

ne ethanol production considering

black carbon emissions. Applied

Energy, v. 104, p. 576–582, 2013.

• DELABONA, P. S.; COTA, J.;

HOFFMAM, Z. B.; PAIXÃO, D. A. A.;

FARINAS, C. S.; CAIRO, J. P. L. F.;

LIMA, D. J. S.; SQUINA, F. M.; RUL-

LER, R.; PRADELLA, J. G. C. Unders-

tanding the cellulolytic system of

Trichoderma harzianum P49P11 and

HQKDQFLQJ�VDFFKDUL´FDWLRQ�RI�SUHWUH-

ated sugarcane bagasse by supple-

publicações selecionadas

Page 29: Ações e Resultados | 2013

29

of biogas vs. butanol production.

Bioresource Technology, v. 142, p.

390–399, 2013.

• ,6$$&�� $��� 6.(7�� )��� '5,(-

MEIER, C.; ROCHA; G. J. M. 3D ima-

ging of sugarcane bagasse using

X-ray microtomography. Industrial

Crops and Products, v. 49, p. 790–

793, 2013.

• DOS REIS, L.; FONTANA, R.

&���'(/$%21$��3��'$�6���'$�6,/9$�

LIMA, D. J.; CAMASSOLA, M.; PRA-

DELLA, J. G. DA C.; DILLON, A. J. P.

Increased production of cellulases

and xylanases by Penicillium echi-

nulatum S1M29 in batch and fed-

-batch culture. Bioresource Tech-

nology, v. 146, p. 597–603, 2013.

• $/9$5(=��7��0���3$,9$��-��+���

RUIZ, D. M.; CAIRO, J. P. L. F.; PE-

REIRA, I. O.; PAIXÃO, D. A. A.; DE

ALMEIDA, R. F.; TONOLI, C. C. C.;

RULLER, R. SANTOS, C. R.; SQUI-

1$��)��0��085$.$0,��0��7��6WUXFWX-

re and function of a novel cellulase

5 from sugarcane soil metageno-

me. PloS One, v. 8, n. 12, 2013.

electricity from sugarcane. Applied

Energy, v. 109, p. 72–78, 2013.

• MARIANO, A. P.; DIAS, M. O.

S.; JUNQUEIRA, T. L.; CUNHA, M.

P.; BONOMI, A.; FILHO, R. M. Buta-

QRO�SURGXFWLRQ�LQ�D�´UVW�JHQHUDWLRQ�

%UD]LOLDQ�VXJDUFDQH�ELRUH´QHU\��WH-

chnical aspects and economics of

JUHHQ´HOG� SURMHFWV�� Bioresource

Technology, v. 135, p. 316–323, 2013.

• DAMÁSIO, A. R. L.; BRAGA, C.

M. P.; BRENELLI, L. B.; CITADINI, A.

P.; MANDELLI, F.; COTA, J.; ALMEI-

'$�� 5�� )��� 6$/9$'25�� 9�� +��� 3$,-

XAO, D. A. A.; SEGATO, F.; MERCA-

'$17(��$��=���'(�2/,9(,5$�1(72��

M.; DOS SANTOS, W. D.; SQUINA,

F. M. Biomass-to-bio-products ap-

plication of feruloyl esterase from

Aspergillus clavatus. Applied Mi-

crobiology and Biotechnology, v.

97, n. 15, p. 6759–6767, 2013.

• MARIANO, A. P.; DIAS, M. O.

S.; JUNQUEIRA, T. L.; CUNHA, M.

P.; BONOMI, A.; MACIEL FILHO, R.

Utilization of pentoses from sugar-

cane biomass: techno-economics

Page 30: Ações e Resultados | 2013

30

&URPDWRJUD´D�

líquida de alta per-

IRUPDQFH��TXDQWL´-

cação de açúcares,

álcoois e ácidos

RUJkQLFRV�GHVHQ-

volvida na Central

Analítica para Bio-

massa e Derivados

do CTBE.

Page 31: Ações e Resultados | 2013

31

'LUHWRU�GR�&7%(Carlos Alberto Labate

&RRUGHQDGRUHV�GDV'LYLV}HV�GH�3HVTXLVD�• Oscar Antonio Braunbeck:

Produção de Biomassa

�� &DUORV�(GXDUGR�9D]�5RVVHOO��

Processamento de Biomassa

• Antonio Maria Francisco

Luiz Jose Bonomi: Avaliação Inte-

JUDGD�GH�%LRUUH´QDULDV

�� 5H\QDOGR�/XL]�9LFWRULD��6XV-

tentabilidade da Produção de Bio-

massa e de Bioenergia

• Carlos Alberto Labate: Bio-

logia Funcional, Biotecnologia e

Biofísica

&RRUGHQDGRU�GH5HODo}HV�,QVWLWXFLRQDLV0DQRHO�5HJLV�/LPD�9HUGH�/HDO

O CTBE encerrou 2013 com 215

colaboradores, entre contratados

e estagiários. Destes, 17 são pes-

quisadores e 73 são bolsistas (de

LQLFLDomR� FLHQWt´FD� j� SyV�JUDGXD-

ção). Outros 11 consultores, com

larga experiência em suas áreas de

atuação, trabalham em renoma-

das instituições de P&D do Brasil e

passam um dia por semana desen-

volvendo pesquisas no CTBE.

SUR´VVLRQDLV

3UR´VVLRQDLV�GR�&7%(

Pesquisadores 17Especialistas 25&RQVXOWRUHV�&LHQWt´FRV�����������������������Suporte à Pesquisa 66Gestão e Administrativo 6 Estagiários 17Bolsistas Pós-doutorado 18Bolsistas Doutorado 13Bolsistas Mestrado 31%ROVLVWDV�,QLFLDomR�&LHQWt´FD�����������������727$/�����������������������������������������������

Page 32: Ações e Resultados | 2013

32

)iELR�0DUFLR�6TXLQDhttp://lattes.cnpq.br/4022004227543012

Farmacêutico formado pela

Universidade de São Paulo (USP),

com doutorado em biologia mole-

cular pela USP de Ribeirão Preto.

Realizou dois pós-doutorados em

ELRTXtPLFD�H�JHQpWLFD�GH�IXQJRV�´-

lamentosos, sendo um deles no De-

partment of Microbiology and Mole-

cular Genetics da Oklahoma State

University (EUA). Suas pesquisas

combinam biologia molecular, bio-

química, ciências “ômicas” e triagens

biológicas em larga escala. Esses es-

tudos tem como objetivo o desen-

volvimento de enzimas e rotas bio-

tecnológicas para a conversão de

biomassa vegetal em bioprodutos.

3HVTXLVDGRUHV&RQKHoD�D�IRUPDomR�SUR´VVLR-

nal e o trabalho desenvolvido por

alguns dos principais pesquisado-

res do CTBE:

Page 33: Ações e Resultados | 2013

33

+HQULTXH�&RXWLQKR-XQTXHLUD�)UDQFRhttp://lattes.cnpq.br/7632245413046227

Possui graduação em Engenha-

ria Agronômica pela UNESP/Jaboti-

cabal. É doutor em solos e nutrição

de plantas pela ESALQ/USP, com

pós-doutorado em uso de fertili-

zantes enriquecidos em 15N, 34S e 10B

na avaliação de formas de manejo

de nutrientes em cana. Foi pesqui-

sador visitante na Universidade de

Queensland (Austrália). Trabalha

no CTBE desde 2010 em pesquisas

sobre manejo agronômico de fertili-

zantes, corretivos e resíduos indus-

triais na nutrição da cana, desenvol-

vimento de fertilizantes especiais e

agricultura de precisão.

0DULD�7HUHVD�%RUJHV�3LPHQWD�%DUERVD4XtPLFD��DWXD�QD�iUHD�GH�SUp�WUDWDPHQWR�H�DQiOLVHV�´VLFR�TXtPLFDV�GR�EDJDoR�GH�FDQD�GH�Do~FDU�SDUD�D�

produção de bioetanol.

0DULD�7HUHVD�%RUJHV�3LPHQWD�%DUERVDhttp://lattes.cnpq.br/6593701162330727

É bacharel em Química pela

Universidade Federal de Uberlân-

dia com mestrado e doutorado

em Físico-Química pela Universi-

dade de São Paulo (USP). Realizou

doutorado sanduíche no Institut

National Polytechnique de Greno-

ble (França) e pós-doutorado na

Universidad de Girona (Espanha).

É pesquisadora no CTBE desde

2009 onde atua nas área de ca-

racterização e processamento da

biomassa e seus derivados para

a produção de etanol celulósico,

intermediários químicos e outros

produtos.

Page 34: Ações e Resultados | 2013

34

0DUFHOR�9DODGDUHV�*DOGRVhttp://lattes.cnpq.br/4803642830639806

Possui graduação em ,QWHU-

national Agricultural Development

pela Midamerica Nazarene Universi-

ty (EUA) e doutorado em Agrono-

mia pela Universidade de São Paulo

(USP). Desenvolveu pós-doutorado

no CENA/USP sobre Avaliação do

&LFOR�GH�9LGD�GH�SURGXWRV�DJUtFRODV��

Atualmente, pesquisa sobre dinâ-

mica do carbono do solo e da bio-

massa e gases de efeito estufa na

produção de biocombustíveis, utili-

zando medições, geoprocessamen-

to e modelagem ambiental. Seus

principais temas de pesquisa são a

mudança no uso da terra e práticas

sustentáveis de manejo agrícola.

6DULWD�&kQGLGD�5DEHORhttp://lattes.cnpq.br/9184386547741809

Graduada em Química pela

8QLYHUVLGDGH� )HGHUDO� GH� 9LoRVD�

�8)9���FRP�PHVWUDGR�H�GRXWRUDGR�

em Engenharia Química pela Uni-

camp (com sanduíche no ,QVWLWXW�

National de la Recherche Agrono-

mique - França). Desenvolveu o

pós-doutorado na Lunds Univer-

sitet (Suécia). Possui mais de 12

anos de experiência em proces-

samento de biomassas. No CTBE,

atua na área de pré-tratamento e

caracterização físico-química. O

seu trabalho de doutorado ven-

ceu o Grande Prêmio Capes de

Tese nas áreas de Ciências Exatas

e da Terra.

6DULWD�&kQGLGD�5DEHORFormada em química, trabalha com pré-tratamento e caracterização química da biomassa. Sua tese de douto-

rado foi vencedora do Grande Prêmio Capes de Teses.

Page 35: Ações e Resultados | 2013

35

2WiYLR�&DYDOHWWhttp://lattes.cnpq.br/7710994342098865

Possui graduação em Enge-

nharia de Alimentos pela Univer-

sidade Federal do Rio Grande

(FURG) e Doutorado na mesma

área pela Unicamp (sanduíche na

Parthenope University of Naples,

Itália). Concluiu o pós-doutorado

em desenvolvimento rural e urbano

pela Swedish University of Agricul-

tural Sciences (Suécia). No CTBE,

atua nas áreas de avaliação de im-

pactos ambientais e análise de ciclo

GH�YLGD��$&9��HP�ELRHQHUJLD��,QWH-

gra a equipe que desenvolve a Bior-

UH´QDULD�9LUWXDO�GH�&DQD�GH�Do~FDU�

�%9&��� IHUUDPHQWD�TXH� DYDOLD� D� LQ-

tegração de novas tecnologias na

cadeia produtiva de cana.

&DUORV�'ULHPHLHUhttp://lattes.cnpq.br/7508977425092742

É físico, com graduado e dou-

torado na área pela Universida-

de Federal do Rio Grande do Sul

(UFRGS), com doutorado sandu-

íche na Universidade do Texas

(EUA). O pós-doutorado foi re-

alizado no Instituto de Energia e

Ambiente da Universidade de São

Paulo (USP). Possui experiência

em Física da Matéria Condensada,

principalmente com superfícies,

interfaces, físico-química da água

H�FULVWDORJUD´D��e�SHVTXLVDGRU�GR�

CTBE desde 2009, onde desen-

volve métodos analíticos e inves-

tiga a nanoestrutura da biomassa

lignocelulósica.

&DUORV�'ULHPHLHUFísico, especialista em nanoestrutura da biomassa lignocelulósica e métodos de caracterização relacionados

à variabilidade nanoestrutural.

Page 36: Ações e Resultados | 2013

36

Unidade de Trata-

mento Físico da

Biomassa presente

na Planta Piloto para

Desenvolvimento de

Processos (PPDP).

Page 37: Ações e Resultados | 2013

37

• Eli Lilly / Elanco / FINEP

• Dow

• Odebrecht Agroindustrial

• Universidade de Nottingham

• Bunge

Parcerias Firmadas:DestaquesRhodia: Obtenção de interme-

diários químicos a partir de macro-

moléculas do bagaço de cana. O

SURMHWR� p� ´QDQFLDGR� SHOR� %1'(6�

(FUNTEC – R$ 7,7 milhões) e está

em seu terceiro ano de desenvolvi-

mento. Um segundo trabalho esca-

lonou um processo biotecnológico

na Planta Piloto. O investimento na

iniciativa foi cerca de R$ 3 milhões,

em nove meses.

Dow: Produção de blocos quí-

micos a partir da cana-de-açúcar.

Projeto de dois anos e meio de du-

ração e orçamento de R$ 2,8 mi-

lhões (PAISS - BNDES/FINEP).

Eli Lilly (Elanco): Conversão

de biomassa em etanol. O acordo

IRL� ´UPDGR�HP�VHWHPEUR�GH�������

com vigência de até 36 meses e

investimento de R$ 8,7 milhões da

),1(3� H� FRQWUDSDUWLGD� QmR� ´QDQ-

A área de Gestão de Negócios

do CTBE atua no desenvolvimen-

to de parcerias com instituições

de pesquisa, indústrias e mercado

de capitais nas áreas de bioener-

gia e materiais renováveis, com o

intuito de criar condições favorá-

veis à transferência de tecnologia,

disseminação e acesso ao conhe-

cimento produzido pelo CTBE.

Ao longo de 2013, 13 acordos de

cooperação foram firmados com

diversas instituições, enquan-

to outros alcançaram o estágio

adiantado de negociação.

Principais parcerias do Labo-

ratório em 2013 (incluindo acordos

de não divulgação e memorandos

de entendimentos):

• Rhodia

• Dow / DSM

• BP

• GE

• NexSteppe

• Jacto Máquinas Agrícolas

• Embrapa

• ICONE

• Unicamp

• IQSC/USP e IPGC

inovação

Page 38: Ações e Resultados | 2013

38

entre 2011 e 2015 em atividades

que abrangem o desenvolvimento

da Máquina Base da Estrutura de

Tráfego Controlado (ETC) e suas

frentes de colheita, avaliação agro-

nômica do processo de plantio de

precisão de cana, entre outras.

GE: Avaliação de tecnologia

de produção de etanol com redu-

ção no volume de vinhaça. Projeto

realizado em 90 dias, com um in-

vestimento da GE de R$ 205 mil.

Odebrecht Agroindustrial: Ava-

liação técnica, econômica e ambien-

tal de um processo de produção de

etanol de 2a geração.

Unicamp / SAT / Fitroleum:

Avaliação de rotas existentes para

combustíveis de aviação.

ceira minima da Eli Lilly de R$ 9,5

milhões.

BP: Processo de fermentação

com obtenção de vinhos com alto

WHRU� DOFRyOLFR�� &RODERUDomR� ´UPD-

GD� QR� YDORU� GH� 5�� ���� PLOK}HV�� ´-

nanciados 50% pela BP e 50% pelo

CTBE. O projeto originou uma pa-

tente. Um segundo projeto chama-

do “Assessing Water Resources in

Data Limited Regions and Chan-

ging Land Use” está em desenvol-

vimento no CTBE, com duração

prevista de um ano e meio e orça-

mento de R$ 187 mil.

Jacto Máquinas Agrícolas:

Mecanização de baixo impacto

para a produção de cana-de-açú-

car. Um investimento de R$ 16 mi-

lhões feito pelo BNDES/FUNTEC

Page 39: Ações e Resultados | 2013

39

so para a Produção de Composto

Ácido Carboxílico Furânico Deri-

YDGR�GH�XPD�%LRPDVVD�9HJHWDO�H�

Composto.

• BR102013018051-3: Enzima

Bifuncional Utilizada na Degrada-

ção de Biomassa para Produção

de Xilose em uma Única Operação.

• BR102013019252-0: Pro-

cesso de Produção de Suporte

Inerte a Partir de Material Ligno-

celulósico, Imobilização de Micror-

ganismos em Dito Suporte em um

Biorreator de Leito Empacotado e

Seus Usos.

• BR102013029947-2: Co-

quetel Enzimático de Trichoderma

harzianum Suplementado com En-

zimas Acessórias, Processo de Ob-

tenção e seu Uso.

• BR102013028068-2: Com-

posição de Meio de Cultura, Pro-

cesso de Obtenção de um Coque-

tel Enzimático para Hidrólise de

Polissacarídeos e Seus Usos.

Patentes1R� DQR� GH� ������ RV� SUR´VVLR-

nais do CTBE depositaram nove

patentes no Instituto Nacional de

Propriedade Industrial (INPI). Elas

estão relacionadas abaixo:

• BR102013005854-8: Dispo-

sitivo Transportador-Separador

Dinamométrico Acoplável a uma

Colhedora de Cana-de-açúcar e

Processo de Transferência de Re-

bolos e Palha da Colhedora para

XP�9HtFXOR�GH�7UDQVERUGR�

• BR102013003026-0: Mó-

dulo para Dosagem de Cana Se-

mente para o Plantio de Cana-de-

-açúcar em Processo de Plantio de

Precisão.

• BR102013006270-7: Dispo-

sitivo de Placas Paralelas para Ali-

nhamento de Particulados Fibro-

sos de Cana-de-açúcar.

• BR102013006864-0: Siste-

ma e Processo para Monitoramen-

to de Processos de Fermentação.

• BR102013019462-0: Proces-

Page 40: Ações e Resultados | 2013

40

Workshop

promovido pelo

CTBE em dezembro

de 2013 reuniu

representantes de

instituições de pes-

quisa, empresas e

governos do Brasil

e da Dinamarca

para explorar

possibilidades de

desenvolvimentos

conjuntos de tecno-

logias que explorem

o conceito de

ELRUUH´QDULD����

Page 41: Ações e Resultados | 2013

41

Cerca de 100 participantes pres-

enciaram o workshop.

• II Workshop on Sugarcane

Physiology for Agronomic

Applications

29 e 30 de outubro

Reuniu pesquisadores reno-

mados do Brasil e do exterior para

discutir a cana-de-açúcar em seus

DVSHFWRV�GH�GHVHQYROYLPHQWR�´VL-

ológico. Cerca de 110 pessoas com-

pareceram ao evento, 35% a mais

que na primeira edição, em 2012.

• First Brazilian-Danish

:RUNVKRS�RQ�%LRUH´QHULHV

2 e 3 de dezembro

Explorou possibilidades de pes-

quisa e desenvolvimento conjuntos

(Brasil/Dinamarca) na área de novas

tecnologias que promovam o con-

FHLWR�GH�ELRUUH´QDULD�H�HFRQRPLD�GH�

base biológica. O workshop tam-

bém comemorou o lançamento do

novo programa de Pós-graduação

em Bioenergia, uma colaboração

entre USP, Unicamp e Unesp.

Cursos• Minicurso Princípios e

Aplicações de Biologia de

O CTBE promove ações de

treinamento, educação e exten-

são. Workshops internacionais e

outros eventos são organizados

periodicamente com o intuito de

compartilhar resultados de pes-

quisa e aproximar pesquisadores

em prol do desenvolvimento da

bioenergia no Brasil e no exte-

rior. Em 2013, foram realizados 34

eventos no CTBE, dentre eles:

WorkshopsInternacionais em 2013• Workshop on Second

Generation Bioethanol 2013:

Enzymatic Hydrolysis

11 e 12 de novembro

Esta foi a quarta edição do

evento que ocorre anualmente

desde 2010. As temáticas discu-

tidas focaram: processos de hi-

drólise realizados por fungos, re-

lações entre estrutura e função

de enzimas, bioprocessos, meta-

genômica aplicada a biocom-

bustíveis, produção de proteínas

e transdução de sinal em fungos

´ODPHQWRVRV�� SUp�WUDWDPHQWR� YV�

hidrólise enzimática entre outros.

eventos e programas para estudantes

Page 42: Ações e Resultados | 2013

42

dir a porosidade nanométrica de

amostras saturadas de água. Em

biomassas lignocelulósicas, essa

porosidade é um fator determi-

nante de reatividade e de digest-

ibilidade enzimática. O objetivo do

curso foi disseminar tal técnica en-

tre grupos de pesquisa brasileiros.

• Curso de Capacitação

em Transferência de Oxigênio

Dividido entre módulos teóri-

co e prático, foi ministrado aos

SUR´VVLRQDLV� GR� &7%(� H� D� DOXQRV�

de pós-graduação da Faculdade

de Engenharia Química da Uni-

camp. Duração: 20h.

Programas para Estudantes3URJUDPD� 8QL´FDGR� GH� (V-

tágios (PUE): Podem participar

Sistemas em

Fisiologia Vegetal

Fevereiro e novembro

Direcionado a pós-graduan-

dos, teve por objetivo disseminar

abordagens usadas em estudos de

biologia de sistemas. Duas edições

foram realizadas em 2013, em par-

ceria com os programas de pós-

JUDGXDomR� HP�%LRORJLD�9HJHWDO� H�

em Genética e Biologia Molecular

da Unicamp. Teve a participação

de 30 estudantes.

• Minicurso de

Termoporometria Aplicada

a Lignoceluloses

25 de julho

Contou com 19 participantes

que aprenderam sobre a técnica

desenvolvida no CTBE para me-

Auditório do CTBE em apresentação de palestrante durante a quarta edição do Workshop on

Second Generation Bioethanol: Enzymatic Hydrolysis.

Page 43: Ações e Resultados | 2013

43

desenvolvem um projeto de pes-

quisa. Em média são abertas 20

vagas por chamada.

Mais informações:

www.cnpem.br/bolsasdeverao

Programa Institucional de

%ROVDV� GH� ,QLFLDomR� &LHQWt´FD�

(PIBIC): Projetos são desenvolvi-

dos mediante Bolsas do Consel-

ho Nacional de Desenvolvimento

&LHQWt´FR� H� 7HFQROyJLFR� �&13T���

A chamada para inscrições ocorre

uma vez ao ano, com uma média

de 20 vagas por chamada. O PIBIC

têm período de vigência de doze

meses, iniciando-se em agosto de

cada ano.

Mais informações:

www.cnpem.br/pibic

estudantes de ensino médio e

universitário de diversas áreas,

principalmente Física, Química,

Biologia, Engenharias, Agronomia

etc. A chamada para inscrições

ocorre uma vez ao ano, geralmente

em agosto. Em média, são abertas

60 vagas por chamada.

Mais informações:

www.cnpem.br/pue

Programa Bolsas de Verão:

Destina-se a estudantes universi-

tários da América Latina e Caribe

que já tenham completado pelo

menos quatro semestres de curso.

As inscrições são abertas geral-

mente em julho e o programa é re-

alizado durante janeiro e fevereiro,

período no qual os selecionados

Candidatos aprovados para o programa Bolsas de Verão, no qual alunos de graduação de toda

a América Latina vêm ao CNPEM desenvolver projetos de pesquisa durante os meses de janeiro

e fevereiro de cada ano.

Page 44: Ações e Resultados | 2013

44

Um processo biotecnológico

foi validado em escala semi-

industrial, fazendo com que

biorreatores e utilidades da Planta

Piloto funcionassem 24 horas por

dia, 7 dias por semana durante

sete meses, atestando o seu

adequado comissionamento.

2013 em duas páginas

,QVWDODo}HV�GR�/DERUDWyULR�GH�

Metabolômica e de Biologia

Computacional e Evolutiva

IRUDP� �QDOL]DGDV��DVVLP�FRPR�

se estruturou a Central Analítica

para Biomassa e Derivados que

estabelece plataformas para

TXDQWL �FDomR�GH�PHWDEyOLWRV�H�

lipídeos em amostras biológicas

complexas.

Uma nova espécie de levedura

com alto potencial biotecnológico

IRL�LGHQWL �FDGD�QR�WUDWR�

intestinal de larvas do besouro

crisomelídeo. A Pseudozyma

brasiliensis sp. nov. é capaz de

metabolizar açúcares de cinco

carbonos e de secretar xilanase.

,QVWDODo}HV�GR�/DERUDWyULR�GH�

Metabolômica e de Biologia

Computacional e Evolutiva

IRUDP� �QDOL]DGDV��DVVLP�FRPR�

se estruturou a Central Analítica

para Biomassa e Derivados que

Page 45: Ações e Resultados | 2013

45

Em dezembro, o Laboratório abriu

suas duas primeiras instalações

de C&T à submissão eletrônica

de propostas de pesquisa

externas, via Portal de Usuários

do CNPEM. São elas: Labs de

Desenvolvimento de Processos

(LDP) e Planta Piloto.

1R� �P�GR�DQR�IRUDP�LQLFLDGRV�RV�

testes de movimentação em pátio

e a implantação da automação

de controles da máquina base da

Estrutura de Tráfego Controlado

(ETC). Suas frentes de colheita

também foram aperfeiçoadas em

experimentos nos canaviais.

O CTBE se tornou um parceiro do

Programa CANASAT, originário do

,QVWLWXWR�1DFLRQDO�GH�3HVTXLVDV�

(VSDFLDLV��,13(���3UR �VVLRQDLV�

do Laboratório alimentarão a

ferramenta com dados diversos

ligados a emissões de GEE,

impactos sociais e econômicos da

cultura da cana.

O CTBE se tornou um parceiro do

Programa CANASAT, originário do

,QVWLWXWR�1DFLRQDO�GH�3HVTXLVDV�

(VSDFLDLV��,13(���3UR �VVLRQDLV�

do Laboratório alimentarão a

ferramenta com dados diversos

Page 46: Ações e Resultados | 2013

46

Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM)

Edição: Luiz Paulo Juttel / ACO

3URMHWR�*Ui´FR�H�'LDJUDPDomR��William Barbosa / ACO

,PSUHVVmR��+RUWRJUDSK�3URGXo}HV�*Ui´FDV�&DPSLQDV

)RWRV��Giancarlo Giannelli, Guilherme Borini, Gustavo Tilio,

Luiz Paulo Juttel e Pablo Levinsky

&DPSLQDV��6mR�3DXOR���0DLR�GH�����

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47

Page 48: Ações e Resultados | 2013

48