UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

AGR99003 – ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO SUPERVISIONADO

PORTO ALEGRE,

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

FACULDADE DE AGRONOMIA

ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO SUPERVISIONADO

DIOGO DEL RÉ

MATRÍCULA: 00141696

Palmira - Colômbia

PORTO ALEGRE, Dezembro de 2010.

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO SUPERVISIONADO

2

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

FACULDADE DE AGRONOMIA

AGR99003 – ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO SUPERVISIONADO

DIOGO DEL RÉ

RELATÓRIO DE ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO

SUPERVISIONADO

Orientador do Estágio: Eng. Agr. Bernardo Ospina

Tutor do Estágio: Prof. Zootecnista. Dr. Harold Ospina Patino

Comissão de Estágios:

Prof.: Lúcia Brandão Franke – Depto. Plantas Forrageiras e

Agrometeorologia (Coordenadora)

Profa: Mari Lourdes Bernardi – Depto. Zootecnia

Prof.: Elemar Antonino Cassol – Depto. Solos

Prof.: Josué Sant’Ana – Depto. Fitossanidade

Prof.: Fábio de Lima Beck – Núcleo de Apoio Pedagógico

Prof.: Lair Ferreira – Depto. Horticultura e Silvicultura

Prof.: Paulo Henrique de Oliveira – Depto. Plantas de Lavoura

PORTO ALEGRE, Dezembro de 2010.

3

DEDICATÓRIA

A minha família, pela confiança,carinho

e apoio em toda essa caminhada.

4

AGRADECIMENTOS

Agradeço aos colaboradores do projeto CLAYUCA, Bernardo Ospina,

diretor executivo do programa, pela oportunidade e orientação no meu estágio,

Sonia Gallego, engenheira química, Jorge Luis Gil, zootecnista, Alberto Garcia,

engenheiro mecânico, Lisímaco Alonso, engenheiro agrícola, Luis Fernando

Calle, engenheiro agrícola, Andrea Garcia, secretaria, Nidia Betancourth,

comunicadora social, Javier Cajamarca, engenheiro agroindustrial, Willian

Triviño e Jorge, colaboradores na parte de campo, pela colaboração na minha

formação e pela amizade e confiança depositadas em mim.

Um agradecimento especial para Armando Bedoya, pelos ensinamentos,

sua esposa, dona Glória e para seus filhos Andrés e Juan Camilo por terem sido

a minha família no período em que permaneci na Colômbia, meu muito obrigado

a todos por terem contribuído e tornado possível a realização do meu estágio.

Ao meu tutor de estágio Prof. Dr. Harold Ospina Patino, pela orientação e

pela confiança depositada em mim.

A minha mãe pela confiança e apoio financeiro para a realização deste

estágio, e agradeço aos meus irmãos pelo apoio para tornar possível mais essa

etapa na minha formação acadêmica.

5

APRESENTAÇÃO

O presente relatório busca descrever as atividades das quais

participei no período do Estágio Curricular Obrigatório, realizado no

projeto CLAYUCA (Consorcio Latinoamericano y del Caribe de Apoyo a la

Investigación y al Desarrollo de la Yuca), CIAT ( Centro Internacional de

Agricultura Tropical), no município de Palmira, departamento do Valle Del

Cauca – Colômbia, no período de 12 de Janeiro de 2010 a 15 de Março de

2010, com carga horária total de 340 horas.

As principais atividades realizadas no período foram relativas à

cultura da mandioca, desde a preparação do material de propagação até a

produção de álcool etanol e aproveitamento dos seus co-produtos na

alimentação animal, além da participação em dia de campo com

produtores da região.

6

SUMÁRIO

Página

1 INTRODUÇÃO 9

2 DESCRIÇÃO DO MEIO FÍSICO E SÓCIOECONÔMICO DA REGIÃO 10

2.1 LOCALIZAÇÃO 10 2.2 HISTÓRICO 11 2.3 ASPECTOS SÓCIO-ECONÔMICOS 11 2.4 CARACTERIZAÇÃO DO CLIMA 12 2.5 CARACTERIZAÇÃO DO SOLO 13

3 DESCRIÇÃO DA INSTITUIÇÃO DE REALIZAÇÃO DO ESTÁGIO 14

4 ESTADO DA ARTE: BIOCOMBUSTÍVEIS 17

5 ATIVIDADES REALIZADAS NO ESTÁGIO 19

5.1 ATIVIDADES INICIAIS 19 5.2 CASA DE VEGETAÇÃO 20 5.3 PROPAGAÇÃO COM UMA OU DUAS GEMAS 20 5.4 PROPAGAÇÃO IN VITRO 21 5.5 LABORATÓRIO: MICROPROPAGAÇÃO 22 5.6 BIORREATORES 23 5.7 LAVOURA 25 5.8 PROCESSAMENTO 26 5.9 PRODUÇÃO DE ÁLCOOL ETANOL EM MICRO-USINA 27 5.10 SUPLEMENTAÇÃO ANIMAL 31 5.11 DIA DE CAMPO 32

6 CONCLUSÕES 34

7 ANÁLISE CRÍTICA DO ESTÁGIO 35

8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 36

7

LISTA DE FIGURAS

Página

Figura 1:Localização do município de Palmira e limites municipais ------- 10

Figura 2: Catedral Nuestra Señora del Palmar. Palmira, Colômbia ------- 12

Figura 3: Classificação climática segundo Koppen-Geiger. Fonte:

Wikipédia, 2010 -------------------------------------------------------------- 13

Figura 4: Vista aérea do Valle del Cauca. Fonte: Google imagens -------- 14

Figura 5: Vista aérea do Centro Internacional de Agricultura Tropical.

Fonte: CIAT ------------------------------------------------------------------- 16

Figura 6: Casa de vegetação de vidro, com controle de temperatura ---- 20

Figura 7: Germinação de manivas de uma e duas gemas em estufa ----- 21

Figura 8: Câmara úmida para desenvolvimento de plantas in vitro ------ 22

Figura 9: Micropropagação in vitro de explantes de mandioca ----------- 23

Figura 10: Biorreatores em funcionamento no laboratório CLAYUCA ----- 25

Figura 11: Colheita das raízes de mandioca-------------------------------- 26

Figura 12: Desidratação da mandioca em bandejas e piso de concreto -- 27

Figura 13: Dornas de fermentação da farinha de mandioca -------------- 30

Figura 14: Vinhaça gerada na produção de álcool etanol ----------------- 31

Figura 15: Pesagem dos bovinos suplementados com blocos

multinutricionais ------------------------------------------------------------- 32

Figura 16: Produtores e técnicos do CLAYUCA no dia de campo de

semeadura de mandioca ----------------------------------------------------- 33

8

LISTA DE TABELAS Página

Tabela 1: Avaliação dos efeitos da concentração de farinha (g/l) e da

quantidade de enzima (%), no rendimento de álcool etanol (l/t) de

mandioca --------------------------------------------------------------------- 24

Tabela 2: Composição média da vinhaça após o processo de destilação e

do efluente que sofreu processo de estabilização -------------------------- 28

Tabela 3: Produção de etanol (l), rendimento de álcool de etanol (l/t MS) e

quantidade de vinhaça gerada por litro de álcool etanol produzido. ------ 30

9

1 INTRODUÇÃO

O estágio supervisionado foi realizado no CIAT (Centro Internacional

de Agricultura Tropical), no projeto CLAYUCA (Consorcio Latinoamericano

y del Caribe de Apoyo a la Investigación y al Desarrollo de la Yuca) na

cidade de Palmira , Departamento Del Valle del Cauca, Colômbia.

A carga horária semanal foi de 40 horas, totalizando 340 horas de

estágio, sendo iniciado em 12 de Janeiro de 2010 e concluído em 15 de

Março de 2010.

A escolha do CIAT para realização do estágio deve-se à

oportunidade de poder ter contato com a agricultura tropical, diferente da

agricultura encontrada no Rio Grande do Sul, por exemplo, e a

possibilidade de trabalhar com pesquisadores com influência de escolas

européias e asiáticas de agricultura, somando com a escola americana que

é mais difundida na Agronomia da UFRGS. Ainda em relação à escolha do

CIAT para realização do estágio, esta foi feita levando em conta a

qualidade de pesquisa realizada neste Centro Internacional, reconhecidas

no mundo todo.

O objetivo deste estágio foi vivenciar na prática as atividades de um

engenheiro agrônomo junto a um centro de pesquisas aplicadas, dentro

de uma linha de pesquisa (biocombustíveis) que apresenta uma demanda

crescente de técnicos capacitados no processo como um todo, ou seja,

que saiba mais do que produzir a matéria-prima, ou extrair o álcool

etanol, mas sim que saiba, além disso, manejar de forma eficiente os co-

produtos da geração de álcool etanol. .

10

2 DESCRIÇÃO DO MEIO FÍSICO E SÓCIOECONÔMICO

DA REGIÃO

2.1 LOCALIZAÇÃO

Palmira está inserida no Departamento Colombiano do Valle del

Cauca, sendo a segunda maior cidade deste departamento, com 278.409

habitantes, estando atrás somente de Cali que tem uma população de

2.119. 908 habitantes (Censo 2005). Localiza-se no sudoeste da Colômbia

(Figura 1), distando de Cali cerca de 32 km. O CIAT situa-se no km 17

Reta Cali – Palmira.

É conhecida nacionalmente como "Capital Agrícola da Colômbia", por

sua vocação no setor primário e por situar-se na parte plana do Vale,

onde se localizam os solos mais férteis.

Figura 1. Localização do município de Palmira, (Colômbia) e limites municipais.

11

2.2 HISTÓRICO

A República da Colômbia conseguiu sua independência da Espanha

em 1819. Hoje, a Colômbia tem a segunda maior população da América

do Sul, com aproximadamente 45 milhões de habitantes. Tem uma área

total de 1 138 914 km², um PIB per capita de U$ 8 891, um IDH 0,807,

uma esperança de vida de 72,9 anos e um índice de alfabetização de

92,7%. Sua capital é Bogotá, a qual tem 7,2 milhões de habitantes

(Wikipedia).

Palmira é a segunda maior cidade do Valle Del Cauca. Sua história

iniciou no ano de 1.536 com os espanhóis, que inicialmente batizaram o

lugar como Llanogrande. Em 1680 tornou-se Villa Palmira, em 1824

tornou-se município de Palmira, que teve um desenvolvimento

considerável a partir de 1920 com a construção da via férrea e com

estradas asfaltadas. Nos últimos anos, Palmira está tendo um grande

desenvolvimento urbanístico e industrial, com a instalação de fábricas de

móveis, metal mecânica, máquinas agrícolas, embalagens, entre outras. O

segmento sucroalcooleiro é um dos setores econômicos mais importantes

do município, com 18 mil hectares cultivados com cana de açúcar

(Prefeitura municipal de Palmira, 2010).

2.3 ASPECTOS SÓCIOECONÔMICOS

A Colômbia é dividida em 32 departamentos e um distrito capital

(Bogotá). Valle del Cauca é um departamento situado a Oeste do país,

que agrega 42 municípios, sendo Cali a principal cidade deste

departamento. Cali situa-se entre a cordilheira ocidental e a cordilheira

central dos Andes, nas margens do rio Cauca. Tem cerca de 2,33 milhões

de habitantes e foi fundada em 1536. É a terceira cidade mais povoada da

Colômbia. As etnias que compõe o Valle Del Cauca são compostas por

72,23% de Brancos e Mestiços, 27,21% por Afro-Colombianos, 0,54% de

12

Indígenas e 0,02% de Ciganos. Estima-se que 95% da população adotem

como religião o Cristianismo (Wikipedia).

Economicamente destacam-se em Palmira a agricultura, pecuária,

indústria, comércio e mineração. Palmira possui aproximadamente 280 mil

habitantes, e dista 28 km de Cali. Também é famosa pro abrigar muitas

faculdades, sendo por isso chamada de “Cidade Universitária”. Atualmente

a Escola de Agronomia da Universidade Nacional da Colômbia está

localizada na cidade. Além disso, há o Centro Internacional de Agricultura

Tropical. Palmira também conta com o Aeroporto Internacional Alfonso

Bonilla Aragón, que é um dos principais aeroportos do Sudoeste da

Colômbia (Prefeitura municipal de Palmira, 2010).

Figura 2. Catedral Nuestra Señora del Palmar. Palmira, Colômbia.

2.4 CARACTERIZAÇÃO DO CLIMA

Palmira situa-se a 1001 metros acima do nível do mar, tem uma

temperatura média de 23 graus e precipitação média anual próxima dos

1.500 mm.

Segundo a classificação climática de Köppen-Geiger (Figura 3) a

região situa-se em uma área de clima tropical seco (Aw) (WIKIPÉDIA,

2010). É a designação dada aos climas megatérmicos do grupo A da

13

classificação climática de Köppen-Geiger em que todos os meses do ano

têm temperatura média mensal superior à 18ºC, mas pelo menos um dos

meses do ano tem precipitação média total inferior a 60 mm

A classificação climática de Köppen-Geiger divide os climas em cinco

grandes grupos ("A", "B", "C", "D", "E") e diversos tipos e subtipos. Cada

clima é representado por um conjunto variável de letras com 2 ou 3

caracteres. A letra “A” corresponde a um clima tropical onde a

temperatura média do mês mais frio do ano é > 18 °C e a estação

invernosa é ausente e a letra “w” corresponde a um clima com chuvas no

período do verão.

Figura 3. Classificação climática segundo Koppen-Geiger. Fonte: Wikipédia,

2010.

2.5 CARACTERIZAÇÃO DO SOLO

A zona plana do Valle Del Cauca é descrita como uma das regiões

mais férteis do mundo. Tem uma extensão de 316.344 hectares, dos

quais 11% correspondem a solos de classe I, que são utilizados sem

limitação para qualquer empreendimento agropecuário, 69% são

classificados como solos II, III e IV, os quais apresentam limitações

graduais ao cultivo, 13,7% pertencem à classe V que são utilizados para

14

pecuária e 6,3% são utilizados com zona urbana e banhados (MURGEITIO

Feberero 1996).

Figura 4. Vista aérea do Valle del Cauca. Fonte: Google imagens, 2010.

3 DESCRIÇÃO DA INSTITUIÇÃO DE REALIZAÇÃO DO

ESTÁGIO

O CIAT – Centro Internacional de Agricultura Tropical foi fundado no

ano de 1967 e hoje conta com 61 países sócios e colaboradores nos mais

diversos projetos. Dentre os projetos em desenvolvimento atualmente no

CIAT podem ser citados os projetos de conservação de recursos genéticos

(responsável por um dos maiores bancos de germoplasma do mundo), o

projeto de desenvolvimento e melhoramento de feijão (chamado no CIAT

de “carne dos pobres”), o projeto de desenvolvimento e melhoramento de

arroz (buscando variedades com maior qualidade nutricional e tolerância a

pragas) e o projeto CLAYUCA dentro do qual são efetuados

desenvolvimento e melhoramento de cultivares de mandioca dentre outras

atividades.

O CIAT tem como missão “reduzir a fome e a pobreza e melhorar a

saúde humana nos trópicos mediante uma investigação que aumente a

15

eco-eficiência da agricultura” (CIAT, 2010). O CIAT aproveita suas

competências científicas chave para buscar um impacto significativo nos

meios de vida da população com recursos escassos no trópico. Realiza

pesquisa interdisciplinar e aplicada através de alianças de pesquisas com

programas nacionais, organizações da sociedade civil e o setor privado,

para produzir bens públicos internacionais que são diretamente

pertinentes aos seus usuários. Estes produtos incluem germoplasma

melhorado, tecnologias, metodologias e conhecimentos.

O CIAT possui uma área de 520 hectares os quais eram inicialmente

ocupados com mandioca. Hoje 50% desta área foi arrendada e esta

ocupada por cana de açúcar para os usineiros da região. Os 260 hectares

restantes estão divididos entre fruticultura, feijão, arroz, pastagens e

mandioca.

O projeto CLAYUCA, dentro do qual foi realizado o estágio, iniciou

em 1999 e tem como missão “contribuir com a melhora do nível de vida e

o manejo sustentável dos recursos naturais nas regiões da América Latina

e Caribe, onde o cultivo de mandioca ocupa um lugar importante nos

sistemas de produção agrícola, por meio da geração da transferência e

intercâmbio de tecnologia, informação e conhecimento científico entre

instituições publicas, privadas e grupos de produtores da região”

(CLAYUCA, 2010).

O CLAYUCA é reconhecido em âmbito nacional e internacional por

sua contribuição nas atividades de pesquisa e desenvolvimento no cultivo

de mandioca, pela eficácia de seus processos e atividades, pela

competência técnica do seu pessoal e por suas alianças estratégicas com

instituições e empresas públicas e privadas interessadas no cultivo de

mandioca.

Os objetivos do projeto CLAYUCA são estabelecer um mecanismo

regional autofinanciado e sustentável que facilite:

• A participação organizada das instituições públicas e privadas do

setor, incluindo universidades, ONGs e grupos de produtores, na

16

discussão e identificação de uma agenda regional de investigação e

desenvolvimento para o cultivo da mandioca.

• A execução de atividades conjuntas de pesquisa e desenvolvimento

baseadas no cultivo da mandioca, com a participação de diversas

entidades em cada país membro do consórcio.

• A busca de recursos para financiar as atividades de pesquisa e

desenvolvimento para o cultivo que possam beneficiar a todos os

países participantes.

• O fortalecimento da capacidade de cada país de executar atividades

de pesquisa e desenvolvimento em âmbito nacional e participar em

atividades de caráter internacional.

A equipe de trabalho do CLAYUCA é composta pelo Engenheiro

Agrícola M.Sc Bernardo Ospina (Diretor Executivo), Engenheiro Agrícola

Lisímaco Alonso, Zootecnista Jorge Luis Gil, Engenheira química Sonia

Gallego, Engenheiro Mecânico Alberto Garcia, Engenheiro Agroindustrial

Javier Cajamarca, Economista Salomón Pérez, Secretária Andrea García,

Comunicadora Social Nídia Betancourth, contando com o fundamental

apoio da equipe de campo formada pelo técnico Armando Bedoya Garcia,

Jorge Luis e Wiliam.

Figura 5. Vista aérea do Centro Internacional de Agricultura Tropical.

Fonte: CIAT, 2010.

17

4 ESTADO DA ARTE: BIOCOMBUSTÍVEIS

A bio-energia e particularmente os biocombustíveis têm se tornado

assuntos muito importantes na discussão da agenda de pesquisa e

desenvolvimento da agricultura mundial devido ao enorme potencial que

apresentam para ajudar a contornar problemas relacionados com a queda

nas reservas mundiais de petróleo, aumento de seu preço e a crescente

preocupação mundial pelas emissões de gases de efeito estufa (Patino, et

al. 2009).

Uma das grandes preocupações com o incremento da produção de

biocombustíveis são os possíveis efeitos ambientais (acelerar os processos

de erosão do solo, depleção das reservas de água e perda de

biodiversidade), que a expansão da fronteira agrícola pode causar,

principalmente, em ecossistemas frágeis (cerrado, florestas tropicais, etc)

(Patino et al. 2009).

Os sistemas de produção de etanol predominantes no mundo se

caracterizam por serem modelos baseados em monoculturas (cana de

açúcar e milho) com sérios problemas ambientais em termos da perda de

biodiversidade, uso da água e manejo da grande quantidade de efluentes

gerados. Além disto, estes sistemas apresentam como característica

comum alta concentração de renda, impedindo que os benefícios sócio-

econômicos sejam apropriados pelas comunidades rurais, levando a

significativos aumentos no preço dos alimentos, pondo em risco a

segurança alimentar e aumentado a pobreza em países subdesenvolvidos.

Portanto, a crescente demanda pela energia proveniente dos

biocombustíveis não garantem que pequenos produtores e comunidades

pobres possam se apropriar dos beneficios sócio-econômicos da produção

de biocombustíveis para melhorar sua qualidade de vida (Diones 2008).

Dentre as fontes de energia renovável, a biomassa poderá

responder por parcela substantiva dessa oferta futura. Assim, a ampliação

18

da participação da biomassa a partir da utilização de fontes amiláceas na

matriz energética é, entre outras, a oportunidade de executar de modo

sustentável as políticas de cunho social, ambiental e econômico (Diones

2008).

A produção de etanol por fermentação de substratos amiláceos vem

sendo objeto de pesquisas que buscam aperfeiçoar a conversão desses

materiais de um modo mais rápido e a menores custos. Atualmente, o

país possui uma matriz energética com significativa participação de

energias renováveis a partir da cana de açúcar, tendo acumulado

importante experiência na produção de álcool como combustível. Dentre

as matérias-primas vegetais fornecedoras de energia, o milho tem sido

objeto de maiores investigações, devido principalmente à sua presença no

cenário econômico norte-americano (GRAY et al., 2006, OSPINA e

CEBALLOS 2002).

No Brasil, a utilização de fontes amiláceas como a mandioca como

matéria-prima para produção de etanol sempre foi discutida tomando-se

como referencial a cultura da cana-de-açúcar que lhe concorre com

vantagens econômicas nada desprezíveis. No entanto, quando a análise é

procedida a partir da contabilidade energética das operações de cultivo,

do processamento industrial e das repercussões no agroecossistema, a

mandioca pode revelar vantagens consideráveis em relação ao milho e à

cana de açúcar. Entretanto, diferentemente do milho e da cana-de-açúcar,

principais matérias-primas para produção de etanol, a mandioca continua

ausente nos debates públicos sobre biocombustíveis, não é contemplada

nas dotações orçamentárias, nas diretrizes das instituições públicas

agrícolas, nos financiamentos bancários e não é prioridade entre as linhas

de pesquisa (EMBRAPA, 2010).

Estimativas de produção de álcool etanol no Brasil na safra

2010/2011 estão em trono de 27,4 bilhões de litros, contra 24 bilhões na

safra 2009/2010. Nos Estados Unidos espera-se uma produção de 45

bilhões de litros, e uma produção global total na safra 2010/2011 de 83,4

19

bilhões de litros de álcool etanol, ante uma produção de 73 Bilhões de

litros na safra 2008/2010 (ÚNICA, 2010).

O mercado interno desse produto alcançou grande crescimento

principalmente nos últimos dois anos devido ao sucesso do automóvel flex

fuel que, em 2007, atingiu mais de 80% das vendas de carros novos

(ÚNICA, 2010).

5 ATIVIDADES REALIZADAS NO ESTÁGIO

5.1 ATIVIDADES INICIAIS

O estágio iniciou-se com a apresentação da equipe de trabalho e das

estruturas onde seria desenvolvido o estágio. Também foi possível nesse

inicio de estágio, conhecer um pouco de cada programa desenvolvido no

CIAT, como o programa de melhoramento e desenvolvimento de

pastagens tropicais, arroz, feijão, fruticultura e a parte de melhoramento

genético. O presente estágio foi desenvolvido no projeto CLAYUCA, e teve

como foco a cultura da mandioca.

As atividades podem ser divididas nas seguintes etapas: a parte de

casa de vegetação (propagação “in vitro”, propagação com uma gema e

propagação com duas gemas), laboratório (micropropagação e

biorreatores), campo (colheita), processamento (pesagem, lavagem,

moagem, secagem e refinamento), produção de álcool etanol (preparação,

dextrinização, fermentação, destilação), parte animal (pesagem de

bovinos suplementados com blocos multinutricionais) e dia de campo

(Planti center).

20

5.2 CASA DE VEGETAÇÃO

No CLAYUCA, o técnico Armando Bedoya trabalha com a parte de

propagação com uma, duas gemas e propagação de plantas “in vitro” de

mandioca em casa de vegetação. Essas atividades representam o inicio do

presente estágio.

Figura 6. Casa de vegetação de vidro, com controle de temperatura, CIAT.

5.3 PROPAGAÇÃO COM UMA OU DUAS GEMAS

No campo coletou-se ramas de mandioca de diferentes cultivares

com 4 meses de idade, sendo estas cortadas com serra desinfetada com

água e sabão, para evitar a troca de possíveis doenças entre as plantas.

Na casa de vegetação, utilizou-se gilete desinfetada, com a qual

eram cortadas as folhas, exceto as folhas do meristema apical. Após esta

operação, colocou-se uma etiqueta em cada rama para identificar as

cultivares. Separadamente, cada rama era cortada a cada duas gemas,

sempre havendo o cuidado de cada mudança de cultivar, sempre

desinfetar os materiais utilizados no corte do material. Posteriormente,

cada maniva era selada na extremidade superior com papel parafina, para

21

evitar a desidratação. Em seguida as manivas eram imersas numa solução

com fungicida por 3 minutos.

Após a imersão em fungicida, as manivas permaneciam ao sol até

secar o excesso de fungicida. Enquanto isso ocorria, o solo era preparado

em bandejas de isopor, perfuradas na parte inferior, permitindo a saída do

excesso de água. Cada célula do isopor tinha uma capacidade de

acomodar 100g de solo preparado (3 partes de areia/ 1 parte de solo) e

devidamente esterilizado (4 horas/ vapor à 180F°).

O mesmo procedimento foi utilizado para propagação com apenas

uma gema. O que diferencia o processo é o número final de mudas, e a

necessidade de um técnico com bastante experiência e conhecimento,

pois quanto menor for o número de gemas, maior deverá ser o controle

das condições de temperatura e umidade, luminosidade e nutrição.

Figura 7. Germinação de manivas de mandioca de uma e duas gemas em estufa.

5.4 PROPAGAÇÃO “IN VITRO”

Inicialmente higienizou-se todo o material utilizado neste processo,

identificou-se todos os recipientes que posteriormente acomodariam as

vitro plantas. Preparou-se uma solução de 3g de fungicida (orthocide

50%) + 10 ml de fertilizante (10 – 52 – 10) por litro de água deionizada.

22

Após preparada a solução nutritiva+fungistática, colocou-se 5 ml em cada

recipiente.

Quando retirou-se as vitro plantas do seu recipiente original,

mergulhou-se as mesmas num recipiente com água deionizada, retirando-

se o Agar das raízes. Após a retirada do Agar, colocou-se individualmente

cada vitro planta num recipiente e cobriu-se com solo esterilizado,

adicionando-se + 5 ml de solução nutritiva+fungistática. Fechou-se a

câmara úmida, para evitar a desidratação das vitro plantas.

Figura 8. Câmara úmida para desenvolvimento de vitro plantas.

5.5 LABORATÓRIO: MICROPROPAGAÇÃO

No laboratório de melhoramento genético de mandioca a

responsável, Eng. Agrônoma Adriana, fez uma breve explanação sobre o

funcionamento do laboratório. Posteriormente, realizou-se uma prática de

micropropagação in vitro, onde foram seguidos os procedimentos de

esterilização dos materiais, trabalhando-se em câmara de manipulação de

fluxo laminar. A Eng. Agrônoma Adriana explicou os diferentes meios de

cultivo, através dos quais poderia se obter um crescimento mais rápido ou

mais lento, dependendo da finalidade das vitro plantas. Posteriormente, a

Eng. Agrônoma Adriana possibilitou a oportunidade de fazer

micropropagação de meristemas e de gemas.

23

Figura 9. Micropropagação in vitro de explantes de mandioca.

5.6 BIORREATORES

O laboratório de análises do CLAYUCA possui, entre outros

equipamentos, um sistema de reatores e destilador, que permitem

realizar mais a avaliação de produção de álcool etanol a partir de farinha

refinada de mandioca em nível laboratorial. Ao todo, eram 4 reatores de

vidro, com capacidade de 4,5 litros cada, com sistema de agitação

constante. O propósito central de avaliar a produção de álcool etanol em

reatores é a menor necessidade de matérias primas e nível de controle

sobre o processo. O experimento foi realizado no sentido de testar o que

ocorre a nível enzimático e fermentativo, quando se diminui os níveis de

água normalmente utilizados (testemunha) na produção de álcool etanol.

A cultivar de mandioca utilizada foi um hibrido CM 7951-5, com MS 88% e

29,5% de amido, moída com peneira (Ø 100 micras). Neste experimento

utilizou-se uréia agrícola com 45% de N para propiciar o start inicial no

processo fermentativo. A enzima utilizada foi STARGEM TM 001, que é uma

mescla de α-amilase e glucoamilase, que funciona em temperaturas de 30

- 33°C. A levedura utilizada foi a Saccharomyces cerevisiae (nome

comercial Ethanol Red® ) que é uma cepa selecionada especialmente para

24

a fabricação de etanol. Os tratamentos avaliados estão apresentados na

Tabela 1.

Tabela 1: Avaliação dos efeitos da concentração de farinha (g/l) e quantidade de enzima (%) no rendimento de álcool etanol (l/t) de mandioca. (CLAYUCA, 2010)

Tratamentos [ ] Farinha % Enzima Etanol/Farinha (l/t)

Testemunha 15,8 0,50 376,6

T 2 15,8 0,25 294,6

T 3 17,6 0,50 397,7

T 4 17,6 0,25 377,6

T 5 20,0 0,50 378,8

T 6 20,0 0,25 378,8

T 7 23,1 0,50 472,7

T 8 23,1 0,25 347,8

Em cada reator, adotou-se o seguinte procedimento: inicialmente

pesou-se a farinha de mandioca, adicionou-se a água, ajustou-se o pH

para 4,5 com HCl (30% v/v). Adicionou-se a enzima e aguardou-se 60

min. Para que a enzima atuasse sobre o amido, retirou-se uma alíquota de

100 ml desta solução, adicionou-se a uréia e o fermento, aqueceu-se este

volume a aproximadamente 32°C por 30 min, e manteve-se agitação

constante até a ativação da levedura, retornando a levedura ativada para

o reator. Após 72 h iniciou-se o processo de destilação.

No processo de destilação, coletou-se uma amostra de 250 ml de

cada reator, mediu-se o pH e, posteriormente, colocou-se esta amostra

num balão de destilação, com um agitador dentro do balão. Aqueceu-se o

liquido até uma temperatura superior à 80°C, para que ocorresse a

volatilização do álcool etanol, que era condensado numa serpentina com

água corrente, capturado num balão volumétrico. Levou-se a amostra

destilada para uma proveta e completou-se o volume até 250 ml com

água, para posterior leitura do volume alcoólico da amostra com o auxílio

25

de um alcoômetro e medição de temperatura do líquido na proveta, para

efetuar a correção da concentração de álcool na solução.

Foram realizadas apenas duas repetições de cada tratamento,

devido à restrição de tempo para a realização de outra repetição. Desta

forma, apenas tem-se numericamente diferenças de produção de álcool

etanol em função da quantidade de enzima (0,25% ou 0,50%) e da

concentração de farinha de mandioca. Observou-se que as concentrações

de farinha de mandioca podem ser aumentadas sem afetar

aparentemente os processos enzimáticos e fermentativos, e ainda, obter

um aumento em números absolutos, no rendimento de álcool etanol por

tonelada de farinha de mandioca utilizada neste processo.

Figura 10. Biorreatores em funcionamento no laboratório CLAYUCA.

5.7 LAVOURA

Inicialmente, realizaram-se pesagens da raiz de algumas plantas

para determinação de rendimento de cultivares a campo, obtendo-se

desta forma uma estimativa de produtividade. Posteriormente, foi

efetuada a colheita desta mandioca, com um trator acoplado com uma

roçadeira, sendo retirada a parte aérea da mandioca. Em seguida

realizou-se a operação de arranquio mecanizado, o qual consistiu de um

26

trator com um subsolador específico para elevar as raízes da mandioca,

desta forma facilitando o trabalho manual de recolhimento das raízes.

Estas raízes foram amontoadas, para ser efetuado o

destoconamento, que consistiu na separação das raízes do tronco onde as

mesmas estavam fixadas, ensacadas em sacos de aproximadamente 20

kg, carregados numa camionete para serem retirados da lavoura. As

raízes foram pesadas, para obter a real produtividade de mandioca

naquela área.

Figura 11. Colheita das raízes de mandioca.

5.8 PROCESSAMENTO

Após a pesagem das raízes procedeu-se a lavagem das mesmas

para a retirada de solo que estava aderido às raízes de mandioca, numa

máquina específica para esta operação. Na mesma operação de lavagem,

se realizou a retirada da casca mais externa das raízes na mesma

máquina e já se procedeu à trituração das raízes, para que o processo de

desidratação destas ocorresse no menor espaço de tempo possível.

A secagem foi feita em bandejas teladas suspensas, com inclinação,

forma que possibilita uma maior rapidez de desidratação. Também

efetuou-se a secagem do triturado de mandioca em piso de cimento,

27

sendo possível esta técnica no CLAYUCA, porque na época de realização

do estágio, a precipitação era muito baixa, e a temperatura ambiente

manteve-se próximo dos 30°C, obtendo-se rápida desidratação do

material também neste sistema de secagem.

Figura 12: Desidratação da mandioca em bandejas e piso de concreto.

5.9 PRODUÇÃO DE ÁLCOOL ETANOL EM MICRO-USINA

Realizou-se uma avaliação de rendimento de álcool etanol a partir

de farinha de mandioca refinada, numa micro-usina de capacidade de

destilação de 15 L/h. Avaliou-se a influência da concentração de farinha

de mandioca no rendimento de álcool etanol por tonelada de farinha de

mandioca e, também, avaliou-se a produção de vinhaça por litro de

etanol. Realizou-se a avaliação da produção de vinhaça, por esta ser um

passivo ambiental que gera grande preocupação ao setor de produção de

álcool etanol.

Patino et al. (2009) relatam valores que podem chegar a 25 litros de

vinhaça para cada litro de álcool etanol produzido, ou seja, numa micro-

usina de igual à capacidade a que foi realizada esta avaliação, seriam

produzidos 375 litros de vinhaça por hora de funcionamento. Quando se

extrapola isso em âmbito de Brasil, que tem sua produção de álcool etanol

28

previsto para 2010/2011 de 27,4 bilhões de litros, poderia gerar-se 685

bilhões de litros de vinhaça. A vinhaça é um passivo ambiental devido a

sua elevada demanda bioquímica de oxigênio (DBO), e elevada demanda

química de oxigênio (DQO). Além disso, a vinhaça sai a uma temperatura

acima dos 60°C e com um pH próximo de 4,0. Outro inconveniente na

liberação desta vinhaça nas lavouras é a elevada quantidade de potássio

que este co-produto da fabricação de álcool etanol apresenta, podendo

acarretar na salinização dos solos quando aplicada indiscriminadamente,

além de comprometer a estrutura dos agregados do solo, pelas cargas

eletrostáticas presentes nesta vinhaça. Na Tabela 2 são apresentados os

principais parâmetros de avaliação da vinhaça, após a destilação e após a

estabilização deste co-produto.

Tabela 2. Composição média da vinhaça após o processo de destilação e do efluente que sofreu processo de estabilização

Propriedade Vinhaça Efluente

pH 3,73 7,3

Temperatura (°C) 80 22

DQO (mg/l) 31.350 6.144

DBO (mg/l) 17.070 918

Nitrogênio (mg/l) 412 343

Fósforo (mg/l) 109 108

Potássio (mg/l) 1.473 1.221

Fonte: Alternativas de aproveitamento e aspectos Sócio-Econômicos,

(1986).

A micro-usina era composta por duas torres com sistema de pratos

perfurados, 6 dornas de fibra com capacidade de 1.000 litros cada e com

agitação constante, uma caldeira para geração de vapor d’água e um

trocador de calor. Os tratamentos avaliados foram baseados nas

tendências numéricas obtidas em laboratório com os biorreatores,

mantendo-se o tratamento testemunha, por ser a concentração de farinha

normalmente utilizada na fabricação de álcool etanol a partir de mandioca,

29

e avaliaram-se as concentrações 17,3 e 23,1%, que apresentaram

numericamente, melhores rendimentos nas avaliações de laboratório.

A farinha de mandioca utilizada foi a do híbrido CM 7951 - 5, com

88% MS e 29,5% de amido, triturada, seca ao sol e refinada (Ø 100

micras). A uréia utilizada foi a agrícola com 45% de nitrogênio. A enzima

utilizada (STARGEM TM 001) é uma mescla de α-amilase e glucoamilase,

que funciona em temperaturas de 30 - 33°C. A levedura utilizada foi a

Saccharomyces cerevisiae. Os tratamentos avaliados foram os seguintes:

Tratamento 1: 150 kg de farinha de mandioca, 714 g de enzima,

350 g de uréia, 500 g de levedura com 800 litros de água;

Tratamento 2: 150 kg de farinha de mandioca, 714 g de enzima,

350 g de uréia, 500 g de levedura com 700 litros de água;

Tratamento 3: 150 kg de farinha de mandioca, 714 g de enzima,

350 g de uréia, 500 g de levedura com 500 litros de água.

Ao total foram 4 repetições, com todos os tratamentos sendo

repetidos no tempo. O pH do mosto foi ajustado para 4,5, utilizando HCl

(30% v/v). Cada rodada teve duração de 72 horas de fermentação,

seguido pelo processo de destilação. Utilizou-se um delineamento

experimental totalmente casualizado repetido no tempo e as médias

foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

Os níveis de água utilizados no processo (800, 700, 500 l),

influenciaram na produção e no rendimento de etanol. A diminuição de

37,5% na quantidade de água utilizada (800 vs 500l) aumentou em

107% a produção (21,75 vs 44,94) e em 33% o rendimento do etanol

(268,80 vs 357,50 l/ton; Tabela 3).

30

Tabela 3. Produção de etanol (l), rendimento de álcool de etanol (l/t MS) e quantidade de vinhaça gerada por litro de álcool etanol produzido.

*Tratamentos

1 2 3

Produção de etanol (l)

Rendimento (l/t MS)

21,75 b

268,80b

27,28 b

305,60ab

44,94 a

357,50a

Relação vinhaça/etanol

(l/l) 25,34b 19,81ab 14,09a

**Diferença significativa para letras diferentes na mesma linha, Tukey 5%.

*T1: 150 kg de farinha, 714 g de enzima, 350 g de uréia, 500 g de levedura com 800 L/água;

*T2: 150 kg de farinha, 714 g de enzima, 350 g de uréia, 500 g de levedura com 700 L/água;

*T3: 150 kg de farinha, 714 g de enzima, 350 g de uréia, 500 g de levedura com 500 L/ água.

Os níveis de água utilizados no processo (800, 700, 500 l),

influenciaram a produção de vinhaça. A diminuição de 37,5% na

quantidade de água utilizada (800 vs 500 l) diminuiu em 44% a relação

vinhaça/etanol (25,34 vs 14,09 l/l; P<0,05; Tabela 3).

Concluiu-se nesta avaliação que a diminuição do nível de água

convencionalmente utilizado na produção de etanol de mandioca em

micro-usinas permite melhorar o rendimento de etanol e diminuir a

quantidade de vinhaça gerada no processo.

Figura 13. Dornas de fermentação da farinha de mandioca.

31

Figura 14. Vinhaça gerada na produção de álcool etanol.

5.10 SUPLEMENTAÇÃO ANIMAL

Realizou-se o acompanhamento da pesagem de dois grupos de 36

bovinos, dos quais, um grupo era suplementado com blocos

multinutricionais confeccionados a partir dos co-produtos da fabricação de

álcool etanol e outro grupo recebia apenas sal mineral. Os blocos

multinutricionais eram compostos por bagaço de cana de açúcar picado,

parte aérea de mandioca, vinhaça concentrada, melaço de cana, uréia e

sal mineral. Os bovinos eram cruzados, sem raça definida, com peso

médio de 350 kg e com idade média de 24 meses.

Foram realizadas 4 pesagens, com intervalos de 28 dias, sendo os

animais pesados individualmente, avaliando-se o ganho médio de cada

grupo. Estes resultados foram comparados com a média do outro grupo,

buscando verificar o efeito da suplementação sobre o ganho de peso dos

animais. Os animais eram mantidos em potreiros com capim estrela

(Cynodon sp.) com boa qualidade, sendo esta pastagem mantida sob

irrigação, com uma disponibilidade estimada de MS de 3,5 t/ha. Não

houve diferença (P<0,05) significativa sobre o ganho de peso entre os

dois grupos, demonstrando a possibilidade da utilização dos co-produtos

da fabricação de álcool etanol, na suplementação de bovinos de corte,

32

agregando valor a estes co-produtos. O experimento apresentou

problemas na sua condução, destacando a restrição de água, em alguns

períodos do dia, o que pode ter afetado o consumo dos blocos

multinutricionais e com isso influenciado o resultado final do experimento,

essa restrição de água deveu-se ao fato da propriedade na qual era

conduzido o experimento ter seu foco produtivo na cultura do pimentão e

não na pecuária de corte.

Figura 15. Pesagem dos bovinos suplementados com blocos multinutricionais.

5.11 DIA DE CAMPO

Acompanhou-se um dia de campo, durante o qual houve palestras

sobre as inovações no plantio e colheita da mandioca mecanizada, com

técnicos da empresa Planti Center, Vinícius Dalla Rosa e Anderson

Veroneze, funcionários da empresa com sede no Paraná, pela parte da

manhã. À tarde foram feitas demonstrações de funcionamento de uma

semeadora de mandioca. Estiveram presentes produtores rurais que

trabalham com a produção e comercialização de mandioca na região, além

da equipe técnica do projeto CLAYUCA.

33

Figura 16. Produtores e técnicos do CLAYUCA no dia de campo de semeadura de

mandioca.

34

6 CONCLUSÕES

A instituição escolhida para a realização do estágio, CIAT projeto

CLAYUCA, possibilitou ao aluno ampliar seus conhecimentos

principalmente no tocante aos biocombustíveis, ampliando os

conhecimentos adquiridos ao longo do curso de Agronomia. O contato com

uma realidade diferente da vivida corriqueiramente, idioma diferente,

clima diferente, escolas de pesquisa e campo diferentes, proporcionou um

aprendizado importante, para uma melhor formação do aluno como

engenheiro agrônomo capacitando-o a ingressar no mercado de trabalho.

Dessa forma, o presente estágio, possibilitou uma interação de

conhecimentos práticos e teóricos com várias áreas da Agronomia, curso

este, amplamente abrangente. Este período, portanto, foi de fundamental

importância pelo aprendizado de aspectos relevantes para o

desenvolvimento profissional do estagiário.

35

7 ANÁLISE CRÍTICA DO ESTÁGIO

O estágio foi uma experiência profissional avançada que exige do

aluno a utilização de todos os conhecimentos obtidos em sala de aula.

Com o apoio do orientador e dos técnicos do CLAYUCA, foram colocados

em prática os conhecimentos adquiridos ao longo do curso de Agronomia.

Foi muito importante para o bom andamento do estágio a ótima

recepção dos técnicos e funcionários do CIAT e do CLAYUCA,

possibilitando ao estagiário a expressão da sua opinião e conhecimento

sobre assuntos que estavam sendo abordados ao longo do período de

estágio.

Na realização do estágio, pode-se considerar que além das

contribuições já citadas, merece destaque o empenho do tutor, orientador

e demais técnicos das mais diferentes áreas, em tornar o estágio mais

abrangente, buscando a realização de atividades além da rotina de

trabalho.

Também é possível destacar o contato com pesquisadores de

escolas européias e asiáticas, além da tradicional escola americana, o que

proporcionou uma visão mais ampla da atividade de engenheiro

agrônomo.

Como aspectos negativos, pode-se destacar, por exemplo, o período

de realização do estágio, que foi muito curto não possibilitando o

aprofundamento técnico em algumas áreas de abrangência do estágio.

36

8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT). Disponível em: <http://webapp.ciat.cgiar.org/inicio.htm >. Acesso em 01 de Novembro de 2010. Consórcio Latinoamericano y del Caribe de Apoyo a la investigaçión y al desarrollo de la Yuca (CLAYUCA). Disponível em: <http://www.clayuca.org>. Acesso em 19 de novembro de 2010 Diones, Salla Assis. “ANÁLISE ENERGÉTICA DE SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE ETANOL DE MANDIOCA, CANA DE AÇÚCAR E MILHO.” Tese doutorado - Universidade Estadual paulista Julio de Mesquita Filho, Botucatu, 2008. EMBRAPA MANDIOCA E FRUTICULTURA. Disponível em: < http://www.cnpmf.embrapa.br >. Acesso em 15 de Novembro de 2010. MURGEITIO, RUFINO VARELA. “PLAN PARA EL DESARROLLO AGROPECUÁRIO DEL VALLE DEL CAUCA.” Santiago de Cali, Feberero 1996. OSPINA, BERNARDO, e HERNÁN CEBALLOS. La Yuca en el Tercer Milenio - Sistemas Modernos de Producción,procesamiento, utilización y Comercialización . Cali: Publicación CIAT No. 327, 2002. Patino, Harold, Bernardo Ospina, Sonia Gallego, e Juan Sebastian Payan. “BIRUS - BIOREFINARIAS RURAIS SOCIAIS UMA PROPOSTA PARA O ETANOL SOCIAL.” In: I SIMPÓSIO BRASILEIRO DE AGROPECUÁRIA SUSTENTÁVEL. Voçosa, 2009. PREFEITURA MUNICIPAL DE PALMIRA. Disponível em: <http://www.palmira.gov.co/>. Acesso em 18 de Novembro de 2010. ÚNICA – União da Industria de Cana de Açúcar. Disponível em: < http://www.unica.com.br >. Acesso em 20 de Novembro de 2010. WIKIPÉDIA. Enciclopédia Livre. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Col%C3%B4mbia>. Acesso em 12 de Novembro de 2010.