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7/21/2019 EMBRAPA livro_biomassa.pdf

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Biomassapara Qumica Verde

Slvio Vaz JniorEditor Tcnico


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Empresa Brasileira de Pesquisa AgropecuriaEmbrapa Agroenergia

Ministrio Agricultura, Pecuria e Abastecimento

Embrapa Agroenergia

Braslia, DF

2013

Biomassapara Qumica Verde

Slvio Vaz JniorEditor Tcnico


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Exemplares desta publicao podem ser adquiridos na:

Embrapa AgroenergiaParque Estao Biolgica, PqEB s/n, Braslia, DFCEP: 70770-901Caixa Postal: 40.315Fone: (61) 3448-4246Fax: (61) [email protected]

Comit de Publicaes da UnidadePresidente: Jos Manuel Cabral de Sousa DiasSecretria-Executiva: Lorena Costa GarciaMembros: Eduardo Fernandes Formighieri, Joo Ricardo Moreira deAlmeilda, Larissa Andreani, Leonardo Fonseca Valadares, Maria Iara

Pereira MachadoSuperviso editorial: Jos Manuel Cabral de Sousa DiasReviso de texto: Jos Manuel Cabral de Sousa DiasNormalizao bibliogrfica: Maria Iara Pereira Machado

Fotos da capa: Sergey Yarochkin/Fotolia, MK/FotoliaCapa, projeto grfico, editorao eletrnica: Athalaia Grfica e EditoraTratamento de ilustraes: Paulo Roberto Pinto

1aedio1 impresso (2013): 500 exemplares

Todos os direitos reservados

A reproduo no-autorizada desta publicao, no todo ou emparte, constitui violao dos direitos autorais (Lei n 9.610).

Dados Internacionais de Catalogao na Publicao (CIP)

Embrapa Agroenergia

B 615 Biomassa para qumica verde / editor-tcnico, Slvio Vaz Jnior.

Braslia, DF: Embrapa Agroenergia, 2013.

196 p. ; il. color.

ISBN: 978-85-7035-230-9

1.Biomassa qumica verde. 2. Agroindstria Brasil. I.Vaz Jnior, Silvio.

660.63 - CDD 22. Ed.


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iBiomassa para Qumica Verde

Carlos A. M. Santana

Economista, Mestre e Doutor em Economia Agrcola; pesqui-sador da Embrapa Estudos e Capacitao.

Clenilson Martins Rodrigues

Qumico, Mestre e Doutor em Qumica; pesquisador da Em-brapa Agroenergia.

Dasciana de Souza Rodrigues

Qumica Industrial, Mestre e Doutora em Engenharia Qumi-

ca; pesquisadora da Embrapa Agroenergia.

Frederico O. M. Dures

Engenheiro Agrnomo, Mestre em Agronomia e Doutor emFitotecnia; pesquisador da Embrapa Produtos e Mercados.

Jos Dilcio Rocha

Engenheiro Qumico, Mestre em Planejamento de SistemasEnergticos e Doutor em Engenharia Mecnica; pesquisadorda Embrapa Agroenergia.

Patrcia Verardi Abdelnur

Qumica, Mestre e Doutora em Qumica Orgnica; pesquisa-dora da Embrapa Agroenergia.

Autores


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ii Biomassa para Qumica Verde

Peter Rudolf Seidl

Qumico Industrial, Mestre e Doutor em Qumica; professor

da Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Slvio Vaz Jr.

Qumico, Mestre em Fsico-Qumica e Doutor em QumicaAnaltica; pesquisador da Embrapa Agroenergia;[email protected].


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iiiBiomassa para Qumica Verde

Os conceitos de biorrefinaria e qumica verde enfocamo aproveitamento integral da biomassa, de modo que se crie

cadeias de valor similares quelas dos derivados do petrleo,porm com menor impacto negativo ao meio ambiente, deforma a contemplar sistemas integrados (matria-prima, pro-cesso, produto e resduos) sustentveis, considerando-se, den-tre outros aspectos, os balanos de energia e massa, o ciclo de

vida e a reduo de gases do efeito estufa.Conceitos como estes so de fundamental importncia

para a explorao sustentvel do agronegcio brasileira, almde promover o desenvolvimento de tecnologias nacionais. As-sim, esta obra busca contribuir para o avano no conhecimen-to e na aplicao da biomassa na qumica, de modo a se criar econsolidar novas oportunidades agroindustriais para o Brasil.

Boa leitura a todos!

Manoel Teixeira Souza JuniorChefe-geral da Embrapa Agroenergia.

Apresentao


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ivBiomassa para Qumica Verde

Os autores agradecem Embrapa Agroenergia pela opor-tunidade de elaborao e publicao desta obra.

Agradecem, tambm, ao Prof. Dr. Cludio Mota do Ins-tituto de Qumica da Universidade Federal do Rio de Janeiropela reviso tcnica do texto.

Agradecimentos


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vBiomassa para Qumica Verde

Prefcio 1

1 BIOMASSA E QUMICA VERDE 5

Princpios fundamentais 7Oportunidades para a qumica verde no Brasil 11

Referncias bibliogrficas 13

2 OFERTA E DISTRIBUIO DE BIOMASSA NO BRASIL 17

Matrias-primas oleaginosas 19

Matrias-primas sacardeas 26

Matrias-primas amilceas 30

Matrias-primas lignocelulsicas 40Consideraes finais 43


3 ANLISE QUMICA DA BIOMASSA 49

Tcnicas analticas tradicionais aplicadas biomassa lignocelulsica 52

Determinao do teor de celulose, hemicelulose e lignina 54

Determinao do perfil de acares 55

Determinao do perfil de ligninas 57

Anlise composicional da biomassa 61

Tcnicas analticas avanadas aplicadas biomassa 65

Tcnicas espectroscpicas, cromatogrficas e espectromtricas 65

Estudo de metablitos por metabolmica 72

Avaliao da biomassa processada 73

Consideraes finais 75


Sumrio


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vi Biomassa para Qumica Verde

4 PROCESSOS QUMICOS CATALTICOS 87

Processos catalticos aplicados biomassa lignocelulsica 90

Anlise da composio e caracterizao 93Pr-tratamento 94

Sntese orgnica 95

Separao e purificao 99

Estudo do potencial industrial 100

Escalonamento 101

Tratamento de efluentes residuais 102


5 PROCESSOS BIOQUMICOS 111

Produtos obtidos da biomassa por processos bioqumicos 114

Processos bioqumicos para transformao da biomassa 115

Converso de matrias-primas lignocelulsicas 122

Converso de matrias-primas oleaginosas 124

Converso de matrias-primas sacardeas e amilceas 125

Avanos no desenvolvimento de processos bioqumicos 126

Processos microbianos 126Processos enzimticos 128

Aproveitamento de componentes minoritrios da biomassa 131


6 A PLATAFORMA TERMOQUMICA 139

A cogerao na indstria brasileira 143

O processo de pirlise rpida da biomassa 148

Os produtos primrios 151A pirlise rpida como uma etapa de pr-tratamento de biomassa 154

Aplicaes potenciais dos produtos 154

Os gargalos das etapas de transformao 154

A carbonizao para a produo de carvo vegetal 159

O processo de gaseificao para a produo de gs de sntese 161

As aplicaes do gs de sntese 163



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viiBiomassa para Qumica Verde

7 POTENCIALIDADES DA BIOMASSA PARA A QUMICA VERDE 169

Desafios cientficos 177

Desafios tcnicos 177Desafios econmicos 178



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1Prefcio

A necessidade de desenvolvimento de novas matrias--primas renovveis para a qumica, em substituio ao pe-

trleo, tem se mostrado como um desafio estratgico parao sculo XXI. Neste contexto, o uso dos diferentes tipos debiomassa vegetal amilcea, lignocelulsica, oleaginosa e sa-cardea pode se consolidar tanto como uma alternativa deuso de matrias-primas mais baratas e menos poluentes, bemcomo um modelo de agregao de valor econmico s cadeiasagroindustriais, como as da soja, cana-de-acar, milho, flo-

restas, entre outras. Tais linhas de ao podero, sobretudo,contribuir para a sustentabilidade dos processos de produode diferentes tipos de produtos qumicos orgnicos, desde de-tergentes a frmacos, os quais so de largo uso na atualidade.

A qumica verde surge como uma nova filosofia dentrodas cincias qumicas para quebrar velhos paradigmas, comoa grande gerao de resduos e o uso intensivo de petroqumi-

cos, atravs de uma viso holstica dos processos em laborat-rios e em indstrias. Tal viso, descrita em 12 princpios, buscarevigorar a qumica por meio da reduo da gerao de resdu-os, economia atmica e energtica, e uso de matrias-primasrenovveis, entre outras consideraes de grande relevncia.

No caso do uso de matrias-primas renovveis, esta uma questo extremamente estratgica para o Brasil, por ser

Prefcio


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2 Biomassa para Qumica Verde

um dos principais pases produtores de biomassa e, conse-quentemente, um dos maiores geradores de resduos agroin-

dustriais. Desse modo, o aproveitamento da biomassa pelaqumica abre-se como uma nova possibilidade de negcios ede gerao de riquezas para o pas, alm de propiciar menorimpacto negativo ao meio ambiente.

Os compostos qumicos so os produtos com maior po-tencial de agregao de valor a uma determinada cadeia dabiomassa, dada importncia da indstria qumica conven-

cional e da qumica fina em diferentes setores da economia,podendo-se destacar compostos que podem ser utilizadoscomo bloco-construtores, intermedirios de sntese e pol-meros. Por outro lado, a necessidade de desenvolvimento detecnologias para a obteno desses produtos apresenta con-siderveis gargalos a serem superados, tanto tcnicos, quantocientficos e de mercado.

Esta publicao trata do potencial tcnico-econmico dautilizao da biomassa como matria-prima para a qumica, apartir da viso da qumica verde, mostrando um cenrio rela-cionado com as perspectivas e os desafios para o desenvolvi-mento de uma qumica renovvel brasileira.

Slvio Vaz Jr.

Braslia (DF), setembro de 2013.


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5Biomassa e Qumica Verde

A questo ambiental tomou uma dimenso global nosanos 1990 como consequncia de uma serie de acidentes qu-

micos, como o desastre de Bhopal na ndia, assim como pro-blemas de contaminao por produtos usados como medica-mentos ou defensivos qumicos (AMATO, 1993). A questodo aquecimento global tem um impacto direto nas empresas,que tm sido pressionadas a mudarem seus hbitos conven-cionais de produo e de desenvolvimento de produtos. Hoje,as organizaes no podem mais ignorar a questo ambiental

que, associada com diminuio progressiva das fontes fsseisde energia e matria-prima, tem levado a mudana de para-digmas e como consequncia, novos modelos de negcio.

A resposta da indstria qumica aos novos tempos foi omovimento relacionado com o desenvolvimento da qumicaverde. Ela comeou no incio dos anos noventa, principalmentenos Estados Unidos, Inglaterra e Itlia, com a introduo de no-

vos conceitos e valores para as diversas atividades fundamentaisda qumica, bem como, para os diversos setores correlatos daatividade industrial e econmica. Esta proposta logo se amplioupara envolver a IUPAC (International Union of Pure and AppliedChemistry) e a OCDE (Organizao para Cooperao e Desen-

volvimento Econmico) no estabelecimento de diretrizes para odesenvolvimento da qumica verde em nvel mundial.

Biomassa e Qumica Verde

Peter Rudolf Seidl

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A contribuio da qumica para o desenvolvimen-to sustentvel da biodiversidade brasileira foi objeto de um

workshoprealizado em Manaus, AM, em novembro de 1993,pouco depois da Rio-92. O evento serviu para evidenciar as

vantagens de agregar valor a produtos extrados de maneirasustentvel em lugar de extinguir este valioso recurso natural.Um longo esforo foi desenvolvido com o apoio dos represen-tantes das vrias universidades, institutos de pesquisas, fede-raes de indstrias, centros de pesquisas de empresas brasi-

leiras, organizaes de classe do setor qumico e do SenadoFederal, atravs da Comisso Mista de Acompanhamento dasMudanas Climticas. Como fruto deste esforo, foi formali-zada ao Ministro de Cincia e Tecnologia, em agosto de 2007,a proposio de apoio governamental criao da Rede e daEscola Brasileira de Qumica Verde, durante a realizao do1 Workshop Internacional de Qumica Verde realizado em

novembro de 2007, em Fortaleza (CENTRO DE ENERGIASALTERNATIVAS E MEIO AMBIENTE, 2007). Nesse con-texto, o Ministrio de Cincia e Tecnologia encomendou aoCentro de Gesto e Estudos Estratgicos (CGEE) a propostade estruturao de uma Rede Brasileira de Qumica Verde eda criao da Escola Brasileira de Qumica Verde, como pi-lares organizacionais de uma estratgia nacional de C,T&I

na rea (CENTRO DE GESTO E ESTUDOS ESTRATGICOS, 2010). O CGEE desenvolveu juntamente com umaefetiva representao da comunidade cientifica e tecnolgicanacional, inclusive empresas, um amplo estudo dos principaistemas correlacionados com a Qumica Verde, tendo comofoco, a experincia nacional nesta rea; bem como, as poten-cialidades da nossa biodiversidade e a estreita cooperao


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com a indstria nacional para compor uma proposta de de-senvolvimento da qumica verde no Brasil.

A proposta assim colocada almeja integrar este esforocom alguns programas que vem sendo desenvolvidos de formaisolada e em desenvolvimento no pas, tendo em vista promovera Qumica Verde no pas como uma estratgia de desenvolvi-mento sustentvel nacional, tendo a ps-graduao nacional,notadamente as reas da biologia, qumica e engenharia qumi-ca, como o patamar deste salto cientfico e tecnolgico.

Princpios fundamentais

No decorrer das ltimas duas dcadas, formou-se umconsenso sobre doze princpios fundamentais da qumica ver-de (TUNDO et al., 2000). So eles:

1. Preveno: prevenir melhor do que remediar reaspoludas;

2. Eficincia atmica: os mtodos sintticos devem serdesenvolvidos de modo a incorporar o maior nmeropossvel de tomos dos reagentes no produto final;

3. Sntese segura: devem ser desenvolvidos mtodos sin-tticos que utilizem e gerem substncias com pouca ounenhuma toxicidade sade humana e ao ambiente;

4. Desenvolvimento de produtos seguros: deve-se bus-car o desenvolvimento de produtos que aps realiza-rem a funo desejada, no causem danos ao ambiente;


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5. Uso de solventes e substncias auxiliares seguros:a utilizao de substncias auxiliares como solventes,

agentes de purificao e secantes precisa ser evitada aomximo; quando inevitvel a sua utilizao, estas subs-tncias devem ser incuas ou facilmente reutilizadas;

6. Busca pela eficincia energtica: os impactos ambien-tais e econmicos causados pela gerao da energiautilizada em um processo qumico precisam ser consi-

derados. necessrio o desenvolvimento de processosque ocorram temperatura e presso ambientes;

7. Uso de matrias-primas renovveis: o uso de bio-massa como matria-prima deve ser priorizado nodesenvolvimento de novas tecnologias e processos;

8. Formao de derivados deve ser evitada: processosque envolvem intermedirios com grupos bloqueado-res, proteo/desproteo, ou qualquer modificaotemporria da molcula por processos fsicos ou qu-micos devem ser evitados;

9. Catlise: o uso de catalisadores, to seletivos quanto

possvel, deve ser adotado em substituio aos rea-gentes estequiomtricos;

10. Produtos degradveis: os produtos qumicos preci-sam ser projetados para a biocompatibilidade. Apssua utilizao no deve permanecer no ambiente, de-gradando-se em produtos incuos;


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11. Anlise em tempo real para a preveno da polui-o: o monitoramento e controle em tempo real, den-

tro do processo, devero ser viabilizados. A possibi-lidade de formao de substncias txicas dever serdetectada antes de sua gerao;

12. Qumica intrinsecamente segura para a prevenode acidentes: a escolha das substncias, bem comosua utilizao em um processo qumico, deve buscar

a minimizao do risco de acidentes, como vazamen-tos, incndios e exploses.

Tais conceitos, que tambm se referem produo lim-pa e a inovaes verdes, j esto relativamente difundidos emaplicaes industriais, particularmente em pases com inds-tria qumica bastante desenvolvida e que apresentam rigoroso

controle na emisso de agentes poluentes. Baseiam-se no pres-suposto de que processos qumicos com potencial de impactarnegativamente o meio ambiente venham a ser substitudos porprocessos menos poluentes ou no poluentes. Tecnologia lim-pa, preveno primria, reduo na fonte, qumica ambien-tal e qumica verde so denominaes que surgiram e foramcunhadas no decorrer das ltimas duas dcadas para tradu-

zir esse importante conceito. A palavra verde sinnima delimpo e tem uma conotao poltica; a qumica o centro daquesto ambiental; sustentabilidade ambiental, social e econ-mica traduz o futuro desejado; e qumica verde reflete a uniodessas ideias.

No caso do Brasil, o stimo princpio - uso de matrias-pri-mas renovveis destaca-se como uma grande oportunidade


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estratgica para o pas se inserir e at liderar segmentos rela-cionados a diversas reas da qumica verde em nvel mundial,

como ser visto no item seguinte.A Conferncia das Naes Unidas para o Desenvolvimen-

to Sustentvel, mais conhecida como Rio + 20 (CONFERNCIA DAS NAES UNIDAS SOBRE DESENVOLVIMENTO SUSTENTVEL, 2012, propiciou uma oportunidadepara que os principais executivos da indstria qumica mun-dial assumissem compromissos com a sustentabilidade em

nome de suas empresas (HOGUE, 2012). Estes compromissosforam detalhados pelo representante da Associao Brasilei-ra da Indstria Qumica (ABIQUIM) em uma mesa redondasobre Estratgias Brasileiras para a Incluso da Qumica Ver-de sobre o Processo Produtivo (FREIRE, 2012). Interesse nacadeia de valor baseada na transformao de matrias-primasda biomassa em produtos qumicos est incentivando o desen-

volvimento de processos de fabricao sustentveis (GALLE-ZOT, 2012). Neste particular cabe ressaltar a distino entrequmica verde e o que conhecido como qumica do verde.A primeira baseada nos 12 princpios anteriormente comen-tados, que, em pases como o Brasil, coloca grande nfase emmatrias-primas renovveis. Por outro lado, ainda h certafascinao com tudo que natural, assim existem empresas

que fazem o seu marketingem produtos naturais ou isentosde qumica. Existem vrios exemplos de processos baseadosem matrias-primas naturais, ou renovveis, que no so maisfavorveis que os baseados em matrias-primas fsseis em ter-mos de critrios como: consumo de gua ou energia, emissode gases do efeito estufa, potencial de risco ou outro critrioaplicado ao desenho de um processo verde.


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Oportunidades para a qumica verde no Brasil

O Brasil se encontra em uma posio privilegiada paraassumir a liderana no aproveitamento integral da biomassapelo fato de possuir a maior biodiversidade do planeta; disporde: intensa radiao solar; gua em abundncia; diversidadede clima e pioneirismo na produo de biocombustveis dabiomassa em larga escala, com destaque para a indstria cana-

vieira ou do etanol. O pas rene, ainda, condies para ser o

principal receptor de recursos de investimentos provenientesdo mercado de carbono no segmento de produo e uso debioenergia, por ter no meio ambiente a sua maior riqueza eapresentar uma enorme capacidade de absoro e regeneraoatmosfrica.

O papel futuro do agronegcio brasileiro, que se con-figura como uma das mais expressivas contribuies para

a economia nacional, agora apresenta uma oportunidadereal para instalar a inovao qumica atravs da agregaode valor s matrias-primas renovveis permitindo, assim,que se passe de uma economia de exportao de commoditiespara uma economia de produtos inovadores e de alto valoragregado a bioeconomia. A plena aceitao e adoo des-te novo campo de atividades da qumica nos anos recentes

se deve ao esforo bem sucedido de se acoplar os interessesda inovao qumica simultaneamente com os objetivos dasustentabilidade.

No que diz respeito s matrias-primas, duas categoriasdominam a pesquisa hoje: primeira e de segunda gerao.As de primeira gerao so produzidas a partir de culturasricas em carboidratos, amido e leo; as de segunda gerao


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utilizam como biomassa o resduo de partes de culturas nocomestveis. Como exemplo, pode-se citar a rota sucroqumi-

ca onde, a partir da cana-de-acar, so produzidos produtosqumicos dos mais diversos tipos e aplicaes, como plsticosverdes, alm da produo do etanol como biocombustvel.Neste contexto, as biorrefinarias se tornam uma alternativapara o presente e o futuro da indstria qumica, pois com-preendem instalaes e processos atravs dos quais matrias--primas renovveis e seus resduos so transformados em bio-

combustveis, produtos qumicos de alto valor agregado, almde energia, insumos e alimentos. uma estrutura anloga das refinarias de petrleo, que fabricam mltiplos produtos,como combustveis (em grande volume) e, com o objetivo deampliar a lucratividade, produzem uma parcela de produtosqumicos de alto valor agregado.

O Brasil vem se destacando pela produo dos chama-

dos plsticos verdes, os quais apresentam uma srie de van-tagens ambientais em relao aos produtos feitos a partir decombustvel fssil, pois estudos demonstram que em mdia,para cada tonelada de plstico verde produzido, 2,3 tonela-das de CO

2so capturadas da atmosfera durante o plantio da

cana-de-acar.Desse modo, o potencial brasileiro de uso da biomassa

como matria-prima para a qumica se destaca frente a outrospases devido, principalmente, a sua grande e diversificadaproduo agroindustrial. Saber aproveitar estas vantagens deum modo sustentvel, principalmente quanto ao meio am-biente e biodiversidade, poder levar a uma grande geraode riquezas e de conhecimento estratgico para o pas.


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Referncias bibliogrficas

AMATO, I. The slow birth of green chemistry. Science, Wa-shington, v. 259, p. 1538 1541, 1993.

CENTRO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E MEIO AMBIENTE. Brazilian network on green chemistry aware-ness, responsibility and action. CENEA: Fortaleza/CE, 18a 21 de novembro de 2007.

CENTRO DE GESTO E ESTUDOS ESTRATGICOS. Qu-mica verde no Brasil: 2010-2030. CGEE: Braslia/DF,2010, 433 p.

CONFERNCIA DAS NAES UNIDAS SOBRE DESENVOLVIMENTO SUSTENTVEL. Rio + 20. Disponvel

em: . Acesso em: dez. 2012.

FREIRE, E. Estratgia brasileira para incluso da qumica ver-de no setor produtivo. Revista de Qumica Industrial,Rio de Janeiro, v. 736, p. 11, 2012.

GALLEZOT, P. Conversion of biomass to selected chemical

products. Chemical Society Reviews, London, v. 41, p.1538 - 1558, 2012.

HOGUE, C. Rio roundup. Chemical & Engineering News,Washington, v. 28, p. 10 14, 2012.


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TUNDO, P.; ANASTAS, P.; BLACK, D.S.; BREEN, J.; COL-LINS, T.; MEMOLI, S.; MIYAMOTO, J.; POLYAKOFF,

M.; TUMAS, W. Synthetic pathways and process in greenchemistry introductory overview. Pure and AppliedChemistry, London, v. 72, p. 1207 1228, 2000.


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17Oferta e Distribuio de Biomassa no Brasil

A biomassa vegetal um produto direto da fotossntese,

por meio da qual o gs carbnico (CO2) convertido em a-cares, os quais, posteriormente, so convertidos nos polmerosestruturais amido,celulose, hemicelulosee lignina. O aprovei-tamento energtico e qumico da biomassa se d atravs deplataformas tecnolgicas complexas, as quais dependem, porsua vez, do tipo de matria-prima e da eficincia adequada dosprocessos de converso. Neste captulo sero tratadas quatro

classes de biomassa a serem utilizadas como matrias-primasrenovveis para a qumica: as oleaginosas, as amilceas, as sa-cardease as lignocelulsicas.

Quando buscada a utilizao da biomassa pela qu-mica, h que se considerar a qualidade e a disponibilidadecompetitiva da primeira, alm da eficincia de processos deconverso e aproveitamento de resduos/coprodutos, associa-

dos governana de ordenamento territorial, infraestrutura elogstica; tais pontos constituem os fatores crticos para a ex-plorao econmica da biomassa. A contribuio da biomas-sa, por exemplo, para a sustentabilidade da matriz energticabrasileira e mundial uma questo estratgica para os pasese regies; porquanto, associa recursos naturais, intelignciae parcerias. Fundamentalmente, uma oportunidade para

Oferta e Distribuiode Biomassa no Brasil

Carlos A. M. Santana e Frederico O. M. Dures

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o desenvolvimento da agricultura de alimentos conjugadocom a agricultura de energia e com a agricultura de mat-

rias-primas. Os resultados e impactos esto na capacidade deintegrar a viso agrcola e industrial dos negcios de base tec-nolgica. Biocombustveis, sobretudo etanol e biodiesel, soproduzidos em larga escala porque a energia advinda da bio-massa baseia-se por alguns princpios fundamentais quanto fonte primria ou secundria de energia, matrias-primas dequalidade e disponibilidade, processos de converso eficien-

tes, infraestrutura e logstica, e uma crescente percepo cole-tiva e individual de mudana de matriz energtica de fssilpara renovvel, com a ltima representada pela biomassa.

O Brasil, com 851 milhes de hectares territoriais e com-provada evoluo competitiva no agronegcio tropical, apre-senta condies naturais (solo, gua e clima), mo-de-obra,tecnologia e capacidade gerencial e tcnica para ser um dos

principais players mundiais no negcio da biomassa, tantopara fins energticos, como para a produo de compostosqumicos renovveis. E, por certo, tem uma situao mparfavorvel expanso das cadeias de produo. Uma questorelevante, e que pode auxiliar ao desenvolvimento de princ-pios de qumica verde em escala industrial, que o Brasil j seconstitui em um grande mercado consumidor de biocombus-

tveis - biodiesel e etanol.Considerando-se o cenrio mundial de produo de bio-massa, o Brasil se destaca por possuir uma grande variedadede matrias-primas disponveis para a qumica verde ou paraa qumica renovvel, considerando-se que ambas aqui se re-ferem ao uso da biomassa como matria-prima para a qumi-ca. A disponibilidade das quatro classes de matrias-primas


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anteriormente citadas, utilizadas na produo de biocombus-tveis e outros produtos da qumica renovvel, tem crescido

substancialmente no Pas ao longo dos anos. Vrios fatoresexplicam essa tendncia, entre outros, os avanos cientficos etecnolgicos registrados pela agricultura brasileira, o empreen-dedorismo dos produtores nacionais, o ambiente de polticaspblicas domsticas e a grande dotao de recursos naturais.

Matrias-primas oleaginosas

As principais matrias-primas oleaginosas para a qumicarenovvel compreendem a soja, algodo, mamona, palma-de--leo (dend), girassol e o amendoim. O primeiro desses pro-dutos o principal insumo atualmente utilizado pela inds-tria nacional na produo de biodiesel. A produo domsticadessa oleaginosa expandiu a uma taxa mdia anual de 7,5% no

perodo 1991-2011, aumentando de 14,9 milhes de toneladaspara 74,8 milhes de toneladas. Geograficamente, a produose concentrou nas regies Centro-Oeste e Sul (Tabela 1). Notrinio 2009-2011 elas responderam por 83% da produo to-tal brasileira deste produto.

Como produtos desta classe de matrias-primas podem--se destacar leos refinados e no refinados, cidos graxos,

biodiesel, glicerina, sabes e polmeros.Em nvel estadual, a produo de soja tem sido maior noMato Grosso, Paran, Rio Grande do Sul, Gois e Mato Grossodo Sul. No primeiro desses Estados, o volume produzido notrinio 2009-2011 alcanou, aproximadamente, 19 milhes detoneladas (Tabela 1); ou seja, a mais elevada entre todas as de-mais Unidades da Federao. A produo de soja tem crescido


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Tabela1.Pro

duo

brasileira

desojaporUnidadesd

aFederao;mdiadostri

nios

(toneladas

).

Estados

1991-93

1994-96

1

997-99

2000-02

2003-05

2006-08

20

09-11

Brasi

l

1

8.914.496

24.5

93.7

81

29

.562.5

17

37.6

11.9

01

50.8

83.8

18

56.7

18.3

06

66.9

72.3

91

Ron

dnia

7.545

7.647

11.0

62

62.8

97

174.2

35

281.443

38

7.249

Roraima

3

1.400

24.5

00

5

.973

Par

2.140

4.143

115.6

63

188.330

25

5.722

Tocantins

15.5

57

36.0

44

93.9

17

192.306

645.0

96

789.624

1.020.0

69

Maran

ho

39.8

12

146.765

306.995

502.527

853.6

62

1.106.300

1.368.2

89

Piau

2.225

17.6

95

57.7

08

106.764

418.6

54

616.095

93

1.035

Cear

1,101

1,259

3

,366

Bahia

504.423

882.169

1.1

17.1

80

1.459.905

2.107.554

2.345.678

3.017.2

65

MinasGerais

1.022.131

1.126.228

1.2

32.9

29

1.593.602

2.644.468

2.479.440

2.864.9

17

SoPau

lo

937.772

1.216.900

1.2

85.7

60

1.368.770

1.755.609

1.446.014

1.337.1

59

Paran

3.911.905

5.822.596

7.2

17.2

48

8.447.449

10.2

40.3

68

11.0

13.3

86

12.9

86.2

44

SantaCatarina

350.685

427.776

478.750

529.650

653.7

79

952.243

1.287.6

91

RioGran

de

doSul

4.645.583

5.175.415

5.2

28.2

08

5.782.081

5.855.184

8.389.412

10.0

74.2

99

MatoGrosso

doSul

2.059.431

2.226.652

2.4

34.1

87

2.956.078

3.697.370

4.523.448

4.822.0

89

MatoGrosso

3.499.960

5.281.380

6.9

20.6

54

9.997.547

15.0

81.7

80

16.2

24.0

95

19.1

83.7

15

Gois

1.821.069

2.139.798

3.0

97.6

79

4.516.897

6.464.916

6.186.750

7.255.3

65

DistritoFederal

96.3

98

86.6

58

77.1

31

89.1

38

147.6

53

147.303

172.189

Fonte:INSTITUTOBRASILEI

RODEGEOGRAFIAEESTATST

ICA(2013).


36/198


substancialmente em outros Estados, particularmente naque-les que conformam a regio conhecida como MATOPIBA

(Maranho, Tocantins, Piau e Bahia).Uma segunda matria-prima oleaginosa largamente pro-

duzida no Brasil o algodo. O algodoeiro uma planta quepermite a produo de vrios subprodutos, entre eles o leocomestvel, a rao que fornece energia e protena para ru-minantes, e a farinha de algodo, cujas propriedades para aformao de filmes das protenas de algodo esto sendo pes-

quisadas para a produo de materiais biodegradveis. Vriosestados brasileiros produzem algodo, principalmente aqueleslocalizados na regio Nordeste e Centro-Oeste. Entretanto, aproduo mais acentuada na Bahia e no Mato Grosso (Tabela2). No trinio 2009-2011, estes dois Estados responderam poraproximadamente 82% da quantidade total produzida no Pas.

A mamona outra matria-prima oleaginosa disponvel no

Brasil. O leo produzido por ela possui alta viscosidade e alta so-lubilidade em lcool a baixa temperatura. Ele utilizado de di-ferentes maneiras, por exemplo, na produo de biodiesel e namedicina popular como purgativo. A disponibilidade nacionaldesta matria-prima bem menor do que vrias outras existentesno Pas. No trinio 2009-2011, a produo brasileira de mamonaalcanou 102 mil toneladas (Tabela 3). A maior parte dessa quan-

tidade veio do Nordeste e em particular, da Bahia e do Cear.Alm das oleaginosas acima descritas, o Brasil produztambm outras trs, a palma-de-leo (dend), o girassol e oamendoim. A produo total da primeira delas aumentou de611 mil toneladas no trinio 1991-1993 para 1,2 milho em2009-2011 (Tabela 4). Praticamente, dois Estados foram res-ponsveis os por este resultado - Par e Bahia.


37/198


Tabela2.Pro

duo

brasileira

dealgo

doher

bceo

(em

caroo

)porUnidade

daFede

rao;mdiadostrinios

(toneladas

).

Estados

1991-93

1994-96

1

997-99

2000-02

2003-05

2006-08

20

09-11

Brasi

l

1.677.188

1.248.118

1.1

56.7

73

2.272.213

3.221.303

3.664.241

3.639.3

68

Ron

dnia

12.6

37

2.571

2.488

Tocantins

285

1.057

6.052

3.249

14.873

Maran

ho

384

805

317

6.181

2

0.722

27.9

86

48.895

Piau

5.708

20.8

74

3.892

3.356

7.131

34.0

35

34.674

Cear

23.2

36

33.6

00

21.0

16

29.9

64

1

2.910

6.546

3

.177

RioGran

de

doNorte

7.797

17.7

42

3.365

10.1

51

1

1.199

5.834

2

.787

Para

ba

10.6

61

15.1

50

7.418

8.893

1

1.578

4.396

1

.448

Pernam

buco

2.097

4.079

1.174

3.180

2.005

2.023

1

.153

Alagoas

1.054

2.544

2.040

6.144

2.374

2.060

288

Bahia

114.417

85.3

86

58.0

41

160.913

600.9

75

1.034.480

1.164.3

19

MinasGerais

85.2

87

61.4

10

98.4

90

86.6

97

124.6

76

88.3

13

75.297

SoPau

lo

353.775

249.100

167.695

156.216

207.6

77

106.015

35.600

Paran

814.999

413.193

131.574

128.216

8

0.204

21.7

57

3.7

14

MatoGrosso

doSul

80.1

38

90.3

84

87.9

26

150.456

174.1

62

152.162

171.306

MatoGrosso

75.6

54

84.2

80

326.607

1.223.141

1.5

44.3

11

1.908.594

1.803.4

04

Gois

87.3

07

144.065

242.838

293.960

402.3

42

262.072

277.845



ICA(2013).


38/198


Tabela3.Pro

duo

brasileira

demamona

(baga)porUnidade

daFederao;mdiadotrinio(toneladas

).

Estados

1991-93

1994-96

1997-99

2000-02

2

003-05

2006-08

20

09-11

Brasi

l

91.6

62

42.8

45

49.1

62

96.1

36

1

30.4

10

105.094

10

2.142

Piau

4.418

797

73

220

2.449

3.086

910

Cear

4.460

2.583

436

1.774

6.254

4.615

9

.337

RioGran

de

doNorte

862

234

42

Para

ba

46

13

5

726

791

143

Pernam

buco

3.840

3.469

1.282

451

2.079

2.584

3

.485

Bahia

65.9

89

32.8

98

43.2

00

73.4

67

1

06.6

91

80.2

98

76.982

MinasGerais

581

334

634

4.394

2.939

5.612

8

.362

SoPau

lo

9.177

1.460

1.054

3.203

1.660

2.182

1

.078

Paran

2.564

151

24

814

849

681

1

.570

RioGran

de

doSul

15

18

1.886

169

MatoGrosso

doSul

384

378

93

555

493

MatoGrosso

1.192

11.6

07

5.253

1.112

54



ICA(2013).


39/198


Tabela4.Pro

duo

brasi

leira

depalma-

de-leoporUnidade

daFederao;mdiadotrinio(cac

ho

decoco,toneladas

).

Estados

1991-93

1994-96

1997-9

9

2000-02

2003

-05

2006-08

200

9-11

Brasi

l

611.781

694.137

735.392

722.906

903.0

27

1.124.036

1.23

8.768

Amazonas

590

183

182

2.101

Par

410.370

551.254

542.760

550.013

738.3

03

932.357

1.01

9.131

Bahia

157.508

126.822

159.375

172.709

164.6

02

191.497

217

.536



ICA(2013).

Tabela5.Pro

duo

brasileira

degirasso

l(emgro)p

orUnidade

daFederao,2

005-2011,(

toneladas

).

Estados

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2

011

Brasi

l

60.7

35

87.3

62

104.923

148.297

1

00.9

05

86.6

08

77.932

Cear

-

-

-

402

1.266

838

1

.131

RioGran

de

doNorte

-

-

-

1.231

1.246

1

63

Para

ba

-

-

-

-

-

8

83

Sergipe

-

-

-

-

-

880

374

Bahia

482

30

3.679

999

1.933

437

431

MinasGerais

-

-

-

-

-

4.584

6

.393

SoPau

lo

-

-

-

-

806

700

107

Paran

3.657

1.891

1.904

2.109

1.398

130

44

SantaCatarina

-

-

66

2

-

-

-

RioGran

de

doSul

9.292

30.0

38

30.9

89

28.4

60

30.3

07

15.6

67

10.346

MatoGrosso

doSul

12.2

12

16.4

56

9.089

6.583

2.350

5.175

3

.275

MatoGrosso

22.2

07

29.3

70

32.2

02

81.5

56

54.7

25

41.5

14

43.922

Gois

12.3

83

9.187

26.9

94

26.9

55

6.718

16.6

74

11.667



ICA(2013).


40/198


O girassol uma cultura relativamente nova no Pas. Elacomeou a ser produzida na segunda metade dos anos 2000.

Durante o perodo 2005-2011 sua produo nacional expan-diu a uma taxa mdia anual de 2,5%, passando de 60 mil to-neladas para 78 mil (Tabela 5). O Centro-Oeste foi a regioque apresentou o maior aumento de produo, seguida a umaboa distncia pelo Sul e Sudeste, respectivamente. Os maiores

volumes de produo proveem de Mato Grosso e Gois.A produo nacional de amendoim tambm cresceu sig-

nificativamente nos ltimos anos, aumentando de 156 mil to-neladas no trinio 1991-1993 para 276 mil em 2009-2011. V-rios Estados produzem esta oleaginosa; entretanto, So Paulotem sido responsvel por mais de 70% da quantidade totalproduzida na ltima dcada.

Um segundo aspecto importante para o uso dessas ole-aginosas como matrias-primas a distribuio da oferta ao

longo do ano. Nesse sentido, o calendrio de plantio e colheitada principal matria-prima atualmente utilizada na produode biodiesel, a soja, indica um bom potencial de complemen-tariedade com outras culturas oleaginosas, como as palmce-as, para o suprimento do mercado domstico.

A maioria dos Estados brasileiros planta a soja no pero-do outubro-dezembro e a colhem, em geral, em abril. Paran e

Mato Grosso, os dois maiores produtores, concentram o plan-tio e a colheita em novembro e maro, respectivamente. Dadoesse calendrio, a indstria nacional conta com uma maior dis-ponibilidade de soja no perodo maro-maio, quando ocorrea principal fase de comercializao. No caso da mamona, maisde 75% da produo nos ltimos cinco anos provem da Bahia.Neste Estado, o plantio realizado principalmente durante o


41/198


perodo da 2 quinzena de novembro 1 quinzena de dezem-bro, e a colheita nos meses de junho e julho. Portanto, os pe-

rodos de colheita da soja e da mamona proporcionam distri-buio razovel de matria-prima oleaginosa para a indstriaqumica nacional. Essa distribuio poder tornar-se melhorcom a expanso da produo de palma-de-leo no Pas.

Matrias-primas sacardeas

A qumica renovvel brasileira dispe tambm de umaoferta nacional importante de matrias-primas sacardeas.De um modo geral, as matrias-primas sacardeas fornecema sacarose, dissacardeo formado por glicose e frutose, paraa obteno do etanol, a partir do qual pode-se obter steres,teres, monmeros para a formulao de polmeros verdese de resinas; pode-se obter tambm outros compostos a partir

da sacarose, como cidos orgnicos. Convencionou-se chamarde sucroqumicaao uso da sacarose pela indstria qumica, ealcoolqumicaao uso do etanol como molcula precursora degrande nmero de compostos qumicos de largo uso na inds-tria qumica.

A principal das matrias-primas sacardeas na atualida-de a cana-de-acar, devido a sua larga utilizao na pro-

duo de etanol, acar (sacarose) e eletricidade. A produodomstica desta matria-prima expandiu substancialmente noperodo 1991-2011 - taxa de crescimento anual mdia de 5,4%- aumentando de 261 milhes de toneladas para 734 milhes.Geograficamente, a produo tem como principal origem aregio Sudeste. So Paulo e Minas Gerais so, na atualidade,os maiores produtores. O primeiro registrou uma produo


42/198


mdia de 421 milhes de toneladas no trinio 2009-2011 e osegundo 62 milhes (Tabela 6).

A regio Centro-Oeste tambm ocupa uma posio dedestaque em termos de produo de cana-de-acar. Gois eMato Grosso do Sul despontam entre as demais Unidades daFederao por apresentar as taxas de crescimento de produomais elevadas. Como resultado deste desempenho, Gois pro-duziu um volume mdio de 49 milhes de toneladas durante operodo 2009-2011 e Mato Grosso do Sul 32 milhes.

As regies Nordeste e Sul figuram em terceiro e quartolugar no ranking nacional de produo de cana-de-acar.Pernambuco e Alagoas so os Estados que mais contribuempara a produo nordestina e Paran o principal produtor naregio Sul (Tabela 6).

Alm da cana-de-acar, a qumica renovvel brasileiradispe tambm de outra matria-prima importante, o sorgo sa-

carino. Sua produo est apenas se iniciando no Pas; contudo,apresenta um grande potencial de uso em diversos segmentosda indstria. Atualmente, o segmento preferencial refere-se aocultivo de sorgo em usinas de grande porte para fornecer ma-tria-prima na entressafra de cana para a produo de etanol.

Segundo May e Dures (2012), o sorgo sacarino a plantaque mais se adapta ao setor sucroalcooleiro, principalmente

quando cultivado no vero, visando fornecer matria-primade qualidade para abastecer o mercado na entressafra da cana--de-acar, de forma a reduzir a instabilidade do mercado deetanol no Brasil. Na regio Centro-Sul, a colheita da cana vaide abril a dezembro. O sorgo, plantado de setembro a novem-bro, colhido entre janeiro a maro, poca de entressafra dacana. Uma caracterstica adicional do sorgo que por ser uma


43/198


Tabela6.Pro

duo

brasileira

decana-

de-acarpor

Unidade

daFederao;mdiadotrinio(toneladas

).

Estados

1991-93

1994-96

1997-99

2000-02

2003-05

2006-08

20

09-11

Brasi

l

258.9

64.4

92

304.302.438

33

6.905.126

344.934.450

411

.391.5

46

557.472.717

714.358.666

Ron

dnia

22.0

21

18.7

18

21.9

40

17.8

79

4.562

116.537

23

5.260

Acre

15.9

84

3.239

5.922

9.389

2.359

41.6

65

10

8.315

Amazonas

60.8

10

54.9

48

113.975

233.648

267.7

14

353.044

33

7.377

Roraima

698

634

999

1.228

1.319

1

.405

Par

409.360

415.793

393.594

425.105

459.0

52

623.607

69

4.245

Amap

173

703

1.740

1.740

1.985

2.612

2

.990

Tocantins

161.615

176.343

120.714

172.499

159.5

95

262.694

1.181.4

87

Maran

ho

1.854.327

1.295.193

1

.131.2

14

1.095.941

1.774.641

2.584.196

2.891.4

81

Piau

1.077.863

759.737

476.695

399.695

549.2

08

732.758

87

3.401

Cear

2.429.095

1.701.343

1

.680.1

78

1.729.991

1.764.041

2.046.353

2.279.9

31

RioGran

de

doNorte

2.352.503

2.370.812

1

.973.8

59

2.324.195

3.232.287

3.777.703

3.934.6

20

Para

ba

5.955.979

5.018.900

3

.707.9

59

4.622.380

5.804.728

6.192.811

6.122.0

35

Pernam

buco

21.0

17.2

45

19.5

69.2

28

17.546.657

16.2

56.5

39

18.2

17.4

51

19.1

97.4

86

19.4

93.8

64


44/198


Estados

1991-93

1994-96

1997-99

2000-02

2003-05

2006-08

20

09-11

Alagoas

19.2

68.2

24

21.3

55.8

78

26.744.882

27.2

20.5

14

25.7

42.8

38

25.9

03.3

90

26.8

04.5

26

Sergipe

1.708.846

1.314.600

1

.356.3

83

1.282.030

1.641.065

2.252.181

2.979.3

36

Bahia

3.356.668

3.869.125

4

.734.1

26

4.561.143

5.096.138

6.039.626

5.830.4

39

MinasGerais

16.8

93.4

76

15.4

23.2

98

16.912.268

18.6

37.2

47

23.5

01.7

87

39.6

22.8

55

62.2

39.8

30

EspritoSanto

1.783.783

2.195.173

2

.407.3

02

2.617.831

4.035.435

4.606.400

5.082.2

48

RiodeJaneiro

7.367.398

7.247.292

7

.455.8

56

6.464.128

7.814.260

6.461.128

6.004.6

31

SoPau

lo

1

43.4

49.0

00

180.460.00019

6.984.000

200.226.498

240

.772.8

35

334.818.743

420.796.014

Paran

13.1

60.8

89

19.9

47.9

46

26.104.063

26.2

32.9

55

31.4

28.5

45

43.6

83.0

37

49.0

33.6

20

SantaCatarina

818.084

513.788

467.770

600.143

6

18.1

18

717.233

55

1.246

RioGran

de

doSul

971.665

902.639

930.974

1.025.960

1.023.600

1.341.592

1.381.3

78

MatoGrosso

doSul

4.020.870

4.775.240

6

.245.6

40

7.323.201

9.372.319

16.4

04.5

22

31.6

33.5

85

MatoGrosso

3.688.416

6.879.057

10.049.355

10.7

42.8

83

13.8

51.2

82

14.8

01.1

09

14.9

41.7

70

Gois

7.118.286

8.013.871

9

.319.7

92

10.6

96.8

65

14.1

83.5

99

24.8

49.8

69

48.8

56.6

11

DistritoFederal

1.447

9.572

17.8

47

13.0

48

20.8

75

38.2

51

67.022

Fonte:INSTITUTOBRASILEIRODEGEOGRAFIAEESTATST

ICA(2013).

ContinuaodaTabela6.


45/198


planta de ciclo curto (110a 120 dias), propagada por semen-tes, totalmente mecanizvel e possvel de ser processado com

a mesma tecnologia industrial desenvolvida para a cana.A cultura do sorgo sacarino ainda est em desenvolvi-

mento; portanto, no dispe de srie histrica oficial. Esti-mativas recentes indicam que a rea plantada partiu de poucomais de 3.000 hectares na safra 2010/2011 para mais de 20.000hectares na de 2011/2012. Considerando esta rea de 20.000ha, com uma produtividade potencial de 2.000 L de etanol e

uma produo de 40 toneladas de colmos por hectare, espera--se um potencial de negcios equivalente a 40 milhes de L deetanol. Ainda uma oferta tmida do produto perante o tama-nho do mercado de etanol no Brasil, mas com a melhoria nomanejo da cultura e a introduo de novas cultivares de maiorpotencial de produo, esses valores podem at duplicar porrea cultivada.

O interesse pela cultura do sorgo sacarino est funda-mentalmente relacionado ao setor sucroalcooleiro, abrangen-do usinas de grande porte presentes, principalmente, no Cen-tro-Oeste e no Sudeste do Brasil como negcio preferencial.Entretanto, apresenta potencial de expanso em mini usinasno Rio Grande do Sul, por meio da agricultura familiar.

Matrias-primas amilceas

Um terceiro grupo de matrias-primas brasileiras que,juntamente com as anteriores, amplia a gama de fontes de bio-massa disponveis para a indstria qumica nacional, compre-ende as amilceas, ou seja, granferas, razes e tubrculos. Elasproduzem o amido, que um polmero cujo monmero a


46/198


glicose, que utilizado, principalmente, na produo de eta-nol, o qual pode ser utilizado como um biocombustvel, para

fins alimentcios e farmacuticos, alm de servir como umbloco-construtor para a alcoolqumica.

As matrias-primas amilceas mais abundantes no Passo o arroz, o milho e o sorgo granfero. A produo domsticade arroz cresceu substancialmente no perodo 1991-2011 (1,5%ao ano em termos mdios anuais), alcanando uma mdia de12,4 milhes de toneladas no trinio 2009-2011 (Tabela 7).

Em termos de distribuio geogrfica, a produo encon-tra-se concentrada na regio Sul onde esto localizados os doismaiores estados produtores do Pas, Rio Grande do Sul e SantaCatarina. Juntos, estes estados responderam por 72% da pro-duo mdia observada no perodo 2009-2011. Como ilustraa Tabela 7, a quantidade mdia produzida pelo Rio Grande doSul naquele perodo foi de aproximadamente 8 milhes de to-

neladas, enquanto que a registrada por Santa Catarina, segun-do maior produtor, foi de 1 milho. Todas as demais Unidadesda Federao produzem arroz; porm, os volumes produzidosso em geral relativamente baixos, com exceo de Mato Gros-so e Maranho. Estes estados contriburam para a produomdia nacional do perodo 2009-2011 com 712 mil toneladase 636 mil, respectivamente.

Em comparao ao arroz, a produo brasileira de milhoexpandiu de forma mais acentuada entre 1991 e 2011, isso de-vido ao seu crescente uso em diferentes segmentos da econo-mia, particularmente no setor de raes para animais. Espe-cificamente, durante aquele perodo a quantidade produzidacresceu a uma taxa mdia anual de 3,8%, aumentando de 24milhes de toneladas para 56 milhes.


47/198


Tabela7.Pro

duo

brasileira

dearrozporUnidade

daFederao;mdiadotrinio,(

toneladas

).

Estados

1991-93

1994-96

1997-99

2000-02

2003-05

2006-08

20

09-11

Brasi

l

9.867.203

10.1

39.7

27

9

.259.1

50

10.5

88.2

53

12.2

68.1

58

11.5

49.6

30

12.4

54.7

08

Ron

dnia

180.370

216.377

136.670

127.499

1

71.9

61

143.919

16

4.269

Acre

48.2

41

40.8

46

25.0

12

33.6

29

34.2

97

29.7

19

23.571

Amazonas

3.404

5.304

23.4

44

34.9

66

21.3

34

14.6

73

9

.927

Roraima

23.0

65

38.7

07

43.0

04

62.8

00

1

24.5

84

114.350

92.575

Par

221.341

325.652

380.386

401.236

6

17.7

51

353.128

25

8.785

Tocantins

326.343

357.257

332.293

354.254

4

21.8

34

349.589

43

0.383

Maran

ho

667.799

847.402

528.755

659.933

6

98.6

09

690.930

63

5.694

Piau

231.455

327.381

151.526

166.692

1

97.7

65

186.878

19

9.077

Cear

131.871

170.129

118.619

94.0

15

92.3

19

89.8

53

83.572

RioGran

de

doNorte

3.452

4.144

809

3.724

6.047

4.674

6

.256

Para

ba

17.8

74

18.8

91

7.389

7.724

9.613

7.984

4.4

18

Pernam

buco

22.2

39

22.0

56

15.7

83

17.3

26

38.6

32

22.6

61

17.288


48/198


Estados

1991-93

1994-96

1997-99

2000-02

2003-05

2006-08

20

09-11

Alagoas

28.1

50

17.5

79

31.6

45

33.2

17

11.7

16

12.9

02

17.616

Sergipe

24.5

89

16.9

57

32.7

41

35.3

22

37.2

44

54.7

00

41.580

Bahia

94.1

00

79.5

02

86.4

03

57.8

59

62.3

38

30.3

01

42.022

MinasGerais

735.910

526.752

333.533

217.369

2

17.5

97

166.691

10

8.893

EspritoSanto

89.7

60

58.1

90

24.2

97

14.8

59

10.4

70

7.805

3

.642

RiodeJaneiro

65.5

71

44.9

92

17.0

61

11.1

30

9.846

8.318

7

.542

SoPau

lo

327.784

249.820

143.900

109.530

1

00.6

20

84.1

69

81.239

Paran

199.771

210.012

177.688

181.414

1

70.9

11

173.359

17

5.406

SantaCatarina

628.180

635.478

656.710

871.521

1.033.921

1.042.702

1.018.7

66

RioGran

de

doSul

4.448.158

4.541.799

4

.435.1

44

5.241.216

5.712.860

6.820.272

7.931.1

32

MatoGrosso

doSul

214.703

239.603

224.507

220.148

234.8

65

194.691

16

0.575

MatoGrosso

634.720

765.520

1

.066.2

48

1.394.891

1.897.784

703.502

711.508

Gois

500.030

376.986

263.201

233.427

329.4

24

239.096

225.067



ICA(2013).

ContinuaodaTabela7.


49/198


Tabela8.Pro

duo

brasileira

demilhoporUnidade

daFederao;mdiadotri

nio,(

toneladas

).

Estados

1991-93

1994-96

1

997-99

2000-02

2003-05

2006-08

20

09-11

Brasi

l

2

8.062.033

32.8

02.4

56

31

.596.4

25

36.7

41.4

36

41.7

42.7

31

51.2

35.7

47

53.9

14.8

36

Ron

dnia

263.400

308.859

197.233

175.412

227.5

81

273.319

358.281

Acre

62.3

37

47.7

55

33.7

72

48.4

82

6

0.059

58.1

54

73.404

Amazonas

7.432

9.522

14.4

30

15.8

64

2

7.345

31.8

52

33.359

Roraima

3.310

12.4

75

16.2

47

18.0

77

2

5.480

16.5

33

12.467

Par

249.200

380.587

538.676

477.582

551.2

75

587.008

537.497

Amap

194

467

662

1.263

1.105

1.922

2.8

50

Tocantins

85.7

80

91.9

64

96.9

19

123.115

146.8

34

176.670

281.713

Maran

ho

275.874

311.953

188.280

323.273

397.7

73

457.591

568.747

Piau

165.373

323.555

133.989

152.189

184.7

80

240.675

505.462

Cear

192.260

446.880

269.557

499.219

468.9

56

623.485

543.068

RioGran

de

doNorte

33.5

83

82.2

51

20.0

90

44.6

67

5

1.085

44.5

36

32

.836

Para

ba

76.0

51

165.699

51.1

94

74.9

45

8

6.055

116.583

58

.391

Pernam

buco

71.6

95

233.375

78.9

31

82.3

06

8

7.718

165.994

128.934


50/198


Estados

1991-93

1994-96

1

997-99

2000-02

2003-05

2006-08

20

09-11

Alagoas

15.2

07

43.0

11

30.8

03

36.9

13

2

5.386

41.6

52

33.085

Sergipe

23.1

97

85.5

10

94.5

79

57.3

46

142.8

30

335.608

644.829

Bahia

471.573

708.891

865.115

1.054.721

1.481.281

1.548.032

2.144.2

15

MinasGerais

3.758.777

3.585.604

3.8

45.2

06

4.353.935

5.840.721

5.943.126

6.387.5

58

EspritoSanto

294.016

162.197

137.195

121.722

128.0

26

88.2

86

81.533

RiodeJaneiro

56.9

14

41.0

78

35.5

25

27.3

72

2

4.911

22.7

17

18

.326

SoPau

lo

3.943.367

3.639.527

3.7

92.4

07

3.734.560

4.491.059

4.416.710

3.687.7

05

Paran

6.760.644

8.361.282

8.1

53.7

80

9.932.808

11.2

99.0

17

13.7

03.8

38

12.4

33.8

40

SantaCatarina

2.673.296

3.104.935

2.6

75.6

47

3.483.389

3.421.305

3.589.573

3.516.7

09

RioGran

de

doSul

4.061.789

4.571.811

3.8

91.1

77

4.657.193

3.429.342

5.243.049

5.197.7

32

MatoGrosso

doSul

903.061

1.333.418

1.8

50.2

82

1.545.674

2.245.849

2.996.789

3.197.6

22

MatoGrosso

780.592

1.301.455

1.1

96.0

68

1.828.028

3.361.682

6.052.639

8.036.7

33

Gois

2.753.842

3.352.092

3.2

63.1

44

3.735.465

3.337.151

4.184.778

5.133.5

73

DistritoFederal

80.3

72

96.3

04

125.520

135.916

198.1

26

274.627

264.368



ICA(2013).

ContinuaodaTabela8.


51/198


Da mesma forma que o arroz, o milho tambm produzidoem todas as Unidades da Federao. Historicamente, a sua produ-

o tem sido maior na regio Sul e em seguida no Centro-Oeste(Tabela 8). Paran o principal Estado produtor de milho do Pas;entretanto, Rio Grande do Sul e Santa Catarina tambm se desta-cam como grandes fornecedores. No Centro-Oeste os principaisEstados produtores so Mato Grosso, Gois e Mato Grosso do Sul.

O sorgo granfero se destaca devido ao rpido crescimen-to que vem experimentando no Pas, especialmente a partir de

2003. Sua produo aumentou de 236 mil toneladas em 1990para 787 mil em 2003 e, posteriormente, registrou quantidadessuperiores a 1,4 milho de toneladas em todos os outros anos.Tal expanso ocorreu, principalmente, em Gois, Mato Grosso,Mato Grosso do Sul e Minas Gerais (Tabela 9) como resultadodo seu cultivo aps a colheita da soja.

Um fator importante com respeito disponibilidade das

matrias-primas amilceas mencionadas acima que elas socultivadas em diferentes perodos, o que permite uma maioroferta ao longo do ano. O milho produzido em duas safras noMato Grosso, Mato Grosso do Sul, Paran, Bahia, Minas Gerais,Esprito Santo e So Paulo. A primeira geralmente entre setem-bro e janeiro, e a segunda de janeiro a junho. O arroz cultivadonos principais Estados produtores de outubro a abril; e o sorgo,

na maioria dos casos, plantado aps a colheita da soja, ou seja,em janeiro, e colhido em junho-julho.O grupo das matrias-primas amilceas, formado por

razes e tubrculos inclui, principalmente, a mandioca. Amandioca um dos principais alimentos energticos para umgrande nmero de pessoas no mundo. Alm disso, ele servepara a alimentao animal.


52/198


Tabela9.Pro

duo

brasileira

desorgogranferopor

Unidade

daFederao;md

iadotrinio,(

toneladas

).

Estados

1991-93

1994-96

1997-99

2000-02

2003-05

2006-08

20

09-11

Brasi

l

273.953

316.436

562.017

831.323

1

.828.8

77

1.683.225

1.772.3

78

Tocantins

1.138

10.1

73

31.0

72

39.260

Cear

442

512

433

6.466

14.5

98

13.2

36

5

.836

RioGran

de

doNorte

5.119

4.027

211

24.9

32

16.4

95

11.894

Pernam

buco

516

189

370

6.269

10.6

56

3

.085

Bahia

29.9

79

16.3

53

18.3

01

30.9

19

95.7

15

86.6

06

11

9.582

MinasGerais

12.9

97

43.1

58

80.5

47

63.6

97

243.242

186.323

31

5.211

SoPau

lo

89.9

60

65.3

25

88.6

70

79.4

93

234.440

183.998

82.023

Paran

2.254

535

1.423

12.2

31

25.0

61

10.5

48

RioGran

de

doSul

86.4

19

55.1

35

59.4

39

101.150

44.0

65

56.3

68

47.477

MatoGrosso

doSul

1.904

4.733

50.2

77

105.786

197.249

179.646

16

4.205

MatoGrosso

27.8

35

50.1

25

80.8

28

164.070

290.358

257.531

21

0.519

Gois

15.9

92

75.4

95

179.965

259.466

630.111

628.937

72

7.845

DistritoFederal

698

336

1.530

6.522

12.2

50

20.9

98

36.268



ICA(2013).


53/198


Tabela10.Pro

duo

brasi

leira

deman

diocaporUnidade

daFederao;mdiad

otrinio,(

toneladas

).

Estados

1991-93

1994-96

1997-99

2000-02

2003-05

2006-08

20

09-11

Brasi

l

22.7

70.5

98

22.5

43.4

69

20.087.754

22.9

24.2

58

23.9

19.8

83

26.6

27.7

51

24.9

06.7

07

Ron

dnia

543.299

502.067

192.261

280.521

446.4

48

507.669

50

6.154

Acre

417.613

330.151

236.861

345.601

483.7

61

600.069

78

3.388

Amazonas

380.471

568.630

896.147

952.918

810.7

89

862.684

91

3.478

Roraima

44.3

41

41.0

81

56.5

33

7

6.260

77.1

80

77.167

Par

2.979.048

3.716.485

3

.822.6

99

4.067.574

4.570.724

5.031.493

4.597.4

61

Amap

19.0

86

26.1

18

35.6

60

62.4

93

7

2.643

91.4

86

13

0.681

Tocantins

131.306

134.297

181.762

182.005

331.4

24

338.503

33

3.426

Maran

ho

1.855.612

1.751.188

772.137

1.037.117

1.370.389

1.738.683

1.512.4

26

Piau

1.220.568

814.392

316.739

395.534

390.0

23

508.729

53

5.601

Cear

860.876

681.223

443.736

753.093

779.4

94

845.192

71

4.632

RioGran

de

doNorte

378.873

461.355

369.528

355.300

560.8

74

553.582

41

1.318

Para

ba

369.612

355.476

214.492

229.729

261.1

69

285.302

23

7.025

Pernam

buco

970.716

758.543

496.476

424.080

527.5

35

644.858

63

9.859


54/198


Estados

1991-93

1994-96

1997-99

2000-02

2003-05

2006-08

20

09-11

Alagoas

202.437

394.451

350.924

359.080

240.0

75

244.163

30

8.522

Sergipe

536.162

615.621

512.711

453.205

457.2

89

499.464

48

6.906

Bahia

3.661.341

2.997.030

3

.027.9

72

3.933.711

4.223.243

4.411.570

3.204.8

69

MinasGerais

989.205

849.293

871.457

861.588

886.5

21

900.265

82

5.091

EspritoSanto

302.673

330.936

241.819

252.793

279.3

17

302.041

22

9.314

RiodeJaneiro

194.189

220.354

205.255

183.834

169.1

65

137.657

18

8.795

SoPau

lo

589.520

723.565

616.587

872.756

1.031.837

1.056.994

1.157.4

82

Paran

2.502.207

3.036.959

3

.211.3

46

3.616.222

2.876.645

3.510.436

3.948.9

68

SantaCatarina

1.045.115

759.181

603.596

661.314

573.6

42

609.132

53

3.025

RioGran

de

doSul

1.560.763

1.416.759

1

.336.1

72

1.278.447

1.226.423

1.336.248

1.286.8

28

MatoGrosso

doSul

382.529

511.229

562.018

647.856

505.0

79

516.294

54

4.200

MatoGrosso

410.760

269.946

275.171

398.876

468.1

42

555.737

45

9.378

Gois

233.302

267.624

245.512

251.791

289.0

09

447.851

32

8.972

DistritoFederal

7.984

6.258

7.636

10.2

89

1

1.964

14.4

68

11.742



ICA(2013).

ContinuaodaTabela10.


55/198


Como mostra a Tabela 10, a produo brasileira de man-dioca cresceu moderadamente durante o perodo 1991-2011.

Concretamente, a quantidade mdia observada nos trinios1991-1993 e 2009-2011 aumentou de 23 milhes de toneladaspara 25 milhes. Todas as Unidades da Federao a produzeme, com exceo da regio Centro-Oeste, todas as demais re-gies possuem pelo menos um Estado que figura na lista dosseis principais produtores nacionais de mandioca. Esta listacompreende o Estado do Par, maior produtor do Pas, Para-

n, Bahia, Maranho, Rio Grande do Sul e So Paulo.Em relao disponibilidade da mandioca ao longo do

ano, o calendrio agrcola indica um bom suprimento duran-te vrios meses do ano. A mandioca colhida nos diferentesmeses do ano, porm apresenta uma maior disponibilidade deoferta entre janeiro e junho devido a intensificao da colheitadurante este perodo.

Matrias-primas lignocelulsicas

A perspectiva de esgotamento do petrleo, a elevao doseu preo e as mudanas climticas tm motivado uma corridados pases para a produo de energia a partir de fontes re-novveis. Atualmente vrios pases, como o Brasil, dominam

e utilizam as tecnologias de produo de biocombustveis deprimeira gerao, por exemplo, o etanol produzido a partir dacana-de-acar. Paralelamente ao uso dos biocombustveis deprimeira gerao, os governos e a iniciativa privada vm reali-zando importantes esforos para desenvolver e aplicar tecno-logias voltadas para a produo de combustveis de segundagerao, ou seja, aqueles obtidos por novas rotas tecnolgicas


56/198


que utilizam como matria-prima a biomassa lignocelulsi-ca, especialmente a celulose; o mesmo tambm se d para a

utilizao da hemicelulose e da lignina na obteno de com-postos qumicos renovveis, como bloco-construtores e inter-medirios de sntese, que possam substituir os petroqumicos.O Brasil, com sua grande biodiversidade, possui uma ampla

variedade de matrias-primas lignocelulsicas que, juntamen-te com a capacidade de pesquisa e desenvolvimento do Pas,pode torn-lo um dos principais produtores de biocombust-

vel de segunda gerao.A biomassa lignocelulsica pode ser obtida de diferen-

tes matrias-primas tais como: madeira (florestas, bosques,cavacos desclassificados de eucalipto e pinus, serragem, etc.);resduos agrcolas de cereais (casca de arroz, sabugo do milho,palha do trigo), bagao de cana-de-acar e de sorgo sacarino;resduos da indstria de papel e celulose; e resduos munici-

pais. Tendo em vista a natureza desses materiais e o recentedesenvolvimento de atividades de pesquisa na rea de bio-combustveis de segunda gerao, as estatsticas sobre a suadisponibilidade escassa. Entretanto, existem algumas infor-maes disponveis que proporcionam uma primeira quanti-ficao, embora distante do que se percebe existir.

Por exemplo, Dos Santos et al. (2011) estimam que no

Brasil a quantidade de resduos lignocelulsicos gerada anual-mente de aproximadamente 350 milhes de toneladas. Con-siderando que uma das principais fontes de materiais lignoce-lulsicos o setor sucroalcoleiro e, adotando o teor de celulose,hemicelulose e lignina no bagao como parmetro de compa-rao - 47% m/m de celulose, 27,5% m/m de hemicelulose e20,3-26,3% m/m de lignina - chega-se a quantidade potencial


57/198


respectivamente de 164,5, 96,25 e 71,05 milhes de toneladasdestes componentes que podem ser obtidas a partir de resduos

lignocelulsicos no Brasil. claro que aqui no so conside-rados outros tipos de resduos agroindustriais, o que pode au-mentar em muito esta previso, como se v mais a frente.

Outras informaes que contribuem para uma primeiracompreenso sobre o potencial de matria-prima lignocelul-sica existente no Brasil so: a quantidade produzida pelo Pasde produtos agrcolas que como a cana-de-acar, arroz, sorgo

sacarino e vrios outros, produzem materiais/resduos ligno-celulsicos; e a rea plantada com pinus e eucalipto.

Tabela 11. Brasil: rea plantada com eucalipto e pinus por Unidade daFederao; valores acumulados em 31/12/2010 mil hectares.

Estados Eucalipto Pinus Total

Amap 12 0 12

Para 49 0 49Bahia 439 83 522

Maranho 67 0 67

Piau 30 0 30

Esprito Santo 136 0 136

Minas Gerais 200 3 203

Rio de Janeiro 2 0 2

So Paulo 371 34 405

Paran 112 148 260Rio Grande do Sul 189 11 200

Santa Catarina 17 125 142

Mato Grosso 1 0 1

Mato Grosso do Sul 158 0 158

Total 1.783 404 2.187

Fonte: ASSOCIAO BRASILEIRA DE CELULOSE E PAPEL (2013).


58/198


Em relao rea plantada com pinus e eucalipto a Tabela11 indica que em 31 de dezembro de 2010 a superfcie cultivada

com esses dois tipos de florestas totalizava, em termos acumu-lados, 2,2 milhes de hectares, sendo 1,8 milho com eucalip-to e 404 mil com pinus. A maior disponibilidade de madeiraproveniente dessas florestas naquele ano correspondia regioSudeste e em seguida ao Nordeste e Sul. A Bahia se destaca en-tre todos os estados por apresentar naquele ano a maior exten-so de rea plantada com eucalipto e pinus no Pas. So Paulo,

Paran e Rio Grande do Sul tambm plantaram grandes reascom essas florestas. A extenso dessas reas e a sua distribuiogeogrfica oferecem uma aproximao grosseira da oferta dematria-prima lignocelulsica proporcionada pelas plantaesde pinus e eucalipto no Pas naquele ano.

Consideraes finais

A demanda global por terras produtivas dever aumen-tar. Primeiro, pode-se esperar um aumento da demanda poralimentos e para produtos de origem animal na dieta, comoconseqncia do aumento da populao e de crescimento darenda. Segundo, analistas de energia afirmam que o uso dabiomassa para fins energticos pode aumentar substancial-

mente, como um resultado de polticas para reduzir as emis-ses crescentes de CO2. Terceiro, uma maior demanda por

fibras naturais tambm pode ser esperada. A crescente com-petio por terras e insumos modernos para a produo dealimentos, bioenergia e bioprodutos uma questo mundial.Pde-se observar neste captulo que o Brasil tem potencialpara se tornar um dos lderes mundiais na economia baseada


59/198


na biomassa, ou bioeconomia, devido a sua variada e grandeproduo agrcola.

Os estudos relacionados aos biocombustveis lquidosavaliam a demanda e a capacidade de atendimento da mes-ma, em toda a cadeia produtiva aqui faz-se uma analogia scadeias do petrleo, onde os combustveis, por serem de lar-go uso e baixo valor, promovem em um primeiro momento a

viabilidade econmica para a produo dos petroqumicos, demaior valor agregado. Cenrios internacionais diferenciados

de oferta e demanda de matrias-primas, recursos naturais etecnologias, demonstram forte tendncia para a expanso deproduo e uso de biocombustveis e bioprodutos da biomas-sa, com vantagens comparativas para as regies tropicais, oque produz significantes avanos na gerao de tecnologia. Acompetitividade deve se dar atravs da melhoria da produtivi-dade de matrias-primas utilizando-se mtodos biotecnolgi-

cos, uso racional de gua, fertilizantes e protetivos sanitrios,de modo a promover o melhor aproveitamento de todo o po-tencial da biomassa. Pode-se observar, contudo, uma eviden-te preocupao objetiva ou difusa, quanto aos usos diretose indiretos da terra, competio entre alimentos e matrias--primas agroindustriais, balanos de massa e de energia, e oaumento da produtividade com sustentabilidade.

Os avanos da cana-de-acar em regies distintas doterritrio nacional, e o amadurecimento das tecnologias agro-nmicas e industriais resultaram em um padro tcnico, eco-nmico, social e ambiental altamente competitivo para o setorsucroalcooleiro, que podem servir como um modelo para ouso da biomassa pela qumica. Nos ltimos 35-40 anos estesetor experimentou ganhos de produtividade e de viabilidade


60/198


tcnico-econmica, baseadas em ordenamento territorial, am-pliao e uso de novos conhecimentos e de gesto, com agrega-

o de valor a produtos, resduos e coprodutos. Na atualidade,existe um portflio diversificado de produtos: acar, etanolde primeira gerao (1G), biofertilizante, biogs, bagao paracogerao (calor e eletricidade) e material lignocelulsicopara o etanol de segunda gerao (2G). Tem-se tambm o de-senvolvimento do potencial de agregao de valor s cadeiasagroindustriais, por meio de novos materiais, molculas e co-

produtos, o que constitui uma matriz tecnolgica em francaevoluo. Isto implica em reconhecer que a aplicao do co-nhecimento tem natureza diferenciada de livre a protegida.E o domnio tecnolgico e os ativos negociveis passam a teralto valor de mercado, tornando-se moeda de troca tecno-lgica. Desse modo, oportuno considerar que a agriculturapoder, em um futuro prximo, tornar-se a principal fornece-

dora de matrias-primas para a indstria qumica.

Referncias bibliogrficas

ASSOCIAO BRASILEIRA DE CELULOSE E PAPEL. Re-latrio florestal 2010-2011. Disponvel em: . Acesso em: 14 fev. 2013.

DOS SANTOS, M. F. R. F.; BORSCHIVER, S.; COUTO, M.A. P. G. Iniciativas para o uso da biomassa lignocelulsicaem biorrefinarias: a plataforma sucroqumica no mundoe no Brasil. Economia & Energia, Rio de Janeiro, AnoXV, n.o82, p. 14-32, 2011.


61/198


INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATS-TICA. Produo agrcola municipal. Disponvel em: . Acesso em: 14fev. 2013.

MAY, A.; DURES, F. O. M.Sorgo sacarino anova apostaparaproduo de lcool. Campo& Negcios, Uberln-dia, v. 9, n. 109, p. 64-65, 2012.


62/198


63/198


64/198

49Anlise Qumica da Biomassa

Devido grande diversidade de biomassa disponvel, necessrio e essencial realizar estudos analticos para melhorcompreender a composio qumica da mesma, alm das suas

propriedades fsico-qumicas. Esta etapa analtica primor-dial para que se possa escolher a biomassa adequada para umdeterminado processo e, como consequncia, obter o produ-to final desejado com rendimentos economicamente viveis(SLUITER et al., 2010). Um exemplo no caso da produo deetanol, onde necessrio que a biomassa tenha altos teores decarboidratos, pois os acares sero consumidos no processo

de fermentao.Uma breve reviso de alguns processos de converso deveser aqui considerada. Para o processo de produo de biocom-bustveis a partir da pirlise, o bio-leo o produto formado demaior interesse, pois um lquido rico em hidrocarbonetos, compotencial de ser convertido a combustivel lquido e substituir odiesel e a gasolina (JARVIS et al., 2012). Neste caso, desejvel

Anlise Qumica da Biomassa

Patrcia Verardi AbdelnurClenilson Martins Rodrigues

3


65/198


que a biomassa tenha grande quantidade de compostos fenlicos(provenientes da lignina), uma vez que estes possuem maior po-

der calorfico, sendo mais eficientes no processo de combusto.Para a produo de biodiesel, a composio qumica da

biomassa influencia diretamente no produto gerado. O biodie-sel produzido principalmente pela transesterificao metlicados triacilglicerdeos (TAG), presentes na matria-prima (gor-dura animal ou leo vegetal). A distribuio de cidos graxosem TAG varia substancialmente de acordo com a matria-pri-

ma utilizada, em termos do comprimento da cadeia e dos nveisde insaturao. Alteraes na composio da mistura resultantedos steres metlicos dos cidos graxos (FAME), produto finalde maior interesse, influencia nas propriedades fisico-qumicasdo biodiesel, podendo comprometer sua eficincia como com-bustvel, como por exemplo, nos parmetros de corrosividade,

viscosidade e estabilidade (ABDELNUR et al., 2008).

Com base nestas informaes fica claro que o entendimen-to da composio original da biomassa um fator chave em apli-caes industriais, uma vez que os rendimentos, a composio, aestrutura e outras propriedades dos produtos so influenciadaspelas propriedades da matria-prima (GMEZ et al.,2007).

Na atualidade, diversos mtodos vm sendo utilizados paraa anlise composicional e a caracterizao de biomassa, desde os

considerados tradicionais, baseados em anlises mais robustas,at aqueles que utilizam tcnicas avanadas. Neste contexto, di-versos mtodos e tcnicas empregados na anlise e caracterizaoda biomassa sero apresentados ao longo deste captulo.

De modo a facilitar o entendimento do captulo, devemosconsiderar a seguinte nomenclatura utilizada na qumica ana-ltica (VAZ JNIOR; SOARES, 2012):


66/198


A tcnica analticautiliza-se de um fenmeno fsicoou qumico para a identificao ou quantificao de

um composto qumico de interesse (analito);

O mtodo analtico aplica a tcnica analtica para adeterminao do composto em um meio especfico(matriz analtica);

Oprocedimento um conjunto de detalhamentos tc-nicos para a aplicao de um mtodo analtico em

uma amostra de interesse, considerando-se a amos-tragem, a eliminao de interferentes e a validaodos dados obtidos;

Oprotocolo um conjunto de orientaes detalhan-do os procedimentos que devero ser seguidos paraque os resultados sejam aceitos por uma agncia ou

rgo regulador, baseando-se em uma legislao ounorma existente.

Cabe ressaltar que quanto ao uso, as anlises qumicasso empregadas para fins de identificao, quantificao oucaracterizao. A identificao tem por finalidade observar apresena do composto qumico em uma matriz (ex.: presena

de furfural no meio aquoso de reao); a quantificao deter-mina a concentrao do composto presente (ex.: concentraode sacarose em caldo de cana-de-acar), enquanto que a ca-racterizao determina preferencialmente o comportamentodo composto frente a um fenmeno fsico ou qumico (ex.:bandas de absoro na regio do infravermelho mdio) (VAZJNIOR; SOARES, 2012).


67/198


Como j comentado no primeiro captulo desta obra, aaplicao dos princpios da qumica verde de grande rele-

vncia para uma qumica menos agressiva ao meio ambiente;nesse sentido, tais princpios devem ser observados no de-senvolvimento e no uso dos mtodos de anlise qumica dabiomassa.

Tcnicas analticas tradicionais aplicadas biomassa ligno-celulsica

A biomassa lignocelulsica composta majoritariamentepor celulose, hemicelulose e lignina e se destaca em termosde produo em relao s demais classes da biomassa vegetal oleaginosa, amilcea e sacardea, j que ela formada pe-los polmeros naturais constituintes da estrutura morfolgicados vegetais. No entanto, existem outros compostos presentes

em menor quantidade, os quais podem ser classificados comocinzas, extrativos, entre outros (Figura 1).

33%

28%

24%

15%

celulose

hemicelulose

lignina

outros

Figura 1.Composio mssica (% m/m) da biomassa lignocelulsica. Fon-te: adaptado deHon e Shiroshi (2001).


68/198


Com base na Figura 1, considera-se, de forma geral, queos compostos qumicos presentes em maior quantidade na

biomassa so os polmeros derivados de carboidratos (ce-lulose e hemicelulose) e lignina. A celulose um polmerocomposto por unidades monomricas de acares de seiscarbonos (hexoses); a hemicelulose um polmero ramifica-do constitudo de acares de cinco carbonos (pentose) e deseis carbonos (glicose). A lignina pode ser descrita como umpolmero fenlico complexo.

Apesar da presena e quantidade destes acares variaremde acordo com a biomassa analisada, o acar mais abundantenos diferentes tipos de material a glicose, seguida pela xilose(ALMEIDA et al., 2011). Por exemplo, no bagao de cana-de--acar glicose

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