No laboratório de uma escola pública, alunos e professores já transformam celulose em etanol. O desafio agora é produzir álcool em gel
Inês Calado
O município de São Lourenço da Mata, localizado a 18 quilômetros da capital pernambucana, ainda não é muito conhecido além da Região Metropolitana do Recife. Ainda. Em 2014, a cidade com menos de cem mil habitantes será uma das sedes da Copa do Mundo de futebol. Enquanto não abriga a Arena da Copa, os holofotes não apontam para ela. Mas por isso mesmo, uma pequena iniciativa em uma escola pública da cidade, sem muitos incentivos, chama atenção. Dois professores e três alunos estão transformando em um laboratório artesanal papel picado em etanol. "É muito difícil produzir etanol celulósico em laboratório. É bastante desafiador e ambicioso também", destacou, quando soube do projeto, o pesquisador José Manuel Cabral, chefe de Transferência de Tecnologia da Embrapa Agroenergia (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária).
A Escola de Referência Ensino Médio Conde Corrêa de Araújo, com 527 alunos, é uma das 230 unidades do Estado que oferece ensino integral. Os alunos chegam no colégio às 7h e saem às 17h. As portas também estão abertas nos fins de semana. Para dar conta de tanto tempo, mantendo os estudantes motivados, é importante o desenvolvimento de projetos que envolvam a turma. Os professores Flávio Freire, de biologia, e Nelho Galvão, de química, resolveram unir conhecimentos para tirar (literalmente) do papel uma ideia que já vem sendo discutida no Brasil há pelo menos vinte anos: a produção de etanol a partir de celulose.
"A produção de etanol através da cana-de-açúcar é um processo bem estabelecido no Brasil, mas ainda existem diversas possibilidades de investimento em pesquisa, desenvolvimento e inovação para a produção desse biocombustível a partir de tecnologias de segunda geração (o etanol produzido a partir de lignocelulose, presente em resíduos de origem vegetal, é um exemplo)", explicou José Manuel Cabral. Açúcar (obtido principalmente da cana-de-açúcar), amido (grãos e tubérculos como a mandioca e o milho) e celulose (bagaço de cana e resíduos florestais) são, atualmente, as principais matérias-primas utilizadas para obtenção de etanol. No entanto, por questões econômicas, 100% do etanol produzido no País é oriundo da cana-de-açúcar.
O processo começa com a coleta do papel e a fragmentação em um liquidificador, usando pouca água, até formar uma papa (já no laboratório). Depois, esse papel é colocado em um recipiente com solução aquosa de ácido clorídrico e, sob agitação, é realizada a hidrólise para a quebra da celulose em moléculas menores, como a glicose, facilitando, assim, a atuação do fungo", explica o professor Nelho. Em seguida, o sistema é neutralizado com uma solução aquosa de hidróxido de sódio. Diariamente, os alunos têm a reponsabilidade de medir o pH da solução, que deve ser neutro, para a atuação do fungo (o usado na pesquisa é o Trichoderma Harzianum). Nesta missão, o grupo se reveza. "A aferição do pH é feita com o uso de um equipamento chamado pHmetro. Os produtos usados na experiência são simples: ácido clorídrico, hidróxido de sódio, fermento biológico, fungo encontrado no solo (cultura feita na UFPE), papel e água.
De acordo com José Manuel Cabral, a produção de etanol a partir de biomassa lignocelulósica deve ser uma realidade nos próximos anos. Um dos entraves ainda é o preço da enzima usada para modificar a parede celular em plantas como a cana-deaçúcar. Atualmente, essa enzima é importada, mas no ano passado a dinamarqueza Novo Zymer instalou a primeira fábrica no Brasil, no Estado do Paraná. Em Alagoas, a Graal Bio será pioneira na produção de etanol em celulose, usando o bagaço da cana-de-açúcar em escala comercial. O pesquisador explica por que é importante investir nesta tecnologia: "Com o uso do bagaço, por exemplo, é possível aumentar a produção de etanol em até 40%. Isso sem aumentar a área cultivada. É uma vantagem ambiental e econômica muito grande. No Brasil, temos muitas fontes de energia, mas poucas de biocombustível. Se conseguirmos produzir energia através de outras fontes renováveis (como energia solar e eólica), podemos usar o bagaço para produzir etanol", avalia.
Bem distante das pesquisas de ponta realizadas pela Embrapa, em São Lourenço da Mata o objetivo do grupo coordenado pelos professores Flávio Freire e Nelho Galvão é o mesmo da Empresa Brasileira de Agropecuária: produção de álcool sustentável sem precisar desmatar para construir novos canaviais. "A utilização do papel para a produção de etanol evitaria novos desmatamentos. Como não existe uma produção em larga escala, a ideia é cultivar nos alunos a educação ambiental com noções de sustentabilidade", explica o docente de biologia. "Esse é um meio absolutamente viável e sustentável", ensina a aluna Nataly Cibele, de 16 anos.
DESAFIOS no Processo produtivo do etanol na Embrapa
1. A primeira etapa é o pré-tratamento feito por processos físicos, químicos ou pela junção de ambos. A Embrapa Agroenergia trabalha com a junção dos dois métodos
2. A segunda etapa, a do desdobramento da celulose e hemicelulose pode ser realizada por métodos físicos, químicos ou biológicos. Na Unidade, os experimentos concentram-se nos processos biológicos, utilizando enzimas para degradar os polissacarídeos, transformando-os em pentoses e hexoses.
3. A terceira é a fermentação, onde leveduras selecionadas ou adaptadas consomem pentoses e hexoses, transformando-as em etanol.
4. Paralelamente à seleção e ao desenvolvimento de microrganismos, diferentes estratégias fermentativas têm sido estudadas para minimizar produtos inibidores e o número de etapas empregadas, visando aumentar o rendimento global do processo fermentativo.
O projeto também eleva a autoestima do grupo. Os alunos já multiplicaram o que aprenderam através da participação em feiras de conhecimento como a Ciência Jovem (Espaço Ciência e Universidade Federal de Pernambuco) e a Mostra de Inovação Pedagógica (Governo de Pernambuco). "É muito importante pra gente participar de um projeto como esse porque somos alunos de escola pública. Não temos nenhuma ligação com colégio particular. Além de adquirir conhecimento, colaboramos com o meio ambiente e abrimos portas no mercado de trabalho", acredita Josimar Oliveira, 17. A jovem Jéssica Roberta, 16, que sonha em cursar bacharelado em física, vai ainda mais longe. Em agosto, será a primeira aluna da Escola Conde Corrêa de Araújo a participar de um intercâmbio de seis meses nos Estados Unidos através do programa Ganhe o Mundo.
HIGIENIZAÇÃO - A ambição dos alunos da Escola de Referência Ensino Médio Conde Corrêa de Araújo não termina com a transformação do papel picado em etanol celulósico. O grupo ainda estuda a possibilidade de criar álcool em gel para ser usado na higienização da unidade de ensino. "Precisaríamos isolar o etanol, através de um processo de destilação fracionada. Teríamos que ter no laboratório equipamentos como aquecedores para controlar a temperatura e destiladores", lamenta o professor Nelho. No entanto, eles ainda não desistiram e, nesse caso, as horas dedicadas no laboratório poderão superar, mais uma vez, a falta de recursos.
PASSO A PASSO DO PROJETO NA ESCOLA DE SÃO LOURENÇO
1. Primeiro o papel é picado e colocado em um recipiente com água. Depois, o papel é colocado em outro recipiente com ácido clorídrico para a realização da hidrólise.
2. Se o pH da solução não estiver em 7 (neutro), o papel é colocado em um recipiente com hidróxido de sódio. Os alunos precisam medir diariamente o pH da solução.
3. A transformação da celulose em etanol pode ser feita de duas formas. No laboratório da escola, os alunos aprendem através da hidrólise enzimática e também da ácida. No primeiro caso, uma reação química é catalisada por uma enzima (hidrolase) que utiliza água para quebrar uma molécula em duas outras moléculas. Já a hidrólise ácida é feita com soluções de ácido clorídrico. O processo produz uma solução de glicose que é fermentada a etanol.
4. Os produtos usados na experiência são simples: ácido clorídrico, hidróxido de sódio, fermento biológico, fungo encontrado no solo (cultura feita na UFPE), papel e água.
Do: NE 10.
