Etanol Celulósico
Sabemos que os combustíveis fósseis têm prazo de validade, muitos irão desaparecer da natureza. Além disso, esse tipo de combustível é muito prejudicial ao meio ambiente, sendo uma grande fonte de poluição. Por isso, a produção de combustíveis sustentáveis se faz necessária em detrimento da necessidade de achar novas formas de combustíveis, como é o caso dos biocombustíveis. Uma das maneiras de se conseguir o biocombustível é pelo processamento da biomassa, composta de bagaço de cana de açúcar, lenha, resíduos agrícolas e florestais, casca de arroz e palha de milho entre outras matérias orgânicas. Um bom exemplo de biocombustível é o etanol celulósico.
Diferente do etanol comum o etanol celulósico se diferencia pela forma que ele é processado. Esse tipo de etanol é produzido por meio de reações químicas que causam a quebra das cadeias dos polímeros fundamentais que formam a estrutura das plantas: hemicelulose, celulose e pectina. Esses processos acontecem por meio de hidrólise enzimática ou da destilação e fermentação.
O interessante do etanol celulósico é que a produção de sua matéria-prima é subproduto das atividades agrícolas. Esse subproduto não é usado para alimentação e possui poucos nutrientes para ser dado aos gados. Por isso, aproveitar esses resíduos para fabricar o combustível é uma maneira inteligente e útil para o destino da biomassa.
O etanol celulósico pode ser usado de maneira pura como também pode ser adicionado à gasolina. Porém o veículo precisa ser adaptado para usar o etanol celulósico.
Os processos de fabricação do etanol celulósico
• Hidrólise: Essa etapa é estudada há muitos anos, desde antes da Primeira Guerra Mundial há estudos sobre esse processo. Recentemente este método foi retomado, onde a celulose é exposta a um processo enzimático ou ácido, em alguns casos isso também pode acontecer com a lignina e a hemicelulose. Na hidrólise enzimática as enzimas (celulase, beta glucosidase, celobiase) hidrolisam os polímeros à glicose.
A biomassa, quando é hidrolisada em uma hidrólise ácida, passa por tratamentos de algumas horas em uma solução diluída ácida que contém ácido sulfúrico ou ácido clorídrico, em uma concentração com 12% em água na temperatura acima de 70°C.
As duas técnicas, tanto a hidrólise ácida quanto a hidrólise enzimática, possui vantagens e desvantagens. A hidrólise enzimática, por exemplo, produz uma quantidade menor de resíduos e tem um impacto ambiental menor, o que acaba por consumir menos energia. Porém os microrganismos que são necessário para o processo são bem específicos e precisam de mais processos metabólicos, o que acaba por encarecer a sua produção. Enquanto o processo ácido dá mais rendimento e por isso é economicamente melhor.
• Fermentação: Saccharomyces cerevisiae, microrganismo usado para fermentar o pão e a cerveja, é usado desde a época do Egito Antigo para modificar em etanol os açúcares que estão presentes em cereais e frutas tendo o dióxido de carbono como subproduto. Outros microrganismos são utilizados para transformar a glicose gerada pelos processos de hidrólise em etanol. Entretanto este processo tende a render pouco por causa da quantidade de etanol produzido.
Se caso a glicose ultrapassa 12% em volume, a reprodução de fermento acaba por se reduzir muito. Há cepas de microrganismos que se mantêm ativos em uma concentração em média de 25%, porém não pode ser comercializado.
A fermentação da glicose acontece geralmente em outros açúcares onde a conversão para o etanol ocorre depois do processamento de toda a glicose. Isso acaba por reduzir o efeito do uso de biomassas de algumas espécies.
• Outros processos: Além da hidrólise e fermentação existem outros processos que podem produzir o etanol como a queima da biomassa que produz gás de síntese. Esse gás pode ser transformado em etanol por meio de fermentação de bactérias ou por outros processos químicos catalíticos iguais aos que são utilizados para produzir o metanol e outros produtos químicos.
Política
Alguns países como o Brasil e os Estados Unidos, que possuem tradição quando se trata do agronegócio, têm dedicado estudos de biomassa para o etanol substituir a gasolina. Desde que em 2008 um barril de petróleo chegou ao preço de U$$ 140,00, outras fontes voltaram a ser estudadas como alternativa. Durante o governo Bush, por exemplo, investimentos que giravam em torno de três bilhões de dólares foram feitos para desenvolver outras fontes de etanol.
Porém o uso de terras apenas para o cultivo de vegetais a fim de gerar energia para veículos e indústrias têm provocado debates de diversos grupos sociais que temem pela diminuição na produção de alimentos, o que acaba por aumentar seus preços. No Brasil, por exemplo, houve um aumento de monoculturas de cana de açúcar enquanto que nos Estados Unidos há um aumento significativo de áreas de plantio de milho para se produzir etanol.
O etanol celulósico tem um grande potencial, pois sua produção ocorre por causa de rejeitos de processamento de lavouras (cavacos de eucaliptos, cascas de arroz e pinheiros descartados) depois de produzir palhas do cafeeiro, papel, folhas chá entre outras. Geralmente esses rejeitos são jogados em aterros ou são incinerados.