Agroenergético nº 78 - 29/11/2017 by Embrapa Agroenergia

Informativo da Embrapa Agroenergia • Edição nº 78 • 29/11/2017

CIENTISTAS EXTRAEM FIBRAS NANOMÉTRICAS DA CELULOSE Págs. 2 e 3

Foto: Daniela Collares

Agroenergético

Nanofibras fibras de celulose sendo observadas em um microscópio eletrônico.

CIENTISTAS EXTRAEM FIBRAS NANOMÉTRICAS DA CELULOSE Por: Vivian Chies, jornalista da Embrapa Agroenergia

A Embrapa Agroenergia desenvolveu métodos de extração de fibras nanométricas da celulose que podem conferir propriedades diferentes a materiais já utilizados na indústria ou dar origem a novos. A instituição de pesquisa conseguiu, por exemplo, utilizar essas nanofibras para reforçar a borracha natural, formando nanocompósitos. Esses ativos de inovação fazem parte da Vitrine Tecnológica da Embrapa Agroenergia. As primeiras características dessas nanofibras que chamam a atenção estão relacionadas à sustentabilidade: são biodegradáveis e, uma vez que são extraídas da celulose de plantas, têm origem renovável. Têm também como propriedades a cor branca ou aspecto transparente, a resistência à tração e a alta área de superfície. Essas características podem ser transferidas a materiais a que elas são adicionadas.

A alta área de superfície facilita a adesão de partículas – um medicamento, por exemplo. Já a resistência à tração faz com que o material não seja “esticado” tão facilmente. Era principalmente esta característica de resistência que os cientistas buscavam com a adição de nanofibras à borracha natural. “Nós comprovamos, por microscopia, ensaios mecânicos e outros métodos, que a borracha se adere à nanofibra de celulose, resultando no efeito de reforço”, conta o pesquisador da Embrapa Agroenergia Leonardo Fonseca Valadares, que está à frente do trabalho. Atualmente, a principal aplicação da borracha é a fabricação de pneus. A resistência é conferida por um processo chamado de vulcanização, que faz com que a borracha perca a biodegradabilidade que tinha como produto de origem natural. O nanocompósito obtido pela equipe da

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Embrapa ainda tem resistência inferior à da borracha vulcanizada, mas mantém a biodegradabilidade da borracha.

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Foto: Zine

Para chegar às nanofibras, é preciso primeiro separar a celulose dos outros componentes do vegetal. Já há uma metodologia muito bem estabelecida para isso, utilizada na indústria que processa eucalipto e pinus para a fabricação de papel. A equipe da Embrapa, contudo, utiliza outras biomassas, basicamente resíduos, como cachos vazios de dendê e bagaço de cana-de-açúcar. Esse desafio foi vencido e os cientistas conseguiram purificar a celulose e gerar papel, em laboratório.

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Processo enzimático

O grupo, então, prosseguiu e desenvolveu métodos baseados em técnicas mecânicas e químicas para extrair nanofibras de celulose. Mas o grupo também inovou ao utilizar enzimas, substâncias de origem biológica, pouco comuns na nanotecnologia. Valadares explica que a principal motivação para investir nas enzimas era chegar a um processo mais amigável tanto para o meio ambiente, quanto para saúde de trabalhadores que nele vierem a atuar. O processo químico de extração das nanofibras emprega, em alta concentração, ácido sulfúrico, um produto tóxico e que exige equipamentos especiais na unidade de produção, resistentes à corrosão. As enzimas têm origem em seres vivos e são biodegradáveis e atóxicas. Em contrapartida, têm custo elevado e os processos nelas baseadas demandam tempo muito maior. O processo mecânico é também uma opção livre de toxicidade, mas tem alto gasto de energia e não gera propriamente nanofibras, mas uma rede de fibras.

Engaço de dendê utilizado como matéria-prima das nanofibras.

commodity, em 2016. No entanto, atualmente, a celulose tem uma gama de aplicações pequena, se comparada ao petróleo. Este gera um número quase incontável de produtos – desde combustíveis que saem das refinarias custando menos de um dólar até especialidades químicas cujo valor ultrapassa a casa dos milhares de dólares por grama. Investindo nas nanofibras, a equipe da Embrapa Agroenergia busca justamente oferecer opções para a cadeia produtiva da celulose no Brasil ampliar seu leque de produtos.

Os tipos de materiais que as nanofibras vão gerar dependerá de para onde vai caminhar o mercado, especialmente a bioeconomia. Além da borracha natural, os pesquisadores também estão combinando as nanofibras com outros materiais. “Hoje eu imagino aplicações de alto valor agregado que aproveitem as características das nanofibras”, diz Valadares. Ele acredita que elas possam contribuir para valorizar a cadeia produtiva da celulose.

O grupo está empenhado, agora, em estabelecer condições para o escalonamento da produção, o que pode ser feito em parceria com empresas. A Embrapa Agroenergia tem apostado na inovação aberta para acelerar o desenvolvimento das tecnologias e inseri-las mais rapidamente no mercado. O centro de pesquisa tem atuado no desenvolvimento de soluções para uma economia menos dependente de petróleo, obtendo, da biomassa que sai das lavouras, não só biocombustíveis, mas também produtos químicos e materiais.

A indústria de extração de polpa celulose é gigante. O Brasil, quarto maior produtor mundial, produziu 18,77 milhões de toneladas do produto, que é uma

Conheça a Vitrine de Tecnologias da Embrapa Agroenergia: http://materiais.embrapaconecta.com.br/vitrine-tecnologica-cnpae. 

Futuro

Foto: Luiza Stalder

Agroenergético

Filme comestível

REDE AGRONANO COMEMORA DEZ ANOS COM RESULTADOS EM PESQUISA E INOVAÇÃO Por Edilson Fragalle (MTB 21.837/SP), jornalista da Embrapa Instrumentação

ilmes comestíveis feitos de frutas e hortaliças, que mantêm as propriedades nutritivas do fruto. Nanofármacos para tratamento de doenças em animais, como o antibiótico nanoestruturado para tratamento de mastite. Liberação controlada de fertilizantes encapsulados em nanocompósitos de argila, aumentando a produtividade agrícola. Recobrimento nanométrico de hortaliças, frutas e sementes, aumentando o tempo de prateleira dos produtos. Hidrogéis nanocompósitos com maior eficiência na retenção de água, auxiliando no plantio de mudas nos períodos mais secos. Liberação controlada de defensivos agrícolas,

em que os ativos são liberados gradualmente e mantêm uma concentração efetiva durante um tempo maior. Produção e uso de nanofibras de celulose, extraídas de fontes vegetais, para aumentar o desempenho mecânico de plásticos. Uso de sensores para líquidos e para gases com nanotecnologia – tipo língua ou nariz eletrônico – para detecção de contaminação de águas, avaliação e monitoramento da qualidade de sucos, qualidade de leite de soja, qualidade do café e amadurecimento de frutos. Formulação de biossensores para detecção de doenças e patógenos. Uso de nanossílica proveniente de resíduos

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agrícolas como casca de arroz, que pode ser incorporada a borrachas, pneus e plásticos. Fotocatalisadores com diferentes nanopartículas, utilizados na degradação de pesticidas. O que parecia ficção científica no final do século 20, quando a Embrapa Instrumentação começou as pesquisas em nanotecnologia, em São Carlos, hoje é tema de artigos científicos internacionais ou mesmo de soluções tecnológicas testadas em laboratório e produtos que começam a fazer parte do cotidiano dos consumidores.

Rede de parcerias O passo decisivo para esses avanços foi a criação da Rede de Nanotecnologia Aplicada ao Agronegócio, que hoje está na terceira fase com envolvimento de 23 Unidades da Embrapa, 39 universidades no Brasil, 25 parcerias internacionais e 150 pesquisadores (70 da Embrapa e 80 de outras instituições). Essa equipe trabalha há dez anos de forma coesa e multidisciplinar e, nesse período, desenvolveu 54 projetos de pesquisa; publicou 518 trabalhos científicos; teve mais de 6.300 citações científicas (sem quantificar autocitação); fez 8 depósitos de patentes e realizou 8 workshops em São Paulo (SP), Gramado (RS), Londrina (PR), Rio de Janeiro (RJ), São Carlos (SP), Fortaleza (CE) e Juiz de Fora (MG). Os resultados vão desde o desenvolvimento de pele artificial biocompatível para uso em medicina regenerativa, até um hidrogel capaz de absorver até 2 mil vezes o seu peso em água – além de fertilizantes – para otimizar o crescimento de mudas e plantas. Mas a atuação não fica restrita à ciência, pois o caminho da inovação tecnológica também passa pela iniciativa privada. Em uma década, 16 empresas estabeleceram parceiras nos segmentos de indústria química e de insumos, embalagens, alimentos, petroquímica, TICs, abastecimento de água e novos materiais.

Laboratório estratégico O suporte para parte expressiva dessas atividades é o Laboratório de Nanotecnologia para o Agronegócio (LNNA), único no País dedicado exclusivamente ao setor. Multiusuário, ele está estruturado desde 2009 na Embrapa Instrumentação na forma de facility, para desenvolver projetos de pesquisa em diferentes temas, com atuação junto a mais de 50 instituições e empresas privadas.

inovações transformadoras, com impactos nas áreas de segurança alimentar, qualidade e rastreabilidade de produtos, melhoria nos sistemas de distribuição inteligentes para nutrientes, defensivos e medicamentos de uso animal e embalagens com maior desempenho, para citar alguns exemplos”, explica o pesquisador Luiz Henrique Capparelli Mattoso, pioneiro nas pesquisas com nanotecnologia na Embrapa. “No seu primeiro ciclo a Rede apresentou o tema nanotecnologia e preparou as equipes de pesquisa, que puderam compreender os possíveis impactos, desdobramentos e expectativas de futuro. No seu segundo ciclo, a Rede consolidou as equipes, tornando mais claras as competências internas e a capacidade de geração de tecnologias, produtos e serviços a partir da área”, explica o pesquisador Caue Ribeiro, líder da Rede. “Já o terceiro ciclo, que vai até 2020, busca contribuir com a compreensão dos processos de aumento de escala na produção de nanoprodutos, atendendo assim à necessidade de avaliar, quantificar e estimar a capacidade de produção de nanomateriais produzidos com sucesso em atividades laboratoriais, cujos processos precisam ser planejados para futuras produções comerciais”, acrescenta Caue. “Além disso, é preciso contribuir também na preparação das equipes e infraestruturas para adequação a padrões internacionais de avaliação de segurança toxicológica, ecotoxicológica e da percepção pública, considerando-se que o cenário atual do desenvolvimento da nanotecnologia evidencia que marcos regulatórios serão inevitáveis no curto prazo”, finaliza o líder da Rede AgroNano.

IX Workshop A celebração dos dez anos de atividades da Rede AgroNano ocorreu com muita ciência e inovação, nos dias 21 e 22/11, com a realização do IX Workshop, na Embrapa Instrumentação, com cerca de 250 inscritos de todo o Brasil, palestrantes de nove Unidades e sete universidades. Foram 170 trabalhos aprovados, entre os quais, um tipo de plástico biodegradável (trabalho coordenado pela Embrapa Agroindústria de Alimentos), feito da amêndoa do caroço de manga em mistura com o biopolímero natural que pode ser aplicado à indústria alimentícia, na composição de embalagens e até no setor médico para compor matrizes ósseas.

“A nanotecnologia representa a oportunidade de revolucionar os sistemas agrícolas e alimentares e permite

Agroenergético Foto: Goreti Braga

CANA-DE-AÇÚCAR SERÁ PAUTA DE EVENTO EM MARÇO Por: Daniela Collares, jornalista da Embrapa Agroenergia

esquisa pública em cana-de-açúcar, novas tecnologias, tendências e desafios para o setor sucroenergético serão debatidos no dia 15 março de 2018, em Ribeirão Preto/ SP. O Simpósio visa reunir instituições públicas e privadas que representem setores da pesquisa, produção e políticas públicas para o setor sucroenergético e em áreas afins. O evento irá aprofundar as discussões sobre a situação atual e perspectivas para o setor, passando pelo melhoramento genético e biotecnologia até o sistema de produção atual e as novas tecnologias para a cultura da cana-de-açúcar. A programação contará com as principais personalidades do setor para abordar essas temáticas tanto no âmbito político como técnico. Neste dia, dividido em quatro painéis, será apresentado, na parte da manhã, o agronegócio do setor, o projeto caminhos da Cana, Renovabio, perspectivas de fomento, as pesquisas com melhoramento genético e biotecnologia do IAC, RIDESA, Embrapa, CTC, Vignis e Granbio. No período da tarde, os temas de agricultura de precisão, irrigação, nutrição de plantas, mecanização e controle fitossanitário serão abordados e discutidos por uma equipe altamente qualificada. E ainda, empresas privadas irão mostrar suas tecnologias desenvolvidas e visão de futuro para o setor. Na sequencia, as ações da Rede Pluricana, financiada pela Finep, que reúne 22 instituições públicas brasileiras de pesquisa para desenvolver cana e outras gramíneas energéticas serão apresentadas aos participantes. O evento é realizado por uma grande rede de instituições públicas que desenvolvem pesquisa com a cultura, estão neste rol a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - Embrapa, Instituto Agronômico de Campinas - IAC, Rede Interuniversitária para o Desenvolvimento do Setor Sucroenergético – RIDESA, Sociedade dos Técnicos Açucareiros e Alcooleiros do Brasil – STAB e a toda a equipe do Programa Plurianual Integrado de P&D em Canade-açúcar – Pluricana/Finep. Mais informações podem ser obtidas na Embrapa Agroenergia pelos telefones 61 – 34481581 – 3448-2307, diretamente com o pesquisador Hugo Molinari (983018656) ou pelo email simposiocana@gmail.com.

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Acompanhe as novidades do Simpósio nos sites das instituições parceiras e nas redes sociais. Confirme sua presença no simpósio no facebook e ajude a divulgar o evento. Acesse: www.facebook.com/events/152825262138214/?notif_t=plan_ user_associated&notif_id=1511786342698458

Fotos: Daniela Collares

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EMBRAPA AGROENERGIA RECEBE OS ALUNOS DO ENAP Por: Daniela Collares, jornalista da Embrapa Agroenergia, com colaboração de Bruno Ramos, estagiário

lunos do curso de especialização de Gestão de Políticas de Ciência, Tecnologia e Inovação da Escola Nacional de Administração Pública (Enap) conheceram, no dia 09 de novembro , o modelo de negócios da Embrapa Agroenergia.

Quem recebeu os alunos, foi o Chefe Geral da Embrapa Agroenergia Guy de Capdeville fazendo um passeio pela Unidade, apresentando as instalações, os quatro laboratórios e a área de plantas piloto. Depois os alunos seguiram para uma palestra onde foi possível mostrar todas as áreas de atuação de pesquisa. Ao todo foram 22 alunos de instituições como o CnPq, Ministério da

Ciencia, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC), Agencia Espacial Brasileira(AEB), Embrapa Produtos e Mercados, Ministério da Industria, Comercio Exterior e Serviços(MDIC), Senado Federal, (Agencia Nacional de Energia Elétrica) ANEEL, (Escola Nacional de Administração Pública(Enap). Nessa nova lógica de negócio que a Unidade está atuando, explica Capdeville, o foco tem sido na geração de ativos pré-tecnológicos e tecnológicos para inserção no mercado de inovação que foram apresentados na palestra e que estão no site da Unidade. A Vitrine Tecnológica apresenta os quatro eixos que a Unidade está trabalhando que são:

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Biomassa para fins energéticos, Biotecnologia Industrial, Química de renováveis e materiais renováveis. O Chefe Geral mostrou também o projeto MOVER (Meu Óleo Vira Energia Renovável), que visa a utilização o óleo residual como fonte para produção de biodiesel, a fontes de recursos para financiar os projetos, como novidade a Embrapii como um modelo de inovação que tem como objetivo viabilizar ações junto com as iniciativas privadas. Capdeville reforçou durante sua apresentação que investir em tecnologia é fundamental para fazer com que o País seja um produtor de tecnologia e não somente de commodites. No final, falou que a nossa Unidade, foi criada em 2006 dentro do Plano Nacional de Agroenergia apenas com biocombustíveis e com o tempo foi ampliando seu escopo de atuação para o conceito de biorrefinarias e, atualmente, com foco na bioeconomia. Quem tiver interesse em conhecer a estrutura e as ações de pesquisa da Embrapa Agroenergia pode acessar o site www.embrapa.br/agroenergia ou acompanhar os perfis da Unidade nas redes sociais. 

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BIOMASSA E QUÍMICA VERDE EM LIVRO Por: Daniela Collares, jornalista da Embrapa Agroenergia, com colaboração de Aline Rocha

livro “Biomass and Green Chemistry – Building a Renewable Chemistry”, recém-lançado pela editora alemã Springer Nature, traz autores do Brasil, Alemanha, Áustria, Portugal, Itália, China, Holanda, África do Sul, Colômbia e Chile. Em oito capítulos e um glossário, buscou-se descrever os principais tipos de biomassa vegetal, suas características químicas e seu potencial para substituir o petróleo como matéria-prima pela indústria química, de acordo com os princípios da química verde, explica o editor e pesquisador da Embrapa Agroenergia Silvio Vaz Júnior. Autores de diferentes áreas científicas e técnicas, da indústria e da academia, dão uma visão geral do estado da arte e dos desenvolvimentos em andamento. Aspectos como bioeconomia, biorrefinarias, química renovável e sustentabilidade também são considerados, dada sua relevância neste contexto, salienta o editor. Na obra também são analisados os princípios da química verde e sua relação com a biomassa, além de explorar os principais processos de conversão de biomassa em bioprodutos. Pesquisadores da Embrapa Agroenergia também ficaram responsáveis por dois capítulos. O primeiro, no capítulo é introdutório, Silvio Vaz conta que descreve sobre como os 12 princípios da química verde estão relacionados com o uso das biomassas agroindustriais. De acordo com Sílvio, o desenvolvimento de matérias-primas renováveis para a indústria química a fim de

substituir o petróleo é um grande desafio estratégico para o século XXI. Neste contexto, o uso de diferentes tipos de biomassa vegetal - amido, lignocelulósica, oleaginosa, sacarídica e algas - pode ser visto como uma alternativa viável ao uso de matérias-primas não renováveis e mais poluentes, como o petróleo. Além disso, oferece um modelo para agregar valor econômico às cadeias agroindustriais, como soja, cana-de-açúcar, milho e florestas, entre outros. Isso, por sua vez, contribui para a sustentabilidade de uma ampla gama de produtos químicos, principalmente orgânicos e seus processos de transformação, como os polímeros, que são amplamente utilizados pela sociedade moderna. Já outro capítulo que pesquisadores da Embrapa Agroenergia participam “Oleaginous Biomass for Biofuels, Biomaterials, and Chemicals“, são abordados assuntos sobre a estrutura química de óleos e gorduras vegetais,. Simone Fávaro, que escreve com mais cinco autores, destaca que foi abordado um panorama econômico da produção mundial desses óleos, e foi feito um material expositivo sobre as principais características desses óleos e gorduras do ponto de vista industrial. Além dessa abordagem, a pesquisadora Itânia Soares destacou a produção de biodiesel. Outro tópico abordado neste capítulo foram os polímeros, com a colaboração do professor Fabrício Machado, da Universidade de Brasília. Além desses dois capítulos, quem adquirir a obra pode ter informações nos outros seis sobre: Biomassa Sacarídea para Biocombustíveis, Biomateriais e Produtos Químicos; Biomassa Amilácea para Biocombustíveis, Biomateriais e Produtos Químicos; Biomassa Lignocelulósica para Biocombustíveis, Biomateriais e Produtos Químicos; Microalgas para Usos Industriais; Conversão Enzimática de Áçúcares de Primeira e Segunda Geração; Sustentabilidade da Biomassa; e um glossário que define, de modo didático, os principais termos técnicos e científicos associados à biomassa e à química verde. Quem tiver interesse em adquirir essa obra pode ter acesso para compra no site da editora Springer: https://link.springer.com/book/10.1007%2F978-3-319-66736-2#about.

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Por aí, por aqui... PALESTRA HUGO MOLINARI Hugo ministrou, 31/10, a palestra “As Estratégias biotecnológicas para o melhoramento genético da cana-deaçúcar” durante a VI Reunião Técnica de Agroenergia e o IX Simpósio de Energia e Meio Ambiente, em Pelotas/RS.

AGROENERGIA EM REVISTA NA COLÔMBIA O estudante de Doutorado Dágon, orientado do Dr. Bruno Brasil, apresentou o trabalho “Composição da biomassa de Chlamydomonas biconvexa cultivadas em efluente da agroindústria de óleo de palma» em eventos sobre Ficologia realizados nos dias 5 a 10/11, em Santiago de Cali/Colômbia. Durante os eventos, ele aproveitou para divulgar a Agroenergia em Revista - edição de microalgas - para diferentes pesquisadores de universidades do Chile até o México.

PESQUISA DE IMAGEM NO MDA Uma equipe formada por empregados do NDI, NCO e da Secretaria da Unidade iniciou no dia 13/10, a pesquisa de imagem junto ao Ministério do Desenvolvimento Agrário (MDA). Coordenado pelo NDI, a atividade subsidiará ações de políticas públicas da Unidade.

VISITA À EMBRAPII Dia 14/10, o chefe-geral Guy esteve em visita de cortesia à Embrapii, no MCTIC. Guy acompanhou o presidente e os três diretores executivos da Embrapa. A Agroenergia é a única unidade participante da Embrapii.

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Por aí, por aqui... REUNIÃO SOBRE O PROJETO BIOECONBR No dia 19/10 aconteceu uma reunião com a Secretaria de Inteligência e Macroestratégia, Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Departamento de Transferência e Tecnologia, Secretaria de Negócios e as Unidades: Solos, Mandioca e Fruticultura e Embrapa Amazônia Oriental, para discutir o projeto: “Bioeconomia e pesquisa agropecuária no Brasil: situação atual, perspectivas e desafios”. O projeto é liderado pela Danielle Alencar Torres da Secretaria de Inteligência e Macroestratégia.

REUNIÃO COM O GRUPO YOKOGAWA ELETRIC No dia 20/10, Masahiro Hirase e Hikaru Kikkawa da empresa Yokogawa Eletric se reuniram com pesquisadores da Embrapa em busca de parcerias para pesquisas.

VISITA DOS PROFESSORES DA UNICAMP No dia 11/11, recebemos a visita dos professores: Andreas Karoly Gombert da Faculdade de Engenharia da Únicamp e do André Ricardo de Lima Damasio do Departamento de Bioquimica e Biologia Tecidual da Unicamp. Eles deram palestra no VII Simpósio do Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas (Biologia Molecular) - Na Era da Edição de Genomas e de Biologia Sintética. Leia Favaro os convidou para conhecer a Unidade.

VISITANDO A UNIDADE Nesta semana recebemos a visita da professora Elba Bom, da Universidade Federal do Rio de Janeiro. A professora titular do Departamento de Bioquímica do Instituto de Química da UFRJ é parceira oficial e veio com o intuito de participar de reuniões referentes aos resultados da pesquisa Supermicro.

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EXPEDIENTE Esta é a edição nº 78, de 29 de novembro de 2017, do jornal Agroenergético, publicação de responsabilidade do Núcleo de Comunicação Organizacional da Embrapa Agroenergia. Chefe-Geral: Guy de Capdeville Chefe-Adjunto de Pesquisa e Desenvolvimento: Bruno dos Santos Alves Figueiredo Brasil Chefe-Adjunto de Transferência de Tecnologia: Alexandre Alonso Alves Chefe-Adjunta de Administração: Elizete Floriano Jornalista Responsável: Daniela Garcia Collares (MTb/114/01 RR) Redação: Daniela Collares e Vivian Chies (MTb 42.643/SP) Projeto gráfico e Diagramação: Maria Goreti Braga dos Santos Foto da capa: Leonardo Valadares (microscopia eletrônica)