Revista Biomassa BR Ed 45 by Revista Biomassa Br

Vol. 06 - Nº 45 - Set/Out 2019

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ENERGIAS RENOVÁVEIS ESTÃO GANHANDO CADA VEZ MAIS ESPAÇO NA MATRIZ E ENERGÉTICA NACIONAL

ISSN-2525-7129

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04 Utilização da variação espectral de luz para otimização da produção de biomassa

Descrição das propriedades físicas do cultivar Salix X Rubens Schrank

Evolução da Intensidade Energética no Setor de Papel e Celulose do Brasil

RenovaBio e biomassa vegetal no Brasil

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Utilização da variação espectral de luz para otimização da produção de biomassa microalgal com vista à geração de energia Raquel de Jesus Soares1, Tarley Almeida Dias Costa2, Isadora Machado Marques3, Lourena Cruz4, Ícaro Thiago Andrade Moreira5 1

Graduanda em Engenharia Química – Universidade Salvador (UNIFACS), Salvador, Bahia, Brasil, raqueljsoares@hotmail.com; 2 Graduanda em Engenharia Química – Universidade Salvador (UNIFACS); 3 Mestranda em Geoquímica: Petróleo e Meio Ambiente – Universidade Federal da Bahia (UFBA); 4 Mestre em Energia e professora adjunta da Universidade Salvador (UNIFACS); 5 Doutor em Geologia Ambiental, Hidrogeologia e Recursos Hídricos – Instituto de Geociências (IGEO) da Universidade Federal da Bahia (UFBA) e professor adjunto da Universidade Salvador (UNIFACS)

RESUMO Devido às atuais inviabilidades financeiras do cultivo industrial de microalgas, inúmeras pesquisas têm sido feitas a fim de contribuir sistematicamente para o barateamento de custos, sobretudo para a geração de uma grande quantidade de biomassa, utilizando menores espaços e investindo menos em fertilizantes. A fotossíntese realizada por plantas e microalgas, que utilizam a clorofila como principal pigmento, tem sua máxima eficácia na faixa de variação espectral entre azul e vermelho, o que ocorre em baixa taxa no ambiente. Este trabalho, portanto, visa analisar a interferência específica de diferentes espectros de luz (branca e azul) no crescimento de microalgas de espécie dulciaquícola, em meio de cultura enriquecido por meio de um fotobiorreator construído em laboratório controlado. Durante 16 dias, foi controlado o crescimento celular, quantificada a biomassa e a massa de óleo extraído. Ao final da pesquisa, obteve maior crescimento celular na luz branca com µ = 0,3 d-1, porém foi observado que o espectro de luz azul otimizou a produção de óleo em 52,1% em relação ao cultivo exposto à luz branca, confirmando sua influência no metabolismo celular das microalgas e sua importância para a produção de biocombustíveis. Palavras-chave. Microalgas. Espectros de luz. Luminosidade. Cultivo. Otimização.

INTRODUÇÃO Apesar de ainda existirem alguns empecilhos para o uso efetivo de microalgas, à exemplo das altas exigências energéticas de seu cultivo, estas são atrativas por servir de matéria-prima para a produção de biocombustível devido ao baixo teor de liguinina, alto teor de lipídios e ácidos graxos. Além de poderem ser cultivadas em terras improdutivas não competindo com alimentos, possibilidade utilização de águas residuais como fonte de nutrientes (nitrogênio e fósforo) para seu crescimento, fazendo assim um tratamento biológico que mostra, além de tudo, um potencial ambiental agregado à sua produção. As microalgas são, portanto, alternativas biologicamente corretas para contenção de recursos naturais, redução da poluição de mares, rios e córregos, e da dependência de combustíveis fósseis (KADIR, W. N. A. LAM, H. K. UEMURA, Y. LIM, J. W. LEE, K. T., 2018).

do tipo de espécie de microalgas em termos de produtividade e composição de biomassa, o que, por sua vez, é significativamente determinado pelas perdas por evaporações e energia do ciclo de vida dos processos de cultivo e extração e pelas diferenças na eficiência fotossintética das mesmas (BRENNAN, OWENDE, 2010). Com base nas referências apresentadas, acredita-se que uma forma de melhorar a produtividade fotossintética de microalgas pode ser a partir da utilização de uma fonte de luz artificial com exposição espectral seletiva, tal como o diodo emissor de luz (LED). Entre as fontes de luz atuais, estes são pequenos em tamanho, baratos e relativamente eficientes, enquanto geram menor quantidade de calor com alta expectativa de vida útil. Além disso, sua saída espectral é altamente compatível com as necessidades fotossintéticas de microalgas.

sintética, com apenas 16% destes na porção azul. Isto significa que grande parte da energia da luz é desperdiçada ao alcançar as microalgas, o que pode danificar a estrutura celular, causando a morte fotoxidativa das mesmas e aumentar a evaporação nas lagoas (SHAHNAZARI, OWENDE, 2017). Visto que a clorofila é o pigmento mais importante para as microalgas e este possui colocação verde, a porção mais eficaz da luz para o processo de fotossíntese está entre a faixa espectral oposta à mesma, entre azul e vermelha. Esse trabalho visa analisar a influência dos espectros de luz azul e branco, utilizando LEDs, no crescimento de microalgas e produção de biomassa em meio de cultura Bold’s Basal Medium (BBM) com vistas à produção de biocombustíveis.

Materiais e Métodos Numerosos estudos foram reali1. Microalgas, Condições de Culzados sobre a aplicabilidade dos LEDs Os desafios para melhorar a pro- no cultivo ideal de microalgas, devido tivo e Estratégia de Estudo dução sustentável e a utilização da tec- à ineficiência do cultivo de microalgas O presente experimento foi reanologia de microalgas incluem, mas ao ar livre. Em geral, 48% da luz solar não estão limitados, a seleção ótima está na faixa de radiação ativa fotos- lizado no Greenlab da Universidade 4

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2. Avaliação do Salvador e no Instituto de GeociênFigura 1. Desenho experimental: Reatores expostos à cias da Universidade Federal da Bahia Crescimento espectros de luz azul e branco (NEA/LEPETRO/IGEO/UFBA), utiPor microscopia, lizando cepas de microalga adquiridas do Canadian Phycological Culture através de uma câmara de Neubauer (ProCentre (CPCC). tocolo BMM 5777), A espécie escolhida para estudo foi feita a contagem de tem predominância nos meios aquá- células por ml de difeFonte: Soares, 2019. ticos da região semiárida do nordes- rentes concentrações te brasileiro e é atrativa devido à sua de cultivo de microaltransferidos para vials de 2ml para resistência e elevada produtividade de gas e posteriormente lipídios que favorece a produção de obteve-se uma curva de correlação li- quantificar o extrato. biocombustíveis (LOPES, SILVEIRA, near padrão entre essa contagem (céResultados e discussão ALMEIDA, BRITO, FERREIRAS, lulas/mL) e os valores de absorbância por espectrofotometria utilizando o 2016). As microalgas como seres fotossoftware BioEstat 5.3. sintetizantes absorvem energia solar As culturas foram realizadas em Após determinação da curva, foi através de pigmentos que constituem duas estantes metálicas seladas por papel de alumínio e cortinas “blackouts”, feita a quantificação do crescimento suas células. Cada pigmento possui uma iluminada por LEDs azuis e a celular das microalgas diariamente, características específicas que peroutra, por LEDs brancas, ambas com coletando 5 mL de amostra de cada mitem absorver energia em compriiluminância média de 2865 lux e 4 fotobiorreator utilizando tubos Fal- mentos de ondas exclusivos, sendo W de potência. Foram utilizados seis con. Os valores de absorbância foram a clorofila (a) o principal pigmento, fotobiorreatores, sendo três em cada identificados em um espectrofotôme- absorve comprimentos de onda entre prateleira com capacidade total para 3 tro (Agilent Cary 60 UV-Vis) utilizan- 400nm e 700nm (LIMA., 2018). O uso L (Figura 1), aerados e agitados por do 430 nm de comprimento de onda, de espectros de luz específicos podecompressores de ar da marca Renze conforme o Standard Methods for rá aumentar a eficiência fotossintética (3 W) com vazão máxima de 3 L/min, Examination of Water and Wastewater permitindo que ocorra melhor síntese desta energia em biomassa e melhore mantidos a uma temperatura média (APHA, 2012). o rendimento. de 23ºC e a 7,5 unidades de pH. 3. Quantificação da Biomassa e Neste experimento, a seleção da A temperatura foi medida utili- Extração de Óleo faixa espectral de luz azul não interzando um termômetro digital (TPMApós os 15 dias de experimento, feriu de forma significativa para o 10). A luminosidade foi monitorada usando um luxímetro digital marca em duas garrafas de 5 L foi unido o crescimento microalgal, uma vez que AKSO e o pH por um pHmetro da conteúdo restante dos reatores, os ex- sua taxa máxima de crescimento foi postos à luz azul em uma e os expos- de µ=0,28 d-1, enquanto a da exposta marca AZ86P3. tos à luz branca em outro, onde foram à luz branca foi de µ = 0,3 d-1 (Gráfico O cultivo foi realizado com meio refrigerados por 10 dias. Em seguida, 1). de cultura Bold’s Basal Medium (BBM), a biomassa decantada foi transferidesenvolvido por Stein (1973), com o da para tubos Falcon que foram coQuanto à extração de óleo da bioobjetivo de avaliar a influência de de- locados para centrifugar à 2800 rpm massa exposta à luz azul, no entanto, terminada luminosidade (2865 lux) e durante 15 min e, ao final, o líquido obteve-se um grande diferencial em dos espectros de luz azul e branco no sobrenadante foi retirado com uso de comparação à exposta à luz branca, crescimento microalgal e na obtenção uma pipeta Pasteur e descartado. Os com 0,92 g de extrato para 1,75 g de tubos Falcon, com a biomassa acu- biomassa seca e, para a da luz branca, de óleo a partir de sua biomassa. mulada, foram armazenados em con- 0,0094 g de extrato para 2,35 g, equiVale ressaltar que o experimento gelador por 24 horas para posterior valente à 52,5% e 0,4%, respectivaem questão descende de um projeto secagem. As amostras foram secadas mente. de mestrado, com utilização de mi- em liofilizador Liotop (Modelo L108) croalgas da mesma espécie para trata- durante 5 dias para o processo de seA massa da biomassa adquirida e mento de água residual urbana prove- cagem a frio. Por conseguinte, a bio- de óleo extraído são resultados direniente de uma estação de tratamento massa seca foi pesada por uma balan- tamente relacionados à iluminância e, de efluentes para a produção de bio- ça analítica (AdventurerPro). como observado neste trabalho, à faicombustível, em que não se pôde ter xa espectral (comprimento de onda) O óleo da biomassa seca foi ex- às quais os reatores estarão expostos. certeza sobre a influência específica dos diferentes espectros de luz devi- traído através de um equipamen- O comprimento de onda (400 nm a do à grande diferença de iluminância to Soxhlet, seguindo a metodologia 525 nm) encontrado no espectro azul, entre os LEDs azuis (300 lux e 1 W) e proposta por RAMLUCKAN, MOO- influencia no aumento das células miDLEY, BUX (2014) e posteriormente croalgais, pois possuem maior enerbrancos (3500 lux e 4 W) utilizadas.

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biodiesel production: A revew. Energy Conversion and Management. V.171, pp. 1416-1429. LIMA, G. M. TEIXEIRA, P. N. C. TEIXEIRA, C. M. L. L. FILÓCOMO, D. LAGE, C. L. S. (2018) Influence of spectral light quality on the pigment concentrations and biomass productivity of Arthrospira platensis. Algae Research V.31, pp. 157-166.

gia e melhor penetração (NWOBA, PARLEVLIET, LAIRD, VADIVELOO, ALAMEH, MOHEIMANI, 2019), consequentemente ocorre o aumento do rendimento lipídico, explicando porque o extrato do cultivo exposto à LED azul obteve maior rendimento de óleo em relação ao da LED Branca. Assim sendo, percebemos que os resultados obtidos poderiam ser diferentes com uso, por exemplo, de LEDs com Lux mais altos e/ou espectros de luz diferentes. REDAELLI, KOCHEM, DIERINGS, JARENKOW, ROMAN, MARCILIO e RECH (2011), por exemplo, conseguiram uma biomassa de 0,38 g/L no experimento exposto à 17.000 Lux com velocidade específica máxima aproximadamente 41% maior que no exposto à 2.200 Lux, onde obteve 0,23 g/L. Por outro lado, NIIZAWAA, HEINRICHA e IRAZOQUI (2016) obtiveram uma maior eficiência para produção de biomassa de microalga no cultivo exposto ao espectro de luz vermelho em relação ao de luz azul.

porção vermelha, simulação de fotoperíodo e utilização de outras espécies de microalgas. Agradecimentos Agradeço ao CNPq pela bolsa de Iniciação Científica concedida, à Biotec e ao Grupo de pesquisa em Tecnologias Ambientais (GTA/UNIFACS), ao laboratório LEPETRO do Instituto de Geociências da Universidade Federal da Bahia (IGEO/UFBA) e ao GreenLab da Universidade Salvador (UNIFACS) pelas análises e pelo espaço concedido.

LOPES, T. S. A. SILVEIRA, T. N. ALMEIDA, O. E. L. BRITO, Y. J. V. FERREIRAS, W. B. (2016) Efeitos da variação de pH e luminosidade no desenvolvimento da microalga Chlorella sp visando à produção de biocombustíveis. Congresso Nacional em Pesquisa e Ensino em Ciências.NIIZAWAA, I.; HEINRICHA J. M.; IRAZOQUI H. A. (2016) Modeling of the influence of light quality on the growth of microalgae in a laboratory scale photo-bio-reactor irradiated by arrangements of blue and red LEDs. Biochemical Engineering Journal. V.90, pp. 214223.

Referências Bibliográficas

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RAMLUCKAN, K; MOODLEY, K. G; BUX, F. (2014) An evaluation of the efficacy of using selected solvents for the extraction of lipids from algal biomass by the soxhlet extraction method. Fuel. V.116, pp. 103-108.

BRENNAN, L. OWENDE, P. (2010) Biofuels from microalgae – A review of Technologies for production, processing, and extractions of biofuels and co-products. Renewable and Sustainable Energy Reviews. V.14, N.2, pp. 557-577.

REDAELLI, C. KOCHEM, L. H. DIERINGS, T. JARENKOW, A. ROMAN, G. M. MARCILIO, N. R. RECH, R. (2011) Influência da intensidade da luz sobre a biofixação de carbono em Chlorella minutissima. III Congresso Brasileiro de Carvão Mineral.

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SHAHNAZARI, M. OWENDE, P. (2017) Sustainable conversion of light to algal biomass and electricity: A net energy return analysis. Energy. V.131, pp. 218-229.

KADIR, W. N. A. LAM, H. K. UEMUPara maior crescimento e produ- RA, Y. LIM, J. W. LEE, K. T. (2018) ção de óleo fazem-se necessárias aná- Harvesting, and pre-treatment of milises com diferentes espectros, como a croalgae cultivated in wastewater for

STEIN, J. R. (1973) Handbook of Phycological Methods: Culture Methods and Growth Measurements. Cambridge University Press.

Conclusão A exposição espectral seletiva demostrou ser um fator fundamental para a otimização da atividade fotossintética microalgal, sendo o espectro de luz azul ideal para a produção de óleo com vistas à produção de energia, uma vez que obteve rendimento 131,25 vezes maior que em cultivo exposto à luz branca.

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Descrição das propriedades físicas do cultivar Salix X Rubens Schrank Janaína Beatriz Toniello Vieira1, Martha Andreia Brand2, Taíse Mariano Rodrigues3, Guilherme Galeski4, Taís Pitz5 Graduanda em Engenharia Florestal, UDESC, Lages, SC, Brasil - beatriztoniello@gmail.com 2 Engª Florestal, Drª,Depto de Engenharia Florestal, UDESC, Lages, SC, Brasil 3 Engª de Produção, Mestranda no programa de pós-graduação em Eng. Florestal, UDESC, Lages, SC, Brasil 4 Graduando em Engenharia Florestal, UDESC, Lages, SC, Brasil 5 Graduanda em Engenharia Florestal, UDESC, Lages, SC, Brasil 1

RESUMO O Vime é oriundo de algumas espécies de Salix, sendo o principalmente do hibrido Salix x rubens, proveniente do cruzamento de Salix alba e Salix fragilis. A região do vale do Rio Canoas, no planalto de Santa Catarina, se destaca por ser a maior produtora de vime destinado ao artesanato do Brasil. Porém, tanto em relação à matéria-prima como aos produtos, a tecnologia envolvida no processo produtivo é pequena, o conhecimento da matéria-prima é precipitado e a diversificação do uso do vime é irrelevante. Este estudo tem como objetivo descrever algumas propriedades físicas, visando a melhoria do processo produtivo atual. O material utilizado foi separado conforme as partes da planta, sendo divididos em: vime, miolo 1, miolo 2, miolo 3, miolo 4, rejeito e a casquinha. Foi analisado teor de umidade, curva de histerese e massa específica. Os resultados demonstraram que o vime possui baixa umidade, impedindo a degradação por fungos ou outros agentes. A curva de histerese exclui a casquinha para o artesanato e a massa específica é semelhante ao Pinus sp., sendo esta preferida para produção de papel e celulose. Palavras-chave. Vime; histerese; massa específica.

Introdução

já terem sido realizados alguns estudos sobre espécies de vime no Brasil, ainda há muito a ser pesquisado, os agricultores e os artesãos dependem do resultado de trabalhos como este para melhorar suas condições de vida e produção. O objetivo deste trabalho é descrever algumas propriedades físicas, visando a melhoria do processo produtivo atual.

Um dos fatores que promoveram o intercâmbio regional das espécies e híbridos, no início do século XX, foi a facilidade para do uso do material para o artesanato. Durante muitos séculos, várias espécies foram empregadas na manufatura de objetos, como cestos e móveis. (VARGAS, 2011). As mais utilizadas para o artesanato são Material e Métodos Salix triandra, Salix purpurea e Salix viminalis, por apresentarem varas Para a descrição tecnológica do flexíveis e finas. As espécies de Salix, especialmente o hibrído Salix x ru- material, foram utilizados fitas e vime bens, vem ganhando espaço de cultivo no Brasil, no vale do Rio Canoas, região da Serra Catarinense (MOURA,2002). Esta é uma das melhores regiões do Brasil para o cultivo dessas espécies (EPAGRI, 2006). Segundo Vargas (2011), cultivo do Salix na região do vale do Rio Canoas apresenta grande relevância social, econômica e ambiental. Na medida em que a atividade ganha importância, firmaram-se também parcerias entre vários atores do conjunto da sociedade. Apesar de 10 Revista Biomassa BR

de cinco coletas realizadas em épocas de colheita diferentes. O material foi fornecido pela EPAGRI e é oriundo da cidade de Bocaina do Sul. A descrição do material pode ser visualizada na Tabela 1. Para a caracterização tecnológica do material recomenda-se o uso de pelo menos cinco indivíduos ou amostras. Assim, para algumas propriedades foram utilizadas as médias obtidas das cinco amostras e em outros casos realizou-se a comparação entre as partes do vime (casquinha,

miolo e vime). Em cada resultado obtido será descrita a forma de análise. Resultados e discussão O teor de umidade é uma das propriedades físicas mais importantes, pois está intimamente relacionada com o comportamento da matéria-prima frente a biodegradação e comportamento tecnológico do uso do material. O vime é um material higroscópico, ou seja, perde ou ganha umidade para o ambiente onde se encontra até entrar em equilíbrio com o meio. Avaliando-se o teor de umidade na base seca do material recém-chegado ao laboratório para análise, obtiveram-se os resultados apresentados na Tabela 2. Pode-se observar que o material estava em equilíbrio com o meio, com teores de umidade até inferiores à umidade de equilíbrio da região (Lages = 18% de umidade de equilíbrio para madeira). Materiais lignocelulósicos como o vime apresentam o fenômeno de histerese. Este fenômeno se caracteriza pelo reagrupamento das microfibrilas constituintes do material, de forma que a cada ciclo de secagem as pontes de hidrogênio fortalecem as ligações impossibilitando a entrada e saída da água além de alterar o comportamento de contração e de flexibilidade das fibras da madeira. Para o material avaliado foram realizadas duas curvas de secagem e saturação. Os resultados obtidos podem ser visualizados nas Figuras 1, 2 e 3. Através da Figura 1 pode-se observar que a contração da casquinha em comprimento é maior, para ambos os ciclos de saturação/secagem, em relação ao miolo e vime. O vime (ramo) é o material que é mais estável em relação a ciclos de secagem e umedecimento, em função da sua menor área superficial exposta ao meio. A casquinha será o material com maiores perdas em comprimento e mais instável em ciclos de umedecimento e secagem. Na Figura 2 pode-se constatar que a casquinha é também o material com Revista Biomassa BR

maior contração em largura, quando submetido a secagem, como também apresentou maior variação de contração entre o primeiro e o segundo ciclo de umedecimento/secagem. A Figura 3 demonstra a capacidade do material em perder peso após umedecimento seguido de secagem. Neste caso, o material com maior capacidade de perder peso é o miolo, devido a sua maior área superficial exposta a absorção e perda de água, mostrando inclusive pouca variação entre os dois ciclos de umidificação/ secagem. O vime apresentou a maior diferença entre os dois ciclos aplicados, provavelmente porque neste material houve maior facilidade de rearranjo da estrutura molecular da madeira. Outra propriedade analisada foi a massa especifica, que é a relação entre o peso e o volume de um material expresso em g/cm³ ou kg/m³. Esta propriedade física é importante para comercialização, quando realizada por peso ou volume e para prever a relação peso/resistência do material, quando em usos estruturais. Os resultados obtidos para o material avaliado serão apresentados na Tabela 3. Os resultados obtidos para a massa específica confirmam o comportamento quanto à curva de histerese, pois a casquinha que tem maior massa específica contraiu mais em comprimento e largura, enquanto o miolo, que em geral tem menor massa específica perdeu mais peso. Esperava-se que a densidade tivesse um comportamento linear, decrescendo da casquinha até o miolo 3. Pois próximo da medula existe maior proporção de células não lignificadas. Porém, o comportamento esperado se efetivou até o miolo 2, apresentando após este uma elevação do valor de massa específica.

zenamento é baixo, impossibilitando o ataque de agentes de degradação como fungos e alguns tipos de insetos de material verde. Os testes de histerese indicam que a casquinha é o material mais sensível a variações em contração em ciclos de umedecimento e secagem, que podem levar o material a se tornar menos flexível. A massa específica do vime é considerada média, equivalendo a do Pinus na mesma condição de teor de umidade.

ção de vime. Florianópolis, 40p. MOURA, V. P. S. (2002) Introdução de novas espécies de Salix (Salicaceae) no Planalto Sul de Santa Catarina, Brasil. Embrapa. Comunicado Técnico 71. Brasília, DF.

VARGAS, Carlos Alberto (2011). Adaptação da norma NBR 7190 para avaliação de espécies de Salix (Vime) Conclusões visando a utilização em artesanato. Dissertação para o título de mestre Referências De acordo com as análises realiem Engenharia Florestal. Universidazadas, sobre as propriedades físicas, o teor de umidade do vime sob arma- EPAGRI (2006) Sistema para a produ- de Federal do Paraná, Curitiba.

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Evolução da Intensidade Energética no Setor de Papel e Celulose do Brasil

Introdução A eficiência energética possui papel relevante na transição para uma economia de baixo carbono, na medida em que contribui para a diminuição da intensidade energética dos processos produtivos. O conceito de intensidade energética está relacionado ao de eficiência econômica, pois relaciona o consumo total de energia de um país, de um setor econômico específico ou de uma determinada empresa em relação a riqueza gerada.

ra et al. (2014), o setor é o maior consumidor de energia, respondendo por aproximadamente 4%, seguido dos setores de alimentos e bebidas, ferro gusa e aço (Figura 1). Dessa forma, percebe-se a importância do monitoramento, por meio de indicadores, do consumo energético desse setor.

indústria e o grau de integração, condições climáticas e o grau de atenção dos funcionários às questões de eficiência (VAKKILAINEN e KIVISTO, 2010). Segundo Fracaro, 2012 apud KAYGUSUZ, 2012 e TANAKA, 2011, para a eficientização do consumo energético, além dos fatores específicos do setor de papel e celulose, deve-se também atentar para outros, tais como:

O consumo energético específico de uma indústria de papel e celulose é influenciado por diversos fatores, tais como: o mix de produtos, processos empregados, tamanho da indústria e localização, tecnologias utilizadas, i) Manutenção, reforma e ajustes No atual cenário global cresce o grau de aproveitamento de rejeitos de equipamentos contra a degradação papel da eficiência energética como (tanto matéria-prima quanto vapor natural da eficiência de suas perforestratégia de “produção virtual” de de processo), idade técnica da indús- mances; energia, mitigação das mudanças cli- tria, qualidade da matéria-prima, premáticas e melhoria da qualidade de ço dos insumos energéticos, fator de ii) Modernização, substituição e vida. Nessa linha, o presente estudo utilização da capacidade instalada da retirada de equipamentos, linhas de procurou constatar ganhos de eficiênTabela 1: 10 Maiores Empresas em Receita Líquida cia energética no setor de Papel e Celulose brasileiro utilizando indicado- em R$ milhões - 2016 res de intensidade energética do tipo Empresa Receita Líquida Participação (%) econômico-termodinâmico. Suzano Papel e Celulose

9.882,3

24,4

Consumo de energia e o setor de papel e celulose brasileiro

Fibria

9.614,8

23,8

Klabin

7.090,8

17,5

O setor de papel e celulose brasileiro destaca-se no cenário mundial, sendo o Brasil o 4º maior produtor de celulose e o 7º produtor de papel no mundo (EPE, 2018). O mercado doméstico brasileiro é concentrado, das 10 (dez) maiores empresas, em 2016, 3 (três) respondiam por 66% da receita líquida do setor (Tabela 1).

IP Brasil

3.937,0

9,7

Eldorado Brasil

2.962,3

7,3

CMPC - Celulose Rio Grandense

2.351,4

5,8

Cenibra

1.911,4

4,7

Veracel

1.018,5

2,5

Mili

914,6

2,3

Irani

776,8

1,9

Total

40.459,9

100,0

Quanto ao consumo de energia, dentro do segmento industrial brasileiro, o setor de papel e celulose ocupa posição de destaque. Segundo Turde14 Revista Biomassa BR

Fonte: Valor 1000 - Maiores Empresas, 2017, p.242

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processo e instalações obsoletas, para a implantação de novas tecnologias; iii) Melhoria no controle de processos para a melhor utilização de energia e materiais; iv) Processos de racionalização, eliminando-se etapas de processamento e implementando-se novos conceitos de produção; v) Reutilização e reciclagem de produtos e materiais; Figura 1: Distribuição do consumo energético total por setor.

vi) Aumento da produtividade do Fonte: Turdera et al, 2014 e adaptação dos autores processo, reduzindo-se as taxas de rejeição dos produtos e elevando-se os Ambiente elaborados de acordo com rendimentos do uso de materiais. mos financeiros. a quarta geração de diretrizes do GloIndicadores de intensidade Cabe salientar que o indicador bal Reporting Initiative (GRI - G4), energética Econômico e o indicador Econômico- dos anos de 2014 a 2017; ii) coleta de -termodinâmico podem sofrer influ- dados com base nas Demonstrações Patterson (1996) classifica em 4 ências, como por exemplo, da varia- Financeiras consolidadas das empre(quatro) grupos os inúmeros indica- ção de preço dos produtos vendidos e sas selecionadas; iii) cálculo dos índices de Intensidade Energética, sendo dores utilizados para o monitoramen- da energia. eles: energia consumida dividido pelo to das mudanças nos níveis de eficiênvolume de produção; energia consucia energética, a saber: Metodologia mida dividido pela receita líquida de a) Termodinâmicos: são indicaUtilizou-se no presente estudo de vendas; energia consumida dividido dores mensurados em termos energé- análise documental de relatórios de pelo Ebitda (Earnings, before interest, ticos, baseados inteiramente em me- uma amostra de empresas represen- taxes, depreciation and amortization), didas termodinâmicas, tais como: a tativas de aproximadamente 60% do consolidados para as quatro emprerazão entre a quantidade de um deter- faturamento do setor brasileiro de Ce- sas; e iv) análise dos dados. minado produto e os insumos utiliza- lulose e Papel. As empresas constantes Resultados dos em sua manufatura, ou a relação da amostra foram as seguintes: Suzaentre a real energia consumida em um no, Fibria, Klabin e Cenibra. A Tabela 2 mostra os indicadores dado processo com a energia consumida em um processo ideal. O processo de análise das infor- de valor e de energia consumida da mações das empresas seguiu os se- amostra (Fibria, Suzano, Klabin e Ceb) Físico-termodinâmicos: são guintes passos: i) coleta dos dados de nibra). Observa-se que o volume de indicadores híbridos que se referem consumo de energia consumida com produção apresentou um incremento à relação entre a energia consumi- base nos relatórios de sustentabilidade 23,2%, elevando-se de 12,5 bilhões da, em termos termodinâmicos, com de das empresas, especificamente, o de toneladas em 2014 para 15,4 biuma quantidade física de produção ou subitem Energia do capítulo de Meio lhões em 2017. Nesse período, a reserviço prestado. c) Econômico-termodinâmicos: são também considerados indicadores híbridos, em que a energia consumida, em termos termodinâmicos, é relacionada com a quantidade produzida ou de serviço prestado, estes, porém mensurados em termos econômicos.

Tabela 2 – Indicadores de valor e energia consolidados

Item Volume de vendas (milhões de ton) Receita Líquida (milhões de reais) Ebitda1 (milhões de reais) Energia consumida (milhões de GJ)

2017

2016

2015

2014

15.433

14.085

12.534

12.558

32.806

28.399

28.026

20.769

13.210

10.614

12.832

7.420

d) Econômicos: são indicadores 321 304 291 276 utilizados para mensurar mudanças na eficiência energética em termos econômicos, isto é, tanto a energia consumida quanto a produção ou ser- 1 Ebitda: do inglês, Earnings before interest, tax, depreciation and amortization. Traduzindo, viço prestado são utilizados em ter- Lucro antes dos juros, imposto de renda, depreciação e amortização. Revista Biomassa BR

Artigo

ceita líquida teve um aumento acima de 50% atingindo aproximadamente R$ 32,8 milhões em 2017, enquanto o Ebitda cresceu 78%, passando de R$ 7,4 milhões em 2014 para R$ 13,2 milhões em 2017. A energia consumida pelas empresas da amostra cresceu de 276 milhões de Gj em 2014 para 321 Gj em 2017, um incremento de 16,3% no período. A Tabela 3 apresenta os índices de intensidade energética. O índice medido pela relação entre consumo de energia e produção vendida, passou de 22,0 GJ/t em 2014 para 20,8 GJ/t em 2017, indicando uma melhoria na eficiência energética. O índice medido pela relação consumo de energia e geração de receita líquida de vendas reduziu de forma acentuada de 13,3 GJ/ milhares de R$ para 9,8 GJ/milhares de R$ no período, indicando ganhos de eficiência. O indicador dado pela relação entre consumo de energia e geração de Ebitda também apresentou redução, passando de 37,2 GJ/milhares de R$ para 24,3 GJ/milhares de R$, indicando uma relação favorável em termos de eficiência energética. Portanto, os três indicadores de intensidade energética indicaram ganhos de eficiência no consumo de energia.

Tabela 3 – Indicadores de intensidade energética consolidado Item Energia/Volume de vendas (Gj/milhares de ton) Energia/Receita Líquida (Gj/milhares de reais) Energia/Ebitda (Gj/milhares de reais)

2017

2016

2015

2014

20,8

21,6

23,2

22,0

9,8

10,7

10,4

13,3

24,3

28,6

22,7

37,2

de receita líquida de vendas, mostrou ganhos de eficiência por conta do decréscimo de 13,3 GJ/milhares de R$ em 2014 para 9,8 GJ/milhares de R$ em 2017, apresentando um declínio de 26,3%.

socioambiental implícita na energia e suas relações com um modelo sustentável de desenvolvimento humano.

Pôde-se constatar que, para a amostra de empresas considerada, o indicador de intensidade energética mais associado ao conceito de eficiência energética que é o indicador de consumo de energia por volume vendido, apresentou declínio menos Conclusão acentuado em relação aos outros inEsta pesquisa identificou ganhos dicadores e que, os indicadores mais de eficiência no setor de Papel e Ce- associados a eficiência econômica, os lulose brasileiro do ponto de vista de indicadores consumo de energia por intensidade energética, utilizando in- Ebitda e consumo de energia por redicadores de intensidade energética ceita líquida gerada, tiveram desemdos tipos físico-termodinâmico e eco- penho satisfatório. nômico-termodinâmico. Dessa forma pode-se perceber Os 3 (três) indicadores utilizados que, embora as empresas do setor teno estudo indicaram redução da in- nham feito grandes esforços no sentitensidade energética, em outras pala- do de melhorar os níveis de eficiência vras, ganhos de eficiência em relação energética dos processos, os indicadoao consumo de energia, sendo eles: res que chamam a atenção são os relaa relação entre energia consumida e cionados mais a eficiência econômica volume de produção; a relação entre do setor. energia consumida e receita líquida Há que se ressaltar a relevância de vendas; e a relação entre a energia dos indicadores relacionados a geraconsumida e Ebitda. ção de riqueza, pois as intensidades Constatou-se que a relação entre energéticas dos países também são consumo de energia e volume vendi- quantificadas em relação ao Produto do de celulose e papel teve declínio de Interno Bruto (PIB), isto é a riqueza gerada.. 5,5% no período entre 2014 e 2017.

EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA - EPE. Análise da Eficiência Energética em Setores Industriais Selecionados: Segmento Papel e Celulose. 2018.

Sugere-se a aplicação da metodologia desse estudo em outros setores da economia brasileira, possibilitando Quanto ao indicador consumo de uma análise comparativa. Adicionalenergia por geração de Ebitda, consta- mente, sugere-se comparar com setotou-se um movimento favorável ten- res de economias externas. do em vista o decréscimo de 37,2 GJ/ milhares de R$, em 2014 para 24,3 GJ/ milhares de R$, em 2017, apresentando declínio de 34,7%. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

O presente estudo acrescenta uma O indicador dado pela relação entre consumo de energia e geração contribuição no despertar da questão 16 Revista Biomassa BR

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CINZAS DE MADEIRA E LICENCIAMENTO AMBIENTAL Rafaela Prosdocini Parmeggiani1, Luiz César Ribas2 Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Faculdade de Ciências Agronômica, LABB/IPBEN (Instituto de Pesquisa em Bioenergia), Botucatu, São Paulo, Brasil, e-mail: rafaela.prosdocini@gmail.com 2 Departamento de Economia, Sociologia e Tecnologia, Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, campus de Botucatu, São Paulo, Brasil.

RESUMO O desenvolvimento do mercado de biomassa florestal para energia tem utilizado fontes renováveis, que emitem menos gases de efeito estufa e, promovem a substituição dos combustíveis fósseis, caracterizando tal atividade como mitigadora das mudanças climáticas. Contudo, a retirada de resíduos florestais da área comercial acarreta menor entrada de nutrientes no solo, e, uma possível via de retorno nutricional seria a aplicação das cinzas da queima da própria madeira. Para tanto, seu próprio processamento deveria ser pensado em função do conceito de desenvolvimento sustentável, bem como, compreendido e analisado. Neste caso específico, trataremos a questão das cinzas residuais da queima da biomassa florestal e sua possível interface com o licenciamento ambiental. A pesquisa foi exploratória/documental, baseada no método dedutivo. Foram avaliados documentos como a Política Nacional do Meio Ambiente, a Política Nacional de Resíduos Sólidos, a legislação sobre Licenciamento e Revisão de atividade efetiva ou potencialmente poluidoras e a legislação sobre licenciamento das Atividades Agropecuárias. A interface quanto à atividade do licenciamento ambiental ser aplicada às cinzas da madeira ainda é tênue. Contudo, outros estudos são necessários para definir parâmetros, que independentemente da aplicação do processo do licenciamento ambiental em si, apontem para direções que atendam às demandas do desenvolvimento sustentável. São necessários estudos que demonstrem os efeitos da aplicação de cinzas de madeira nos corpos d’água, nos fungos e fauna do solo, e na própria produtividade florestal, para que, em última instância, seja definido o grau do impacto que esta atividade gera no ambiente. Palavras-chave. Biomassa florestal. Desenvolvimento sustentável. Legislação florestal. Resíduos florestais.

Introdução A bioenergia pode contribuir de maneira significativa à mitigação das mudanças climáticas por meio da substituição dos combustíveis fósseis e melhor manejo dos recursos naturais (CREUTZIG et al., 2014). Embora a silvicultura brasileira seja referência mundial no setor de papel e celulose, carvão e indústria madeireira, o interesse na utilização da floresta com finalidade de geração elétrica é um mercado em potencial. Projeta-se que em 2050, a oferta de bioeletricidade pelo setor florestal, considerando o processo de ciclo vapor alcance 69 TWh (TOLMASQUIM, 2016). Quando pensamos em energia de biomassa florestal, é preciso analisar que a bioenergia representa 18 Revista Biomassa BR

uma dentre muitas opções viáveis à substuição dos combustíveis fósseis, devido, principalmente aos fatos de ser uma fonte renovável e de apresentar menor emissão de gases de efeito estufa em seu processamento. No entanto, o fato de removermos ou extrairmos do ambiente florestal, os resíduos da colheita numa floresta convencional, ou todo o componente arbóreo, no caso de uma floresta energética, como demonstrado por Achat et al. (2015), diminui a entrada de nutrientes no solo. A partir disto, devemos considerar, a princípio, o disposto no inciso II, do artigo 7º, da Lei n. 12.305, de 2 de agosto de 2010, que trata da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) (BRASIL, 2010). Isto porque, este inciso define, dentre outros, alguns dos objetivos dessa lei, nos seguintes termos:

“não geração, redução, reutilização, reciclagem e tratamento dos resíduos sólidos, bem como disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos”. Podemos concluir, com base nisso, que todos os resíduos gerados, mesmo no contexto da floresta para bioenergia, devem ser prioritariamente submetidos a uma gestão ambiental. Em decorrência disso, os nutrientes removidos no processo da colheita (caule principal na convencional e resíduos florestais como combustível), deveriam, no mínimo, retornar ao solo florestal, neste caso, na forma de cinzas. Embora a reaplicação de cinzas no solo florestal “devolva” alguns macronutrientes para o ambiente, o possível efeito positivo dessa aplicação no crescimento das árvores e em outros

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NESTE TRABALHO EM ESPECÍFICO, FOI ANALISADA A QUESTÃO DAS CINZAS RESIDUAIS DA QUEIMA DA BIOMASSA FLORESTAL EM FUNÇÃO DE UM PROCESSO DE LICENCIAMENTO AMBIENTAL AMPARADO NA POLÍTICA NACIONAL DE RESÍDUOS SÓLIDOS componentes do ambiente (água, solo), ainda são incertos (EUROPEAN BIOMASS CONFERENCE AND EXHIBITION, 2014). Neste caso, embora a utilização da biomassa para bioenergia seja, por si só, uma opção mais sustentável em detrimento da utilização de combustíveis fósseis (ORTIZ et al., 2016), seu próprio processamento deveria ser pensado em função do conceito de desenvolvimento sustentável, bem como, compreendido e analisado em função do contexto político. Neste trabalho em específico, foi analisada a questão das cinzas residuais da queima da biomassa florestal em função de um processo de licenciamento ambiental amparado na Política Nacional de Resíduos Sólidos, bem como demais disposições normativas correlatas. Material e Métodos A pesquisa possui caráter exploratório-documental, com metodologia dedutiva. Foi desenvolvido um processo metodológico exploratório e documental visando a sistematização e análise crítica dos principais documentos identificados ao longo da pesquisa como pertinentes para o atendimento do objetivo central, sendo eles: i) a Política Nacional do Meio Ambiente; ii) a Política Nacional de Resíduos Sólidos; iii) a legislação sobre Licenciamento e Revisão de atividade efetiva ou potencialmente poluidoras; e iv) a legislação sobre licenciamento das Atividades Agropecu20 Revista Biomassa BR

árias. Estes elementos normativos foram consultados com a pretensão de abordar possíveis relações com a questão das cinzas da queima da biomassa florestal e seu eventual enquadramento nos escopos legais supracitados. As cinzas decorrentes da queima da biomassa florestal e a legislação ambiental O licenciamento ambiental trata-se de um processo administrativo no qual determinado órgão ambiental estabelece diretrizes e medidas de controle que devem ser seguidas pelo empreendedor, afim de balizar a utilização dos recursos naturais quando exposto à atividades que possam causar degradação (BRASIL, 1997). Assim dito, no processo do licenciamento ambiental, em primeira instância, deveria ser definido se as cinzas da queima da madeira, enquanto resíduos que serão dispostos no campo, poderiam ser enquadradas como atividade efetiva ou potencialmente poluidora. As cinzas da biomassa florestal, dentro de particular entendimento, somente poderiam ser consideradas efetiva ou potencialmente poluidoras se na sua destinação final (quer seja como material reciclado, reutilizado ou rejeitado) viessem a configurar uma situação de degradação da qualidade ambiental ou de poluição (PARMEGGIANI; FARIA;RIBAS, 2019), conforme preconizado pela Política Nacional do Meio Ambiente (PNMA), Lei n. 6.938, de 31 de agosto de 1981 (BRASIL, 1981). Nesse sentido, as cinzas da biomassa florestal, com respeito a sua destinação final, sob qualquer forma que seja, teriam que acarretar a “alteração adversa do meio ambien-

te”1 ou a “degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou indiretamente: a) prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população; b) criem condições adversas às atividades sociais e econômicas; c) afetem desfavoravelmente a biota; d) afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente; e) lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos”2. Uma análise mais acurada da previsibilidade ou não do licenciamento ambiental das cinzas da biomassa florestal, deve ser objeto de contemplação, dentro de particular entendimento, no procedimento de licenciamento ambiental da atividade de florestamento ou reflorestamento de uma determinada floresta energética, por exemplo. Disso decorreria, dentre outras implicações, discutir se as cinzas seriam resíduos sólidos (destinação final ambientalmente adequada) ou matéria prima (insumo produtivo na atividade econômica de produção de florestas). A este propósito aplicar-se-ia, no que coubesse, a Resolução CONAMA 001/86, uma vez que “projetos agropecuários que contemplem áreas acima de 1000 hectares, ou menores, neste caso, quando tratam-se de áreas significativas em termos percentuais ou de importância do ponto de vista ambiental, inclusive nas áreas de proteção ambiental” (BRASIL, 1986), estão sujeitos, para fins de licenciamento, à elaboração e aprovação de Estudo de Impacto Ambiental (EIA)

e Relatório de Impacto Ambiental (RIMA)3. Em adição, tais projetos devem se ater ao disposto na Resolução CONAMA 237/97, que regula o licenciamento federal, principalmente em termos da competência desse Ente federativo (BRASIL, 1997). Projetos destinados à produção de biomassa florestal para energia, dentre outros tipos de florestamento e reflorestamento dos quais decorram o uso de resíduos da colheita florestal para fins de energia, estão também sujeitos, não somente a este dispositivo legal federal, como também, aos dispositivos legais estaduais e municipais eventualmente aplicáveis. A biomassa florestal, de maneira geral, deve ser classificada como um resíduo agrossilvopastoril, ou seja, aquele tipo de resíduo que é gerado em atividades agropecuárias e silviculturais. Ademais, as cinzas da queima da biomassa florestal podem ser consideradas como resíduos não perigosos, i.e., aqueles não enquadrados numa condição com características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade, patogenicidade, carcinogenicidade, teratogenicidade e mutagenicidade, não apresentando, portanto, significativo risco à saúde pública ou à qualidade ambiental,

de acordo com lei, regulamento ou norma técnica. Em resumo, quando falamos de cinzas de madeira, em relação a sua disposição final, não há configuração de área contaminada (PARMEGGIANI; FARIA; RIBAS, 2019). Por outro lado, a previsibilidade ou não do licenciamento ambiental das cinzas da queima de biomassa florestal, sob a ótica de sua gestão enquanto resíduo agrossilvopastoril, vai depender, num primeiro momento, do seu enquadramento na PNRS tal como exposto na seção anterior. Num momento posterior, as cinzas da biomassa florestal, considerando sua disposição final, dependerão de normatização específica quer no âmbito federal (CONAMA), quer estadual ou mesmo municipal, onde será dada a referida disposição/destinação final. Com respeito à prospecção da legislação e do licenciamento ambiental das cinzas oriundas da queima energética dos tocos por estados e municípios, entende-se que esta sistemática, demonstra-se momentaneamente inviável. Em suma, imagina-se que ainda não haja previsão legal, afora eventual enquadramento dentro da PNRS, do licencia-

mento ambiental das cinzas decorrentes da queima de madeira. Conclusões A a interface quanto à atividade do licenciamento ambiental ser aplicada às cinzas da madeira ainda é tênue. Seriam necessários estudos para definir os parâmetros, que independentemente da aplicação do processo do licenciamento ambiental em si, apontem para direções que atendam às demandas do desenvolvimento sustentável. Disso decorreria, dentre outras implicações, discutir se as cinzas seriam consideradas como resíduos sólidos (destinação final ambientalmente adequada, PNRS, questão ambiental) ou como matéria prima (insumo produtivo na atividade econômica de produção de florestas, atividade agropecuária, atividade produtiva). Para tanto, ainda seriam necessárias pesquisas que demonstrem os efeitos da aplicação de cinzas de madeira nos corpos d’água, nos fungos e fauna do solo, e na própria produtividade florestal, para que, em última análise, seja definido o grau do impacto ambiental que esta atividade pode gerar.

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Agradecimentos À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela concessão da bolsa de estudos. Referências Bibliográficas BRASIL. Lei nº 6.938, de 31 de agosto de 1981. Dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente, seus fins e mecanismos de formulação e aplicação, e dá outras providências.. . Disponível em: <http://www. planalto.gov.br/ccivil_03/leis/l6938. htm>. Acesso em: 15 abr. 2019. BRASIL. Resolução Conama nº 001, de 23 de janeiro de 1986. O CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE - IBAMA, no uso das atribuições que lhe confere o artigo 48 do Decreto nº 88.351, de 1º de junho de 1983, para efetivo exercício das responsabilidades que lhe são atribuídas pelo artigo 18 do mesmo decreto, e Considerando a necessidade de se estabelecerem as definições, as responsabilidades, os critérios básicos e as diretrizes gerais para uso e implementação da Avaliação de Impacto Ambiental como um dos instrumentos da Política Nacional do Meio Ambiente. Disponível em: <http://www2. mma.gov.br/port/conama/res/

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Calendรกrio de Eventos EVENTS CALENDAR

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RenovaBio e biomassa vegetal no Brasil: BIOTECNOLOGIA QUE POSSIBILITA ALTA PRODUTIVIDADE SUSTENTÁVEL Alessandra Camelo1,2, Patrícia Léo2, José Ivo Baldani3, Patricia Helena Lara dos Santos Matai1, Alfredo Eduardo Maiorano2 Programa de Pós-Graduação em Energia do Instituto de Energia e Ambiente – PPGE/IEE, Universidade de São Paulo – USP, São Paulo, SP, Brazil. alecameloeng@gmail.com 2 Laboratório de Biotecnologia, Instituto de Pesquisas Tecnológicas – IPT, São Paulo, SP, Brazil 3 Laboratório de Genética e Bioquímica, Centro Nacional de Pesquisa em Agrobiologia – CNPAB, Seropédica, RJ, Brazil

RESUMO A produção de biomassa vegetal para aplicações bioenergéticas geradas a partir de plantas cultivadas em solos brasileiros ainda é subestimada em relação a potencial de rendimento sustentável, onde a perspectiva técnica e a otimização foram exaustivamente investigadas e aprimoradas para conversão energética no campo da Engenharia. No entanto, demandas presentes e futuras advindas do Programa RenovaBio desafiam o setor agrícola na sua base biotecnológica já no plantio ou semeio da lavoura, encontram-se oportunidades substanciais de otimização e garantia de rendimento de biomassa. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo é discutir casos de sucesso dentro da biotecnologia onde o Brasil rompeu barreiras de inovação e ainda tem oportunidades claras para seguir avançando mediante incentivos massivos em Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (PD&I). Para tal, foram analisados dois casos identificados como relevantes e de sucesso de PD&I na área biotecnológica com potencial de contribuição atual e futura para a produtividade sustentável no campo. O caso 1 analisa de forma geral o melhoramento vegetal como a resistência de cultivares à incidência de broca e o caso 2 aborda a tecnologia de Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN) para commodities brasileiras. Assim, foram avaliadas os objetivos, investimento e retorno estimado em campo atual e futuro sugerindo a importância da continuidade em PD&I nas pesquisas para atender a demanda presente e futura de biomassa vegetal impulsionadas pelo programa RenovaBio. Palavras-chave. Fixação Biológica de Nitrogênio. Inoculante. Melhoramento Vegetal. Tecnologia BT.

Introdução O programa RenovaBio, lançado no final de 2017 como uma política de Estado no Brasil, propõe o reconhecimento do papel estratégico de todos os tipos de biocombustíveis na oferta energética brasileira. A iniciativa visa a segurança energética e a redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE), aplicando a Renovacalc para cálculo da intensidade de carbono dos biocombustíveis com base na Avaliação do Ciclo de Vida – AVC (MME, 2017). O RenovaBio reforça o compromisso do Brasil em relação ao cumprimento do Acordo de Paris e empenho frente aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentáveis (ODSs) do Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento – PNUD (MDPG, 2017). Além disso, promete estimular o aumento do volume vendido de biocombustível ano após ano, visando dobrar o uso de etanol até 2030 e que atualmente encontra-se na casa dos 26 bilhões de litros por ano (TEIXEIRA, 2018). No entanto, para que o programa seja um sucesso, as lideranças precisam negociar com os diferentes 24 Revista Biomassa BR

stakeholders envolvidos a fim de extrapolar investimentos em macroprocessos de engenharia, que são muito visados pelo retorno rápido, e atentarem também para a necessidade de investimentos vigorosos na ponta inicial da cadeia de produção dos biocombustíveis: a relacionada com a produção da matéria prima vegetal sustentável e de qualidade. Dentro da biotecnologia para biomassa vegetal no Brasil e no mundo, destacam-se melhoramento e microbiologia para investimento de recursos Pesquisa, Desenvolvimento & Inovação. O melhoramento de variedades adaptadas às condições edafoclimáticas brasileiras e com maior praticidade na execução de tratos agriculturais visa obter maior produtividade no campo e menor emissão de gases causadores de efeito estufa (FUCK & BONACELLI, 2011). Ainda, outro carro chefe do setor que precisa de um olhar mais atento para continuar gerando ótimos resultados é a Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN). A FBN pode ser definida como processo que dispensa o uso de fertilizantes

nitrogenados sintéticos graças a ação do complexo enzimático Nitrogenase presente em bactérias diazotróficas, fornecendo N assimilável durante interação com as plantas (Hennecke et al. 1985). Com isso, o objetivo do presente trabalho foi o de analisar dois casos de sucesso da biotecnologia no Brasil que otimizaram a produção de biomassa vegetal em termos sustentáveis, visando estimular investimentos futuros de possíveis stakeholders em soluções biotecnológicas diversas para suprir a demanda crescente de biomassa com a ascensão do programa RenovaBio. Material e Métodos A pesquisa foi baseada em dois estudos de caso identificados como relevantes e de sucesso de PD&I na área biotecnológica com potencial de contribuição atual e futuramente para a produtividade sustentável no campo. O caso 1 analisa de forma geral o melhoramento vegetal como a resistência de cultivares à incidência de broca e o caso 2 aborda a tecnologia de Fixação Biológica de Nitrogênio

ras podem atingir economia de até R$ tas (ESTRADA et al., 2013). A FBN 113 reais ha-1. sempre foi reconhecida como destaque brasieleiro de inovação biotecnoAlém das cultivares apresentadas lógica, incluindo os recentes avanços na Figura 1, o recente desenvolvi- relacionados à formulação de inocumento das genuinamente brasileiras lantes com elevada eficiência. A tencanas Bt pelo CTC fortalecem o setor dência de demanda de biomassa de sulcroalcooleiro por serem as primei- gramíneas para o RenovaBio prevê ras canas-de-açúcar geneticamente esforços no desenvolvimento de inomodificadas e aprovadas para comer- culantes múltiplos, seleção de novas Resultados e Discussão cialização mundial. Além disso, após estirpes, pesquisas para o avanço no longo processo de análise consideran- conhecimento básico e geração de tecCaso 1 Melhoramento de cultiva- do risco ambiental e saúde humana, a nologias portadoras de futuro na área res: obtenção de variedades resistentes, CTC20Bt já plantada em 2018 e a mais de biotecnologia. recente CTC9001BT que terá mulogo, mais produtivas Em termos econômicos, o Brasil das distribuídas para a safra 2019/20, Um eixo importante de inovação contam com aprovação da Comissão encontra na soja o principal case de na área de melhoramento vegetal diz Técnica Nacional de Biossegurança – sucesso de simbiose e que é reconherespeito à resistência de cultivares ao CTNBio (CTC, 2018). No estado atual cido ao redor do mundo: o da soja ataque de pragas e insetos, que ocor- de conhecimento, ainda não há dados inoculada com estirpes selecionadas re não só por seleção de plantas re- publicamente divulgados com relação de Bradyrhizobium ssp. tem resultasistentes naturalmente como também à produtividade e rentabilidade das do em uma economia de até USD $ por modificação genética. Um caso safras de CTC20Bt no campo, além da 14 bilhões anuais, valor este que varia importante é o Diatraea sacchara- economia anual que dispensa os insu- dependendo da área cultivada (ha) da lis, mais conhecido como broca, que mos aplicados contra a praga. No en- taxa cambial real (R$) para dólar ($) ataca plantações de gramíneas para tanto, alguns indicadores positivos da em base anual (EMBRAPA, 2018). No bioenergia como a cana-de-açúcar e tecnologia como saúde da planta em entanto, mais estudos necessitam ser causa prejuízos de até R$ 5 bilhões de condições de campo foram divulga- realizados com relação às RPCP, pois para diversas leguminosas o sistema reais anualmente devido a perdas em dos, como mostra a Figura 1. não foi completamente elucidado, produtividade agrícola e industrial, como o feijão coqualidade do açúcar e Figura 1. Impacto no campo da tecnologia Bt observada para cana CTC20BT em comparação com variedade convencional, com relação ao índice da mum (Phaseolus vulcustos com inseticidas planta e saúde visual das touceiras garis L.) tão querido e (UNICA, 2017; CTC, presente no prato dos 2017). Por conta de um brasileiros (HELDER efeito tóxico aos inet al., 2019). Já no que setos, cientistas identange às BPCP para tificaram no DNA da as gramíneas, ainda bactéria Bacillus thunão há resultados ringiensis (Bt) os genes estrondosos como cry e vip responsáveis os atingidos para a pela expressão das soja. Neste sentido, o proteínas inseticidas avanço das pesquisas e os introduziram em envolvendo gramíneplantas como a soja, as perenes brasileiras o milho, o algodão e, como cana-de-açúmais recentemente na car e capim elefante cana (BLANCO et al., carecem de investi2016). Diversos estudos vem sendo realizados para TecCaso 2: Fixação Biológica de Ni- mento massivo em CT&I para deslanchar. Atualmente o mercado dispõe nologia de Resistência à Insetos (RI), trogênio (FBN) de inoculantes comerciais a base de onde o retorno financeiro atual e projeções futuras comparam cultivares O caso 2 analisado é referente ao estirpes de Azospirillum spp. para as resistentes e convencionais impor- processo de Fixação Biológica de Ni- culturas de milho e trigo com a protantes para o setor agrícola brasileiro. trogênio. Muito mais do que forne- dução anual de cerca de 5,9 milhões As projeções de lucro apontam que cedoras de N, as bactérias (BPCP) e de doses de inoculantes comercializaa safra 2027/28 de cultivares RI deve rizobactérias (RPCP) promotoras de dos ao ano (ANPII, 2018). Os estudos superar as variedade convencionais de crescimento fornecem fitohormônios estão em expansão para as pastagens milho inverno em 60,56%, milho ve- às plantas, incluindo auxina (CASSÁN (HUNGRIA et al., 2016) e cana-derão em cerca de 37,8%, soja em 12,5% et al., 2014) e giberelina (COHEN et -açúcar (REIS et al., 2018 – congresso e algodão em 2,44%. Ainda, segundo al., 2007), além de proporcionar so- FBN – Foz do Iguaçu) assim como no dados da Agroconsult (2016), os cus- lubilização de fosfato complexado no uso conjunto do inoculante de milho tos envolvidos no plantio destas cultu- solo para formas assimiláveis às plan- e da soja que tem apresentado ganhos (FBN) para commodities brasileiras, incluindo culturas sucroenergéticas. Assim, foram avaliados os objetivos, investimento e retorno estimado em campo, nos dias atuais e futuramente, sugerindo a importância da continuidade em PD&I nas pesquisas para atender a demanda presente e futura do programa RenovaBio.

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expressivos para a cultura da soja. A partir do compromisso do Brasil fixado na 15ª Conferência das Partes (COP15), buscou-se ampliar para cerca de 5,5 Mha a FBN na agricultura como meta orientada para diminuição do N-fertilizante. Com essa ampliação, estima-se que a redução de emissão chegaria a 10 milhões de ton ano-1 de CO2 equivalente em 2020 (EMBRAPA, 2018). Ainda, além da importância da inoculação no que tange à redução da emissão de GEEs e viabilidade técnica, a estimativa de viabilidade econômica também tem papel fundamental na disseminação da tecnologia e futuros investimentos para avanço e aperfeiçoamento destas. Um estudo detalhado recente trouxe, de forma inédita, avaliação de índice econômico para cana-de-açúcar cultivada em duas localidades no Brasil a fim de inferir sobre a viabilidade econômica da FBN nesta gramínea. O trabalho de Pereira et al. (2019) controu com tratamentos como controles absolutos, abubação N-fertilizante (0, 50, 100 e 150 kg ha-1) com e sem inoculação com mix de cinco bactérias fixadoras de N, incluindo Gluconacetobacter diazotrophicus PAL5T. Concluiu-se, no melhor dos casos, que a inoculação com o mix de bactérias adubado com dose de 50 kg ha-1 atingiu o maior retorno econômico de US$ 2.781,8 perante os demais tratamentos e considerando as duas localidades estudadas. No entanto, o importante estudo reporta dados experimentais de 2010, trazendo a base de cálculo para este mesmo ano. Ainda assim, ressalta-se a importância do trabalho considerando a carência de estudos similares detalhados na literatura para FBN em cana-de-açúcar e demais gramíneas de interesse bioenergético, que incluam devida avaliação de viabilidade econômica. Conclusões O governo como um agente regulador e contribuinte principal no fomento a CT&I tem a árdua tarefa de conciliar estabilidade de desenvolvimento com um ambiente favorável para negócios responsáveis, inovação em áreas estratégicas, além de estrutura legal que salveguarde propriedade

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intelectual e certificação. Investimentos massivos em biotecnologia devem continuar sendo realizados, possibilitando assim avanços na elucidação do mundo bacteriano que proporcione inoculantes mais eficazes. Além disso, outros stakeholers podem e devem ser incluídos no desenvolvimento de tecnologia visando melhoramento vegetal para variedades de interesse nacional mais resistentes e produtivas. Desta forma, com maior produtividade e redução drástica da emissão de GEEs no ciclo produtivo de biomassa vegetal, o setor agro e sucroenergético serão capazes de atender as demandas do RenovaBio de forma sustentável e em conformidade com acordos internacionais firmados pelo País. Agradecimentos Os autores agradecem o apoio financeiro da Fundação de Apoio ao Instituto de Pesquisas Tecnológicas (FIPT) e ao Programa Novos Talentos do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (NT-IPT). Alessandra Camelo é bolsista da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) do Programa de Excelência Acadêmica (PROEX) e Demanda Social de Apoio às Atividades de Pós-Graduação no Programa de Energia (PPGE) do Instituto de Energia e Ambiente, Universidade de São Paulo (IEE-USP). Referências Bibliográficas

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CARACTERÍSTICAS QUANTITATIVAS DE ÁRVORES DE DESBASTE DE CEDRO AUSTRALIANO (Toona Ciliata) - CLONE BV 1151 - PARA BIOENERGIA João Marcos Rebessi de Sousa1; Ronaldo de Arruda Junior2; Welks Soares da Silva3; Humberto de Jesus Eufrade-Junior4; Saulo Philipe Sebastião Guerra5 Graduando em Engenharia Florestal - Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP, Botucatu, São Paulo, Brasil1, joaomrds@outlook.com 2 Graduando em Engenharia Florestal - Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP 3 Graduando em Engenharia Florestal - Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP 4 Pós-Doutorando em Agronomia – Energia na Agricultura - Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP 5 Professor no Depto. Economia, Sociologia e Tecnologia – FCA/UNESP e Coordenador do LABB (Laboratório Agroflorestal de Biomassa e Bioenergia – IPBEN (Instituto de Pesquisa em Bioenergia) 1

RESUMO No Brasil, os plantios de cedro australiano vêm sendo conduzidos por meio de desbastes seletivos para a obtenção de matéria-prima com alto valor agregado. A biomassa proveniente destes desbastes poderia ser destinada para propósitos energéticos, embora ainda faltam informações básicas para mensuração da mesma. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo a determinação das características quantitativas das árvores, bem como o ajuste de modelos hipsométricos para o clone BV 1151 de cedro australiano (Toona ciliata). A área do experimento está localizada na fazenda Lageado, na cidade de Botucatu, no estado de São Paulo. Foram testados modelos de equações linearizadas convencionalmente reportados na literatura florestal. O desenvolvimento dos modelos hipsométricos foi realizado pela análise de regressão por meio do método dos mínimos quadrados ordinários. O modelo de Näslund foi o que melhor correlacionou a altura total e o diâmetro (coeficiente de determinação ajustado de 89,27 % e erro padrão da estimativa de 7,60%), portanto foi aquele que obteve o melhor desempenho para estimação da altura total. O levantamento das variáveis quantitativas foi o primeiro passo para a predição de biomassa em futuros trabalhos com a espécie. Palavras-chave. Dendrometria, Modelo hipsométrico, Desbaste, Bioenergia.

Introdução A demanda por produtos madeireiros nobres, associado à diminuição da exploração das florestas nativas, fez aumentar o cultivo de espécies florestais exóticas. Com isso, plantios de cedro australiano (Toona ciliata) vem crescendo no país (PINHEIRO et al., 2011; EMBRAPA, 2015). A madeira da espécie estudada se assemelha em qualidade ao cedro brasileiro (Cedrela fissilis) e tem grande potencialidade no mercado de madeiras de alto valor agregado (LORENZI et al., 2003). Uma das vantagens da T. ciliata é seu rápido crescimento se comparado as espécies nativas (RIBEIRO et al., 2017; ZIECH, 2008). O incremento médio anual (IMA) dos plantios de Toona ciliata pode chegar a 30 m3 ha-1 ano-1 dependendo das condições de 28 Revista Biomassa BR

implantação, solo, clima, precipitação e tratos culturais adequados (VILELA, STEHLING, 2015). Destaque para o material clonal - BV 1151 – que faz parte de uma linha de clones de elevada produtividade intitulada como BV 1000. O clone BV 1151 (usado neste estudo) possui resistência a pragas e doenças, grande crescimento em diâmetro e altura e elevada capacidade de adaptação a diferentes regiões bioclimáticas (BELA VISTA FLORESTAL, 2015).

energéticos, como a lenha.

Para estimativa da biomassa de plantio florestais é necessário a determinação do diâmetro e altura das árvores. Segundo Soares (2012), o uso de equações que expressem corretamente a relação entre altura e DAP são importantes para a realização de inventários florestais. Ainda, a obtenção de altura em povoamentos florestais é um processo de difícil realização, demorado e complexo em comparação com a obtenção do DAP. A obtenção No manejo das florestas de cedro da altura é importante para determiaustraliano a idade ideal de corte é aos nação da biomassa das árvores. Ainda 15 anos (VILELA; STEHLING, 2015; faltam informações básicas na literaBELA VISTA FLORESTAL, 2015) e tura, como a relação altura e diâmetro ao longo desse tempo, são realizados (relação hipsométrica) para o cedro desbastes seletivos por baixo (retirada australiano plantado no Brasil. de árvores dominadas ou tortuosas). Para o ajuste de equações hipsoEssas árvores desbastadas podem ser utilizadas como biomassa para fins métricas, geralmente utiliza-se o mé-

todo dos mínimos quadrados ordinários (MQO) que são aplicados com maior facilidade em modelos lineares. Após a realização do ajuste, diversos coeficientes podem ser avaliados, além da obtenção de índices de precisão da equação, podendo também ilustrar graficamente os resultados obtidos (SOARES et al. 2012). Com isso, este trabalho tem por objetivo ajustar e avaliar o comportamento de diferentes modelos hipsométricos para estimar a altura total dos clones de cedro australiano (Toona ciliata) aos quatro anos de idade, contribuindo assim na estimativa de biomassa dessa espécie em futuros trabalhos. Metodologia A) Local de estudo O trabalho foi realizado na Fazenda Lageado pertencente a Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA/ UNESP), campus de Botucatu. O povoamento florestal está localizado na longitude 48°25’48.75” W e latitude 22°48’24.20” S a 820 m de altitude. O local tem precipitação média anual de 1501,4 mm e temperatura média anual de 20,3 ºC. O solo da área experimental foi classificado como Latossolo Vermelho Amarelo. B) Obtenção das características dendrométricas Para este estudo foi utilizado o clone BV 1151 fornecido pela empresa Bela Vista Florestal. O mesmo possui quatro anos de idade e foi implantado com espaçamento 3 × 3 m (1111 árvores ha-1). Inicialmente, foi alocada uma parcela central de 500 m² para coleta da altura total (m) e diâmetro a altura do peito (DAP - cm) de todos os indivíduos. Para isso, foram utilizados o clinômetro eletrônico e a suta, ambos da marca Häglof.

testados modelos apresentados na Ta- ajustado (R²aj%) e por fim o desvio bela 1. A curva de regressão foi ajusta- médio percentual (DMP), sendo que da pelo método dos mínimos quadra- para o cálculo de DMP usa- se a Equados ordinários. ção 1. Após o ajuste dos modelos hipPara desenvolvimento do trabalho foram calculados média, desvio sométricos, foi possível analisar quais padrão e coeficiente de variância dos modelos se ajustaram melhor ao poprincipais parâmetros dendrométri- voamento, através da análise gráfica Onde: da distribuição dos resíduos em porcos. centagem, erro padrão de estimativa Para o ajuste das equações, foram (Syx%), coeficiente de determinação DMP = Desvio médio percentual (%); Revista Biomassa BR

Ho = Altura total observada (m); He = Altura total estimada (m). Como expressões logarítmicas apresentam uma discrepância que geralmente subestimam a altura, estas foram corrigidas pelo índice de Meyer (Equação 2), para que posteriormente seja recalculado o erro padrão de estimativa. IM = e 0,5(Sxy)2

(2)

Em que: IM= Índice de Meyer; e = base dos logaritmos neperianos (constante de Euler); Syx = quadrado do erro-padrão da esterminante para a escolha do modelo timativa. que melhor se ajustou. Resultados e Discussão Conclusão Estão dispostos na Tabela 2 os O modelo hipsométrico de Näsprincipais parâmetros dendrométricos obtidos e estes são essenciais para lund obteve o melhor desempenho monitorar e entender o comporta- para a estimativa da altura total das mento de crescimento da floresta ao árvores de Toona ciliata do clone BV 1151. O modelo pode ser utilizalongo dos anos. do como base para outros estudos na Os coeficientes e os parâmetros área que envolvam a determinação da estatísticos das equações hipsométri- produtividade e biomassa da espécie. cas ajustadas estão apresentados nas Agradecimentos Tabelas 3 e 4, respectivamente. Considerando que para um modelo apresentar precisão dentro dos limites aceitáveis e um ajuste adequado, deve expressar o erro padrão de estimativa (Syx %) abaixo de 10% e coeficiente de determinação ajustado (R² aj.%) acima de 90% (JORGE, 2013). Por esses motivos, os modelos de Näslund e Prodan foram aqueles que mais se aproximaram do recomendado com R² aj. de 89,27% e 84,84%, respectivamente. Já em relação ao erro padrão de estimativa, o modelo de Prodan apresentou valor acima do recomendado (15,08%) em comparação ao modelo de Näslund. Desta forma, o modelo de Näslund foi o que melhor apresentou precisão e qualidade para o estudo realizado.

Os autores agradecem à Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA/ UNESP), à Multifloresta, à Bela Vista Florestal e ao Laboratório de Biomassa e Bioenergia (LABB/IPBEN). Referências Bibliográficas

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