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Ambiente Energia

Uma técnica antiga para obter butanol

Publicado em 28 junho 2011

Maria Guimarães, Pesquisa Fapesp Online - Um frasco com um líquido amarelado fervendo numa bancada de laboratório pode conter revelações surpreendentes. De um caldo de água, açúcar e bactérias, o engenheiro químico Adriano Mariano, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), conseguiu extrair o butanol - um tipo de álcool que pode ser usado como combustível - por meio de um método declarado inapropriado em décadas passadas: o vácuo. "Conseguimos quebrar um paradigma", afirma Rubens Maciel Filho, da Unicamp, também engenheiro químico e supervisor do projeto, parte do Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia, o Bioen.

"O uso do vácuo não é novo, o que é novo é usá-lo para extrair butanol", reforça Mariano. Com base em seus cálculos, ele desafiou o conhecimento estabelecido de que o vácuo só funciona para extração de substâncias mais voláteis do que a água, como o etanol, que ferve a 78 graus Celsius (°C) e portanto evapora antes quando aquecido, enquanto a água só entra em ebulição a 100°C. A técnica não valeria para o butanol porque ele tem um ponto de ebulição mais alto do que a água, 117 °C.

Em seu trabalho de pós-doutorado o pesquisador brasileiro transformou essa certeza em dúvida, mas não ficou na teoria. "Ninguém acreditaria se eu não mostrasse que funciona na prática, então fui para os Estados Unidos, onde teria os recursos para fazer os experimentos necessários", conta. Isso aconteceu no laboratório do microbiologista nigeriano Thaddeus Ezeji, na Universidade de Ohio, em colaboração com o engenheiro químico indiano Nasib Qureshi, do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA).

No experimento, Mariano montou um aparato a vácuo em que aquecia uma solução de açúcar misturada à bactéria Clostridium beijerinckii, microrganismo que consegue transformar açúcar em butanol em situações em que não há ar - enquanto em condições aeróbicas o mesmo processo costuma ser feito por leveduras, um tipo de fungo. Por causa da baixa pressão, no vácuo a solução ferve a apenas 37°C, uma temperatura confortável para as bactérias. Um efeito semelhante às diferenças em temperaturas de ebulição quando se ferve algo no alto de uma montanha.

"Mostramos que, quando a concentração de butanol não é muito alta, o vácuo é suficiente para extraí-lo da solução", explica. Os resultados renderam um artigo na edição de agosto (a atual) da Biotechnology and Bioengineering, uma das principais revistas da área, além de ser mencionado como destaque na edição.

Um aspecto importante é que, na técnica, uma bomba de vácuo provoca a evaporação do butanol e dos outros produtos da fermentação (etanol e acetona) à medida que eles são produzidos. Dessa maneira, a concentração da substância nunca fica alta na solução, o que seria tóxico para as bactérias e elas deixariam de conseguir converter nesses produtos todo o açúcar da amostra. "A tecnologia do vácuo fez com que o butanol fosse produzido de maneira mais rápida e eficiente", acrescenta o pesquisador.

Ainda em colaboração com Ezeji e Maciel Filho, Mariano pretende continuar os estudos para otimizar o processo e, quem sabe, alcançar a escala industrial. Já existe no Brasil uma usina produzindo butanol (ainda não para ser usado como combustível) pelo método tradicional, pouco produtivo por causa da toxicidade da própria substância aos microrganismos. Durante seu trabalho, agora, na Unicamp e no Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), também em Campinas, ele está fazendo os cálculos para uma usina integrada de etanol e butanol, de maneira que as duas substâncias combustíveis poderiam ser produzidas ao mesmo tempo.

O butanol tem um conteúdo energético 30% mais alto que o etanol, o que o torna uma boa opção para ser misturado aos combustíveis que movem a frota brasileira. "O butanol não vai competir com a produtividade do etanol, mas pode ser usado para aumentar a eficiência dos combustíveis", explica o pesquisador, que avalia que o grande mercado para o produto sejam os Estados Unidos, onde a frota não está adaptada ao uso de etanol. "O butanol tem algumas propriedades que o tornam mais parecido com a gasolina do que o etanol."