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O Brasil é o segundo maior produtor de etanol no mundo. Entenda como é feita a produção deste biocombustível e como seus resíduos tem sido reaproveitados em soluções sustentáveis e inovadores para a economia.
Etanol, também conhecido como álcool etílico, é um biocombustível produzido principalmente a partir da fermentação de açúcares presentes em matérias-primas vegetais, como a cana-de-açúcar e o milho.
Por ser derivado de fontes de energia renováveis, é uma alternativa mais sustentável aos combustíveis derivados de petróleo.
O etanol é encontrado em duas formas principais: o etanol anidro e hidratado. A diferença entre as duas formas é o teor de água em sua composição:
A principal diferença entre etanol e gasolina está na eficiência energética e na origem. A gasolina, derivada do petróleo, oferece maior rendimento por litro, enquanto o etanol, de origem vegetal é mais sustentável, mas com rendimento um pouco menor.
A escolha entre um e outro depende de fatores como preço, nível de consumo e necessidades de uso do veículo.
No Brasil, cerca de 80% da produção de etanol é destinada ao uso como combustível, porém, o produto é muito versátil e tem diversos outros usos, como:
As duas principais matérias-primas para a produção do etanol são a cana-de-açúcar e o milho.
No Brasil, a cana-de-açúcar é a principal matéria prima na produção do etanol, popular pela sua alta produtividade e eficiência. O caldo de cana é rico em sacarose, que é facilmente convertida em etanol durante o processo de fermentação.
O rendimento do processo é potencializado pelo reaproveitamento dos subprodutos como o bagaço da cana para geração de energia ou produção de etanol de segunda geração (2G).
Nos Estados Unidos, o etanol é produzido, principalmente, com uso do milho como matéria-prima. No Brasil, o milho tem ganhado espaço, especialmente por ser uma opção para as regiões onde o cultivo da cana não é viável.
O milho oferece uma vantagem importante: pode ser armazenado e processado durante todo o ano, o que permite a produção de etanol mesmo na entressafra da cana-de-açúcar.
Esta matéria-prima também gera subprodutos que podem ser reaproveitados, como o óleo de milho e DDGS (grãos secos de destilaria com solúveis), utilizados na nutrição animal.
As etapas de produção do etanol garantem a pureza do produto final. Acompanhe o processo produtivo do etanol a partir da cana-de-açúcar:
A primeira etapa da produção de etanol é a lavagem, na qual a cana-de-açúcar é submetida a uma limpeza rigorosa para remover poeira, areia, terra e outras impurezas. O processo conta com uma etapa de eletroímã que garante que qualquer tipo de material metálico também seja removido.
Esta etapa garante que a matéria-prima esteja livre de contaminantes que possam comprometer a qualidade do etanol.
Após a lavagem, a cana-de-açúcar é moída por grandes rolos trituradores. Essa moagem transforma a cana em líquido, conhecido como melado. O que sobre deste processo (cerca de 30% do produto original) é chamado de bagaço, que não é desperdiçado.
O bagaço é um subproduto muito valioso que pode ser utilizado na geração de energia dentro da própria usina, contribuindo para a autossuficiência energética do processo.
O melado extraído na moagem ainda contém impurezas, como restos de bagaço e areia, que precisam ser eliminadas. Para isso, o líquido passa por um processo de peneiração e decantação, onde as impurezas são separadas e o melado puro, agora denominado caldo clarificado, é obtido.
A esterilização do caldo, realizada por aquecimento, elimina quaisquer micro-organismos presentes, preparando-o para a próxima etapa do processo.
A fermentação é o coração do processo de produção de etanol. Nessa fase, o caldo clarificado é transferido para grandes tanques, onde é misturado com leveduras, normalmente da espécie Saccharomyces cerevisiae.
Essas leveduras se alimentam do açúcar presente no caldo, convertendo-o em etanol e gás carbônico. Esse processo de fermentação dura várias horas e resulta em um líquido chamado vinho fermentado, que contém cerca de 10% de etanol, além de leveduras e açúcar não fermentado.
O próximo passo é a destilação, onde o etanol é separado do vinho fermentado. O líquido é aquecido em colunas de destilação, onde o etanol se evapora e, em seguida, é condensado, separando-se do restante da mistura.
O produto final dessa etapa é o etanol hidratado, com um teor alcoólico de aproximadamente 96%, que pode ser utilizado diretamente como combustível.
Para produzir o etanol anidro, que é misturado à gasolina para formar a gasolina C, é necessário remover quase toda a água restante no etanol hidratado.
A desidratação pode ser feita por diferentes métodos, como a utilização de solventes ou peneiras moleculares que retêm apenas as moléculas de água. O resultado é um etanol com pureza de cerca de 99,5%, pronto para ser utilizado como aditivo na gasolina.
Após a desidratação, tanto o etanol anidro quanto o hidratado são armazenados em grandes tanques e estão prontos para serem transportados para as distribuidoras.
A queima do etanol é mais limpa em comparação aos combustíveis fósseis como gasolina e diesel. Seu uso como combustível pode ajudar a reduzir de forma significativa os gases que contribuem para o efeito estufa, como o dióxido de carbono (CO₂).
O processo produtivo é baseado na cana-de-açúcar e milho, que são culturas que podem ser cultivadas de maneira sustentável. Práticas agrícolas modernas tem sido utilizadas para minimizar o impacto ambiental, reduzir desperdícios e evitar a contaminação do solo e das águas.
Um dos pontos de atenção, no entanto, é sobre a expansão da produção de cana-de-açúcar em novas áreas. Estudos indicam que a essa expansão resulta em desmatamento e conversão de terras que antes eram utilizadas para outras culturas agrícolas ou pastagens.
Isso pode ter consequências negativas, como a perda de biodiversidade e a competição por terras aráveis, o que torna essencial o desenvolvimento de políticas públicas que equilibrem a expansão do etanol com a preservação ambiental.
A queima da cana-de-açúcar é uma técnica utilizada para facilitar o corte manual, eliminando a palha e as folhas secas da planta antes da colheita. Ela agiliza o processo do corte, porém, apresenta alguns impactos ambientais e sociais que têm sido amplamente questionados.
Queima controlada é o uso planejado e supervisionado do fogo em atividades agropastoris, florestais ou de pesquisa científica. É feito dentro de limites previamente definidos e deve possui a aprovação dos órgãos ambientais competentes.
Essa técnica é empregada em locais onde o fogo pode ser uma ferramenta útil para o manejo do solo, controle de pragas ou preparação do terreno para novos cultivos, desde que realizada de forma segura e controlada, evitando incêndios descontrolados e danos ao meio ambiente.
De acordo com o Código Florestal, a queima controlada é permitida em certas situações, como em áreas de agricultura de subsistência para populações tradicionais e indígenas, ou em regiões onde as peculiaridades justificam o uso do fogo.
É importante ressaltar que esse processo exige um planejamento rigoroso, considerando as características do terreno, vegetação e fatores climáticos, como vento e umidade, para garantir que os objetivos sejam alcançados sem prejuízos ambientais.
A queima da cana libera uma quantidade significativa de gases nocivos à atmosfera, como monóxido de carbono (CO), metano (CH4) e óxidos de nitrogênio (NO2), que contribuem para o aquecimento global e a formação de ozônio na baixa atmosfera.
Além disso, a fuligem e as partículas finas geradas pela queima afetam diretamente a qualidade do ar, aumentando os casos de doenças respiratórias. Por este motivo, o procedimento tem sido alvo de debates e planejamentos que visam a sua substituição gradual por outros métodos.
A queima da cana-de-açúcar é proibida em muitos estados, sendo que a regulamentação varia de acordo com a legislação local. Ainda assim, as legislações estaduais geralmente incluem planos para a eliminação gradual e substituição dessa prática, com o objetivo de minimizar os impactos ambientais e sociais negativos que ela causa.
No ano de 2024, a CETESB – Companhia Ambiental do Estado de São Paulo, estabeleceu a proibição da queima da palha de cana-de-açúcar no período de 1º de julho a 30 de novembro. A justificativa para essa suspensão é a necessidade de resguardar e melhorar a qualidade de vida e saúde da população, especialmente em momentos em que as condições atmosféricas são desfavoráveis, como durante o inverno e períodos de seca, quando a dispersão de poluentes é mais difícil e agrava os impactos da poluição na saúde pública.
Quando comparado a outros compostos, como o petróleo e seus derivados, o etanol tem a vantagem de ser rapidamente absorvido e degradado, tanto no ar quanto na água.
Por ser altamente volátil e biodegradável, o etanol não tende a acumular no meio ambiente. Em casos de vazamento ou derramamento, seja durante o transporte, armazenamento ou uso industrial, o etanol é rapidamente degradado por processos naturais.
Os resíduos gerados em seu processo produtivo podem ser reaproveitados, o que também contribui na redução do impacto ambiental e agrega valor econômico ao processo, criando um ciclo sustentável e eficiente.
A produção de etanol gera subprodutos que podem ser aproveitados para diversas finalidades. Estes subprodutos incluem a palhagem, o bagaço, a vinhaça, a torta de filtro e a água de lavagem.
Gerada durante a colheita da cana, a palhagem é composta por folhas e ponteiros da cana-de-açúcar. Este subproduto é utilizado no solo para melhorar a qualidade da terra, ele ajuda a proteger contra erosão e a reter nutrientes. Também é possível utilizá-la na geração de energia.
O bagaço é um resíduo fibroso gerado na etapa de extração do caldo da cana. Com alto poder calorífico, o bagaço é muito utilizado na cogeração de energia nas próprias usinas. Esta prática ajuda a suprir as necessidades energéticas e gera renda, pois a energia excedente pode ser comercializada.
O bagaço também pode ser utilizado na fabricação de papel, ração animal e etanol de segunda geração (2G).
A vinhaça é um resíduo líquido gerado durante a destilação do etanol. Frequentemente utilizada como fertilizante na fertirrigação de canaviais, é rica em potássio e outros nutrientes essenciais para o solo.
A torta de filtro é resultado do processo de clarificação do caldo de cana. Por ser rica em matéria orgânica e nutrientes como cálcio e fósforo, é amplamente utilizada como adubo orgânico nos canaviais.
A água proveniente do processo de lavagem da cana antes da moagem pode ser reutilizada no contexto industrial para minimizar o uso de água fresca. Os sistemas de reuso de água são muito importantes na redução do impacto ambiental e ajudam a conservar os recursos hídricos.
As indústrias estão cada vez mais focadas em desenvolver tecnologias que aproveitem de maneira eficiente os resíduos gerados em seus processos produtivos. O objetivo é minimizar o impacto ambiental e transformar estes resíduos em produtos de alto valor.
Veja algumas tecnologias que têm sido empregadas no reaproveitamento dos resíduos da produção de etanol:
Desenvolvida no Brasil, esta tecnologia inovadora transforma a vinhaça em hidrogênio verde a partir da utilização de um reator eletrolítico. O equipamento quebra as moléculas de água presentes na vinhaça, produzindo hidrogênio e oxigênio.
O hidrogênio verde, produzido sem emissões de CO2, pode ser utilizado em várias aplicações, incluindo a produção de amônia para fertilizantes, o abastecimento de veículos com células a combustível e na própria combustão do bagaço da cana.
Diferente do etanol de primeira geração, que utiliza o caldo da cana-de-açúcar, o etanol 2G é produzido a partir de resíduos lignocelulósicos, como o bagaço de cana e outros resíduos agrícolas. Este processo permite aumentar significativamente a capacidade produtiva de etanol por hectare, aproveitando matérias-primas que poderiam ser descartadas.
O etanol 2G melhora a eficiência energética, reduz as emissões de gases de efeito estufa e amplia a sustentabilidade da produção ao diminuir a pressão sobre culturas alimentares, promovendo um uso mais equilibrado dos recursos naturais.
Através da fermentação do bagaço em combinação com outros materiais orgânicos, é possível produzir o poliácido lático (PLA), um bioplástico que se decompõe no ambiente sem deixar resíduos tóxicos. Este plástico biodegradável pode ser utilizado em uma ampla gama de produtos, como embalagens, utensílios descartáveis e sacolas, oferecendo uma alternativa sustentável aos plásticos convencionais.
Na construção civil, o bagaço de cana está sendo explorado como matéria-prima para o desenvolvimento de um novo material de construção chamado Sugarcrete. Este material é significativamente mais leve que o concreto tradicional e possui emissões de carbono 20 vezes menores. O Sugarcrete pode ser utilizado em painéis de isolamento, blocos de suporte de carga e pisos estruturais, oferecendo uma solução de baixo carbono para a construção civil.
O Brasil se destaca na produção de etanol, e o compromisso com a sustentabilidade é fundamental. O aproveitamento de subprodutos, como o bagaço e a vinhaça, em novas tecnologias, reforça a importância desse combustível e abre oportunidades para promover ciclos produtivos mais limpos e eficientes.
Essa abordagem fortalece a economia e contribui para um futuro mais sustentável a partir da integração de inovação e responsabilidade ambiental no setor energético.
Acompanhe o blog da Zanini Renk para saber mais sobre o universo da indústria e fique por dentro das novidades.
Fontes:
NUNES, F. E. Cana-de-açúcar: a produção de etanol e seus benefícios. 2017.
Centro de Conhecimento em Bioenergia. Diferenças entre o etanol de milho e de cana-de-açúcar.
