A tecnologia e a inovação do sistema sucroenergético

Opiniões

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www.RevistaOpinioes.com.br

ISSN: 2177-6504

SUCROENERGÉTICO: cana, milho, sisal, açúcar, etanol, biogás e bioeletricidade ano 18 • número 69 • Divisão C • Ago-Out 2021

a tecnologia e a inovação do sistema sucroenergético

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instruções IMPORTANTE • IMPORTANT • WICHTIG • First of all, before any action, please touch in the flag of your language.

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Plataforma Digital Multimídia da Revista Opiniões

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Acervo: BP Bunge Bioenergia

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índice EDITORIAL DE ABERTURA: 08. Marcos Cesar Pontes Ministro do Ministério de Ciências, Tecnologia e Inovações

PRODUTORES: 14. Walter Maccheroni Jr e Fernando Cullen Sampaio, São Martinho 18. Everton Luiz Carpanezi, Tereos 22. José Olavo Bueno Vendramini, Tereos 24. Silvana Creste Dias de Souza e José Antonio Bressiani, IAC e GranBio 28. Renato Junqueira Santos Pereira, Adecoagro 32. Rogério Augusto Bremm Soares, BP Bunge 34. Rodrigo Rodrigues Vinchi. Atvos 36. Julio Cezar Araujo do Espirito Santo, GranBio 40. Jaime Finguerut e Carlos Eduardo Calmanovici, ITC e Atvos 42. Rodrigo Ribeiro Gonçalves, Itamarati CIENTISTAS E ESPECIALISTAS: 46. Mario Cacho, IFF 48. Sizuo Matsuoka, Geneticista e Patologista 52. Monica Wajnsztajn, INNIO 56. Luiz Carlos Dalben, Agrícola Rio Claro 58. Alexandre Alonso Alves e Mauricio Antônio Lopes, Embrapa 60. Marcos Silveira Buckeridge, USP-SP 64. Rosymar C. Lucas e Maria de Lourdes T. M. Polizeli , UFJF e USP-RP 66. Rene Schmidt e Luciano Rodrigues, Agro Efficiency e FGV/EESP

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áudios

Sua próxima viagem de carro Na sua próxima viagem de carro, pegue seu celular, entre no site da Revista Opiniões, escolha a edição recente desejada, folheie até esta página, ligue o rádio do seu carro, toque na foto do autor escolhido e ouça o primeiro artigo pelos controles do rádio do seu carro. Quando terminar, toque no segundo autor e assim por diante. Quando chegar no seu destino, provavelmente terá ouvido toda a revista.

Se desejar ouvir o artigo numa outra língua, lido com voz nativa, localize o artigo desejado e toque na bandeira da língua que preferir.

Além do português, estão à sua disposição os áudios em inglês, em espanhol, em francês e em alemão. Pelo fato do artigo ser traduzido e lido por robôs, poderá haver pequenas imperfeições. É lógico que você não precisa viajar para desfrutar desse conforto.

O sistema também funcionará na sua mesa de trabalho, andando no parque, na esteira da academia, nas ruas congestionadas da cidade grande ou no sofá da sua Casa.

Boa leitura ou boa audição, como preferir.

ARTICULISTAS DESTA EDIÇÃO: 01. Marcos Cesar Pontes, Ministro da Ciência, Tecnologia e Inovações 02. Walter Maccheroni Jr e Fernando Cullen Sampaio, São Martinho 03. Everton Luiz Carpanezi, Tereos 04. José Olavo Bueno Vendramini, Tereos 05. Silvana Creste D. Souza e José Antonio Bressiani, IAC e GranBio 06. Renato Junqueira Santos Pereira, Adecoagro 07. Rogério Augusto Bremm Soares, BP Bunge 08. Rodrigo Rodrigues Vinchi. Atvos 09. Julio Cezar Araujo do Espirito Santo, GranBio 10. Jaime Finguerut e Carlos Eduardo Calmanovici, ITC e Atvos 11. Rodrigo Ribeiro Gonçalves, Itamarati 12. Mario Cacho, IFF 13. Sizuo Matsuoka, Geneticista e Patologista 14. Monica Wajnsztajn, INNIO 15. Luiz Carlos Dalben, Agrícola Rio Claro 16. Alexandre Alonso Alves e Mauricio Antônio Lopes, Embrapa 17. Marcos Silveira Buckeridge, USP-SP 18. Rosymar C. Lucas e Maria de Lourdes T. M. Polizeli , UFJF e USP-RP 19. Rene Schmidt e Luciano Rodrigues, Agro Efficiency e FGV/EESP

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editorial de abertura

Opiniões

a tecnologia e a inovação do

sistema sucro

Uma das coisas que eu mais gosto em trabalhar aqui em nosso Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovações do Governo Federal é que ele é transversal, ou seja, dialoga com todos os outros ministérios e pode contribuir para políticas nas mais diferentes áreas. Nesse período de pandemia, todos nós focamos mais na saúde, mas, desde o início da gestão, temos direcionado soluções para cidades, turismo, indústria, tecnologias assistivas e agricultura, por exemplo.

Com o setor de combustíveis, o sistema sucroenergético e o incentivo a tecnologias sustentáveis não é diferente.

O Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI) lidera o projeto GEF Biogás Brasil, implementado pela Organização das Nações Unidas para o Desenvolvimento Industrial (UNIDO), que promove ações locais e nacionais de estímulo ao uso do biogás na cadeia produtiva. Recentemente, com a participação de vários parceiros, lançamos a Plataforma de Informações do Biogás, que fomenta uma rede de colaboração digital e conta com ferramentas, dados e programas de capacitação para o setor.

Também participamos do Programa Combustível do Futuro, instituído em maio pelo governo, que vai propor medidas para incrementar o uso dos combustíveis sustentáveis e de baixa intensidade de carbono na matriz energética de transporte nacional.

Todas as políticas que promovemos seguem a missão que estabeleci para o ministério: produzir conhecimento, gerar riquezas para o País e contribuir para a qualidade de vida da população. Nós temos um país incrível, cheio de potencial e podemos chegar ao patamar de nações desenvolvidas por meio da ciência e tecnologia. Veja o que muitos outros países não possuem em recursos naturais e aonde chegaram, pense também no que temos de riquezas e o que podemos alcançar. Por isso, a missão do MCTI vale não só para a sede, em Brasília, mas para todas as nossas 28 instituições vinculadas espalhadas pelo Brasil. São unidades de pesquisa, empresas públicas, organizações sociais, autarquias, fundação e colegiados que compõem a nossa estrutura e funcionam como os braços do ministério nos mais diferentes temas.

o conhecimento precisa ser transformado em nota fiscal, gerar um produto, um serviço, novos empregos que vão contribuir para o crescimento do País como um todo.

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oenergético Uma dessas vinculadas, inclusive, tem uma trajetória conectada ao uso da cana-de-açúcar para geração de energia renovável. Nascido em 2009 como Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), o atual Laboratório Nacional de Biorrenováveis (LNBR) integra o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), uma organização social vinculada ao MCTI sediada em Campinas-SP. O LNBR tem aprofundado sua atuação para criar soluções com uso de biotecnologia e desenvolvimento de microrganismos e enzimas. A meta é estabelecer novos modelos de produção industrial que se transformem em riqueza e, ao mesmo tempo, sejam também sustentáveis.

Para conceituarmos, um projeto de cooperação entre o CNPEM e a Petrobras para alavancar o etanol celulósico foi indicado ao Prêmio ANP de Inovação Tecnológica 2020, na categoria “Redução de Impactos Ambientais e Energias Renováveis”. A iniciativa consiste no desenvolvimento de uma rota para a produção do etanol de segunda geração a partir do bagaço e da palha da cana-de-açúcar. Isso mostra a dimensão do etanol no País e a força que o Centro exerce nessa agenda. ;

Marcos Cesar Pontes Ministro do Ministério de Ciências, Tecnologia e Inovações

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editorial de abertura Em outra ação, o projeto Sucre (Sugarcane Renewable Electricity), realizado de 2015 a 2020, e gerenciado pelo LNBR, envolveu 20 parceiros, que pesquisaram aspectos como desafios tecnológicos; marco legal e regulatório; impactos ambientais; viabilidade econômica; disseminação e ferramentas ligadas ao uso da palha da cana-de-açúcar para a geração de bioeletricidade. Como legado do projeto, além dos resultados do estudo, o projeto criou um mapa que mostra as áreas adequadas e impróprias para a coleta do material e uma calculadora que estima a viabilidade econômica do uso da palha para gerar energia.

O laboratório também tem artigos publicados em periódicos científicos internacionais e tecnologias promissoras, como o coquetel enzimático, que pode aumentar a produção nacional de etanol dos quase 30 bilhões de litros/ano para 45 bilhões de litros/ano, sem aumentar um hectare sequer de área plantada. A tecnologia utilizou a luz síncrotron, do Sirius, que também faz parte do CNPEM, para olhar de perto a estrutura das enzimas. Em outro trabalho, foi descoberto que a bactéria Xanthomonas, responsável por causar prejuízos à citricultura, pode ser aplicada na produção de biocombustíveis.

Outras vinculadas do MCTI, como o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) e a Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (EMBRAPII), fomentam da pesquisa básica a diferentes escalas de tecnologias inovadoras. Nós temos, no Brasil, um sistema de ciência e tecnologia que está disponível para os empreendedores que tenham uma ideia, um protótipo ou uma inovação que precisa de impulso para chegar ao mercado. É uma estrutura que tem feito muito pelo País e que temos protegido e trabalhado em soluções para resolver desafios de orçamento e da falta de pessoal.

O MCTI também tem atuado para aproximar os projetos de pesquisa das fontes de investimento privado, para que eles não dependam das flutuações do orçamento público. Criamos uma Secretaria de Estruturas Financeiras e de Projetos, a SEFIP, que tem reunido a academia, o governo, empreendedores para sensibilizar a todos sobre a importância do tema e lançar ferramentas e redes de cooperação que deem visibilidade aos projetos e atraiam os investimentos. Algo que eu sempre digo é que o conhecimento precisa ser transformado em nota fiscal, gerar um produto, um serviço, novos empregos que vão contribuir para o crescimento do País como um todo.

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Opiniões Graças à transversalidade da ciência, tecnologia e inovações, outras iniciativas do ministério e do Governo Federal foram aprovadas nos últimos anos e podem também beneficiar o setor sucroenergético. Podemos citar o Marco Legal das Startups e do Empreendedorismo Inovador; a Estratégia Nacional de Inovação; o Plano Nacional de Internet das Coisas; assim como as Câmaras 4.0, que reúnem stakeholders para debaterem ações para acelerar o uso da Internet das Coisas (IoT) na agricultura, indústria, cidades, educação, saúde e turismo; e a criação dos Centros de Pesquisa Aplicada em Inteligência Artificial (IA). O IoT e a IA já são realidade em muitos países e, em pouco tempo, também serão por aqui. O nosso papel é preparar a população e o setor produtivo para que a gente não fique para trás e use essas inovações para o benefício do País.

Eu também não poderia deixar de falar sobre outra conquista que vai deixar um legado importante, a liberação do Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (FNDCT). A lei que permitiu o uso do Fundo vai gerar um grande salto no desenvolvimento econômico e social e também contribuir para projetos estruturantes para o País. Uma coisa que a pandemia mostrou é que a ciência, a tecnologia e as inovações são ferramentas essenciais para vencermos desafios e emergências.

São como um combustível que tem levado a humanidade cada vez mais longe. É histórico, no Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações, atuar como um indutor de políticas públicas relevantes para o setor sucroenergético, desde a defesa das frentes parlamentares sobre o assunto até a disposição de infraestrutura de laboratórios e equipamentos de pesquisa que contribuem para termos os excelentes resultados que estamos colhendo durante muito tempo e que, com certeza, serão cada vez melhores.

Parte desse esforço é apontado, indiretamente, em um estudo de que o MCTI é coordenador: o Inventário Nacional de Emissões e Remoções de GEE, da Quarta Comunicação Nacional do Brasil à Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima (UNFCCC). O processo de mecanização e o incremento de equipamentos incorporados com tecnologia, inovação e ciência na colheita da cana-de-açúcar são os principais responsáveis pela queda nas emissões de gases de efeito estufa por queima de resíduos agrícolas.

Isso é relevante e aponta que apoiar a C&T e I não representa gastos; na verdade, é investimento, com retorno rápido e garantido para toda a sociedade brasileira. n

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Aqui não tem Agora também para adensamento de 4 ruas em espaçamento alternado.

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milagre, tem tecnologia !

O que pode ser mais agradável para um produtor do que ouvir a seguinte frase: " Você pode dobrar a sua produção e baixar seus custos pela metade " Essa é a solução ideal para áreas com produtividade abaixo de 60 toneladas por hectare. A lógica é muito simples. A operação é aplicada em ruas alternadas.

O equipamento faz o corte da cana de ambas as ruas e empurra a cana cortada para as duas ruas laterais.

O trabalho a ser feito pela colhedora passa a ser: cortar da rua que ainda está de pé e recolher, na mesma operação, a cana já cortada pelo equipamento CORT-I-CANA, que recebeu o apelido muito próprio de "engordador de rua".

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Esta operação reduz o trabalho da colhedora pela metade, colocando o dobro da cana no elevador. Outra vantagem: para fazer o posicionamento de retorno, a colhedora passa a ter um raio de curva 3 vezes maior, reduzindo o número de manobras, o tempo, a complexidade dos movimentos e o pisoteio. Em função da sua produtividade, um "engordador " atende a duas colheitaderas. Assim, seu uso dobra ou triplica a massa de cana colhida.

O CORT-I-CANA, copia o relevo do solo – independente da ação do operador – permitindo corte bem rasos, e auxilia na abertura de aceiros de colheita evitando o esmagamento da cana. O TCH limite para adensamento passa a depender da capabilidade da colhedora, pois a mesma passará a enfrentar um canavial com TCH dobrado. O uso de tratores com piloto automático facilitará sobremaneira a operação em áreas georeferenciadas.

Temos agora também uma opção para o adensamento de 4 ruas em espaço alternado. O que você acha da ideia de ligar agora para a FCN e pedir uma visita?

Se desejar se adiantar, solicite o envio de uma Planilha de Pay-back pelo e-mail Felix@fcntecnologia.com.br. Agora, aperte o botão do Play da página ao lado e assista ao vídeo que mostra a CORT-I-CANA em ação.

Aguardamos seu contato.

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produtores

a transformação digital do

setor sucroenergético

O setor sucroenergético tem, tradicionalmente, desenvolvido, em maior volume, inovações definidas como incrementais ou evolutivas.

Por ser um setor que produz majoritariamente commodities, o foco da inovação tem sido o ganho da eficiência operacional e, concomitante, a redução de custo de produção da cana-de-açúcar e de seus principais produtos, o açúcar, o etanol e a energia elétrica. Assim, os processos envolvidos na produção da matéria-prima e na sua transformação industrial vêm sendo, historicamente, modificados gradativamente.

Foi assim com a mecanização das operações de plantio e colheita, tão bem como a automação das operações industriais, até que chegassem à maturidade que vemos hoje.

Atualmente, uma série de tendências têm influenciado o agronegócio brasileiro, baseadas em conceitos de ESG (Environment, Social and Governance), Economia Circular e Transformação Digital, sendo este último conceito intimamente relacionado com tecnologia e inovação.

A Transformação Digital possui diversas definições e, para efeito prático, neste artigo, utilizaremos “o uso de tecnologias digitais para a otimização de processos”. No setor sucroenergético, todos os processos agrícolas e industriais estão passando por essa transformação, além dos processos administrativos, comerciais, RH e TI, não se limitando a eles.

As tecnologias digitais mencionadas incluem o monitoramento remoto de máquinas agrícolas e equipamentos industriais por meio de sensores de IoT (Internet of Things), a transmissão dos dados obtidos em tempo real por tecnologias

Nessa safra, iniciamos uma jornada para tornar nossos processos industriais autônomos (...)

O objetivo é que, por meio de algoritmos inteligentes e adaptativos, tornem o próprio processo capaz de identificar desvios e oscilações do processo e retornem com ações preditivas e otimizadas. "

Walter Maccheroni Junior e Fernando Cullen Sampaio

Assessor de Tecnologia Industrial e Gestor de Inovação da Usina São Martinho, respectivamente

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Opiniões de conectividade (4G, 5G, Sigfox, Lora, dentre outras) para os centros de controle das usinas, o armazenamento e a organização desses dados em bancos (Data Lake, Big Data) e a exploração desses dados, por meio da disciplina de ciência de dados, para o desenvolvimento de ferramentas digitais que aumentem a eficiência dos processos.

Hoje, os dados obtidos pelos sensores são analisados com metodologias de Advanced Analytics, com o objetivo de se descobrir correlações e associações entre esses dados, por exemplo, a correlação entre temperatura e rendimentos industriais ou precipitação pluviométrica e produtividade agrícola.

Uma vez descoberta as correlações, algoritmos matemáticos são desenvolvidos para produzir uma Inteligência Artificial (IA), isto é, regras computacionais que consigam controlar os processos de forma automática, otimizando seus rendimentos. Dessa forma, os sensores enviam os dados para o centro de controle, os algoritmos interpretam esses dados e retornam com comandos que otimizam os processos.

Outra tendência digital é a Análise Preditiva, metodologia baseada na Advanced Analytics e

que tem a função de predizer acontecimentos.

Com isso, é possível desenvolver algoritmos preditivos, isto é, uma IA que identifica automaticamente um evento futuro. Assim, por meio do monitoramento das condições operacionais de uma turbina ou colhedora de cana, é possível predizer a sua falha com antecedência, evitando que ela, de fato, aconteça.

Outra tecnologia associada à Transformação Digital é o Machine Learning, capacidade dos algoritmos de IA de “aprenderem” com as oscilações dos processos e de se adaptarem em tempo real, levando a uma otimização dos resultados.

A São Martinho vem desenvolvendo uma jornada de Transformação Digital dos seus processos agroindustriais. Nos últimos 20 anos, a empresa concentrou esforços na automação das operações agrícolas, adotando tecnologias de agricultura de precisão, como pilotos automáticos guiados por GPS e computadores de bordo para controle e gerenciamento dessas operações. Entretanto a falta de conectividade no campo impôs um grande desafio aos processos agrícolas para que;evoluíssem para uma etapa de digitalização.

COA (Centro de Operações Agrícolas) da Usina São Martinho, a maior processadora de cana-de-açúcar do mundo

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produtores Em 2015, iniciamos uma parceria com o CPqD (Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Telecomunicações) para desenvolver uma tecnologia de conectividade para o campo.

Hoje, os mais de 300 mil hectares de canaviais colhidos pelas quatro usinas da empresa possuem cobertura de internet 4G. Os dados de telemetria gerados pelos mais de dois mil veículos da empresa são enviados pela rede 4G para a COA (Centro de Operações Agrícolas), localizado em cada usina. Com essa conectividade, é possível monitorar desde a rotação do motor dos veículos até sua posição geográfica.

No COA, os analistas agrícolas coordenam todas as operações agrícolas, desde o preparo do solo, plantio da cana, operações de adubação, combate a pragas, doenças e plantas daninhas, colheita, transporte e manutenção das máquinas, além do combate a incêndios e monitoramento do clima.

Assim, a conectividade permitiu uma gestão à vista das operações, tendo os dados em tempo real, auxiliando na otimização das operações.

Já é possível observar, por meio da conectividade e de ferramentas digitais, uma redução considerável do consumo de diesel pelos veículos e uma melhor integração logística entre as diversas frotas da empresa.

O sistema digitalizado de combate a incêndio, baseado em câmeras com alta resolução e IA, identifica automaticamente focos de incêndio, aciona as brigadas de combate e já provocou uma redução no tempo de reação e nos níveis de danos provocados pelo fogo.

As operações de controle de pragas, doenças e plantas daninhas também vêm sendo digitalizadas com o uso de armadilhas automáticas, drones e ferramentas de IA para a identificação e o mapeamento do problema e posterior controle com o uso dos insumos químicos e/ ou biológicos.

Nos processos industriais, a São Martinho vem inovando desde a sua fundação. Na década de 1970, com instalação de caldeiras com queima em suspensão (4 CBC de 150t/h cada), cogeração (com venda de EE) e produção de biogás (digestão da vinhaça), utilizando a queima para secagem de levedura; já na década de 1980, a eliminação da lavagem da cana em 1988, a produção de RNA (Omtek) no início dos anos 1990 na Usina Iracema, só para citar alguns fatos inovadores (e corajosos) relevantes.

Quanto à Transformação Digital, diferente dos processos agrícolas, a conectividade para as indústrias do setor é uma realidade há décadas.

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Opiniões Assim, no início dos anos 2000, a São Martinho foi pioneira na criação da COI (Centro de Operações Industriais), estrutura responsável pela centralização do controle dos processos industriais. Hoje, a empresa tem um plano estratégico de automação industrial baseada nos conceitos da Indústria 4.0. Os processos de produção de açúcar, etanol e energia elétrica estão recebendo novas tecnologias de sensoriamento, que incluem NIR (Infravermelho Próximo), sensores avançados e virtuais, além da evolução incremental de sensores tradicionais.

Os dados gerados por esses sensores, juntamente com as informações de produção e qualidade, são integrados e estruturados em KPIs (Key Performance Indicator). Processos críticos para a operação já foram digitalizados em todas unidades, tais como a gestão da rotina e a gestão do desempenho industrial (PGDI).

Um dos primeiros projetos alinhados com o conceito da Indústria 4.0 veio com a digitalização das plantas industriais. Hoje, todas as quatro unidades da empresa possuem o seu próprio Gêmeo Digital, que executa simulações tanto off-line, para fins de planejamento e análises de cenários, como de forma on-line.

O objetivo do Gêmeo Digital on-line é ser um gerador de rota, via balanços de massa e energia, em tempo real.

Hoje, consolidamos todos os gêmeos digitais e sistemas de gestão da rotina e desempenho das unidades, numa grande torre de controle corporativa (GDI), permitindo a centralização dos indicadores e de processo de gestão de desempenho da companhia e a interação, em tempo real, da equipe técnica corporativa com as equipes da operação das unidades.

Nesta safra, iniciamos uma jornada para tornar nossos processos industriais autônomos; para tanto, já iniciamos a implantação de sistemas de controles avançados e alguns processos, com resultados promissores em termos de rendimentos, eficiências, produtividade e estabilidade.

O objetivo é que, por meio de algoritmos inteligentes e adaptativos, tornem o próprio processo capaz de identificar desvios e oscilações do processo e retornem com ações preditivas e otimizadas. Isso já começou a ser realidade em uma de nossas unidades do grupo São Martinho.

E seguimos em frente, com muitas iniciativas, novos projetos, sempre buscando o que há de melhor em tecnologia, inovação, engenharia, capacitação das pessoas, segurança, qualidade e com muito foco nos pilares da sustentabilidade: meio ambiente, social e governança.n

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produtores

transformação digital

alavancando resultados

No mundo VUCA (volátil, incerto, complexo e ambíguo), as mudanças são cada vez mais constantes. Aliado a isso, estamos vivendo a Quarta Revolução Industrial, também chamada de inovação radical, que muda tudo o que pensamos e fazemos, onde há transformações.

Muitas vezes, as pessoas confundem a Indústria 4.0 com a simples adoção de novas tecnologias. Mas não, ela é uma mudança no cenário econômico, é muito mais do que tecnologia, é um novo mindset, uma nova condição de interpretar o negócio. Os modelos de negócios estão mudando, e o setor sucroenergético também tem sido fortemente afetado pela Indústria 4.0.

Nesse cenário, a Tereos tem investido em tecnologias digitais, como inteligência artificial, Big Data, advanced analytics, gêmeo digital, otimizador em tempo real e Internet das Coisas (IoT). Termos estes cada vez mais presentes na organização e que já trouxeram resultados estratégicos para o negócio. A transformação digital é prioridade na Tereos, que segue transformando suas operações industriais, com diversas frentes de investimentos em iniciativas para fortalecer a Indústria 4.0. A unidade Cruz Alta foi a primeira a receber esse programa, que resulta em ganhos operacionais, melhora na segurança, entre outros benefícios.

A tecnologia representa só 10% do que vamos viver, 30% são mudar os processos e a forma com que a gente trabalha e 60% são pessoas e habilidades. "

Everton Luiz Carpanezi Superintendente de Operações Agroindustriais da Tereos

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Em 2019, a unidade Cruz Alta, pertencente à subsidiária Tereos Açúcar & Energia Brasil e localizada no município paulista de Olímpia, foi escolhida para sediar o projeto-piloto do Programa Indústria 4.0 da companhia.

Essa “usina do futuro” visa à otimização da organização do trabalho, graças a uma visão, em tempo real, dos indicadores de produção.

Além de unir todos os trabalhos de automação, esse programa procurou também introduzir os conceitos e as tecnologias da Indústria 4.0, de maneira organizada e estruturada, dentro do nosso modelo de produção, visando alavancar a performance das operações industriais.

Durante o projeto-piloto, a Usina Cruz Alta incorporou diversas iniciativas digitais dentro de seu processo produtivo, como a modelização dos fluxos de produção de açúcar, energia e etanol, a fim de obter uma visão completa da produção da usina e simular parâmetros de desempenho; o uso de dados para otimizar e reduzir a variabilidade dos processos de produção; além de reconhecimento facial na entrada da usina, sistema de distribuição automatizado dos equipamentos de proteção e digitalização de diversas tarefas administrativas.

Opiniões

Planta-piloto Unidade Cruz Alta

Os benefícios da tecnologia podem ser vistos desde a chegada do colaborador à Unidade Cruz Alta. O acesso à planta é feito por reconhecimento facial, a retirada dos equipamentos de segurança é automatizada e, mais do que isso, em sua rotina. O funcionário 4.0 conta com processos mais ágeis, integrados e que permitem tomadas de decisão em tempo real, o que facilita sua atividade e nos permite alcançar maior produtividade.

“O setor sucroenergético é um ambiente de cadeias complexas e que envolve desde as incertezas climáticas das atividades agrícolas até infraestrutura logística. Por isso a disponibilidade dos dados na nuvem, combinada às soluções de inteligência analítica, é uma importante aliada do nosso negócio, trazendo mais agilidade para a tomada de decisão”, comenta Pierre Santoul, diretor-presidente da Tereos no Brasil.

Na figura abaixo, temos alguns dos principais projetos de transformação digital espalhados em todas as áreas do processo industrial.

Para sustentar as iniciativas mencionadas na figura em destaque, expandimos o nosso sistema de monitoramento de dados em tempo real para 30 mil dados. E isso tem permitido integrar dados da rede corporativa com os dados da operação, apoiando novas oportunidades de negócios. Estamos nos preparando para o futuro. E isso tem tudo a ver com obter os dados certos às pessoas certas no momento certo. Com esses dados, nós capacitamos os engenheiros e operadores, aceleramos o trabalho de analistas e cientistas de dados com decisões baseadas em dados e apoiamos novas oportunidades de negócios.

Um exemplo disso é a Torre de Controle de Manutenção, que nos fornece o status de 460 equipamentos de nossas unidades. Esse acompanhamento não só permite a redução dos custos de manutenção, como também o melhor aproveitamento dos nossos recursos e a otimização da nossa produção. ;

Centro de operações Cruz Alta: visão integrada do processo

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Opiniões

Dentro da iniciativa de visão integrada do processo, a Tereos desenvolveu um robô virtual que monitora 30 mil dados das 7 unidades industriais no Brasil, disparando alertas para que os colaboradores acompanhem alguma situação que exija ação imediata, além de enviar relatórios de desempenho ao longo do dia. Mas nem só de cobranças vive o robô: ele também parabeniza a unidade quando alguma meta do dia é atingida. Por exemplo, meta do dia de moagem, produção de etanol, açúcar e exportação de energia.

Outra iniciativa foi o desenvolvimento de uma assistente virtual. Essa questão de assistente virtual é algo antigo de filmes como Star Trek, em 1982, e Blade Runner, que já mostravam computadores conversando com humanos. Esses assistentes virtuais estão entrando rapidamente em nossas casas, e pensamos "por que não utilizar na Tereos?".

O que possibilitou a implantação dessa tecnologia na Tereos foram duas tecnologias da I4.0: computação na nuvem e tecnologia de inteligência artificial para reconhecimento de voz. Com a assistente, conseguimos saber sobre o nosso processo de forma remota e,

com certeza, ser mais ágeis, já que temos dezenas de softwares, e o acesso à informação nem sempre é fácil.

Como benefícios gerais, a Tereos destaca melhora na segurança, qualidade e rastreabilidade da operação; maior regularidade da produção; aumento da competividade, melhor integração entre os diferentes processos e ganhos de eficiência na planta como um todo.

Após esse período de testes, foi iniciada a expansão do programa para outras unidades.

E, por último, vimos a importância de não só pensar em tecnologia, não só como os negócios, como os dados e os robôs influenciam tudo isso, mas, principalmente, como impacta a nossa experiência, que é tão importante para transformar tudo isso. Sabemos que passar pelo processo de transformação digital tem muito mais a ver com pessoas e habilidade do que especificamente com a tecnologia. A tecnologia representa 10% só do que vamos viver, 30% são mudar os processos e a forma com que a gente trabalha e 60% são pessoas e habilidades. Se não tivermos as pessoas no centro, dificilmente vamos chegar aos grandes desafios que nós buscamos. n

Robô Virtual que envia notificações para os colaboradores via Telegram

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Opiniões

o amanhã já chegou O cenário da agricultura atual e a perspectiva da agricultura moderna deixam bem claro que a utilização de tecnologia e inovação se apresenta como uma ferramenta competitiva para obtenção de ganhos no setor sucroenergético. Dessa forma, é fundamental a identificação e incorporação de iniciativas de novas tecnologias e inovação nos processos.

Dentro dos processos e atividades, é preciso definir quem serão as pessoas e equipes dedicadas à identificação, avaliação, validação e posicionamento de iniciativas promissoras dentro do negócio – ressaltando aqui o trabalho das linhas de pesquisas relacionada a Big Data, automação, melhoramento genético e uma evolução, de maneira geral, nos processos agrícolas, seja por novas metodologias de levantamento de pragas, fertilizantes com tecnologia embarcada e maior eficiência, novas moléculas, entre outros.

Tecnologia e mecanização: Na linha de novas tecnologias e mecanização, destacam-se as iniciativas, como imageamento aéreo via VANT para inúmeras finalidades; desenvolvimento e avaliação de protótipos de implementos agrícolas visando a melhorias na qualidade e no rendimento das operações agrícolas; utilização de imagens de satélite para geração de uma série de análises do canavial e direcionamento de levantamentos a campo; novas opções de preparo de solo, visando agregar performance agronômica e conservação de solo; melhorias nas ferramentas de taxa variável; controle de tráfego e redução de compactação por meio de melhorias nos rodados, entre outras.

Big Data e business intelligence: Outra importante linha diz respeito às áreas de Big Data e business intelligence, onde se destacam a análise e a intepretação de dados.

novas tecnologias e inovação vêm agregar à produtividade, mas não isentam da necessidade de se trabalhar dentro das premissas de qualidade e com todo o capricho e atenção aos canaviais. "

José Olavo Bueno Vendramini Gerente de Desenvolvimento e Tecnologia Agrícola da Tereos

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Historicamente, as usinas possuem um grande banco de dados, que vai desde a caracterização das áreas quanto ao ambiente de produção, parâmetros climáticos, produtividade, levantamentos populacionais de pragas, análises físico-químicas de solos, relatórios de insumos até operações agrícolas, por exemplo. Com as ferramentas de Big Data, business inteligence, algoritmos e machine learning, se abre um novo leque de análises e correlações que nos dão subsídio para tomada de decisão de maneira mais assertiva. Essas ferramentas também podem ser utilizadas na interpretação de imagens aéreas em conjunto com uma nova gama de sensores disponíveis.

Ainda dentro do contexto de Big Data e business intelligence, destacam-se também as ferramentas e os modelos de predição, extremante importantes na construção de cenários.

Pesquisa e desenvolvimento: Em relação ao manejo propriamente dito do canavial, destacam-se linhas relacionadas a manejo varietal. Parcerias com instituições de melhoramento genético permitem a identificação de materiais promissores, refino do manejo e processos de multiplicação acelerada em etapas prévias, com ferramentas de cultura de tecidos ou processos automatizados de produção de MPBs (mudas pré-brotadas). Outro importante fator é a inovação no controle de pragas, doenças e plantas daninhas, nutrição e fitotecnia em geral, em que se faz preciso acompanhar novas moléculas e manejos. É importante frisar a questão da viabilidade em um contexto técnico econômico.

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11 2541-7145 11 2541-7049 www.centurydobrasil.com.br É necessário capturar o potencial de ganho de ferramentas e manejos dentro de um cenário de retorno econômico, em que elas devem se viabilizar em uma condição de associação e incorporação às atividades e processos que já estão em uso.

Integração de novas tecnologias: Outro ponto relevante, ainda no contexto de inovação e adição de novas ferramentas ao portfólio de iniciativas, é o conceito de fatores limitantes.

Isso significa que uma iniciativa apresente um potencial de ganho em produtividade, sua utilização não permite abrir mão de outras premissas. Por exemplo: dentro de uma circunstância de controle de pragas mal realizado ou de pisoteio de soqueiras, esses fatores irão comprometer o ganho de qualquer nova iniciativa.

Ou seja, novas tecnologias e inovação vêm agregar à produtividade, mas não isentam da necessidade de se trabalhar dentro das premissas de qualidade e com todo o capricho e atenção aos canaviais.

Outra frente que merece atenção é a caracterização da maturidade da proposta. Uma vez que, atualmente, o número de possibilidades é infinito, é necessário caracterizar essas possibilidades tendo em vista o quão realizável elas são. Nenhuma iniciativa deve ser descartada

dentro do processo de avaliação, entretanto é necessário o entendimento visando a um melhor direcionamento dos esforços e a uma melhor compreensão, tendo em vista a curva de aprendizado e adesão, buscando ser os mais realistas possíveis quanto às expectativas.

Inovação e pessoas: Por fim, além do comprometimento e da confiança em relação à tecnologia e à inovação, é fundamental colocar o papel das pessoas de uma maneira mais ampla, além das que estão diretamente envolvidas na inovação.

Além da avaliação, validação e incorporação de novas ferramentas, que já citamos como muito importantes, é necessária a busca do desenvolvimento da equipe como um todo, por meio de orientação e capacitação, uma vez que um time operacional capacitado, engajado e comprometido é o principal fator de sucesso relacionado à captura do potencial de qualquer nova tecnologia e inovação.

A inovação vem quando existe maturidade e entendimento quanto à tecnologia, seja na melhoria de processos atuais, seja em linhas disruptivas, onde não há precedentes. Isso só ocorre, no entanto, quando a empresa já possui o valor de inovação incorporado em sua essência e em suas pessoas. n

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Índice

produtores

Opiniões

cana-energia transgênica:

rusticidade e produtividade com alta tecnologia

O melhoramento genético convencional buscando a seleção de variedades de cana-energia dos tipos 1 e 2, iniciado no Brasil no início da última década, teve as primeiras cultivares comerciais disponíveis aos produtores a partir de 2015.

A primeira demanda surgiu no setor sucroenergético atual para as cultivares de cana-energia do tipo 1 (teor de açúcares redutores totais - ART acima de 100 kg/t; produtividade acima de 50% da produtividade do padrão cana convencional na média do ciclo produtivo; e teor de fibras inferior a 20% sobre a biomassa in natura), para plantio nos ambientes restritivos e colheita do meio para o final da safra e/ou nos extremos da safra, buscando ampliar o período da safra, visto que a cana-energia resiste ao pisoteio durante a colheita no período úmido.

A demanda por cultivares de cana-energia do tipo 2 (teor de açúcares redutores totais - ART abaixo de 100 kg/t; produtividade acima de 100% da produtividade

do padrão cana convencional na média do ciclo produtivo; e teor de fibras acima de 25% sobre a biomassa in natura) ainda é incipiente.

Ela depende do crescimento de projetos de etanol e/ou bioquímicos de segunda geração, de energia elétrica ou outros projetos que demandem grande quantidade de biomassa para outros fins para se estabelecer, embora esse tipo de biomassa seja a alternativa mais barata dentre todas as demais fontes de biomassa disponíveis no mercado entre os paralelos 30º Norte e 30º Sul. Já comentamos, na edição nº 66 da Revista Opiniões, de Nov/20-Jan/21, sobre a aptidão e a sustentabilidade da cana-energia como fornecedora de biomassa para a indústria de segunda geração e afins que busquem reduzir as emissões de gases de efeito estufa no planeta.

A GranBio, que iniciou, em 2012, o seu programa de melhoramento genético através da BioVertis, registrou e protegeu 11 cultivares, das quais duas estão registradas na Tabela em destaque. ;

Embora a transgenia tenha como principal objetivo a correção de um defeito ou agregação de valor em variedades comerciais, a seleção de um evento elite exige que centenas de plantas sejam avaliadas em experimentação a campo "

Silvana Creste Dias de Souza e José Antonio Bressiani

Pesquisadora do Centro de Cana IAC e Diretor de Tecnologia Agrícola da GranBio, respectivamente

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produtores

Opiniões

RESULTADOS EXPERIMENTAIS DAS CULTIVARES VERTIX 2 E VERTIX 3 – ALAGOAS – BIOVERTIS Cana-energia Tipo 1 - Vertix 3 vs. RB92579 (6 cortes) Cultivar Vertix 3 RB92579* Variação

TMVH 118,3 68,3 1,73

TMSH 41,1 22,9 1,80

TFH 24,5 10,6 2,32

TAH 13,1 10,1 1,29

Cana-energia Tipo 2 - Vertix 2 vs. RB92579 (7 cortes) Cultivar Vertix 2 RB92579* Variação

TMVH 166,8 71,6 2,33

TMSH 58,3 23,3 2,50

TFH 40,3 10,5 3,83

TAH 13,7 10,7 1,28

Legenda: *Média de 5 cortes TMVH = toneladas de biomassa verde por hectare TMSH = toneladas de biomassa seca por hectare TFH = toneladas de fibra por hectare TAH = toneladas de açúcar por hectare

A empresa, que tem sua estação experimental em Alagoas, além do melhoramento convencional, iniciou os trabalhos com pesquisa em biotecnologia em 2016 e espera ter a primeira cultivar transgênica até 2024. Comparativamente ao melhoramento convencional, o desenvolvimento de novas cultivares geneticamente modificadas busca agregar valor por meio da inclusão de novas características ou modificando a expressão de genes da própria cana, de forma a tornar a cultivar mais produtiva, competitiva e sustentável.

De forma resumida, essas características são introduzidas nas cultivares via uma construção gênica engenheirada para cana (contendo o gene de interesse controlado por um promotor, terminador e marcador de seleção na planta), capaz de ser reconhecida e processada pela maquinaria celular da planta, constituindo um organismo geneticamente modificado (OGM). Dezenas de plantas transgênicas são obtidas no processo de transformação, e cada planta regenerada é considerada um evento geneticamente modificado (GM) independente.

Embora a transgenia tenha como principal objetivo a correção de um defeito ou agregação de valor em variedades comerciais, a seleção de um evento elite exige que centenas de plantas sejam avaliadas em experimentação a campo, de forma a se selecionar um evento elite capaz de reproduzir fielmente o genótipo original acrescido do transgene, com expressão estável ao longo de gerações e ciclos de cultivo.

A foto da página seguinte mostra um campo de pesquisa com eventos OGM de cana, aprovado pela Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBIO), com canas transgênicas expressando,

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num mesmo evento, dois genes de resistência às lepidópteras (broca comum e broca gigante) (Bt) e um gene de resistência ao herbicida glifosato (RR). Na foto em questão, podem-se evidenciar parcelas de plantas transgênicas resistentes ao glifosato, onde se aplicou dose de herbicida duas vezes superior à comercial (as plantas continuaram verdes) e parcelas controles completamente secas pelo efeito do herbicida.

Na imagem seguinte, a confirmação dos dois genes Bt (Bacillus thuringiensis), que conferem resistência à broca, é visualizada pelos testes rápidos.

Embora Bt e RR representem a totalidade das plantas transgênicas comercializadas no Brasil, incluindo soja, milho, algodão e, recentemente, cana-de-açúcar, uma nova geração de plantas geneticamente engenheiradas promete alicerçar a canavicultura nacional.

Essas tecnologias estão em desenvolvimento e são resultados de financiamentos em programas de pesquisa financiados por agências de fomento do Brasil e do exterior. Dessa forma, num futuro próximo, são esperadas cultivares de canas apresentando resistência a estresses bióticos e abióticos, aumento de biomassa, controle de florescimento, melhoria do processo de sacarificação para produção de etanol 2G, produção de compostos secundários, uso eficiente de água, fertilizantes e produção de biopolímeros, dentre outros.

Além dessas, a recente tecnologia de edição de genoma (CRISPR/Cas) tem potencial para revolucionar canavicultura, ao permitir a manipulação pontual e precisa do genoma das plantas, contornando questões regulatórias dos transgênicos relacionadas à saúde humana, animal e segurança ambiental, reduzindo o tempo e o custo para a liberação de cultivares comerciais. A tecnologia, hoje aplicada a várias espécies de plantas, tem o potencial para avaliar a função dos genes e melhorar caracteres de importância econômica. Na GranBio, além de Bt e RR, o foco também tem sido na obtenção de cana transgênica com aumento da biomassa, tolerância à seca e melhoria na sacarificação das fibras durante o pré-tratamento industrial. Para tanto, desde 2016, trabalhamos em parcerias com empresas públicas e privadas.

UMA INDÚSTRIA

FORTE! Recentemente, a GranBio estabeleceu um novo convênio com o Instituto Agronômico de Campinas, dentro de um projeto NPOP (Núcleo de Pesquisa Orientada a Problemas: uma rede de pesquisa criada no âmbito do programa Ciência para o Desenvolvimento, lançado pela FAPESP em 2019, para resolver problemas concretos com impacto na economia do estado de São Paulo), que objetiva gerar produtos biotecnológicos, com foco em transgenia, a partir de resultados de uma década de pesquisa desenvolvida pelo Centro de Cana

e sua rede de colaboração com universidades. A proposta é desenvolver variedades de cana-de-açúcar e cana-energia transgênicas, apresentando aumento de produtividade, tolerância à seca, modificação de parede celular para produção de etanol de segunda geração e, ainda, plantas resistentes ao fungo do carvão. Adicionalmente aos projetos de transgenia, a GranBio, juntamente com o IAC, pretende, nos próximos cinco anos, dominar a tecnologia de edição gênica em cana. O objetivo é incorporar conhecimento sobre o CRISPR/ Cas a um conjunto de pesquisas que buscam variedades geneticamente modificadas tolerantes à seca, resistentes a pragas e a doenças, mais produtivas e tolerantes a herbicidas. Os desafios não são desprezíveis, dada a complexidade do genoma da espécie, mas seu potencial de impacto na cana é enorme. n Área de pesquisa com cana transgênica na Estação Experimental da BioVertis, em Alagoas A: Parcelas experimentais com plantas controles e eventos transgênicos RR, onde se aplicou, duas vezes, a dose do herbicida Round-up.

B: Testes rápidos realizados nos eventos transgênicos RR contendo também os genes Cry2A e Cry1Ac para confirmação da expressão da proteína Bt.

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produtores

um mundo movido a energia,

tecnologia e inovação

“A energia disponível é o principal objeto em jogo na luta pela existência e evolução do mundo”, afirmou a físico austríaco Ludwig Boltzmann (1844-1906), conhecido pelo seu trabalho no campo da termodinâmica estatística. Energia que, no contexto pós-pandemia, caracterizado por uma transição para uma economia de baixo carbono, dependerá cada vez mais da tecnologia e da inovação para torná-la acessível a uma sociedade que quer avançar dentro das práticas de ESG. O setor sucroenergético brasileiro, muito bem posicionado nesse caminho, continuará oferecendo importantes contribuições para pavimentar um futuro melhor, baseado em energia limpa e renovável para nossa alimentação, locomoção e plena utilização da eletricidade.

O etanol representa um exemplo poderoso nessa trajetória, inclusive proporcionando sobrevida aos combustíveis fósseis em diferentes misturas, a exemplo das atuais mudanças na Índia, fazendo parte dos veículos híbridos. Em menos tempo do que imaginamos, as células de hidrogênio poderão ser uma realidade, reformadas nos tanques dos veículos elétricos abastecidos com etanol, minimizando a necessidade de investimentos adicionais em distribuição do combustível. Um processo 100% limpo e renovável, considerando o ciclo de vida do combustível – do poço à roda – ou seja, que leva em conta o CO2 emitido na sua produção,

A Galileo e a Adecoagro, no âmbito do acordo de cooperação tecnológica, estudam a construção de uma planta de produção de hidrogênio verde, um passo importante para viabilizar a eletrificação de veículos no Brasil de maneira 100% renovável e viável economicamente.

Renato Junqueira Santos Pereira Vice-Presidente de Açúcar, Etanol e Energia da Adecoagro

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distribuição, uso no veículo e o que sai pelo escapamento, maneira mais justa de medir a real pegada de carbono. Não é preciso dizer que essa transição acontecerá com desenvolvimento e aplicação de tecnologia e inovação de ponta, algo que o setor sucroenergético vive intensamente no seu cotidiano desde o Proálcool nos anos 1970.

A Adecoagro já surgiu na agroindústria canavieira com a cultura voltada para a máxima eficiência em seus processos e com foco em baixo custo de produção. Com uma unidade em MG e outras duas formando um cluster no MS, a companhia possui, hoje, capacidade de processar 13,7 milhões de toneladas de cana por ano com um modelo de safra contínua, novidade no segmento. Conquistamos resultados que nos colocam no topo do ranking em itens como cogeração de energia elétrica através do bagaço da cana (75kw/t de cana) e no baixo consumo de vapor (350kg/t de cana processada), números decorrentes de investimentos feitos em limpeza a seco, acionamento elétrico de moendas, caldeiras de alta pressão e de leito fluidizado, condensador evaporativo, turbinas de condensação etc.

Opiniões Acredito que a melhor forma de colaborar com a discussão sobre tecnologia e inovação é trazer um pouco da experiência que construímos na Adecoagro em distintas áreas do processo e o que desenhamos para o futuro. No campo, em cerca de 180 mil ha de canaviais próprios, apostamos na agricultura 4.0 desde a formação da lavoura, passando pelos tratos culturais, colheita e transporte até a indústria.

Destacamos a utilização de recursos como imagens de satélite para prospecções, avaliações de aspectos nutricionais e de sanidade da lavoura, monitoramento e previsibilidade de incêndios e geadas. Com os drones, ficamos de olho nas plantas daninhas e nas falhas, mapeamos áreas e liberamos agentes biológicos para o controle de pragas. A recente implantação do 4G em parceria com a TIM vem revolucionando nossa comunicação e transmissão de dados, permitindo monitoramento on-line de atividades no campo e possibilitando a melhor tomada de decisões. A maior conectividade traz mais eficiência e a redução dos gargalos.

O Manejo Integrado de Pragas (MIP) mantém a infestação abaixo do nível de dano econômico da cultura, de forma sustentável, racionalizando o uso de defensivos agrícolas e combatendo as principais pragas da cana-de-açúcar: broca, cigarrinha e nematoides. Já nossa biofábrica de MPB, com capacidade de produção anual de 25 milhões de mudas, verticalizou a lavoura, aumentando a produtividade por hectare através da formação de viveiros sadios. Também agilizou a renovação do plantel varietal, reduzindo o consumo de mudas oriundas de colmos convencionais, disponibilizando, assim, mais cana para moagem.

Na área industrial, a tecnologia tem transformado o modo de trabalho. Cada vez mais, os colaboradores deixam de realizar tarefas manuais para executar aquelas que exigem raciocínio. Com a automação cada vez maior das plantas, eles têm acesso a informações dos processos e das condições das máquinas, em tempo real e com muita precisão. O foco de cada um está voltado para a eficiência e a produtividade dos processos. Podemos citar nossos cozedores contínuos, que funcionam 100% automatizados; a intensificação do monitoramento on-line de variáveis de manutenção das máquinas, como vibração e temperatura; a robotização do processo de chapisco e a implantação de alguns sistemas de inteligência artificial para controle de processos em malha fechada, em linha com a Revolução Industrial 4.0.

Fazemos nosso dever de casa, mas com visão de futuro, antecipando a transição energética. A Adecoagro está investindo em um projeto de biometano e hidrogênio verde, fruto de uma década de pesquisa no potencial da vinhaça da cana para produção de biogás em parceria com a empresa Methanum. A iniciativa possui três fases e entra, neste segundo semestre, em um momento decisivo. A primeira etapa, iniciada em 2019, é a de produção de biogás através da vinhaça concentrada, utilizando um aquecedor que troca calor com a água da turbina de condensação. Consumimos menos vapor para essa operação, que resulta numa exportação de energia adicional de 6 mil MWh/ano. Em 2021, firmamos também um acordo com a GEF Biogás Brasil, liderado pelo MCTI e implementado pela UNIDO, órgão que faz parte da ONU, com foco em iniciativas relacionadas à produção de biogás.

A segunda fase tem sua data para começar em setembro, através de uma aliança com a Galileo Technologies, empresa com atuação mundial. Nessa etapa, a Adecoagro, utilizando apenas 5% de sua vinhaça, transformará biogás em biometano concentrado para abastecer 13 veículos leves e de transporte de cana. Se utilizarmos 100% da vinhaça para produção de biometano, poderíamos substituir 100% do diesel consumido nas operações (50 mi L/ano). Algo, hoje, ao alcance de nossas pretensões, o que aumentaria substancialmente a nota no RenovaBio, – o consumo do combustível fóssil é o item que mais impacta essa avaliação e nos daria autossuficiência no transporte usando apenas combustível renovável. Aqui, vale registrar que os fabricantes de maquinários agrícolas também correm para oferecer ao mercado máquinas que operem satisfatoriamente movidas a combustíveis renováveis.

E, por fim, numa terceira fase, Galileo e Adecoagro, no âmbito do acordo de cooperação tecnológica, estudam a construção de uma planta de produção de hidrogênio verde, um passo importante para viabilizar a eletrificação de veículos no Brasil de maneira 100% renovável e viável economicamente. Termino este artigo realçando que todo o investimento da Adecoagro se dá através de pessoas, ou seja, colaboradores e equipes comprometidos e engajados e que se utilizam também da tecnologia e inovação para se capacitarem. Todos em busca, na vertente antecipada por Ludwig Boltzmann, em disponibilizar a energia que garante nossa existência e evolução. n

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produtores

na era das tecnologias 4.0 É notável a evolução da agroindústria da cana-de-açúcar percebida nas últimas décadas.

Partimos de uma atividade que era basicamente realizada manualmente no campo para um modelo eficiente de negócio, praticamente 100% mecanizado. Mas não paramos por aí. Estamos acompanhando as tendências que movem nosso mundo e embarcamos em uma evolução transformadora, quase uma revolução similar àquela que transformou a indústria no século XVIII, carregada pela força de máquinas a vapor.

Estamos falando da chamada Indústria 4.0, que traz os benefícios das tecnologias de ponta − destinadas a melhorar a produtividade, a qualidade, a segurança e, principalmente, a economia de recursos físicos, financeiros e ambientais − para o campo e para o setor sucroenergético.

Dos laboratórios de entidades parceiras e de nossos viveiros de mudas, por exemplo, são utilizadas as mais avançadas tecnologias para o desenvolvimento de pesquisas e para a produção de variedades de cana-de-açúcar resistentes a pragas e mais adaptadas a determinados tipos de solo ou de clima. O uso de agentes biológicos no combate a pragas também é outro dos benefícios que vêm das pesquisas de base tecnológica.

Mas, quando falamos de tecnologias 4.0, pensamos mesmo é em robótica, na inteligência artificial, Big Data, uso de algoritmos, IoT (ou Internet das Coisas), aprendizagem de máquina. A cada dia, vamos adotando mais e mais dessas soluções tecnológicas para melhorar nossos resultados, seja no campo, seja na usina.

temos de estar cientes de que há muitos desafios e trabalho sério a serem feitos e precisamos formar parcerias firmes e comprometidas com outros setores para que consigamos aproveitar cada vez mais todo o valor e as potencialidades das tecnologias 4.0 para o nosso setor sucroenergético. " Rogério Augusto Bremm Soares Diretor Agrícola da BP Bunge Bioenergia

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Um dos principais exemplos do uso eficiente dessas tecnologias está na adoção de Torres de Controle da Logística da Cadeia CTT (corte, transbordo e transporte) por empresas do setor sucroenergético como a nossa. Na BP Bunge Bioenergia, temos o SmartLog, um hub de informações logísticas 4.0 que faz o monitoramento de aproximadamente 1.200 equipamentos agrícolas, intervindo e gerando dados para a tomada de decisão, em tempo real, nos processos de toda a cadeia CTT. Um dos exemplos práticos do uso dessa tecnologia está justamente no momento da colheita, em que as colhedoras são equipadas com tecnologia embarcada (computadores de bordo, ou mesmo painéis integrados às máquinas mais modernas) conectada à nuvem por telefonia móvel ou, dependendo da localidade, conexão via satélite, que, por sua vez, é acessada pelo SmartLog. A torre faz a gestão de informações necessárias à definição dos parâmetros da colheita a ser feita no local, como quantidade ideal de máquinas utilizadas, velocidade e tempo de uso de cada equipamento para atingimento de resultados. O mesmo tipo de tecnologia se aplica à estrutura de apoio para reabastecimento dos ativos, bem como a necessidade de tratores de transbordo e de caminhões rodotrem que escoam a cana-de-açúcar colhida para fora do campo até as usinas.

Opiniões O sistema de gestão permite também o controle e registro das velocidades dos caminhões nos trajetos estabelecidos, reduzindo o número de infrações cometidas pelos condutores e ampliando a segurança na operação.

Sensores na entrada dos difusores das usinas, onde é descarregada a cana-de-açúcar recém-colhida, obtêm informações, por exemplo, sobre como está a quantidade de impurezas nas amostras, para que as colhedoras sejam reguladas e corrigidos eventuais problemas. Em campo, torres com câmeras de alta definição permitem que os operadores do SmartLog tenham acesso a imagens de todo o processo de colheita, assim como de descarregamento na usina. Cada profissional do SmartLog atua no controle de monitores com imagens em vídeo e com dados da operação.

Com esses recursos, e com uma comunicação eficiente, apesar das distâncias, é possível, em tempo real, ajustar o corte da cana-de-açúcar às variações de metas de produção que venham a ocorrer, mesmo num mesmo dia. Esse tipo de tecnologia permite otimizar o uso das colhedoras e dos caminhões de transporte, gerando, inclusive, economia de diesel, o que redunda em menor impacto ambiental na operação.

Em campo, além das máquinas conectadas, há coordenadores de colheita que também ficam conectados com smartphones ou tablets, recebendo, em tempo real, dados e orientações sobre as metas e as entregas necessárias em cada operação de colheita diária, de acordo com os planos de produção e com o que efetivamente está sendo realizado nas usinas, para que não haja descompasso entre o que se colhe e o que será produzido logo a seguir.

Central SmartLog

Temos ampliado esse sistema integrado de gestão para outras áreas da indústria canavieira, como o plantio e os tratos do canavial. O SmartLog é também responsável pela identificação, via imagens de satélite, de focos de incêndio nas plantações de cana-de-açúcar, para o acionamento mais ágil e eficiente das Brigadas de Combate a Incêndio.

Vale lembrar também que, hoje, temos sistemas dedicados e específicos de otimização de rotas de tráfego para veículos. O sistema trata as informações de maneira geográfica, ajudando, por exemplo, na operação de ambulâncias e caminhões-pipa no combate e prevenção a incêndios, ou no transporte da cana. O aplicativo indica as melhores rotas a serem seguidas ou o melhor posicionamento dos veículos para atenderem a ocorrências o mais rápido possível em todas as áreas sob sua responsabilidade.

Os drones são outro implemento utilizado na companhia e que vêm ganhando cada vez mais aplicações na manutenção dos canaviais.

Os equipamentos são usados para capturar imagens que identificam falhas no plantio, por exemplo. Antes, esse trabalho era feito por pessoas que identificavam e recolhiam amostras da área plantada. Além disso, drones e os chamados vants (veículos aéreos não tripulados) são usados para realizar o levantamento planialtimétrico dos campos com mapeamento dos terrenos, tarefa destinada à futura terraplanagem de áreas, o que, antigamente, era feito manualmente por topógrafos; para identificar e pulverizar localmente áreas atacadas por ervas daninhas; para mapear linhas de cana e programar as colhedoras com piloto automático durante a colheita; para o monitoramento geral da lavoura; e para a distribuição de larvas da vespa cotesia flavipes no canavial no combate à praga da broca-da-cana, entre outras funções.

A tecnologia é um ativo praticamente vivo, que evolui a cada instante. Nesse processo de evolução dos sistemas de gestão do campo, seguimos em frente, sabendo que temos muito a fazer, a aprender, a corrigir e a agregar nessa trajetória. Também sabemos que essa evolução depende de fatores importantes, como o pleno acesso à conectividade de qualidade no campo, à redução de custos das tecnologias e à disponibilidade de mão de obra qualificada para operar essas transformações. Ao final, temos de estar cientes de que há muitos desafios e trabalho sério a serem feitos e precisamos formar parcerias firmes e comprometidas com outros setores para que consigamos aproveitar cada vez mais todo o valor e as potencialidades das tecnologias 4.0 para o nosso setor sucroenergético. n

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Índice

produtores

Opiniões

vivemos tempos de bons desafios A agricultura brasileira tem passado por uma intensa transformação na última década.

Com isso, a tecnologia ganhou protagonismo nos ganhos de produtividade, e as inovações vêm surgindo numa velocidade nunca antes vista. Em se tratando do setor sucroenergético, essa evolução tecnológica também tem ocorrido em alta intensidade, desde o início da mecanização da colheita de cana-de-açúcar, até os atuais sistemas digitais de monitoramento e controle das operações.

Ao se olhar para a última década do setor sucroenergético, observamos dois momentos muito distintos. No primeiro, por volta de 2010, o desenvolvimento tecnológico aconteceu de forma atrapalhada, correndo contra o tempo para adaptar o sistema produtivo às demandas impostas pelas mudanças na legislação e para solucionar novos desafios operacionais/agronômicos que surgiram no transcorrer do processo de mecanização. Dentro desse contexto, podemos citar os diversos equipamentos para o plantio mecanizado de cana-de-açúcar que entraram e saíram do mercado em pouco tempo e, também, as novas práticas agronômicas para manejo de pragas e plantas daninhas que não existiam ou eram muito raras no sistema de produção com emprego do fogo.

Todo esse movimento, mesmo de maneira desordenada, tornou o setor resiliente e ávido pela busca por soluções inovadoras.

Inúmeras empresas, desde startups até grandes potências da área de tecnologia, têm dedicado esforços para encontrar soluções que deixem nossa atividade mais eficiente e produtiva. E, nesse aspecto, a sensação que fica é que, não necessariamente, o céu é o nosso limite. "

Rodrigo Rodrigues Vinchi Diretor de Tecnologia Agrícola da ATVOS

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E é nesse ambiente que entramos num segundo momento da nossa “revolução tecnológica” ocorrida na última década. Solucionadas, ou muito bem encaminhadas, as questões que surgiram no decorrer do processo de mecanização passaram a dar espaço à busca incessante por melhorias de processo e ganhos de produtividade na área agrícola. Tudo isso com o objetivo de reequilibrar nossos custos operacionais face às intempéries mercadológicas pelas quais passamos.

Sob o aspecto agronômico, ideias com ótimo potencial de retorno, como é o caso da Meiosi (vide nota 1), passaram a ser viabilizadas a partir do desenvolvimento tecnológico. A consolidação do uso do Sistema de Posicionamento Global (GPS) no sistema produtivo de cana-de-açúcar fez com que essa prática se tornasse uma aliada importante no ganho de produtividade e, consequentemente, na redução de custos. Ainda nesse contexto, vale citar a retomada das boas práticas de viveiros de mudas, impulsionada pelo desenvolvimento tecnológico para produção de mudas pré-brotadas, a partir de origem sadia. Mudas essas que também podem ser usadas em sistema de Meiosi. Além disso, a inteligência geoespacial também vem abrindo caminho para sermos mais eficientes e sustentáveis nas intervenções que fazemos para controlar pragas e plantas daninhas. Os drones que sobrevoam nossos canaviais são ca-

da vez mais frequentes e, a cada momento, ganham novas funcionalidades. Esses são apenas alguns exemplos, entre muitos outros, que se tornaram realidade.

Em termos de melhoria de processos, o setor sucroenergético passou a entrar na rota das inovações que vinham sendo trabalhadas na área logística. Começamos a experimentar sistemas cada vez mais sofisticados de telemetria, e a evolução da área de telecomunicações nos permitiu monitorar nossas operações em tempo real e, assim, promover as correções de rota de maneira ágil e precisa. Concomitantemente a essa melhoria nos controles, também conseguimos evoluir significativamente nas nossas ferramentas de planejamento, incorporando soluções de inteligência dos dados, Big Data e machine learning (vide nota 2), entre outras.

E, mais recentemente, dada toda a visibilidade que o agronegócio brasileiro ganhou no cenário global, vivenciamos uma forte onda de fomento à inovação. Inúmeras empresas, desde startups até grandes potências da área de tecnologia, têm dedicado esforços para encontrar soluções que deixem nossa atividade mais eficiente e produtiva. E, nesse aspecto, a sensação que fica é que, não necessariamente, o céu é o nosso limite.

Vale ressaltar que as inovações precisam sempre andar de mãos dadas e obedecer aos conceitos básicos necessários para a produção agrícola. Se não tivermos uma boa leitura da dinâmica climática das regiões onde operamos e das características e fertilidade dos solos que exploramos, qualquer tecnologia pode ser insuficiente para conseguirmos resultados promissores em nossa atividade. A integração da ciência – no nosso caso, a agronomia – e de novas tecnologias tem potencial para nos tornar cada vez mais eficientes e sustentáveis frente às demandas globais por alimentos e fontes de energia limpa e renovável. n Nota 1. Meiosi: técnica de plantio que visa à redução de custos de implantação. Funciona similarmente a um consórcio temporário entre a linha principal (linha-mãe) de cana-de-açúcar e outras culturas de interesse econômico, como amendoim e soja.

Nota 2. Machine learning: aborda o estudo e a construção de algoritmos que podem, de forma automática, aprender com os erros que acontecem na utilização de sistemas computacionais e fazer previsões sobre dados coletados na realização de tarefas.

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Índice

produtores

verdades escondidas numa

magnífica tecnologia

Enfim, vivemos o suficiente para ver o mundo assimilar genuinamente os valores da sustentabilidade nos seus negócios, transformando suas estratégias de médio e longo prazo para atender às metas ESG (do inglês Environmental, Social and corporate Governance).

Certamente, há muito a ser feito e ainda estamos aprendendo a criar negócios pautados nesses valores.

Dentre as faces do ESG, a ambiental vem recebendo forte atenção nos programas corporativos e governamentais mundo a fora, especialmente na redução das emissões dos Gases do Efeito Estufa (GEE).

No Brasil, não dá para falar em redução de GEE sem mencionar o papel crucial da cana-de-açúcar e o seu etanol e a bioeletricidade na matriz energética.

Foi com eles que chegamos a 2021 com um dos melhores modelos de descarbonização do planeta, que vem sendo olhado de perto por outros países.

Mas a sólida experiência brasileira com a produção de biocombustíveis não se limitou aos oriundos dos açúcares do caldo de cana. Do esforço em valorizar ainda mais as culturas vegetais que sustentam boa parte do PIB do País, lançamos as tecnologias de processamento de biomassa lignocelulósica, que aproveitam os resíduos agroflorestais para produzir biomoléculas de interesse industrial, incluindo o etanol, conhecido como etanol de segunda geração (E2G).

Inadvertidamente, quando falamos de E2G, acabamos por nos referir à tecnologia de processamento de biomassa lignocelulósica como se fossem sinônimos.

Na verdade, aquele é apenas um dos inúmeros produtos possíveis de se obter com essa tecnologia. Dela extraímos amplas possibilidades para obter variados compostos, capazes de substituir seus equivalentes de origem fóssil, garantindo sustentabilidade para inúmeras indústrias, indo muito além de biocombustíveis e bioenergia. Estamos falando de sacarídeos simples e complexos, ácidos, compostos fenólicos e aromáticos, todos extraídos da biomassa lignocelulósica, sendo precursores dos mais diversos produtos encontrados na indústria moderna, biopolímeros de alta e baixa densidade, nanocelulose, grafeno, butanodiol, jet fuel, representando o mais puro conceito de biorrefinaria.

Mas nada disso seria possível sem antes dominar a tecnologia de recolhimento e fracionamento da biomassa.

Estamos falando em recolher e armazenar eficientemente verdadeiras montanhas de resíduos agrícolas e florestais, conhecidos pela baixa densidade, espalhados por vastas áreas de plantio. Dominar a tecnologia de colheita, adensamento para transporte, armazenamento e formação de estoque foi crucial para garantir um processo eficiente e de baixo custo operacional.

o domínio atual do conceito de biorrefinaria torna a tecnologia de processamento de biomassa lignocelulósica uma realidade muito mais promissora do que apenas produzir E2G "

Julio Cezar Araujo do Espirito Santo Head de Tecnologias Industriais e PD&I da GranBio

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Opiniões

O Brasil, mais uma vez, reunia todas as características para permitir o desenvolvimento de equipamentos, técnicas e processos para viabilizar a colheita e o adensamento da palha de cana-de-açúcar, o candidato mais promissor para servir de ponto de partida no País, saindo da densidade de 50kg/m3 para 400kg/m3 após enfardamento no campo, reduzindo significativamente os custos com transporte e armazenamento para formação de estoques, conforme a ilustração da página seguinte.

Só para se ter uma ideia, para uma biorrefinaria com capacidade de produção de 80 milhões de litros de E2G anidro, são necessárias, pelo menos, 450 mil toneladas de palha bruta de cana disponíveis na região. Isso representa o fornecimento de 60 mil hectares de área plantada com cana-de-açúcar, o equivalente a uma usina de porte médio no Brasil. Com cana-energia, esse valor cai para 15 mil hectares, com um TAH igual.

Para alcançar isso, foram projetadas máquinas agrícolas, caminhões, equipamentos e acessórios, especificamente focados em viabilizar a operação em escala. E isso não se aplica apenas à palha de cana. Essa tecnologia permite operar com palha de qualquer cultura (arroz, milho, trigo, sorgo, miscanthus, cana-energia, capim elefante, etc.), biomassas processadas em outras indústrias (bagaço de cana, sabugo de milho, cachos vazios de palma) e resíduos florestais (softwood, hardwood, eucalipto, cavacos de madeira). Até mesmo entulho de madeira de construção tem espaço para processamento.

Enfim, é uma tecnologia que viabiliza biorrefinarias em qualquer região do planeta, estimulando a substituição de compostos de origem fóssil por equivalentes biorrenováveis e sustentáveis.

Quanto ao fracionamento, etapa industrial logo após limpeza da biomassa na unidade, falamos exatamente do seu processamento em sistemas de pré-tratamento, podendo ser térmico, químico, enzimático ou uma combinação dos três, para garantir exposição das fibras e acesso às moléculas que servirão de precursores para todos os produtos obtidos na biorrefinaria, que são a celulose e a hemicelulose, açúcares de cadeia longa, e a lignina, polímero orgânico de alta complexidade. Os processos de pré-tratamento disponíveis chegam a eficiências altíssimas, com índices de recuperação e preservação do material acima de 95%. A partir da obtenção das três moléculas citadas, as opções são inúmeras. Por exemplo, se a opção for a produção do etanol de segunda geração, nos processos mais bem desenvolvidos hoje, o material é encaminhado para uma etapa de hidrólise enzimática, quebrando as cadeias de celulose e hemicelulose em monômeros que serão fermentados por leveduras na sequência. Esses processos têm alta eficiência na conversão dos açúcares em etanol.

No caso da fermentação, a eficiência da produção de E2G em escala comercial se aproxima à da primeira geração. Contudo a produção de diversas outras moléculas não requer o uso de enzimas e/ou microrganismos, podendo passar por simples tecnologias de processamento químico e purificação para se obterem compostos com variadas aplicações. ;

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Índice

produtores

Opiniões

TECNOLOGIA DE COLHEITA DE BIOMASSA EM ESCALA

O exemplo mais concreto que temos hoje é a nanocelulose, a menor e mais forte unidade estrutural da biomassa, podendo ser aplicada em indústrias automotivas, defesa e blindagem, invólucros eletrônicos, embalagens ultrarresistentes e têxtil. É um biomaterial mais forte que metais, nanotubos de carbono, grafeno e fibras de vidro, em uma base de peso igual.

A partir de tecnologias a base de processamento termoquímico, conseguimos extrair CNF (celulose nanofibrilada) e CNC (celulose nanocristalina) com diversos graus de pureza, especificação e custo, com rendimento de 46% (CNF) e 25% (CNC) por tonelada de biomassa seca. Os processos permitem utilizar qualquer biomassa lignocelulósica residual como matéria-prima e possuem emissão de carbono negativa, com produção anual de 120 t de nanocelulose na planta de Thomaston, GA, EUA. Para um grande mercado atualmente em negociação, projeta-se a construção de uma planta comercial com capacidade de produção de 6.500 t/ano de nanocelulose.

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A proposta de valor da nanocelulose de biomassa não é apenas sobre a sustentabilidade dos produtos, mas também sobre o aprimoramento do desempenho da aplicação final, que não pode ser alcançado com outros materiais.

Independentemente do produto-alvo, o domínio atual do conceito de biorrefinaria, desde a colheita até a geração de energia em caldeiras de alta eficiência, torna a tecnologia de processamento de biomassa lignocelulósica uma realidade muito mais promissora do que apenas produzir E2G. Entretanto, para alcançar todo o seu potencial, é fundamental regulamentar e incentivar a exploração da biomassa lignocelulósica, nos mesmos moldes do RenovaBio para os biocombustíveis, mas, agora, olhando muito além, ampliando o programa para estimular a produção competitiva e sustentável de outras biomoléculas, com benefícios imediatos para diversas indústrias do setor produtivo mundial. n

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Índice

produtores

a inovação tecnológica da indústria

na prática

Novas tecnologias prevalecem conforme a competitividade que emprestam aos respectivos negócios. Para entender essa dinâmica tecnológica, basta observar a vida no planeta. De acordo com o autor Kevin Kelly, vida e tecnologia “querem” a mesma coisa. Simplificadamente, as novas tecnologias querem ser mais eficientes e abrangentes.

A safra 2020/2021 surpreendeu a todos em vários aspectos. Em plena pandemia, num clima extremamente seco e quente, as indústrias do setor sucroenergético foram desafiadas no limite da tecnologia. E responderam à altura. Nas fermentações das 8 unidades agroindustriais da Atvos, por exemplo, leveduras selecionadas e personalizadas trabalhavam incansavelmente para produzir mais de 2 bilhões de litros de etanol biocombustível, além de etanol 70%, doados em apoio ao combate à Covid-19. Nas moendas, camisas de alta drenagem(*Nota 1) contribuíam para maximizar a extração de caldo e para reduzir a umidade do bagaço, assegurando, juntamente com iniciativas de controle avançado da cogeração, uma exportação de energia elétrica suficiente para abastecer uma cidade como Campinas, no estado de São Paulo, por um ano inteiro.

Na produção de açúcar, destaque para o cozedor contínuo para a massa B e o controle avançado na evaporação do caldo, com ganhos significativos nas eficiências industriais.

Rapidamente, foram feitas adequações para permitir que operadores de COI (Centros de Operações Industriais) trabalhassem de forma integrada, mantendo o controle centralizado da operação industrial, respeitando os necessários protocolos de segurança e distanciamento social, a fim de preservar a saúde de todos e a continuidade operacional da indústria.

A segurança de comunicação dos sistemas (cyber security) foi reforçada para suportar o crescimento das tecnologias digitais (indústria 4.0), o que permitiu o acompanhamento e atuação remota no contexto da pandemia. Terminamos a safra mais preparados para o futuro que, seguramente, trará mais desafios e oportunidades.

Terminamos a safra mais preparados para o futuro que, seguramente, trará mais desafios e oportunidades. "

Jaime Finguerut e Carlos Eduardo Calmanovici Respectivamente, Presidente do Conselho do ITC e Diretor de Tecnologia Industrial da Atvos

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Opiniões Mas essa história começa 10 anos antes, com a decisão de criar um programa de Inovação & Competitividade na empresa. Do sequenciamento do DNA de uma levedura Saccharomyces cerevisiae, feito em parceria com um laboratório da Unicamp, às patentes de tecnologia proprietária de 2ª geração (*Nota 2), a jornada tecnológica resultou num programa de fermentação de alto desempenho, reunindo as melhores práticas da fermentação industrial, de forma direta e objetiva.

E as oportunidades não ficaram restritas à fermentação. Unidades industriais com elevado grau de automação, com COIs centralizados que favorecem a implementação de técnicas avançadas de controle, plantas de cogeração que integram turbinas de contrapressão com outras de condensação, e caldeiras de alta pressão compõem a plataforma tecnológica de uma biorrefinaria. Essa é a inovação na prática, no detalhe, na integração das ações de médio e longo prazo, na evolução dos projetos e na melhoria contínua. O setor sucroenergético demonstra, cada vez mais, sua capacidade de integrar a inovação que busca ruptura com aquela que aposta na continuidade, avaliando oportunidades no dia a dia das operações.

Escolhas tecnológicas e inovação são exercícios de gestão de risco e exigem visão ampla e integrada do negócio.

Por isso devemos estar sempre atentos para identificar oportunidades oferecidas pelas singularidades de cada situação. Por exemplo, a safra de cana-de-açúcar ocorre durante a estação seca no Centro-Sul brasileiro, exatamente quando é importante economizar água dos reservatórios que alimentam as hidrelétricas.

Isso estimulou investimentos na cogeração de energia elétrica a partir da biomassa, contribuindo para aumentar a estabilidade do sistema e conferindo maior sustentabilidade à matriz energética brasileira. Resultou num parque de cogeração de biomassa único no mundo e que continua crescendo, associado à produção de açúcar e etanol.

Nos últimos 40 anos, a crescente competitividade do bioetanol permitiu a consolidação do setor sem a necessidade de subsídios ou mandatos específicos. Vivemos, hoje, um momento de transição tecnológica acelerada e profunda. Nesse contexto, a inovação deve continuar contribuindo para o desenvolvimento do setor sucroenergético. A área agrícola deve produzir biomassa com competitividade; cabe à indústria, a tarefa de agregar valor a essa biomassa. É nessa sinergia entre as áreas que a sociedade ganha.

Na busca por competitividade, precisamos colocar a discussão também numa perspectiva mais ampla, de inovação tecnológica com os building blocks(*Nota 3) da química do futuro.

Todo o aprendizado das tecnologias de 2ª geração pode ser aplicado, por exemplo, na engenharia de materiais ou na microbiologia de precisão. Além disso, é importante que as áreas de manutenção também sejam protagonistas do processo de evolução tecnológica para assegurar a estabilidade operacional das usinas. Finalmente, há grande expectativa de inovação tecnológica também no setor automotivo, com o uso de combustíveis cada vez mais sustentáveis na visão do ciclo de vida completo, do berço à roda.

A nova dinâmica das startups encontra espaço privilegiado para novos desenvolvimentos no setor. Do controle avançado aos sensores virtuais, dos biocatalisadores ao controle microbiológico nas fermentações industriais que começa a dar os primeiros passos, as iniciativas se multiplicam. Com aplicações de mecânica de precisão e inteligência artificial para assegurar as rotas de manutenção preditiva, as soluções tornam-se cada vez mais integradas, rápidas e ágeis.

Finalmente, quais serão as inovações tecnológicas que vêm por aí? A biorrefinaria da cana buscará escala com os biocombustíveis e com alimentos mais eficientes, material e energeticamente, fixando nos produtos uma proporção cada vez maior do carbono capturado na fotossíntese, além dos incríveis, mas já modestos, 20% de hoje (na forma de açúcar e etanol) com ciclos termodinâmicos mais eficientes, por exemplo, baseados no biogás. A partir da cana e de outras biomassas, podemos fazer tudo, materiais, polímeros, fibras, tecidos, proteínas para consumo humano e animal, além de vários outros produtos e biocombustíveis, como hidrogênio verde, diesel verde, biometano, biogasolina, bioquerosene de aviação. E tudo isso simultânea e sinergicamente, com baixas emissões e aumentando os estoques de carbono, que poderão valer, num futuro próximo, mais do que os próprios produtos atuais.

Notas: 1. Camisa de Alta Drenagem de Caldo: projeto inovador de moenda desenvolvido para a melhoria do processo de extração de caldo da cana e/ou de secagem de bagaço.

2. Tecnologias de 2ª geração: conjunto de tecnologias desenvolvidas e combinadas para permitir o aproveitamento de açúcares lignocelulósicos.

3. Conceito de building block: unidades químicas básicas utilizadas na síntese de produtos mais complexos para vários mercados e aplicações. n

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Índice

produtores

foi-se o tempo em que açúcar e etanol

eram apenas commodities

Tecnologia e inovação, duas palavras com muitas traduções e significados e que, cedo ou tarde, irão transformar o setor sucroenergético de uma maneira a agregar e a somar soluções; transformando usinas em grandes geradoras de inovação para o Brasil e o mundo, nosso setor, quase sempre conservador, está cada vez mais transformador, correndo contra o tempo e fazendo muito bem feito.

Vivemos e somos parte de um setor tradicional e conservador, que sempre olhou com muito receio para tecnologia e inovação no setor; no entanto gostaria de informar que “os tempos mudaram e de forma muito rápida”, tudo que fazíamos 10 anos atrás, hoje está mais simples e eficiente. Assim, o setor sucroenergético teve e tem de se reinventar o mais rapidamente possível, a fim de aplicar tecnologias para transformações de seus negócios. Passamos pelo processo de digitalização com os passos lentos, mas o processo de transformação está

Já pensou?

Um setor conservador como o sucroenergético comercializando crédito de carbono automaticamente em uma plataforma global? "

Rodrigo Ribeiro Gonçalves Diretor de Tecnologia de Informação da Usina Itamarati

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sendo cada vez mais acelerado. Com a digitalização, nosso setor foi lento e pouco ágil, por não ver muito valor agregado, afinal, se sempre fomos bons no papel, por que digitalizar?

Com a transformação, vimos surgirem inúmeras startups que vieram para quebrar paradigmas e nos mostrar como simplificar os processos e retirar de nossas plantas realmente o máximo. Com apoio de tecnologias e pessoas, deixamos de comandar um locomotivo por vez e, agora, orquestramos a malha ferroviária toda. Aprendemos com a geração passada e estamos simplificando com a atual, criando, assim, uma sinergia de ideias que, com toda a certeza, irá transformar o setor sucroenergético brasileiro.

Muito se fala de agro 4.0, mas inovação não passa somente pela compra de ferramentas mais velozes, máquinas mais automatizadas e/ou desenvolvimento de novos produtos; inovação e agro, juntos, passam por cultura e

Opiniões pessoas dedicadas em transformar e realizar, de maneira simples, atividades e processos complexos, desde o corte de cana (antes manual), há tempos, já mecanizado e, hoje, automático, com computadores de bordo recheados de telemetria e apontamentos automáticos, o que faz a diferença é sempre a cultura de pessoas em busca de fazer a diferença aplicando tecnologias. Com toda essa mudança acontecendo no mundo, fomos obrigados a viver 10 anos em apenas 1, mas como isso? Eu lhe explico: se olharmos para as mais diversas tecnologias existentes no setor 5 anos atrás, poucas conseguiam penetração e utilização em massa junto ao mercado; muitos colocavam a culpa nos custos ou em qualquer outro para não investir, mas, com o advento da pandemia e da concorrência, todos se viram na disputa por maiores eficiências e, logicamente, redução de custos.

2020 foi o ano de disrupção, quando vimos plantas serem literalmente integradas em um ambiente agroindustrial, olhamos para perdas com oportunidade de crescimento e aplicamos IoT para medirmos nossa eficiência, machine learning para aprender o comportamento e IA (inteligência artificial) para prever os próximos passos; realmente foi preciso sair do papel e ir do conceito à produção. Começamos a ver uma enxurrada de iniciativas de usinas flex, não mais só dependendo de cana-de-açúcar, aproveitando-se, assim, de outras fontes de matérias-primas para uma maior eficiência e, dessa forma, abrimos os olhos para mais e mais oportunidades.

Enfim, o setor conseguiu entender que se conectar é preciso, e levar comunicação no campo pode transformar o seu negócio, mas não podemos nos esquecer da indústria, pois a integração é eficiência, e, assim, surgiram os gêmeos digitais, sistemas avançados de manutenção e PDCA digitais e planejados integrados automáticos de ponta a ponta, para podermos simular a cadeia completa e entregar um produto diferenciado ao cliente final. Foi-se o tempo em que açúcar e etanol eram apenas commodities, hoje são produtos que podem também se transformar, sendo o açúcar no varejo, e o etanol em saneantes e álcool gel, podendo agregar mais e mais valor ao seu negócio. Com toda essa mudança, mais um vez as usinas (que sempre tiveram muitos dados), precisam trabalhar informações e criar seus Big Datas e datalakes, afinal, dados por dados não fazem a diferença em lugar algum, e, com conectividade, é possível levar informação de qualidade, em tempo real, não só a todo o campo, mas também para

toda a indústria, aumentando, assim, a eficiência e reduzindo as perdas e preciosos pontos percentuais que podem valer milhões de reais.

Entramos de vez no ESG, descarbonização e buscamos, cada vez mais, startups para resolverem problemas crônicos, que, antes, eram deixados de lado, pois o mundo pede ajuda, e as metas globais de descarbonização estão batendo às nossas portas como uma oportunidade de transformação digital e do negócio, podendo gerar a oportunidade de geração de um novo produto baseado em tokerização, ou até em uma moeda virtual verde. Já pensou?

Um setor conservador como o sucroenergético comercializando crédito de carbono automaticamente em uma plataforma global? Isso já é possível e existe em outros países, mas não com um potencial tão grande como no setor sucroenergético do Brasil. Estamos falando de inovação gerando valor agregado direto no caixa da empresa e aumento do leque de produto das usinas, mas, para isso, precisamos acreditar em inovação e transformação digital e olhar tecnologia como aliada ao negócio.

Ainda temos o tal do blockchain, uma palavra para muitos desconhecidas mas que se tornará popular muito em breve, pois com ele é possível garantir toda a rastreabilidade e a transparência dos produtos, do plantio até a mesa do consumidor, no caso do açúcar. Com o apelo verde e os conceitos mudando, cada vez mais, produtos naturais ou com baixa quantidade de insumos recebem prêmios no mercado internacional e, agora, no nacional. Assim, o blockchain soma-se à família de inovação para transformar o setor, pois nosso querido açúcar é um produto mundialmente conhecimento e com apelo verde, pois geramos milhares de toneladas de crédito de carbono em sua produção, e, com um simples QR Code, você poderá ver toda a cadeia produtiva de seu açúcar em segundos e pode ter certeza: o seu consumidor irá exigir a rastreabilidade através de blockchain e não mais de planilhas e papéis.

Em pleno 2021, sabendo de todo o potencial do setor sucroenergético, de toda a inovação aplicada na criação do nosso etanol e na eficiência do nosso açúcar, pois não podemos esquecer que somos líderes nesse setor, mas não líderes na aplicação de tecnologias, chegamos, assim, ao ponto em que o centro do setor são pessoas e tecnologias. Estamos em plena transformação, e aqueles que não inovarem, com o tempo, me atrevo a dizer, irão desaparecer, e, se você duvida, olhe para outros setores tradicionais e veja como estão ou se ainda existem. n

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cientistas e especialistas

milho: vivemos o momento-chave A perspectiva de crescimento da indústria de etanol em 2021 está ameaçada pelo alto preço da matéria-prima, que vem frustrando produtores não só no Brasil como também nos Estados Unidos, os dois principais produtores de etanol de cereal no mundo. O principal desafio da indústria é conseguir a máxima rentabilidade que justifique os custos de operação mesmo nesse cenário. Eu, que acompanhei o surgimento e desenvolvimento das usinas flex e de milho no Brasil, identifico nas leveduras o investimento mais importante atualmente para aumentar rendimento, acelerar a fermentação e reduzir custos.

Avanços científicos e tecnológicos na microbiologia da fermentação tornaram possível o aprimoramento de cepas industriais de leveduras, que foram e continuam sendo essenciais para a evolução da indústria do etanol no Brasil. Essas novas tecnologias permitem ao produtor de etanol de primeira geração aprimorar o controle das condições de fermentação e conseguir melhores resultados em condições de estresse e contaminação.

Para entender o porquê, explico do que se trata a fermentação e como atuam as leveduras. A fermentação alcoólica é o processo por meio do qual leveduras (normalmente, Saccharomyces cerevisiae) convertem glicose em etanol e CO2. Esse tipo de fermentação é conhecido há milhares de anos por produzir uma variedade de bebidas alcoólicas. Recentemente, a fermentação alcoólica também tem sido usada para a produção industrial de etanol combustível. O sucesso de uma fermentação de álcool combustível depende das complexas e dinâmicas interações de uma variedade de condições de fermentação, que devem ser bem compreendidas e monitoradas de perto.

Teoricamente, uma fermentação produz 511 g de etanol e 489 g de CO2 a partir de 1000 g de glicose. No entanto, a equação de Gay Lussac usada para esse cálculo não nos dá o número real de um processo industrial, porque desconsidera o açúcar desviado para a produção de biomassa celular e vários subprodutos, como glicerol, succínico, ácido málico e óleo fúsel, entre outros. Leveduras industriais mais robustas permitem fermentações com menor produção de subprodutos e maior rendimento de etanol. Além disso, cepas de alto rendimento têm o potencial de diminuir o impacto do estresse na fermentação, condição relacionada a fatores como aumento na concentração de etanol, temperatura, estresse osmótico e contaminação bacteriana. Selecionar uma cepa robusta de leveduras, proporcionar nutrição adequada e operar com condições ótimas de crescimento pode aliviar possíveis impactos associados ao estresse e reduzir o número de fermentações “ruins” e, por consequência, caras.

identifico nas leveduras o investimento mais importante atualmente para aumentar rendimento, acelerar a fermentação e reduzir custos "

Mario Cacho Líder Regional de Grain Processing da Divisão de Health & Biosciences da IFF

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Opiniões Leveduras industriais mais robustas, com soluções que atendam às distintas demandas de cada destilaria, podem ajudar a indústria a superar os desafios e a aumentar a rentabilidade. Num cálculo hipotético para planta que processa mil toneladas/dia, uma levedura de alto desempenho permite rendimento de etanol de 1% a 2% maior que de leveduras convencionais. Isso equivale a cerca de 1 milhão USD/ ano em ganho de eficiência.

Isso é possível, por meio da redução de subprodutos e da robustez aprimorada na fermentação, o que garante que o produtor de etanol termine a fermentação completa e consistentemente e consiga, consequentemente, melhorar o rendimento. Aperfeiçoamentos genéticos também possibilitaram o desenvolvimento de levedura que expressa fortemente a glucoamilase, enzima necessária ao processo de fermentação. Uma enzima como essa permite que produtores de etanol reduzam a quantidade de glucoamilase adicionada na fermentação em até 70%, sem impacto negativo no rendimento.

Leveduras de alto rendimento e outros avanços na indústria de biocombustíveis permitiram que os produtores dos EUA aumentassem os rendimentos do etanol em 6,5%, reduzissem o gasto de energia em 24% e entregassem quantidades cada vez maiores de biocombustíveis de baixo carbono e ração animal*. Para garantir o avanço dessas tecnologias, a indústria vem fazendo grandes investimentos em P&D e acordos

entre cientistas e portfólios, que, juntos, oferecem ainda mais valor aos produtores de etanol, graças a tecnologias de levedura aprimoradas, enzimas complementares, ferramentas de dados avançadas e ampla infraestrutura.

No contexto atual de altos custos de operação e mais de 10 usinas fechadas, é essencial o entendimento por parte dos produtores de etanol de que o investimento em novas tecnologias é o que permite benefícios econômicos. E, para tornar essas tecnologias disponíveis, também é preciso reconhecer o papel de órgãos como a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio) e associações como a União Nacional do Etanol de Milho (UNEM) e a Associação Brasileira de Bioinovação (ABBI), que contribuem para aprofundar o conhecimento nessas tecnologias e promover um ambiente propício à inovação.

O etanol de milho é um importante ativo para o País atingir as metas de redução de 10% até 2030 da intensidade de carbono na matriz de transportes brasileiras, além de ser fundamental para programas de adição de etanol à gasolina em grandes proporções (27%), dos quais o Brasil é um modelo para o mundo. Investir em tecnologias que permitam a indústria melhorar seu desempenho e garantir a competitividade da produção de etanol é essencial para atingirmos todo o potencial dessa indústria – independente dos fatores ambientais e econômicos que possam interferir na operação.n

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Índice

cientistas e especialistas

produção de bagaço como uma inovação Especialistas têm demonstrado muita preocupação com a reduzida ocorrência de chuvas no Centro-Oeste, Sudeste e Sul do País neste corrente ano, com prenúncios nada animadores de racionamento de energia elétrica e de água, e que certamente resultará em impacto no campo. A ANEEL já colocou em funcionamento as termelétricas e estabeleceu a bandeira tarifária vermelha com reajuste muito elevado na taxa adicional. Contudo todos sabem que esse não é um problema deste ano apenas, e sim recorrente por vários anos. E o pior é que a nossa matriz energética, dependente ainda em grande parte das hidrelétricas, continuará sofrendo desse mal por vários anos vindouros, ainda que alternativas de outras fontes de energia, eólica e fotovoltaica, por exemplo, estejam aos poucos sendo incrementadas. Porém uma outra fonte que já há bastante tempo vem dando valiosa contribuição àquela matriz energética é a biomassa. Ela é uma fonte de pouco apelo midiático, não despertando tamanha atenção como aquelas duas que, aos olhos da mídia e do público em geral, são tecnologias inovadoras.

A maioria dos cidadãos desconhece que a bioeletricidade gerada a partir de biomassa representa quase 10% da capacidade instalada no Sistema Interligado Nacional e cerca de 80% dela vem com bagaço de cana nas usinas/destilarias.

Além disso, essas indústrias geram com o bagaço toda a energia elétrica que necessitam para sua própria operação industrial: a indústria, suas oficinas, os escritórios, as residências, etc. É, portanto, uma contribuição muito significativa.

Uma alternativa para melhorar a produtividade seria dar ênfase à produção de fibra, ao contrário da sacarose. Isso soa como sacrilégio, pois, milenarmente, se buscou na cana-de-açúcar, como o próprio nome diz, o açúcar. "

Sizuo Matsuoka Geneticista e Patologista de cana-de-açúcar

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Ninguém em sã consciência nega que o pilar de sustentação do complexo industrial canavieiro é a produtividade dos canaviais. Mas sempre estava implícita que a produtividade de sacarose, mesmo quando não se pagava por ela, era efetivamente o pilar, pois o produto que a usina busca é a sacarose.

O bagaço que resulta da moagem da cana foi, antes dos tempos modernos, um mal necessário. Hoje, ele é bastante valorizado, tanto para queima em caldeiras industriais, especialmente de indústrias alimentícias, como para a geração de bioeletricidade nas próprias usinas. A perspectiva é a de que ele venha a assumir ainda maior importância quando a produção de etanol 2G vier a ser amplamente adotada.

O anúncio da instalação de novas unidades desse etanol no País é um bom prenúncio disso. Fazendo uns parênteses, nessa questão, vale o debate sobre o uso ou não da palha de cana nessas finalidades. À parte os problemas operacionais do recolhimento da palha e, posteriormente, no pátio e na indústria, estudos têm mostrado que, na maioria das situações, há vantagem em médio e longo prazos em deixá-la no campo como cobertura orgânica.

Opiniões Voltando ao tema, o bagaço como biomassa atende também à preocupação mundial com as mudanças climáticas, pois, na sua produção, a planta de cana absorve o gás carbônico (CO2) do ar, propiciando balanço positivo desse agente do efeito estufa, razão por que o etanol é considerado ambientalmente mais “limpo” do que a gasolina.

A seca, que preocupa pelas razões ditas inicialmente, também tem trazido uma outra preocupação, como levantado por um articulista: ela causa queda de produtividade dos canaviais e, consequentemente, redução na produção de bagaço, o que acaba levando a um déficit de matéria-prima para a cogeração. Tal constatação nos leva a uma pergunta: como aumentar a produção de bagaço?

A cana-de-açúcar foi, por todo o sempre, explorada pelo homem por causa da sua capacidade ímpar de produzir sacarose, o que a levou a se tornar uma das culturas de maior valor econômico do mundo. Essa sua contribuição prosseguirá, obviamente, mas a moderna valorização da biomassa como fonte de energia limpa, renovável, induz a se pensar numa solução inovadora de uma agroindústria que passe a produzir simultânea e complementarmente sacarose e fibra, ao mesmo tempo que solucionando a questão da baixa produtividade dos canaviais atuais.

São recorrentes a discussão e o debate sobre como aumentar a produtividade dos canaviais. Além da esperança na disponibilidade de novas variedades mais produtivas, muitas questões agronômicas são discutidas, e, sem dúvida, o bom manejo agronômico é um fator crucial para tal aumento. Porém, não obstante os esforços, invariavelmente, todo ano há frustração com a produtividade: ora é a seca (o fator mais prevalente), ora é uma doença ou praga, ora o clima de modo geral, ora o florescimento (que é função do clima), etc.

E a produtividade média do País está estagnada há mais de duas décadas, ainda que haja produtores com médias bastante altas. Uma alternativa para melhorar a produtividade seria dar ênfase à produção de fibra, ao contrário da sacarose. Isso soa como sacrilégio, pois, milenarmente, se buscou na cana-de-açúcar, como o próprio nome diz, o açúcar.

Porém chega um momento em que se há de analisar a situação e se quebrar um paradigma. Isso é inovação. Obviamente que a inovação tem de trazer benefício. Muitas vezes, se tem percalços na implantação da inovação.

Mas se ela se mostrar apropriada, acaba prevalecendo. Produzir uma cana com mais fibra obviamente que requer uma adaptação industrial na sua moagem. Porém, se a inovação traz vantagem na empresa como um todo, a adaptação há que ser perseguida.

A vantagem vem daquela produtividade no campo antes mencionada. Além de produzir mais biomassa seca por área, a cana-energia (assim é chamada essa cana com mais fibra), produz maior número de socas. Isso é muito significativo para a rentabilidade agronômica.

Como dito anteriormente, a cana-energia é aquela que produz mais fibra do que a cana convencional. Uma pequena explicação, para melhor entendimento. A planta de cana, ao realizar a fotossíntese, absorve o CO2 do ar e, reagindo ele com o oxigênio e a água, sintetiza carboidrato. Esse é armazenado como sacarose, porém, simultaneamente, também como fibra (celulose, hemicelulose e lignina), essencial para estruturar a planta.

E esse trabalho é feito como numa gangorra: um balanço entre sacarose de um lado e fibra de outro. Aumentado se a sacarose diminui a fibra e vice-versa. Para satisfazer suas necessidades, o homem selecionou tipos em que a sacarose estivesse no alto e a fibra no baixo (10%).

A cana-energia, então, é uma planta em que se altera essa posição, aumentando a fibra e diminuindo a sacarose. Esse tipo, entretanto, seria o tipo extremo que se convencionou chamar de tipo 2, um tipo de muito alto teor de fibra, acima de 20%, e teor de sacarose baixíssimo, de 5%, ou menos.

Ocorre que a cana é uma planta de múltiplas possibilidades e, através do melhoramento genético, se podem produzir plantas que têm um teor intermediário de fibra entre aqueles extremos (10–20%), porém sem comprometer o teor de sacarose (chamado tipo 1), de forma que é uma matéria-prima que permite a produção de etanol, e até de açúcar, mas aumentando o volume de bagaço.

Ao contrário das primeiras canas-energia que surgiram no Brasil (tipo 2), esse de teor intermediário de fibra está agora sendo estudado e poderá ser brevemente apresentado às usinas. Espera-se que essa nova cana-energia possa contribuir para a maior produção de bioeletricidade e de etanol 2G, colaborando, assim, para o País na sua meta de redução dos gases de efeito estufa compromissado com a Convenção do Clima. n

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Índice

cientistas e especialistas

geração de energia a partir de biogás O mundo se uniu para combater os evidentes e atuais perigos das mudanças climáticas e do aquecimento global. Conforme estabelecido na COP21 — também conhecida como Acordo de Paris —, os países estabeleceram contribuições nacionalmente determinadas (NDCs) para reduzirem drasticamente as emissões de gases com efeito de estufa, eliminar progressivamente os combustíveis fósseis e avançar para a energia renovável.

O Brasil está contribuindo para esse esforço global com planos para suas metas ambientais mais ambiciosas até o momento, comprometendo-se a atingir a neutralidade de emissões até 2050. Um fator importante para alcançar a neutralidade de carbono no Brasil reside na indústria energética.

O Brasil, um país rico em recursos, terá que concentrar esforços na eliminação progressiva da energia proveniente de combustíveis fósseis e, ao mesmo tempo, acelerar o desenvolvimento e a implantação de energias renováveis. Felizmente, o Brasil não é um país que desconhece as energias renováveis, pois, atualmente, é o terceiro país líder mundial em capacidade de energia renovável instalada.

Embora a energia hidrelétrica represente a maior parte da capacidade de energia renovável do Brasil, o biogás proveniente de resíduos da cana-de-açúcar tem sido uma promissora fonte de combustível renovável, que poderá catapultar o Brasil para ser o país líder em capacidade de energia renovável instalada.

Aumentar o uso de biogás com tecnologia avançada de motores a gás pode desempenhar um papel importante ao permitir que empresas do ecossistema brasileiro percebam os benefícios econômicos e ecológicos máximos da redução de emissões. "

Monica Wajnsztajn Diretora Comercial para América Latina da INNIO

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Agora, mais do que nunca, o Brasil não só tem a oportunidade de alcançar seu objetivo de neutralidade de emissões em 2050, mas também tem a oportunidade de se tornar líder mundial na produção, exportação e uso de biogás renovável a partir do açúcar, através da aplicação de tecnologia e inovação em todo o seu sistema sucroenergético.

O biogás é, ao mesmo tempo, uma fonte de energia renovável e a melhor maneira de tratar resíduos orgânicos. É uma fonte de energia com múltiplos usos, que inclui a geração de energia e calor. O biogás é produzido a partir da decomposição anaeróbica da matéria orgânica, composta por aproximadamente 60% de metano e 40% de CO2.

Em todo o setor canavieiro, o biogás é produzido a partir de vinhaça, torta de filtro, palha e bagaço — resíduos da produção de cana-de-açúcar. Como o biogás é produzido a partir de resíduos, as emissões líquidas de CO2 são negativas ao considerar a abordagem de avaliação do ciclo de vida, e, efetivamente, os produtos energéticos de biogás estão removendo CO2 da atmosfera. Isso significa que o papel do biogás no futuro da neutralidade global de emissões é mais do que um caminho para reduzir os resíduos

Opiniões Países líderes em capacidade de energia renovável instalada PAISES LÍDERES EM ENERGIA RENOVÁVEL INSTALADA em todo o mundo em 2020 (em gigawatts) China

895

EUA

292

Brasil

150

Índia

134

Alemanha

132

Canadá

101

Japão

101

Itália

55

França

55 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1,000

Capacidade em gigawatts Fonte IRENA © Statista 2021

Capacidade em gigawatts

Informações adicionais: Em todo o mundo 2020

das atividades agrícolas e industriais, bem como os resíduos sólidos municipais: é uma fonte inestimável de geração de energia renovável. A produção de biogás pode desempenhar um papel importante na transição do consumo de combustíveis fósseis para a produção e o uso de energia mais limpa.

O Brasil é, historicamente, o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, bem como o maior exportador mundial de açúcar. A abundância de resíduos de cana-de-açúcar no Brasil, combinada com tecnologias avançadas e inovações, oferece enormes oportunidades para a indústria brasileira de geração de energia, tanto em nível nacional como internacional. Essas oportunidades podem servir como catalisadores que impulsionam o Brasil para a neutralidade climática e como líder mundial no setor sucroenergético. Isso pode ocorrer tanto em atividades industriais quanto agrícolas. Especificamente, isso pode ocorrer com a aplicação de tecnologias e inovações existentes na geração de energia a partir de biogás.

Tecnologia e Inovação na geração de energia a partir de biogás Atualmente, os motores a gás são usados em todo o mundo para gerar eletricidade. Eles são flexíveis em termos de combustível, podendo funcionar com vários gases, incluindo gases de processo, gases ricos em hidrogênio, gás natural, biometano, e, é claro, biogás. Isso é muito importante, visto que essa flexibilidade de combustível serve como um importante catalisador na ponte entre a intermitência da geração de energia solar e eólica, ajudando a garantir a estabilidade da rede. Os motores a gás são rápidos, fiáveis, modulares e despacháveis, tudo o que é necessário para a eletricidade produzida por energia solar e/ou eólica. Enquanto o mundo continua sua transição para as energias renováveis, a tecnologia de geração de energia a gás que apoia a transição para as energias renováveis deve ser preparada para o futuro, o que significa que a tecnologia deve funcionar com combustíveis disponíveis atualmente, bem Figura 1. Países líderes em energia renovável instalada

como com combustíveis que serão desenvolvidos em tempos futuros. Os motores a gás se tornaram uma tecnologia que pode operar em uma ampla gama de gases, especialmente a do biogás. Isso é importante, porque, embora a maioria do mundo entenda que o gás natural é uma ponte para a geração de energia renovável, o biogás é um combustível renovável que pode ser considerado para complementar continuamente a geração de energia solar e eólica. O biogás combinado com a tecnologia avançada de motores a gás será parte integrante de um futuro mais verde para o Brasil e o mundo. À medida que os países adotam cada vez mais a energia renovável para cumprir os compromissos individuais de alcançar a neutralidade de carbono, componentes de energia renovável, como o etanol e a energia renovável a partir de biogás ou biometano — todos derivados da cana-de-açúcar —, tornam-se mais atraentes. O Brasil se encontra em uma posição única de reunir o conhecimento de organizações governamentais, empresariais, educativas e não governamentais para concentrar recursos para promover a aplicação de tecnologia e inovação às atividades agrícolas e industriais. Esses centros podem levar ao aumento da produção de açúcar, etanol e energia renovável a partir de biogás ou biometano, bem como de entidades de distribuição de combustível capazes de produzir bilhões de litros por ano.

Benefícios dos motores a gás A diversificação das empresas em todas as atividades agrícolas e industriais pode levar à construção de instalações de geração de energia. Embora as emissões da geração de energia no Brasil tenham sido baixas devido à forte dependência da hidroeletricidade, a energia de origem fóssil tem crescido muito mais rapidamente, levando a uma forte tendência de aumento das emissões. Além do aumento das emissões que acompanham a geração de energia a partir de combustíveis fósseis, os custos para a construção de usinas de energia a partir de combustíveis fósseis são elevados devido à potência de transmissão sobre o vasto território brasileiro e a localização díspar dos clientes; o uso da tecnologia avançada de microrrede pode ajudar a otimizar os custos ; e

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cientistas e especialistas

Opiniões

PLANTA DE GERAÇÃO DISTRIBUIÍDA

Gás de exaustão Gasômetro Biogás Chama de gás

Consumidor de calor

Trocador de calor

Fertilizante bruto para uso agrícola Digestor

Biomassa

Poço primário

Higienização

a reduzir as emissões. Especificamente, os motores a gás que são alimentados com biogás ou biometano permitem a construção de usinas elétricas no ponto de uso ou próximo a ele, levando energia rápida e diretamente às populações que mais precisam de energia. Essas usinas elétricas serão capazes de operar com biogás ou biometano produzido com resíduos de cana-de-açúcar e funcionarão com alta eficiência de combustível e valor, utilizando o suprimento abundante de resíduos de cana-de-açúcar.

Será necessário energia adicional em todo o País. O crescimento da geração de energia no Brasil será contabilizado pela demanda de energia esperada para atingir 64,1 GW até 2026, sendo que 50% serão fornecidos por novas fontes renováveis, como biomassa, eólica e solar, todas elas podendo ser produtos de colaboração. O Brasil estabeleceu metas para aumentar a participação das energias renováveis na geração de energia, além da energia hidrelétrica, em 23% até 2030.

Atualmente, as fontes de energias renováveis, como biomassa, solar e eólica, representam, em conjunto, menos de 10% da eletricidade do Brasil. O Brasil instalou motores a gás em várias usinas, nomeadamente nas áreas de São Paulo, Rio de Janeiro e Paraná, para trabalhar

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Energia elétrica

no sentido de impulsionar a produção de biogás e energias renováveis em seu mix energético e focar em suas metas significativas de redução de gases de efeito estufa.

Além da tecnologia de microrrede, as colaborações podem levar a uma maior integração da inovação. O conhecimento especializado nas áreas de tecnologia de drones, inteligência artificial, robótica e fabricação em 3D são inovações que podem impulsionar exponencialmente o sistema sucroenergético do Brasil, apoiando a digitalização das atividades industriais e agrícolas. Além disso, a liderança do Brasil pode ajudar a fomentar o crescimento de pequenas empresas através da aplicação de incubadoras de startup e/ou pequenas empresas. Essa abordagem pode levar a um maior sucesso em todo o sistema sucroenergético e ao desenvolvimento econômico.

Aumentar o uso de biogás com tecnologia avançada de motores a gás pode desempenhar um papel importante ao permitir que empresas do ecossistema brasileiro percebam os benefícios econômicos e ecológicos máximos da redução de emissões. Com o atual ambiente energético, o Brasil está bem posicionado para atender às metas de redução de emissões que, em última análise, poderiam levar a um futuro energético mais verde para todos. n

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cientistas e especialistas

a tecnologia e a inovação

na prática

Quando falamos sobre a “tecnologia e inovação do sistema sucroenergético”, sabemos que estamos avançando em uma reta sem linha de chegada, ou seja, quanto mais evoluímos nas inovações, vemos o quanto ainda temos a desenvolver.

Em todas as atividades ligadas ao setor, os avanços são uma, e, nos últimos dez anos, muitas tecnologias e inovações foram introduzidas, com ou sem sucessos, e podemos afirmar que, na produção de cana, nos itens ligados à mecanização, temos uma linha divisória de tecnologia no sistema e podemos classificar em mecanização plena na cultura da cana-de-açúcar antes e depois da colheita mecanizada.

Considero, até então, que, na década passada, e até um pouco antes, a mecani-

Um item de altíssima importância e que não está em nossas mãos, mas temos que conhecê-lo cada vez mais para enfrentá-lo com inteligência, é o clima, e deste podemos destacar a água "

Luiz Carlos Dalben Presidente da Agrícola Rio Claro

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zação caminhava a passos curtos, e algumas práticas eram arcaicas, principalmente em colheita e plantio de cana-de-açúcar.

O setor agrícola sempre passou por avanços tecnológicos, mas a necessidade destes foram evidenciadas com a mecanização plena na cultura da cana-de-açúcar; podemos falar que a colheita e o plantio mecanizados trouxeram uma nova organização no campo de produção. Muitos são os itens inovados ligados à cultura da cana-de-açúcar, como o melhoramento varietal com variedades que têm melhor performance na colheita; a nutrição de plantas, o uso de micronutrientes e de agentes biológicos; o ressurgimento de mudas pré-brotadas com técnicas mais avançadas; a meiosi, o melhoramento em biotecnologia e os maturadores; os defensivos agrícolas com novas moléculas muito mais eficientes e seletivas; o uso de drones para monitorar e controlar pragas, doenças, infestação

Opiniões de ervas invasoras, falhas na brotação do canavial, entre outros; os fertilizantes que são de uma nova geração; o uso de softwares para controles e busca de resultados on-line, visando a decisões momentâneas; a transferência de dados na colheita via transponder e a rastreabilidade nas lavouras, que é condição básica; enfim, muitas são as inovações envolvendo área agronômica, TI e outras.

Na mecanização, os avanços vieram em máquinas, implementos e equipamentos: os tratores e as colhedoras, com muita tecnologia embarcada, como piloto automático e GPS; copiadores de solo para diminuir perdas e melhorar índices de impurezas, que passaram a ser tecnologias básicas na colheita; o uso de sensores em implementos, visando aperfeiçoar qualidade de trabalho e aplicação correta de insumos.

Os pulverizadores autopropelidos utilizados em operações de aplicação de defensivos agrícolas, cujas características principais são o alto rendimento operacional e a alta tecnologia em eletrônica de bordo para o preciso e total controle das aplicações, nos dão uma tranquilidade e certeza de resultados.

Observamos muitas mudanças nos sistemas de conservação de solo, com profundas alterações nos terraços, visando minimizar o efeito obstáculo destes; o preparo de solo, em muitos casos, passaram a ser localizados, economizando horas de máquinas nesta atividade e visando também a novos espaçamentos de linhas de cana.

A adequação da lavoura obrigou a mudanças nos layout dos talhões, visando a melhor performance no plantio e na colheita, minimizando manobras, tempos perdidos e redução em horas de máquinas em todas as operações mecanizadas durante o ciclo da lavoura; o uso

de mapeamento via satélite, com linhas definidas em plantio, colheita e tratos culturais, são uma obrigação, e o controle de frotas com softwares, atualmente essenciais para melhorias de rendimentos e minimização dos custos de mecanização e transportes de cana nas usinas e produtores.

Com a modernização dos tratores, das colhedoras e dos implementos, vem também o conforto e as facilidades operacionais, dando ao homem melhores condições de efetuar com qualidade e segurança suas tarefas.

A colhedora de cana de duas linhas independentes para espaçamentos de 1,50 m é, sem dúvida, uma promessa aguardada para melhorar condições de tráfego, rendimento operacional em toneladas de cana por hora, com redução nos custos operacionais.

Contudo, se olharmos o gráfico a seguir, veremos que as produtividades não acompanharam a introdução das novas tecnologias − posso dizer que alguns ingredientes no setor ainda não atingiram o grau necessário.

Será que podemos dizer que nosso profissional, seja ele operador ou gestor, não está devidamente capacitado para aproveitar ao máximo essas inovações? A gestão ou fatores externos também podem ter comprometido o resultado?

Sabemos que nenhuma tecnologia, seja ela qual for, atua sozinha na agricultura na busca de melhores resultados. O somatório e a interação delas sim, mas com a influência fator humano.

Um item de altíssima importância e que não está em nossas mãos, mas temos que conhecê-lo cada vez mais para enfrentá-lo com inteligência, é o clima, e deste podemos destacar a água como o insumo mais atuante na produtividade, como temos notado nos últimos três anos. n

MECANIZAÇÃO (%) X AÇÚCAR TOTAL RECUPERÁVEL (kg/tcana) NA REGIÃO CENTRO-SUL DO BRASIL Mecanização (%) 146

Mecanização (%)

90% 70%

145

141

140

139

141 141 138

50%

135

130

137

136

135

132

135

140 135

134 134 130

30% 10%

150

ATR (kg/tcana)

145

130

131

125 23

21

18

15

14

22

48

56

69

76

82

89

92

95

97

98

98

99

94

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

120

ATR (t/ha)

110%

57

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Índice

cientistas e especialistas

o setor sucroenergético na

emergente bioeconomia

Há uma transformação ocorrendo na sociedade que promete afetar as nossas vidas de maneira cada vez mais acelerada. Trata-se do uso crescente de inovações de base biológica no que se convencionou chamar bioeconomia. Essa reinvenção da economia tradicional ocorre principalmente como resposta à crise climática e ao amplo reconhecimento da urgente necessidade de se promover uma transição do atual modelo de desenvolvimento baseado no uso de matérias-primas fósseis e não renováveis. Inovações de base biológica são capazes de transformar positivamente o ambiente em que vivemos, além de terem potencial formidável para o desenvolvimento social e econômico.

O avanço da bioeconomia tem especial significado para o Brasil, pois abre novas oportunidades para que o País explore vantagens competitivas do seu pujante sistema agroindustrial – e mais: amplie o uso sustentável da sua rica biodiversidade. Por isso o Brasil poderá ganhar crescente destaque em importantes cadeias de valor da bioeconomia, principalmente aquelas relacionadas à agricultura e à manufatura de alimentos e bebidas, além das cadeias de biocombustíveis e compostos químicos de origem renovável, todas com excelentes perspectivas de rápida transição a modelos sustentáveis.

Três grandes focos da transição bioeconômica em curso têm importância destacada para o Brasil: a descarbonização dos sistemas de produção agropecuária, a substituição dos combustíveis fósseis por combustíveis de origem renovável e a substituição de produtos químicos e materiais não renováveis por bioprodutos. Tais avanços são essenciais para habilitar o País a endereçar frontalmente os riscos decorrentes da crise climática, que ganham cada vez mais destaque na agenda global. E à medida que a infraestrutura de pesquisa e inovação, o ambiente regulatório e os investimentos privados sejam estimulados, o País tenderá a galgar posição de grande destaque na agenda global pela descarbonização.

A agricultura brasileira já vem se destacando na resposta a essa realidade, com arranjos produtivos diversificados, de baixa emissão de carbono, capazes de economizar recursos naturais valiosos.

O investimento em um modelo de agricultura baseado em ciência nos permitiu elevar substancialmente a produtividade das lavouras, com expressiva redução na demanda por terras, enquanto o País alcançava a sua segurança alimentar e se projetava como grande exportador de alimentos.

O avanço da bioeconomia tem especial significado para o Brasil, pois abre novas oportunidades para que o País explore vantagens competitivas do seu pujante sistema agroindustrial "

Alexandre Alonso Alves e Mauricio Antônio Lopes Chefe-geral da Embrapa Agroenergia e o Pesquisador e ex-presidente da Embrapa, respectivamente

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Opiniões O País tem também uma história de excelência na produção e no uso de biocombustíveis e, mais recentemente, na produção de químicos verdes. Tal posição de destaque somente foi possível graças a massivos investimentos em pesquisa e desenvolvimento, em especial em áreas como biotecnologia e no que vem se convencionando chamar de bioinovação – vertente baseada no emprego/desenvolvimento de processos e produtos que utilizam organismos vivos, modificados ou não, e seus derivados, em atividades de interesse econômico. Assim, a agricultura, que, em passado recente, deu grandes saltos através do melhoramento genético, de sementes e mudas de qualidade e construção da fertilidade dos solos, ganha novo ímpeto através da biotecnologia e da bioinovação.

Tome-se, por exemplo, o setor sucroenergético do País, talvez um dos principais exemplos de biorrefinaria que temos atualmente. As agroindústrias de cana produzem, concomitantemente, alimentos (açúcar), biocombustíveis (etanol de primeira e segunda geração, biogás), bioenergia (bioeletricidade), além de matéria-prima para a produção de químicos-verdes drop-in. Isso foi possível graças à biotecnologia embarcada nos materiais genéticos adaptados às diferentes regiões de cultivo, às tecnologias embarcadas nos sistemas de plantio, esquemas de fertilização, métodos de controle de pragas e doenças, colheita etc. Assim como no campo, nas indústrias, há também um número abundante de tecnologias em uso, desde os processos fermentativos e insumos industriais utilizados na produção do bioetanol até os processos químicos empregados na produção de químicos verdes drop-in como o polietileno e o EVA verdes. O desenvolvimento tecnológico, tanto agrícola quanto industrial, foi um dos principais fatores que posicionaram o setor sucroenergético numa posição de vanguarda, permitindo ao País alcançar uma posição de destaque na agenda bioeconômica global.

E as perspectivas para o futuro são igualmente auspiciosas, considerando o desenvolvimento tecnológico em áreas como a biotecnologia vegetal – incluindo, aqui, a revolucionária técnica de edição gênica reconhecida com o Prêmio Nobel de Química em 2020, a biotecnologia industrial, química de renováveis, dentre outras. Inovações nessas frentes permitirão que sigamos produzindo novas variedades cada vez mais produtivas, com características que fortaleçam a produtividade e a sustentabilidade da produção agrícola, com produção aprimorada de biocombustíveis e mais bioprodutos a partir da biomassa vegetal.

No setor sucroenergético, players importantes da ciência e da tecnologia nacional, como a Embrapa Agroenergia e o Centro de Tecnologia Canavieira (CTC), vêm trabalhando, por exemplo, no desenvolvimento de novas variedades, convencionais, geneticamente modificadas ou editadas, com maior teor de açúcar, maior digestibilidade da parede celular (melhorando a liberação de açúcares para produção de etanol 2G), além de tolerância a pragas importantes da cultura, como a broca e o bicudo. Estão sendo desenvolvidas também variedades mais tolerantes a vários estresses abióticos, como toxidez de alumínio (problema recorrente em vários solos nacionais), seca e herbicidas, que permitirão uma ampla expansão nas áreas de plantio da cultura.

A Embrapa Agroenergia vem validando também uma estratégia conhecida como seleção genômica ampla, que faz uso de milhares de marcadores moleculares do tipo SNP (Single Nucleotide Polymorphism), a fim de permitir uma redução expressiva (40-60%) no ciclo de melhoramento da cana, que é tradicionalmente longo e complexo. Com isso, será possível se anteciparem ganhos e se desenvolverem materiais genéticos melhorados de forma muito mais dinâmica, propiciando aos nossos produtores e indústrias variedades mais produtivas, com características cada vez mais desejáveis e alinhadas às demandas da bioeconomia.

Atentos ao potencial da biotecnologia industrial para a produção de biocombustíveis de segunda geração, a Embrapa Agroenergia e o CTC investem também no desenvolvimento de tecnologias enzimáticas para desconstrução da biomassa lignocelulósica, que ampliam a possibilidade de se expandir a produção de etanol.

Igual investimento na área de química de renováveis permitirá também que, em um futuro próximo, a indústria química possa ser descarbonizada a partir da biomassa. Uma usina que, hoje, produz açúcar, etanol, bioeletricidade e biogás a partir de cana-de-açúcar poderá, com a tecnologia adequada, produzir praticamente qualquer tipo de molécula e/ou produtos que, hoje, são produzidos usando matérias-primas não renováveis, em especial o petróleo.

Como se vê, o Brasil tem experiência, capacidade e diversidade biológica inigualáveis para se destacar na nascente bioeconomia.

Com mais investimento em pesquisa e inovação e no fortalecimento do ambiente regulatório e dos investimentos privados, o País poderá alcançar papel de grande destaque na busca por uma economia global descarbonizada e sustentável. n

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cientistas e especialistas

enfrentando a complexidade O relatório especial 1,5 oC do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC), considerou BECCS (Bionergy with Carbon Capture Systems) ou Bioenergia associada a Sistemas de Captura de carbono, como uma das mais promissoras tecnologias para enfrentar o aumento de temperatura no planeta. Por vários motivos, o Brasil é um dos países do mundo com maior potencial para avançar nessa tecnologia. Porém não vai realizar esse potencial se não continuar investindo em pesquisa.

Para eliminar as emissões usando BECCS, é necessário acoplar a produção de biocombustíveis à captura do carbono, que é emitido na sua fabricação e no seu consumo. Uma proposta BECCS no Brasil deve incluir três elementos: 1) melhora da produtividade de cana, através do desenvolvimento de variedades cada vez mais produtivas e também do aperfeiçoamento da produção do bioetanol de segunda geração (2G); 2) desenvolver uma tecnologia que seja capaz de utilizar os átomos de hidrogênio das moléculas de etanol para produzir eletricidade e; 3) ser capaz de capturar e imobilizar o CO2 produzido nas dornas de fermentação durante a produção de etanol. Como veículos movidos a eletricidade oriunda do etanol ainda emitem CO2, é preciso acoplar BECCS às técnicas chamadas de CCU (do inglês, Carbon Capture and Usage). Portanto é uma missão complexa e de caráter interdisciplinar, sendo necessários cientistas de várias áreas para chegarmos à emissão zero ou mesmo negativa. Um dos centros de engenharia da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo e sediado na USP (o Research Center of Green House Gas Inovation – RCGI) está engajado no desenvolvimento de pesquisas para consolidar BECCS e CCU no Brasil.

Precisamos aumentar a produtividade da cana. Sem o controle da sua fisiologia no campo através da posse de um mapa genômico confiável e de técnicas precisas de edição gênica, chegar a emissões zero ou negativas será muito difícil. "

Marcos Silveira Buckeridge Diretor do Instituto de Biociências da USP-São Paulo

60

Para usar BECCS, um país tem que ter um sistema sólido de produção, distribuição e consumo de biocombustíveis, o que o Brasil tem de sobra.

O sistema de produção de bioetanol de cana-de-açúcar brasileiro é não só pioneiro no mundo, mas um dos mais eficientes, o que faz do bioetanol um combustível renovável e com produção cada vez mais sustentável.

Apesar de termos um setor produtivo da cana eficiente, ainda falta conhecimento que permita manipular seu genoma usando técnicas de edição genômica. Mesmo tendo um dos genomas mais complexos que existem, a genética clássica de cana, que consiste em cruzar plantas para produzir variedades cada vez melhores, deu conta de quase todo o melhoramento que temos hoje. Porém é um processo lento que apresenta a limitação de ser feito praticamente no escuro, pois não há um mapa genômico completo da cana. Na maioria das vezes, bons resultados aparecem sem que se saiba exatamente o que foi mudado no genoma. Modificações genéticas usando técnicas de biologia molecular têm obtido relativo sucesso, mas, apesar desses avanços, ainda carecemos de informações e técnicas que nos permitam fazer modificações precisas no genoma. Três frentes são fundamentais nesse caminho. A primeira é obter a sequência completa e exata do genoma da cana, e a segunda é compreender como as várias cópias dele interagem. Atualmente, há vários “rascunhos” do genoma da cana, mas falta muito para um mapa que permita modificá-lo com precisão. Paralelamente, a descoberta recente de uma técnica mais barata e simples de edição de genomas (chamada CRISPR – do inglês Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) parece muito promissora. Mas ainda temos muito a fazer para chegar a editar o genoma da cana.

Opiniões A terceira frente está interligada com as outras duas. Podemos defini-la através de uma pergunta: quando tivermos mapas genômicos precisos da cana e a capacidade de modificá-lo rápido e eficientemente, o que iremos modificar? Os caminhos mais lógicos envolvem abordar doenças que diminuem a produtividade, aumentar o teor de açúcares, amolecer as paredes celulares para produzir mais bioetanol 2G e, um dos principais, fazer a cana crescer mais rápido e produzir mais.

Isoladamente, cada um desses caminhos não é viável se não entendermos como a planta funciona de forma integrada.

O genoma tem o código para a construção das proteínas, mas o que acontece depois que elas são sintetizadas, até que a planta tome as suas próprias decisões no campo, envolve um processo de cognição fisiológica que é determinado por múltiplos fatores. Um ajuste para melhor resposta a uma doença, por exemplo, provavelmente envolverá todas as partes do metabolismo da planta, que consiste numa imensa rede de intercomunicação entre moléculas (açúcares, ácidos orgânicos, proteínas, hormônios, nutrientes inorgânicos), que só poderá ser compreendida através da abordagem da biologia de sistemas. Não existem balas de prata.

Respostas simples para alterações simples podem ocorrer, mas, na grande maioria dos casos, a modificação de genes importantes, como os fatores de transcrição, leva a múltiplos efeitos, cuja interação sistêmica ainda não compreendemos. Portanto reengenheirar um genoma de uma planta requer conhecê-la como um sistema complexo. Para se ter uma ideia dessa complexidade, no nosso laboratório (LAFIECO-USP), temos estudado o mecanismo sensor de açúcares, que é o que controla quanta sacarose vai ser armazenada entre 3 e 9 meses no campo. Só as vias desse sistema contêm mais de 400 genes.

PRINCIPAIS MEIOS E PRODUTOS

CANA MAIS PRODUTIVA BECCS

Ação hormonal, Sensores de Áçúcares e modificações Fisiológicas

Outra via importante é a da formação das paredes celulares que ajudam a melhorar a produção do bioetanol 2G. Nessa via, já descobrimos mais de 1.500 genes e ainda temos que entender como as proteínas interagem para montar a celulose, hemicelulose e lignina nas diferentes células. Esses são só dois exemplos, há inúmeros outros aos quais outros grupos de pesquisa se dedicam.

Obter o conhecimento necessário para controlar com precisão o comportamento da cana, inclusive pensando nas modificações climáticas que vêm por aí, será um desafio que só pode ser enfrentado por múltiplos times de pesquisa de alto nível. É o que vem acontecendo na última década e meia, com programas de pesquisa, como o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (INCT do Bioetanol), O Programa de Bioenergia da FAPESP (BIOEN), com diversos projetos temáticos já terminados e em andamento, o Centro de Tecnologia Canavieira (CTC), a Embrapa Agroenergia e o Laboratório Nacional de Bioenergia (LNBr) do Centro Nacional de Energia e Materiais (CNPEM).

Todas essas iniciativas fizeram com que o Brasil, na última década, passasse a dominar o cenário da ciência da cana no mundo. Na história da cana como fonte de açúcar e biocombustíveis, o Brasil avançou de forma espetacular nas últimas décadas e se tornou o principal hub de pesquisa em cana no mundo. Mas a nossa missão está longe de ser terminada. Precisamos aumentar a produtividade da cana. Sem o controle da sua fisiologia no campo através da posse de um mapa genômico confiável e de técnicas precisas de edição gênica, chegar a emissões zero ou negativas será muito difícil. A pesquisa sobre a cana precisa continuar e tem que ser cada vez mais integrada ao setor produtivo. n

EMISSÕES ZERADAS OU NEGATIVAS

Banco de dados do Genoma

Banco de dados de Transcriptomas

Modificação do comportamento fisiológico usando edição de genoma

Mapeamento Sistêmico da cana-de-açúcar Novo Genoma de cana-deaçúcar + Plataforma de Transcrição

Transformação de cana usando genes candidatos

Edição de genoma usando CRISPR/Cas9

Melhores respostas aos estresses (seca, temperatura e CO2)

Crescimento mais rápido com e maior teor de açúcares

Paredes celulares melhor adaptadas ao etanol de segunda geração

Visão geral das estratégias para o melhoramento ainda maior da cana-de-açúcar como base para o uso de BECCS até chegar a emissões zero ou negativas. Um aumento de produtividade levaria a menor impacto do uso da terra, o que tem potencial de mitigar parte considerável das emissões de carbono pelo sistema sucroenergético brasileiro.

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Q

Índice

cientistas e especialistas

o mercado da biomassa lignocelulósica Nas últimas décadas, muito se tem discutido sobre a utilização sustentável da biodiversidade. Os indicadores sobre as alterações pelas quais a Terra está passando não são os melhores. O último relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças do Clima (IPCC), divulgado em agosto, demonstra claramente os efeitos catastróficos do aquecimento global em todas as regiões, devido às altas taxas de liberação dos gases de efeito estufa para o meio ambiente por causas antrópicas. O aumento da produção de dióxido de carbono deve-se, em sua maioria, à exploração desenfreada de combustíveis fósseis, níveis que, se não controlados, colocam o aquecimento global do planeta muito perto do limite máximo de 1,5 °C estabelecido no Acordo de Paris, discutido na COP21 (Conferência das Nações Unidas sobre as Mudanças Climáticas de 2015), do qual o Brasil faz parte.

Diante desse cenário, o Brasil vem angariando esforços para mitigar os efeitos deletérios da exploração da biodiversidade. Em 2017, tivemos a criação da nova Política Nacional de Biocombustíveis (RenovaBio), instituída pela Lei 13.576, cujo objetivo maior é o aumento da participação dos biocombustíveis na matriz energética brasileira, levando à descarbonização dos transportes, contribuindo para a minimização dos impactos das emissões dos gases do efeito estufa, fazendo com que o Brasil caminhe lado a lado com os 17 objetivos de desenvolvimento sustentável.

Dentre eles, a energia limpa e acessível, propostos pela Organização das Nações Unidas (ONU), para que se alcancem até 2030, além do cumprimento do Acordo de Paris.

Baseado nessas prerrogativas é que o mercado da biomassa lignocelulósica surge como uma rica alternativa renovável na substituição dos combustíveis fósseis. Matéria-prima vasta, que abarca desde plantas altamente energéticas até os resíduos industriais descartados, que, até então, possuíam pouca utilidade. Dotada de uma alta complexidade molecular, a conversão de biomassa em biocombustíveis não é simples, mas exige bioquímica complexa, com o envolvimento de uma das principais biomoléculas existentes, as Enzimas. Etapa considerada pelas indústrias como um dos principais gargalos desse bioprocesso. É a biomassa lignocelulósica sendo convertida no ouro das próximas gerações, a energia verde.

As enzimas têm sido utilizadas em processos fermentativos desde épocas mais remotas. Majoritariamente, as de aplicação industrial são produzidas por microrganismos, como bactérias e fungos, sendo que esses últimos destacam-se por sua capacidade de secretar proteínas (enzimas) para o meio em que estão sobrevivendo, ao contrário da maioria dos outros organismos, que mantêm os seus compostos metabólicos dentro das células.

Mediante a sua grande capacidade de catálise e seletividade, a aplicação de enzimas vem expandindo, abrangendo

Dados do mercado global estimam que, até 2024, as enzimas vão movimentar US$ 10.519 milhões, com taxa de crescimento anual de 5,7% para o período de 2018 a 2024 "

Rosymar Coutinho de Lucas e Maria de Lourdes T. M. Polizeli Respectivamente, Professora do Instituto de Ciências Biológicas da UF-Juiz de Fora e a Coordenadora Geral do Laboratório de Microbiologia e Biologia celular da USP-RP

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Opiniões outros setores industriais, como aqueles voltados para panificação, laticínios, curtumes, biopolímeros, detergentes, indústrias de bebidas, têxtil, papeleira, branqueamento da polpa de celulose, cosméticos, farmacêuticas, alimentação de animais monogástricos e ruminantes, síntese orgânica, reciclagem de resíduos, entre outros. Dados do mercado global estimam que, até 2024, as enzimas vão movimentar US$ 10.519 milhões, com taxa de crescimento anual (Compound Annual Growth Rate, CAGR) de 5,7% para o período de 2018 a 2024. Assim, a busca por catalisadores orgânicos mais eficientes para bioprocessos específicos é um mercado cada vez mais promissor. É dessa maneira visionária que o Laboratório de Microbiologia e Biologia Celular (LMBC) do Departamento de Biologia da USP-Ribeirão Preto vem desenvolvendo projetos na interface da pesquisa básica e aplicada. O LMBC vem atuando no contexto de prospectar, a partir da natureza, novas linhagens fúngicas, com capacidade de produção de enzimas com características propícias a múltiplos usos industriais. São investigadas propriedades como resistência às altas temperaturas, pH, solventes, íons metálicos, inibidores, ou outras condições que podem afetar a estabilidade, níveis enzimáticos e a utilização em escala industrial.

Seguindo essa temática, nossa equipe vem atuando intensivamente, utilizando-se de metodologias inovadoras, envolvendo biologia molecular, bioquímica e microbiologia. Atuam no desenvolvimento de plataformas microbianas para a produção de consórcios enzimáticos em sistemas de bancada laboratorial ou escalonada, com foco em múltiplas aplicações voltadas para bioenergia, como bioetanol, biodiesel, gás hidrogênio e metano.

Esses longos anos de esforços no desenvolvimento de novas tecnologias renderam ao LMBC a descoberta de uma gama de novas enzimas com potencial industrial, centenas de publicações em periódicos indexados e de circulação internacional, divulgação em eventos científicos, colaborações internacionais, formação de recursos humanos, patentes e parcerias com empresas, lembrando que foram frutos de um maciço financiamento por parte dos órgãos de fomento estaduais e federal, além do setor privado. Por outro lado, nos últimos anos, esse laboratório, bem como a maioria da ciência do Brasil, vem enfrentando uma realidade de escassez de investimento em pessoal qualificado, na manutenção do espaço físico e equipamentos, na compra de reagentes, o que pode comprometer a manutenção da excelência desse precioso trabalho. É consenso, ainda, que existe também uma grande lacuna que separa o meio acadêmico do mercado corporativo. A aprovação de projetos em parceria entre empresas/universidades e o depósito de patentes é cercada de entraves burocráticos, que dificultam e atrasam todos os trâmites para a liberação de um produto final, prejudicando a inserção das universidades nesse mercado tão competitivo da ciência aplicada.

O LMBC sabe do seu papel no desenvolvimento da ciência brasileira e tem a certeza de que a tecnologia que desenvolve pode produzir muito mais do que biocombustíveis por intermédio de suas enzimas de alta eficiência: promover políticas de desenvolvimento sustentável com o aproveitamento de resíduos industriais (reciclagem do lixo industrial e urbano), a diminuição da emissão de gases do efeito estufa, a minimização dos impactos das mudanças climáticas e a promoção de uma melhor qualidade de vida para todas as espécies do planeta Terra. n

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Q

Índice

cientistas e especialistas

a evolução da

civilis officinarum

Ao analisarmos a história da humanidade, não é difícil concluirmos que as civilizações mais evoluídas conseguiam se desenvolver de forma mais rápida diante de novas adversidades. Qual é a analogia desse comportamento com o setor sucroenergético nacional?

Para simplificar o raciocínio, vamos destacar as operações de colheita – Corte, Transbordamento e Transporte, CTT – por se tratar de um dos maiores, senão o maior, custos operacionais da cadeia.

Só para se ter uma ideia da importância dessa operação, até o final desta safra, ela deve representar desembolso próximo de R$ 20 bilhões nas unidades processadoras de cana-de-açúcar no Brasil.

Trata-se de uma atividade que, além da representatividade, passou por evolução importante nos últimos anos, com destaque para o avanço rápido e expressivo da mecanização. A eliminação da queima da palha e o fim do corte manual deram lugar a práticas mais sustentáveis e enfatizaram a importância do desenvolvimento de tecnologias que permitissem redução de custos e assegurassem a qualidade desejada das operações.

De fato, a mudança no sistema de colheita exigiu o emprego de novas soluções e tecnologias, que incluíram variedades mais adaptadas à mecanização, sistemas georreferenciados para os apontamentos, análise de imagens, piloto automático, entre outros. A adoção dessas tecnologias também garantiu a geração de informações e dados inéditos sobre cada etapa do processo, ampliando o desafio dos atuais gestores na definição das estratégias mais assertivas.

Essa evolução como resposta às adversidades encontradas remonta à afirmação inicial sobre o progresso da civilização. À vista disso, também podemos voltar a nossa analogia e identificar diversos capítulos da história que retratam a importância dos erros no estímulo à melhor aplicação do potencial tecnológico disponível e ao surgimento de inovações.

No setor sucroenergético, pesquisadores e profissionais da linha de frente, consultores, gestores ou figuras conhe-

os avanços ambientais e operacionais observados na colheita da cana-de-açúcar podem ser ampliados em um novo ciclo de evolução trazido pela transformação digital e pela nova era dos dados"

Rene Schmidt Diretor Executivo na Agro Efficiency Coautor: Luciano Rodrigues, Professor de métodos quantitativos no Programa de Mestrado Profissional em Agronegócio na FGV/EESP

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Opiniões cidas no universo da cana-de-açúcar indicam que muitas empresas ainda estruturam suas atividades respaldadas em processos intuitivos ou em repetição do passado.

Esse tipo de estratégia, na maior parte das vezes, se reverte em elevado risco de desvios do planejamento e em resultados aquém do potencial de criação de valor para empresa. São equívocos que podem percorrer anos sem serem identificados, gerando desembolsos de amplas proporções.

Esses especialistas também relatam a falta de comunicação entre as diversas áreas das organizações, o que dificulta a construção de um plano que integre todos os processos. Em muitos casos, a melhor decisão para a área comercial, por exemplo, não é a opção ideal para as operações logística, agrícola ou industrial, afastando a empresa do melhor resultado econômico pela ausência de uma visão holística.

No caso da colheita mecanizada, observamos um elevado número de variáveis envolvidas no processo, as quais incorporam, por exemplo, elementos operacionais, a disponibilidade de maquinário, aspectos biológicos da cultura, características edafoclimáticas da região, entre outros. A essas variáveis, se somam as particularidades de cada empresa, fatores de difícil previsão (vide as atuais ondas de geada deste ano) e uma interação complexa entre todos esses elementos, inviabilizando um planejamento adequado sem o uso de informações e ferramentas para a quantificação de riscos de desvio.

Felizmente, temos visto ferramentas em desenvolvimento ou já disponíveis no mercado com o uso de modelos e análises quantitativas a partir Colheita manual versus colheita mecanizada, em comparação ao total de moagem de cana-de-açúcar no Brasil dos últimos 14 anos.

MOAGEM DE CANA-DE-AÇÚCAR NO BRASIL 700

500

COLHEITA MANUAL

COLHEITA MECANIZADA

400 300 200 100

SAFRA

2020/21

2019/20

2018/19

2017/18

2016/17

2015/16

2014/15

2013/14

2012/13

2011/12

2010/11

2009/10

2008/09

0 2007/08

TONELADAS (x106)

600

de diferentes fontes de dados e abordagens distintas. São apostas baseadas em inovações recentes que unem diversas áreas do conhecimento para identificar a melhor estratégia sobre diferentes perspectivas, como a ambiental, a operacional, a econômico-financeira e a tributária, por exemplo.

A digitalização e a conversão de dados em decisões assertivas trazem oportunidades para as operações envolvidas na colheita da cana-de-açúcar, pois têm potencial de promover significativos ganhos de rendimento dos equipamentos, vantagens econômicas, redução nos custos operacionais e menor intensidade de carbono dos produtos.

Em estudo recente publicado no mestrado em agronegócio da Escola de Economia de São Paulo da Fundação Getúlio Vargas (FGV/EESP), identificamos ganhos de eficiência e redução de custos de até 25% nos equipamentos de colheita a partir do uso de modelos de otimização combinados com ferramentas de simulação. Esse tipo de abordagem permite quantificar as variações no rendimento da colheita para diferentes níveis de risco de falta de matéria-prima na indústria. Trata-se apenas de um exemplo do potencial de ferramentas desse tipo.

Obviamente, a incorporação dessas tecnologias também traz desafios, pois, em muitas situações, é preciso mudança no estilo de gestão, alterações no fluxo de informações nas diferentes áreas da organização e, especialmente, a transformação da análise em decisões com impacto relevante para o negócio.

Nos próximos anos, os avanços ambientais e operacionais observados na colheita da cana-de-açúcar podem ser ampliados em um novo ciclo de evolução trazido pela transformação digital e pela nova era dos dados, incluindo o uso de sistemas automatizados, blockchain, modelos de análise e inteligência artificial, Big Data e o aprendizado contínuo de um setor acostumado a se reinventar na busca pela maior geração de valor. n

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ano 18 • número 69 • Divisão C • Ago-Out 2021

a tecnologia e a inovação do sistema sucroenergético

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