Sementes mais produtivas

Ressonância magnética mede teor e qualidade de oleaginosas para produção de biodiesel

Uma nova tecnologia desenvolvida nos laboratórios da Embrapa
Instrumentação Agropecuária, em São Carlos, no interior paulista,
deverá fortalecer a posição do Brasil na produção mundial de
biocombustíveis. Pesquisadores da entidade criaram um aparelho de
ressonância magnética nuclear para medidas ultra-rápidas da quantidade
e da qualidade de óleos vegetais presentes em sementes de soja, mamona,
dendê, girassol, amendoim e algodão, entre outras oleaginosas, plantas
que têm sido usadas ou são candidatas para a fabricação de biodiesel. O
equipamento tem potencial para analisar o teor de óleo em mais de 10
mil sementes por hora, enquanto os métodos químicos convencionais mais
rápidos existentes no mercado realizam apenas 60 análises no mesmo
período de tempo. A medida da qualidade do óleo é de 300 amostras por
hora, mas, mesmo assim, ainda é dezenas de vezes mais rápida do que as
técnicas disponíveis atualmente.

A velocidade na realização das
análises é importante porque permite selecionar com mais agilidade
variedades de plantas comerciais e silvestres, como o pinhão-manso, a
macaúba, o pequi e o tucumã, outras candidatas ao biodiesel, com alta
produtividade e, assim, acelerar os programas de melhoramento genético
das cultivares envolvidas na produção de biocombustíveis. “Para que os
programas de seleção de novas plantas sejam rápidos, são necessárias
dezenas de milhares de análises de teor de óleo de sementes por ano. E
os métodos de análise de óleo hoje não atendem a esse requisito”,
explica o bioquímico Luiz Alberto Colnago, que coordenou as pesquisas.
Segundo o pesquisador da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
(Embrapa), embora o Brasil, por seu pioneirismo, esteja numa posição
relativamente confortável no mercado mundial de biocombustíveis, é
preciso aumentar a produtividade das lavouras destinadas à produção de
biodiesel para que a demanda futura seja suprida sem risco de provocar
escassez do produto. “Hoje, somente o dendê tem alta produtividade, de
cerca de 5 toneladas por hectare por ano. A soja e a maioria das outras
culturas comerciais estão em torno de 1 tonelada por hectare por ano.
Isso significa que a energia produzida é apenas pouco maior que a
energia gasta para sua produção”, diz ele.

Além da rapidez, a nova técnica de ressonância magnética apresenta
outra importante vantagem. Ao contrário dos métodos tradicionais, em
que é necessário secar e moer as sementes a serem analisadas,
provocando sua destruição, a tecnologia de ressonância magnética mantém
a amostra intacta. “Com a nossa técnica, a mesma semente analisada pode
ser em seguida plantada”, diz o pesquisador da Embrapa. Nas técnicas
convencionais, a extração do óleo emprega um solvente derivado de
petróleo, que agride o ambiente. Por esse método, é preciso extrair o
óleo por 24 horas, fazer a evaporação do solvente e, em seguida, pesar
quanto líquido foi extraído. “Esse método gera resíduos químicos que
precisam ser tratados.”

O
equipamento criado na Embrapa Instrumentação Agropecuária funciona de
forma semelhante a um aparelho de ressonância magnética nuclear usado
para fins médicos em clínicas e hospitais do país. As sementes são
colocadas de forma seqüencial, uma atrás da outra, em uma esteira que
passa por dentro de um imã, cuja função é magnetizar a amostra. Junto
do imã existe um pequeno sensor. Quando a semente chega ao sensor, ela
é excitada com ondas de rádio numa freqüência fixa de 85 megahertz
durante apenas 10 microssegundos.

“Ao final da irradiação, a
semente passa a emitir de volta um sinal na mesma freqüência. A
intensidade desse sinal é proporcional ao teor de óleo presente nela.
Quanto mais forte, mais óleo possui a semente”, explica Colnago. Já a
medida da qualidade é dada pelo tempo que o sinal refletido pela
semente leva para desaparecer. Quanto mais rápido o sinal sumir, maior
será a viscosidade do óleo. A viscosidade é um dos parâmetros de
qualidade de óleos vegetais e está diretamente associada à composição
química e ao seu número de cetano. Esse número, por sua vez, é um
indicador de qualidade de ignição do diesel, similar ao octano para
motores a gasolina. Para Colnago, melhorar a qualidade dos óleos
vegetais produzidos no país é fundamental porque alguns ainda não
atendem às especificações das normas internacionais. “Os óleos de soja,
girassol e algodão, dentre outros, têm alta concentração de ácidos
graxos poliinsaturados, que são indesejáveis para uso como combustível,
pois têm baixa estabilidade química e baixo número de cetano”, diz o
pesquisador.

Módulos comerciais – O aparelho de ressonância
recebeu financiamento da FAPESP e da Financiadora de Estudos e Projetos
(Finep) e contou também com a participação de pesquisadores do
Departamento de Física da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), do
Instituto de Química de São Carlos da Universidade de São Paulo (USP) e
da Embrapa Solos, do Rio de Janeiro. Colnago explica que o aparelho não
foi totalmente desenvolvido por sua equipe. “Fizemos a montagem com
módulos comerciais e construímos apenas as partes que não estão
disponíveis no mercado mundial. Usamos um imã de um tomógrafo de
ressonância magnética e a parte eletrônica de transmissor e receptor de
um aparelho convencional. Já os sistemas de movimentação das amostras –
as esteiras – e as bobinas onde são colocadas as amostras dentro do imã
foram construídos por nós”, diz Colnago.

“O mais importante
nesse trabalho foi o desenvolvimento das novas metodologias de análise
por ressonância magnética nuclear tanto para medida da quantidade
quanto da qualidade do óleo diretamente nas sementes. Esses
procedimentos rápidos é que são inéditos.” Essas metodologias começaram
a ser desenvolvidas em 1998 e foram tema de duas dissertações de
mestrado e duas teses de doutorado orientadas pelo próprio pesquisador
no Instituto de Química de São Carlos da USP. A pesquisa também rendeu
a publicação de artigos científicos nas revistas Analytical Chemistry e Analytica Chimica Acta, respectivamente, em fevereiro e julho deste ano.

Dentro
de seis meses a um ano, Colnago espera ter um protótipo do aparelho em
uma versão mais amigável e de menor custo. O aparelho atual poderia
custar US$ 500 mil porque utiliza um imã de tomógrafo que é muito
grande e caro. O bioquímico da Embrapa acredita que se ele for
substituído por um imã pequeno esse valor cairá cerca de 20 vezes e o
custo do aparelho deverá ficar na faixa dos US$ 70 mil – excluindo-se
os valores de impostos e margem de lucro do fabricante. A empresa Gil
Equipamentos Industriais, da cidade de Ribeirão Preto, que  adquiriu
outra tecnologia de ressonância magnética desenvolvida pelo grupo da
Embrapa há dez anos, já demonstrou interesse na produção comercial do
equipamento. “Embora deva entrar no mercado custando o dobro dos
métodos tradicionais, ele vai oferecer uma produtividade – número de
análises por tempo – muito maior. E esse será seu grande diferencial”,
conta Colnago.

Os Projetos

1. Desenvolvimento de instrumentação e aplicações de RMN na análise de alimentos
2. Desenvolvimento
de tecnologias ultra-rápidas de RMN para determinação da quantidade e
qualidade de óleos vegetais em sementes intactas

3. Avaliação on-line da qualidade de produtos agroindustriais por RMN

Modalidade
1 e 2. Linha Regular de Auxílio a Pesquisa
3. Rede Brasil de Tecnologia

Coordenador
Luiz Alberto Colnago – Embrapa

Investimento
1.  R$ 36.750,00 e US$ 33.000,00 (FAPESP)
2. R$ 115.500,00 (FAPESP)
3. R$ 270.000,00 (Finep)

http://revistapesquisa.fapesp.br/?art=3368&bd=1&pg=1&lg=

www.leonardodamasceno.com

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