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INVESTIGACIÓN EMPRESARIA

Más allá de los derivados del petróleo

La empresa Braskem expande sus mercados con un polímero fabricado a base de etanol e invierte en procesos biotecnológicos

De izquierda a derecha, Patrick Teyssonneyre, Marcelo Farah y Mauro  Oviedo, en la fábrica en Triunfo (Rio Grande do Sul)

ANDRÉ CAVALHEIRO De izquierda a derecha, Patrick Teyssonneyre, Marcelo Farah y Mauro Oviedo, en la fábrica en Triunfo (Rio Grande do Sul)ANDRÉ CAVALHEIRO

La petroquímica brasileña Braskem, sexta en el ranking mundial del sector, produce anualmente más de 16 millones de toneladas de intermediarios químicos y resinas termoplásticas, tales como polietileno, polipropileno y PVC, y lidera la producción del denominado polietileno verde, elaborado a base de etanol de caña de azúcar, como resultado de un trabajo de investigación y desarrollo tecnológico de sus investigadores en el área de polímeros. Hace tan sólo tres años ocupaba la 11ª posición. Esa rápida escalada se debe principalmente a las adquisiciones de la empresa brasileña Quattor y de la división de polipropileno de la petroquímica estadounidense Sunoco, de Filadelfia, en marzo de 2010, lo cual generó un espacio para el desarrollo fuera de Brasil, además de cuatro fábricas de polimerización pertenecientes a Dow Chemical, dos en Estados Unidos y dos en Alemania, durante el año pasado.

La inauguración de la fábrica de polímero de etanol de caña en septiembre de 2010, con una capacidad productiva de 200 mil toneladas anuales, en el polo petroquímico de Triunfo (Rio Grande do Sul), donde está ubicada la petroquímica, también contribuyó a ese resultado. La empresa representa por sí sola el 28% del mercado mundial de biopolímeros producidos durante 2010, que totalizó 724.500 toneladas, según European Bioplastics, la asociación europea que representa a los fabricantes, transformadores y usuarios de bioplásticos y polímeros biodegradables. Las proyecciones indican un mercado con impulso creciente. La asociación europea estima que en 2015 la producción alcanzará 1.700.000 de toneladas.

En Brasil, el polietileno verde lo utilizan, por ejemplo, Danone, para envases de yogur, Faber Castell, para paquetes de lápices y Natura, para sus productos de la línea erva-doce. Braskem comercializa el polímero en bruto a sus clientes, quienes se encargan de la transformación de la resina en envases para cosméticos, protectores solares, juguetes, bolsas para supermercado y otras aplicaciones. Fuera de Brasil, los acuerdos comerciales para el uso del polímero de caña se ha ampliado, tal como lo demuestra el convenio firmado a comienzos de junio con el grupo alemán Tecnaro, una empresa que desarrolló una especie de madera termoplástica denominada Arboform, para permitir otros usos para la resina.

La posibilidad de volcarse a la producción de un polímero verde por parte de la petroquímica, que tiene como principales accionistas al grupo Odebrecht y a Petrobras, surgió en 2004, pero recién en 2006, cuando la empresa contrató a una consultora externa para realizar un estudio del mercado global, el proyecto cobró forma. “Conversando con los clientes, notamos que la cuestión de la sostenibilidad estaba cobrando importancia en el mercado consumidor”, dice Patrick Teyssonneyre, director de innovación y tecnología para polímeros, de 35 años, quien trabaja hace 12 en Braskem. Para el trabajo de prospección, la empresa cuenta con un equipo de 70 personas, compuesto por los departamentos comercial, de marketing, de desarrollo de mercado y de ingeniería de aplicación, que siempre se desenvuelven en campo, consultando a clientes y consumidores finales al respecto de las necesidades y tendencias del sector.

068-071_Brasken_197Las mejores ideas se convierten en proyectos que pueden tener como objetivo desde un nuevo producto o tecnología hasta un nuevo servicio o aplicación para un producto ya existente. “Buscamos universidades en el mundo que sean las más destacadas en los temas en pauta en los proyectos y ofrecemos propuestas de trabajo conjunto”, dice Teyssonneyre, ingeniero de materiales egresado de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar). El primer contacto con Braskem ocurrió durante una pasantía realizada cuando estudiaba en la universidad. “Comencé como ingeniero de desarrollo de productos y luego me atrajeron los laboratorios”, comenta el director, quien realiza un MBA en gestión en la Fundación Getúlio Vargas.

Entre las instituciones colaboradoras de la empresa se encuentran la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), la Universidad Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS) y las universidades Clemson, Massachusetts y Stanford, de Estados Unidos. Con Stanford, por ejemplo, Braskem firmó un contrato para el desarrollo de una resina de polipropileno para el sector del fibrocemento, que obtuvo un excelente desempeño comparando con las alternativas existentes en el mercado. En mayo, la empresa depositó una patente de tecnología desarrollada y está previsto el lanzamiento comercial del producto para octubre de este año.

Braskem posee 35 plantas industriales distribuidas por Brasil, Estados Unidos y Alemania, y dos centros de investigación dedicados a petroquímicos, uno en Triunfo, con 180 investigadores, y otro en Pittsburgh, Pensilvania, Estados Unidos, con 40 investigadores. Además, dispone de un laboratorio de biotecnología y otro de fermentación, emplazados en el Laboratorio Nacional de Biociencias (LNBio), en Campinas, con 25 investigadores. Estos laboratorios operan en la investigación y el desarrollo de tecnologías renovables y también cuentan con un equipo de procesos renovables. Ingenieros químicos, de materiales, químicos y, más recientemente, biólogos, bioquímicos y bioinformáticos componen el plantel de investigadores. Alrededor de un 40% tienen licenciatura, maestría o doctorado, y el resto son técnicos de laboratorio. “Los tres laboratorios se complementan y operan en forma integrada”, dice Teyssonneyre. En 2011, Braskem invirtió 155 millones de reales en investigación y obtuvo ingresos netos por 33.200 millones de reales, un aumento de un 19% en relación con el año anterior.

Investigadores en el laboratorio de biotecnología instalado en el LNBio, en Campinas

LÉO RAMOS Investigadores en el laboratorio de biotecnología instalado en el LNBio, en CampinasLÉO RAMOS

“Una característica diferenciada de Braskem en el desarrollo de productos está dada por su cercanía con el cliente y distintos centros de investigación nacionales e internacionales, además de la excelencia de sus integrantes”, dice Mauro Alfredo Soto Oviedo, de 41 años, investigador del segmento de polímeros en Triunfo, graduado en bioquímica en la Universidad de Concepción, en Chile, máster en biotecnología industrial por la Universidad de São Paulo (USP) y doctor en química de la Unicamp, además de una pasantía en química en la Universidad Birmingham, de Inglaterra, donde estudió los mecanismos de degradación de los materiales poliméricos, y posdoctor en nanotecnología de polímeros, también en la Unicamp. Todos sus posgrados, incluso la pasantía en Inglaterra, fueron solventados por la FAPESP.

La política de la petroquímica consiste en garantizar que los recursos sean bien invertidos. “Sabemos que la innovación conlleva riesgos y no todos los proyectos serán exitosos, por eso intentamos identificar en las fases iniciales aquellos que no parecen prometedores”, dice Teyssonneyre. En cada etapa del proyecto se realiza un análisis detallado de riesgos, tanto técnicos como comerciales, para evaluar el grado de factibilidad. Oviedo, por ejemplo, fue invitado a trabajar en Braskem en junio de 2006 como integrante de un grupo creado para desarrollar investigaciones en el sector de nanotecnología para la clase de las poliolefinas, de la cual forman parte el polietileno y el polipropileno. “El desarrollo de la tecnología avanzó a escala piloto, pero el mercado para ese tipo de poliolefinas especiales no creció según lo previsto, por ello los recursos asignados a esa línea investigativa fueron redestinados para proyectos con mayor prioridad”, comenta Oviedo. Mientras se aguarda el momento preciso para producir esa tecnología, el grupo, que durante tres años estuvo involucrado con ese proyecto, fue reasignado en otras áreas. Ahora trabajo en el área de ciencia de polímeros”. El equipo cuenta con 18 investigadores, entre químicos, ingenieros, farmacéuticos y bioquímicos, todos con maestría o doctorado.

Marcelo Farah, con 37 años, graduado en ingeniería de materiales en la Universidad Estadual de Ponta Grossa (UEPG), de Paraná, con maestría y doctorado en ciencia e ingeniería de materiales por la UFSCar, también becado por la FAPESP, forma parte de ese grupo desde 2005. “Trabajamos con temas diferentes y un tiempo de respuesta rápida para atender necesidades y estrategias bastante distintas a las requeridas en la universidad”, dice Farah. Una de las tareas del grupo consiste en realizar el enlace con la academia. “Buscamos captar oportunidades de investigaciones, con resultados que nos interesen para incorporar la tecnología en nuestra labor diaria”.

Maria Carolina Grassi se dedica a la selección de microorganismos robustos y competitivos

LÉO RAMOS Maria Carolina Grassi se dedica a la selección de microorganismos robustos y competitivosLÉO RAMOS

Braskem no asigna un porcentaje fijo para investigación. El valor anual varía en función de los proyectos en curso. Para instaurar la fábrica de polietileno de etanol de caña de azúcar, por ejemplo, se destinaron 500 millones de reales. Aunque no sea biodegradable, dado que su estructura química es idéntica a la del plástico obtenido del petróleo, lo cual confiere a la resina las mismas propiedades físicas y mecánicas, el polímero verde atrajo el interés del mercado porque proviene de una fuente renovable.

Tecnologías renovables
La estructura para la investigación de tecnologías renovables, instalada en el LNBio desde septiembre de 2010, tuvo su origen en un convenio entre Braskem y el laboratorio de Genómica y Expresión de la Unicamp en 2007, por medio de un proyecto coordinado por el profesor Gonçalo Guimarães Pereira, quien contó con el apoyo de la FAPESP en la modalidad Programa Conjunto para la Innovación Tecnológica (Pite), titulado Rutas verdes para el propileno (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 177). Los seis alumnos de posgrado que inicialmente participaron en el proyecto fueron contratados por Braskem. “Mi doctorado en genética y biología molecular, que estoy por finalizar, lo comencé en la Unicamp, en el marco de ese proyecto”, comenta la investigadora Maria Carolina Grassi, de 27 años, graduada en biología en la misma universidad, y una de las contratadas.

“El equipo de procesos renovables evalúa todo lo que desarrollan a escala microscópica los investigadores en biotecnología, analizando y optimizando los principales aspectos de la transformación en escala industrial”, agrega Maria Ignes Broglio, de 47 años e ingeniera química graduada en la Unicamp, donde también hizo la maestría y coordina una de las líneas de investigación enfocadas en la catálisis. La tarea del equipo de Broglio, quien durante 20 años se desempeñó en la industria química de base y desde 2010 trabaja en Braskem, consiste en desarrollar un proceso innovador para la producción de monómeros que se utilizarán para la producción de plásticos verdes.

En el laboratorio de biotecnología se desarrollan vías metabólicas para la producción de compuestos químicos de interés. “Buscamos microorganismos robustos, con un alto rendimiento y elevada productividad del compuesto químico final, tal como sucede con los utilizados en la producción industrial de etanol y ácido láctico”, dice Grassi.

Broglio coordina una línea de investigación que tiene como objetivo obtener más rápidamente moléculas verdes mediante el uso de fuentes de carbono renovables y nuevos catalizadores (los responsables de la aceleración de los procesos químicos). Ella cita el ejemplo del alcohol de caña que fuera transformado en monómero verde mediante catálisis ácida. Con el empleo de este método, el catalizador ácido deshidrata al etanol, transformándolo en etano, un proceso de altísimo rendimiento. “La ventaja de este proceso reside en que no es necesario modificar nada en las instalaciones para la etapa posterior de polimerización de la molécula obtenida por catálisis”, añade. Para producir el polietileno verde, por ejemplo, Braskem invierte en la primera etapa, denominada reactiva, y en la purificación. Esta estrategia tiene como objetivo disponer de rutas alternativas para la producción de nuevas moléculas verdes destinadas al mercado, y así, ganar tiempo para la evolución de los microorganismos modificados biotecnológicamente.

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