GranbioPlanta de etanol celulósico de GranBio, en São Miguel dos Campos, Alagoas: la meta es producir 80 millones de litros por añoGranbio
La carrera para producir a precios competitivos etanol de segunda generación, un biocombustible extraído de la celulosa de residuos agrícolas tales como el bagazo de la caña de azúcar, la mazorca de maíz y la madera, augura multiplicar la oferta de energía renovable, pero todavía debe superar obstáculos tecnológicos. Un artículo publicado en la revista Scientometrics indica que la ciencia brasileña se encuentra en una situación de desventaja en esa carrera con relación a los países competidores. En ese trabajo, firmado por investigadores de la Universidad de Campinas (Unicamp) y de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) de la Universidad de São Paulo (USP), se mapearon artículos científicos publicados en el mundo durante 30 años sobre etanol de segunda generación. Y quedó demostrado que Brasil, aunque sea el segundo mayor productor de etanol de primera generación, obtenido a partir de la caña de azúcar, no exhibe esa misma prominencia en redes internacionales de colaboración científica abocadas a sortear cuellos de botellas inherentes a la producción de etanol de celulosa. Los sistemas de innovación de países tales como Estados Unidos, China y Alemania tienen una presencia más significativa en esas redes que Brasil, según la investigación.
“El conocimiento científico raramente se produce de manera aislada, y depende de colaboraciones entre diversas instituciones y países para avanzar”, dice el autor del artículo, el economista Luiz Gustavo Antonio de Souza, quien actualmente realiza una pasantía de posdoctorado en el Núcleo Interdisciplinario de Planificación Energética (Nipe) de la Unicamp. El paper es el resultado de su tesis doctoral en la Esalq, con dirección de la profesora Márcia Azanha. En el caso del etanol de segunda generación, el trabajo en red es relevante. “No hay una tecnología consagrada, sino paquetes de alternativas en estudio. La explotación de las oportunidades depende del trabajo conjunto de varios grupos”, afirma.
En el estudio se analizaron 6.053 artículos científicos de la base de datos Web of Science publicados hasta 2012. Todos estaban vinculados con palabras claves que remiten a campos de investigación del etanol de segunda generación, tales como “pretratamiento”, una operación destinada desmontar la estructura vegetal del material celulósico; o “hidrólisis enzimática”, una ruta de transformación de la celulosa en glucosa. El paso siguiente consistió en identificar en los artículos en colaboración cuáles eran los países, las instituciones y los investigadores que trabajaban juntos a menudo. Las redes se representaron en forma de ovillos, en los cuales los hilos que unen países o instituciones son más gruesos cuando la cooperación es más frecuente.
La base de datos Web of Science muestra que en el transcurso de 30 años, 103 países tomaron parte en la producción del conocimiento sobre etanol de segunda generación. Estados Unidos, con el 23% del total de papers, encabeza esa lista. Luego aparece China (un 9,8%) y Brasil (un 4,9%). En términos de colaboración, los estadounidenses dominan. Alemania, Francia, el Reino Unido y Suecia le siguen. China, Japón, la India y Brasil, si bien publican más que esos países europeos, están menos conectados. La investigación brasileña cobra relieve cuando el enfoque del análisis recae sobre las instituciones. La USP es la tercera institución en cuanto a fortaleza de las colaboraciones, detrás del Departamento de Agricultura de Estados Unidos y la Universidad de California.
Instituciones tales como la Unicamp y la Universidad Federal de São Carlos también aparecen en el gráfico de las instituciones. “Los esfuerzos de Brasil se concentran en pocas instituciones”, dice Luiz Gustavo. China tiene una cantidad de artículos similar a la de Brasil, y en la categoría de las instituciones aparece en una buena situación. “La estrategia de China apunta a acercarse a quienes tienen capacidad tecnológica, en este caso, Estados Unidos”, explica.
Iniciativas
El esfuerzo brasileño de investigación en etanol de segunda generación se distribuye por algunas iniciativas. Una de ellas, basada predominantemente en la investigación hecha en universidades, está vinculada al Programa FAPESP de Investigaciones en Bioenergía (Bioen), creado en 2008 para mejorar la productividad del etanol y avanzar en ciencia básica y en desarrollo tecnológico. Glaucia Souza, docente del Instituto de Química de la USP y una de las coordinadoras del Bioen, dice que la relevancia de la USP y del estado de São Paulo es fruto de la inversión reciente. “Como son muchos los proyectos temáticos en el ámbito del Bioen, es común que haya participación de grupos de otros países. Con el etanol de segunda generación esto también sucedió”, afirma la investigadora, en referencia al Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología (Inct) del Bioetanol. Coordinado por Marcos Buckeridge, docente de la USP, el Inct del Bioetanol mantiene colaboraciones con investigadores de Estados Unidos, Rusia y Holanda, entre otros. Souza también hace mención al Centro de Procesos Biológicos e Industriales para Biocombustibles (CeProBIO), que comprende la colaboración con la Unión Europea y está liderado por Igor Polikarpov, del Instituto de Física de São Carlos de la USP. En el campo de la aplicación tecnológica, el Laboratorio Nacional de Ciencia y Tecnología del Bioetanol (CTBE), en Campinas, montó una planta piloto de etanol de segunda generación destinada a evaluar tecnologías propuestas y comercializadas en el mundo.
En tanto, en la investigación empresarial, una iniciativa importante es el Plan de Apoyo a la Innovación Tecnológica Industrial de los Sectores Sucroenergético y Sucroquímico (Paiss), lanzado en 2011 por el Banco Nacional de Desarrollo Económico y Social (BNDES) y por la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep), que puso a disposición tres mil millones de reales para nuevas tecnologías de procesamiento de la biomasa de caña de azúcar. En la cartera de proyectos hay algunas plantas de demostración para la producción de etanol de segunda generación: la de la empresa GranBio, instalada en 2014 en São Miguel dos Campos, en Alagoas; la de Raízen, que empezó a producir en la central Costa Pinto, en la localidad de Piracicaba, y la de Abengoa, que empieza a operar en 2016 en Pirasununga. El Centro de Tecnología Cañera (CTC) cuenta con una planta de escala menor en el municipio paulista de São Manoel.
Empresas extranjeras
En común, las plantas de demostración trabajan con tecnologías desarrolladas fuera del país. Como en Brasil no existía un conocimiento maduro para producir etanol celulósico, el BNDES y la Finep optaron por atraer a empresas extranjeras. “Brasil reúne las ventajas naturales necesarias para que las tecnologías de producción de etanol celulósico se desarrollen. Contamos con recursos naturales y biomasa competitiva, de bagazo y paja de caña”, dice Artur Milanez, gerente del área de biocombustibles del BNDES. “Varias empresas extranjeras querían entrar a nuestro mercado. Brasil tiene 400 centrales de caña de azúcar que pasan cinco meses del año ociosas en el período entre las zafras, y algunas de ellas aún no utilizan la fibra presente en el bagazo y en la paja de la caña. Hay mucho espacio para concertar colaboraciones”, afirma. La expectativa ahora apunta a que los investigadores brasileños participen en el esfuerzo tendiente a solucionar cuellos de botella tecnológicos y adapten las condiciones del país a tales tecnologías, que se concibieron para tipos de biomasa disponibles en el hemisferio Norte, como las de la paja de maíz y de trigo.
La planta de GranBio, la más grande del mundo en etanol celulósico extraído de bagazo y paja de caña, licenció tecnologías de varios países para iniciar las operaciones. La empresa DSM, de Holanda, suministra levaduras, y Novozymes, de Dinamarca, enzimas para hidrólisis. La italiana Beta Renewables es la responsable de los sistemas de pretratamiento da biomasa. “Desarrollamos una colaboración estrecha con la empresa estadounidense American Proces, de tecnologías y procesos industriales”, dice Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, socio fundador de la empresa y docente del Instituto de Biología de la Unicamp. GranBio tiene participación en American Proces. “En GranBio desarrollamos una levadura, basada en cepas brasileñas utilizadas en la primera generación, que ya fue certificada y se utilizará en la industria en el segundo semestre”, dice. GranBio invirtió 265 millones de dólares en la central, y el BNDES, 300 millones de reales.
El panorama del artículo de Scientometrics es real, afirma Amarante, pero lo interpreta de manera optimista. Según el empresario, la desventaja brasileña en redes internacionales no se refiere a la primacía de la investigación en bioenergía, sino a una fragilidad de la ciencia del país. “Estar conectado a redes es importante, pero eso sólo avanza cuando existen perspectivas de financiaciones cooperativas. Hoy en día, con el petróleo barato, la inversión en energías renovables se ha vuelto más escasa. Vislumbro una ventana de oportunidades de liderazgo en el sector para GranBio. Apostamos al etanol de segunda generación en un momento en el que otros interesados están con menos apetito para el riesgo”. La central de GranBio se encuentra en una etapa de comisionado, con la meta de alcanzar su capacidad plena a finales de este año. El objetivo es generar 80 millones de litros de etanol por año.
Redes de colaboración, en la definición de los autores del artículo, conectan los sistemas de innovación de los países e involucran a científicos y empresas tanto en la generación de conocimiento como en la explotación comercial de tecnologías. Brasil, aparte de la dificultad para participar en redes de investigación, también padece para implicar al sector empresarial. Este análisis es de José Maria Ferreira Jardim da Silveira, docente del Instituto de Economía de la Unicamp. Ferreira es el investigador responsable del Proyecto Temático en el ámbito del Programa Bioen que resultó en el artículo, con la participación de la profesora Ester Dal Poz, de la Unicamp. Ambos son coautores del paper. El investigador ve dificultades en la articulación entre universidades y empresas. “En el campo de la ciencia, el país es muy bueno. Cuando se observa el desarrollo y la comercialización de tecnología, estamos desfasados”, afirma Ferreira.
Experiencias distintas
Antonio Bonomi, coordinador de evaluación Tecnológica del CTBE, en Campinas, advierte que la situación de Brasil es distinta a la de los otros países, y que comparar experiencias tan diferentes puede ser inapropiado. “Nuestro etanol de primera generación es un caso de éxito. La segunda generación, pese a sus ventajas, para nosotros no tiene el carácter estratégico que tiene para otros países. En tanto, para Europa y para la propia China, es la única alternativa para una producción a gran escala”, dice. “Las centrales brasileñas queman el bagazo y la paja de caña de azúcar para generar energía, lo cual reduce los costos de producción, aparte ayudar en la disminución de las emisiones de gases de efecto invernadero del etanol brasileño. Sólo tendrá sentido utilizar esos residuos para fabricar etanol celulósico cuando el costo sea aún menor”. Bonomi también pone de relieve la dificultad de hacer participar en las redes a los fabricantes de etanol, que padecen debido a una crisis duradera. “Las empresas brasileñas del sector se encuentran en una situación difícil y esto no se debe únicamente a la política que mantuvo el precio de la gasolina congelado durante mucho tiempo. Además experimentaron una pérdida de productividad asociada con factores climáticos y con la introducción de la cosecha mecanizada”, comenta Bonomi. “Por estos motivos otros países se organizan para patentar y comercializar tecnologías de etanol de segunda generación.”
El estudio de Scientometrics mapeó a los investigadores más activos en producción científica y colaboración. El primero de la lista es Lee Lynd, de la Thayer School of Engineering do Dartmouth College, que mantiene lazos con la investigación brasileña desde 2008. Por invitación de la FAPESP, ha participado en diversos workshops y eventos del Bioen (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 163).
El economista Guilherme de Oliveira Marques, quien lleva adelante su doctorado en la Unicamp, sobre el impacto en la industria de la incorporación de herramientas de la biotecnología, sostiene que la cantidad de conexiones que un país establece con una red es menos importante que la calidad de esos contactos. “La participación en redes científicas no necesariamente redunda en producción de tecnología. La traducción del conocimiento científico en capacidad tecnológica está lejos de ser trivial”, afirma. En su opinión, el estar conectado a nodos más centrales puede crear canales para el flujo de conocimiento científico y tecnológico. “En ese sentido, es necesario evaluar la evolución de la inserción brasileña en el transcurso del tiempo. La absorción, la incorporación y la adaptación de conocimiento generado afuera puede constituir un paso importante rumbo a la construcción de capacidades internas que permitan catapultar a Brasil a posiciones de mayor relevancia en el futuro.”
Proyecto
Diseño organizacional del programa Bioen: propiedad intelectual, mecanismos de incentivo y evaluación e impactos (nº 2008/58041-6); Modalidad Ayuda a la Investigación – Programa Bioen – Proyecto Temático; Investigador responsable José Maria Ferreira Jardim da Silveira (Unicamp); Inversión R$ 316.200,13 (CNPq/FAPESP).
