Neste mês, apresento aos leitores da Revista O Papel dados e informações do capítulo 2, intitulado Mechanism of Circular Bioeconomy, autores: Ingita De and Indra Mani, do livro “Sustainable Waste Management Towards”, ISBN 978-981-95-2226-2, https://doi.org/10.1007/978-981-95-2227-9, 2025, pertinente em um momento que acaba de acontecer no Brasil a Conferência das Partes (COP) 30, patrocinada pela ONU e Governo Brasileiro.
O referido capítulo trata da bioeconomia circular (BEC) e aqui focaremos processos em biorrefinarias lignocelulósicas. A BEC representa um paradigma transformador que promove a sinergia entre os princípios da economia circular com a utilização de recursos de base biológica para fomentar sistemas sustentáveis de produção e consumo. Ela se fundamenta em um conjunto de mecanismos interconectados que transformam recursos biológicos em sistemas sustentáveis de ciclo fechado.
Essenciais para esse paradigma são o fornecimento sustentável de biomassa (por exemplo, agricultura regenerativa, silvicultura de precisão), a utilização em cascata de recursos através da extração sequencial de produtos de alto valor a partir da biomassa e a valorização de resíduos, caso da conversão de resíduos orgânicos em biocombustíveis, bioplásticos e produtos bioquímicos.
A simbiose industrial intersetorial aprimora ainda mais a eficiência dos recursos, conectando agricultura, energia e manufatura. Apesar dos avanços tecnológicos, desafios persistem em relação à escalabilidade, viabilidade econômica e alinhamento regulatório. Os marcos regulatórios e a colaboração entre as partes interessadas são cruciais para superar as barreiras e ampliar a BEC.
Ao harmonizar a gestão ecológica com a inovação econômica, a BEC oferece um modelo para alcançar economias com zero resíduos e sistemas resilientes às mudanças climáticas. Sistemas integrados de biorrefinarias exemplificam os mecanismos da BEC ao processar biomassa lignocelulósica em múltiplos produtos, casos do bioetanol e produtos químicos derivados da lignina, enquanto a reciclagem de nutrientes fecha os ciclos agrícolas ao recuperar fósforo e nitrogênio dos fluxos de resíduos.
Esta abordagem de biorrefinaria envolve diversas etapas críticas para converter biomassa lignocelulósica em produtos de valor agregado. O pré-tratamento é essencial para quebrar a estrutura recalcitrante da biomassa, aumentando a acessibilidade da celulose. Os métodos incluem técnicas físicas (moagem, extrusão), químicas (tratamento ácido, tratamento alcalino, organossolv), físico-químicas (explosão a vapor, água quente líquida) e biológicas (deslignificação fúngica/enzimática).
Os autores mencionam, por exemplo, que a explosão a vapor a 1–1,5 MPa pode atingir 61% de conversão de glucano na palha de arroz, enquanto líquidos iônicos podem remover até 91% da lignina. Após o pré-tratamento, a hidrólise enzimática converte a celulose em glicose, que é então fermentada em etanol.
Estratégias avançadas, como hidrólise e fermentação separadas, sacarificação e fermentação simultâneas, bem como o bioprocessamento consolidado (BC), são empregadas para otimizar o rendimento e reduzir custos. O processo BC, que combina a produção de enzimas, hidrólise e fermentação em uma única etapa, tem o potencial de reduzir os custos de produção em 40%, segundo os autores do referido capítulo.
A lignina, frequentemente subutilizada em processos tradicionais, pode ser valorizada em produtos de alto valor agregado, como vanilina, bio-óleo e fibras de carbono. Empresas como a Lignol Innovations (https://www.energy.gov/eere/bioenergy/articles/lignol-innovations-inc-demonstration-scale-biorefinery) demonstraram o potencial comercial da lignina na produção de produtos químicos de alta pureza, melhorando assim a rentabilidade geral das biorrefinarias.
Os biorresíduos agroindustriais, incluindo lodo da indústria de papel, resíduos do processamento de alimentos e subprodutos animais, também apresentam oportunidades significativas de valorização. Por exemplo, os resíduos da indústria de papel, apesar do seu alto teor orgânico, requerem tratamento especializado devido a poluentes como sulfetos e compostos clorados.
Da mesma forma, os resíduos da indústria alimentícia, como cascas de frutas e óleo de cozinha usado, podem ser convertidos em biodiesel, enzimas e nutracêuticos. Os resíduos do processamento animal, incluindo escamas de peixe ricas em colágeno e cascas de camarão, são uma valiosa fonte de biomateriais como quitosana e hidroxiapatita.
A utilização da biomassa como uma das alternativas para a transição para uma economia de baixo carbono é um caminho transformador para enfrentar os desafios globais de sustentabilidade, integrando a eficiência dos recursos biológicos aos princípios da economia circular. Ao priorizar o fornecimento sustentável de biomassa, a utilização em cascata, a valorização de resíduos e a reciclagem de nutrientes, a estrutura da BEC oferece soluções sistêmicas para os sistemas agrícola, florestal, energético e alimentar.
Essas abordagens não apenas reduzem a dependência de recursos fósseis finitos, mas também mitigam as emissões de gases de efeito estufa (GEE), aumentam a segurança de recursos e estimulam as economias por meio de cadeias de valor diversificadas.
Os avanços futuros na bioeconomia circular dependerão da superação das lacunas existentes por meio de inovação interdisciplinar e governança inclusiva. Tecnologicamente, o escalonamento de processos de biorrefinaria, a otimização da eficiência enzimática e o avanço da biotecnologia podem aumentar as taxas de recuperação de recursos e reduzir custos.
