Patentes e etanol lignocelulósico

Produção intelectual e desenvolvimento tecnológico podem diferenciar países e regiões no processo de desenvolvimento socioeconômico. No caso do Brasil, observa-se o papel energético do etanol combustível para veículos motorizados leves como um resultado importante do avanço tecnológico do país, que vai além da aptidão agroclimática. A contínua busca pela especialização tecnológica verticalizada do setor sucroenergético poderia levar o Brasil a uma posição, se não autônoma, mais confortável, não só de produtor de matéria-prima, mas de processos agregadores de valor no que diz respeito aos processos de produção de etanol de segunda geração, produzido a partir de biomassa lignocelulósica. O objetivo desta dissertação é analisar os esforços de P&D que resultaram em Depósitos e Publicações de patentes em órgãos oficiais como o United States Patent and Trademark Office (USPTO), o European Patent Office (EPO), e o Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI), no tema etanol de segunda geração. Ainda, verifica-se se esses esforços impactam no poder concorrencial de países e firmas depositantes de patentes. Além das coletas e observações dos dados dos órgãos acima mencionados, foram calculados para os dados de depósitos e publicações de patentes no tema bioetanol lignocelulósico os índices de Herfindahl Hirschman (HHI) e a razão de concentração (Concentration Ratio) CR4, tradicionalmente utilizados para que órgãos reguladores de defesa do consumidor autorizem fusões e aquisições entre participantes de um determinado mercado. Esse método permite a observação do grau de competitividade entre as firmas depositantes de patentes no tema e a possível tendência sobre a detenção do controle em futuro próximo e a corrida para venda de royalties dos processos desenvolvidos em diferentes áreas tecnológicas para incrementar a produção industrial de etanol avançado. Os resultados indicam uma concentração elevada dos esforços de pesquisa, medidos pelos depósitos de patentes, referentes a etanol de segunda geração, em um número muito reduzido de empresas norte-americanas, quando analisada a base de dados dos EUA. O sucesso desses esforços, mensurados pela publicação de patentes, contudo, não se mostra concentrado nem nos EUA nem na União Europeia. No caso do Brasil, ainda não são encontradas publicações de patentes no tema Lignocellulosic Bioethanol, bem como apenas uma empresa brasileira possui uma patente publicada nos Estados Unidos. Esses resultados sugerem que investimentos em pesquisa científica no Brasil podem produzir mais artigos publicados e titulação acadêmica/científica que propriamente o registro de patentes em órgãos especializados em qualificar a invenção de métodos, processos ou fórmulas, dentro e fora do país. Isso pode significar tanto baixo esforço em pesquisa no assunto quanto à perda pelo autor e/ou sua instituição da oportunidade de ter seu esforço de pesquisa recompensado por meio de royalties, como compensação pela criatividade, dedicação intelectual e de recursos econômicos. Os resultados deste estudo contribuem para o debate a respeito da crescente necessidade de produção e abastecimento de fontes renováveis de energia, como o biocombustível etanol avançado à base do derivado bagaço de cana-de-açúcar, a custos mais competitivos como matéria-prima adicional e para produção incremental de etanol em futuro próximo. As conclusões do estudo indicam a necessidade do aumento na produção de conhecimento aplicado e em esforços para garantir sua propriedade intelectual, permitindo o retorno patrimonial com royalties.

Gerenciamento de riscos de mercado em uma perspectiva corporativa: análise do setor sucroenergético no Brasil

Este trabalho objetiva analisar e contribuir com o gerenciamento de riscos de preços dentro da indústria sucroenergética brasileira, mais especificamente da região Centro-Sul do país, que é a maior processadora de cana-de-açúcar de todo o mundo. Esta indústria tem características peculiares, tanto quanto às formas de comercialização de seus produtos finais – notadamente o açúcar e o etanol – quanto de sua estrutura de custos, onde a cana-de-açúcar representa algo da ordem de 70% do custo total de produção destes produtos. Assim, a proposição aqui implícita passa por uma abordagem específica para o gerenciamento de riscos de preços destas empresas, definindo como principal fator de risco o distanciamento entre os preços das vendas de açúcar travados em mercado organizado de futuros frente aos preços do açúcar apurados dentro da metodologia Consecana e que formam os preços do principal insumo produtivo destas empresas, a cana-de-açúcar. Assim, com uma abordagem empírica é feita uma análise sobre uma amostra de 1.138 ações de fixações de preços ocorridas durante o ano-safra 2012-13, revelando um comportamento de atuação no mercado futuro por parte destas empresas de maximização do valor da firma. Além disso, serão identificados os principais fatores idiossincráticos e sistêmicos que influenciam o retorno que estas empresas obtêm da comercialização de açúcar para o exterior, bem como os fatores que influenciam a tomada de decisão por parte destas empresas.

Uma estimativa da função de produção no setor sucroalcooleiro utilizando microdados de custo

Produtividade é frequentemente calculada pela aproximação da função de produção Cobb-Douglas. Tal estimativa, no entanto, pode sofrer de simultaneidade e viés de seleção dos insumos. Olley e Pakes (1996) introduziu um método semi-paramétrico que nos permite estimar os parâmetros da função de produção de forma consistente e, assim, obter medidas de produtividade confiável, controlando tais problemas de viés. Este estudo aplica este método em uma empresa do setor sucroalcooleiro e utiliza o comando opreg do Stata com a finalidade de estimar a função produção, descrevendo a intuição econômica por trás dos resultados.

O que fazer com o bagaço da cana de açúcar? Uma abordagem da teoria das opções reais aplicada a usinas de processamento de etanol e açúcar da região de Piracicaba

O uso de resíduos da indústria canavieira, em particular o bagaço, é tema que ganha relevância desde a retomada do mercado de biocombustíveis, quando a produção ampliou significativamente o volume daquela biomassa. Existem trabalhos que tratam de apresentar subprodutos e tecnologias alternativas para o uso deste material e um conjunto outro de trabalhos apresenta análise de cenários de viabilidade econômica destas tecnologias. O objetivo deste trabalho é avaliar pela perspectiva econômico-financeira o melhor uso do bagaço da cana em um caso real. Para isto foi utilizada a Teoria das Opções Reais, como forma de analisar a melhor destinação do bagaço no horizonte de tempo de cinco anos, em uma dada a região, em um estudo de caso de uma usina sucroenergética com possibilidade de produção de etanol de segunda geração e/ou venda do bagaço in natura. Desta forma concluiu-se no caso apresentado que a produção de etanol de segunda geração em escala industrial não atrai investimentos e, sob esta ótica, deve ser postergada pois requer significativa aumento de produtividade por tonelada de matéria seca, além de substancial redução no custo das enzimas de fermentação. Ainda, foi possível também identificar a necessidade de políticas de incentivo para atração de investimentos.

Influência das principais commodities agropecuárias e de variáveis macroeconômicas sobre os preços da terra agrícola no Brasil

Este trabalho tem como proposta investigar como o preço de terras de uso rural no Brasil é afetado pelos preços e exportações das principais commodities agropecuárias, bem como por variáveis macroeconômicas, como taxa básica de juros, taxa de câmbio, taxa de inflação e disponibilidade de crédito agrícola. Para tal foram consideradas as produções agrícola de algodão, café, cana-de-açúcar (e seus principais produtos açúcar e etanol), milho e soja, a produção pecuária de carne bovina e a produção industrial de celulose de fibra curta com foco em sua principal matéria prima, os plantios reflorestados de eucalipto. Em linha com estudos anteriores, foi encontrada evidência empírica de que o preço da terra possui cointegração com algumas das variáveis agrícolas, pecuárias e florestais citadas, em especial em estados com maior vocação agropecuária e/ou para silvicultura. Quanto às variáveis macroeconômicas, apenas a taxa básica de juros apresentou cointegração com o preço de terras para todos os estados avaliados, taxa de câmbio e disponibilidade de crédito rural não aparecem como variáveis estatisticamente significantes. Conclui-se que, para estados com notável participação na balança comercial brasileira de produtos agrossilvipastoris, é possível obter um modelo de equilibro de longo prazo entre o preço da terra de uso rural e as variáveis destacadas acima, de modo que investidores do setor possam utilizá-lo como ferramenta de projeção no auxílio da tomada de decisão além de avaliar potenciais impactos no valor de seus ativos A inovação do presente estudo está em testar as hipóteses de cointegração para cada um dos estados da federação.

Processo alternativo de catch-up em indústrias intensivas em recursos naturais: uma análise empírica da trajetória tecnológica da indústria de bioetanol de cana-de-açúcar no Brasil

Esta tese diz respeito ao desenvolvimento tecnológico e inovação em indústrias intensivas em recursos naturais no contexto de economias emergentes. A tese explora como a acumulação de capacidades tecnológicas e os mecanismos de aprendizagem influenciaram a trajetória tecnológica na indústria de bioetanol de cana-de-açúcar no Brasil, durante o período de meados da década de 1970 a 2014. Muito se avançou na compreensão do processo de catch-up tecnológico de empresas e indústrias de economias emergentes. Contudo, essas pesquisas geralmente exploram o processo de catch-up tecnológico relacionado às trajetórias tecnológicas já mapeadas pelos líderes mundiais em indústrias de manufatura e transformação. Parte desses estudos ignora que o desenvolvimento de atividades industriais poderia ocorrer em indústrias intensivas em recursos naturais. Além disso, indústrias intensivas em recursos naturais são geralmente encapsuladas como commodities e low-tech, caracterizadas por uma limitada oportunidade de aprendizagem tecnológica e acumulação de capacidades tecnológicas. Entretanto, o processo de industrialização em indústrias intensivas em recursos naturais em regiões como a América Latina ainda é pouco compreendido e são escassas as pesquisas que investigam o processo de catch-up tecnológico em nível de indústria, com raras exceções. Baseando-se em evidências da indústria de bioetanol do Brasil, esta pesquisa explora um processo de catch-up tecnológico que tem recebido pouca atenção na literatura. Esta pesquisa adotou um desenho qualitativo com base em uma estratégia de estudo de caso em nível de indústria, com extensivo trabalho de campo e coleta de evidências empíricas de primeira mão com cobertura de longo prazo em 20 organizações. Esta pesquisa encontrou que: (1) a evolução da trajetória tecnológica da indústria de bioetanol no Brasil caracterizou-se pela abertura de uma direção distinta daquela mapeada por líderes tecnológicos existentes. Esse processo de desvio qualitativo da trajetória tecnológica dominante iniciou durante os primeiros estágios de desenvolvimento tecnológico. Assim, a indústria percorreu uma trajetória de entrada precoce em path-creating; (2) a evolução dessa trajetória tecnológica não se deu de maneira homogenia. Foram encontrados três padrões relativamente distintos de acumulação de capacidades tecnológicas para funções (ou áreas) tecnológicas específicas: feedstock, processos agrícolas e processos industriais. Nas funções de feedstock e processos industriais, houve acumulação de capacidades tecnológicas de liderança mundial, enquanto na função processos agrícolas a acumulação de capacidades tecnológicas não evoluiu além do nível intermediário; (3) essas capacidades foram acumuladas de forma dispersa entre os atores da indústria (empresas produtoras, institutos de pesquisa, universidades, fornecedores, empresas de biotecnologia etc.) e possibilitaram a abertura de oportunidades de exploração de novos negócios, ainda que modestamente aproveitadas; e (4) a sutil heterogeneidade encontrada nos padrões de acumulação de capacidades tecnológicas foi influenciada pela combinação de mecanismos de aprendizagem tecnológica utilizados pela indústria ao longo do tempo. Por fim, constatou-se também que essa trajetória tecnológica contribuiu para gerar implicações significativas e foi também influenciada por fatores outros. Não obstante, esses resultados merecem esforço de investigação mais sistemático, uma vez que foram examinados aqui de forma superficial. Concluiu-se, portanto, que posições tecnológicas relevantes, especialmente por indústrias de economias emergentes, podem ser alcançadas por meio de trajetórias tecnológicas que não se baseiam, necessariamente, em tecnologias dominantes, já exploradas por líderes mundiais, de economias avançadas. Assim, os processos alternativos de catch-up podem ser altamente relevantes para a obtenção de progresso industrial. Ademais, a pesquisa concluiu que as indústrias intensivas em recursos naturais oferecem oportunidades para inovações significativas, e podem ser protagonistas nesse processo de catch-up alternativo, particularmente no contexto de países abundantes em recursos naturais. Assim sendo, esta pesquisa contribui para gerar novas evidências e explicações que nos ajudem a ampliar a noção de alternativas para o desenvolvimento industrial e econômico no contexto de economias emergentes. No debate sobre desenvolvimento industrial e econômico, as trajetórias tecnológicas alternativas, bem como as indústrias intensivas em recursos naturais, deveriam receber uma atenção especial por parte de decisores de políticas públicas e de ações empresariais.

Genotoxicidade e composição do material particulado emitido pela queima de Biomassa: um estudo de caso em Tangará da Serra, Região da Amazônia Brasileira

Tangara da Serra is located on southwestern Mato Grosso and is found to be on the route of pollutants dispersion originated in the Legal Amazon s deforestation area. This region has also a wide area of sugarcane culture, setting this site quite exposed to atmospheric pollutants. The objective of this work was to evaluate the genotoxicity of three different concentrations of organic particulate matter which was collected from August through December / 2008 in Tangara da Serra, using micronucleus test in Tradescantia pallida (Trad-MCN). The levels of particulate matter less than 10μm (MP10) and black carbon (BC) collected on the Teflon and polycarbonate filters were determined as well. Also, the alkanes and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were identified and quantified on the samples from the burning period by gas chromatography detector with flame ionization detection (GC-FID). The results from the analyzing of alkanes indicate an antropic influence. Among the PAHs, the retene was the one found on the higher quantity and it is an indicator of biomass burning. The compounds indene(1,2,3-cd)pyrene and benzo(k)fluoranthene were identified on the samples and are considered to be potentially mutagenic and carcinogenic. By using Trad-MCN, it was observed a significant increase on the micronucleus frequency during the burning period, and this fact can be related to the mutagenic PAHs which were found on such extracts. When the period of less burnings is analyzed and compared to the negative control group, it was noted that there was no significant difference on the micronuclei rate. On the other hand, when the higher burning period is analyzed, statistically significant differences were evident. This study showed that the Trad-MCN was sensible and efficient on evaluating the genotoxicity potencial of organic matter from biomass burning, and also, emphasizes the importance of performing a chemical composition analysis in order to achieve a complete diagnosis on environmental risk control

Caracterização e comparação de genes expressos em ápices meristemáticos de cana-de-açúcar cultivados em SP e RN

In this work, we used sugarcane as a model due to its importance for sugar and ethanol production. Unlike the current plant models, sugarcane presents a complex genetics and an enormous allelic variation. Here, we report the analysis of SAGE libraries produced using the shoot apical meristem from contrasted genotypes by flowering induction (non-flowering vs. early-flowering varieties) grown under São Paulo state conditions. The expression pattern was analyzed using samples from São Paulo (SP) and Rio Grande do Norte (RN) states. These results showed that cDNAs identified by SAGE libraries had differential expression only in São Paulo state samples. Furthermore, the cDNA identified CYP (Citocrome P450) was chosen for in silico and genome characterization because it was found in SAGE libraries and subtractive libraries from samples from RN. Phylogenetic trees showed the relationship for these sequences. Furthermore, the qRT-PCR for CYP showed a potential role as flowering indutor for RN samples considering different isophorms. Considering the results present here, it can be consider that CYP gene may be used as molecular marker

Efeitos da microgravidade em plantas de cana-de-açúcar

Sugarcane (Saccharum spp.) is a plant from Poaceae family that has an impressive ability to accumulate sucrose in the stalk, making it a significant component of the economy of many countries. About 100 countries produce sugarcane in an area of 22 million hectares worldwide. For this reason, many studies have been done using sugarcane as a plant model in order to improve production. A change in gravity may be one kind of abiotic stress, since it generates rapid responses after stimulation. In this work we decided to investigate the possible morphophysiological, biochemical and molecular changes resulting from microgravity. Here, we present the contributions of an experiment where sugarcane plants were submitted to microgravity flight using a vehicle VSB-30, a sounding rocket developed by Aeronautics and Space Institute teams, in cooperation with the German Space Agency. Sugarcane plants with 10 days older were submitted to a period of six minutes of microgravity using the VSB-30 rocket. The morphophysiological analyses of roots and leaves showed that plants submitted to the flight showed changes in the conduction tissues, irregular pattern of arrangement of vascular bundles and thickening of the cell walls, among other anatomical changes that indicate that the morphology of the plants was substantially influenced by gravitational stimulation, besides the accumulation of hydrogen peroxide, an important signaling molecule in stress conditions. We carried out RNA extraction and sequencing using Illumina platform. Plants subjected to microgravity also showed changes in enzyme activity. It was observed an increased in superoxide dismutase activity in leaves and a decreased in its activity in roots as well as for ascorbate peroxidase activity. Thus, it was concluded that the changes in gravity were perceived by plants, and that microgravity environment triggered changes associated with a reactive oxygen specie signaling process. This work has helped the understanding of how the gravity affects the structural organization of the plants, by comparing the anatomy of plants subjected to microgravity and plants grown in 1g gravity

Identificação de genes MUTM em BACs da cana-de-açucar e caracterização preliminar destes genes e seus promotores

Sugarcane has an importance in Brazil due to sugar and biofuel production. Considering this aspect, there is basic research being done in order to understand its physiology to improve production. The aim of this research is the Base Excision Repair pathway, in special the enzyme MUTM DNA-glycosylase (formamidopyrimidine) which recognizes oxidized guanine in DNA. The sugarcane scMUTM genes were analyzed using four BACs (Bacterial Artificial Chromosome) from a sugarcane genomic library from R570 cultivar. The resulted showed the presence in the region that had homology to scMUTM the presence of transposable elements. Comparing the similarity, it was observed a highest similarity to Sorghum bicolor sequence, both nucleotide and peptide sequences. Furthermore, promoter regions from MUTM genes in some grass showed different cis-regulatory elements, among which, most were related to oxidative stress, suggesting a gene regulation by oxidative stress

Análise filogenética e funcional de dois genes de reparo homólogos a AP endonuclease em cana-de-açúcar: ScARP1 e ScARP3

The genome of all organisms constantly suffers the influence of mutagenic factors from endogenous and/or exogenous origin, which may result in damage for the genome. In order to keep the genome integrity there are different DNA repair pathway to detect and correct these lesions. In relation to the plants as being sessile organisms, they are exposed to this damage frequently. The Base Excision DNA Repair (BER) is responsible to detect and repair oxidative lesions. Previous work in sugarcane identified two sequences that were homologous to Arabidopsis thaliana: ScARP1 ScARP3. These two sequences were homologous to AP endonuclease from BER pathway. Then, the aim of this work was to characterize these two sequence using different approaches: phylogenetic analysis, in silico protein organelle localization and by Nicotiana tabacum transgenic plants with overexpression cassette. The in silico data obtained showed a duplication of this sequence in sugarcane and Poaceae probably by a WGD event. Furthermore, in silico analysis showed a new localization in nuclei for ScARP1 protein. The data obtained with transgenic plants showed a change in development and morphology. Transgenic plants had slow development when compared to plants not transformed. Then, these results allowed us to understand better the potential role of this sequence in sugarcane and in plants in general. More work is important to be done in order to confirm the protein localization and protein characterization for ScARP1 and ScARP3

Influência da adição de cinza do bagaço de cana calcinada em sistemas de pastas para cimentação de poços petrolíferos

Cementing operation is one of the most important stages in the oil well drilling processes and has main function to form hydraulic seal between the various permeable zones traversed by the well. However, several problems may occur with the cement sheath, either during primary cementing or during the well production period. Cements low resistance can cause fissures in the cement sheath and compromise the mechanical integrity of the annular, resulting in contamination of groundwater and producing zones. Several researches show that biomass ash, in particular, those generated by the sugarcane industry have pozzolanic activity and can be added in the composition of the cementing slurries in diverse applications, providing improvements in mechanical properties, revenue and cement durability. Due to the importance of a low cost additive that increases the mechanical properties in a well cementing operations, this study aimed to potentiate the use of sugarcane bagasse ash as pozzolanic material, evaluate the mechanisms of action of this one on cement pastes properties and apply this material in systems slurries aimed to cementing a well with 800 m depth and geothermal gradient of 1.7 °F/100 ft, as much primary cementing operations as squeeze. To do this, the ash beneficiation methods were realized through the processes of grinding, sifting and reburning (calcination) and then characterization by X-ray fluorescence, XRD, TG / DTG, specific surface area, particle size distribution by laser diffraction and mass specific. Moreover, the ash pozzolanic activity added to the cement at concentrations of 0%, 20% and 40% BWOC was evaluated by pozzolanic activity index with lime and with Portland cement. The evaluation of the pozzolanic activity by XRD, TG / DTG and compressive strength confirmed the ash reactivity and indicated that the addition of 20% in the composition of cement slurries produces improvement 34% in the mechanical properties of the slurry cured. Cement slurries properties evaluated by rheological measurements, fluid loss, free fluid, slurry sedimentation, thickening time and sonic strength (UCA) were satisfactory and showed the viability of using the sugarcane ash in cement slurries composition for well cementing