A alcoolquímica refere-se à utilização de álcool etílico como matéria-prima para fabricação de di- versos produtos químicos. No Brasil, percebe-e a ressurgimento da alcoolquímica, implantada no país na década de 1920, mas abandonada quando da consolidação da petroquímica. Esta tendência vem se consolidando devido ao interesse crescente das empresas em investirem em negócios sus- tentáveis do ponto de vista econômico, ambiental, além do social; à grande valorização dos produ- tos químicos produzidos a partir de recursos renováveis e ao baixo custo do etanol brasileiro. Vale destacar, que grande parte das atuais iniciativas industriais concentra-se na geração de eteno. Nes- te Capítulo, apresentam-se claras evidências que existem condições para o surgimento no país de um moderno segmento industrial baseado no etanol como matéria-prima, que compreende não somente a geração do eteno, mas, muitos outros produtos e intermediários químicos de grande in- teresse comercial.
Busca-se mostrar inicialmente a evolução da alcoolquímica no Brasil em uma perspectiva histórica, desde seu início na década de 20 até o panorama atual, para em seguida descrever os resultados do estudo prospectivo para o tema “alcoolquímica”, considerando-se o período 2010-2030. Apresen- tam-se os tópicos associados que foram selecionados para fins de orientação estratégica para a fu- tura Rede Brasileira de Química Verde no que tange a este tema, o grau de maturidade dos tópicos tecnológicos em nível mundial e os setores que serão mais impactados pelo seu desenvolvimento no Brasil. Na sequência, descrevem-se os mapas tecnológicos da alcoolquímica em dois níveis de abrangência (mundo e Brasil) e o respectivo portfolio tecnológico estratégico para o país, conside- rando-se todo o horizonte 2010 -2030. Discutem-se ainda os resultados da análise conjunta dos ma- pas tecnológicos e do portfolio, com indicação objetiva das aplicações mais promissoras para o Bra- sil. Em seguida, identificam-se os condicionantes para a consecução da visão de futuro construída a partir dos respectivos mapas e portfolio tecnológicos.
3.1. Evolução da alcoolquímica no Brasil: perspectiva histórica
No Brasil, o etanol ou álcool etílico é considerado como insumo para a indústria química desde as primeiras décadas do século 20. As empresas Elekeiroz, Usina Colombina e Rhodia destacaram-se neste período pela produção de cloreto de etila, ácido acético, anidrido acético, acetato de celulose
e éter etílico. A partir da década de 40, a Fábrica de Piquete (Ministério da Guerra) iniciou a produ- ção de éter etílico e cloreto de etila. Nesta mesma época, a Victor Sence, instalada no estado do Rio de Janeiro, passou a gerar ácido acético, acetato de butila, butanol e acetona. Nas décadas de 50 e 60 houve um crescimento significativo da indústria alcoolquímica. Nesse período, o eteno era gera- do a partir do etanol visando complementar a produção das refinarias. Nos anos 70, esse panorama modificou-se com o crescimento da indústria petroquímica, baseado na disponibilidade de matéria- prima e na modernidade tecnológica. Pode-se afirmar que nesse período houve, praticamente, o desmonte dos processos que utilizavam etanol como insumo industrial1. A partir de 1975, durante o
Proálcool, o Governo Brasileiro passou a incentivar o setor através de subsídios e garantia de forne- cimento de matéria-prima. Muitas empresas que haviam encerrado as suas atividades ressurgiram nestas condições. Além disso, muitas unidades novas foram construídas. Na Figura 3.1 é possível ter uma visão das diferentes rotas praticadas na época.
1 Bastos, V. D. Etanol, alcoolquímica e biorrefinarias. BNDES Setorial, n.25, p. 5-38, mar 2007; Appel et al. Programa de Pesquisas em Alcoolquímica. Instituto Nacional de Tecnologia, v. 1, p. 40, 1986; Ribeiro Filho, F. A. R. A indústria alcoolquímica no Brasil. In: Anais do 1º Congresso Brasileiro de Alcoolquímica. São Paulo, 23 a 26 de junho de 1981.
Alde í do ac é tico É ter et í lico Butadieno Etilaminas Cloreto de etila É teres glic ó licos
Ó xido de eteno
Polibutadieno
Acetatos de é teres glic ó licos Á lcool et í lico Eteno Polieteno Estireno Dibromoetano Dicloroetano Acetato de vinila Poliestireno Poli é ster
Chumbo tetra - etila MVC / PVC
PVA + PVAC
DDT
Á cido ac é tico Solv . ac é ticos Anidrido ac é tico
Ac. acetilsalic í lico Acetato de vinila Acetato de celulose Á cido monocloroac é tico Á cido 2,4 - D Carboximetilcelulose Trimetilolpropano Poliuretanas 2 - Etilhexanol n - Butanol Pentaeritritol Cloral Plastificantes ft á licos
Resinas alqu í dicas Alde í do ac é tico É ter et í lico Butadieno Etilaminas Cloreto de etila É teres glic ó licos
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Figura 3.1: Matriz da indústria alcoolquímica no período do Proálcool Fonte: Ribeiro Filho, 1981.
Vale destacar, que não foram gerados mecanismos específicos voltados para o desenvolvimento de tecnologias, quando do estabelecimento dos incentivos ao setor. Por outro lado, modernos proces- sos alcoolquímicos não estavam disponíveis no mercado internacional. De fato, naquela época o etanol não era considerado combustível pelos países desenvolvidos, nem tampouco matéria-prima para a indústria química. Assim, grande parte das empresas optou por utilizar antigas tecnologias, al- guns inclusive sem a proteção de patentes. Evidentemente, essas unidades não agregavam os desen- volvimentos presentes na moderna indústria petroquímica, que conduzissem a processos de maior economicidade. Algumas poucas exceções, no entanto, devem ser citadas. A de maior destaque foi o projeto da Salgema (eteno de etanol visando à obtenção de cloreto de vinila) com base em tecno- logia desenvolvida pelo Centro de Pesquisas da Petrobras.
Os incentivos à indústria alcoolquímica tiveram curta duração. A partir de 1982, o preço do etanol foi equiparado ao da nafta petroquímica e em 1984 os subsídios à exportação foram também reti- rados. As unidades foram progressivamente desativadas, algumas convertidas para o eteno petro- químico, enquanto umas poucas passaram a operar com matéria-prima importada. A valorização do real no final da década de 90 impactou fortemente as unidades remanescentes. Sem dúvida, o baixo investimento em tecnologia, quando da implantação destas unidades, foi um dos fatores que contribuiu para a ruína desse segmento industrial 2.
Como resultado deste processo, alguns produtos obtidos anteriormente via alcoolquímica passa- ram a ser importados. Um exemplo emblemático é a importação de ácido acético que acarretou nos últimos três anos (2007, 2008 e 2009) dispêndios de US$ 56, 53 e 36 milhões3. Esta substância, na
década de 80, era produzida, no Brasil, por algumas empresas, que supriam totalmente a demanda. Este ácido era obtido via oxidação do acetaldeído, o qual era gerado a partir via oxidação ou desi- drogenação do etanol.
Outro aspecto importante que merece destaque nesta retrospectiva da alcoolquímica no Brasil é a participação da academia no seu desenvolvimento durante as décadas de 80 e 90. As ativida- des de P&D na área de alcoolquímica no Brasil tiveram seu ápice durante o Proálcool, nos anos 80. Vale destacar que, na época as instituições de C&T (ICT) dispunham de poucos mecanismos de fi- nanciamento. Assim, obviamente, o volume de investimento em pesquisa era pouco significativo. Apesar disso, um razoável volume de trabalhos foi desenvolvido nas universidades brasileiras sobre este tema no referido período. É preciso salientar, entretanto, que a grande maioria desses traba- lhos não foi expressa em termos de registros de patentes, nem indexadas nas bases internacionais
2 Bastos, V. D. Etanol, alcoolquímica e biorrefinarias. BNDES Setorial, n.25, p. 5-38, mar 2007.
de produção científica. Grande parte dos estudos desenvolvidos foi relatada em textos de teses ou em trabalhos técnicos apresentados em congressos nacionais. Essa prática dificulta o emprego dos modernos sistemas de busca bibliográfica e conseqüentemente o levantamento apurado das infor- mações geradas.
Os institutos de pesquisa também participaram desse processo. Como exemplo, pode-se citar o caso do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) de São Paulo, onde foi instalado um laboratório dedicado ao desenvolvimento e adaptação do processo de desidratação do etanol em colaboração com o antigo Ministério Indústria e Comércio, atual MDIC, e entidades japonesas.
Outro exemplo de destaque refere-se à atuação do Instituto Nacional de Tecnologia (INT), locali- zado no Rio de Janeiro. Após a elaboração de um programa de pesquisas em alcoolquímica4, esta
instituição montou um Laboratório de Catálise dedicado ao tema. Ainda com base neste programa, a equipe do INT optou pela pesquisa nas rotas acéticas, via oxidativa. Assim, foram desenvolvidos trabalhos na geração de acetaldeído, ácido acético em uma etapa, acetato de etila também em uma etapa, que resultaram em algumas patentes na área e diversas participações em congresso.
A seguir são elencados as principais linhas de P&D na época e algumas referências associadas a essas linhas. Vale destacar que, as citações abaixo não pretendem ser exaustivas. Elas representam somen- te exemplos do trabalho desenvolvido na época.
Como pode-se verificar no Quadro 3.1, houve, de modo geral, uma mobilização da academia em torno dessas linhas de pesquisa. No entanto, o setor produtivo, conforme já mencionado anterior- mente, usufruiu muito pouco do conhecimento científico e tecnológico gerado no período. Na re- alidade, esses dois agentes praticamente não interagiam na época, possivelmente porque existiam poucos mecanismos que possibilitavam a cooperação e troca de informações neste âmbito. Talvez por esta razão se verificasse certa concentração nas duas primeiras linhas de pesquisa (eteno e ace- taldeído) que, de fato, não era o desejável.