A biologia sintética na produção sustentável de biocombustíveis

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Fantinel, Antonio Luiz
• Orientador(a): Dewes, Homero, Talamini, Edson
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Biodiesel; Bioenergia; Biocombustível; Desenvolvimento sustentável
• Palavras-chave em Inglês: Microbial production; Biodiesel; Bioenergy; Bioeconomic development
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/264375

Preocupações crescentes com a dependência de combustíveis fósseis instigaram a demanda pela produção de biocombustíveis a base de culturas agrícolas, maximizando a concorrência por terras agricultáveis e modificando o seu uso. Tais mudanças podem impactar significativamente na segurança alimentar e nas condições ambientais das futuras gerações. Pensando em uma economia baseada em recursos renováveis, a produção de bens e mercadorias não devem impactar na produção de alimentos e nem causar degradação ambiental ou consequências socioeconômicas negativas. Na tentativa de superar tais desafios, novas possibilidades biotecnológicas pautadas no uso de abordagens de biologia sintética estão sendo consideradas para suprir a demanda por alimento e energia a longo prazo. Apesar de recente, a biologia sintética está revolucionando as diferentes cadeias industriais. Na produção de biocombustíveis, os avanços ferramentais em microrganismos contribuem significativamente para esse progresso a partir de matérias-primas não alimentares que não contenham amido ou açúcares em sua formulação. Além de aliviar as preocupações em relação ao meio ambiente, a sustentabilidade e a segurança alimentar e energética, a biologia sintética pode inaugurar uma nova bioeconomia, a base de biomassa. Novos produtos químicos e materiais atualmente fabricados a partir do petróleo poderão ser produzidos a partir dessa matéria-prima. No entanto, ainda há muitas dúvidas acerca das novas direções científicas e tecnológicas das ferramentas de biologia sintética em microrganismos para a produção de biocombustíveis e quais serão seus impactos em uma economia de base biológica. Visando aproximar o trabalho desenvolvido por inúmeros pesquisadores sintéticos à realidade brasileira, primeiramente analisamos a literatura científica (Capítulo 4) mapeando seu desenvolvimento científico e seus impactos. Considerando os últimos vinte anos (1999-2018), capturamos e visualizamos o domínio científico (países, instituições e autores) e as possibilidades tecnológicas emergentes. Por ser um espaço de pesquisa altamente tecnológico, inúmeras empresas estão surgindo circunscritas pela biologia sintética e orientadas para a produção de combustíveis e químicos renováveis, o capitulo 5 se propõe a fornecer uma visão geral dos caminhos, aplicações e tendências em biologia sintética relacionadas a etanol celulósico mediante a análise de patentes. Nessa análise, diferentes indicadores geopolíticos, mercadológicos e análise de conteúdo forneceram uma visão geral dos esforços de P&D para o campo analisado. Os dados obtidos (Capítulo 4 e 5) nos permitem inferir que as abordagens de biologia sintética aplicadas a produção de biocombustíveis vêm evoluindo nos últimos anos. Diferentes abordagens e ferramentas baseadas em omics, engenharia de genoma, engenharia genética e metabólica está sendo empregadas no desenvolvimento de microorganismos para torná-los fábricas vivas robustas as atividades industriais necessárias a produção de biocombustíveis. Destacamos ainda que as abordagens de biologia sintética reverberam o conceito de bioeconomia na busca pelo desenvolvimento de novas formas de produção de bioenergia e no desenvolvimento de novos produtos com maior valor agregado, utilizando recursos biológicos renováveis como matéria-prima.