Pesquisa da USP desenvolve método inovador para produção de etanol e xilitol

Carina Aline Prado venceu o Prêmio CAPES de Tese 2024 na área de Biotecnologia com a tese "Estudo de novas alternativas tecnológicas para biorrefinarias de bagaço de cana-de-açúcar: pré-tratamento oxidativo assistido por cavitação hidrodinâmica e processos de hidrólise e fermentação sequenciais e simultâneos", desenvolvida na Escola de Engenharia de Lorena da Universidade de São Paulo (EEL-USP). O estudo buscou novas alternativas tecnológicas para a produção de etanol e xilitol – um adoçante natural extraído de fibras de plantas – a partir de bagaço de cana-de-açúcar, com foco em processos sustentáveis aplicáveis à indústria.

O que é a técnica de cavitação hidrodinâmica utilizada na pesquisa?

A pesquisa trabalhou com pré-tratamento de bagaço de cana-de-açúcar empregando uma técnica inovadora: o pré-tratamento assistido por Cavitação Hidrodinâmica. Segundo Carina Aline Prado, esse processo é pouco estudado no mundo e, no Brasil, só há esta linha de pesquisa no LBBSIm da EEL-USP. O fenômeno é vantajoso por resultar no uso de condições amenas de processo, como temperatura de 60ºC e 10 minutos de tratamento.

O objetivo do pré-tratamento é diminuir a recalcitrância (resistência à degradação) do bagaço de cana-de-açúcar para viabilizar a produção de etanol 2G. Foi adicionado ozônio ao processo de cavitação hidrodinâmica, combinando técnicas para otimizar a quebra das fibras vegetais e facilitar a posterior fermentação do material.

Qual a trajetória acadêmica da pesquisadora premiada?

Carina Aline Prado cursou Engenharia Química na EEL-USP a partir de 2009, quando passou na Universidade de São Paulo além de outras quatro instituições federais. Durante a graduação, realizou três iniciações científicas e fez estágio em uma indústria multinacional.

Em 2016, passou em primeiro lugar no Mestrado em Engenharia Química na EEL-USP, no Departamento de Engenharia Química, trabalhando na área ambiental com tratamento de efluente farmacêutico. Após um ano de resultados ruins, conseguiu com seu orientador desenvolver uma nova metodologia e depositar três patentes junto ao Instituto Nacional de Propriedade Intelectual (INPI).

Finalizou o mestrado em 2018 e, em maio do mesmo ano, ingressou no doutorado no programa de Biotecnologia, com mudança da área de pesquisa para produção de bioprodutos e pré-tratamento de bagaço de cana de açúcar. Durante o doutorado, sob orientação do Prof. Dr. Júlio César dos Santos da EEL-USP, lecionou em um curso no México na Universidad de Coahuila e desenvolveu mais uma patente do Reator de Cavitação Hidrodinâmica.

Quais os resultados e desdobramentos da pesquisa?

A tese de Carina Aline Prado contribuiu com a publicação de 14 artigos em periódicos internacionais, 10 capítulos de livro e participação em 26 congressos. A pesquisadora fez parceria com a Dinamarca, onde uma aluna de iniciação realizou intercâmbio na Technical University of Denmark, em Copenhague.

A pesquisadora ganhou dois prêmios no Departamento de Biotecnologia por artigo publicado de maior fator de impacto em 2023 e 2024. No final do doutorado, começou a lecionar no Centro Universitário UFBRA, na cidade de São José dos Campos/SP. Atualmente, faz pós-doutorado no Departamento de Biotecnologia da EEL-USP e trabalha em uma parceria com a Universidade de Viçosa.

A pesquisa pode favorecer o desenvolvimento de novos processos sustentáveis aplicados à indústria para obtenção de etanol 2G e xilitol, produtos com potencial de substituição de combustíveis fósseis e adoçantes sintéticos, respectivamente. A técnica de cavitação hidrodinâmica representa alternativa viável por operar em condições amenas, reduzindo custos energéticos e impacto ambiental em comparação com métodos convencionais de pré-tratamento de biomassa.