A CANA-DE-AÇUCAR E O MEIO AMBIENTE

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(13/07/2012)

Evaristo Eduardo de Miranda

 

O Brasil tem uma das matrizes energéticas mais limpas do planeta graças à sua agricultura. Além de produzir alimentos, a agricultura brasileira é líder na geração de energia renovável. Ela garante sozinha mais de 30% da matriz energética brasileira, produzindo anualmente, pela fotossíntese, o equivalente de 68,3 milhões de toneladas equivalentes de petróleo (TEP).

 

Na constelação das energias renováveis brasileiras, a grande estrela é a cana-de-açúcar. Sua cadeia produtiva é uma das mais ecológicas e sustentáveis, fundamental para a economia, a redução das emissões de CO2, a qualidade de vida nos centros urbanos e a melhoria global do meio ambiente.

 

Em 2010, segundo o Balanço Energético Nacional – BEN, elaborado pela Empresa Pesquisas em Energia – EPE, do Ministério das Minas e Energia, 47,3% de energia brasileira provinha de fontes renováveis. A média mundial de energia renovável nas matrizes energéticas é de 12,7 %, sendo que nos países da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE), ela é de apenas 7,2%. Em outras palavras, mais de 90 % da energia usada em países desenvolvidos é de origem fóssil (petróleo, gás e carvão mineral), altamente emissora de CO2 e outros gases poluentes, ou provem do nuclear.

 

Por ordem de importância contribuem com a parte renovável da matriz brasileira: cana de açúcar (etanol e bioeletricidade), hidroelétricas, florestas energéticas para lenha e carvão, óleos vegetais no biodiesel, resíduos agrícolas e outras fontes renováveis. Por que a cana-de-açúcar é tão fundamental para o meio ambiente no Brasil? Só o complexo energético da cana-de-açúcar, graças ao biocombustível etanol e a cogeração de bioeletricidade, representa mais energia na matriz brasileira (15 a 18 %) do que todas as hidroelétricas juntas (13 a 15%). Em S. Paulo, a cana-de-açúcar (etanol + cogeração) garante 38% da matriz energética do Estado, composta em 58,2% de energia renovável.

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1 – UMA USINA SOLAR POR EXCELÊNCIA

 

Um campo de cana-de-açúcar, cultivado com tecnologias modernas, é hoje uma usina solar por excelência. O tripé que faz da cana-de-açúcar uma produtora imbatível de açúcar, biocombustível e energia elétrica, de forma rentável e sustentável, resulta das interações entre o clima tropical nas áreas de cultivo, as características intrínsecas e geneticamente aprimoradas da planta e das tecnologias e inovações modernas de produção utilizadas nos campos, nas usinas e em toda a cadeia produtiva.

 

O fator clima. Em clima tropical, a cana-de-açúcar “gera” energia, através da fotossíntese, durante praticamente 11 meses por ano. Ela converte a energia solar em energia química. Trata-se de uma cultura de ciclo longo e plurianual: uma vez colhida, ela rebrota rapidamente, pois as raízes já estão instaladas no solo. O tempo de exploração vem sendo ampliado de 6 anos para 8 anos e até mais graças as novas variedades e as técnicas de manutenção da estrutura favorável dos solos. Só a falta de água, no inverno, tempo de colheita, limita a produção da cana-de-açúcar nos sistemas intensificados. Nos países temperados, o clima limita a atividade fotossintética das plantas em 90 a 120 dias no máximo, no caso de cultivos de ciclo curto como milho e oleaginosas, destinados à produção de biocombustíveis. O tempo disponível para a fotossíntese em países temperados é inferior a um terço e até um quarto do utilizado pela cana-de-açúcar, e outras culturas tropicais de ciclo longo (mandioca, dendê, pastagens…). Além disso, cultivos de ciclo curto devem ser plantados anualmente com maior consumo de combustível fóssil.

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O fator planta. É difícil encontrar um cultivo tão ecológico, como o da cana-de-açúcar. Seu desempenho tem a ver com a estrutura e a fisiologia dessa planta, a Saccharum officinarum, nativa da Ásia e cultivada no Brasil há cinco séculos. O colmo espesso, repleto de suco açucarado e a folhagem abundante fornecem forragem, açúcar, aguardente, álcool combustível e calor para geração de eletricidade. A fisiologia da fotossíntese da maioria das plantas verdes é conhecida como C3. As plantas C3 representam aproximadamente 95% da massa vegetal da Terra e perdem 97% da água obtida pelas raízes através de transpiração. A cana-de-açúcar é uma planta C4 e apresenta especificidades anatômicas, fisiológicas e bioquímicas típicas. Ela possui uma alta taxa de fotossíntese líquida, um ponto elevado de saturação de luz e uma afinidade muito alta pelo CO2. De certa forma, mesmo de noite, a cana-de-açúcar ainda prossegue sua síntese de açúcares. O enraizamento profundo e fasciculado da cana contribui com a estruturação favorável dos solos, a infiltração da água e reduz os riscos de erosão. O recobrimento do solo ao longo de quase todo o ano pela biomassa verde e no período pós-colheita pela palhada, minimiza o impacto da radiação solar e da energia cinética das gotas de chuva. Plantada em curvas de nível, com devidos cuidados de conservação dos solos e trabalho de gradagem/aração apenas a cada cinco ou sete anos, poucos cultivos minimizam tanto os problemas de erosão e perda de solos como a cana-de-açúcar.

 

O fator tecnológico. No campo da genética, os produtores dispõem de uma gama enorme de variedades adaptadas a diversas situações climáticas e de solos. O manejo integrado de pragas e doenças é capaz de combinar, como em poucas cadeias produtivas, o uso de agentes de controle natural de pragas e doenças, e os defensivos agrícolas de última geração, com grandes benefícios para o meio ambiente. Enquanto a produção de soja representa 43% da demanda por defensivos agrícolas no Brasil e o milho 13,6%, a cana-de-açúcar representa apenas 9,4%, conforme dados da Associação Nacional de Defensivos Agrícolas – ANDEF. O uso da agricultura de precisão é crescente e permite um melhor controle das plantas daninhas, das técnicas de adubação e plantio, bem como da gestão da palhada na colheita. O vinhoto resultante do processamento da cana-de-açúcar em usina, bem como a torta de filtros, as cinzas de caldeiras e outros resíduos são reciclados e retornam aos solos com seus nutrientes, graças a técnicas adequadas de coleta, transporte e distribuição. O maquinário utilizado contempla com ênfase não compactação do solo (pneus de alta flutuabilidade), a preservação das estradas e a mecanização total e eficiente de todas as operações agrícolas, do plantio à colheita. A cada ano reduz-se a área em que a colheita ainda recorre ao uso do fogo na queima da palha. No Estado de S. Paulo, mais de 60% da colheita da cana-de-açúcar é mecanizada e sem queimadas. Antes de 2020, a quase totalidade da cana-de-açúcar será colhida sem queimadas, trocando a fumaça e a fuligem por créditos de carbono, bioeletricidade, economia de insumos e ganhos de produtividade.

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2 – A PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEL

 

Os biocombustíveis, derivados da biomassa, podem substituir, parcial ou totalmente, combustíveis derivados de petróleo e gás natural. Desde as primeiras décadas do século XX, o Brasil desenvolveu experiência com misturas de etanol e gasolina. Carros experimentais circularam com esse biocombustível na década de vinte, mas o grande impulso veio com o Programa Proálcool nos anos de 1975, quando da primeira crise do petróleo.

 

Uma nova etapa expansiva na produção de biocombustível teve início na virada para o século XXI. Com o advento dos veículos bicombustíveis ou flexfuel, associado à participação de fundos de investimentos privados nacionais e estrangeiros no setor, ocorreu uma nova expansão da área plantada e do uso de tecnologias modernas. As áreas de expansão recente da cana-de-açúcar em Goiás, Minas Gerais e Mato Grosso não utilizam queimadas no momento da colheita e respeitam normas exigentes de licenciamento ambiental.

 

Valor e produção. Em 2010, o Brasil teve uma safra recorde de cana-de-açúcar superior a 700 milhões de toneladas. A cana ocupou menos de 1% do território nacional e menos de 3% da área agrícola. Do total colhido, quase 50% foi destinado à produção de etanol e álcool anidro. A outra metade foi para a produção açúcar. As usinas produziram 24 bilhões de litros de biocombustível para uso direto numa frota de 12,2 milhões de veículos flexfuel, que cresce mais de três milhões de unidades por ano. Essa produção atendeu cerca de 45% da frota biocombustível. O álcool anidro segue incorporado à gasolina, em proporções que variam de 18 a 25%. A produção de biocombustível de 2010 teve seu valor estimado de 20 bilhões de reais, metade obtida no Estado de S. Paulo, gerando mais de cinco milhões de empregos diretos e induzidos. Desde 2011, a Agência Nacional do Petróleo regula e controla o etanol, oficialmente considerado um combustível e cuja proporção na gasolina pode variar entre 18 e 25%. A demanda por etanol cresce em níveis potenciais muito superiores à produção, implicando em importação do produto. A diferença entre demanda e produção de etanol hidratado, positiva até 2009/10, ficou negativa. O déficit chegou a de 12 bilhões de litros (47%) em 2011.

 

Aumento da demanda e desabastecimento. Qual o montante de etanol necessário à frota brasileira de carros flexfuel? Em dezembro de 2011, o Brasil atingiu a marca histórica de 15 milhões de carros bicombustíveis. Já a colheita da cana foi de 632 milhões de toneladas e resultou na produção de etanol para apenas 45% da frota de carros flex. Segundo a União da Indústria de Cana-de-Açúcar, na safra 2011/12, 46,9% da cana foi destinada a açúcar, contra 44,9% na safra passada. Isso reduzirá em 11,2% a produção de etanol e impactará o hidratado com queda de 22,1%, para 14 bilhões de litros. A produção de anidro crescerá 15,3% para 8,5 bilhões de litros. Haverá maior competitividade da gasolina em relação ao etanol em grande parte do País, dada a manutenção de seu preço fixo, independente da flutuação do petróleo no mercado internacional.

 

Cenários futuros. Todos os cenários futuros preveem a necessidade permanente de expansão da produção de etanol. É fundamental para a economia e para o meio ambiente. Se 20% da frota brasileira usar etanol em 2020, a produção de cana-de-açúcar deverá ser superior a 960 milhões de toneladas, o que exigiria a ampliação da produção em mais de 70%. Se 50% da frota nacional usar etanol em 2020, a produção de cana-de-açúcar deverá ser da ordem de 1,2 bilhão de toneladas. Esse valor chegaria a 1,5 bilhão de toneladas se 80% da frota utilizar etanol, o que significaria um aumento de 150% sobre as safras atuais. As tecnologias inovadoras de produção de etanol de segunda geração com o bagaço da cana ainda podem alterar mais positivamente esses cenários futuros.

 

Benefícios ambientais. O etanol e o álcool anidro são hoje eficientes redutores de emissões de CO2 na matriz de combustível do Brasil ao substituir total ou parcialmente o uso da gasolina. Ao contrário dos combustíveis fósseis, na combustão pelos motores do etanol não há emissões de óxidos de nitrogênio, nem de enxofre, com menos particulados e outros poluentes. Isso garante também a melhoria da qualidade do ar nas grandes metrópoles brasileiras, com um benefício difuso para a saúde da população, o meio ambiente e toda a sociedade. A sustentabilidade do biocombustível da cana-de-açúcar foi reconhecida pela Agencia Norte Americana de Meio Ambiente (EPA) e um dos destaques apresentados pelo Brasil na Conferência Mundial de Desenvolvimento Sustentável ocorrida no Rio de Janeiro em 2012, a Rio + 20.

 

3 – A PRODUÇÃO DE BIOELETRICIDADE

 

A moagem em usina da cana-de-açúcar colhida dá lugar a dois produtos: a parte líquida do colmo ou o caldo e o bagaço resultante do seu esmagamento. O calor necessário para a evaporação da água do caldo é obtido através da queima do bagaço. O caldo perde água, transforma-se em melaço e finalmente em açúcar, ou é fermentado para a produção de etanol. No processo de fabricação do etanol, cada tonelada de cana-de-açúcar gera, em média, 250 kg de bagaço e 200 kg de palhas e pontas, considerados como resíduos. Tradicionalmente, a energia necessária para evaporação do caldo sempre foi fornecida através de caldeiras que queimavam o bagaço, com baixa eficiência energética, até para eliminar as “montanhas” desse resíduo, geradas a cada safra.

 

Novas caldeiras. Hoje, o resíduo tornou-se um valioso subproduto. Com o aperfeiçoamento e modernização das caldeiras tornou-se possível uma produção de vapor suficiente para garantir o funcionamento de turbinas e gerar energia elétrica, também chamada de bioeletricidade. A pressão das caldeiras passou de 65 kg/cm² para 100 kg/cm², e com isso a produção de vapor passou de 200 t/h para mais de 400 t/h de vapor, com temperaturas na casa dos 500º C. A capacidade de geração das turbinas evoluiu na virada do século de 30 MW para 60 MW ou mais. As caldeiras, que garantiam a energia elétrica suficiente para abastecer as usinas durante o período da safra, passaram a gerar excedentes. Nos anos 80, a geração de bioeletricidade foi tão grande que permitiu que o excedente fosse repassado para o sistema elétrico brasileiro. A regulamentação da oferta e compra de energia e os leilões ampliaram o interesse das usinas em participar desse novo mercado. Após o açúcar e o etanol, emergiu no mercado um terceiro produto energético oriundo da cana-de-açúcar: a bioeletricidade.

 

A produção. Segundo dados da Associação da Indústria de Cogeração de Energia (COGEN), cerca de 30% das usinas de cana-de-açúcar estão conectadas à rede elétrica como geradoras de energia. A capacidade de geração de bioeletricidade instalada em 2010 era da ordem de 6.700 MW e poderá chegar a mais de 22.000 MW a 2020. A bioeletricidade produzida seria equivalente à energia gerada por três usinas de Belo Monte. Nos leilões de energia renovável de 2010, 55 usinas participaram, ofertando mais de 3.500 MW de bioeletricidade produzida a partir do bagaço da cana-de-açúcar, cerca de 25% do negociado em todas as fontes ofertadas (PCHs, eólicas etc.).Em 2010, mais de 2% da energia elétrica consumida no Brasil foi bioeletricidade, sendo que no Estado de S. Paulo, o maior produtor de bioenergia, essa participação chegava a 21,5%.Uma tonelada de bagaço pode gerar mais de 300kWh para a rede elétrica. Uma tonelada de palha pode gerar 500kWh.O consumo médio de uma residência brasileira foi de 154kWh em 2010. Com apenas um hectare de cana, a bioeletricidade pode abastecer oito residências durante um ano inteiro, além de garantir o abastecimento de seus automóveis.

 

Cenários futuros.Expansão da demanda interna e externa de etanol e açúcarelevará moagem da cana-de-açúcar de para mais de um bilhão de toneladas em 2020.Conjugada à eliminação da queima na colheita, haverá um grande crescimento da disponibilidade de bagaço e palha para a geração de bioeletricidade. Nesse cenário, mesmo com ganhos em produtividade graças ao uso de novas tecnologias, a área necessária para a produção de cana-de-açúcardeverásuperar 11 milhões de hectares em 2020. Há áreas agricultáveis suficientes para atender essa expansão, sem afetar a produção de alimentos, sem causar desmatamentos ou ocupar terras inadequadas. Pelo contrário, em S. Paulo, por exemplo, a substituição de pastagens pela cana-de-açúcar promoveu a recuperação das Áreas de Preservação Permanente em locais não mecanizáveis de declive e na beira dos rios.

O aproveitamento energético do bagaço e da palha, considerando as hipóteses de expansão da cultura da cana-e-açúcar, indica um potencial técnico de cogeração de 10.000 MW médios de energia. Para isso, entre outras políticas públicas e privadas, serão necessáriosajustes regulatórios e tributários, programas de financiamento incentivado para a troca das antigas caldeiras de baixa pressão (21 bar) por caldeiras de alta pressão (90 bar), de maior vida útil, capazes de utilizar a palha, além do bagaço. É fundamental aimplantação e a gestão de uma rede básica coletora de geração distribuída, adequada à bioenergia, bem como o planejamento de sistemas de subtransmissão e de distribuição que não sejam projetados apenas para atender demanda de consumidores, mas sim para coletar oferta de geração distribuída da bioeletricidade cujo crescimento poderá ser da ordem de 1.000 MW/ano.

Finalmente, em termos de agroenergia existe ainda o aproveitamento energético do vinhoto. Esse subproduto do processamento da cana, já foi considerado um resíduo indesejável e poluente. Hoje é utilizado em processos de fertirrigação, mas algumas usinas já o aproveitam para a produção, de vapor para movimentar caldeiras. O processo utiliza bactérias para transformar o conteúdo orgânico da vinhaça em metano (e dióxido de carbono). O biogás obtido alimenta um motogerador ou uma turbina e gera energia.O potencial de geração depende essencialmente da qualidade da vinhaça e do seu volume de material orgânico. Um litro de etanol gera um volume 10 a 14 vezes maior de vinhaça. Ao produzir cerca de 27 bilhões de litros de etanol por ano, as destilarias brasileiras geram entre 270 bilhões a 380 bilhões de litros de vinhaça. Estima-se o potencial de bioeletricidade do vinhoto, entre 1.500 e 2.000 megawatts, o equivalente a metadeda capacidade da hidrelétrica de Jirau, queserá de 3.750 megawatts.

Qualidades únicas da bioeletricidade. Essa nova produção de bioenergia, a partir do bagaço e da palha da cana-de-açúcar, é sem desperdício e sem emissões adicionais de gases de efeito estufa. Ela não implica em transmissão através de longas distâncias, como no caso das hidroelétricas amazônicas, dada sua proximidade e capilaridade junto à rede de distribuição de energia e os centros de consumo. Existe geração de bioeletricidade em 20 estados, sendo que S. Paulo responde por 65%. A produção de bioeletricidade ocorre entre abril a novembro no Centro Sul, cuja safra dura cerca de 210 dias. Apesar de estar disponível por somente oito meses, ele entra na rede no momento da estação seca, em que os rios estão com seus níveis mais baixos, quando há uma queda acentuada na produção de energia nas usinas hidroelétricas; é justamente nesse período que são acionadas as termoelétricas movidas com combustíveis fósseis (carvão, óleo diesel ou gás). Por essa razão, ao limitar o uso desses combustíveis fósseis na produção complementar de energia elétrica, a cogeração a partir da cana-de-açúcar vale importantes créditos de carbono. Estima-se que a cogeração a partir do bagaço e da palha da cana e sua validação como Mecanismo de Desenvolvimento Limpo em créditos carbono em todas as unidades produtoras significaria cerca de cinco bilhões de reais nos Estados de Goiás, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Paraná e São Paulo.

 

Benefícios ambientais. A produção integrada com o processamento da biomassa da cana-de-açúcar garante uma boa previsibilidade da disponibilidade de energia (oferta e venda no mercado) e a garantia de uma geração firme, com o combustível de base assegurado nas superfícies das áreas de produção. Os projetos de cogeração em usinas são sempre de pequeno e médio porte, os impactos ambientais decorrentes são mínimos. Sua implantação ocorre em prazos menores do que outras formas de geração de energia como as hidroelétricas. De forma análoga, seu licenciamento ambiental é de menor complexidade e oferece menos dificuldades para ser obtido. A proximidade dos centros de carga exige menores investimentos em conexões com a rede e os riscos operacionais e ambientais da instalação e operação são minimizados. Em termos de localização, as áreas de produção de bioeletricidade coincidem geograficamente com os maiores centros de demanda do país. A bioeletricidade oriunda da cana-de-açúcar poderá ampliar rapidamente a oferta de energia térmica renovável em todo o país, suprindo parte da demanda até o início da entrada em operação as novas hidroelétricas da região amazônica, e reduzindo ainda mais as emissões de CO2 na matriz elétrica brasileira.

 

3 – CINCO SÉCULOS DE DESAFIOS AMBIENTAIS

 

Uma história de inovações. A história do Brasil está associada à da cana de açúcar até os dias de hoje. A evolução tecnológica desses sistemas foi rápida e surpreendente, como a adoção de rodas verticais movidas pela água. Em 1613, registrou-se a primeira referência no Brasil ao novo engenho de três cilindros. No início do século XVII, as lavouras e indústrias da cana de açúcar já haviam se tornado o investimento mais lucrativo do globo. A produção do açúcar era uma autêntica atividade industrial, a mais complexa, mecanizada e avançada naquele período. Produção em larga escala, hierarquização, divisão das tarefas e disciplina do trabalho sequencial já apontavam para a formação de fábricas, que somente seriam construídas na segunda metade do século XVIII. Graças aos senhores de engenho, sucedidos pelos usineiros de açúcar, o Brasil tornou-se o maior produtor de açúcar do mundo, posição que mantém até hoje.

 

Ciclos de expansão. A cana-de-açúcar está no centro de eventos históricos, com consequências ambientais que vão desde a consolidação do povoamento português no Brasil, passando pelas as invasões holandesas, até o desenvolvimento e consolidação do programa de álcool combustível no último quarto do século XX, como resposta inicial às crises do petróleo. Trabalhadores sem terra, a mão de obra do café ou envolvida no pequeno comércio rural, consolidaram as maiores agroempresas de açúcar a partir da primeira metade do século XX. No intervalo de duas gerações, essas famílias de origem italiana e portuguesa lideraram o setor. Com o Programa Proálcool, a cana-de-açúcar tornou-se a base de um novo combustível renovável, o etanol. As usinas passaram a produzir alimento e energia, com ganhos para o meio ambiente.

 

Um novo ciclo de expansão marcou o início do século XXI. Além de produzir açúcar e etanol, consolidou-se a produção de bioeletricidade e a entrada do setor no mercado de carbono com a obtenção dos certificados de carbono, no espírito do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), do Protocolo de Kyoto. O financiamento do setor ganhou novas arquiteturas e parceiros com a entrada de fundos financeiros, com a criação de novas tradings e por fim, o início da produção de bioplásticos, biofármacos, leveduras, resinas, papel e outros produtos bioquímicos derivados da cana-de-açúcar. Os polímeros biodegradáveis utilizados em novas embalagens menos poluentes, contribuem na gestão dos resíduos e do lixo. E o uso do etanol reduz a emissão dos gases de efeito estufa, ao substituir os combustíveis fósseis nos veículos.

 

Desafios atuais. A vinculação do etanol à gasolina e uma política equivocada de preços e tributos, tem sido uma das principais responsáveis pelo desabamento dos investimentos e do consumo do etanol, cuja participação de mercado no Brasil de 54% nos automóveis caiu para 35% em 2012, com graves danos econômicos e ambientais. Investimentos previstos em etanol, de quase US$ 2 bilhões até 2015, estão sendo postergados devido à baixa rentabilidade diante do paradoxo de quase três milhões de novos carros flexfuel por ano. O tamanho do mercado não está encolhendo e sim a produção de etanol.

 

4 – CONCLUSÕES

 

Elemento essencial da formação econômica, social e ambiental do Brasil, a cana-de-açúcar faz parte integrante do imaginário do povo brasileiro: dos doces da cozinha à pinga dos botecos, e aguarda um julgamento futuro mais equilibrado dessa civilização do açúcar, criada pelos portugueses no Brasil. Hoje, o usineiro é um empresário envolvido com os mercados de alimentos, energia, CO2 e polímeros destinados às mais diversas aplicações. A cadeia produtiva da cana-de-açúcar nunca apresentou tanta sustentabilidade ecológica e não existe cultivo capaz de rivalizar com ela em termos de ganhos ambientais.

 

Em nome do meio ambiente, uma tese importada de países temperados defende um uso maior da energia solar no Brasil, com a construção de custosos parques fotovoltaicos e a devida aquisição e importação de tecnologias, desenvolvidas em outros países. Apesar do interesse de explorar tais aplicações, esse discurso ignora que o Brasil já é um grande utilizador de energia solar, de forma eficiente e diversificada, graças à agroenergia. E sua usina solar mais eficiente é um campo de cana-de-açúcar, com uma área de mais de 7.000.000 hectares.

 

Para o Brasil, a cana-de-açúcar assegura a oferta sustentada de alimentos e de bioenergia (combustível e eletricidade), com baixa intensidade CO2, melhora a qualidade do ar das metrópoles, reduz o uso de combustíveis fósseis, além de produzir toda uma ampla gama de produtos bioquímicos, plásticos, diversos polímeros e com incomparáveis ganhos para o meio ambiente.

 

 

 
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