Autor: Lucas da Silva

Secagem de castanha-do-Brasil por micro-ondas

O alto teor de água na castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsa) – uma das mais importantes espécies para a socioeconomia da Amazônia – favorece a proliferação de fungos produtores de micotoxinas com caráter carcinogênico, conhecidas por aflatoxinas, que ameaçam a aceitação e o valor do produto brasileiro nos principais mercados consumidores. Para que as sementes da castanha-do-Brasil sejam consideradas seguras para o armazenamento e consumo, o teor de água deve ser inferior a 13%. Extrativistas e agricultores utilizam métodos de secagem naturais que baseiam-se no sol ou em aeração natural e são pouco eficientes e eficazes: além de serem lentos e promoverem secagem desuniforme, não são capazes de reduzir o teor de água ao nível recomendado. A indústria em geral, por sua vez, utiliza secadores rotativos, que baseiam-se na queima de combustíveis, como lenha e carvão – fontes emissoras de Gases de Efeito Estufa (GEEs). Assim, por meio de processos de convecção e condução de calor, promovem trocas térmicas ineficientes entre os gases quentes e as sementes. O SENAI-RO e a Innovatus estabeleceram parceria a fim de desenvolver método e equipamento para secagem de sementes de castanha-do-Brasil baseado em micro-ondas. As micro-ondas possuem alto coeficiente de interação com materiais orgânicos, produzindo calor via irradiação nos materiais – ao invés de transferir calor para os materiais através de convecção e condução – possibilitando rápido aquecimento volumétrico e, consequentemente, redução no tempo de secagem. Ademais, as micro-ondas permitem a obtenção de calor sem a emissão de gases e poeiras poluentes, e dado o baixo consumo energético da tecnologia, sua aplicação é possível também em locais isolados da rede elétrica, através de geração distribuída (GD). Os testes pré-industriais, ainda sem customização geométrica para o substrato, proporcionaram ganhos em eficiência (tempo de processamento) de 97,8% em relação aos métodos tradicionais utilizados.

Impacto social – melhoria na qualidade de vida da população/número de pessoas atingidas/beneficiadas

A cadeia da castanha-do-Brasil envolve mais de 60 mil famílias, organizadas em mais de 100 empreendimentos comunitários na Amazônia (MAPA, 2020). Pela ausência de soluções eficazes de secagem, no entanto, o produto brasileiro tem menor qualidade, aceitação e valor agregado que o de seus concorrentes da Bolívia e do Peru. A tecnologia baseada em micro-ondas oferece vantagens significativas diante dos métodos de secagem utilizados, como:

• 1. Aumento da eficácia do processo de secagem, sem impactos nas propriedades organolépticas e físico-químicas das castanhas-do-Brasil e/ou do seu óleo;
• 2. Eliminação dos riscos associados às aflatoxinas;
• 3. Aumento da eficiência do processo de secagem: secagem uniforme do substrato e diminuição no tempo requerido e nos custos do processo;
• 4. Possibilidade de implementação de fluxo contínuo;
• 5. Possibilidade de aplicação em locais isolados da rede;
• 6. Ausência de emissões diretas de GEEs.

Por fim, a tecnologia baseada em micro-ondas é longeva, não exige mão-de-obra especializada e tem baixo custo de manutenção, oferecendo uma solução para que o produto brasileiro gere mais benefícios aos milhares de beneficiários da cadeia da castanha-do-Brasil.

Impacto em geração de riqueza – faturamento / produção

A castanha-do-Brasil, por conta de suas propriedades biotecnológicas, características funcionais e sabores e aromas intensos, marcantes e únicos, apresenta um grande potencial para a formulação e fabricação de alimentos, cosméticos e nutracêuticos. De acordo com o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, a castanha-do-Brasil movimenta US$ 450 milhões anualmente no mundo, e apresenta um mercado crescente (MAPA, 2020). O emprego da tecnologia de micro- ondas na cadeia da castanha-do-Brasil promoverá a competitividade do produto brasileiro frente aos seus concorrentes da Bolívia e Peru – os dois maiores produtores atualmente. Além de maior aceitação em um mercado estabelecido de aproximadamente US$ 0,5 bilhão, a castanha-do-Brasil processada com micro-ondas terá valor agregado mais de 10 vezes maior ao garantir sua segurança biológica e preservar suas propriedades organolépticas e físico-químicas (FRAGA, 2021).

Qualidade do envolvimento de atores da sociedade /ecossistema de inovação (comunidades, empresas, demais institutos de pesquisa) no trabalho realizado e nos prováveis desdobramentos

Este Projeto é exequível graças às respectivas experiências das organizações envolvidas. O SENAI-RO faz parte do maior complexo de educação tecnológica da América Latina e de uma das maiores redes de P&D+I do mundo. Além dos Institutos SENAI de Inovação e de Tecnologia, o SENAI-RO utiliza intensamente open innovation, e mantém uma rede de relacionamentos que inclui outros ICTs, PMGEs, governos e investidores regionais, nacionais e internacionais. A Innovatus, por sua vez, nasceu de um projeto conjunto com a UNICAMP no âmbito do Programa de P&D ANEEL. Esse projeto contou com uma contrapartida de mais de 500% do BNDES Funtec, e recebeu o Prêmio EDP Pulse Brasil em 2019. Desde então, a Innovatus colabora com diversas ICTs brasileiras e estrangeiras, e já executou projetos de micro-ondas em parceria com o SENAI para empresas que são referências em seus respectivos setores, como a Klabin, a Rumo Logística e a Nestlé. Atualmente, SENAI-RO e Innovatus negociam com o maior produtor brasileiro de castanha-do-Brasil o escalonamento da solução, além de pré-aprovarem uma proposta com o mesmo escopo junto ao edital Elos da Amazônia, da Idesam/SUFRAMA.

Sustentabilidade ambiental no desenvolvimento e aplicação do produto/processo/serviço

O aquecimento dielétrico gerado pelas micro-ondas está fundamentado na interação da matéria com o campo elétrico da radiação incidente, provocando a movimentação de íons e dipolos induzidos ou permanentes das moléculas. O atrito molecular gerado por esta movimentação é transformado em calor – convertendo, desta forma, energia eletromagnética em energia térmica. Uma vez que as micro-ondas penetram materiais dielétricos, o calor é gerado no interior do corpo, e não na superfície do material. Por consequência, o aquecimento com micro-ondas é mais rápido e uniforme. A reunião desses fundamentos com os materiais pioneiros desenvolvidos pela Innovatus, capazes de atingir e suportar temperaturas superiores a 3.000oC quando irradiados por micro-ondas com baixo custo energético, levaram ao método e equipamento para secagem de sementes de castanha-do-Brasil mais barato, competente e sustentável do mundo. Essa tecnologia já foi empregada industrialmente, por exemplo, para secagem de produtos de papel, proporcionando - com a customização geométrica para o substrato - uma redução no tempo de processamento de três dias para oito segundos, um ganho em eficiência de 99,9969%.

Colaboradores/coautores:

Marcos Aurélio Correa Machado, José Lavaquial Biosca Neto, Rafael Nunes Segantine e José Rafael Nascimento Lopes.