PINHÃO MANSO PARA PRODUÇÃO DE BIODIESELpos.anhanguera.edu.br/wp-content/uploads/2015/07/cap_05_2008.pdf · de ignição durante a Segunda Guerra Mundial (1939-1945). O óleo e

PINHÃO MANSO PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL

Leila Garcês de Araújo1, Kellen Cristhina Inácio Sousa²

ResumoO pinhão manso (Jatropha curcas L.) é uma espécie que fornece grande quan-tidade de óleo, e por sua toxidade não pode ser usado na alimentação humana, sendo uma alternativa viável para produção de biodiesel. Para atender os cri-térios de produção de biodiesel as plantas oleaginosas devem ser uniformes quanto aos caracteres de interesse agronômico, possuir alta produtividade e baixo custo de produção. O pinhão manso pode apresentar até 50% de óleo em suas sementes mostrando-se uma espécie promissora para produção de biodiesel, mas as informações científicas sobre sua variabilidade genética são poucas causando preocupação aos pesquisadores. Atualmente, os estudos sobre a variabilidade genética da espécie utilizando marcadores moleculares e outros métodos de melhoramento em plantas são insuficientes para recomendação de cultivo comercial. Suas características agronômicas, como floração e maturação desuniforme e porte arbustivo inviabilizam a colheita mecânica. A incidência de pragas e doenças, e o aumento da produção de sementes estão sendo estudadas, mas é necessário que seja instituído um programa de melhoramento genético desta oleaginosa para a obtenção de uma variedade melhorada que possa ser cultivada para fins comerciais.

Palavras-chave: Jatropha curcas L., oleaginosas, biocombustível

BARBADOS NUT FOR BIODIESEL PRODUCTION

AbstractJatropha curcas L. is a species that supplies great amount of oil, and for its toxicity it cannot be used in the human feeding, being a viable alternative for production of biodiesel. To reach the criteria to be commercially grown for biodiesel production plants must have uniform agronomic characteristics, high yield and low production cost. Barbados nut, which contains as much as 50%

¹Agrônoma, Doutora em Agronomia. Professora da Universidade Federal de Goiás/Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Geral – Bloco ICB-I, Campus Samambaia – Caixa Postal 131 – CEP 74001-970 Goiânia-GO. [email protected] ² Bióloga graduada no Uni-ANHANGÜERA, Rua Pena Chaves Qd-16 Lt-15 Vila Canaã, CEP 74415-410 Goiânia-GO. [email protected]

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oil seed content, shows good potential for biodiesel industry, but the lack of information regarding to genetic variability is a concerning for the scientific community. Currently, the available studies on genetic variability of this species utilizing molecular markers and other methods of plant breeding are insufficient for commercial recommendation. The mechanical harvest is not viable because of the low uniformity of agronomic characteristics, such as flowering, matura-tion, and architecture. Incidence of pests and diseases as well as an increase of seed production are being studied, but it is necessary to implement breeding program to produce varieties for commercial purpose.

Key words: Jatropha curcas L., oil seed plants, biofuel

Introdução

A espécie J. curcas L. vulgarmente conhecida como pinhão manso é cultivada no continente americano desde a época pré-colombiana, ocorre em todas as regiões tropicais e até em algumas temperadas, porém ainda não é uma espécie totalmente domesticada. O óleo extraído das sementes desta planta foi usado, até a década de 20, para iluminação de casas rurais nos estados de Minas Gerais e Rio de Janeiro, e também como lubrificante para motores de ignição durante a Segunda Guerra Mundial (1939-1945). O óleo e a torta resultante de pinhão manso são usados na fabricação de sabão e o arbustro pode ser encontrado atuando como cerca viva em pequenas propriedades rurais no Brasil (SATURNINO et al, 2005). O pinhão manso também possui propriedades medicinais, onde o látex atua como cicatrizante em feridas externas, as folhas e a amêndoa são altamente purgativas mas o consumo em grandes quantidades pode levar a pessoa à morte (BALBACHAS, 1959).

A Crise do Petróleo em 1973 e a grande preocupação dos ambientalistas em torno das alterações climáticas, motivaram as pesquisas científicas com fontes alternativas e renováveis de energia (SATURNINO et al., 2005). No Brasil, no final dos anos 70 foi lançado o Pró-Álcool que atualmente é considerado programa-modelo, atendendo a demanda comercial de combustível alternativo e renovável (CÂMARA, 2006).

Leila Garcês de Araújo, Kellen Cristhina Inácio Sousa


Já no século XXI, as correntes tecnológicas mundiais tendo em vista soluções para a escassez do combustível fóssil e para a minimização dos impactos negativos ao meio ambiente, sensibilizaram os grandes produtores agrícolas, os pesquisadores e concomitantemente o governo brasileiro que decidiu pela criação do Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel (PNPB), aumentando a competência da Agência Nacional do Petróleo (ANP) para o monitoramento da produção e da comercialização dos biocombustíveis (ANP, 2008).

O cultivo de espécies oleaginosas ocorre em todas as regiões brasileiras, mas para produção de óleo vegetal em larga escala é necessária uma espécie que exija menores gastos com os insumos agrícolas e que apresente uma maior produtividade por área plantada (MARQUES, 2007), e que possa ser inserida no cenário do agronegócio de agricultores familiares.

O pinhão manso é uma oleaginosa que resiste à diversas variações de solo e clima, tendo ainda a vantagem de possuir um ciclo perene e produtividade média de duas toneladas por hectare (MELO et al., 2006). As sementes são de fácil armazenamento e boa preservação, a torta resultante da extração do óleo pode servir como adubo orgânico devido ao alto teor de nitrogênio, fósforo e potásssio (SILVA, 2006). Por ser uma planta rústica consegue se adaptar a terrenos áridos e pedregosos, além de atuar na recuperação de áreas degradadas pela ação de chuvas e ventos fortes (ARRUDA et al., 2004). Pela rusticidade descrita, conclui-se que o pinhão manso é uma alternativa para inserir o agricultor familiar no cenário do agronegócio brasileiro.

É uma planta alógama, ou seja, de fecundação cruzada em que a polinização é feita por insetos, o que aumenta a variabilidade genética das plantas em cultivo. A variabilidade apresentada pela espécie permite a exploração de muitos caracteres que quando melhorados geneticamente podem interagir com o ambiente aumentando assim o valor econômico da produção (MARQUES, 2007).

Diversos países possuem iniciativas governamentais e privadas



incentivando o cultivo de pinhão manso para a produção de biodiesel, mas até o presente momento nenhum dos resultados obtidos nas lavouras estabelecidas fornecem dados seguros sobre o rendimento produtivo desta espécie. Existem apenas estimativas feitas sem metodologia técnica adequada, que causam insegurança aos pesquisadores, portanto não há registro científico de dados sobre a viabilidade econômica desta cultura (MAPA, 2007).

Para atender a meta atual de biodiesel no Brasil que é de 3%, serão necessários um bilhão e quatrocentos milhões de litros de óleo vegetal por ano. Logo será preciso grande produção de matéria-prima, ou seja, oleaginosas com elevada produtividade e baixo custo de produção (CÂMARA, 2006). As pesquisas científicas sobre a floração, a maturação dos frutos, a variabilidade genética e a produção comercial do pinhão manso atualmente são poucas demonstrando a importância de se estudar o melhoramento genético desta espécie.

Características Morfológicas do Pinhão Manso

A Euphorbiaceae compreende uma das maiores famílias das Angiospermae, com aproximadamente 300 gêneros e 8000 espécies. No Brasil conhecidamente encontram-se cerca de 70 gêneros e 1100 espécies, distribuídas em todos os tipos de vegetação. Estas espécies apresentam porte arbóreo, arbustivo, sub arbustivo ou herbáceo. Alguns representantes da família Euphorbiaceae são de grande importância econômica no Brasil, especialmente para a alimentação humana, como a mandioca (Manihot esculenta C.), para a produção de látex como a seringueira (Hevea brasiliensis M.), e para produção de óleos como a mamona (Ricinus communis L.) e o pinhão manso (J. curcas L.), que se destaca como uma oleaginosa promissora na produção de biocombustível (NUNES, 2007).

O pinhão manso é uma árvore de crescimento rápido, podendo atingir 3 metros de altura com diâmetro de tronco de aproximadamente 20 centímetros, mais em condições especiais de cultivo pode atingir até 5 m de altura e diâme-tro variando de 20 a 30 cm. O caule é liso, macio, esverdeado, quando jovem apresenta coloração cinzento-castanha, seu lenho ou xilema é pouco resistente,



mole e sua medula bem desenvolvida. O floema abrange canais que vão da raiz até as folhas mais altas. Ao sofrer qualquer tipo de ferimento o caule exsuda um látex ou suco celular que circula pelo floema o qual torna-se uma substância castanha semelhante à resina depois de seco (SATURNINO et al., 2005).

O tronco é dividido desde a base, em ramos que são revestidos por uma camada grossa, com cicatrizes produzidas pela queda das folhas na estação seca (DIAS et al., 2007). O tronco e os ramos são recobertos por uma camada cerosa, quando esta camada seca se desprende em lâminas finas. No sistema radicular, quando a planta é proveniente de plantio por semente formam-se cinco raízes, sendo uma central ou pivotante e quatro periféricas e quando a propagação é vegetativa formam-se apenas raízes periféricas (NUNES, 2007).

As folhas são decíduas e alternadas, opostas e largas, em forma de palma com três ou cinco lóbulos e pecioladas, as folhas novas apresentam coloração vermelho – vinho, cobertas com lanugem branca, e ao crescerem tornam-se verdes, pálidas, brilhantes e glabras, com nervuras esbranquiçadas e salientes em sua parte abaxial (DIAS et al., 2007). Os pecíolos são longos e esverdeados, do qual partem as nervuras divergentes. Quando as folhas caem, parcial ou totalmente, no final da época seca ou na estação fria, a planta permanece em repouso vegetativo até o início da primavera ou período chuvoso para regiões secas, onde folhas, novas e viçosas, começam a brotar no ápice dos galhos desenvolvidos (SATURNINO et al., 2005).

As inflorescências surgem junto com as novas folhas, as flores são amarelo – esverdeadas, monóicas, unissexuais e produzidas na mesma inflorescência. As flores femininas são isoladas, localizando-se na base das ramificações e apre-sentam pedúnculo longo não articulado, com três células elípticas, ovário com três carpelos, cada um com um lóculo que produz um óvulo com três estigmas bifurcados e separados. As flores masculinas possuem dez estames, dos quais cinco unem-se na coluna, são mais numerosas e se situam no final das ramifi-cações. Estudos de polinização e frutificação do pinhão manso na Índia relatam que em uma inflorescência, a proporção é de uma a cinco flores femininas para 25 a 93 masculinas, em média vinte flores masculinas para cada flor feminina,



o que diminui a quantidade de frutos por planta (SATURNINO et al., 2005).A abertura das flores femininas na mesma inflorescência acontece em

dias diferentes. Ao ocorrer a primeira abertura, as demais irão desabrochar-se no decorrer de seis dias e as flores masculinas desabrocham em onze dias. Em uma mesma inflorescência, geralmente a flor feminina da primeira bifurcação do cacho desabrocha primeiro e depois vão se abrindo as situadas acima (SA-TURNINO et al., 2005).

A polinização do gênero Jatropha é entomófila, ou seja, realizada por inse-tos como abelhas, formigas, moscas, vespas, tripes, dentre outros, aumentando a variabilidade genética das plantas em cultivo. A floração do pinhão manso ocorre no período da seca, o amadurecimento ocorre em sessenta dias após a primeira floração, conseqüentemente, a colheita dos frutos ocorre no período chuvoso prolongado (DIAS et al., 2007).

O fruto é capsular ovóide com comprimento de 2,5 a 4,0 cm e largura de 2,0 a 2,5 cm, seu diâmetro é de 2,0 a 3,0 cm. A cápsula trilocular é carnuda e amarelada, formada por um pericarpo ou casca dura e lenhosa, indeiscente, em cada uma das três cavidades existe uma semente preta. A maturação dos frutos não é uniforme, observa-se em um mesmo cacho, frutos verdes, amare-los quando maduros e por fim pretos. O peso do fruto varia de 1,5 a 3,0 g, do qual 53 a 62% estão nas amêndoas e 38 a 47% estão nas cascas (DIAS et al., 2007; NUNES et al., 2009).

A semente é oval e relativamente grande, quando seca mede entre 1,5 a 2,0 cm de comprimento e 1,0 a 1,3 cm de largura, e seu peso vai de 0,5 a 0,8 g. É constituída, de fora para dentro, pelo epicarpo, tegumento rijo, quebradiço, de fratura resinosa, mais espessa na fase ventral e nos extremos. Possui na parte superior uma saliência carnuda, a carúncula próxima à micrópila, que se situa nas extremidades com dois lóbulos, pouco visíveis na semente seca. No lado interno do tegumento da semente existe uma película branca que recobre a amêndoa. A semente é composta 45% pela casca e 55% pela amêndoa, esse valor percentual pode ser alterado devido às condições ambientais, tratos cul-turais e variedade genética (SATURNINO et al., 2005). A amêndoa contém o



albúmem ou endosperma que é abundantemente branco e oleaginoso (35% de óleo) e o embrião, constituído do eixo embrionário e de dois largos cotilédo-nes achatados e foliáceos (DIAS et al., 2007). O óleo extraído das sementes é incolor, inodoro, muito fluído, porém precipita a frio e congela a poucos graus acima de zero (NUNES, 2007).

Ecofisiologia e Exigências Climáticas

O cultivo de pinhão manso é encontrado desde o nível do mar até altitudes de aproximadamente 1.000 m, porém observa-se que a planta se desenvolve melhor entre 200 e 800 metros, em temperaturas médias variando entre 18 e 25ºC. Tolera precipitações pluviométricas de 480 a 2380 mm anuais, entretanto seu bom rendimento é observado com chuvas anuais bem distribuídas entre 600 e 800 mm (SATURNINO et al., 2005).

Por ser uma planta rústica se adapta com facilidade as diversas condições climáticas, tanto nas regiões tropicais secas como nas equatoriais úmidas. Suporta veranicos e baixa fertilidade do solo, o que se reflete em uma pequena queda no rendimento da cultura e diminuição no teor calorífero do óleo. A planta consegue tolerar fortes secas, com apenas 200 mm de chuva por ano ou até três anos consecutivos de secas, porém não é tolerante a geadas, que causam diminuição na produção de sementes (SATURNINO et al., 2005).

Apesar de sua tolerância à seca, deve-se ressaltar que a produtividade do pinhão manso é bastante afetada pela ação prolongada de ventos na época da floração, pela distribuição irregular de chuvas, e por solos muito úmidos e pouco férteis (SATURNINO et al., 2005). O pinhão manso é uma planta capaz de se adaptar em terrenos de pouca fertilidade e atua na recuperação de áreas degradadas e margens de rios, mas a planta deve ser cultivada preferencialmente em solos profundos bem estruturados e não compactados, para que o sistema radicular possa se desenvolver e ocupar maior volume do solo para obtenção de nutrientes. A planta não tolera solos muito argilosos, com constante umidade, de difícil drenagem e áreas encharcadas ou alagadiças (DIAS et al., 2007).



Mesmo tendo vasta aptidão as diversas condições edafoclimáticas, para se obter alta produtividade de frutos e lucratividade com a comercialização de sementes são necessárias correções do solo após análise química e física. Ge-ralmente, utiliza-se a calagem, a adubação de plantio e a adubação de cobertura em todo o período produtivo, aplicando-se adubos orgânicos que forneçam os nutrientes necessários para o crescimento e desenvolvimento da planta (DIAS et al., 2007).

PropagaçãoAs características genéticas, a procedência das sementes, a formação e a

sanidade das mudas são indispensáveis para a obtenção de lavouras mais produ-tivas. O plantio de pinhão manso pode ser através da semente com reprodução sexuada ou por propagação assexuada, como enxertia e estaquia. As plantas oriundas de sementes desenvolvem um sistema radicular bem fixo no solo, portanto geram indivíduos maior longevidade, porém atingem idade de máxima produção após o quarto ano de plantio. Por outro lado, plantas provenientes de estacas formam sistema radicular sem raiz pivotante, mas sua produção pode ocorrer ainda no primeiro ano de cultivo (NUNES, 2007).

Devido à abundância de ramos nas plantas e ao rápido enraizamento, as estacas representam uma propagação mais eficaz, porém por não desenvolverem um sistema radicular pivotante são menos tolerantes à seca e por produzirem plantas idênticas geneticamente podem apresentar maior suscetibilidade à pragas e doenças, sendo estratégico a obtenção de um cultivar segura para a propagação clonal ou vegetativa. Outro inconveniente do emprego de estacas na propagação de J. curcas L. é a grande demanda de material vegetativo para uma produção em escala comercial, a solução pode estar na micropropagação de tecidos, método que consiste no uso da embriogênese somática para mul-tiplicar as plântulas, viabilizando os estudos de melhoramento genético para atender às exigências de cada região de plantio do pinhão manso (SATURNINO et al., 2005).

O espaçamento para o plantio de pinhão manso adotado, em geral é de



três por três metros, totalizando 1100 plantas por hectare. O ciclo produtivo do pinhão manso é de aproximadamente quarenta anos, neste período podem ser introduzidas no espaço entre as plantas em consorciamento, algumas culturas anuais para subsistência, como arroz (Oryza sativa L.), milho (Zea mays L.), mandioca (M. esculenta C.), amendoim (Arachis hypogaea L.) e feijão (Pha-seolus vulgaris L.). O consorciamento entre pinhão manso e demais culturas vem sendo utilizado no Brasil nos programas de incentivo à agricultura familiar (DIAS et al., 2007).

Já é realidade no Brasil o consórcio entre duas oleaginosas para produção de biodiesel, trata-se do pinhão manso consorciado com cambre (Cambre abs-synica H.), este segundo possui um ciclo cultural de apenas 100 dias e um teor de óleo de até 40%, logo o fornecimento de óleo por área plantada será maior, além do agricultor utilizar toda a área de cultivo (VEDANA, 2008).

Utiliza-se também o consórcio do pinhão manso com pastagens. Deve-se manter a planta coroada desde o início do consórcio evitando assim a competição com o pasto. O gado poderá ser introduzido na pastagem à partir do primeiro ano de idade das plantas de pinhão manso ou quando estas atingirem altura mínima de 50 cm para se evitar o pisoteio pelos animais (DIAS et al., 2007).

A produção pode ser resultado da multiplicação do número de frutos pelo número de ramos, para viabilizar o aumento de ramos e, consequentemente, obter mais frutos, são realizadas podas, método que consiste em cortar a gema apical da haste principal das plantas no primeiro ano de cultivo (DIAS et al., 2007). A poda visa manter o pequeno porte da planta para facilitar a colheita, e por ser uma espécie perene, o pinhão manso necessita a cada década de uma poda de rejuvenescimento induzindo novo crescimento de galhos e estabilidade na produção de sementes (SATURNINO et al., 2005).

Incidência de Pragas e Doenças

A ocorrência de pragas varia de acordo com a idade da planta, seu estágio nutricional, época do ano, proximidade de plantas hospedeiras e condições



climáticas (SATURNINO et al., 2005). Os insetos que atacam o pinhão manso são o trips (Selenotrips rubro-

cinctus), que atacam folhas jovens causando desfolha precoce e mumificação dos frutos, a cigarrinha verde (Empoasca spp.), que causa o amarelamento e encurvamento de folhas e o abortamento de flores, as formigas saúva (Atta sexdens rubropilosa) e raparrapa (Acromyrmex landolti balzan) que causam, respectivamente, queda das folhas e anelamento das plantas e os cupins das família Rhinotermitidae que são responsáveis pela dessecação de raízes e plantas adultas levando-as à morte (DIAS et al., 2007).

O ácaro-branco (Polyphagotarsonemus latus) é a principal praga que ataca a cultura do pinhão manso na época da seca, paralisando o crescimento das folhas e causando seu enrugamento. O ataque desta praga é mais intenso durante a seca, causando a morte do meristema apical das plantas e, consequentemente, brotação lateral excessiva. O percevejo (Pachycoris sp.) suga os frutos imaturos, causando aborto prematuro ou então a má formação de sementes e a redução do peso dos frutos. Para o controle preventivo destas pragas é empregado o controle químico utilizando inseticidas sistêmicos contendo princípios ativos como betaciflutrina, bifetrina, carbaril, carbosulfan, carbofuran e outros (DIAS et al., 2007).

O ácaro Vermelho (Tetranychus sp.) causa queda em geral de folhas adul-tas, mas pode atacar também folhas jovem. A broca (Sternocoelus notaticeps) é um inseto que quando adulto coloca seus ovos no tecido parenquimatoso, os quais eclodem em larvas que se alimentam dos tecidos internos do caule e dos ramos, formando verdadeiras galerias em seu interior. Os danos podem ser consideráveis, com perda das plantas fortemente infestadas. Para evitar a infestação deste inseto, sugere-se adubação com boro , uma vez que a carên-cia desse elemento torna as plantas mais susceptíveis ao ataque dos mesmos (ALVES, 2008).

Os patógenos que comumente infectam o pinhão manso são o oídio ou mofo-branco (Oidium hivea steinm), um fungo que ataca as partes verdes das plantas, causando desfolha e chochamento dos frutos (SATURNINO et al.,



2005), e a ferrugem (Phakopsora arthuriana e P. jatrophicola) caracterizada pela presença de lesões amareladas, de aspectos ferruginoso, causada pela presença de fungos de cor alaranjada que ocasionam morte das folhas. O controle pode ser feito com pulverizações de fungicidas específicos a base de enxofre para o mofo-branco e produtos químicos, especialmente produtos cúpricos protetores para a ferrugem (DIAS et al., 2007; CARNEIRO et al., 2009).

Um outro patógeno que preocupa os pesquisadores é a gomose (Phyto-phthora sp.), fungo que ataca a base do caule causando podridão e, consequen-temente, os tecidos afetados ficam escuros. Ocorre amarelecimento, murcha e queda de folhas, que pode evoluir para morte descendente de ramos da planta. A antracnose causada pelos fungos Colletotrichum gloeosporioides e C. capsici produz manchas foliares que podem evoluir para a queima completa das folhas. Os frutos podem ser infectados, com lesões de coloração marrom-escura. A alternariose (Alternaria spp.) é um outro fungo causador de manchas foliares e queda prematura de folhas (FRANCO; GABRIEL, 2008).

Estudos recentes na Índia, mostram a existência de problemas com os fungos Macrophomina phaseolina e Rhizoctonia bataticola, causadores de lesões no colo da planta e o Cercospora jatrophae-curcas que causa manchas e queda das folhas. O fungo Colletotrichum gloespoiroides causa secamento da porção apical do caule e queda das folhas apicais. Foram registrados também os patógenos Fusarium ssp e Colletotrichum dematium, que causam, respecti-vamente, necrose nas raízes e no caule de plântulas (ALVES, 2008).

Colheita, Beneficiamento e Armazenagem

Uma vez que a maturação dos frutos não é uniforme, fazendo da colheita manual é a melhor opção. Dependendo das condições edafoclimáticas, varie-dade genética e tratos agrícolas, a colheita pode ser dividida em seis etapas anuais o que onera o custo de produção. Na primeira etapa da colheita manual são colhidos apenas os frutos maduros, de coloração amarela e os frutos secos, coloração marrom ou preta, ficando na planta os frutos verdes para a próxima



etapa e assim por conseguinte (DIAS et al., 2007). Outro método de colher os frutos é vibrar o pé de pinhão manso, à meia altura o que provoca a queda apenas dos frutos secos, porém como a floração é desuniforme, este método não é viável, pois podem cair frutos imaturos (SATURNINO et al., 2005).

O beneficiamento ocorre logo após a colheita onde os frutos maduros e secos deverão passar por secagem inicial, deve-se evitar a secagem direta ao sol, pois o calor intenso pode modificar as propriedades físico-químicas do óleo nas sementes. A debulha consiste em separar as cápsulas das sementes podendo ser manual ou mecanizada. Na sequência as cascas podem ser tritu-radas e a torta aplicadas ao solo como adubo, pois apresenta 70% de NPK, nutrientes necessários ao plantio de toda e qualquer cultura. As sementes serão submetidas à secagem até atingir no máximo 10% de umidade, podendo ser armazenadas ou processadas para extração de óleo. A parte mais complexa é a armazenagem que deve ocorrer em ambiente limpo, arejado sem umidade, sem contato direto com o solo, com pouca luminosidade e sem incidência direta de luz (DIAS et al., 2007).

Biodísel: Definição e Histórico

O biodiesel é um combustível composto pela adição de ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos, obtidos de qualquer triglicerídeo (óleos vegetais ou gorduras animais) com um álcool de cadeia curta como metanol ou etanol (MIRAGAYA, 2005).

Em 1892, o engenheiro alemão Rudolph Christian Karl Diesel patenteou o protótipo de motor de ignição por compressão e, em 1897 foi colocado em funcionamento de forma eficiente, na cidade de Augsburg, Alemanha. Um ano depois, na Feira Mundial de Paris, Rudolph Diesel lançou oficialmente o motor diesel, utilizando como combustível o óleo de amendoim (A. hypogaea L.). Os primeiros motores diesel eram de injeção direta, logo podiam ser mantidos por petróleo filtrado ou óleos vegetais (CÂMARA, 2006).

A abundância de petróleo e a facilidade em refiná-lo propiciaram o sustento



energético dos motores diesel, desde a sua criação, porém em 1912, Rudolph Diesel afirmou que o uso dos óleos vegetais como combustível podia parecer insignificante naquele momento, mas que estes se tornariam tão ou mais im-portantes quanto o óleo de origem fóssil (CÂMARA, 2006).

As estratégias para a limitação da emissão de gases poluentes na atmosfera, o incentivo à agricultura e a redução da dependência de derivados de petróleo na matriz energética mundial contribuíram para a expansão das energias al-ternativas como o etanol e o biodiesel (MIRAGAYA, 2005).

Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel

No final dos anos 70, o governo brasileiro, motivado pela crise mundial do petróleo desenvolveu o Programa Nacional do Álcool Combustível (Pró-Álcool) que é atualmente uma das matrizes econômicas do país e modelo internacional de produção tecnológica de etanol, para muitos países, como os Estados Uni-dos que importam esse combustível do Brasil. Neste período foi idealizado o lançamento de um programa de incentivo à produção de óleos vegetais para o biodiesel, o Pró-Diesel, mas o projeto não progrediu e tornou-se uma meta para o futuro (CÂMARA, 2006).

No ano de 2003, o governo brasileiro concretizou a criação do Pró-Diesel, denominando-o Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel (PNPB) que ampara política e economicamente a produção de oleaginosas por pequenos e médios produtores rurais, a comercialização do óleo e o uso na frota nacional (CÂMARA, 2006). Em 2005 ficou estabelecido o uso comercial obrigatório de 2% de biodiesel, denominado de B2 adicionado ao diesel de pretróleo. A obrigatoriedade do biodiesel adicionado ao diesel conferiu a Agência Nacional do Petróleo (ANP), órgão do Governo Federal, responsável pelo controle das atividades energéticas, a competência de regular e fiscalizar a produção de matéria-prima, a qualidade, a distribuição, a revenda e a comercialização do biodiesel no país (ANP, 2008).

Em primeiro de Julho de 2008, o percentual obrigatório de adição de



biodiesel aumentou de dois para três porcento, ou seja, B3 (ANP, 2008). Para atender essa determinação serão necessários um bilhão e quatrocentos milhões de litros de óleo vegetal por ano, apenas para consumo da frota nacional. Considerando a extensão territorial do Brasil, apenas um milhão e quinhentos mil hectares dos cento e cinquenta milhões disponíveis para agricultura no país, são destinados para o cultivo de oleaginosas com finalidade energética. Para suprir a meta nacional do biodiesel é preciso um cultivo intensivo de oleaginosas que sejam altamente produtivas e com baixo custo de produção (MIRAGAYA, 2005).

A produção de biodiesel no Brasil tem como matéria-prima as culturas da soja (Glycine max L.), da canola ou colza (Brassica napus L.), do dendê (Elaeis guineensis J.) e do girassol (Helianthus annus L.), sendo que espécies como a mamona, o cambre e o pinhão manso estão sendo usados experimentalmente em pesquisas. O Brasil é o país com maior potencial para produzir biodiesel, pois possui mais de 20% da área agricultável do mundo, e mais de duzentas espécies de oleaginosas que podem ser cultivadas em todo o território brasileiro (BELTRÃO, 2005).

Óleo de Pinhão Manso para a Produção de Biodiesel

Existem registros do óleo de pinhão manso usado como purgante para animais e crianças no interior de Minas Gerais, como combustível para iluminação em propriedades rurais no Rio de Janeiro e até como lubrificante de motores a diesel, durante a Segunda Guerra Mundial (SATURNINO et al., 2005).

Atualmente, no Brasil, as plantas oleaginosas utilizadas para a produção de biodiesel são também usadas na alimentação humana como a soja, o milho, o girassol, o dendê e a canola, e esta concorrência pode causar diminuição na produção de alimentos. O pinhão manso apresenta vantagem sobre as culturas acima relacionadas, pois sua produção comercial terá exclusivamente finalidade para a produção de biodiesel. Existe no mundo um bilhão e



oitocentos e sessenta milhões de hectares de terras agricultáveis, sendo que atualmente apenas a metade destas terras são utilizadas para a produção de alimentos e a outra metade é reservada para as demais culturas, logo pode ser usada na produção matérias- primas para a produção de biocombustíveis (DALL’AGNOL, 2007).

Em uma análise comparativa da aplicação direta do óleo de pinhão manso com o óleo diesel de origem fóssil, observou-se que o consumo de óleo de pinhão manso foi 20% maior que o diesel em um motor comercial de combustão interna, porém o ruído do motor foi mais suave e a emissão de fumaça 40% menor, contribuindo para a diminuição das poluições sonoras e do meio ambiente (SILVA, 2006).

O óleo das sementes de pinhão manso pode ser extraído por dois métodos que são a extração química ou mecânica. Na extração química, as sementes são descascadas e trituradas, a torta é submetida a um solvente, que geralmente é o hexano, resultando na obtenção de 50% de óleo. Na extração mecânica usa-se uma prensa hidráulica para esmagar as sementes e depois de esmagadas a torta é aquecida a 60ºC. Neste caso, obtêm-se apenas 35% de óleo (BICUDO et al., 2007). Utilizando o método de prensagem e aquecimento, além de ocorrer perda da massa olerífera, o óleo resultante apresenta impurezas físicas e químicas, enquanto que, na extração com hexano há maior eficiência na obtenção de óleo, além de resultar em um óleo mais puro para a adição ao diesel de petróleo (PENHA, 2007).

Os óleos vegetais apresentam maior viscosidade em relação ao óleo diesel sendo necessário submetê-los à reação de transesterificação, definida quimi-camente como catálise homogênea, isto é, a reação de um triglicerídeo com um álcool de cadeia curta, metanol ou etanol, catalisada por ácidos, bases ou enzimas. Por terem um custo comercial mais baixo e contribuírem para a dimi-nuição da acidez do óleo vegetal, os catalizadores recomendados são o NaOH e o KOH, respectivamente hidróxidos de sódio e potássio. Pode-se também utilizar a catálise heterogênea através de centrífugas, porém este método não



se mostrou viável para grande produção de óleo vegetal (TEIXEIRA, 2005).O óleo de pinhão manso apresenta um elevado grau de acidez, o que pode

causar corrosão no motor de ignição. Após extrair o óleo, deve-se utilizar o processo de neutralização, que é a adição de solução aquosa de Hidróxido de Sódio 18% ao óleo, porcentagen esta regularizada pela ANP (PENHA, 2007).

Melhoramento Genético da Espécie J. curcas L.

O pinhão manso é uma planta de origem centro-americana, disseminada pelos portugueses pela África e Ásia a partir do Caribe, via arquipélago de Cabo Verde; ocorre hoje na América do Sul, na Argentina, Bolívia, Brasil, Colômbia, Equador, Paraguai, Peru, Venezuela e Ilhas Galápagos (CARNEIRO et al., 2009).

O Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) por meio da Instrução Normativa número 4, de quatorze de Janeiro de 2008, autorizou a inscrição da J. curcas L. no Registro Nacional de Cultivares (RNC) e estabeleceu a comercialização de sementes e mudas, mas especificou dois obstáculos para a implantação do cultivo comercial do pinhão manso que são a domesticação da espécie, que ainda não foi observada em monocultura intensiva e a criação de um programa de melhoramento genético que resulte em uma cultivar com características agronômicas superiores (BRASIL, 2008).

Por ser uma espécie com grande tolerância às variações edafoclimáticas, o pinhão manso vem sendo uma oleaginosa bastante estudada no Brasil por empresas agropecuárias, centro de pesquisas em universidades e programas governamentais de incentivo à agricultura familiar. Foram implantadas lavouras para a avaliação de genótipos da espécie J. curcas L. em Estados como Acre, Roraima, Tocantins, Bahia, Alagoas, Sergipe, Paraíba, Maranhão, Piauí, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Distrito Federal, Goiás, Minas Gerais, Rio de Janeiro, São Paulo e Paraná (SATURNINO et al., 2005).

Pesquisadores da Universidade Federal da Paraíba desenvolveram estu-



dos com duas oleaginosas promissoras para a produção de biocombustível e defendem o pinhão manso em relação à mamona, pois o primeiro apresenta ciclo produtivo perene e possui maior resistência às condições climáticas do semi-árido. Os estudos sobre o cultivo de pinhão manso na Paraíba ainda não foram concluídos, portanto não se tem resultados científicos destas pesquisas (GREGÓRIO, 2006).

Em Alagoas, gestores do Programa do Biodiesel (Probiodiesel/Al) do Governo Estadual, em parceria com pesquisadores da Universidade Federal de Alagoas, desenvolveram pesquisas com a mamona e o pinhão manso. Embora não tendo ainda certificado tecnológico, estudos recentes indicam que o pinhão manso apresenta um desempenho melhor que a mamona em regiões com baixos índices de chuvas anuais, podendo ser uma cultura promissora para o Nordeste do país (ALMEIDA, 2008).

Pesquisadores da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA), visando a produção de biodiesel, iniciaram pesquisas com diferentes acessos de germoplasma de pinhão manso oriundos de vários Estados brasileiros, para levantar dados sobre a variabilidade genética da planta. Porém, as pesquisas foram iniciadas no ano de 2008 e como o pinhão manso é uma planta perene, os resultados provavelmente serão concluídos após alguns anos de pesquisa (MARQUES, 2008).

O banco de germoplasma é o local onde uma amostra de variabilidade genética de determinada espécie é conservada em condições artificiais e podem ser preservadas por décadas, podendo ser usadas para a propagação da espécie ou para pesquisas posteriores (BORÉM; MIRANDA, 2005).

Para o sucesso de um programa de melhoramento genético, é necessário a obtenção de uma variabilidade genética adequada e a avaliação dos acessos divergentes com características desejáveis tais como: alta produtividade de sementes; alta taxa de flor feminina em relação à flor masculina, porte reduzido, resistência a pragas e doenças, uniformidade e precocidade de maturação, resistência/tolerância à seca, e, principalmente, alto teor e melhoramento



das propriedades químicas e físicas do óleo. Portanto, é muito importante o levantamento de informações quanto à diversidade do germoplasma disponível para o estabelecimento de coleções com variação genética representativa do pinhão manso (MARQUES; FERRARI, 2008).

A Universidade Federal de Lavras, (UFLA) possui um banco de germoplasma com material genético de J. curcas L. oriundo de diversos locais do Brasil e do Mundo. Foram feitas análises estatísticas das avaliações de Junho de 2006 e de Maio de 2007, os parâmetros avaliados foram a altura de plantas e o número de brotações em vinte e cinco genótipos no campo experimental do setor de grandes culturas do Departamento de Agricultura da UFLA. Os resultados apresentaram diferenças fenotípicas, ou seja, os genótipos mostraram diferença quanto às características analisadas, demostrando a presença de alta variabilidade genética na espécie J. curcas L para os parâmetros avaliados (AVELAR et al., 2007).

A produtividade do pinhão manso varia muito em função da região de plantio, do método de cultivo, dos tratos culturais, da idade da cultura, da quan-tidade de chuvas e da fertilidade do solo (ARRUDA et al., 2004). A avaliação de genótipos em diferentes locais, tratos culturais e épocas do ano, em relação à maioria das características agronômicas demonstra a interação genótipo x ambiente (GxE), uma ferramenta muito importante a ser utilizada em programas iniciais de melhoramento genético (BORÉM; MIRANDA, 2005).

A espécie J. curcas L. é diplóide, ou seja, 2n = 22 cromossomos os quais são responsáveis pelos diversos caracteres da espécie, como crescimento, ma-turação, resistência e produtividade (SATURNINO et al., 2005). A J. curcas L. possui polinização cruzada que proporciona alta variabilidade genética, o que permite ao melhoramento genético selecionar caracteres de interesse agronô-mico como a produtividade, resistência às doenças e pragas, precocidade de produção, menor porte e uniformidade de floração e de maturação dos frutos (MARQUES, 2007).

As espécies alógamas apresentam elevado nível de heterozigose, que se

associa ao vigor híbrido da espécie. O melhoramento genético destas espécies consiste em obter uma população oriunda da hibridização entre genitores selecionados ou mesmo por autofecundação e seleção de plantas superiores (BORÉM; MIRANDA, 2005). Os métodos de melhoramento genético para o pinhão manso que aproveitam a variabilidade pré-existente ou que geram va-riabilidade podem ser as hibridações inter-específicas, a indução de mutações, a variação somaclonal ou a transformação genética (MARQUES; FERRARI, 2008). Nunes et al. (2008) estabeleceram protocolos de cultivo in vitro para pinhão manso a partir de embriões.

A utilização de marcadores moleculares pode auxiliar na identificação de germoplasma, facilitar a seleção genotípica e estimar a diversidade genética da espécie (BORÉM; MIRANDA, 2005). Para o estudo desta variabilidade gené-tica pré-existente no germoplasma disponível de pinhão manso pode-se utilizar marcadores morfológicos e moleculares tais como RAPD (DNA polimórfico amplificado ao acaso), AFLP (polimorfismo de comprimento de fragmentos amplificados), microssatélites e SPAR (Reação de amplificação de um primer único) (RANADE et al., 2008), e, ao mesmo tempo, é necessário também a caracterização fitoquímica do óleo e da torta do pinhão manso (MARQUES; FERRARI, 2008).

Souza et al. (2007) coletaram frutos de quatro genótipos provenientes do Banco Ativo de Germoplasma da Universidade Federal de Sergipe (UFS) e avaliaram no laboratório de tecnologia e análise de sementes do Departamento de Engenharia Agronômica DEA/UFS, o tamanho e o peso de cem sementes de cada um dos genótipo coletados e obtiveram resultados diferentes, um dos quatro genótipos se destacou por apresentar sementes maiores em tamanho, espessura e comprimento e com maior peso em relação aos demais. Os mesmos autores concluíram que este genótipo pode em relação aos três demais, produzir maior quantidade de óleo e possivelmente ser empregado em um programa de melhoramento para obtenção de uma uma variedade de pinhão manso superior para a produção comercial de óleo.

Oliveira et al. (2007), com o objetivo de avaliar a variabilidade genética

da J. curcas L., utilizaram a técnica de marcadores isoenzimáticos e molecu-lares RAPD no laboratório de biotecnologia vegetal do DEA/UFS. Avaliaram quinze acessos de pinhão manso oriundos de Minas Gerais, Goiás, Espírito Santo e Sergipe e obtiveram divergências genéticas, calculadas pelo coeficiente de Jaccard. Entre os genótipos estudados formaram-se seis grupos distintos de-monstrando alta variabilidade genética e facilitando a seleção de características agronômicas superiores.

Por outro lado, estudos desenvolvidos por Silva (2008) sobre a variabili-dade genética do pinhão manso, usando o coeficiente de Jaccard e marcadores moleculares tipo AFLP em quarenta e dois genótipos coletados em Minas Gerais e quatorze oriundos de Sergipe, mostraram níveis baixos de polimorfismo, ou seja, plantas com pouca variabilidade genética. Estes resultados mostram que são necessárias mais pesquisas científicas sobre a diversidade genética do pinhão manso.

As avaliações da variabilidade entre genótipos de diferentes procedências devem ser realizadas em germoplasma submetido às mesmas práticas agronômi-cas e às condições edafo-climáticas similares. Posteriormente, a superioridade dos acessos identificados pode ser confirmada através de ensaios de validação em diferentes localidades. Após a seleção de plantas elites, estas poderão ser propagadas em escala comercial com auxílio de técnicas de cultura de tecidos visando a disponibilização de mudas uniformes, com qualidade genética e fitossanitária (MARQUES; FERRARI, 2008).

Existe a necessidade do desenvolvimento de cultivares superiores para que J. curcas seja considerada como fonte de matéria prima promissora para a produção de biodiesel, para isso é importante a integração das novas biotec-nologias, que aliadas ao programa de melhoramento convencional poderão auxiliar no desenvolvimento de cultivares superiores a médio prazo (MAR-QUES; FERRARI, 2008).

ConclusãoO biodiesel vem sendo apontado como uma das soluções para os problemas

energéticos, pois pode ser produzido por muitas espécies de plantas oleaginosas e até mesmo por gorduras animais. Das espécies oleaginosas cultiváveis no Brasil, a J. curcas L. é uma das mais promissoras, por ser uma planta perene e apresentar alta produtividade, além de ser rústica o que garante sua adaptação aos diferentes tipos de solo e clima. A maioria das pesquisas com o melhora-mento genético do pinhão manso no Brasil são realizados pelo setor privado ou instituições não governamentais. É preciso que os Governos Estaduais e Federal invistam mais em pesquisas com esta espécie para obtenção de informações técnicas sobre sua variabilidade genética.

O recente cenário de crise energética aumentou o interesse por com-bustíveis renováveis e, consequentemente, a competição entre a produção de alimentos e de energia alternativa, o uso de matéria-prima de oleaginosas destinadas à alimentação humana para a produção de biocombustível, pode ocasionar a diminuição na produção de alimentos. O óleo de pinhão manso é altamente tóxico e não pode ser usado como alimento humano e animal, logo sua produção será totalmente para fins energéticos.

Estudos já concluídos ou ainda em andamento mostram que o pinhão manso pode ser a oleaginosa mais adequada para o biodiesel, porém o pouco conhecimento científico sobre esta planta, causa insegurança aos pesquisado-res, pois até o momento não se tem o registro de uma variedade melhorada, demostrando a importância de se criar um programa de melhoramento genético para esta espécie que estabeleça padrões de análise para as características de interesse agronômico.

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