Questão 38 Unicamp 2022 - 1ª fase - Elite Colégio e Pré-Vestibular

Questão 38

Título (porcentagem) em massa e em volume Química Descritiva

O crescente interesse em combustíveis renováveis, derivados tanto da cana de açúcar quanto da cana de energia, tem impulsionado estudos no sentido de permitir o maior aproveitamento desses dois tipos de cana na produção de bioetanol de primeira e segunda geração, sendo este último um biocombustível produzido a partir de fibras presentes na cana. Em um simpósio brasileiro sobre bioetanol e biorrefino, realizado em 2017, foram apresentados dados relativos à produção de bioetanol a partir de cana de açúcar e cana de energia. Um pequeno extrato desses dados encontra-se na tabela a seguir.

Comparando-se os dados, pode-se concluir que a vantagem da cana de energia em relação à cana de açúcar reside em uma maior produção de bioetanol de

a)	primeira e de segunda geração; o aumento maior se dá na produção de bioetanol de segunda geração, tendo como base a produtividade por hectare.
b)	segunda geração, produção essa que compensa a diminuição na produção de bioetanol de primeira geração, tendo como base a produtividade por hectare.
c)	primeira geração, produção essa que compensa a diminuição na produção de bioetanol de segunda geração, tendo como base os teores indicados.
d)	primeira e de segunda geração; o aumento maior se dá na produção de bioetanol de primeira geração, tendo como base os teores indicados.

Resolução

O etanol de primeira geração é obtido através do processo de fermentação dos monossacarídeos provenientes da hidrólise da sacarose ("açúcar" da cana), um dissacarídeo, rico no caldo de cana:

$C_{12} H_{22} {O_{11}}_{(a q)} + H_{2} O_{(l)} \to 2 C_{6} H_{12} {O_{6}}_{(a q)}^{s a c a r o s e m o n o s s a c a r í d e o s}$

O etanol de segunda geração é obtido a partir da processo de fermentação de monossacarídeos obtidos pela hidrólise da fibra da cana, isto é, da celulose, a qual consiste em um polímero de moléculas de glicose:

$(C_{6} H_{10} O_{5})_{n (s)} + n H_{2} O_{(l)} \to n C_{6} H_{12} O_{6 (a q)}^{c e l u l o s e}^{m o n o s s a c a r í d e o}$

Em ambos os processos, os monossacarídeos no meio aquoso são convertidos em etanol por fermentação através da ação de leveduras:

$C_{6} H_{12} {O_{6}}_{(a q)} \overset{l e v e d u r a s}{\to} 2 C_{2} H_{6} O_{(a q)} + 2 C {O_{2}}_{(a q)}^{(m o n o s s a c a r í d e o s)}^{(e t a n o l)}$

Comparando as características da cana-de-açúcar e da cana-de-energia, podemos observar que houve aumento percetual de fibras e diminuição percentual de açúcares. Contudo, as massas de fibra e de açúcar expressas na tabela mostram que a produtividade da espécie modificada geneticamente é bem superior em relação à original visto que, considerando uma mesma área (1 hectare), as massas de açúcar e fibra são superiores.

Esse último dado sobre as massas mostra que apesar da porcentagem de açúcar da cana modificada ser menor, a quantidade mássica obtida de açúcar é maior devido ao total produzido (maior produtividade) em uma mesma área, ou seja, 14% da massa total de cana-de-açúcar colhida em 1 hectare é menor que 8% da massa total de cana-de-energia colhida em uma área igual. Sendo assim, a produção de bioetanol de primeira geração será maior para a cana-de-energia visto que a massa total de açúcar produzido é superior em relação à cana-de-açúcar.

Em relação à quantidade de fibras, tanto o percentual quanto a produtividade favorecem a maior produção de bioetanol de segunda geração na cana-de-energia, visto que a massa total de fibra é maior em relação à cana-de-açúcar.

Portanto, podemos concluir que com a cana-de-energia teremos maior produção de bioetanol tanto de primeira quanto de segunda geração devido à maior produtividade por hectare