Instituto de Química, Universidade Federal da Bahia, Campus de Ondina, Rua Barão de
Geremoabo s/n, CEP 40.170-290 - Salvador, BA, Brasil (odetegoncalves7@hotmail.com)
RESUMO
Os fungos produzem enzimas extracelulares oxidativas com potencial de quebra de compostos de
policíclicos aromáticos, de modo a produzir compostos assimiláveis por seu metabolismo. A busca
de melhoras metabólicas pelo uso de subprodutos da mamona é hoje um desafio. Foram
pesquisados os bancos de patentes da Espacenet e INPI do Brasil, utilizando as palavras chave
petrol*, fung*, castor*, surfac*, fluoresce* e o Código C da ECLA. Verificou-se que o maior
número de depósitos ocorreu entre 1954 e 1964 pelas empresas Shell Int Research (9 documentos),
Standard Oil DE, e Du Pont. Na Classificação Europeia destacou-se Química Orgânica e
Metalurgia. Concluiu-se que é uma técnica à primeira vista já madura, todavia documentos recentes
indicam que está sendo revisitada com novas abordagens microbiológicas e com adição de
surfactantes.
ABSTRACT
The fungi yield extracellular oxidative enzymes capable of breaking polycyclic aromatic
compounds, in order to generate into compounds their metabolism may assimilate. The
improvements in the metabolism due to addition of castor bean waste are an ongoing biotechnology
quest. The patent applications were investigated in the patent databases of Espacenet and Brasilian
INPI using the key words petrol*, fung *, castor*, surfac *, fluoresce*, as well as the IPC code C
(organic chemistry and metallurgy). It was found that the highest rates of deposit took place from
1954 to 1964 by SHELL INT RESEARCH Britain, STANDARD OIL OF the United States of
America, and Du Pont, with emphasis. Although at first sight it looks as a mature technology, new
studies associating the use of sub products of other processes are generating emergent technologies.
Key words: Petrol; Fungi; Castor; Fluorescence
Área tecnológica: Recuperação de petróleo; tratamento de efluentes e áreas impactadas e água.
INTRODUÇÃO
A Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA, 2012), estabelece como principais
contaminantes do solo, em ordem crescente: cloroalifáticos, pesticidas, hidrocarbonetos aromáticos,
cloroaromáticos, aromáticos simples e outros. Muitos têm sua origem na industrialização do
petróleo bruto, outros nas indústrias químicas e atividades agrícolas. No âmbito da biorremediação,
os mais frequentes são os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs), hidrocarbonetos
halogenados, derivados nitrogenados do nitrotolueno e outros xenobióticos de grande persistência
no solo.
A microbiologia de degradação de hidrocarbonetos constitui um campo de pesquisa em pleno
desenvolvimento, especialmente no que tange à mitigação do impacto destes compostos no meio
ambiente e sua crescente utilização em procedimentos microbiológicos de remediação de solos
contaminados por derramamentos (BONAVENTURA, 1997).
Para Uña e García (1983), a transformação dos hidrocarbonetos pelos microrganismos pode ser
facilitada pela produção de enzimas como catalisadores biológicos que controlam as reações
bioquímicas, produzindo energia e material necessário para a proliferação de novas células
microbianas.
Os fungos produzem enzimas extracelulares oxidativas capazes de quebrar compostos de HPAs de
cadeia longa e transformá-los em compostos assimiláveis ao seu metabolismo. Estas enzimas
hidrolisam ligações peptídicas, liberando peptídeos que são degradados a aminoácidos livres pelas
peptidases (RODWELL, 2009). Estudos indicam ainda o aumento da biodisponibilidade de HPAs
de cadeias menores, aumento da taxa de solubilização dos metais pesados e aumento de
solubilização de naftalenos pelo uso de biossurfactantes (NITSCHKE, 2002).
Contaminações com hidrocarbonetos do petróleo são distúrbios que modificam o ambiente natural e
sua capacidade de auto-renovação. Neste sentido, vê-se que o benefício maior da aplicação da
biorremediação é a aceleração do processo de biodegradação através de mineralização, obtendo-se
como produtos finais CO2 e H2O (via aeróbica), e formação de biomassa, (CUNHA, 1996;
QUINTELLA et al., 2009).
DESCRIÇÃO DA TECNOLOGIA
O uso de fungos associado a resíduos do biodiesel de mamona para remediação de derrames de
petróleo foi proposto recentemente (QUINTELLA, 2010) tendo sido monitorado através de análises
de fluorescência, cromatografia, entre outros. Os estudos em escala demonstração foram realizados
em Madre de Deus, no Recôncavo Baiano do Instituto de Geociências da Universidade Federal da
Bahia. Os resultados foram processados por analise covariante de dados tendo sido encontrados
padrões extremamente promissores.
METODOLOGIA OU ESCOPO
Foram buscadas tecnologias que possibilitem intervenções em derrames de petróleo e áreas
impactadas, utilizando fungos e produtos vegetais, coprodutos do biodiesel, glicerina e torta de
mamona.
A metodologia consiste da busca de patentes no banco de dados da Espacenet com documentos de
patentes, a nível mundial, e no INPI do Brasil, a nível nacional, e subsequente processamento dos
seus resumos em relação a palavras chave, e de seus códigos de indexação.
Foram selecionados os dados utilizando combinação com as palavras chave petrol*, fung*, castor*,
surfac*, fluoresce* nos títulos e nos resumos e o código C (Química Orgânica e Metalurgia). Foram
identificados 256 documentos, que, ao retirar as duplicatas e famílias de patentes, se restringiram a
176 (Tabela 1).
Observou-se (Tabela 2) a presença das classificações dos documentos nas subseções C07, C08,
C09, C10 indústria de petróleo, C11 gorduras e óleos animais e vegetais e C12. Foram também
encontrados diversos documentos classificados nas subseções A01, A61, e nas seções B, D, F e G.
Tabela 2: Total de documentos de patentes obtidos nas buscas da Tabela 1 e sua distribuição por código de Classificação Europeia.
A01 A61 B C02 C03 C05 C07 C08 C09 C10 C11 C12 D F G
25 8 17 8 1 1 32 16 18 18 7 4 5 2 3
Fonte: Autoria própria, 2012.
No banco de dados nacional do INPI do Brasil (Tabela 3), com a palavra- chave "mamona"
obtiveram-se 119 documentos. Entretanto, cruzando as palavras "petróleo" e "mamona" obtiveramse
apenas 15 documentos.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A Figura 1 mostra as empresas que depositaram 4 patentes ou mais envolvendo processos de
recuperação de petróleo por fungos, conforme escopos das Tabelas 1 e 2. A empresa que mais se
destacou, foi a Shell Int Research com 9 patentes, acompanhada por Standard Oil Dev Co com 7 e
Du Pont com 6. Destacam-se ainda as empresas Phillips Petroleum Co, IG Farbenindustrie AG e
ICI Ltda, todas com 5 patentes cada. Com um total de 4 patentes depositadas foram encontradas as
empresas Monsanto Chemicals, Dow Chemical Co, Colgate Palmolive Co e Bataafsche Petróleum.
Diversas outras empresas depositaram 3 e 2 patentes, no entanto a maioria tem apenas 1 depósito de
patente.
Na evolucao anual de depósitos (Figura 2) ocorreu uma concentração nos anos 50 e 60. Os
depósitos de patentes iniciaram-se em 1954 com 6 patentes, tendo seus máximos nos anos 1957,
1959 e 1964 com 8 patentes. Após este período ocorreu um declínio no patenteamento
permanecendo por 4 décadas no mesmo nível com uma média de 2 depósitos por ano.
A partir de 2004 é retomado o interesse por processos biológicos, aumentando o número de
depósitos entre 2004 e 2008. Nos anos mais recentes ainda não se pode afirmar com certeza dado o
período de sigilo e sua variabilizade anual.
Foram identificadas básicamente duas ondas tecnológicas.
Na onda inicial são utilizados processos tradicionais entre o fim da 2a guerra mundial e o final dos
anos setenta. A forma da distribuição de patentes mostra claramente que essa tecnologia assumiu
seu apogeu entre os anos cinquenta e sessenta e depois parece ter se tornado pós-madura e ter sido
descontinuada.
A partir dos anos noventa, com os novos processos de procedimentos biotecnológicos e com o
esforco da humanidade utilizar os residuos e; ou subprodutos de processos industriais já existentes,
aumentando seu valor agregado e transformando-os em coprodutos, aparece uma nova onda
tecnológica focada novamene em fungus.
Assim, parece ser ainda uma oportunidade com potencial para desenvolver novas invenções com
aplicação no mercado internacional da tecnologia de remediação ambiental de derrames de petróleo
bruto com uso de fungos e biosurfactantes.
Na Figura 3 observa-se que o país que mais detém depósitos de patentes é a Grã-Bretanha (125
documentos) na década de 50 e 60 com emprego de consórcio de culturas e processos
microbiológicos em recuperação de petróleo e biorremediação. Seguem-se Estados Unidos da
América com 26 patentes nos anos mais recentes, 2007 e 2008.
Mais recentemente a Rússia tem 8 depósitos, em recuperação avançada entre 2004 e 2012, o Japão
tem 6 patentes, a China 5 patentes e a Alemanha 3 patentes. Os demais países têm apenas 1 depósito
de patente.
(Química Orgânica) com 32 documentos, seguida por C09 (corantes tintas, polidores e resinas
naturais) e C10 (Indústria do Petróleo e gás), ambas com 18 documentos. C08 (compostos e
processamentos químicos, macromolares orgânicos) tem 16 documentos. As demais secções são
menos expressivas: C02 com 8, C11 com 7, C12 com 4 e as demais com 1 patente.
Além do código C destacou-se também a secção A01 (agricultura, silvicultura) com 25 documentos,
B (Operações de Processamento, Transporte, Separação) com 17, A61 (necessidades humanas,
agricultura) com 8, D (têxteis, papel) com 5, F (engenharia mecânica) com 2, e G (física) com 3.
Elas referem tecnologias como transformações microbiológicas de petróleo, além de borrachas
sintéticas e butílicas, resinas e epóxi, entre outras. Chama-se a atenção para a contribuição
significativa de tecnologias envolvendo biossurfactantes.
COMENTÁRIOS FINAIS
A Grã-Bretanha teve liderança na tecnologia de grande número de patentes nos anos de 1954 a
1964, mostrando ser o foco inicial da técnica microbiológica de recuperação de petróleo por
consórcios de microorganismos, dentre eles fungos.
Nos anos subseqüentes esta tecnologia manteve-se estabilizada chegando a não ter grande interesse,
com comportamento de tecnologia pós-madura. Foi retomada entre 2004 e 2008 tendo se destacado
os Estados Unidos da América do Norte.
A maior parte das patentes está na Classificação Europeia C, consequência do escopo deste
trabalho, especialmente nos processos obtidos nas transformações microbiológicas das áreas de
química orgânica.
As empresas que mais depositam foram a inglesa Shell Int Research, a estadunidense Standard Oil
Dev Co e a Du Pont na sua sede na Grã-Bertanha.
Nos aspectos de produção de produtos advindos de transformações bioquímicas e microbiológicas
extraídas do petróleo como borrachas sintéticas e butílicas, resinas e epóxi, aplicados hoje na
indústria, a tecnologia parece madura dentro do escopo do trabalho. Entretanto, estão sendo
desenvolvidas novas tecnologias que poderão vir a contribuir ainda mais com o progresso
tecnológico associado a processos microbiológicos com petróleo. Além disso, o uso de
biossurfactantes em recuperação de contaminações petrolíferas mostrou ser ainda uma versão
tecnológica em crescimentos.
PERSPECTIVAS.
O uso de coprodutos do biodiesel de mamona associado a fungos para biorremedição de áreas
impactadas por derrames de petróleo é um processo ainda em desenvolvimento com potencial de ser
apropriado, gerando bioprodutos como sais e polímeros (QUINTELLA et al., 2011; GONÇALVES
et al., 2012), aumentando seu valor agregado. Tal estudo contribui para viabilizar possíveis soluções
que venham a serem descobertas na criação de novas tecnologias utilizando processos
microbiológicos.
REFERÊNCIAS
BONAVENTURA, C.; JOHNSON, F. M. Healthy environments for healthy people:
Bioremediation today and tomorrow. Environmental Health Perspectives, v. 105, p. 5-20, 1997.
CUNHA, C. D. Avaliação da biodegradação de gasolina em solo. 1996. 162 f. Dissertação
(Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Federal do Rio de
Janeiro, Rio de Janeiro, 1996.
EPA. Environmental Protection Agency. Disponível
em:<http://www.epa.gov/indicators/bioremediation.roe/pdf.td.health.pdf>. Acessado em: 00 abr.
2012.
GONÇALVES, O.; QUINTELLA, C. M.; TRIGUI, J. A. Processo para obtenção de biossensores
e biossensores. BR n. 221109478199, 21 out. 2011.
NITSCHKE, M.; PASTORE, G. M. Biossurfactantes: propriedades e aplicações. Quím. Nova, v.
25, n. 5, p. 772-776, 2002.
QUINTELLA, C. M. et al. Cadeia do biodiesel da bancada à indústria: uma visão geral com
prospecção de tarefas e oportunidades para P&D&I. Quím. Nova, v. 32, n. 3, p. 793-808, 2009.
QUINTELLA, C. M.; GONÇALVES, O. Processo de obtenção de produto biodegradável para
aplicação na remediação de solos, águas e ambientes impactados e método de funcionamento.
BR n. PI 1004444-2 A2, 03 mar. 2010.
QUINTELLA, C. M.; GONÇALVES, O. Processo microbiológico para captura de voláteis e
produção de biopolímero proteico. BR PI011110000706, 21 out. 2011.
RODWELL, V. W. Catabolism of Proteins & Amino Acid Nitrigen. Biomedical Importance, n.
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UÑA, G. V.; GARCÍA, M. J. N. Biodegradation of non-ionic dispersants in see water. European
Journal of Applied Microbiology and Biotechnology. v. 18, n. 5, p. 315-319, 1983.
Cadernos de Prospecção - ISSN 1983-1358 (print) 2317-0026 (online), 2013, vol.6, n.2, p.144-151.
D.O.I.: http://dx.doi.org/10.9771/S.CPROSP.2013.002.017
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