Espacios. Vol. 36 (Nº 17) Año 2015. Pág. 17

Mapeamento tecnológico na produção de biodiesel com enfoque em documentos de patentes depositados no mundo

Technology mapping in biodiesel production with a focus on patent documents deposited in the world

Antonio Luiz FANTINEL 1, Sérgio Luiz JAHN 2, Richard Alberto RODRÍGUEZ PADRÓN 3, Cicero Urbanetto NOGUEIRA 4, Yesica RAMIREZ FLORES 5; Estéfana Da Silva STERTZ 6

Recibido: 17/05/15 • Aprobado: 12/06/2015

Contenido

1. Introdução

2. Metodológicos

3. Resultados e discussões

4. Considerações finais

5. Referências bibliográficas

1. Introdução

O crescente desenvolvimento social, tecnológico e aumento populacional a nível mundial, vêm cada vez mais necessitando de geração de energia. Na grande maioria as fontes energéticas utilizadas não são renováveis, como o uso do petróleo e carvão. Como alternativa, novas fontes de tecnologia, mais limpas e renováveis, estão sendo desenvolvidas. Essa nova classe de combustíveis são os chamados biocombustíveis, os quais são produzidos utilizando matérias primas renováveis e menos poluentes ao meio ambiente, como biomassa, biodiesel e etanol. São tecnologias, mais limpas e renováveis para geração de energia, os chamados de biocombustíveis, apresentando-se como uma alternativa ao uso de fontes energéticas não renováveis, por serem menos poluentes mais econômicos e disponíveis para a sociedade como um todo.

Entre as diversas tecnologias renováveis de produção de energia em crescente escala mundial, o biodiesel surge como uma das principais opções para solucionar problemas ambientais provocados pela utilização de combustíveis fósseis, e problemas financeiros, com a importação de combustíveis Diesel, no caso do Brasil. O biodiesel é o combustível biodegradável derivado de fontes renováveis, como óleos vegetais puros ou não e gorduras de animais. Pode ser obtido por diferentes processos tais como, craqueamento, esterificação ou transesterificação (Silva & Freitas, 2008: 844). Além de combustível, o biodiesel pode ser destinado a lubrificantes, limpeza de peças e máquinas, solvente para tintas e adesivos químicos, e ainda no funcionamento de aquecedores, lanternas e fornos.

Estudos de prospecção são ferramentas importantes para os processos de tomada de decisão em diversos níveis na sociedade. Definida como meio metódico de mapear desenvolvimentos científicos e tecnológicos capazes de influenciar de forma significativa uma indústria, economia ou a sociedade como um todo (Mayerhoff, 2008: 7).

Os estudos sobre patentes apresentam-se como excelentes indicadores de inovação, pois servem para mensurar resultados de Pesquisa e Desenvolvimento em determinado setor industrial (OCDE, 1994). A nível mundial a primeira patente sobre biodiesel foi depositada pelo Belga Charles George Chavanne no ano de 1937, intitulada procédé de transformation d'huiles végétales em vue de leur utilisation comme carburants, com o objetivo de transformação de óleo vegetal em combustível.  No seu experimento o autor utilizou óleo vegetal de palma e etanol, promovendo a reação de transesterificação (Chavanne, 1938, 1943).

No Brasil, o primeiro registro de patente relacionada à produção de biodiesel, ocorreu na década de 70, através de pesquisas feitas pela Universidade Federal do Ceará. No entanto esta patente acabou expirando, sem ter sido utilizada no País. A prospecção de tecnologias na área de energias renováveis torna-se um fator preponderante para crescimento desta cadeia produtiva a nível mundial. Tornando-se uma válvula de escape para geração de energia mais sustentável, por se tratar de uma tecnologia menos prejudicial ao meio ambiente e a sociedade.

Para tal Fagundes, et, al., (2014), cita a patentometria como sendo uma das técnicas que compõe o grupo de métodos analíticos pertencentes à bibliometria, no  qual são necessários para análise de documentos de patentes, são utilizadas adaptações dos indicadores aplicados à produção de outros tipos de documentos.

Sendo assim o trabalho objetiva traçar um panorama mundial na busca pela proteção patentária na produção de biodiesel, com base em levantamento dos pedidos de patente depositados em diversos países do mundo.

1.1. Produção mundial de biodiesel

A produção de biodiesel em nível mundial está distribuída em diversos países do mundo. Analisando os dados da Tabela 1, publicada pela EIA (2014), verifica-se um crescimento na produção mundial de Biodiesel no ano de 2011, alcançando a produção de 403,72 mil barris/dia, 56% superior ao ano de 2007. Bem como a identificação da comunidade Europeia como a maior produtora entre os demais continentes, com produção de 177,69 mil barris dia em 2011, ficando com 44% do mercado mundial. No entanto sua participação diminui em relação aos anos anteriores, devido ao crescimento dos demais países produtores, sobre tudo pelo crescimento da produção dos países da América Central e América do Sul, que no ano de 2007 tinham apenas 6% da produção mundial de biodiesel, e em 2011 alcançam 26% da produção, com 103, 24 mil barris dia. Representando um crescimento de 89% a 2007.

Tabela 1- Produção de Biodiesel no mundo entre 2007-2011 (mil barris/dia).

Fonte: EIA; International Energy Statistics, (2014).

Verifica o crescimento dos países pertencentes aos continentes da Ásia e da Oceania, onde ano de 2007 a produção desses países significava apenas 6% da produção mundial de biodiesel, passando para 13% em 2011 com produção de 53,37 mil barris dia. Já a América do Norte após um declínio no ano de 2010 voltou a ser uma das grandes produtoras mundiais no ano de 2011 participando com 16% da produção mundial de biodiesel com produção de 65,9 mil barris dia, com crescimento de 49% em relação a 2007.

Sobre tudo a evolução da produção de biodiesel a nível mundial, surge da necessidade de substituição ao diesel no qual é amplamente utilizado na geração de energia e transportes, por ser um combustivel não renovável, e para solucionar problemas ambientais, elevação da temperatura e mudanças climáticas provocadas pela utilização de combustíveis fósseis (Filho, Sogabe & Calarge, 2008).

1.2. Produção brasileira de biodiesel

Segundo Mattei (2010), a produção nacional de biodiesel puro (B100) encontra-se em crescimento após o lançamento do Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB) em 2004. Este programa possibilitou as empresas produtoras de biodiesel terem acesso a linhas de créditos especiais junto ao BNDES, Banco da Amazônia, Banco do Brasil, e direitos a participação dos leilões promovidos pela ANP (Mattei, 2010). Outro fator que também vem influenciando o crescimento na produção de biodiesel é o aumento da proporção da mistura ao diesel mineral, conforme a Resolução CNPE nº 6 de dezesseis de novembro de 2009 (ANP, 2013).

Nos primeiros anos em que o Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB) foi criado, à produção é irrisória com apenas 4,670 barris equivalentes de petróleo em 2005, passando para 437.749 (bep) em 2006 (Figura 1).

Figura 1- Produção Brasileira de biodiesel puro B100 em (bep), 2005-2013

Fonte: ANP, 2008

No entanto no ano de 2010, após 5 anos da implantação do programa (PNPB), ocorre um crescimento expressivo da produção, sendo produzido 15.139 mil (bep). Em 2013 a produção foi de 18.508 mil (bep), mostrando um crescimento 18% sobre 2010.

Uma das possíveis causas da redução do crescimento da produção de biodiesel pode-se citar a queda na produção de soja na safra de 2011, com redução de 8,7 milhões de toneladas, comparada a safra 2010/11, provocada por condições climáticas adversas, como fenômeno "La Niña", responsáveis pelo resultado negativo da safra (CONAB, 2012).

No entanto o Brasil em função de sua extensão territorial apresenta condições edafoclimáticas, que potencializam a produção de diferentes espécies de plantas oleaginosas para produção de biodiesel, tais com, as culturas anuais de algodão, amendoim, canola, girassol e soja como citada anteriormente. E também como culturas perenes como podemos citar o dendê, a mamona e o pinhão manso.

A demanda de biodiesel está ligada as políticas praticadas pelo governo, as quais são implementadas através de mecanismos legais para determinar a exigência e o volume da mistura de biodiesel (ANP, 2009), sobre tudo o crescimento na produção de biodiesel é motivado pelo aumento da proporção da mistura adicionada ao diesel mineral, conforme a Resolução CNPE nº 6 de dezesseis de novembro de 2009 (ANP, 2013). Assim como a Medida Provisória 647/2014, vigente no momento, no qual o biodiesel passou a ser adicionado ao óleo diesel na proporção de 6% em volume a partir de primeiro de julho e passara a 7% a partir de 1º de novembro de 2014.

2. Metodológicos

Com o intuito de responder ao objetivo proposto, realizou-se um estudo exploratório. Por meio do estudo exploratório tem-se o aprimoramento das ideias e a explicação das variáveis causais de certos fenômenos em ocasiões complexas, envolvendo o uso de técnicas padronizadas de coleta de dados e assumindo, em geral, a forma de levantamento (GIL, 2002).

O trabalho foi realizado em três etapas. Primeiramente, iniciaram-se os estudos, através de revisão bibliográfica sobre produção e utilização biodiesel e suas particularidades.  No segundo momento utilizou-se o sistema de base Questel Orbit, (Lambert, 2004; Dickens, 2005; Stock, Stock, 2004, 2005, 2006; Fagundes et, al., 2014). O sistema Orbit, permite a busca e análise de informações relacionadas a famílias de patentes publicadas por 96 autoridades internacionais.

Para a realização da pesquisa na base de dados Questel Orbit, utilizou-se como palavras chaves, title, abstract, sendo colocada a palavra biodiesel na plataforma de busca. Utilizou-se como filtro, Date of published app, levando em consideração a data de aplicação publicada da patente a partir de 2004. Utilizando-se para pesquisa a classificação do IPC (International Patent Classification). Por ultimo procedeu-se com o tratamento e análise dos dados obtidos, na intensão de descartar patentes duplicadas e sem relação com o tema em questão.  Os documentos foram analisados estatisticamente utilizando a ferramenta "analyze" do Portal Questel Orbit e finalizados com a exportação dos dados para o programa Microsoft Excel®.

3. Resultados e discussões

Com o uso da palavra biodiesel, resgatou-se 3.366 famílias de patentes, entre os anos de 2004 a junho de 2014. Para Fagundes, et, al., (2014), "a família de patentes, por ser uma fonte de geração de indicadores com características próprias, tem uma importância essencial para patentometria, destacando-se, inclusive uma relação entre valor econômico de patente e o tamanho e composição da família de patentes."

Na Figura 2, apresentam-se as 10 principais subclasses segundo a Classificação Internacional de Patentes (IPC), relacionados ao biodiesel. Verifica-se uma grande variabilidade de subclasses utilizadas para classificação de patentes, no entanto maioria absoluta das patentes está classificada na Seção C (Química; Metalurgia), assim com os resultados encontrados por Maricato et al., (2010); INPI (2008). A subclasse C10L, com 1.674 famílias, congregando combustível não classificado como gás natural; gás natural sintético obtido por processos não cobertos por subclasses C10g ou C10k; gás de petróleo liquefeito; uso de aditivos de combustíveis ou incêndios; isqueiros fogo.

Figura 2- Principais subclasses segundo a Classificação Internacional de Patentes

Nota: Dados ate junho 2014 (dados em famílias)

Já subclasse C11C, com 971 famílias de patentes, referem-se a ácidos graxos de gorduras, óleos ou ceras; velas; [...] modificação de gorduras, óleos, ou ácidos gordos obtidos a partir daqui. A terceira subclasse com maior número de famílias de patentes classificadas é a C10G, abrangendo craqueamento de óleos de hidrocarboneto; Produção de misturas líquidas de hidrocarboneto, por ex., hidrogenação destrutiva; oligomerização, polimerização; Recuperação de óleos de hidrocarboneto a partir de xisto betuminoso, arenito oleífero, ou gases; refinação de misturas constituídas principalmente de hidrocarboneto; reforma de nafta; ceras minerais.

As demais subclasses são variações das citadas anteriormente. Deixando claro que uma mesma patente pode ser classificada em uma ou mais subclasse.

Observar-se na Tabela 2, os 10 principais códigos utilizados para Classificação Internacional de Patentes relacionados ao biodiesel. Grande parte dos depósitos está relacionada a tecnologias para produção de combustíveis carbonáceos líquidos, baseados essencialmente em componentes consistindo somente em carbono, hidrogênio e oxigênio sob o código (C10L-001/02), com 1132 patentes. As demais descrições dos códigos podem verificar na tabela abaixo.

Quadro 1- Principais códigos para Classificação Internacional de Patentes (IPC), relacionados ao biodiesel.

Na Figura 3, verifica-se a evolução do patenteamento em biodiesel no mundo a partir do ano de 2004, apresentando crescimento médio de 45%, período a período até o ano de 2008. Porém o crescimento sofre uma drástica redução em 2010, com apenas 610 famílias de patentes, significando um crescimento de apenas 2% em relação ao ano de 2009. No ano de 2011 o registro de patentes é 4% menor que 2010.

Figura 3 Evolução do número de pedidos de patente em biodiesel a partir de 2004

Nota: Dados ate junho 2014 (dados em famílias)

No entanto no ano de 2012 o registo de patentes sobre biodiesel volta a crescer. Sendo no ano de 2013 publicadas 658 famílias de patentes, apresentando assim um crescimento de 11% em relação ao ano de 2011. Já no ano de 2014, levando em conta os dados até junho, os pedidos representam 51% do total registrado no ano de 2013 com 342 patentes publicadas.

Encontram-se na Figura 4, os principais países e organizações com prioridade nas patentes publicadas sobre produção de biodiesel a partir de 2004.

Figura 4 Principais países e organizações com prioridade sobre patentes de biodiesel entre 2004 a junho de 2014

Nota: Dados ate junho 2014 (dados em famílias)

A China aparece como principal depositante de patentes em biodiesel com 1.492 patentes, seguido pelos Estados Unidos com 554 patentes, e Organização Mundial de Propriedade Intelectual com 481 patentes. O Brasil aparece na quarta posição com 244 patentes como prioridade. 

A predominância da China com a grande detentora de patentes sobre biodiesel é sobre tudo impulsionada pelas politicas do governo visando uma matriz mais limpa e a segurança energética, sendo determinantes no estabelecimento de um ambiente favorável à P&D (Rocha et al., 2013).

Na Figura 5, são destacados os dez principais países e organizações com maior número de depósitos e aplicação de tecnologias sobre produção de biodiesel partir de 2004. Ressalta-se que uma invenção pode ser depositada em um ou mais países, observando-se novamente a predominância da China, como sendo o maior depositante de tecnologias referentes ao biodiesel, com 1.738 depósitos, seguidos pela Organização Mundial de Propriedade Intelectual com 735 patentes.  Os Estados Unidos aprecem na terceira posição com 720 patentes depositadas. Na quarta colocação com 422 patentes, aparece a Organização Europeia de Patentes. O Brasil figura na quinta posição, com 323 patentes depositadas a partir 2004.

China aparece também como sendo o principal país a utilizar aplicações tecnologias relacionado ao biodiesel com 1.713 aplicações. Seguido pela Organização Mundial de Propriedade Intelectual, Estados Unidos e Organização Europeia de Patentes. O Brasil aparece na quarta posição com apenas 302 aplicações tecnológicas relacionadas ao biodiesel.

Figura 5- Principais países e organizações com depósitos e aplicação de tecnologias sobre biodiesel

Nota: Dados ate junho 2014 (dados em famílias)

Verifica-se uma predominância de empresas e organizações do Continente Asiático, como maiores depositantes partir 2004 a junho de 2014 no mundo. A China Petroleum & Chemicalo com 60 pedidos de patentes aparece na primeira colocação, seguida pela Sinopec Research Institute Of Petroleum Processing com 47 pedidos e Tsinghua University com 33 pedidos (Figura 6). O Brasil é representado pela empresa nomeada com Petróleo Brasileiro aparecendo na quarta colocação com 31 patentes depositadas sobre produção de biodiesel entre os anos de referencia. Seguida pela  Korea Institute Of Energy Research (28 patentes) Kunming University Of Science & Technology (26 patentes), Nanjing University  (21patentes), Qingdao Jieneng Energy Saving Environmental Protection Technology e Council Of Scientific & Industrial Research (17 patentes), e Jiangsu University (16patentes) (Figura 6).

Figura 6- Principais depositantes e cessionários de patentes a partir 2004 a junho de 2014

Nota: Dados ate junho 2014 (dados em famílias)

Devido a grande variabilidade de subclasseses (Figura 2), para classificação das patentes recuperadas, realizou-se a leitura dss patentes publicadas pelos dez principais depositantes e cessionários (Figura 7), referentes a biodiesel, na intenção de emquadra-las e dividi-las em oito setores, seguindo a metodologia citada pelo INPI (2008) [7].

A distribuição setorial dos 296 pedidos de patentes é apresentada na Figura 8, onde se verifica que 56% das patentes publicadas entre os anos de 2004 a junho de 2014, são referentes a tecnologias de produção de biodiesel. Seus principais depositantes são, a China Petroleum & Chemical, Sinopec Research Institute Of Petroleum Processing e Tsinghua University, detendo praticamente 50% destas patentes. A empresa Petróleo Brasileiro detém apenas 7% das patentes com o objetivo de produção de biodiesel.

 O setor que apresentou a segunda maior concentração de pedidos de patente diz respeito a composições de biodiesel, com 24% do total. Sendo a China Petroleum & Chemical e Sinopec Research Institute Of Petroleum Processing com maior desenvolvimento tecnologico neste setor com 77% das patentes. Já a empresa Petróleo Brasileiro aparece na 3ª posição com 12%.

O uso de subprodutos dos processos de fabricação de biodiesel, e o desenvolvimento de enzimas ou catalisadores utilizados nos processos de produção respondem juntos por 12% das tecnologias desenvolvidas no setor. Já o desenvolvimento de tecnologias voltadas às matérias primas para produção de biodiesel, respondem por 4%, seguidas por uso de biodiesel, porém não como combustível (2%) e setor automotivo (2%).

Figura 7- Distribuição Setorial dos Pedidos de Patente Relacionado a Biodiesel

Nota: Dados ate junho 2014 (dados em famílias)

Na Figura 8, contata-se a evolução do desenvolvimento tecnológico sobre biodiesel pelos seis (6) maiores depositante e cessionário na atualidade, entre os anos de 2004 a junho de 2014. A China Petroleum & Chemicalo possui registros de patentes a partir de 2005, no entanto, seu maior crescimento tecnológico ocorreu entre os anos de 2008 a 2010 diminuindo após este período. O mesmo ocorre com a Sinopec Research Institute Of Petroleum Processing, registrando seu maior crescimento tecnológico a partir de 2008 a 2010, diminuindo no ano de 2011 e 2012.

Já a empresa Petróleo Brasileiro demostrou desenvolvimento regular entre os anos de 2005 a 2010. Voltando a crescer tecnologicamente no ano de 2012 a nível mundial, não havendo registro de tecnologias nos últimos dois anos. Porém apenas a Tsinghua University e a Korea Institute of Energy Research, registraram desenvolvimento tecnologico voltadas à produção de biodiesel nos ano de 2013 e 2014.

Figura 8- Desenvolvimento tecnológico em biodiesel de 2004 a junho de 2014, por depositantes e cessionários

Nota: Dados ate junho 2014 (dados em famílias)

Com relação ao status das 3.364 patentes depositadas e publicadas sobre biodiesel no mundo, a situação atual desses pedidos de patentes, considera-se vivas, quando tem pelo menos um membro em vigor (pendente, restaurado, e não publicado), representando 77% das famílias de patentes resgatadas. Já as famílias de patentes classificadas como mortas são patentes (expirado, vencido, e revogado) com 22%. E apenas 1% é classificada como outros.

A utilização de patentes classificadas como vivas ou mortas, proporciona a criação de novas tecnologias relacionadas ao processo. Esse fato é afirmado por Maricato et al., (2010), onde a patente possui características e conhecimentos que a torna uma fonte de informação extremamente útil para atividades relacionadas à busca e análise de informações e para a geração de novos conhecimentos.

4. Considerações finais

O presente trabalho apresentou uma análise do desenvolvimento tecnológico voltado à produção de biodiesel no mundo, resgatando-se 3.364 famílias de patentes publicadas, entre os anos de 2004 a junho de 2014. Verificou-se grande variabilidade de subclasses utilizadas para classificação das mesmas, sendo que a subclasse C10L, com 1.674 patentes, apresenta maior número de registro de famílias de patentes.

No ano de 2013, foram registradas 658 famílias de patentes, e com os dados até o mês de junho, os pedidos representam 51% do total registrado no ano de 2013. Mostrando uma relação causa efeito, onde o crescimento da tecnologia possibilitou o crescimento da produção ou vice versa. Verifica-se também um desenvolvimento tecnológico bastante amadurecido, não havendo muita variação de registro nos últimos 5 anos.

A China aparece como sendo a principal depositante de patentes no mundo, com 1.492 patentes de caráter prioritário, e o principal país a utilizar aplicações tecnológicas relacionadas a biodiesel, com 1.713 aplicações. O Brasil aparece na quarta posição com 244 patentes publicadas como sendo prioridade, e com apenas 302 aplicações tecnológicas relacionadas a biodiesel. A empresa Petróleo Brasileiro possui 31 patentes depositadas sobre produção de biodiesel ocupando a quarta colocação mundial dos maiores depositantes.

Constata-se assim que não há concentração das tecnologias de produção de biodiesel em uma única empresa ou grupo de empresas, mas sim um desenvolvimento de tecnologias voltadas ao biodiesel por um grande número destas, bem como o surgimento a cada ano e o interesse dos depositantes em relação ao domínio da tecnologia nos demais mercados, não somente nos de origem e seu interesse em utilizar estas tecnologias para o crescimento tecnológico.

Ao final deste trabalho, verifica-se que muito se tem para pesquisar, devendo ser aprofundado e detalhado de melhor forma, devido as dificuldades de período em que as patentes ficam em sigilo, para que assim possam ser elencadas  novas tecnologias voltadas a produção de biodiesel.

5. Referências bibliográficas

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1. ¹Universidade Federal de Santa Maria – PPGEP- Brasil. toni.agronegocio.ufsm@gmail.com

2. Universidade Federal de Santa Maria – PPGEP- Brasil. jahn@smail.ufsm.br

3. Universidade Federal de Santa Maria – PPGEA - Brasil. rarpadron@gmail.com

4. Universidade Federal de Santa Maria – PPGEA - Brasil. ciceronogueira4@gmail.com

5. Universidade Federal de Santa Maria - Brasil. yeyiramiflo@hotmail.com

6. Universidade Federal de Santa Maria – PPGEP - Brasil. estefaness@hotmail.com

7. Mapeamento Tecnológico do Biodiesel e Tecnologias Correlatas Sob o Enfoque dos Pedidos de Patentes. Maio/2008