Biofabricação: Por que não trocamos o petróleo por fábricas microbianas?

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/07/2026

Disparidade entre a pesquisa de laboratório e a implementação no mercado.
[Imagem: KAIST]

Biofabricação

Há uma grande expectativa para a inauguração de uma "era da biofabricação", na qual os produtos e compostos químicos dos quais nossa sociedade depende não virão mais do petróleo, passando a ser fabricados por microrganismos vivos.

E o que falta para chegarmos lá? Uma estratégia de industrialização baseada na inteligência artificial, respondem Ji Yeon Kim e colegas do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia.

A engenharia metabólica de sistemas, uma tecnologia fundamental na biofabricação, projeta e otimiza vias metabólicas microbianas para construir "fábricas de células microbianas", que produzem os compostos químicos desejados. No entanto, tecnologias que demonstram alta produtividade em laboratório frequentemente apresentam desempenho inferior quando transferidas para ambientes industriais: A produtividade cai, os custos de produção aumentam e muitas não conseguem atingir a competitividade de preços, resultando em fracasso na comercialização.

Com foco eminentemente prático, os pesquisadores analisaram dois casos representativos que ilustram essa lacuna entre o laboratório e a indústria, frequentemente chamada de "vale da morte": O ácido succínico, uma matéria-prima química de base biológica, e o PHA (polihidroxialcanoato), um plástico biodegradável.

O ácido succínico é uma matéria-prima essencial para a produção de plásticos ecológicos e diversos materiais químicos, mas sua competitividade depende não apenas do volume de produção, mas também dos custos da matéria-prima, da etapa de separação/purificação, do processo de fermentação e do tamanho do mercado, e todos esses fatores devem ser considerados em conjunto. O PHA é um plástico biodegradável que os micróbios acumulam dentro de suas células, um material ecológico que se decompõe naturalmente no meio ambiente após o uso. No entanto, o PHA é atualmente menos competitivo em termos de preço do que os plásticos convencionais devido aos altos custos de produção e recuperação, e suas propriedades intrínsecas representam uma barreira adicional.

Detalhamento dos dois casos estudados como modelos.
[Imagem: Ji Yeon Kim et al. - 10.1038/s41467-026-73835-1]

Ferramentas de IA e compreensão do mercado

A equipe prevê que o uso de ferramentas de inteligência artificial poderá permitir fazer uma otimização de todo o processo de biofabricação, desde o projeto de enzimas e dos microrganismos geneticamente modificados até os gêmeos digitais, ferramentas para simular virtualmente os processos de produção antes do investimento em fábricas. A IA também permitirá analisar simultaneamente a viabilidade econômica e o impacto ambiental das opções.

Isso deverá encurtar os prazos de desenvolvimento, reduzir os custos de produção e aumentar a probabilidade de comercialização dos produtos. Os pesquisadores também propõem que a análise técnico-econômica e a avaliação do ciclo de vida sejam aplicadas como critérios de projeto desde os estágios iniciais da pesquisa, em vez de serem avaliações realizadas somente após a conclusão da pesquisa.

Mas também há considerações de investimento que dependerão de análises por inteligências reais, humanas. No âmbito macroeconômico, qualquer investimento em biofabricação deverá levar em conta a resiliência da cadeia de suprimentos, sobretudo a disponibilidade das matérias-primas, e as mudanças no cenário internacional, que alteram constantemente os preços. E coisas desse tipo são avaliações de expectativas, nas quais a IA não se sai bem.

E, no âmbito microeconômico, cada bioproduto é um caso à parte. No caso do ácido succínico, uma estratégia em fases, entrando primeiro em mercados de alto valor agregado, como os de produtos farmacêuticos, cosméticos e ingredientes alimentícios, parece ser o caminho mais viável. Para o caso do PHA, será importante primeiro simplificar o processo de produção, e depois também focar em áreas de alto valor agregado, mas neste caso em aplicações médicas e embalagens de alimentos, recomendam os pesquisadores.

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