Pesquisadores propuseram um modelo exploratório para desenhar cadeias de suprimento dedicadas à produção de carne cultivada, também conhecida como agricultura celular. A proposta parte da constatação de que, embora essa tecnologia prometa reduzir os impactos ambientais da pecuária tradicional, seu escalonamento esbarra em desafios logísticos e custos elevados, especialmente relacionados aos insumos de crescimento celular.
O estudo desenvolveu um modelo de otimização biobjetivo que considera duas metas principais: minimizar os custos totais de produção e reduzir as emissões de carbono. A metodologia leva em conta decisões de localização de instalações, mistura de ingredientes, capacidade de produção, escolha e dimensionamento tecnológico, e gestão de demanda incerta. A grande inovação está na inclusão de insumos alternativos, como subprodutos não purificados da indústria alimentícia, entre eles farelo de soja hidrolisado, como fontes de aminoácidos.
Os experimentos computacionais mostraram que as fontes de aminoácidos não purificadas — mais baratas, porém com eficiência de crescimento celular pouco conhecida — podem ser economicamente vantajosas mesmo com eficiência moderadamente menor. Quando localmente disponíveis, esses insumos foram priorizados nos cenários simulados, ressaltando o efeito dos gastos com transporte no custo total do sistema. O transporte, aliás, foi o maior custo isolado identificado na produção de carne cultivada, superando até os custos com insumos e capital.
Uma alternativa promissora foi identificada no tratamento e reciclagem de meios de cultura com biorrefinarias de microalgas, que permitem gerar aminoácidos e biodiesel a partir de resíduos líquidos. Esta solução não só reduz custos operacionais como também minimiza emissões, sendo preferida em todos os cenários modelados. Os autores alertam, porém, que mais pesquisas são necessárias para verificar a viabilidade técnica de operar essas biorrefinarias em escala industrial.
O modelo também investigou os efeitos da mistura entre fontes purificadas e alternativas de aminoácidos sob diferentes eficiências de crescimento celular. Foram criadas curvas iso-custo para ajudar gestores a identificar as proporções ideais entre as fontes de ingredientes e suas respectivas eficiências esperadas. Segundo os autores, essas curvas podem servir como guia estratégico na tomada de decisão industrial.
Outro aspecto explorado foi a incerteza na demanda por carne cultivada. O modelo incorporou métodos probabilísticos para medir o impacto do risco de subatendimento. Os resultados indicaram que assumir um nível de proteção de 90% a 95% contra escassez é razoável, alcançando equilíbrio entre segurança de fornecimento e custos operacionais. Modelos determinísticos, embora mais baratos, levaram a altos índices de déficit de oferta.
Destaca-se que a eficiência energética da rede elétrica regional foi determinante na escolha das localizações ótimas para as instalações de produção, quando o objetivo era a redução das emissões. Estados norte-americanos com menor pegada de carbono por megawatt-hora foram preferidos nesses cenários, mesmo que estivessem mais distantes dos consumidores finais.
O estudo sugere que a implementação de cadeias de suprimento circulares para a carne cultivada poderá tornar seu custo competitivo com a pecuária tradicional. Em seu cenário mais eficiente, a carne cultivada apresentou um custo de produção de US$ 21,62 por quilo, com pegada de carbono entre 3 e 6 toneladas de CO2e por tonelada de produto — um desempenho significativamente inferior ao da carne bovina tradicional, que pode ultrapassar 40 kg de CO2e por quilo.
Para os autores, a valorização de resíduos alimentares como insumos e a otimização logística com uso de dados locais podem configurar vantagens competitivas para empresas do setor. Contudo, alertam que decisões sobre investimentos em infraestrutura devem ser precedidas por estudos detalhados sobre os impactos dos insumos químicos indefinidos na eficiência celular. Reduzir a incerteza desses fatores pode evitar perdas de até US$ 69 milhões por ano, segundo as simulações realizadas.
O trabalho, apesar de exploratório, fornece uma base realista e operacional para tomada de decisões em uma indústria que ainda carece de modelos específicos para seu contexto. Na avaliação dos pesquisadores, o próximo passo é incorporar dimensões sociais e ambientais mais amplas e aplicar a abordagem a outros contextos geográficos com grande potencial de produção.
Fonte: Towards cellular agriculture: An exploratory supply chain model
