Indústria de pesticidas da China orientada para a inovação tecnológica

Por Prof. Xuemin Wu
Cientista Chefe do Laboratório de Formulação de Pesticidas e Adjuvantes da Universidade Agrícola da China

Da IA genérica, CDMO e moléculas patenteadas por empresas chinesas

A indústria de pesticidas da China passou por mais de 70 anos de desenvolvimento e gradualmente formou um layout de cadeia industrial inteira com base na indústria química básica com um efeito de escala. No entanto, com a expansão gradual da capacidade de produção de pesticidas da China, a indústria de pesticidas do país está enfrentando o desafio de remodelar o equilíbrio entre oferta e demanda.

O modelo básico de negócios da indústria de pesticidas da China começou com a produção de ingredientes ativos genéricos (IAs) para empresas multinacionais. Com a adesão da China à Organização Mundial do Comércio (OMC), a produção química no exterior com alta poluição e alto consumo de energia começou a ser transferida para países em desenvolvimento com base no "paradigma dos gansos voadores". Como um país em desenvolvimento que fornece produção química básica, a China aceitou totalmente a transferência da indústria química no exterior durante o período de reforma e abertura. Como resultado, a China ajudou a reduzir o custo geral da indústria global de insumos agrícolas, e o modelo B2B se desenvolveu em um modelo de negócios comum para o desenvolvimento da indústria de pesticidas da China.

À medida que a força de P&D, bem como a força financeira dos fabricantes químicos chineses aumentaram gradualmente, os negócios começaram a se expandir para os campos de Contract Manufacturing Organizations (CMO) e Contract Development & Manufacturing Organization (CDMO). Empresas de síntese personalizadas, como a Lianhetech, cuja principal linha de negócios era CMO, estavam surgindo rapidamente. Há muitos engenheiros químicos, bem como químicos com experiência prática em P&D na China que desempenham um grande papel nos campos de CMO e CDMO.

Após um aumento gradual na solidez financeira, os produtores chineses de pesticidas aumentaram gradualmente seus investimentos em P&D. As empresas chinesas de pesticidas conseguiram inovar processos para compostos patenteados expirados, porque a inovação da rota do processo é mais difícil para produtores de compostos genéricos. As empresas estão mais propensas a investir em inovação de catalisadores e intermediários upstream que dão suporte ao layout.

Por exemplo, Nutrichem's patente sobre azoxistrobina a inovação de processo utiliza principalmente composto azabicíclico ou seu sal para atingir alta taxa de transformação, alta pureza do produto e operação fácil e conveniente. Ao mesmo tempo, a Nutrichem utiliza seus próprios recursos de cloreto de carbonila para dar suporte aos principais intermediários upstream. E essa inovação de processo ecologicamente correta, juntamente com a extensão de toda a cadeia de valor industrial, realmente realiza a produção verde, que também reflete a responsabilidade social das empresas chinesas.

Ao mesmo tempo, as empresas chinesas ganharam a capacidade de sintetizar compostos com patentes expirando. As multinacionais estão muito preocupadas em gerenciar o ciclo de vida de seus produtos patenteados. Elas precisam considerar estratégias defensivas para afastar a concorrência potencial de empresas agroquímicas genéricas e empresas chinesas, mesmo 10 anos antes de seus produtos patenteados expirarem. No mercado de suprimentos chinês, os compostos que atualmente são de alto interesse incluem protioconazol, fluopiram, piroxasulfona e saflufenacil, entre outros.

O mercado de protioconazol está crescendo rapidamente globalmente, principalmente no Brasil para controle eficiente da ferrugem da soja. Os portfólios de protioconazol em combinação com trifloxistrobina e bixafen estão liderando o mercado de fungicidas no Brasil. Além do protioconazol, os fungicidas SDHI são uma categoria competitiva para o mercado futuro. Os fabricantes chineses já começaram a investir na futura capacidade de produção de fluopiram. Os fabricantes do principal intermediário upstream DCTMP têm uma vantagem inerente. Em um mercado competitivo como o da China, quase todas as empresas chinesas de pesticidas estão estabelecendo toda a cadeia da indústria de propriedade própria. Ter a vantagem de produção e custo dos principais intermediários é o mais crucial. Na síntese de tais produtos, as vantagens das matérias-primas básicas, como cloreto de carbonila, cloro-álcali, cianeto de sódio, bem como as vantagens do processo de fluoração e cloração são a lógica subjacente que determina o sucesso ou o fracasso das empresas.

No mercado brasileiro, a piroxasulfona tem grande potencial de crescimento. O produto controla principalmente ervas daninhas resistentes como eleusine indica em campos de soja e milho.

Também é um produto de alto crescimento em combinação com flumioxazin. Por exemplo, Kyojin da Iharabras (30% pyroxasulfone + 20% flumioxazin SC), comercializado no Brasil, é um produto competitivo. Ele fornece aos agricultores uma ferramenta para maior eficácia no controle de ervas daninhas em campo.

Como Bayer continua a fazer avanços no desenvolvimento de características GM de nova geração, a multinacional introduzirá resistência a herbicidas PPO em futuras sementes GM, que ocuparão uma fatia significativa do mercado de herbicidas no futuro. O saflufenacil tem a vantagem do controle rápido de ervas daninhas de folhas largas e pode ser usado em uma ampla gama de culturas com alta atividade, com tolerância à chuva e efeitos de baixa temperatura. Na China, a Huizhou Yinnong Technology, como parceira técnica de fabricação personalizada de empresas multinacionais na China, produz OD de saflufenacil com glifosato para clientes. O produto pode ser misturado com glifosato, proporcionando efeito sinérgico óbvio. Ele resolve fundamentalmente o problema da resistência de ervas daninhas de folhas largas e melhora significativamente a velocidade da ação do glifosato sobre as ervas daninhas. Por outro lado, uma formulação tão nova com uma molécula nova também reduz a quantidade de glifosato usada para o controle de ervas daninhas persistentes. O tipo de formulação, OD, também compensa as deficiências na solubilidade do saflufenacil, garantindo assim a eficácia do AI.

À medida que as empresas chinesas de pesticidas acumulavam capital, elas estavam conduzindo pesquisas e desenvolvimentos contínuos. Algumas empresas líderes fizeram progresso de zero a um no desenvolvimento de compostos patenteados chineses. A enciclopédia é uma importante praga de perfuração no arroz. Sua resistência está se desenvolvendo rapidamente devido às limitações da IA usada para controlá-la no arroz. A ciproflanilida é uma variedade criada de forma independente, obtida pela introdução de ciclopropilmetil no composto principal broflanilida. A CAC Nantong espera que ela possa ser lançada oficialmente em 2024.

Com a aquisição de patentes globais para os compostos patenteados criados pelos chineses representados pela ciproflanilida, os produtos inovadores da China também progredirão passo a passo em direção à globalização do layout do mercado. Atualmente, as vendas globais das moléculas inovadoras da China são limitadas principalmente pelo enorme investimento no desenvolvimento de novos compostos no mercado global. O custo total de P&D da descoberta de um novo composto até seu lançamento global já ultrapassou US$ $280 milhões. O custo do desenvolvimento de mercado e registro global é responsável por mais de 60% do investimento total. Um único fabricante chinês de IA não pode arcar com um investimento tão alto. Portanto, as empresas chinesas precisam do suporte de parceiros estratégicos estrangeiros para globalizar seu portfólio de compostos patenteados. Compartilhar riscos também significa compartilhar benefícios. Os negócios não são um jogo de soma zero, onde uma operação perde e outra ganha. O licenciamento global e o desenvolvimento cooperativo de produtos de marca de formulação, como algumas empresas japonesas fizeram, são um caminho viável.

Inovação Matrix

A inovação na indústria de proteção de cultivos deve ser uma inovação matricial — dos recursos básicos de matéria-prima química upstream à capacidade do processo de fluoração e cloração até a melhoria da taxa de utilização de átomos, de modo a obter ingredientes ativos de alto rendimento e alta pureza. A inovação de produtos de formulação de uso final e a inovação de métodos de aplicação são o último quilômetro da cadeia de valor industrial.

No final de 2022, o Ministério da Agricultura e Assuntos Rurais da China divulgou um plano de ação para reduzir pesticidas e fertilizantes químicos até 2025. A China pretende se esforçar para estabelecer e melhorar um sistema de tecnologia de proteção e controle de cultivos integrado ecologicamente inclusivo e ecologicamente correto até 2025. Durante o período do 14º Plano Quinquenal, a intensidade do uso de pesticidas químicos nas principais culturas de grãos, como arroz, trigo e milho (a quantidade equivalente de IA por unidade de área semeada) se esforçará para reduzir em 5% em comparação com o período do 13º Plano Quinquenal. A intensidade do pesticida químico usado em frutas, vegetais, chá e outras culturas comerciais se esforça para reduzir 10%. No 13º Plano Quinquenal, o uso médio anual de pesticidas na China (em porcentagem) foi de 270.000 Mt nas terras agrícolas.

A China é o país que mais se desenvolve no mundo em termos de proteção de cultivos por drones. Levou menos de uma década para que a proteção de cultivos por drones na China passasse de algumas centenas de hectares (Ha) para um total de mais de 130 milhões de hectares até 2022. Tecnologias inovadoras estão trazendo mudanças fundamentais para as indústrias de agricultura e proteção de cultivos chinesas. A proteção de cultivos por drones na agricultura está alinhada com a política nacional da China de reduzir pesticidas e fertilizantes químicos na agricultura. Tomemos o Nativo da Bayer como exemplo, a pulverização manual tradicional no arroz requer cerca de 450L a 600L de água para diluição. Com a proteção de cultivos por drones, são necessários apenas 15L a 30L por Ha de água, o que economiza mão de obra e melhora a eficiência operacional por um lado e economiza água por outro. A tecnologia de proteção de cultivos por drones se tornou um fator-chave para a promoção de vendas do Bayer Nativo nas áreas de produção de arroz no nordeste da China.

A adoção de novas tecnologias é caracterizada por oportunidades e desafios. Grânulos dispersíveis em água (WDG) não são adequados para pulverização por drones. Formulações sólidas tradicionais estão sujeitas a problemas como sedimentação em sistema de diluição ultrabaixa. Isso exige um aprimoramento fundamental do sistema de entrega de IA para garantir a eficácia no campo. Adjuvantes de mistura em tanque fornecem uma solução a esse respeito. Por exemplo, ao aplicar produtos Nativo WDG por drone, é necessário adicionar aditivos à base de óleo vegetal para obter um sistema líquido estável sob baixa diluição. Além disso, a adição de adjuvante essencial pode controlar a deriva, evaporação e resistência à chuva, e aumentar a penetração e a adesão. Além disso, formulações inovadoras adequadas para proteção de culturas por UAV começaram a substituir gradualmente formulações tradicionais, como DF em vez de WDG, OD em vez de SL e ME em vez de EC. Vale mencionar que o óleo de espalhamento, bem como o grânulo flutuante, também serão usados em combinação com drones para espalhar e aplicar em campos de arroz na China. A dispersão automática e homogênea das formulações na água dos arrozais aumenta ainda mais a eficiência da aplicação por drones.

Em geral, a metodologia inovadora de formulações de pesticidas começa com o estudo da estabilidade da diluição e o controle da distribuição do tamanho das partículas do spray. O desempenho do produto em campo precisa ser melhorado para diferentes culturas e métodos de aplicação. Por exemplo, diferentes culturas têm diferentes estruturas foliares e têm diferentes requisitos para o sistema de entrega do agente. Por fim, podemos obter atividade biológica confiável e estável. Por outro lado, o desenvolvimento de formulações de pesticidas deve levar em consideração as políticas regulatórias, a legislação e as tendências políticas em territórios globais. A redução do uso de pesticidas na China, a política Farm to Fork na Europa, o desenvolvimento da agricultura orgânica nas Américas e a forte demanda por produtos biológicos na América Latina exigem que as equipes globais de desenvolvimento de formulações considerem a sustentabilidade das formulações em suas pesquisas.

Não apenas a formulação em si, mas também a inovação da matéria-prima para a formulação é um foco fundamental da nossa pesquisa. A pesquisa da nossa equipe sobre a modificação do polímero natural é focada no desafio dos microplásticos colocados pela avaliação da União Europeia sobre a formulação de pesticidas CS. A disponibilidade de materiais naturais é uma vantagem para o campo de formulação de pesticidas na China. Também acreditamos que a pesquisa contínua sobre a modificação de materiais de polímeros naturais e o estabelecimento de um banco de dados de materiais naturais serão muito importantes para a equipe de P&D continuar a contribuir para o sucesso da indústria de pesticidas no futuro.

Modificação do polímero natural pelo laboratório de formulação de pesticidas e adjuvantes, Universidade Agrícola da China, equipe do Prof. Xuemin Wu.

Desafios enfrentados pelas formulações biológicas

Os produtos biológicos são um ponto importante do mercado global de proteção de cultivos. Embora os produtos biológicos sejam caracterizados pela segurança, proteção ambiental e forte direcionamento, eles também têm desvantagens como partículas grandes. Isso ocorre principalmente porque os produtos biológicos são obtidos principalmente por fermentação. Seja para pulverização por drone, aplicação de pulverização manual e pulverização de equipamentos agrícolas em larga escala, o bico de pulverização é um dos nós-chave mais importantes. Alguns produtos biológicos podem facilmente causar bloqueio do bico, por isso é difícil realizar à base de água. Na China, alguns biopesticidas, como o vírus da poliedrose nuclear de insetos (INPV), são inativos na água, então os pesquisadores chineses só podem transformá-los em formulações sólidas. Nosema Locustae pode ser afetado pelo processo de moagem. Isso se deve principalmente à pressão durante o processo de moagem que afeta a atividade. Portanto, a flexibilidade na pesquisa é o ponto de entrada central para a P&D de produtos biológicos.

Como um laboratório líder em formulação de pesticidas e adjuvantes na China, nossa equipe está se internacionalizando com licenças em cooperação com empresas multinacionais. Durante a cooperação com várias empresas multinacionais, aprendemos com nossos parceiros que a P&D de formulação de pesticidas da China não está ficando para trás do mundo.

Futuro das Formulações

Se tivermos que definir o futuro das formulações de pesticidas, os nanopesticidas são inevitáveis. Pesquisadores chineses de P&D têm trabalhado em produtos nanopesticidas em larga escala. Estamos nos concentrando em como as formulações de pesticidas em nanoescala mudarão a indústria de proteção de cultivos.

No entanto, os nanopesticidas não são o fim da linha. O nível molecular da tecnologia de inovação de compostos pode trazer grandes mudanças para a indústria em um futuro próximo. Talvez os portfólios comumente usados agora sejam iterados por portfólios inovadores em breve. E essas inovações podem não vir apenas da própria indústria de proteção de cultivos, mas também dos setores farmacêutico ou cosmético. •