A indústria do etanol exerce um papel importante no cenário econômico do brasil, em virtude da sua representatividade nos setores de biocombustíveis e energia. desse modo, o etanol brasileiro é reconhecidamente uma alternativa concreta para a substituição dos combustíveis fósseis. todavia, apesar dos avanços obtidos em termos de manipulações biogenéticas e químicas para um melhor aproveitamento da cana, são imprescindíveis as aplicações modernas de tecnologia nas engenharias envolvidas no processo. nesse contexto, este trabalho propõe soluções na área de engenharia de controle e automação que otimizam a produção de etanol. ainda, visando à viabilidade ambiental das propostas, a aplicação da energia solar e o uso da água se enquadram na parte inovadora do estudo. em particular, as duas principais etapas de fabricação da usina sucroalcooleira são abordadas em uma linguagem de cunho teórico com experimentos industriais. na unidade de fermentação, um modelo completo é desenvolvido para analisar o comportamento das principais variáveis do processo. a estratégia proposta consiste em um sistema multivariável de duas camadas que utiliza o controle preditivo não linear para maximizar a concentração final de etanol no reator. no entanto, o projeto geral possui uma planta solar que auxilia o resfriamento dos processos fermentativos. a destilaria foi modelada em escala industrial utilizando o software hysys, em que é possível estudar a produção dos álcoois de 2ª, hidratado e anidro de acordo com os sistemas de controle aplicados. nessa unidade, uma estratégia que possui pids (controlador proporcional-integrativo-derivativo), mpcs (model predictive control) e uma camada de controle supervisório é proposta para avaliar os ganhos obtidos em termos de fabricação do álcool de 2ª e do hidratado, formação da vinhaça e consumo energético das colunas. finalmente, o trabalho é concluído apontando as principais contribuições e perspectivas dos pontos de vista de pesquisa e aplicação tecnológica.