Biochar: un aliado sostenible para la mejora de suelos y contribuir a reducir gases de efecto invernadero

El pasado 10 de diciembre, la Estación Experimental Agraria de Carcaixent organizó unas charlas y un taller: 'Conociendo el Biochar', que resumimos en este documento por el interés que suscita este material orgánico.

Los indios nativos de Sudamérica ya fabricaban carbón vegetal y lo incorporaban al suelo, en un proyecto denominado Terra Preta, que significa tierra negra en portugués, para referirse a un tipo de suelo oscuro y fértil encontrado en la cuenca del río Amazonas. 

Se cree que la Terra Preta es el resultado de la modificación pedológica o edafológica, química y mineral de suelos preexistentes, a consecuencia de las actividades de las culturas indígenas que habitaban la región antes de la llegada de los europeos. 

La gran cantidad de cerámicas y objetos de origen humano encontrados en esas tierras apunta claramente a su origen antropogénico

La fertilidad natural de este suelo y su alta resistencia a la descomposición de la materia orgánica, así como su gran capacidad para retener nutrientes y agua, lo convirtieron en los años 2000 en objeto de varios programas de investigación sobre fertilidad y agricultura sostenible.

Los indios nativos pirolizaban los restos de biomasa que iban talando en pozos que hacían en el suelo, convertidos en hornos, a través de una estructura de adobe en forma de media naranja. 

Estos materiales se incorporaban a suelos pobres aportando carbono muy resistente a la mineralización, en la Terra Preta la estructura química del carbón se caracteriza por grupos aromáticos policondensados. 

Estas estructuras confieren una prolongada estabilidad biológica y química, además de una gran capacidad de retención de nutrientes

El panel Intergubernamental IPCC sobre Cambio Climático, considera el manejo de residuos orgánicos y la adición de materia orgánica exógena, como prácticas de mayor potencial mitigador de los GEI (gases de efecto invernadero) y cambio climático.

El potencial de la producción de carbón vegetal está en la función de la biomasa residual, de la agricultura, forestal, aguas residuales y estiércol. Como ejemplos tenemos la gestión de los lodos de depuradora, restos de poda como sarmientos, residuos de almazara, paja y cascarilla de arroz.

Se puede considerar que la UE es líder tecnológico en la industria del biochar. En 2023 había 171 plantas para su producción. 

En estas industrias, durante el proceso de pirólisis se obtiene carbón, biogás, un biocombustible, calor y por lo tanto electricidad, 'syngas' (gas de síntesis).

En 2019, se creó el Consorcio Europeo de la industria del Biocarbón (EBI) como una organización sin ánimo de lucro para promover y apoyar la industria europea del biocarbón. Existen más de 30 empresas con capacidad de desarrollar proyectos llave en mano, con hornos de carbonización. Como miembros del Consorcio Industrial, se pueden citar algunas empresas españolas como Carboliva Biochar, que transforma biomasa de olivo por pirólisis.

La empresa Synergy Dream LLC ucraniana, ha desarrollado un horno de pirólisis y equipos auxiliares que permiten construir una producción de carbón vegetal de alta productividad, tipo contenedor, eficiente en el uso de recursos y ecológica.

Kon-Tiki, es un horno de pirólisis de código abierto de Suiza para producción de biocarbón con una combustión muy limpia. Se puede inclinar después de la quema, lo que permite recuperar con facilidad el biocarbón producido para su uso, la combustión abierta consigue un carbón de mejor calidad, porque los volátiles y los alquitranes pueden evaporarse más fácilmente. 

El horno Kon-Tiki tiene la capacidad de producir 700 litros de biocarbón en 4 a 5 horas y para apagar el biocarbón se utiliza el agua

El diseño del horno y la adición continuada de madera permite que la llama impida la entrada de oxígeno, consiguiendo así la pirólisis. Procede de un proyecto europeo, en el que también estaban representados, entre otros países, Noruega y Finlandia.

El producto final también se utiliza para alimentación en rumiantes. Además, tiene utilidad como absorción de gases e incrementa la porosidad del material. 

Mejora la fertilidad física y microbiológica del medio, pero no mejora tanto la química. Se caracteriza por su interés agronómico, porque ayuda a la eliminación de contaminantes. En el postratamiento se puede triturar y mezclar para elaborar compost.

Como uso agronómico se puede destinar a incrementar la materia orgánica, ya que incorporado al suelo aumenta la capacidad de almacenar agua y nutrientes, reduce la acidez, las pérdidas de nitratos en el drenaje, las emisiones de amonio, y se puede utilizar como aditivo en las plantas de biogás.

Se puede aplicar de forma localizada en bandas en forma de polvo o pellet. También se caracteriza por su gran área superficial y porosidad, y da lugar a un mayor desarrollo de microorganismos. 

El carbono es recalcitrante (difícil de descomponer), mejora la retención de iones, la capacidad de intercambio catiónico, la capacidad redox y la conductividad, porque conduce muy bien los electrones.

Posee interacción con compostaje, favoreciendo la actividad microbiana, aumenta la porosidad, reduce las pérdidas de nitrógeno, los olores, las emisiones de gases de efecto invernadero, facilita el intercambio gaseoso y mejora la retención de agua evitando el secado del material. 

Como se ha indicado anteriormente, no aporta nutrientes, pero mejora su retención y actúa como agente estructurante.

La dosis de aplicación es del 5 al 10 % y el tamaño de partícula puede ser en polvo: granular < 1 cm para mejorar la porosidad o 2-3 cm.

El biochar acelera el proceso de compostaje, puesto que puede alcanzar una mayor temperatura y acortar el proceso alguna semana, acelera la degradación de la materia orgánica, evita pérdidas de N por emisiones reduce NOx en un 40 % y en amoniaco 80 %. También reduce las emisiones de metano en un 50 %.

En pilas de compostaje con un 10 % de biochar  se ha llegado a reducir un 90 % las emisiones de CH₄, porque reduce el número de bacterias metanogénicas.

El biochar mejora las condiciones aeróbicas, como estrategia de control de estiércoles y puede reducir un 80 % la generación de metano en la ganadería.

Mejora el efecto de los suelos ácidos, pero en suelos alcalinos el efecto no es tan importante. Lo interesante es la interacción con la microbiota.

Conclusiones

• Agronómicamente el biochar puede jugar un papel muy importante para su uso en el compost y así obtener fertilizante órgano mineral.
• El recubrimiento del biochar en procesos de humificación, aumenta los compuestos y las sustancias húmicas en el compostaje.
• El biochar se muestra como un mejorador del suelo, con capacidad de reducir emisiones de gases invernadero. Mejora de la eficiencia del compostaje y ha quedado demostrada su capacidad de retorno del carbono al suelo.
• El vinagre de la madera se puede utilizar como herbicida, repelente de insectos y como posible producto a utilizar en agricultura ecológica (ácido piránico celulósico).