Biochar para niños
El biocarbón (también conocido como biochar por su nombre en inglés) es un tipo especial de carbón vegetal. Se usa para mejorar la tierra donde se cultivan plantas. Imagina que es como un "superalimento" para el suelo. Se produce a partir de biomasa (materiales de plantas) usando un proceso llamado pirólisis, que es como una quema especial sin mucho oxígeno.
Los científicos están investigando el biocarbón porque puede ayudar a capturar el carbono de la atmósfera. Esto es importante para reducir los gases que causan el cambio climático. Se cree que el biocarbón puede hacer que los suelos ácidos sean más fértiles, aumentar la producción de alimentos y proteger a las plantas de algunas enfermedades. Además, podría ayudar a cuidar nuestros bosques. El biocarbón es muy estable y puede permanecer en el suelo por miles de años.
Contenido
¿Cómo se descubrió el biocarbón?
Hace mucho tiempo, los pueblos indígenas de la Amazonia crearon un tipo de suelo muy fértil llamado "tierra negra amazónica" (o terra preta en portugués). Este suelo contenía carbón vegetal. No se sabe si lo ponían a propósito para mejorar la tierra o si fue por accidente. Lo hacían quemando lentamente sus desechos de plantas en agujeros o zanjas, cubriéndolos con tierra.
Un grupo de investigadores en la Guayana francesa pensó que las lombrices amazónicas podrían haber ayudado a mezclar el carbón con la tierra. El nombre 'biochar' fue creado por Peter Read para referirse al carbón usado para mejorar el suelo.
¿Cómo se produce el biocarbón?
El biocarbón es un material rico en carbono que se fabrica hoy en día con procesos modernos de pirólisis. La pirólisis es cuando la biomasa se calienta mucho sin oxígeno. Así, no se quema por completo, sino que se descompone en tres cosas:
- Biocarbón (sólido)
- Biocombustible (líquido)
- Gas sintetizado (gaseoso)
La cantidad de cada producto depende de la temperatura del proceso. Por ejemplo, si se calienta entre 400 y 500 °C, se produce más biocarbón. Si se calienta a más de 700 °C, se obtienen más líquidos y gases para combustible. La pirólisis a altas temperaturas es más rápida.
Los métodos antiguos de la Amazonia, como las zanjas, no producían biocombustible ni gas sintetizado. Además, liberaban mucho dióxido de carbono y otros gases al aire. Los sistemas modernos a gran escala procesan desechos de plantas y otros materiales, y capturan los productos líquidos y gaseosos para evitar la contaminación.
Tipos de sistemas de producción
Existen diferentes maneras de producir biocarbón:
- Sistemas centralizados: Toda la biomasa de una zona se lleva a una planta grande para procesarla.
- Sistemas descentralizados: Cada agricultor o grupo de agricultores puede usar un horno más pequeño.
- Sistemas móviles: Un camión con un equipo de pirólisis puede ir de un lugar a otro. El camión usa el gas sintetizado como combustible, el biocarbón se queda en la granja y el biocombustible se envía a otro lugar.
La elección del sistema depende de cuánto material se va a procesar y de los costos de transporte.
Por ejemplo, en Brasil, se cosecha mucha caña de azúcar. Los restos de la caña, que normalmente se queman, podrían usarse para producir biocarbón y energía. Sin embargo, es importante dejar algunos restos de plantas en el suelo para mantenerlo sano y evitar usar muchos fertilizantes.
¿Para qué se usa el biocarbón?
Ayuda a capturar carbono
Cuando las plantas y los desechos agrícolas se queman o se descomponen de forma natural, liberan mucho dióxido de carbono al aire. El biocarbón es un material muy estable que puede guardar grandes cantidades de gases que causan el efecto invernadero en el suelo por cientos o miles de años. Esto ayuda a reducir la cantidad de estos gases en la atmósfera. Al mismo tiempo, mejora la calidad del agua, hace el suelo más fértil, aumenta la producción de alimentos y protege los bosques naturales.
Científicos importantes, como James Hansen de la NASA, han recomendado el uso del biocarbón para ayudar a reducir el calentamiento global. Se calcula que el uso adecuado del biocarbón podría reducir las emisiones de dióxido de carbono y otros gases hasta en un 12% de las emisiones actuales causadas por el ser humano.
Mejora el suelo
El biocarbón tiene muchos beneficios para la salud del suelo. Su estructura es muy porosa, lo que le permite retener agua y nutrientes. La experta en suelos Elaine Ingham dice que el biocarbón es un hogar perfecto para muchos microorganismos buenos del suelo. Si se añaden estos microorganismos al biocarbón, se convierte en una herramienta muy poderosa para crear suelos ricos y plantas más sanas.
También se ha visto que el biocarbón puede reducir la filtración de ciertas bacterias en suelos arenosos. Para plantas que necesitan mucho potasio y suelos con un pH alto, el biocarbón puede mejorar su crecimiento.
El biocarbón puede mejorar la calidad del agua, reducir la emisión de gases de efecto invernadero del suelo, disminuir la pérdida de nutrientes por el agua, reducir la acidez del suelo y hacer que se necesite menos riego y fertilizante. En algunos casos, también puede ayudar a las plantas a defenderse de enfermedades causadas por hongos y otros organismos del suelo.
Los efectos del biocarbón dependen de sus propiedades y de la cantidad que se use. Se necesita más investigación para entender todos sus beneficios. También depende de las condiciones de cada región, como el tipo de suelo, la temperatura y la humedad. Pequeñas cantidades de biocarbón en el suelo pueden reducir las emisiones de óxido nitroso hasta en un 80% y eliminar las emisiones de metano, que son gases de efecto invernadero más potentes que el dióxido de carbono.
Se ha demostrado que el biocarbón mejora la producción de cultivos en suelos pobres. Puede diseñarse para satisfacer necesidades específicas del suelo, ayudando a las plantas a usar los nutrientes de manera más eficiente. Sin embargo, debido a su gran capacidad de absorción, el biocarbón puede reducir la efectividad de algunos productos usados para controlar malezas y enfermedades.
"Cortar y carbonizar"
En Brasil, cambiar la técnica agrícola de "corta y quema" (donde se queman los restos de plantas) por "cortar y carbonizar" (donde se convierten en biocarbón) puede ayudar a reducir la deforestación en la Cuenca del Amazonas y las emisiones de dióxido de carbono. Además, puede aumentar la producción de alimentos. La técnica de "corta y quema" deja muy poco carbono en el suelo, mientras que "cortar y carbonizar" puede mantener hasta el 50% del carbono en una forma muy estable.
Al incorporar el biocarbón al suelo, se necesita menos fertilizante, lo que ahorra dinero y reduce las emisiones de gases. Los suelos enriquecidos con biocarbón pueden producir buenas cosechas por mucho tiempo, mientras que los suelos sin biocarbón se agotan rápidamente, obligando a los agricultores a buscar nuevas tierras y contribuyendo a la pérdida de bosque tropical.
Retención de agua
El biocarbón es muy útil para el suelo porque puede atraer y retener agua. Esto se debe a su estructura porosa y su gran superficie. Gracias a esto, los nutrientes, el fósforo y otros productos agrícolas se quedan en el suelo para beneficio de las plantas. Esto resulta en plantas más sanas y menos pérdida de fertilizantes hacia el agua subterránea.
Producción de energía: biocombustible y gas sintetizado
Las máquinas móviles de pirólisis pueden reducir los costos de transporte de biomasa si el biocarbón se devuelve al suelo y el gas sintetizado se usa para alimentar el proceso. Los biocombustibles líquidos pueden ser corrosivos y difíciles de encender, pero si se limpian bien, pueden ser una fuente de energía.
Si el biocarbón se usa para producir energía en lugar de mejorar el suelo, puede reemplazar al carbón mineral. La pirólisis podría ser una forma muy eficiente y económica de generar electricidad a partir de materiales de plantas.
Beneficios del biocarbón
- La pirólisis de biomasa (como restos de bosques o cultivos) produce un biocombustible único, además de ayudar a los cultivos.
- El biocarbón es un producto de la pirólisis que se puede añadir a los suelos para hacerlos más fértiles, más estables y para capturar carbono a largo plazo. Ha mejorado mucho los suelos tropicales y ha ayudado a las plantas a resistir enfermedades en Europa Occidental.
- El biocarbón apoya los procesos naturales: la biosfera captura dióxido de carbono a través de las plantas, y el biocarbón ayuda a que una parte de ese carbono se quede guardada en el suelo por mucho tiempo.
- Producir biomasa para obtener biocombustibles y biocarbón para guardar carbono en el suelo es un proceso que "quita" más dióxido de carbono de la atmósfera del que libera, lo que ayuda a reducir el cambio climático.
Investigación y futuro del biocarbón
Se están realizando muchas investigaciones sobre el biocarbón en todo el mundo. Universidades como la de Cornell y la de Universidad de Edimburgo están trabajando en ello. También hay una red internacional de investigadores en Israel.
Estudiantes del Instituto de Tecnología Stevens están creando supercondensadores usando biocarbón. Investigadores de la Universidad de Florida están desarrollando procesos para quitar los fosfatos del agua, producir gas metano (que se puede usar como combustible) y crear un biocarbón con fosfato que es excelente para enriquecer el suelo.
Un sector en crecimiento
Se calcula que la reducción de emisiones de gases puede ser mucho mayor si el biocarbón se incorpora al suelo en lugar de quemarse para combustible. Esto significa que el biocarbón puede ayudar a que la producción de bioenergía sea "carbono negativa", es decir, que elimine más carbono del que produce.
Johannes Lehmann de la Universidad de Cornell estima que la pirólisis puede ser rentable si el costo de una tonelada de dióxido de carbono alcanza los $37. En 2010, el dióxido de carbono se valoraba en $16.82 por tonelada en la Bolsa Climática Europea. Esto sugiere que usar la pirólisis para producir bioenergía podría ser viable, incluso si es más cara que los combustibles fósiles.
Aunque los proyectos actuales de biocarbón no tienen un impacto global enorme, se está promoviendo su expansión como una forma de geoingeniería (técnicas para manipular el clima). En 2009, el Fondo Biochar recibió apoyo para un proyecto en África central que busca detener la deforestación, mejorar la seguridad alimentaria de las comunidades, proporcionar energía renovable y capturar carbono.
Para que el biocarbón mejore significativamente los cultivos, se necesitan entre 2.5 y 20 toneladas por hectárea. En países desarrollados, el costo del biocarbón puede ser alto para los agricultores. En países en desarrollo, las limitaciones son la disponibilidad de biomasa y el tiempo de producción. Una alternativa es usar pequeñas cantidades de biocarbón mezcladas con fertilizantes.
Varias empresas en Norteamérica, Australia e Inglaterra ya venden biocarbón o equipos para producirlo. En 2009, se presentó una unidad móvil de pirólisis para uso agrícola, diseñada para procesar 450 kg de material.
Galería de imágenes
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Carbón vegetal.
Véase también
En inglés: Biochar Facts for Kids
