El Biocarbón

El biocarbón, es carbón de origen vegetal producido por combustión de materia orgánica en condiciones de baja oxigenación, llamada pirólisis (Sohi et al. 2009)

El Biocarbón es el producto rico en carbono que se produce cuando la biomasa (tales como la madera, el estiércol o los residuos de cultivos) se calienta en un recipiente cerrado con poco o ningún aire disponible (Lehmann et al. 2015)

Fig# 1 Horno tipo Iglu para realizar la pirolisis queda como producto final el Biocarbon, Autor Fredy Ayala

El uso del biocarbón ha tomado importancia a través de vestigios de la Amazonia, donde existe la hipótesis de que sus habitantes adicionaban biocarbón junto con otros residuos orgánicos y de los hogares durante siglos lograron modificar el horizonte superficial del suelo y convertirlo en un suelo altamente productivo y fértil llamado “Terra Preta” (Glaser, 2007)

La mayoría de las formas de agricultura tienden a agotar el carbono del suelo mediante la reducción de la cantidad de insumos orgánicos naturales, hojas, frutos, así como de restos de madera, que se encuentra en los ecosistemas nativos. Sin embargo, la agricultura moderna, basada en insumos químicos agota el carbono del suelo drásticamente. Los fertilizantes nitrogenados en combinación con la labranza aceleran la respiración microbiana, quemando carbono en el suelo más rápido de lo que se sustituye. Debido a la pérdida de los depósitos de carbono orgánico, muchos suelos se han convertido en sustratos, casi sin vida que debe ser alimentado continuamente con agua de riego, nutrientes minerales y plaguicidas para producir una cosecha.

El presente artículo presenta una revisión y análisis sobre las bondades del uso del biocarbón en los sistemas agrícolas y la importancia de éste en la agricultura futura, así como las oportunidades que tiene nuestro país al adoptar esta técnica

Aspectos generales sobre el biocarbón

El carbono se presenta en dos formas orgánico e inorgánico en la forma orgánica se halla en forma de humus o recalcitrante es duro no asimilable, la otra forma es lábil o biodisponible (forma fácil de asimilar por las plantas que se encuentra en forma de aceites, azucares y alcoholes) y es fácil de ser poblado por microorganismos. (Wilson, 2015)

El carbono inorgánico se compone de iones de carbonato, que se encuentran típicamente en forma de sales como el carbonato de calcio, dolomita y minerales, sobre todo en forma de rocas y arena, en esta forma no hay microorganismos, ahí suscita la diferencia con el orgánico.

Desde los inicios de la agricultura hace más de 10.000 años, se estima que los suelos han perdido entre el 55 (IPCC, 2014) y 320 millones de toneladas de carbono (Ruddiman, 2003).Esto corresponde a una pérdida de 25% a 75% del contenido original de humus (Lal, 2011). La mayor parte de ese carbono del suelo que se pierde se transforma en CO² , que va a terminar en la atmósfera o en los océanos y por lo tanto ha tenido un impacto significativo en el cambio climático.

El científico de suelo Rattan Lal (2010) estimó que "la mayoría de los suelos agrícolas han perdido entre el 25% y el 75% de su depósito de suelo original de carbón orgánico (SOC soil organic carbon)."

Algunos de los suelos más productivos en el mundo contienen cantidades significativas de Biocarbón "natural". La naturaleza hace megatones de Biocarbón en el proceso de los incendios forestales que ocurren de forma natural en los bosques (Goldberg, 1985).

Científicos (Mao et al, 2012) han estudiado más de cerca los Molisoles (suelos de sabana húmeda), y se encontró que contienen carbón que es “estructuralmente comparable a lo que se cuenta de los suelos de Terra Preta y mucho más abundante que se pensaba (40-50% de carbón orgánico (SOC)”

La pregunta es si el Biocarbón contiene carbono orgánico o inorgánico, en la producción del Biocarbón el hidrogeno y el oxígeno son bajos, es por ello que forman cristales en forma de anillos de carbono en forma hexagonal, la temperatura a que se someta más los fusiona (Keiluweit et al, 2010). Estos anillos tienen propiedades eléctricas ya que los electrones se mueven alrededor de la molecular. El Biocarbón es un conductor eléctrico apoya el "redox" o reacciones de oxidación y reducción que son importantes para la bioquímica del suelo, actuando como fuente y sumidero de electrones, en los suelos, los microorganismos usan carbono aromático tanto como un donante de electrones y como un aceptor de electrones durante las reacciones químicas metabólicas (Lovley et al, 1996)

El Biocarbón parece servir no sólo como un búfer de electrones para las reacciones redox (Klüpfel et al, 2014), sino que también ayuda a las bacterias intercambian electrones entre sí, mejorando su eficiencia metabólica como una comunidad microbiana (Kappler et al, 2014; Chen et al, 2014).

El Biocarbón con sus poros y sus cargas eléctricas, es capaz tanto de absorción y adsorción. Absorción (AB-sorción) es una función del volumen de poro. Los poros más grandes absorben el agua, el aire y los nutrientes solubles como una esponja normal. Adsorción (AD-sorción) depende de la superficie y la carga. Las superficies de Biocarbón, tanto internos como externos, adsorben materiales por cargas electro-químicas, trabajando como una esponja eléctrica, La cantidad de porosidad depende principalmente de la materia prima y tamaño de partícula con la que se fabrique el Biocarbón, y la temperatura alta del tratamiento o proceso (HTT) (Brewer et al, 2014).

La porosidad también dependerá de la materia prima, con materias primas altos de ceniza como la hierba esta reacciona de manera muy diferente a la calefacción de materias primas de bajo de cenizas como la madera o bambú. Para las materias primas de madera, porosidad normalmente alcanza su máximo en una HTT de unos 750 grados °C (Downie et al, 2009).

Fig. # 2 Esqueleto del Biocarbón parece una esponja Kelpie Wilson 2014

El Biocarbón también es eficaz como un adsorbente y podría ser utilizado para limpiar metales pesados y otras sustancias del suelo ( Chen, 2009).

Los productores de Biocarbón deben tener mucho cuidado en su proceso de producción ya que los productos químicos producidos pueden convertirse en una contaminación y potencialmente peligrosos para el medio ambiente y el productor (Hilber et al, 2012; Hale et al, 2012). Por esa razón la Iniciativa Internacional Biocarbón (IBI, 2012) y el Certificado Europeo Biocarbón (EBC, 2012) desarrollaron protocolos analíticos para la producción y calidad del Biocarbón, asegurándose de que no hay sustancias peligrosas en cantidades entran en los ecosistemas críticos.

Desde el momento en que el biocarbón se extrae del horno, sus superficies comienzan a oxidarse y formar nuevos compuestos, de estos cambios resultan diferentes moléculas unidas a la superficie, llamados "grupos funcionales", compuesto principalmente de oxígeno, hidrógeno y carbono. Estos grupos funcionales son capaces de relacionarse con los nutrientes y minerales, mientras que los anillos de carbono fusionados apoyan las reacciones “redox” y electrones conductores alrededor de la comunidad microbiana unido a superficies Biocarbón, lo que podría aumentar el metabolismo microbiano y el ciclo de los nutrientes. (Wilson, 2015)

El resultado final de esta fermentación o compostaje podría ser cualquiera de los muchos o parecidos a la “Terra Preta”, dependiendo del tipo de suelo, la materia orgánica, minerales, agua y formas de vida en contacto con el Biocarbón, y el tiempo de maduración. (Wilson, 2015)

El Biocarbón recién producido aplicado en el suelo antes de que tenga la oportunidad de activarse o madurarse con nutrientes puede reducir realmente rendimientos de los cultivos debido a que reduce la disponibilidad de nutrientes para las plantas mediante la unión y la inmovilización de ellos y / o puede añadir compuestos orgánicos volátiles (carbono lábil) que alimentarían una flora de microorganismos que consumen nitrógeno en el suelo, privando a las plantas este. Estos problemas se corrigen fácilmente mediante la adición de nutrientes que activen el Biocarbón para compensar este efecto. Una vez que la porción de carbono lábil se agota, el Biocarbón entra en una nueva fase y un espacio de tiempo donde su matriz de carbono es estable durante cientos de miles de años y puede convertirse en el núcleo de las sustancias húmicas que cristalizan alrededor de las partículas finas (Kluepfel et al , 2014)

Cabe decir que el Biocarbón, ya sea natural o creado por el hombre, puede ser la base de muchos materiales húmicos que se encuentran en los suelos (Hayes, 2013)

Los suelos tropicales amazónicos forman poco humus natural, esto dado a las altas temperaturas y alta humedad que aceleran la descomposición, por eso es raro encontrar humos es la Terra Preta con altos contenido de materia orgánica y suelos pobres a su alrededor (Liang et al 2010).

Orígenes del biocarbón

"Terra Preta de Indio" (Tierras amazónica Oscuras, anteriormente también llamado "Terra Preta do Indio" o Tierra Negra india) tierras con alto contenido de carbono, que fueron muy probablemente creadas por los indios precolombinos 500 a 2500 años AC y abandonadas después de la invasión de los europeos (Smith, 1980; Woods, et al., 2000)

A finales del siglo 19, Smith (1879) y Hartt (1885) informaron de la existencia de tierras oscuras en la Amazonía, que tenía un color oscuro y eran muy fértiles. El origen de las Tierras oscuras de la Amazonía no es del todo clara, hubo varias teorías en conflicto que fueron discutidas en el pasado. Camargo (1941) especuló que estos suelos podrían haber formado por erupciones de los volcanes en los Andes, ya que sólo se encuentran en los lugares más altos cerca donde se hallaron. Otras teorías incluyen una formación como resultado de la sedimentación en los lagos del Terciario (Falesi, 1974) o en estanques recientes (Cunha-Franco, 1962).

Es ampliamente aceptado que estos suelos no sólo fueron utilizados por la población local, sino que también son un producto del trabajo de los indígenas sobre el suelo como propone Gourou (1949). Encuestas posteriores confirmaron estos hallazgos (Sombroek, 1966; Smith, 1980; Kern y Kämpf, 1989). Ya sea que fueron creados intencionalmente para el mejoramiento del suelo y utilizaron subproducto de construcción de la vivienda cerámicas (Barro cocido) no está claro en la actualidad. Esto es en parte debido a las diversas características de las tierras oscuras a lo largo de la cuenca del Amazonas.

El ciclo del carbono ha llamado la atención debido a su importancia para el clima mundial. El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Global en el informe “Cambio climático 2013” dice Las concentraciones atmosféricas de los gases de efecto invernadero dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O) han aumentado desde 1750 debido a la actividad humana. En 2011, las concentraciones de estos gases de efecto invernadero eran de 391 ppm¹¹, 1803 ppmm (partes por mil millones) y 324 ppmm, respectivamente, valores que excedían los niveles preindustriales en aproximadamente el 40%, el 150% y el 20%, respectivamente.

El Carbono orgánico del suelo es una fuente importante de carbono en el ciclo biogeoquímico global. La cantidad total de carbono orgánico en los suelos se estima en 2,011 Gt C, que constituye alrededor del 82% del carbono orgánico global en los ecosistemas terrestres (Watson et al., 2000).

Las tierras oscuras del Amazonas tienen altos contenidos de carbono de hasta 150 g C/ kg de suelo en comparación con los suelos circundantes con 20- 30 g C / kg de suelo y una profundidad hasta de 2 metros ( Woods y McCann, 1999;. Glaser et al, 2000).

Fig # 3 Oxisol tranformado en “Terra Preta” Foto Bruno Glaser

La razón de la alta estabilidad del carbono del suelo se está debatiendo actualmente, se identificó como una razón probable para la alta estabilidad (Glaser et al., 2000).

La similitud estructural de la materia orgánica en Terra Preta y el Biocarbón llevado a los científicos asumir que la acumulación o la aplicación intencional de carbono orgánico de la combustión incompleta puede haber sido la razón principal de los altos contenidos de carbono y la fertilidad de estos suelos (Glaser et al., 2001)

Importantes lecciones se pueden aprender del Biocarbón y sus efectos sobre la biogeoquímica en los suelos. Dada la aparente ubicuidad o dinamismo establecida por varios autores (Schmidt y Noak, 2000; Skjemstad et al, 2002), modelos globales para la producción de Biocarbón y estimaciones de secuestro de CO2 pueden ser necesarios. Además, el potencial para mejorar el secuestro o captura de CO2 por la gestión activa del Biocarbón se pudo establecer importantes vínculos con la producción de energía y el uso en la agricultura.

Además de su contenido alto de materia orgánica del suelo como se mencionó anteriormente, las tierras oscuras de la Amazonía se caracterizan por un alto contenido de P alcanzan 200-400 mg P / kg, y una mayor capacidad de intercambio catiónico, el pH ideal y la saturación de bases (Glaser et al, 2000; Lehmann et al, 2003 ; Liang et al, 2006 ). Estos suelos son por lo tanto muy fértil ( Lehmann et al., 2003 ).

Petersen et al. (2001) reportaron que las tierras oscuras de la Amazonía en la población Açutuba han estado bajo cultivo continuo sin fertilización durante más de 40 años.

Los recientes esfuerzos motivados por la investigación Terra Preta, incluyen al Biocarbón como enmienda del suelo para mejorar la disponibilidad y retención de nutrientes. Enmiendas de Biocarbón, mostraron disminuir significativamente la lixiviación de nutrientes y aumentan el crecimiento del cultivo ( Lehmann et al., 2003).

El Biocarbón y la agricultura actual

De acuerdo con la Organización para la Agricultura y la Alimentación de Naciones Unidas (FAO), casi mil millones de personas en el mundo sufren de hambre hoy. La destrucción de los suelos agrícolas debido a prácticas inadecuadas de manejo es una de las principales razones y pensar alimentar 9 mil millones de personas que pueblan el planeta en la segunda mitad de este siglo, puedan ser alimentados sólo a través de la intensificación de la agricultura con fertilizantes sintéticos, pesticidas, semillas modificadas genéticamente y máquinas grandes es cinco.

Científicamente, está claro que un esfuerzo dirigido a construir humus en el suelo mejoraría significativamente la producción de alimentos para las poblaciones locales. Los niveles de cosecha aumentarían linealmente con el aumento del contenido de materia orgánica en el suelo, mientras que el CO2 que se extrae de la atmósfera, ayudaría a estabilizar el clima. (Schmidt, 2015)

El humus es el complejo orgánico de carbono, nitrógeno y fósforo, junto con todos los demás nutrientes necesarios para sostener la vida del suelo y el crecimiento de las plantas. Densamente poblado por los microorganismos del suelo, el humus es más que sólo carbono orgánico del suelo (SOC), que es, sin embargo, su componente más importante (aproximadamente el 60% de humus es SOC). Hoy en día, el agotamiento de humus del suelo se acerca niveles que no pueden ser compensados por mayores cantidades de fertilizante. En muchos lugares, esto ya ha llevado a la reducción de las cosechas (Lal, 2006)

Aunque existen medidas científicamente fundamentadas para prevenir la pérdida de carbono en el suelo y reconstruir el contenido de humus del suelo son bien conocidos, ningún país del mundo ha incluido la protección de los suelos y los ecosistemas como una prioridad. A pesar de que la agricultura depende en gran medida de las subvenciones en todos los países más desarrollados, no existen incentivos en lugar de iniciar la acumulación de la fertilidad del suelo y la materia orgánica del suelo. (Schmidt, 2015)

Los seres humanos son capaces tanto de crear y destruir humus, resultados impresionantes se pueden lograr mediante la adopción de estas prácticas, los seres humanos que crearon los Terra Preta suelos de la Amazonía construyeron un contenido de humus del 10% al 15%, en una región donde (Glaser y Birk, 2012) el calor y la alta precipitación degradan humus rápidamente, dando lugar a suelos nativos naturales bajos en carbono. Muchos ejemplos en todo el mundo demuestran que esto es posible en todas partes (Wiedner et al, 2014)

El nivel de contenido de humus es crítico, donde los rendimientos comienzan a disminuir de manera significativa, se sitúa en alrededor de 3,5% en las zonas templadas (Lal, 2006; Kemper et al, 1966;. Loveland et al., 2003) y en el 2% para la mayoría de los suelos tropicales (Aune y Lal, 1997). Aunado a que la capacidad de almacenamiento de agua disminuye rápidamente, lo que reduce la capacidad de las plantas para sobrevivir a largos períodos de sequía. La capacidad de almacenamiento de nutrientes del suelo disminuye tan rápidamente, lo que significa que los fertilizantes son más fácilmente lixiviados o se volatilizan y que ya no están disponibles para las plantas y para los microorganismos simbióticos en cantidades suficientes (Lal, 2006). La disminución de contenido de materia orgánica disminuye la capacidad del suelo para resistir plagas y descomponer contaminantes. Las plantas que crecen en ese suelo empobrecido también son más susceptibles a plagas y enfermedades.

Para mantener el rendimiento de los cultivos en estas condiciones se requiere más fertilizantes, así como semillas hibridas u OGM y pesticidas cada vez más fuertes. Las cosechas disminuyen de año en año hasta que finalmente la agricultura tradicional ya no es posible, los suelos están devastados y los campesinos pierden su autosuficiencia. (Schmidt, 2015)

En Kenia, algunas áreas agrícolas han perdido entre 50 y 75 toneladas métricas de carbono por hectárea correspondiente al 4% - 6% de contenido de humus más de 30 años ( Lal, 2006). En Senegal, el contenido de humus eran superiores a 10 cm del suelo cayó de más de 5% a 1,8% entre 1880 y 1970 (Siband, 1974). Este escenario se extiende por todo el continente africano y el sudeste de Asia y América Latina. Casi el 90% de los mil millones de personas que padecen hambre viven en los climas donde el contenido de humus ha caído por debajo del límite crítico y donde, en consecuencia, ya no hay ingresos suficientes para los campesinos sobrevivir. (Schmidt, 2015)

Rattan Lal de la Gestión y captura de Carbono Center en Columbus, Ohio, y uno de los investigadores más persistentes en este campo, encontró, después de más de 35 años de estudios en extensos cultivos y recopilación de datos en África, América Central y el sudeste de Asia, que los volúmenes de las cosechas aumentan linealmente cuando aumenta el contenido de humus rango hasta un 3% en el suelo.

Mediante el incremento anual del contenido de humus en la zona radicular de una tonelada de carbono por hectárea por año (aproximadamente 0,07% humus en los 20 cm superiores del suelo), la producción de cereales podría aumentar en los países en desarrollo en 32 (+/- 11) millones de toneladas adicionales al año (Lal, 2006). Este importe incremento corresponde a las necesidades alimentarias de 150 millones de personas. Cada tonelada adicional de carbono en una hectárea de tierra agrícola en los trópicos y subtrópicos podría elevar los rendimientos en un promedio de 20 a 70 kg / ha de trigo, 10 a 50 kg / ha de arroz, 30 a 300 kg / ha de maíz y 40 -60 kg / frijoles ha (Lal, 2006).

El aumento del contenido de carbono del suelo en un 10% a nivel mundial en los próximos 100 años podría secuestrar el equivalente a 900 mil millones de toneladas de CO2 en el suelo (Lal, 2011). Esto podría reducir las emisiones de CO2 contenido de la atmósfera hasta en un 110 ppm, de modo que, si se controlan las emisiones industriales, el nivel CO2 incluso podría caer de nuevo a los niveles preindustriales.

Por lo tanto, el secuestro de carbono en el suelo a través de la agricultura es, según McKinsey & Co. (2009), la forma más rentable de reducir las emisiones de CO2 contenido en la atmósfera, en comparación con los CCS (captura y almacenamiento de carbono) métodos costosos para la separación de CO 2 del aire combustionado y su almacenamiento subterráneo. Este último se estima en $ 60 - $ 100 por tonelada de CO², lo que probablemente una estimación baja. La noruega StatoilHydro proyecta el costo de su proyecto inicial a ser tan alto como US 203- US 281 por tonelada de CO2 capturado (Reuters, 2009).

Los agricultores podrán aumentar los niveles de humus a tasas de 0,07% por año (1 ton C / ha) como se indicó anteriormente, y si los precios como las estimadas para CCS serían pagados a los agricultores podrían recibir por hectárea ingresos anuales de entre US 210 y US 360 (McKinsey) sólo para la reducción de carbono. Para muchos agricultores en los trópicos y subtrópicos, esto sería más ingresos de lo que han ganado con cualquier cultivo en una base por hectárea. Pero, sobre todo, sus suelos serían una vez más proporcionar alimentos suficientes para alimentar a sus hijos.

Beneficios de Biocarbón en el compost

Al revisar la lista de los beneficios del biocarbón en el suelo se encuentra que es muy similar a las listas del compost:

1) Mejora el labrado y reduce la densidad aparente del suelo. 2) Aumenta la capacidad de retención de agua del suelo. 3) Se vuelve más estable mediante la combinación con minerales de arcilla. 4) Aumenta la capacidad de intercambio catiónico (CIC - la capacidad de retener y transferir cationes de nutrientes: amonio, calcio, magnesio y potasio) 5) Mejora la utilización de fertilizantes, reduciendo la lixiviación de la zona de las raíces. 6) Conserva los minerales en forma disponible para las plantas. 7) Soporta la vida microbiana del suelo y la biodiversidad. 8) Ayuda a las plantas a resistir enfermedades y patógenos. 9) Ayuda a las plantas crecen mejor en situaciones altas salinidad.

Entonces para que el Biocarbón? La respuesta es que el Biocarbón tiene importantes efectos sinérgicos cuando se añaden a compost, los investigadores encuentran que el Biocarbón hace más rápido la descomposición, rico biológicamente hace más humificado el compost y más nutrientes y perdura 10 veces más (Wilson, 2015)

Wilson hace un resumen de los beneficios:

1. El Biocarbón mantiene el compost húmedo y aireado, produciendo de una mayor actividad biológica. El proceso de compostaje se rige por diversos parámetros físicos que están sujetos a alteración por la adición de Biocarbón como el aumento del volumen, otros parámetros que más afectan el compostaje con Biocarbón son: aireación, contenido de humedad, temperatura, densidad aparente, pH, almacenamiento de electrones y la alta capacidad de adsorción y absorción

Los cristales de carbono son estables en el Biocarbón y capturan electrones de la descomposición de los compuestos orgánicos, amortiguando las cargas eléctricas, que de lo contrario podría dañar la actividad microbiana y ser responsable de la producción de gases de efecto invernadero como el metano e hidrósulfuros

2. El Biocarbón incrementa la retención de nitrógeno. En los procesos de compostaje de biomasas estos contienen nitrógeno que se libera grandes cantidades en forma de amonio (NH 4 + ) el amonio se genera por procesos microbianos y tasa altas de nutrientes, que convierten el nitrógeno de formas orgánicas que se encuentran principalmente en las proteínas y ácidos nucleicos en formas minerales (amonio, nitrato y nitrito) que por acción de los microorganismos nitrificantes y desnitrificantes pasan a emisiones gaseosas que incluyen gas amoníaco volátil (NH3), gas nitrógeno (N2), óxido nitroso (N2O) y otros gases de nitrógeno reactivos (aminas y indoles)

Varios estudios han demostrado que el Biocarbón es eficaz en la retención de nitrógeno en los suelos (Steiner et al, 2008; Clough et al, 2013). Varios estudios también han demostrado que el Biocarbón mejora la retención de nitrógeno en el compost, reducen las emisiones de amoníaco y aumentan la retención de nitrógeno total hasta en un 65% (Steiner et al, 2010; Chen et al, 2010; Huang et al, 2014). La capacidad de retención de amoniaco de Biocarbón en realidad puede mejorar durante el proceso de compostaje.

3. El Biocarbón mejora la fermentación de compost y el contenido húmico. Varios estudios han analizado los efectos de Biocarbón en el tiempo y los resultados de la maduración de compost y se encontró que la adición de Biocarbón reduce la cantidad de carbono orgánico disuelto (carbono lábil) al tiempo que aumenta la fracción de los materiales húmicos estables. (Jindo et al 2012). También encontraron un aumento de la diversidad de especies de hongos en el compost fermentado con Biocarbón en comparación con el testigo y propusieron que estos hongos eran responsables del aumento de humificación. (Jindo et al 2012). Otro estudio realizado por Zhang et al (2013) encontraron que los líquidos que depuradora el compost con Biocarbón de madera tenía hasta un 30% más sustancias húmicas que el testigo.

4. El Biocarbón mas compost mejora el crecimiento de plantas. Varios investigadores han experimentado con varias combinaciones de compost y Biocarbón añadido como enmienda (Fisher & Glaser, 2012; Liu et al, 2012) El Biocarbón mejora la retención de nutrientes durante el proceso de compostaje, por consecuente mejora de la entrega de nutrientes a las plantas, promovido el crecimiento de las plantas a través de diversos mecanismo. (Schulz, et al 2013)

Bruno Glaser y sus colegas proponen un sistema ideal para realizar un compost con Biocarbón y se basan en la reconstrucción especulativa de la Terra Preta

Fig.# 4 La combinacion de dehechos organicos mas enmiendas en un proceso de compsotaje es una alternativa positiva para el manejo de suelos Fischer & Glaser, 2012

Consiste en usar material inorgánico con fuentes de nutrientes como las enmiendas de lenta y media liberación, mezclar con material orgánico este puede ser restos de alimentos, estiércol, virutas, hojas y adicionar a esta mezcla Biocarbón y fermentar.

Una amplia gama de tasas de aplicación de Biocarbón al compost han sido probados, del 5 - 10% a 50% (base en volumen) o superior

Aumentar el uso de Biocarbón en las operaciones de compost requiere educación sobre los beneficios del Biocarbón a los productores, no sólo sobre las emisiones y reducciones de olor, sino también en los beneficios económicos potenciales en el tiempo de compostaje que compense el precio adicional de producirlo. (© 2015 Internacional Biochar Initiative)

La industria del Biocarbón

IBI (Internacional Biochar Initiative) en su informe del 2014 muestra que el número de empresas activas aumentó de 175 en 2013 a 200 en 2014, pero también hubo una alta rotación con numerosas empresas que salieron. El informe documenta los principales obstáculos a la expansión de la industria, incluyendo la falta de conciencia y educación del consumidor, cuestiones reglamentarias, las limitaciones tecnológicas, y el acceso a la financiación.

El Biocarbón tiene el potencial de aumentar la productividad agrícola, mejorar la capacidad de recuperación de la agricultura a los impactos del cambio climático, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y la producción de energía sostenible. Cuando se añade a los suelos, el Biocarbón puede aumentar la capacidad de recuperación de los ecosistemas del suelo frente a la intensificación de los fenómenos meteorológicos y las presiones para mejorar la productividad del suelo. (© 2015 Internacional Biochar Initiative)

Pero no todos los Biocarbón son iguales. La diversidad en las materias primas, tecnologías de producción y usos finales del Biocarbón crea una compleja red de variables cuyas interacciones y sinergias aún están siendo investigadas. La adición de carbón a los suelos es una vieja práctica en algunas partes del mundo, el Biocarbón como un producto es relativamente nuevo, tanto en términos de investigación como una industria formal esta se ha centrado en la promoción de su adopción como una corriente para práctica de gestión de la fertilidad del suelo. (© 2015 Internacional Biochar Initiative)

La industria del Biocarbón está creciendo. El mercado del Biocarbón es evidente en algunos países y la cadena de suministro se ha diversificado, desde los fabricantes de equipos y proveedores de Biocarbón hasta los consultores de producción y uso. Además, la industria ha creado estándares de caracterización y los programas de certificación para el Biocarbón para garantizar un producto seguro y constante. (© 2015 Internacional Biochar Initiative)

Se encuentran 56 productos de Biocarbón puros en el mercado y 33 mezclas; con el precio mayorista promedio para Biocarbón puro en US $ 2,06 kg y el precio medio al por menor para el Biocarbón puro a US $ 3,08 kg. Los volúmenes de ventas por un total de 7.457 toneladas métricas de Biocarbón. Una mayoría significativa de esas transacciones fueron realizadas por un pequeño número de empresas en Asia. Un 87% de los encuestados que utilizan biomasa forestal como materia prima para la producción de Biocarbón. (© 2015 Internacional Biochar Initiative)

Conclusiones

Como resultado de la revisión se concluye que la aplicación de biocarbón al suelo potencia la productividad de los cultivos, mejora la calidad de las plantas y por ende su sanidad

De igual forma la aplicación de biocarbón al suelo aumenta la capacidad de intercambio catiónico (CIC), el pH, la cantidad de materia orgánica, la retención de nutrientes, la disminución de la lixiviación, el desarrollo y diversificación de las comunidades microbianas.

La aplicación de biocarbón mejora la capacidad de recuperación de la agricultura a los impactos del cambio climático y reducir las emisiones de gases efecto invernadero

Se concluye que el biocarbón es rico en carbono que se produce cuando la biomasa se calienta (combustiona) en un recipiente cerrado con poco o bajo aire.

La mayoría de las formas de agricultura tienden a agotar el carbono del suelo, mediante la reducción de la materia orgánica, que se acumuló por años, en la caída de hojas, frutos y restos de madera entre otros, que se encontraban en los ecosistemas nativos.

La mayor parte de este carbono que se pierde lo hace en forma de CO², que termina en la atmosfera o en los océanos por escorrentía teniendo un impacto en el cambio climático.

El biocarbón es un conductor eléctrico por lo tanto interfiere en las reacciones de oxidación y reducción “redox” que son importantes en la bioquímica del suelo, también ayuda a las bacterias en el intercambio de electrones entre sí, mejorando su eficiencia metabólica, como comunidad microbiana.

El biocarbón funciona como una esponja con sus poros y cargas eléctricas es capaz de absorber y adsorber. La absorción es una fusión de volumen de sus poros, donde se acumula agua, aire, nutrientes como una esponja. La adsorción se relaciona con la superficie y la carga estas superficies adsorben materiales por cargas electro-químicas

La propiedad de biocarbón de absorber y adsorber depende de la materia prima con la que se produce, el tamaño de las partículas y la temperatura alta del proceso de fabricación

Los productores deben tener mucho cuidado en el proceso de producción, ya que los gases pueden convertirse en contaminación afectando el ambiente, esto se da por no saber controlar la cantidad de aire, ya que si es muy alto pasa dela fase de pirolisis a combustión (quemarse)

El biocarbón debe activarse o madurarse antes de usar ya que si no se hace, puede tener un efecto contrario al esperado, este se activa con materia orgánica o enmiendas de rocas

El ciclo del carbono a llamado mucho la atención a los científicos debido a la importancia que tiene para el clima mundial.

El biocarbón se considera una enmienda ya que mejora la disponibilidad y retención de nutrientes, disminuye la lixiviación y aumenta el crecimiento de las plantas

El uso de biocarbón en mezcla con materia orgánica y polvos de rocas ayuda a la construcción de humus, esto mejoraría la producción de alimentos a nivel mundial

Se concluye que el humus es un complejo orgánico de carbono, nitrógeno, fosforo y otros nutrientes, densamente poblado de microrganismos.

La disminución del humus disminuye la capacidad del suelo de producir, de almacenar agua, esto no se puede suplir con fertilizantes sintéticos.

No existen políticas claras en el mundo para la protección del suelo y los de ecosistemas como una prioridad, ni existen incentivos para la producción de humus o de acumulación de la fertilidad y de la materia orgánica que garanticen la producción de alimentos

El 90% de las personas en el mundo que padecen hambre, viven en climas donde el contenido de humus ha caído por debajo del límite crítico, como consecuencia los ingresos de los campesinos ya no son suficientes para sobrevivir.

El incremento anual de humus en la zona radicular de una tonelada de carbono por hectárea por año (0,07% de humus) podría aumentar la producción de cereales en los países desarrollados hasta en 32 millones de toneladas adicionales por año, esta misma tonelada de carbono por hectárea en países tropicales podría elevar los rendimientos en promedios de arroz en 10 y 50 kg/ha, de maíz 30 y 300 kg/ha, frijol 10 y 60 kg/ha

Elevar el contenido de carbono en el suelo en un 10% a nivel mundial en los próximos 100 años podría secuestrar el equivalente a 900 mil millones de toneladas de CO² en el suelo, se traduce en una reducción hasta de 110 ppm de CO² en la atmosfera

Concluye entonces que es más rentable deducir la emisiones de CO² mediante el secuestro de carbono en el suelo a través de la agricultura con biocarbón, en comparación con la captura y almacenamiento subterráneo y el costo de separación del aire, esta última técnica según la StatoilHidro de Noruega el valor se estima entre US203 y US281 por tonelada de CO² capturado.

Si la técnica de secuestro de carbono en el suelo a través de la agricultura con biocarbón se implementa en los países en desarrollo los productores podrían percibir entre US210 y US 360 por hectárea

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