30 de noviembre de 2016
Noemí Mateo
El biochar como enmienda en el suelo.
El biochar es la ceniza procedente de la degradación térmica de la materia orgánica en ausencia estequiométrica de oxígeno (pirólisis). Este producto pirogénico posee propiedades que hacen de él una enmienda orgánica apta para la mejora de la fertilidad física y química del suelo. El uso de biochar se remonta al 500 a.C. – 1500 a.C. cuando los aborígenes brasileños del Amazonas lo incorporaban al suelo dando lugar a las llamadas Terras pretas do Indio.
Noemí Mateo Marín
Unidad de Suelos y Riegos (asociada a EEAD-CSIC)
Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón
El biochar es la ceniza procedente de la degradación térmica de la materia orgánica en ausencia estequiométrica de oxígeno (pirólisis). Este producto pirogénico posee propiedades que hacen de él una enmienda orgánica apta para la mejora de la fertilidad física y química del suelo. El uso de biochar se remonta al 500 a.C. - 1500 a.C. cuando los aborígenes brasileños del Amazonas lo incorporaban al suelo dando lugar a las llamadas Terras pretas do Indio.
El biochar, utilizado como enmienda, proporciona al suelo gran contenido de materia orgánica y, por tanto, carbono. Crea una gran porosidad (tanto micro como macro-porosidad) que actúa favoreciendo la retención de agua disponible (reduciendo la lixiviación y escorrentía superficial) y origina una menor resistencia a la tracción, permitiendo así una fácil germinación de las semillas, exploración de las raíces y movimiento de los invertebrado. Además destaca el pH de carácter básico del biochar que es capaz de corregir en cierto grado la acidez del sustrato edáfico y la elevada capacidad de intercambio catiónico con la facultad de retener nutrientes (especialmente en suelos de clima tropical) o almacenar metales pesados e incluso pesticidas, por lo que se ha estudiado su utilidad en trabajos de descontaminación.
La resistencia a la descomposición de las cenizas producidas por pirólisis en contraste con las obtenidas por la degradación térmica de la biomasa en presencia de oxígeno es cuatro veces mayor, por lo que tiene potencial relativo de mitigación del calentamiento global. Pero no solo favorece la mitigación mediante este secuestro de carbono en el suelo, sino que además reduce las emisiones de CH4 y de N2O. Este hecho se debe a que mediante la pirólisis previa de los restos vegetales se evitan emisiones provocadas por la descomposición de la biomasa.
A pesar de los beneficios descritos derivados de la incorporación de biochar al suelo, también existen ciertos inconvenientes que aún están poco estudiados. En este sentido hay que mencionar los trabajos que se centran en el efecto de la adición sobre los organismos del suelo (cambio de composición y abundancia de las comunidades microbianas) y la modificación en los ciclos de nutrientes originando una variación en la cantidad de hongos micorrícicos con influencia indirecta sobre la estructura del suelo y el crecimiento vegetal.
Volviendo a la línea de la mitigación del calentamiento global, investigadores han estimado que con la producción y aplicación de biochar al suelo, se podría llegar a reducir en un 12% las emisiones anuales de C-CO2 equivalentes. Otros estudios sugieren que globalmente existen aproximadamente unas 15·109 ha de cultivos, por lo que la aplicación de biochar una vez cada 10 años en esta superficie capturaría CO2 equivalente a 0,65 GtC·año-1. Este punto de vista cobra gran relevancia medioambiental por el importante desequilibrio entre la liberación de carbono al ambiente y la absorción por parte de otros compartimentos del ecosistema que conduce a un aumento continuo de la concentración atmosférica de CO2 , equivalente a una tasa de 4,1 GtC·año-1.
Las características del biochar dependen del material original y de las condiciones a las que se le somete durante la pirólisis (temperatura, presión o tiempo de residencia de la fase vapor entre otras); asimismo, cada suelo es diferente en cuanto a las propiedades que lo definen y por lo tanto, de la interacción entre ambos, biochar aplicado al suelo, podemos obtener multitud de combinaciones a ser estudiadas ya que ofrecerán resultados muy dispares.
Centrándonos en dos suelos típicos del Valle medio del Ebro clasificados según la WRB en el grupo de Gipsisoles y Calcisoles (suelos con acumulación secundaria sustancial de yeso y de carbonato cálcico, respectivamente), y en biochar procedente de la pirólisis del alperujo (residuo originado en la producción del aceite de oliva) obtenido a diferentes temperaturas (400, 500 y 600ºC) y a 1 ó 10 atm de presión:
- El alperujo es un subproducto altamente contaminante de la industria agroalimentaria que mediante la conversión a biochar se revaloriza al eliminarse la peligrosidad.
- La presión y temperatura de pirólisis determinan la fracción de carbono orgánico predominante en el biochar (soluble, oxidable o recalcitrante).
- La incorporación de biochar no modifica significativamente de estos suelos puesto que el valor inicial de pH del sustrato cobra mayor importancia que el valor de pH del biochar añadido.
- Mediante un bioensayo de incubación, se observa un almacenamiento de carbono en los suelos con biochar respecto al suelo control. Con tiempo, esta adición supone un secuestro de CO2 con efecto sobre la mitigación del calentamiento global del planeta.
Enmienda de biochar en diferentes dosis a un Calcisol (arriba) y un Gypsisol (abajo) del Valle medio del Ebro.
- Con la adición de biochar se aumenta la fertilidad biológica ya que se puede observar un incremento de la actividad microbiana.
El presente artículo es el resultado de la síntesis del trabajo de final de grado realizado en la Escuela Politécnica Superior de Huesca - Universidad Zaragoza-, bajo la tutela de la profesora Clara Martí i Dalmau.
Artículo por cortesía de AKIS International 
Unidad de Suelos y Riegos (asociada a EEAD-CSIC)
Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria de Aragón
El biochar es la ceniza procedente de la degradación térmica de la materia orgánica en ausencia estequiométrica de oxígeno (pirólisis). Este producto pirogénico posee propiedades que hacen de él una enmienda orgánica apta para la mejora de la fertilidad física y química del suelo. El uso de biochar se remonta al 500 a.C. - 1500 a.C. cuando los aborígenes brasileños del Amazonas lo incorporaban al suelo dando lugar a las llamadas Terras pretas do Indio.
El biochar, utilizado como enmienda, proporciona al suelo gran contenido de materia orgánica y, por tanto, carbono. Crea una gran porosidad (tanto micro como macro-porosidad) que actúa favoreciendo la retención de agua disponible (reduciendo la lixiviación y escorrentía superficial) y origina una menor resistencia a la tracción, permitiendo así una fácil germinación de las semillas, exploración de las raíces y movimiento de los invertebrado. Además destaca el pH de carácter básico del biochar que es capaz de corregir en cierto grado la acidez del sustrato edáfico y la elevada capacidad de intercambio catiónico con la facultad de retener nutrientes (especialmente en suelos de clima tropical) o almacenar metales pesados e incluso pesticidas, por lo que se ha estudiado su utilidad en trabajos de descontaminación.
La resistencia a la descomposición de las cenizas producidas por pirólisis en contraste con las obtenidas por la degradación térmica de la biomasa en presencia de oxígeno es cuatro veces mayor, por lo que tiene potencial relativo de mitigación del calentamiento global. Pero no solo favorece la mitigación mediante este secuestro de carbono en el suelo, sino que además reduce las emisiones de CH4 y de N2O. Este hecho se debe a que mediante la pirólisis previa de los restos vegetales se evitan emisiones provocadas por la descomposición de la biomasa.
A pesar de los beneficios descritos derivados de la incorporación de biochar al suelo, también existen ciertos inconvenientes que aún están poco estudiados. En este sentido hay que mencionar los trabajos que se centran en el efecto de la adición sobre los organismos del suelo (cambio de composición y abundancia de las comunidades microbianas) y la modificación en los ciclos de nutrientes originando una variación en la cantidad de hongos micorrícicos con influencia indirecta sobre la estructura del suelo y el crecimiento vegetal.
Volviendo a la línea de la mitigación del calentamiento global, investigadores han estimado que con la producción y aplicación de biochar al suelo, se podría llegar a reducir en un 12% las emisiones anuales de C-CO2 equivalentes. Otros estudios sugieren que globalmente existen aproximadamente unas 15·109 ha de cultivos, por lo que la aplicación de biochar una vez cada 10 años en esta superficie capturaría CO2 equivalente a 0,65 GtC·año-1. Este punto de vista cobra gran relevancia medioambiental por el importante desequilibrio entre la liberación de carbono al ambiente y la absorción por parte de otros compartimentos del ecosistema que conduce a un aumento continuo de la concentración atmosférica de CO2 , equivalente a una tasa de 4,1 GtC·año-1.
Las características del biochar dependen del material original y de las condiciones a las que se le somete durante la pirólisis (temperatura, presión o tiempo de residencia de la fase vapor entre otras); asimismo, cada suelo es diferente en cuanto a las propiedades que lo definen y por lo tanto, de la interacción entre ambos, biochar aplicado al suelo, podemos obtener multitud de combinaciones a ser estudiadas ya que ofrecerán resultados muy dispares.
Centrándonos en dos suelos típicos del Valle medio del Ebro clasificados según la WRB en el grupo de Gipsisoles y Calcisoles (suelos con acumulación secundaria sustancial de yeso y de carbonato cálcico, respectivamente), y en biochar procedente de la pirólisis del alperujo (residuo originado en la producción del aceite de oliva) obtenido a diferentes temperaturas (400, 500 y 600ºC) y a 1 ó 10 atm de presión:
- El alperujo es un subproducto altamente contaminante de la industria agroalimentaria que mediante la conversión a biochar se revaloriza al eliminarse la peligrosidad.
- La presión y temperatura de pirólisis determinan la fracción de carbono orgánico predominante en el biochar (soluble, oxidable o recalcitrante).
- La incorporación de biochar no modifica significativamente de estos suelos puesto que el valor inicial de pH del sustrato cobra mayor importancia que el valor de pH del biochar añadido.
- Mediante un bioensayo de incubación, se observa un almacenamiento de carbono en los suelos con biochar respecto al suelo control. Con tiempo, esta adición supone un secuestro de CO2 con efecto sobre la mitigación del calentamiento global del planeta.
- Con la adición de biochar se aumenta la fertilidad biológica ya que se puede observar un incremento de la actividad microbiana.
El presente artículo es el resultado de la síntesis del trabajo de final de grado realizado en la Escuela Politécnica Superior de Huesca - Universidad Zaragoza-, bajo la tutela de la profesora Clara Martí i Dalmau.
