El biocarbón es un material sólido que se obtiene de la conversión termoquímica de biomasa en un ambiente limitado de oxígeno (International Biochar Initiative, 2023). Actualmente la investigación con respecto a este material ha ido en aumento, debido a que sus características físicas y químicas como:  área superficial, micromorfología porosa, estructura grafítica y abundantes grupos funcionales, lo hacen un material versátil para diversas aplicaciones. Por ejemplo, en biorremediación, el biocarbón puede ser aplicado como un material adsorbente, ya que tiene la capacidad de adherir en su superficie partículas de diversos tipos de contaminantes, a través de interacciones químicas. En el área agrícola es utilizado como una enmienda, debido a que mejora las propiedades y textura del suelo, promoviendo el suministro de nutrientes, lo que se refleja en un mayor rendimiento de los cultivos. Además, por su capacidad adsorbente se incrementa la retención de agua y su aprovechamiento en los cultivos, lo que podría ayudar a disminuir los requerimientos de riego. Aunado a esto, se le ha atribuido la capacidad de disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero debido a la capacidad de secuestrar carbono en el suelo.

La biomasa utilizada para generar biocarbón puede ser de origen animal o vegetal, y éstas pueden o no haber recibido algún tratamiento previo, lo que las clasifica como biomasas vírgenes o derivadas. Las biomasas derivadas son de particular interés ya que promueven la reutilización y revaloración de residuos.

El procedimiento térmico utilizado en la elaboración de biocarbón se le denomina pirólisis, que se caracteriza por la descomposición de sustancias orgánicas mediante el uso de calor en una atmósfera libre de oxígeno a temperaturas que oscilan entre 250 y 900 °C. Durante la pirólisis, además de biocarbón, se generan fracciones líquidas y gaseosas que pueden ser empleadas en la generación de energía y la producción de biocombustibles, lo que la convierte en una opción viable en el diseño de biorrefinerías, impulsando así una alternativa que contribuya a la disminución en la dependencia actual de los combustibles fósiles.

Dentro de los factores que afectan a las propiedades del biocarbón podemos encontrar los que dependen de las características fisicoquímicas propias de la biomasa utilizada y factores propios del procesamiento térmico, como la temperatura y el tiempo de pirolización los cuales modifican considerablemente el producto final. Otra forma de modificar las propiedades físicas y químicas del biocarbón es mediante la adición de compuestos químicos o la generación de combinaciones de biomasas, previo al procesamiento térmico, a este procedimiento se le denomina co-pirólisis. Es importante resaltar, que también pueden realizarse modificaciones al biocarbón después de ser generado, a través de la aplicación de aditivos o procedimientos físicos, las modificaciones post-pirólisis se clasifican en:  físicas, químicas y biológicas las cuales mejoran la funcionalidad del biocarbón de acuerdo con la aplicación que se requiera.

Como se ha mencionado, en el área agrícola existe evidencia documentada correspondiente a la mejora en los rendimientos del cultivo a través de la aplicación de biocarbón en el suelo, sin embargo, antes de su uso es necesario realizar análisis integrales que proporcionen información con respecto a sus características fisicoquímicas y el grado de toxicidad que pudieran generar sus componentes, con la finalidad de evitar cualquier efecto nocivo. Por otra parte, el biocarbón proveniente de biomasa derivada puede contener compuestos o elementos contaminantes que prevalecen durante el procesamiento térmico o bien, las altas temperaturas utilizadas en la pirólisis generan compuestos orgánicos volátiles, que pueden considerarse como tóxicos. Por estas razones y específicamente en las biomasas derivadas, resulta importante el análisis previo. Un ejemplo de esto, son los lodos residuales generados por plantas de tratamiento de agua, los cuales contienen metales pesados, a los cuales debe realizarse un tratamiento previo o posterior a la generación del biocarbón.

La International Biochar Initiative (IBI por sus siglas en inglés) tiene como objetivo, proporcionar una plataforma para fomentar la colaboración, las buenas prácticas industriales y los estándares éticos y ambientales para respaldar sistemas de biocarbón que sean seguros y económicamente viables. Esta considera 3 tipos de análisis para definir y estandarizar las pruebas del carbón identificándolos como análisis de categoría A, B y C. Los análisis de categoría A corresponden a las propiedades básicas requeridas para cualquier tipo de biocarbón. Los de categoría B evalúan la presencia de sustancias tóxicas y se enfocan en el biocarbón generado de biomasa derivada. Por último, los análisis C son opcionales, debido a que hacen referencia a características particulares.

Es importante destacar la necesidad de profundizar en el estudio del riesgo ambiental debido a la aplicación de este material, ya que, los posibles beneficios podrían ser contrarrestados, por la generación de nuevos problemas, como consecuencia de la presencia de compuestos tóxicos. Como se ha descrito, el campo de aplicación y estudio del biocarbón es muy amplio e involucra disciplinas como la ingeniería, química, bioquímica y biología, por esta razón resulta necesaria la transdisciplinariedad para generar conocimiento que aborde las distintas áreas involucradas.

 

Fecha de publicación: 15 de abril de 2024.