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Biocarbono Producido en Tambor Mejora Fertilidad del Suelo, Aumenta Retención de Agua y Recupera Tierras Degradadas en la Agricultura Familiar
El suelo estaba muerto. Amarillento, compactado e incapaz de absorber o retener agua después de una lluvia más fuerte. Con cada cosecha, la productividad del cultivo disminuía. Adriano Ferreira dos Santos, agricultor familiar de 41 años, observaba el maíz crecer cada vez menos en el pequeño terreno que heredó de su padre en Castanhal, en Pará. La tierra parecía extenuada. La fertilidad natural del suelo amazónico, que ya es naturalmente baja en muchos puntos debido a la lixiviación intensa provocada por las lluvias tropicales, se había degradado aún más tras años de cultivo continuo. El uso de fertilizantes químicos podría ayudar, pero el costo de esos insumos era demasiado alto para los ingresos generados por la pequeña propiedad.
Fue entonces que la solución apareció de un lugar inesperado: un tambor metálico oxidado que estaba apoyado en el cobertizo de la propiedad.
El principio es simple: la biomasa — como ramas de poda, espigas de maíz, huesos de açaí, paja de arroz o cualquier otro residuo vegetal seco — se coloca dentro de un tambor cerrado. Se enciende el fuego de forma controlada, generalmente alrededor o en una cámara externa, y el material se calienta con poca o ninguna presencia de oxígeno.
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En este ambiente de pirólisis, la biomasa no se convierte en cenizas. Se transforma en carbón vegetal altamente poroso y estable. Este material, llamado biochar, puede ser incorporado al suelo para mejorar sus propiedades físicas, químicas y biológicas.
Tierra Negra de Índio: Pueblos Amazónicos Ya Utilizaban Biocarbono para Enriquecer el Suelo Hace Milenios
Aunque el biochar ha vuelto al debate científico solo en las últimas décadas, la idea de usar carbón para mejorar la fertilidad del suelo no es nueva.
Investigadores que estudian la Tierra Negra de Índio, un tipo de suelo extremadamente fértil encontrado en varias regiones de la Amazonía, han descubierto concentraciones muy altas de carbono en estos depósitos arqueológicos.
Mientras los suelos amazónicos comunes poseen entre 20 y 30 gramos de carbono por kilo de suelo, áreas de Tierra Negra pueden alcanzar 150 gramos por kilo.
Estudios publicados en revistas científicas como Nature y Science documentaron este fenómeno e indican que estos suelos fueron formados por prácticas agrícolas realizadas por pueblos indígenas precolombinos. Estas poblaciones incorporaban al suelo una mezcla de cenizas, restos orgánicos, residuos de alimentos, cerámica fragmentada y carbón vegetal proveniente de fogatas domésticas.
El arqueólogo Morgan Schmidt, de la Universidad Federal de Santa Catarina, publicó un estudio en la revista Science Advances que muestra que comunidades indígenas del Xingu todavía practican técnicas similares. En estas aldeas, las cenizas de las fogatas son barridas hacia áreas de cultivo, y residuos orgánicos se mezclan con el carbón para enriquecer el suelo.
Fechamientos arqueológicos indican que algunos de estos suelos en Alto Tapajós tienen hasta 11,800 años.
Pirólisis Preserva Carbono y Transforma Residuos Agrícolas en Biocarbono Rico en Nutrientes
Cuando la biomasa se quema al aire libre, la mayor parte del carbono presente en el material vegetal se libera a la atmósfera en forma de dióxido de carbono. Según un informe publicado por la revista Ciência Hoje, la combustión convencional retiene en las cenizas solo 2% a 3% del carbono original de la madera.
Sin embargo, en el proceso de pirólisis utilizado para producir biochar, la situación es completamente diferente. En ausencia de oxígeno, el material vegetal no sufre combustión completa. En su lugar, ocurre la carbonización controlada. En este proceso, más del 50% del carbono de la biomasa puede permanecer almacenado en el biocarbono.
Este carbón tiene una estructura microscópica extremadamente porosa, con miles de cavidades internas. Cada gramo de biocarbono puede presentar centenas de metros cuadrados de área superficial interna. Estos poros funcionan como reservorios microscópicos capaces de retener agua, nutrientes y microorganismos beneficiosos para el suelo.
Esta característica es lo que convierte al biochar en una herramienta prometedora para la recuperación de suelos degradados y la agricultura regenerativa.
Producción de Biocarbono en Tambor Metálico Permite Tecnología Accesible para Agricultura Familiar
Investigadores de la Unesp, en colaboración con el IFPA en Castanhal, desarrollaron un modelo simple de horno para producir biocarbono utilizando materiales accesibles para agricultores familiares. El sistema utiliza un tambor metálico de 200 litros como cámara externa. Dentro de él se coloca un tambor más pequeño, generalmente de 100 litros, completamente lleno de biomasa.
El espacio entre los dos tambores se llena con material combustible — ramas secas, restos de poda o cualquier residuo vegetal disponible en la propiedad.
El proceso funciona de la siguiente manera: El tambor se apoya sobre tres ladrillos para permitir la entrada de aire por la base. La biomasa se coloca en el tambor interno sin compactación excesiva, garantizando la circulación de gases durante la pirólisis.
Luego, se enciende el material combustible externo. Inicialmente, la tapa permanece abierta para permitir la ignición del fuego. Después de que la combustión se estabiliza, el tambor se va cerrando gradualmente para reducir el oxígeno y comenzar la pirólisis.
Estudios presentados en el Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica, con participación de la UFMG, muestran que este tipo de horno puede producir biocarbono con un rendimiento superior al 25% de la masa seca original de la biomasa.
Residuos Agrícolas Como Hueso de Açaí y Espiga de Maíz Funcionan Como Materia Prima para Biochar
Una de las ventajas del biocarbono es que prácticamente cualquier biomasa seca puede ser utilizada en su producción. Investigaciones realizadas en Brasil ya han probado materiales como:
- hueso de açaí
- cáscara de arroz
- paja de café
- espiga de maíz
- bagaço de caña
- polvo de sierra
- residuos de poda
La Embrapa Agrossilvipastoril, en Mato Grosso, ha estado llevando a cabo experimentos con biochar desde 2012 utilizando residuos agrícolas disponibles en las propias propiedades rurales.
Un resultado particularmente interesante provino de estudios realizados por el Instituto Tierra y Trabajo, que identificaron biocarbono producido a partir de cáscara de cacao con cerca de 70% de potasio en la masa seca. El potasio es uno de los tres macronutrientes esenciales para las plantas, junto con nitrógeno y fósforo.
Este tipo de descubrimiento demuestra que el biocarbono puede actuar no solo como acondicionador del suelo, sino también como fuente indirecta de nutrientes.
Biochar Mejora Retención de Agua en el Suelo y Aumenta Actividad Microbiana
Experimentos realizados por la Embrapa Meio Ambiente identificaron tres efectos principales del biocarbono cuando se aplica al suelo:
- aumento de la biomasa microbiana
- mejor crecimiento de las plantas
- reducción de enfermedades causadas por hongos
Los poros del biochar crean microambientes protegidos donde pueden desarrollarse bacterias y hongos beneficiosos. Estos microorganismos participan en el ciclo de nutrientes y ayudan a las plantas a absorber minerales. Otro efecto importante es el aumento de la retención de agua en el suelo.
En suelos tropicales, que a menudo tienen baja capacidad de retención hídrica, el biocarbono puede funcionar como una esponja natural.
Experimentos realizados por Embrapa con plantaciones de teka en Mato Grosso utilizaron dosis de 8 toneladas de biocarbono por hectárea, observando un crecimiento superior de las plantas en comparación con áreas sin biochar. En estudios realizados en Pará con biocarbono producido a partir de hueso de açaí, dosis de 16 toneladas por hectárea promovieron un aumento significativo en la altura de plántulas de pimienta negra.
Biocarbono También Actúa Como Herramienta de Secuestro de Carbono en el Suelo
Además de los beneficios agronómicos, el biocarbono posee una característica ambiental importante: funciona como un mecanismo de secuestro de carbono a largo plazo.
Los suelos tropicales generalmente tienen baja capacidad de retención de nutrientes debido a la baja carga eléctrica negativa de las partículas minerales. El biocarbono tiene carga eléctrica negativa, lo que permite atraer y retener nutrientes como potasio, calcio y amonio.
Según el profesor Carlos Eduardo Pellegrino Cerri, de la Esalq/USP, el biocarbono producido por pirólisis puede almacenar carbono en el suelo por centenas o hasta miles de años.
Esto significa que la producción de biochar puede contribuir a reducir emisiones de gases de efecto invernadero, transformando residuos agrícolas en reservorios estables de carbono.
Producción de Biochar Ya Genera Créditos de Carbono en el Mercado Internacional
La empresa francesa NetZero, que instaló una fábrica de biocarbono en Lajinha, Minas Gerais, utiliza residuos de paja de café recogidos en propiedades de más de 400 caficultores. La empresa vende créditos de carbono generados por el biochar a organizaciones como el banco Rothschild y la consultora Boston Consulting Group.
Cada crédito representa la remoción de una tonelada de CO₂ de la atmósfera. Según el fundador Olivier Reinaud, la mitad de los ingresos de la empresa proviene actualmente de este mercado de créditos de carbono.
Agricultor Observa Recuperación del Suelo Tras Aplicación de Biocarbono
Adriano no posee equipos sofisticados para análisis de suelo. Lo que tiene es algo que muchos agricultores valoran más: décadas de experiencia observando la misma tierra.
Tras dos aplicaciones de biocarbono mezclado con estiércol bovino — un proceso conocido como activación del biochar — el comportamiento del suelo comenzó a cambiar.
El agua de la lluvia dejó de escurrir por la superficie compactada y comenzó a infiltrarse en el suelo. Durante períodos de sequía, el maíz permaneció verde por más tiempo.
Estos resultados observados en el campo corresponden a lo que estudios científicos han estado demostrando en experimentos controlados: el biocarbono mejora la retención de agua, aumenta la disponibilidad de nutrientes y crea condiciones más favorables para el desarrollo de las plantas.
Y el carbono que Adriano colocó en el suelo utilizando un simple tambor metálico podrá permanecer allí por cientos de años — mucho más tiempo que cualquier fertilizante químico aplicado al cultivo.
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