A medida que el cambio climático amenaza el medio ambiente soluciones simples como el biocarbón serán cada vez más importantes para la salud del planeta
No contento con su valor indiscutible en el enriquecimiento de suelos agrícolas y la captura de carbono, el biocarbón enfila su poder hacia el microplático, uno de los contaminantes más dañinos del planeta e impulsor del calentamiento global. Recientes investigaciones descubrieron que podría ayudar a filtrar toneladas de estas diminutas partículas invasivas de sembradíos.
La mayoría de las granjas industriales de hoy están plagadas de plásticos. Se usan en fertilizantes y mantillos que se introducen directamente en el suelo con horquillas. En tuberías de riego, para almacenar cultivos o para retener la humedad del suelo. También para controlar las malas hierbas mediante láminas de plástico que se colocan sobre la tierra. El problema se presenta cuando inevitablemente se descompone y libera micropartículas en el agua y el suelo. Algunos estudios sugieren que incluso pueden bioacumularse en los cultivos y entrar en nuestra comida y en lo que bebemos.
Investigadores filtraron muestras de microplásticos con tubos de biocarbón, que fueron capaces de retener hasta el 92,6% de las minúsculas partículas. El potencial del material para capturar micropartículas ya ha sido abordado en anteriores estudios, pero pocos habían indagados cuán bien puede realmente eliminar los nanoplásticos del agua y los suelos.
Tras el rastro del microplástico
El equipo dirigido por la Universidad de Mississippi recogió muestras de agua después de fuertes lluvias registradas en el estado. Luego tiñeron las nanopartículas de plástico con un tipo de tinte que las hace fluorescentes bajo longitudes de onda de luz específicas. Al analizarlas en el laboratorio descubrieron que contenían un promedio de 237 piezas de microplástico por litro de agua. Algunas muestras tenían hasta 600.
La mayoría de las partículas de plástico eran polietileno, el más utilizado en las tierras agrícolas. Todos los tipos de plástico más comunes en las muestras estaban asociados con usos agrícolas, como mantillo, riego y láminas.
Luego midieron cuánto podían filtrar de este material. Crearon columnas llenas de biocarbón de dos tipos: de caña de azúcar y de madera de pino. El proceso de pirolización de la materia orgánica la convierte en un material más poroso, con una mayor superficie, cualidades que pueden ayudar a atrapar y atraer partículas diminutas. Investigaciones anteriores sugieren que las interacciones electrostáticas entre el biocarbón y otras sustancias también pueden desempeñar un papel en la atracción de micropartículas a su superficie.
Gracias al tinte utilizado, pudieron observar que el biocarbón fue capaz de eliminar entre un 86% y un 92% de las partículas. De los dos tipos de carbón usados, el de madera de pino fue mejor para atrapar el plástico en comparación con la caña de azúcar, donde las partículas se filtraron más profundamente . Sin embargo, en ambos casos más del 90% del plástico quedó atrapado por encima de la marca de los 20 centímetros. Si se replicara en el campo, esto detendría la mayor parte de los contaminantes plásticos que fluyen desde las tierras de cultivo antes de su viaje hacia los suelos, los arroyos y, finalmente, el mar.
Experiencia en el combate del cambio climático
El biocarbón ya ha demostrado ser una solución prometedora para combatir el cambio climático. La sencilla y antigua técnica agrícola convierte los desechos orgánicos en una forma estable de carbono que puede permanecer en el suelo durante siglos. Por ello su creciente papel en agricultura sostenible y protección del medio ambiente.
Es un material rico en carbono producido mediante pirólisis. Consiste en calentar residuos orgánicos, como restos de cosechas, de madera o desechos urbanos, en un entorno con oxígeno limitado. El objetivo es evitar la combustión completa de los materiales orgánicos para formar un producto de carbono estable, que puede utilizarse como enmienda del suelo.
Es una sustancia muy estable que persiste en el suelo durante períodos prolongados que van desde cientos hasta miles de años. Su excepcional durabilidad permite un uso eficaz para el secuestro de carbón antes de su liberación a la atmósfera en forma de CO2.
El material presenta pequeños orificios que lo ayudan a absorber y retener agua y nutrientes. Hace que estos nutrientes estén más tiempo disponibles para las plantas, lo que mejora su crecimiento. Además, cuando se mezcla con el suelo, aumenta la calidad del suelo, los hace más fértiles y adecuados para el cultivo.
Esta estructura porosa permite también incrementar la capacidad del suelo para retener la humedad, lo que es especialmente beneficioso en regiones áridas y afectadas por la sequía. Tiene un alto potencial de armonizar la niveles de pH del suelo y facilitando así una mejor absorción de nutrientes por parte de las plantas. Convertir los residuos en este aditivo para el suelo rico en carbono es mejor que quemarlos o arrojarlos a vertederos. Reduce los residuos y, al mismo tiempo, beneficia al medio ambiente y a las economías locales.
Elaboración al detalle
Se seleccionan materiales orgánicos para transformarlos en biocarbón. Son muy numerosos y variados, pero no todos los residuos o subproductos son materias primas apropiadas para producirlo.
Una de las características que deben ser prioritarias para su selección es que no deben competir con otros usos, principalmente si generan productos de mayor valor económico que el biocarbón. O bien que compitan con la producción de alimentos y de bienes y servicios ambientales.
Entre los más usados están los residuos de cosecha, plantas secas, biomasa de árboles, desechos de papel, de arroz; los residuos de aceituna, desperdicios orgánicos de la vida urbana. También madera, estiércol, hojas, residuos de cultivos, nidos de aves, algas, cáscaras de naranja, de nueces y lodos residuales.
La materia prima se calienta en un entorno con poco oxígeno a temperaturas que oscilan entre 300 °C y 700 °C. Este proceso, llamado pirólisis, convierte los materiales en biocarbón mientras libera gases y aceites que pueden capturarse y utilizarse para generar energía. Una vez que se enfría se puede añadir al suelo o utilizar para otros fines.
Un viejo aliado
Este aditivo rico en carbono se ha fabricado en pequeñas cantidades durante siglos. Sin embargo, los recientes avances tecnológicos han hecho posible su producción a gran escala. Las instalaciones modernas pueden convertir grandes cantidades de biomasa en este aditivo para el suelo rico en carbono. Un ejemplo es la empresa Carbon Streaming que convierte el aserrín y los desechos de madera de los aserraderos locales en aditivos para el suelo ricos en carbono.
El proyecto tiene como objetivo capturar más de 10.000 toneladas métricas de CO2 anualmente y proporciona créditos de eliminación de carbono para empresas como Microsoft, que buscan compensar su la huella de carbono
Si la producción de biocarbón a nivel mundial se ampliara a nivel mundial, podría capturar hasta 3.000 millones de toneladas métricas de CO2 al año. Es decir, 6% de las emisiones anuales en el planeta. Solo en Estados Unidos, ya se necesita suficiente cantidad de este aditivo para el suelo rico en carbono. Podría producirse para almacenarse alrededor 400 millones de de CO2 anualmente. Sin embargo, antes tiene que sortear algunos inconvenientes.
Para la producción se requiere inversión en equipos y capacitación. Si bien los beneficios a largo plazo son significativos, los costos iniciales pueden hacer que algunos agricultores duden en adoptar la práctica. También se debe crear conciencia de su importancia y que los agricultores se familiaricen con este aditivo, saber cómo puede beneficiar a sus tierras.
Otro obstáculo está relacionado con el mercado de créditos de carbono. Aún está en desarrollo y existe cierta incertidumbre sobre cómo se regularán los créditos basados en biocarbón y si seguirán siendo una solución viable a largo plazo. El futuro de este aditivo para el suelo parece prometedor a medida que más personas toman conciencia de su potencial para combatir el cambio climático.
Parecidos, pero no iguales
El biocarbón tiene mucha similitud con el carbón activado, pero difieren en el proceso de fabricación. Este último se obtiene a partir de materiales ricos en carbono, como madera, cáscaras de coco o carbón mineral. Se realiza en dos fases. La primera calienta el material a temperaturas altas en un ambiente con poco oxígeno, lo que elimina componentes no deseados y deja una estructura porosa de carbono.
Luego se trata con vapor o gases oxidantes, lo que aumenta la cantidad y el tamaño de los poros. El carbón activado también se usa para filtrar contaminantes, purificar agua o aire, y eliminar toxinas.
El biocarbón se puede activar para convertirlo en carbón activado. La activación se puede realizar de forma física, con vapor o dióxido de carbono, o de forma química, con cloruro de zinc, ácido fosfórico, hidróxido de potasio o sodio, y carbonato de potasio o sodio.
Eliminación de microplásticos
La eliminación de los microplásticos del agua presenta varios desafíos debido a su tamaño, ubicuidad y diversas fuentes de contaminación. Las plantas municipales de tratamiento de aguas y efluentes dependen principalmente de procesos físicos como la filtración y la sedimentación para eliminar las partículas. Sin embargo, los métodos de tratamiento avanzados, como la filtración por membrana, incluida la microfiltración y la ultrafiltración, se emplean cada vez más para capturar estas partículas más pequeñas.
Entre estos destaca la coagulación y floculación. Consiste en añadir coagulantes químicos al agua para desestabilizar las partículas coloidales y neutralizar sus cargas superficiales. Cuando los coagulantes se agregan al agua, forman precipitados insolubles llamados flóculos, que atrapan las partículas en suspensión, incluidos los microplásticos, y facilitan su eliminación a través de procesos adicionales como la sedimentación o la filtración.
Además del carbón, para la filtración del agua se suelen emplear otros materiales, como la arena. Se basa en el atrapamiento físico de microplásticos a medida que el agua pasa a través de capas de arena u otros materiales porosos. La arena actúa como un filtro, capturando partículas en función de su tamaño y densidad. También está la filltración de membrana. Se hace pasar el agua a través de una membrana con un tamaño de poro lo suficientemente pequeño como para capturar los microplásticos y permitir el paso del agua limpia. Habitualmente se utilizan la ultrafiltración y membranas de nanofiltración con tamaños de poro en el rango de 0,001 a 0,1 micras.
Otro método es la filtración biológica, aunque todavía se encuentra en las primeras etapas de desarrollo. Se usan organismos vivos como bacterias, algas o biopelículas para degradar o metabolizar los microplásticos en el agua.
+ en Cambio16.com:
Conforme a los criterios de 
Saber más
