Ya para todos nosotros no es ninguna novedad hablar del cambio climático y el calentamiento global, al menos no creo que en este momento haya alguien excluido de ese tema, quizás a algunos nos preocupa más que a otros, pero creo que ya todos somos conscientes de sus efectos y de cómo llegamos a este punto, es decir, tenemos claro que en nombre del desarrollo que tanto disfrutamos hemos liberado en la atmósfera un gran demonio que está haciendo estragos en el planeta, el CO₂.

Chimeneas en el horizonte Fuente: pxhere, licencia CC0

Y aunque parece que la discusión sobre el tema se ha centrado más en quién tiene mayor culpa, el cambio climático es un hecho que ha alterado nuestro ecosistema, y lo cierto es que todos hemos hecho nuestra parte, nos hemos hecho altamente dependientes de los procesos que requieren energía derivada de la quema de combustibles, y hay tantos intereses de por medio, que muchos países, empezando por los llamados más desarrollados, se niegan a encarar el asunto. Ya es un tema trillado recordar cómo llegamos hasta aquí, lo cierto es que llegamos, y las soluciones no deben tardar en analizarse, porque este demonio es cada vez más fuerte.

Pero así como en las películas, donde surge un héroe con el firme propósito de combatir al demonio y enviarlo de vuelta al inframundo, donde finalmente es contenido, un grupo de investigadores utilizan sus conocimientos para aplicar la ingeniería para resolver el problema, con lo que nos encontramos con la propuesta de usar el biocarbón como la tecnología capaz de hacerlo y mitigar el cambio climático.

Pero, a propósito de un trabajo sobre el cual empiezo a indagar (porque sobre todo he trabajado con carbones activados), debemos estar seguros que no estamos utilizando el poder de la ingeniería con una óptica simplista del problema, sino, como en las películas de Marvel, como científicos corremos el riesgo de ser el grupo de antihéroes que hacen lo incorrecto por las razones correctas. Veamos entonces de que quiero hablarles.

Empecemos por definir que es el secuestro de carbono

Así como el demonio que es devuelto al inframundo para que no haga más daño, ya se habrán descubierto que el propósito es capturar el CO₂ y colocarlo bajo tierra. Según el portal de suelos de la FAO

“los niveles de dióxido de carbono se pueden reducir con la disminución de emisiones o removiendo el dióxido de carbono de la atmósfera para almacenarlos en reservas terrestres y ecosistemas acuáticos”

Dense cuenta que al parecer queremos intentar lo segundo, como que nos resulta muy difícil hacer lo primero. Supongo que mientras otras fuentes de energía sean aún poco accesibles seguiremos casados con el uso de combustibles fósiles.

Pero volviendo al tema, el secuestro de carbono no es más que capturar el dióxido de carbono producido por las actividades antropogénicas y confinarlo de manera segura bajo el suelo o bajo el agua.

Seguro se estarán preguntando ¿Cómo lo hacemos?

Se han planteado varias formas de capturar el CO₂, se puede capturar directamente del aire, retener en la propia fuente de emisión de gases de combustión o utilizar biocarbón. En los primeros es necesario el desarrollo de filtros que lo retengan de la corriente de gas que los atraviesa, lo que desencadena el subsecuente problema de almacenamiento del CO₂ retenido, por lo que quizás el biocarbón ha cobrado interés en los últimos años, dado que su disposición se realiza directamente en el suelo.

Biocarbón

Este se produce mediante la conversión termoquímica de biomasa en una atmósfera con escaso o ningún suministro de oxígeno, proceso conocido como pirólisis, a temperaturas no mayores a los 700 ºC. Esta es la principal diferencia con respecto a la producción del común carbón vegetal o del carbón activado, la otra diferencia es que lleva el prefijo “bio” no sé si es porque su uso más difundido es como mejorador de suelos o solo se le quiere hacer ver más natural. En la siguiente figura les muestro el sistema para la pirólisis de biomasa con la que estamos trabajando.

Sistema para la pirólisis. Fuente: propia

Sé que aún se están preguntando ¿Y cómo funciona esto del secuestro de carbono?

Bien, como sabemos las plantas absorben el CO₂ del aire a medida que crecen, y lo liberan nuevamente cuando mueren, como producto de la descomposición del material vegetal o biomasa. Entonces, imaginen que podemos bloquear esta última parte quemando de forma controlada las plantas muertas o cortadas para producir el llamado biocarbón, así esa biomasa muerta no produce CO₂ sino que este queda retenido o “secuestrado” en el carbón. Pero también hay otra situación, la agricultura influye en el cambio climático así como se ve afectada por este, es responsable del 10% de los gases de efecto invernadero producto de la deforestación, la desertificación y los cambios en la superficie de la tierra. Y cuando el biocarbón es añadido a los suelos, estos liberan menos metano y dióxido nitroso además de hacerlos más fértiles.

Otro beneficio es que la pirólisis de la biomasa generada de la actividad agrícola es una forma de obtener energía, porque no solo se produce biocarbón, sino también gasoil vegetal y gas de síntesis. De modo que, el CO₂ se elimina de la atmósfera por la fotosíntesis para producir biomasa, una parte de esa biomasa producida como desecho agrícola y forestal se convierte por medio de la pirólisis en biocarbón, biocombustible y gas de síntesis. El biocombustible y el gas se emplean posteriormente para producir energía y calor, sustituyendo la quema de combustibles fósiles y compensando el CO₂ que aportarían estos; y el biocarbón almacenaría carbono por un tiempo considerablemente más largo del que ocurriría si solo se deja que la descomposición de la biomasa siga su curso natural.

Características del biocarbón

El biocarbón, como cualquier carbón, es un sólido amorfo de color negro y aspecto poroso. Un análisis elemental preliminar que hemos realizado del material, partiendo de una mezcla de residuos de desechos urbanos, compuesto de residuos de naranja, papa y plátano, nos ha indicado que es un compuesto rico en carbono pero bajo en nutrientes. Pero aún falta mucho por revisar, pues su composición varía según la materia prima de origen, en otra publicación quizás aborde exclusivamente el tema de la pirólisis de la biomasa y su caracterización.

Los principales defensores del biocarbón afirman que su producción tiene un balance de carbono negativo, es decir, que el carbono emitido durante el proceso de pirolisis (el cual consume energía por cierto) es compensado con el carbono absorbido por la biomasa durante su crecimiento. Y no solo ello, también afirman que además de retener carbono, mejora la calidad de los suelos haciéndolos más fértiles, reduciendo así la necesidad de fertilizantes nitrogenados y con ello las emisiones de N₂O, otro gas de efecto invernadero. Como efecto añadido, se dice que purifica el agua al evitar su contaminación con agroquímicos que son absorbidos por este.

Por lo que en muchas partes se está publicitando esta técnica como una gran solución, pero los datos parecen derivar principalmente de las observaciones de “Terra Preta” (o tierra negra en portugués) una tierra excepcionalmente fértil lograda por los indígenas de la amazonia central hace unos miles de años, mezclando carbón vegetal con el suelo del bosque tropical, normalmente escaso de nutrientes. Aunque hoy día solo quedan algunos rastros de la civilización que desarrollo estos suelos para la agricultura, los mismos retienen gran parte del carbón vegetal original rico en carbono, que los hizo más fértiles que el resto del suelo que les rodea. Por lo que surgió la idea de que se podría utilizar esta técnica para aumentar la fertilidad de los suelos y al mismo tiempo retener carbono en el proceso.

Pero, ¿se puede reproducir su éxito? ¿Existe la evidencia suficiente para recomendar su uso a gran escala? y ¿que impactos sociales podría influir?

Las evidencias en Terra Preta parecen circunstanciales, la técnica concreta empleada por los primeros agricultores de estas tierras se perdieron junto con su civilización, y lo que se sabe es que mezclaban la tierra con una variedad de biomasa que luego utilizaban para la elaboración de carbón vegetal, lo que puede favorecer la creación de humus, lo que resulta muy benéfico para el suelo; pero esto es algo contrario a la propuesta de emplear biocarbón, que por su método de elaboración, implica mezclar una porción de suelo con un carbón que biológicamente está muerto, en un estudio consultado se sugiere que el biocarbón puede retener nitrógeno y fósforo y liberarlo de forma gradual a diferencia de los fertilizantes inorgánicos, lo que mejoró el crecimiento de plantas de maíz (altura) pero no se observaron diferencias significativas en el rendimiento de las mazorcas, otros artículos hacen referencia a que se requieren incluso hasta 100 años para lograr las interacciones entre microorganismos y carbón vegetal como las encontradas en el suelo de Terra Preta, o que se pueden presentar efectos negativos a largo plazo, sobre todo por la falta de información referente a la presencia de contaminantes como los hidrocarburos aromáticos que pueden estar presentes en ciertos tipos de carbón.

Por otro lado, debemos tomar en cuenta la cantidad de biomasa que se necesitaría para suplir la demanda de energía derivada de combustibles fósiles, pues si bien la propuesta es que se utilicen materiales de desecho, es importante que para su selección no compita con otro uso que se le puedan dar a estos, o que no se compita con la producción de alimentos por la utilización de tierras para generar la biomasa.

Otro importante aspecto es que su éxito en retener carbono por un periodo considerablemente largo nos distraiga del cometido de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, pues no faltaran las personas que argumentaran que este método creara una especie de balance con las emisiones actuales, retardando así cualquier iniciativa de reducir verdaderamente las emisiones, pues debemos tener presente que en cualquier momento futuro todo este carbono volverá a la atmósfera.

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Buenos amigos, gracias por tomarse su tiempo para leer mi publicación, creo que esta y otras tecnologías de secuestro de carbono solo nos ayudaran en el momento en que frenemos las emisiones de CO₂, pero háganme saber lo que piensa con sus comentarios. Hasta la próxima!

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Referencias

Si desean, pueden profundizar sobre el tema consultando las siguientes fuentes:

• FAO. ¿Qué es el secuestro de carbono?
• Cambio climatico y agricultura
• Muerza, A. (2009). Biocarbón, ¿la solución para el cambio climático?
• Jamin, T. Amazonia, el misterio de la Tierra Negra
• Altamirano, Calderon, Diez, Gallardo (2013). Uso de biocarbón proveniente de una caldera de biomasa en el cultivo de maíz en un Andisol en el sur de Chile. II Symposium on Agricultural and Agroindustrial Waste Management
• Declaración: Biochar, una nueva amenaza para los pueblos, la tierra y los ecosistemas
• Abenza, D. (2012). Evaluación de efectos de varios tipos de biochar en suelo y plantas