BIOCHAR: REVALORIZANDO LOS RESIDUOS AGROINDUSTRIALES

BARROSO QUIROGA M.M.; CURVALE D.; YOUNG, J.G.

San Luis

Jornada; XXVII Jornadas Cuidemos Nuestro Mundo; 2019

UNSL

El ?biochar? (BC) biocarbón o carbón vegetal es un producto que se conoce desde hace mucho tiempo, pero que hoy en día despierta gran interés entre la comunidad científica que sigue los lineamientos de la ?Química Verde?. Son muchos los investigadores que trabajan con este material, desde cómo optimizar su fabricación al estudio de sus propiedades para su aplicación en campos tan variados como la agricultura, remediación de aguas y suelos o la generación de energía.El biochar es el material sólido formado durante la descomposición termoquímica (carbonización) de biomasa. Aunque el elemento principal del biocarbón es el C, también contiene H, O, ceniza y en menor porcentaje N y S. La composición elemental del BC varía de acuerdo con el material de biomasa sin procesar del cual fue producido y las características de la carbonización (Cha, y otros, 2016). Se caracteriza por una gran superficie específica (desde 62 a 1080 m2/g), estructura porosa (volumen de poro desde 0,03 a 0,95 cm3/g y un tamaño de poro promedio que oscila entre 1,81 a 17,16 nm), grupos funcionales de superficie y alto contenido mineral, lo que lo vuelve atractivo para la remediación de aguas y suelos. Su aplicación principal es la captura de CO2.Los sistemas a escala comercial procesan desechos agrícolas, subproductos del papel e incluso desechos municipales (Lehmann, 2007).Entre los métodos de producción de BC, los más importantes son la pirolisis, la gasificación y la carbonización hidrotérmica, siendo la primera la más utilizada. La pirolisis es un proceso de descomposición de materiales orgánicos térmicamente en condiciones sin oxígeno en el rango de temperatura, 300-900 °C. Durante la descomposición térmica, la celulosa, la hemicelulosa y la lignina que forman la biomasa sufren sus propias reacciones, incluidas las reticulaciones, la despolimerización y fragmentación a su propia temperatura, produciendo sólidos (carbón), líquidos (bioaceite) y gases (CO, CO2, H2 e hidrocarburos de 1 y 2 átomos de C). Los rendimientos de los productos de pirolisis dependen de las características de los materiales de biomasa en bruto y de los procesos adoptados para la pirolisis.Los rendimientos para los distintos métodos varían desde 5-10% en una gasificación, 15- 20% con pirolisis rápida y de 30-65% con un proceso hidrotérmico (en función de la relación biomasa/agua y la temperatura) (Najar, Ganie, & Tahir, 2015) (Brewer, Schmidt‐Rohr, Satrio, & Brown, 2009) (Sabio, Álvarez-Murillo, Román, & Ledesma, 2016).El biocarbón incrementa la capacidad de intercambio catiónico del suelo (retención de NH4+, K+, Ca2+, Mg2+) debido a su elevada superficie específica, alta carga superficial negativa y elevada densidad de carga, alterando beneficiosamente la textura, densidad aparente, retención de humedad y mejora de la aireación del suelo (Sabio, Álvarez-Murillo, Román, & Ledesma, 2016).Se ha demostrado que el biocarbón puede retener elementos metálicos o contaminantes presentes en agua, tales como Cd, Pb, Ni, Zn, Cr(VI) (hasta 120 mg/g) y As(V) (hasta 31 mg/g) (Li, 2017), lo que lo convierte en un adsorbente eficaz y de bajo costo.Algunas investigaciones demuestran que el biochar puede ser utilizado para eliminar contaminantes del aire, tales como formaldehido y CO2 (73,55 mg/g), este último el más importante de los gases de efecto invernadero (Cha, y otros, 2016).El biochar obtenido a partir de madera ha demostrado buen desempeño como combustible en celdas de combustible, con densidades de potencia comparables a carbones comerciales (Jafri, 2018).