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miércoles, 14 de septiembre de 2022

Biocarbón, eficaz para la producción de teca blanca, madera dura y gruesa

 Aplicar biocarbón –o carbón activado– en suelos dedicados a plantaciones forestales (madera), por ejemplo de teca blanca (Acacia mangium), aumentaría la producción en un 47 % y ayudaría a reducir el uso de fertilizantes comerciales, los cuales generan un serio impacto al ambiente. Ensayos realizados en Puerto Gaitán (Meta), así lo demostraron.

Solo o mezclado con fertilizantes comerciales, el biocarbón –derivado de residuos de podas y entresacas de árboles de teca blanca– incrementó en el suelo la disponibilidad de nitrógeno, potasio, fósforo y calcio, nutrientes esenciales en el desarrollo de teca blanca, cuya madera se caracteriza por ser dura, resistente y gruesa, y porque se deja transformar fácilmente en vigas, tableros de mesas y sillas, entrepaños de bibliotecas o armarios.

Estos hallazgos se dieron en la investigación del agroecólogo Giovanni Reyes Moreno para optar al título de Doctor en Agroecología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), y es un aporte relevante si se tiene en cuenta que, según datos del Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, en 2021 había en el país 531.693 hectáreas dedicadas a las plantaciones forestales comerciales, de las cuales alrededor de 400.000 estaban dedicadas a la madera, y aspectos como el rendimiento son esenciales para que los cultivos sean rentables.

El investigador, quien en la actualidad es profesor de la UNAL Sede Orinoquia, explica que “el biocarbón es un tipo de carbón que se obtiene a partir de la exposición a altas temperaturas de la biomasa (tallos, ramas, hojas, etc.). Una de sus bondades es que funciona como fertilizante orgánico que, combinado con los fertilizantes sintéticos, proporciona una mejor rentabilidad en los cultivos de madera”. 

Sin embargo, en el caso de Meta, por ejemplo, los residuos teca blanca no están siendo aprovechados de manera adecuada y el 40 % de la biomasa queda en el campo como desecho. Si estos se utilizaran como fertilizante la eficiencia de la producción aumentaría hasta en un 30 %.

Primero en vivero

Antes de valorar las bondades del biocarbón en plantaciones de grandes hectáreas, el estudio se adelantó en el vivero de A. mangium, como se le conoce científicamente, en la empresa Cooperación Verde, en el corregimiento de Planas (Meta).

La teca blanca es una especie heliófila, es decir que requiere sol directo para desarrollarse; es de rápido crecimiento, se adapta fácilmente a zonas con condiciones ambientales variables y suele crecer en bosque húmedo y muy húmedo tropical, detrás de manglares y en pantanos.

A pesar de su gran capacidad de adaptación en suelos degradados, con alta acidez y baja fertilidad, en algunas zonas el fuste recto de los árboles de A. mangium no se desarrolla bien, lo cual afecta su aprovechamiento en volumen y reduce su valor comercial.

Para el análisis de las diferentes variables con la adición de biocarbón en el sustrato y en las plántulas de acacia realizó un diseñó experimental con nueve tratamientos, tres repeticiones y  tres materiales a evaluar: carbón activado de teca blanca, fertilizante sintético y mezcla de biocarbón más fertilizante.

Uno de los resultados fue que los tratamientos en los que se mezclaron 40 ton/ha de biocarbón más 50 % de fertilizante mostraron un mayor aumento.

Una alternativa económica al uso de fertilizantes sintéticos

Después del ensayo en laboratorio, el investigador Reyes hizo las pruebas de campo, en las que trabajó con 2.000 ha de plantaciones de Cooperación Verde que producen cerca de 500.000 toneladas de residuos forestales hasta el corte del árbol, lo que genera problemas fitosanitarios y de manejo en el cultivo.

Tomó 27 muestras iniciales y finales de suelo –10 meses después de sembrar las plantas en 27 lotes– en una rejilla rígida de 3 x 9 m, donde cada lote tuvo un área de 80 m²; estas 27 muestras derivaron de 6 muestras iniciales ubicadas a 20 cm de cada punto.

Las muestras se tomaron a una profundidad promedio de 30 cm del suelo y se analizaron según los mismos parámetros usados en el ensayo en vivero. De esta manera se corroboró que al incorporar la mezcla de biocarbón de teca blanca en combinación con el fertilizante sintético y solo el carbón activado en el suelo, se incrementaron los valores de retención de humedad y agua disponible.

De igual manera, el uso del biocarbón hizo que la producción de madera creciera un 47 % en comparación de los fertilizantes sintéticos. Además, aprovechar los residuos orgánicos que deja la actividad forestal permite tener ganancias de hasta 1 millón de pesos por hectárea.

El profesor Giovanni Reyes busca continuar la investigación, pero esta vez aplicado a economías de pequeñas escalas de la región, en especial pequeños productores que puedan tener una alternativa que además de mitigar los costos les permita tener un ingreso extra por la captura de carbono.






jueves, 19 de noviembre de 2020

Cáscaras de frutas servirían para producir biocarbón

 Estudiantes de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira vieron en los residuos de pitahaya, tomate de árbol, totumo y chontaduro, que regularmente son mal dispuestos, un potencial de aprovechamiento para generar un nuevo producto.

Muchas veces las industrias –sin importar su tamaño– no disponen correctamente los residuos de estos frutos de alto consumo en el Valle del Cauca, y suelen desecharlos en acueductos y otros lugares causando un impacto ambiental negativo.

En este contexto, el ingeniero agroindustrial Wilson Daniel Caicedo y la ingeniera ambiental Valentina Arias Velasco, ambos de la UNAL Sede Palmira, vieron la oportunidad de aprovechar estos residuos en la producción de otro material y reducir el impacto ambiental generado por su mala gestión.

En este caso se enfocaron en transformarlos en biocarbón por medio de pirólisis, un proceso térmico mediante el cual se descompone químicamente la materia orgánica.

“El biocarbón se utiliza como fuente de energía, por lo que ahí se estaría solucionando una segunda problemática”, explica el ingeniero Caicedo.

Normalmente las industrias utilizan estos carbones en calderas, para calentar agua o aire. Entre los procesos que se puede llevar a cabo están el secado de algún producto o la pasteurización de líquidos como jugos o leche, es decir que sirve especialmente para tratamientos térmicos.

Para llevar a cabo el proceso de transformación, lo primero que se hizo fue recoger los residuos en Palmira (Valle); algunos se compraron y otros adquirieron directamente con los vendedores de frutas.

Después las cáscaras se sometieron a un secado para luego pulverizarlas. Los polvos de cada fruto se enviaron a la Universidad Autónoma de Occidente, donde la profesora Gladis Mirian Aparicio Rojas hizo los respectivos estudios de caracterización térmica, la cual consiste en evaluar –en un rango que va hasta los 900 °C, por ejemplo– cómo es la pérdida de masa de los residuos.

A partir de los datos térmicos, los investigadores determinan hasta qué punto pueden hacer ese calentamiento y qué tanta masa se reduce.

Después de la caracterización térmica sigue el tratamiento de los datos mediante modelos matemáticos, en los que se evalúan los gráficos térmicos obtenidos para determinar si es rentable o no utilizar estos residuos

Uno de los aspectos más importantes que se observó fue la cantidad de materia que quedó después del proceso de pirólisis: entre 15 y 20 % puede ser rentable. En este caso los porcentajes estuvieron entre 18 y 30 % de biocarbón, con lo que se concluye que dichos residuos sí tienen potencial.

Por otro lado, además de este producto existe una segunda opción de aprovechamiento, la cual no se pudo desarrollar por la pandemia. Y es que a partir del biocarbón los investigadores tienen proyecciones de utilizarlo para producir carbón activado.