Las brillantes perspectivas del biochar

Los partidarios dicen que el biochar (carbón biológico) podría servir para paliar en gran medida el cambio climático aportando al mismo tiempo toda una serie de beneficios. Pero otros temen que sea peor el remedio que la enfermedad.
Kurt Kleiner

[Figura 1. El cultivo superficial con carbón puede fomentar el crecimiento de plantas exuberantes, así como el secuestro del carbono, dicen los partidarios del biochar. Robert Flanagan]

Jim Fournier quiere ayudar a salvar el planeta de una forma bastante peculiar: quemando biomasa. A la vanguardia de la tecnología del secuestro de carbono, que según sus partidarios ofrece una oportunidad medioambiental sin parangón, totalmente ganadora, la empresa de Fournier, Biochar Engineering en Golden, Colorado, fabrica máquinas que transforman la biomasa en carbón biológico o biochar.

Cuando se extiende por la tierra, el biochar mantiene el CO₂ alejado de la atmósfera mejorando la fertilidad del suelo y aumentando la productividad. Además, los gases que se desprenden en el proceso de fabricación del carbón pueden utilizarse para hacer unos biocombustibles más sostenibles que los que actualmente se encuentran en el mercado. “El biochar es lo único que aporta una solución integral. Es una oportunidad única”, aseguró Fournier.

Pero si bien los entusiastas presionan para que se reconozca el biochar como un método oficial para compensar las emisiones de gases de efecto invernadero, otros se muestran cautelosos. Los críticos dicen que todavía se sabe muy poco y que, en el peor de los casos, el uso del biochar para secuestrar el carbono podría tener consecuencias imprevistas, como la destrucción de la selva virgen para establecer plantaciones.

“El biochar tiene posibilidades reales”, señaló David Wardle, edafólogo de la Escuela de Ciencias Agrícolas de la Universidad sueca de Uppsala. “Pero resulta prematuro incluirlo ya en la contabilidad del carbono. Quizá sea una respuesta, pero todavía no lo sabemos.”

Aunque la idea de usar el biochar para mitigar el cambio climático sea relativamente nueva, sus orígenes se remontan a las épocas precolombinas, cuando los seres humanos utilizaron por primera vez la terra preta –“tierra negra”, en portugués– en la cuenca amazónica. Según los arqueólogos, la rica y fértil terra preta se producía añadiendo una mezcla de huesos, estiércol y carbón vegetal a un suelo relativamente infértil durante muchos años. El carbón vegetal –que se consideraba el ingrediente fundamental– está 70 veces más concentrado en la terra preta que en los suelos circundantes y se forma calentando la biomasa en un entorno pobre en oxígeno o carente de él. En algunos suelos de terra preta del Amazonas quedan restos de carbón vegetal que datan de miles de años, cuando se inició esta práctica. Su permanencia ha llamado la atención de los investigadores, que creen que se podría utilizar como sistema para encerrar el carbono durante un tiempo igual de largo en el futuro, manteniéndolo fuera de la atmósfera como gas de efecto invernadero.

“Hay carbones vegetales que tienen decenas de miles de años, e incluso son más antiguos”, afirmó Chris Turney, geógrafo de la Universidad de Exeter y director de la empresa Carbonscape. Desde su sede en Blenheim, Nueva Zelanda, Carbonscape está desarrollando un sistema único para producir biochar. La empresa iniciará pronto sus actividades en el Reino Unido. “Si se quiere un método muy sencillo para fijar el carbono de una forma relativamente estable durante decenas de miles de años, el carbón vegetal es un buen sistema”, explicó Turney.

[ Figura 2. El edafólogo Johannes Lehmann con biochar fabricado con residuos forestales. Jason Koski, Universidad de Cornell ]

Toneladas ocultas
El creciente interés por el biochar, tanto en su aspecto comercial como de desafío académico, resultó evidente en la sesión que se celebró el mes pasado en la Universidad de Edimburgo patrocinada por el Biochar Research Centre del Reino Unido. “Cuando redacté la propuesta de subvención para financiar esta sesión, sólo encontré cuatro o cinco personas interesadas en todo el Reino Unido”, relató Stuart Haszeldine, geólogo e investigador en biochar que organizó el evento. “La semana pasada hemos tenido que dejar a muchas personas fuera. Teníamos 80 participantes y podríamos haber llegado a 150.”

Como solución para el aumento de las emisiones, el biochar parece prometedor. Anualmente, la actividad humana produce entre ocho y diez mil millones de toneladas de dióxido de carbono. El mar y la tierra absorben varios miles de millones, quedando alrededor de 4.100 millones de toneladas en la atmósfera.

Esta cifra se queda pequeña si se compara con los 60.600 millones de toneladas de carbono que anualmente absorben las plantas terrestres en la fotosíntesis. Una cantidad similar vuelve a la atmósfera a través de la respiración de las plantas. Pero si una fracción de ese carbono pudiera almacenarse en el suelo, hasta cierto punto se amortiguaría el cambio climático. “Cualquier materia orgánica que se retire del rápido ciclo de la fotosíntesis [...] y se ponga en el ciclo mucho más lento del biochar está restando dióxido de carbono de la atmósfera”, aseguró Johannes Lehmann, edafólogo de la Universidad de Cornell en Ítaca, Nueva York, que lleva años estudiando la terra preta y el biochar.

Lehmann y sus colegas creen que las ventajas podrían ser enormes. De los más de 60.000 millones de toneladas de carbono que se transforman anualmente en la fotosíntesis, alrededor de un 10% procede de residuos agrícolas como escobajos de maíz y arroz o residuos forestales como hojarascas y restos de ramas, así como desechos de origen animal. Si estos 6.000 millones de toneladas se transformaran por pirólisis –el proceso de calentamiento que convierte la biomasa en carbón vegetal–, se producirían anualmente 3.000 millones de toneladas de biochar, reduciendo las emisiones de carbono a la atmósfera en esa misma cifra1. De este modo se compensaría una gran proporción de los 4.100 millones de toneladas de dióxido de carbono de más que se acumulan anualmente en la atmósfera.

Como la fabricación del biochar tiene la ventaja añadida de crear un combustible líquido como subproducto útil, hay aún más posibilidades de contrarrestar el cambio climático que exclusivamente con el secuestro de CO₂. Según los cálculos de Lehmann, se podría producir un tercio de toneladas de biocombustible por cada tonelada de biomasa utilizada. Si esos biocombustibles sustituyeran a los combustibles fósiles –por ejemplo, en el transporte–, se reducirían las emisiones de carbono en otros 1.800 millones de toneladas anuales.

Tim Lenton, catedrático de Ciencias del Sistema Terrestre en la Universidad de East Anglia, Reino Unido, clasificó recientemente el biochar como uno de los mejores sistemas tecnológicos para enfriar el planeta. Según el análisis de 17 opciones de geoingeniería2 realizado por Lenton, el biochar tiene un potencial de secuestro de casi 400.000 millones de toneladas de carbono de aquí al año 2100, disminuyendo las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico en 37 partes por millón. Los partidarios de este sistema, como Lehmann, admiten que las cifras reales serán probablemente mucho menores. Haszeldine, por ejemplo, dice que 1.000 millones de toneladas de carbono secuestradas al año de aquí a 2030 es un cálculo razonablemente conservador de las posibilidades del biochar. “Aunque sólo sean 500 toneladas de carbono al año, serviría –añadió Haszeldine–. Si es un millón o mil millones al año, es importante.”

Una ofrenda que se quema
La mayoría de las tecnologías para fabricar biochar utilizan el calor producido por la propia biomasa para formar el carbón vegetal. Sin embargo, Turney, catedrático de Exeter y director de Carbonscape es partidario de un sistema ligeramente diferente en el que se utilizan microondas a escala industrial. Dice que la idea se la inspiró algo que le ocurrió siendo adolescente, cuando puso una patata en el microondas durante 40 minutos y se redujo a carbón. Aunque el uso de la tecnología de microondas tiene la desventaja de necesitar electricidad, el proceso resultante almacena el doble de carbono en el suelo del que se emite como gas de efecto invernadero.

Otro sistema que utiliza baja tecnología es fomentar el uso de cocinas que produzcan carbón entre los 2.000 millones de personas que tienen la madera como combustible. Estas cocinas, fabricadas por algunas empresas, utilizan madera u otros materiales orgánicos como combustible y sólo queman los gases y aceites, dejando el carbón residual. El resultado es una llama más limpia, que desprende menos humo, y el residuo es biochar, que se podría utilizar en la tierra.

Fournier de Biochar Engineering afirmó que empezó a interesarse en el biochar por su potencial para contrarrestar el efecto invernadero. Pero cree que lo que impulsará en última instancia su producción será su valor como aditivo para la tierra. Ahora mismo su empresa fabrica equipos de biochar relativamente pequeños para la investigación, capaces de fabricar 50 kg de biochar a la hora. No obstante, afirmó que el mercado real será probablemente de equipos de tamaño medio que pueden producir entre 250 y 300 kg a la hora, pero lo suficientemente pequeños para poder transportarlos en un contenedor estándar y enviarlos a cualquier sitio del mundo. Fournier espera que los granjeros o los empresarios locales empiecen a comprar los equipos y a utilizarlos para fabricar biochar para la agricultura, con coproducción de energía como beneficio añadido. Estos pequeños usuarios podrían decidir el futuro de la producción de biocombustible, señaló Fournier, y concentrarse en la fabricación de biochar. El calor residual generado en el proceso de fabricación del carbón podría utilizarse para calentar un edificio o en procesos industriales, y posiblemente para producir electricidad.

Mientras que el carbón vegetal para uso agrícola se vende actualmente en unos 500 dólares por tonelada, esa misma tonelada de carbón vegetal, a los precios actuales, sólo vale unos 50 dólares si se vende para compensar emisiones. Incluso si el precio de las compensaciones de carbono aumentara hasta 100 dólares por tonelada de CO₂, esa tonelada de biochar seguiría valiendo tan sólo 350 dólares en compensaciones, afirmó Fournier. De hecho, señaló, los aspectos económicos del biochar se determinarán por la combinación de su valor como aditivo para el suelo, como medida de compensación de carbono y como fuente de energía.

[ Figura 3. La empresa neozelandesa Carbonscape utiliza microondas a escala industrial para transformar la biomasa en biochar. Carbonscape ]

Presiones para plantar
A algunos les preocupa que cuando la producción empiece a ser rentable, la presión para establecer plantaciones para biochar aumente. “El nivel al que se está promocionando podría causar enormes problemas de cambio de uso de la tierra”, declaró Rachel Smolker, bióloga y activista contraria al biochar que en abril ayudó a organizar una petición firmada por 143 grupos sin ánimo de lucro que protestaban contra lo que ellos denominaban una “política de tierra carbonizada”. La petición surgió como reacción al intento de 11 países africanos y de los partidarios del biochar para que Naciones Unidas considerara la candidatura del biochar como sistema oficial para que los países y empresas compensaran sus emisiones de acuerdo con las reglas internacionales.

“Se necesitarían extensiones enormes de tierra para las plantaciones”, advirtió Smolker. Carbonscape, por ejemplo, ha sugerido que se podrían plantar bosques, recolectar el carbón y volver a replantarlos. Por ejemplo, dijo la empresa, si los 200 millones de hectáreas de bosques de Estados Unidos que se talan para obtener madera se utilizaran para biochar, se replantaran y se volvieran a talar, cada rotación reduciría los niveles de dióxido de carbono atmosférico en diez partes por millón. Otros, como Lehmann, han propuesto la sustitución de las cosechas de trigo de invierno con pasto varilla (Panicum virgatum), que podría transformarse en biochar.

Smolker y Almuth Ernsting, que trabajan en Biofuelwatch, una organización ecologista del Reino Unido, están preocupados porque el mercado del biochar podría fomentar la destrucción de los bosques tropicales, al igual que el mercado del biocombustible ha fomentado la destrucción de plantaciones de la palmera de aceite. Ernsting calcula que el secuestro de una cantidad relativamente modesta de 1.000 millones de toneladas de carbono al año necesitaría 500 millones de hectáreas de terreno para plantaciones de biochar3. Para hacerse una idea, quedan unos 1.500 millones de hectáreas de bosques tropicales en todo el mundo.

Pero la demanda de plantaciones de biochar no tiene por qué suponer la destrucción de los bosques, sustuvo Turney. Aunque parezca mucho más económico utilizar los residuos agrícolas y forestales para el biochar, aseguró que si se necesitaran plantaciones, podrían situarse en tierras ya deforestadas. En realidad, dijo, la producción de biochar podría suponer un incentivo para reforestar los aproximadamente 900 millones de hectáreas de tierra degradada que hay en el mundo. “Se trata de chupar carbono, no de empezar a saquear la vegetación original que existe”, declaró Turney. Fournier también acepta que la destrucción de los bosques para la plantación de biochar sería un efecto perjudicial, pero cree que los acuerdos y certificaciones internacionales podrían evitar que esto ocurriera.

Sin embargo, ésta no es la única preocupación de Smolker. Se espera que una vez que el carbono esté almacenado en el suelo, permanezca ahí durante miles de años. Pero aunque la terra preta haya demostrado que es posible, no se sabe si todos los suelos se beneficiarían de la aplicación del biochar, ni siquiera cuánto tiempo se mantendría el carbón fabricado con métodos modernos. “No se puede dar por hecho que el biochar moderno se comporte como la terra preta”, señaló Smolker. El edafólogo David Wardle, en un artículo publicado en Science el año pasado, decía que, al menos en los bosques suecos, el carbón vegetal podría provocar la desaparición del carbono del suelo mucho más deprisa de lo esperado4. Wardle y su equipo dejaron bolsas de malla que contenían humus, carbón vegetal o una mezcla de ambos en el suelo del bosque y registraron cuánta masa se perdía en cada una en un período de diez años. Las mezclas de humus y carbón vegetal perdían más masa que los controles de sólo humus o sólo carbón vegetal. Wardle cree que el carbón vegetal fomentó la disgregación microbiana del humus, acelerando la liberación de CO₂ a la atmósfera. También es posible que algunos microbios puedan degradar el biochar directamente. Aunque el negro de carbón que constituye la mayor parte del biochar se considere biológicamente indisponible para la mayoría de los microbios, las investigaciones indican que algunos microbios podrían metabolizarlo. Si fuera así, sería menos estable en el suelo de lo que se cree actualmente5.

Otro problema destacado es hasta qué punto la aplicación del biochar actual mejoraría la fertilidad del suelo como ocurre con la terra preta. Los estudios de Lehmann6 indican que en la mayoría de los casos el carbón vegetal mejora la productividad del suelo y aunque las razones del aumento de la fertilidad no se comprenden del todo, parece ser que se dan varios fenómenos. En primer lugar, el propio biochar contiene algunos nutrientes como fósforo, potasio y zinc. Pero el biochar también parece ayudar a que el suelo retenga algunos nutrientes que de otra forma se perderían, así como a retener el agua. Además, el biochar podría fomentar el desarrollo de los microbios del suelo que aumentan la productividad de las cosechas. La productividad parece seguir aumentando aun cuando se hayan añadido grandes cantidades de carbono al suelo: hasta 140 toneladas por hectárea en suelos arenosos erosionados y hasta unas 50 toneladas por hectárea por término medio.

Avanzar con precaución
Pero sin más investigaciones, aseguró Smolker, no es correcto suponer que el biochar se pueda aplicar con seguridad a gran escala. “Creo que hay posibilidades de que fracase y empeore la situación climática”, añadió. Alan Robock, climatólogo de la Universidad de Rutgers, también encuentra preocupante que los métodos de secuestro de carbono, tales como la producción de biochar, puedan hacernos olvidar la necesidad de reducir las emisiones. “A los que crearon el problema les gusta la idea. Pueden seguir usando la atmósfera como alcantarilla y dejar que otros limpien la porquería.”

La mayoría de los científicos especialistas en biochar acepta que hay que seguir estudiando la tecnología y que lo más importante es reducir primero las emisiones. “El biochar no es una bala de plata para el secuestro de carbono –dijo Lehmann-. No podemos seguir con las emisiones que generamos hoy en día y decir que una tecnología o la combinación de varias lo compensarán.” No obstante, es posible que el biochar pueda contrarrestar esas emisiones, añadió.

“Una parte de lo que nuestro grupo va a intentar hacer es colaborar en este trabajo y controlar y analizar dónde nos ha llevado todo ello –declaró Haszeldine–. Queremos estar seguros de no cometer un error gigantesco.”