El biochar, un material de apariencia negra y compacta –por lo que también es conocido como biocarbón–, aumenta la permeabilidad de los suelos para cultivo, mejora el pH o acidez y aporta nutrientes esenciales como nitrógeno, fósforo y potasio en la producción de hojas, raíces, tallos semillas y frutos. Su eficacia se puso a prueba en invernaderos de rábano, pero un modelo matemático permitiría su aplicación en cualquier tipo de terreno y cultivo.
Nevis Alejandra Ruiz Márquez, magíster en Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, señala que “aumentar la permeabilidad de un suelo es muy importante, en especial de aquellos que son arenosos, y por lo tanto menos fértiles”.
“El pH del suelo se modifica con el uso, y con el biochar se puede neutralizar y recuperar. Además este le aporta nutrientes a la tierra, que son fundamentales para el crecimiento de la planta”.
El biochar se obtiene a partir de la combustión de biomasa (materia orgánica como madera, hojas, estiércol, etc.). En este caso se usó cuesco de palma, un residuo similar a la cascarilla de un fruto seco, muy común en el Urabá antioqueño por sus inmensas plantaciones de esta especie.
Según la empresa Bioplanta SA, allí se triplica la media nacional de producción de palma, con un promedio de 14 toneladas por hectárea anual y 40 toneladas de fruto por hectárea anual.
Para obtener biochar a partir del cuesco, este se somete a pirólisis, un proceso que consiste en aumentar la temperatura del material orgánico en ausencia de oxígeno.
“Aunque la combustión se hace para obtener energía, después de esta queda un residuo sólido que es el biochar. Para entonces era importante buscarle una aplicación, por lo que fusionamos el biocarbón, los suelos y el modelamiento matemático”, afirma la magíster.
La investigadora Ruiz encontró que no existían modelos matemáticos completos que se aplicaran al suelo, por lo que decidió crearlos. Para ello tuvo que hacer el proceso de pirólisis a diferentes temperaturas y tiempos, luego aplicar el biochar a los suelos (como se hace con un fertilizante: esparcido y mezclado con la primera capa de la tierra), realizar mediciones, pruebas de liberación de nutrientes y determinar el efecto de esa aplicación.
En el modelo matemático se incluyeron distintos fenómenos del suelo: porosidad, efecto en la raíz, reacciones químicas, transporte y liberación de nutrientes, entre otros.
“¿Esto que nos permite? Que la persona seleccione la porosidad según el suelo y la apetencia de la planta dependiendo del cultivo, por ejemplo. Así el modelo puede trasladarse a cualquier terreno o sembrado, no solo a cultivos de rábano que fueron los que evaluamos”, añade la magíster.
Aplicación promisoria
Uno de los resultados es que los suelos de las plantaciones de rábanos en invernadero tratados con biochar aumentaron su permeabilidad de un 24 a 29 %, la capacidad del suelo para intercambiar nutrientes aumentó un 4 % y sustancias como el nitrógeno, el fósforo y el magnesio aumentaron un poco más de 2 %.
“La aplicación es promisoria. Es simplemente hacerle una caracterización al suelo a tratar, medir su pH y sus nutrientes, para que luego el modelo matemático indique cómo se comportarán los nutrientes, o si la retención de agua aumentará con la aplicación del biochar”, destaca la investigadora.
De forma aún incipiente, se plantea que el modelo matemático desarrollado no solo serviría para evaluar el biochar en un suelo para cultivos, sino que se podría extrapolar para analizar un suelo en el que se desea construir.
“Podría servirles a los ingenieros civiles para la construcción de edificios, para determinar la retención de humedad que tendría un suelo con biochar. Habría que hacer un cambio en las variables del modelo, pero el panorama de aplicación es bastante amplio”, concluye la magíster.
