La gran oportunidad de los residuos agrícolas: claves para purificar aire y agua de forma ecológica a través del carbón activado
Los hogares colombianos están bien familiarizados con el carbón activado, un ingrediente presente en jabones que se utilizan para lavar los platos e incluso en otros que se comercializan para limpiar el cuerpo.
Pues bien, los residuos agrícolas que dejan las siembras colombianas tienen el potencial de convertirse en un sólido carbonoso, e incluso en carbón activado, cuando se exponen a temperaturas que rondan los 350 °C. Le contamos los beneficios de esta técnica.
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El carbón activado y sus efectos contra la contaminación
Para los productores colombianos hay alternativas capaces de mitigar los efectos ambientales de la industrialización a partir de los residuos orgánicos del cultivo de frutas y legumbres que cada vez son más apetecidas en los mercados internacionales.
Cuando los residuos agrícolas se someten a altas temperaturas pueden convertirse en un sólido compuesto por carbono en un 85% aproximadamente. Si ese sólido se activa correctamente, se convierte en carbón activado. Este último posee compuestos que facilitan la captura y retención de metales que contaminan los recursos hídricos e incluso el dióxido de carbono (CO2) presente en el aire.
Así se lo explicó a la Agencia de Noticias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Marlon Fabián Córdoba Ramírez, doctor en Ingeniería – Sistemas Energéticos de la Universidad Nacional de Medellín, quien ha reunido esfuerzos para estudiar el aprovechamiento de los residuos agrícolas y el potencial del carbón activado.
Una oportunidad en los residuos agrícolas
Es bien sabido que tanto en cultivos estacionales como permanentes —café, caña de azúcar, maíz y arroz, entre otros— se emiten residuos orgánicos que podrían utilizarse para purificar el aire.
Este cúmulo de residuos, “que incluyen recortes de pastos, bagazos, cuescos, etc., […] se puede transformar —mediante procesos termoquímicos y biológicos— en productos con alto valor agregado con los que se pueden mitigar problemas medioambientales y producir energías más respetuosas con la naturaleza, de manera que disminuye el uso de combustibles fósiles”, explica Córdoba.
Tradicionalmente, la técnica que se aplica en estos casos consiste en someter la biomasa a un proceso de pirólisis lenta. En este proceso la biomasa se expone a temperaturas entre 350 y 700 °C, y el sólido que resulta de esa exposición se convierte en el renombrado carbón activado.
Córdoba señala que esta, a pesar de ser la técnica más utilizada, no es la única, pues en sus estudios aplicó también una estructura diferente que incluye un proceso previo conocido como torrefacción.
Con esta técnica, la biomasa, es decir, los residuos agrícolas que se desea aprovechar, son sometidos a una temperatura que no debe superar los 300 °C inicialmente. Luego de esta primera etapa llega la pirólisis lenta, fase en la que la biomasa se expone a temperaturas de hasta 700 °C, y finalmente ocurre la activación del sólido carbonoso, de forma que esta se convierte en carbón activado.
Al usar la última técnica, los resultados mejoraron considerablemente con respecto a los obtenidos con el primer método. La evidencia demostró un incremento en la superficie de área del biochar, que es el mejorador de suelo formado a partir de la biomasa, pasando de 80 a 110 m2/gramo a una impresionante cifra de 700 m2/gramo.
“Además, en el carbón activado logramos tener áreas de 2.300 m2/gramo, un hecho que por lo general se logra mediante activación química, pero nosotros lo hicimos simplemente incorporando temperaturas y tiempos más largos de acción (torrefacción más pirólisis lenta)”, explica Córdoba.
El tratamiento de residuos agrícolas tiene como fin obtener carbón activado con mayor grado de porosidad para potencializar el alcance del activo en materia de descontaminación. Es decir, cuando el sólido es más poroso, sus compuestos atrapan más químicos nocivos y consiguen retenerlos mejor.
Los estudios comprobaron que por cada gramo de carbón activado se podrían encapsular en promedio 95 miligramos de CO2.
La técnica que probó ser más efectiva podría simplificar los procesos de producción que involucran el tratamiento de residuos agrícolas y el pretratamiento químico de determinadas sustancias.
Además, el sólido carbonoso que se obtiene del proceso, y el carbón activado que este deriva, permiten alcanzar niveles óptimos de carbono en el suelo, lo que lo convierte en un suelo más productivo capaz de retener más nutrientes.
“Así mismo, puede tener implicaciones positivas en la adsorción de sulfuro de hidrógeno, que es un gas contaminante y muy ácido, producto de procesos industriales”, afirma Córdoba.
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