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Biocarvão, biocarbono, ou biochar, é um resíduo sólido obtido a partir do processamento de diferentes matérias-primas. Esse material, considerado um passivo ambiental, pode se tornar um importante insumo para a agropecuária brasileira, já que serve como condicionador de solo, melhorando suas características biológicas, físicas e químicas.

Vale ressaltar que o biocarvão é produzido a partir da pirólise de biomassa, ou seja, da combustão de materiais orgânicos, como resíduos de madeira, cascas de arroz e lodos de esgoto, sob oferta limitada de oxigênio e temperaturas relativamente baixas, menores que 700 °C.

Composição e tipos de biocarvão

A composição química e estrutural do biocarvão é altamente diversificada. Algumas propriedades estão presentes em todos os biocarvões, incluindo alto teor de carbono e grau de aromaticidade, o que explica seu elevado nível de recalcitrância. No entanto, a exata composição química e estrutural depende da combinação da matéria-prima e das condições de pirólise. As características químicas e físicas do biocarvão podem modificar significativamente as propriedades físicas e processos do solo e são, portanto, importantes para consideração antes da aplicação no solo.

Uma característica comum ao biocarvão é que ele compreende principalmente as formas aromáticas estáveis do carbono orgânico, e comparado ao carbono da matéria-prima que o originou, não pode ser prontamente retornado à atmosfera como gás carbônico, até mesmo em condições ambientais e biológicas favoráveis, como aquelas que prevalecem no solo. A temperatura de pirólise é o mais importante parâmetro a se considerar no processo de produção do biocarvão.

O teor de carbono fixo do biocarvão está diretamente associado ao aumento da temperatura final da pirólise. O mesmo acontece com o teor de cinzas, ou seja, para uma mesma matéria-prima, quanto maior a temperatura de pirólise maior é o teor de cinzas produzido. Enquanto que o rendimento da produção de biocarvão é inversamente proporcional à temperatura de pirólise.

Pelo fato de biocarvões apresentarem uma variedade de componentes orgânicos e inorgânicos, eles podem ser usados para melhorar a qualidade do solo. Contudo, suas propriedades físico-químicas são determinantes para o sucesso de sua utilização. A variação das propriedades físico-químicas depende da composição elementar da matéria-prima, do processo de produção e do tamanho das partículas.

As principais características para avaliação do biocarvão utilizadas por especialistas são: pH, conteúdo de materiais voláteis, teor de cinzas, capacidade de retenção de água, densidade aparente, volume de poros e superfície específica.

Biocarvão e sua interação com o solo

Quando aplicado ao solo, o biocarvão pode proporcionar aumento do pH, CTC e carbono orgânico; aumento na fixação biológica de nitrogênio e na disponibilidade de boro, cálcio, potássio e fósforo; aumento na adsorção de herbicidas na superfície do biocarvão, diminuindo as perdas por lixiviação; alteração na abundância e funcionamento de fungos micorrízicos, principalmente pela alteração das propriedades físicas e químicas; provimento de refúgio para a microbiota nos microporos do biocarvão; aumento na disponibilidade de nutrientes pela alteração da biota do solo; e melhoria na estrutura do solo e disponibilidade de água.

Biocarvão e seu efeito na emissão de gases do efeito estufa

Não existe um termo que defina bem o processo de sequestro de carbono pelo uso do biocarvão. O termo sequestro de carbono no solo se refere ao carbono que está estocado no solo como resultado de uma troca no manejo que aumenta o retorno da biomassa no solo ou diminui a sua decomposição. No entanto, esse sequestro é frequentemente debatido por questões de tempo de permanência e perdas de carbono no solo. Por contraste, a pirólise transforma a biomassa e estabiliza o carbono no biocarvão em uma forma que é mais resistente à decomposição quando aplicado ao solo.

O manejo convencional da biomassa, como a deposição em aterros, conduz a uma liberação de metano e óxido nitroso, gases que contribuem para a intensificação do efeito estufa, já que a biomassa se decompõe sob condições anaeróbicas. Estratégias de manejo que evitem estas emissões podem contribuir significativamente para mitigar problemas ambientais. Muitos resíduos orgânicos são passíveis para a produção de biocarvão. A quantidade de emissões evitadas através da transformação em biocarvão depende da natureza da biomassa utilizada e do manejo envolvido.

No processo de produção de biocarvão, a liberação inicial de gases do efeito estufa é mais rápida do que ocorreria durante a decomposição natural, entretanto, a maioria da porção remanescente é provavelmente mais estável, por centenas de anos quando adicionada ao solo. Pesquisas estimam que até 12% do total das emissões de carbono por mudança no uso da terra poderiam ser evitadas anualmente desde que o sistema tradicional slash-and-burn (corte e queima) fosse substituído pelo então denominado slash-and-char (corte e produção de biocarvão).

Enquanto materiais lenhosos apresentam um conteúdo de 50% de carbono, o biocarvão possui cerca de 70 a 80% desse elemento, que podem ser permanentemente depositados no solo. O carbono lábil tem meia-vida de um a cinco anos, o carbono húmico, de décadas, e o carbono orgânico inerte, como o do biocarvão, pode durar milhares de anos. Para cada tonelada de carbono perdida no solo, adiciona-se 3,67 toneladas de CO2 na atmosfera.

Pesquisadores acreditam que quando combinado com a produção bioenergética, ou seja, com a captação dos gases produzidos durante a pirólise, o biocarvão é uma tecnologia limpa para sequestro de carbono. Assim, é um alvo atrativo para subsídios à produção energética e para a sua inclusão no mercado global de créditos de carbono.