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Biocarbones como fertilizantes: La Torrefacción de la biomasa

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Fuente: Colaje Google imágenes

 Al alba, en pleno desierto, o al menos en una zona árida de Bostwana (Gaborone), unos investigadores japoneses se afanan en rellanar enormes cafeteras para elaborar un riquísimo café torrefacto, por supuesto. Un corresponsal del Blog “Un Universo Invisible Bajo Nuestros Pies”, abre los ojos y observa atentamente los movimientos de sus colegas nipones. “De pronto, estos últimos cargan aquellos enormes recientes con su aroma exquisitamente humeante en camionetas”, poniéndose en marcha. ¡Qué groseros! Barrunta nuestro corresponsal desplazado hasta aquellos “tórridos lugares”. ¡Ni siquiera me han ofrecido una taza!. Pero apenas tiene tiempo de subirse precipitadamente a uno de aquellos vehículos. La caravana parte. Uno de los japoneses mira en su portátil la ubicación de la zona a la que d debían dirigirse, y tras una hora de tránsito indica por señas a sus compadres que ese es el lugar.   Los vehículos se ponen de nuevo en marcha lentamente hacia allí y apagan los motores. De pronto, ante los ojos atónitos de nuestro enviado especial, comienzan a verter el sabroso cafetito sobre el suelo, con mucho cuidado. Él se pregunta  a si mismo ¿Se tratará de despertar a los suelos de su prolongado letargo nocturno con cafeína?.  ¿Una nueva y revolucionaria manera de gestionar los suelos? Debemos reconocer que nuestro staff es escaso y el dominio del japonés no es nuestro fuerte, empero el enviado “conoce algunas palabras”. Se dirige hacia ellos y pregunta,  ¡Al margen de reprocharles que no le ofrecieran una taza de café y luego lo desparramaran sobre el suelo!, ¿que pretenden? ¿Cuál es el secreto de su experimento?. Responde afablemente uno de los nipones que había estado en España años atrás aprendiendo flamenco en Andalucía: “No cleo que le gustala ete café, no sienta muy bien: ¡malo, malo a uted!. Eta elaborado de resiluos de la biomassa”. El corresponsal que digámoslo ya, se llama Pepe, entre aliviado por no tener que sufrir más rebuscando en su precario vocabulario de la lengua del “país del sol naciente”, desconcertado por el “exquisito español” del asiático, y más aún por lo que se encontraba viendo insiste:  ¿Y que consiguen regando el suelo con ese líquido (ya gesticulando su rostro con un cierto asco)?. “Fácil, fácil, fácil, Así los suelos se humecen meol, absuelven mucha agua, mucha y nutritentrros, pol lo que  la cosecha mejollala; bonio ¿ehhh?, y solo mun eulo”. A su regreso nos narró entre  excitado y obnubilado su experiencia con un español bastante deplorable tras tanta charla en nipoñol….

Pero expliquémosla ahora porque esta iniciativa nipona tiene mucha enjundia. ¿Saben ustedes lo que es la biomasa torrefactada?. Se trata del producto obtenido  mediante el procesamiento de la materia orgánica de los residuos de cosechas, lodos residuales etc., que se utilizan para obtener energía al entrar en combustión. ¿Si pinchan en ese enlace, y leen atentamente, observarán que se trata de un procedimiento que produce unos materiales que luego troceados se utilizan para los fines aludidos. Son enormemente ricos en carbono requemado y repelentes al agua, por lo que se pueden almacenar al aire libre. ¿Pero cómo pueden mejorar la fertilidad del suelo y más aún incrementar su capacidad de retención de humedad y desprender nutrientes, o al menos incrementar su disponibilidad para las plantas de los ya existentes en el medio edáfico natural?. Tras escuchar atentamente tal cantidad de sandeces y deliberar si debíamos darle una oportunidad al reportero o despedirle del trabajo por payaso,  decidí previamente reunir a nuestro sanedrín de expertos, invitando de paso al afamado Profesor de Investigación Gonzalo Almendros, compañero desde hace 35 años  y prestigioso bioquímico del suelo, por lo que le apelamos cariñosamente Dr. Humus (entramos como becarios pre-doctorales simultáneamente en el CSIC y publicamos varios artículos conjuntamente en aquellos años de ¿eterna? Juventud). Pues bien, ni el propio Dr. Humus logró sacarnos de dudas, ya que también se quedó torrefactactado, es decir estupefacto.

 Veamos, como existe una gran confusión en la bibliografía entre lo que se denomina biochar, biocarbones y carbones (charcoal en la lengua del otro Imperio menguante, es decir el del Tio Sam). Ya hemos hablado “las mil y una noches” acerca del biochar, cuyos post los encontraréis tanto en nuestra categoría “fertilidad de suelos y nutrición vegetal”, así como en el que denominamos “etnoedafología y conocimiento campesino”. Allá podréis encontrar valiosa información.

También éramos conocedores de la producción de esas pellets de biomasa torrefactada, aunque ignorábamos el término. En principio, conforme a la literatura, el biochar se produce mediante una combustión en un ambiente bajo en oxígeno, mientras que la torrefacción en su total ausencia. ¡Eso creemos!, ya que en la nota de prensa, procedente de USA, en la que los nipones explican su tan inexplicable como apabullante hallazgo, haciendo uso simultáneamente de los vocablos torrefacción, biocarbón y biochar. El Dr. Humus también anda desconcertado a pesar de su gran talento, capacidad de trabajo y memoria descomunal. Y si eso ocurre mal asunto, ya que la confusión se encuentra en la literatura y notas de prensa, aun reconociendo nuestra ignorancia. Dividiremos pues nuestro farragoso análisis acerca de lo que dicen haber descubierto los investigadores descafeinados del sol naciente, antes de tomarse un té, pero también sobre el lugar elegido para el ensayo de campo, ya que los Aridisoles (suelos que se forman en ambientes áridos y desérticos) de Bostwana, y más aun con un carbón torrefacto de Jatropha curcas, que dicho sea de paso atesora algunas propiedades medicinales (¿será por eso?; ¿sanará los suelos?).

 El artículo original clarifica “algo” la diferencia entre el torrefactado y el proceso del biochar, empero toda la literatura existente resulta tan ambigua como para dudar si se acuñó el vocablo torrefacto a la hora de denominar tal enmienda con el fin exclusivo de causar la confusión en las filas del enemigo: colegas y lectores. Si el torrefactado y el corte en pellets dan lugar a productos hidrofóbicos, es decir repelentes al agua, al menos en primera instancia, resulta extraño que tras añadir la enmienda el medio edáfico este último retenga más agua. Obviamente la cantidad añadida 5% es bastante considerable y al mezclarse con los materiales del suelo puede alterar su estructura y quizás favorablemente, si bien por definición lo añadido no debería ser fácilmente descompuesto, por cuanto las mayor parte de las reacciones biogeoquímicas que acaecen en el medio edáfico demandan un medio acuoso. Pero ¡a saber!. Reiteremos que el ambiente es árido y tórrido, por lo que no es extraña la presencia de los Aridisoles. Sin embargo, la mayor parte de los tipos de suelos incluidos este orden de la USDA ST, poseen excesos de sales y nutrientes, ya que la escasa lluvia y la elevada evaporación no permiten lavarlos en profundidad, por lo que se acumulan así en su superficie. Sin embargo, leyendo el artículo original que no nos informa del tipo exacto de Aridisol, se nos informa de suelos oligotrofos, es decir pobres en nutrientes, los cuales no resulta ser lo más representativo de esta clase de suelos, dicho sea de paso.  En cualquier caso una lectura rápida del paper no informa de si el terreno se encuentre regado, lo cual resulta intrigante, ya que si apenas llueve, incrementar un 5% el contenido de humedad no serviría de mucho “la mayoría de los años”.  Más aun, la enmienda con los reiduos procesados de Jatropha curcas, debiera significar que en el territorio, al menos deben existir predios bajo riego para su producción y medios tecnológicos idóneos en su torrefacto procesamiento. Miren en Wikipedia la descripción del lugar (Bostwana, Gaborone), y detectarán que precisamente no se trata de un enclave excesivamente representativo, ya que parece encontrarse cerca de una gran ciudad, con pantanos, etc.

 Si partimos de un suelo yermo, y pobre en nutrientes, resulta fácil elevar “algo” su producción al añadir “algo” que no tenga propiedades perniciosas. Empero un incremento de agua del 5% y un ligero aumento de la disponibilidad de nutrientes no puede calificarse de experimento exitoso, ya que las producciones apenas mejorarían, sin un suplemento de agua adicional. Más aún, si la  Jatropha curcas, debe cosecharse en la zona ¿Cómo crece?: ¿en secano o regadío? Si lo hace sin agua suplementaria, ¿no daría lugar a escasas producciones?. Y una enmienda del 5% parece demasiada cantidad para tan escaso rendimiento. ¿Es rentable? Digamos, ya que resulta ser un detalle nada baladí, que el experimento fuera testado frente a parcelas control, que no recibían ningún tipo de enmienda, por lo que, añadir las pelles torrefactadas podría resultar en una fertilización más onerosa que otras muchas prácticas agrarias. El artículo tampoco dice nada al respecto.

 Resumiendo, se publica casi cualquier cosa, con independencia de su calidad, acerca de las bondades de quemar la biomasa y añadirla al suelo: biochar, biocarbones torrefactados, pasteurizados, vitaminados, liofilizados, ¿¿??.

Sin embargo, casi todas las culturas aborígenes neolíticas de los distintos continentes y ambientes (desde el gélido Nepal en la alta montaña, hasta los desiertos y bosques tropicales, a nivel del mar), convergieron en estas prácticas con muy buenos resultados al objeto de alcanzar prácticas agrarias sustentables. Actualmente parece que volvemos a redescubrir la pólvora, pero sin alcanzar el mismo éxito que nuestros ancestros. Materia de reflexión.

 Juan José Ibáñez

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Mapa de la distribución de Los Andosoles en América Latina y el Caribe

En post precedentes, ya os comentamos, mostramos y detallamos la génesis y propiedades de los Andosoles, su geografía, los paisajes que las atesoran, su uso y manejo, geografía en Latinoamérica y Europa, así como los mapas de distribución en este último continente e Islandia (ver relación de tales entradas al final de la presente entrega). Los Andosoles se forman a partir de materiales ricos en vidrio volcánicos y otros afines. La meteorización o intemperismo (alteración biogeoquímica) de los mismos da lugar a unos tipos de arcillas muy idiosincrásicos (alófanos e imogolitas). Estos últimos son muy efímeros (se descomponen fácilmente), a no ser que se ubiquen en ambientes con una alta humedad (es decir, bajo climas carentes de déficits hídricos acusados), siendo también fácilmente degradables por el uso humano. Bajo estas últimas circunstancias dan lugar a otras arcillas y compuestos químicos. Del mismo modo, os mentamos que por las razones aludidas aparecen en aquellos paisajes sometidos a vulcanismo reciente. En consecuencia, en América Latina y el Caribe acaecen en donde el vulcanismo se encuentra vigente y es abundante, o en aquellas localidades en las que lo fue en un pasado reciente y que hoy disfrutan de ambientes húmedos. Ya que los volcanes suelen dar lugar a paisajes montañosos y/o islas oceánicas, no debe extrañar que se ubiquen esencialmente en espacios geográficos concretos de la cordillera Andina, así como en territorios propicios de Mesoamérica y el Caribe. En general, son pues más abundantes en el extremo occidental de la región considerada, no muy alejados del litoral, aunque se dispersen de norte a sur de la misma. De este modo, llegan a cubrir aproximadamente un 1,5% de la superficie de Latinoamérica y el Caribe. Podría por tanto decirse que su geografía resulta ser indicadora del vulcanismo bajo las condiciones mentadas. Podéis acceder a mucha más información el respecto en los post: Paisajes Volcánicos; Andosoles: Geografía Ambiente y PaisajeAndosoles en Latinoamérica (WRB, 1998).

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Mapa de la distribución de los Andosoles en América Latina y el Caribe Fuente EU Soil Portal

Mapa elaborado por el CCI a partir de la base a datos SOTERLAC (FAO / ISRIC, 2006) para el Calendario 2012 “Los suelos de América Latina y el Caribe” (ESB JRC, EU, Ispra Italy)

Este post forma parte de nuestro Curso Básico: Tipos de suelos del mundo. Tan solo pretendemos mostraros el mapa regional extraído del Calendario de Suelos 2012 de América Latina y el Caribe elaborado por el European Soil Buro (EU Soil Portal EUSOILS). Luca Montaneralla, Arwyn Jones y Ciro Gardi, nos han dado el permiso con vistas a poder reproducirlo en nuestra bitácora, por los que  debemos agradecerles su gentileza y predisposición. Como ya os concretamos en su momento, La fuente de la información procede de la base de datos SOTERLAC (FAO / ISRIC, 2006).

Post Previos sobre Andosoles

Paisajes, Volcánicos, Andosoles, Andosoles: geografía ambiente y paisaje, Andosoles Uso y Manejo, Andosoles en Latinoamérica, Andosoles en Europa, Andosoles en Europa  y los Suelos de Islandia, Tipos de Andosoles y sus mapas de distribución en Europa

Juan José Ibáñez y Francisco Javier Manríquez Cosío

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Tipos de Andosoles y sus Mapas de Distribución en Europa

Ya os hablamos en un post precedente  (Cartografía de los Suelos de Europa en Imágenes) sobre la racionalidad de esta serie de entradas, por lo que no abundaremos en más detalles. Tan solo recordaros que en nuestra entrega anterior “Andosoles en Europa”, nos referimos tan solo a los países pertenecientes a la Unión Europea (UE), mientras que en este os mostramos los mapas para el conjunto del continente. Eso sí, las cifras que figuran de bajo de cada cartografía, reflejan exclusivamente la cobertura que alcanzan en esta mancomunidad de países. Seguidamente, os mostramos pues los 4 mapas de las unidades al segundo nivel incluidas del Grupo de Referencia de los Suelos de la WRB (1998, FAO) denominado Andosoles, es decir, edafotaxa formados sobre depósitos de materiales volcánicos, ricos en materiales vitricos y cenizas, con perfiles de suelos A/B/C, muy ricos en materia orgánica y alófanos, que no son muy abundantes en Europa, aunque si dominantes en Islandia (país que no forma parte de la Unión Europea). Los mapas que presentamos han sido llevados a cabo por  Eduardo Nieto Y Elsa María Benayas, bajo la dirección de Rufino Pérez Gómez (Departamento de Ingeniaría Topografía y Cartografía de la Universidad Politécnica de Madrid), a partir de la base de datos del ESB, por lo que no los encontraréis en el European Soil Portal, al menos hasta que ellos lleven a cabo una iniciativa similar. Debéis agradecer a Elsa, Eduardo y Rufino el enorme trabajo realizado para su elaboración. Yo me limitaré a redactar y editar esta serie de post. Excluyendo a este último Islandia, en donde los Andosoles resultan ser el Grupo de Referencia de la WRB que cubre mayores extensiones, este edafotaxa  (ver post: “Andosoles en Europa  y los Suelos de Islandia) es minoritario en los países de la Unión Europea (UE), ocupando tan solo un 0,21% de su superficie (8,705 Km2). De mayor a menor extensión la extensión que ocupen estos suelos en la Unión Europea son las siguientes:

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Andosoles dístricos (ANdy): 3,924 Km2

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Andosoles en Europa y los Suelos de Islandia

Este post se basa en una traducción casi literal del capítulo original en ingles que sobre estos suelos se incluye en la monografía “Soils of the European Union”, publicado en 2008 por el Buró Europeo de Suelos (Tóth y colaboradores). Sin embargo, hemos añadido algunos contenidos más de nuestra propia cosecha, así como información de los tipos de suelos que acaecen en Islandia. Excluyendo a este último país, en donde los Andosoles resultan ser el Grupo de Referencia de la WRB que cubre mayores extensiones, este edafotaxa  es minoritario en los países de la Unión Europea (UE), ocupando tan solo un 0,21% de su superficie (8,705 Km2). Los paisajes de suelos más extensos dentro de esta mancomunidad de países se ubican en el Macizo Central Francés, Noroeste de los Cárpatos (Rumania) y en las zonas litorales de Cerdeña e Italia continental, excluyendo algunas islas del Egeo que también los atesoran. Son dominantes en 37 asociaciones cartográficas de suelos y a modo de inclusiones (superficies minoritarias) acaecen en otras 22. En este caso, al contrario que en otros casos previamente analizados, contemplar la edafosfera del conjunto del continente, no aporta edafotaxa adicional alguno a los cuatro subtipos de suelos (al segundo nivel de la WRB 81998) que se han detectado en la UE: Andosoles dístricos, Andosoles úmbricos, Andosoles mólicos y Andosoles Vítricos.

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Mapa de los Andosoles en Europa. Fuente: Bureo Europeo de Suelos, JRC

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Andosoles en Latinoamérica (WRB, 1998)

Si atendamos a los continentes del mundo, América Central y Sur América atesora la mayor superficie de Andosoles del Mundo.  Este tipo de suelos de referencia de la WRB de 1998, cubre aproximadamente entre 35 y 40 millones de hectáreas en Latinoamérica (ver también nuestro post sobre la geografía de los Andsoles). En el amplio artículo de Bautista y colaboradores (Los suelos de Latinoamérica: retos y oportunidades de uso y estudio), se comenta lo siguiente acerca de tal edafotaxa en América Latina. Los Andosoles se localizan, principalmente, hacia el Pacifico, en el sur de México, Centroamérica, Ecuador, Colombia, Perú, Chile y Argentina; son fértiles y tienen un alto potencial agrícola, sin embargo, presentan una elevada fijación de fosfatos que impide que puede ser absorbido por las plantas. Tal problema puede paliarse mediante aplicaciones de cal, sílice, materia orgánica y fertilizantes fosfatados. La labranza en estos suelos suele ocasionar una drástica deshidratación irreversible. Se utilizan en una amplia variedad de cultivos, entre los que destacan la caña de azúcar, tabaco, papa, te, trigo y arroz, en las partes bajas, entre otros. De acuerdo a Bautista y colaboradores, los Andosoles forman parte de los suelos más comunes en: Chile, Ecuador, El Salvador, Guatemala, México, Nicaragua y PanamáRecordemos que su presencia se encuentra asociada a un vulcanismo activo actual o en el pasado reciente.

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Andosol Húmico en Chile. Fuente: Bildarchiv   Boden – Landwirtschaft – Umwelt

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Andosoles: Uso y Manejo (WRB, 1998)

Como ya os hemos comentado en post previos relacionados con los Andosoles, se trata de uno de los Grupos de Suelos de Referencia con mejores propiedades para la producción agrícola en el mundo. Del mismo modo, como os narramos al hablar de su geografía, se circunscriben preferentemente a los enclaves del planeta en donde existe un vulcanismo muy activo, o reciente. El problema estriba en que muchas de estas regiones pertenecen a países poco desarrollados, lo cual impide aplicar las tecnologías oportunas para extraer de ellos todas sus potencialidades. En los trópicos húmedos, generalmente con suelos muy lavados y de escasa aptitud para la agropecuaria, su presencia resulta ser una bendición. Ahora bien, debido a su origen suelen abundar más en zonas montañosas, lo cual a menudo significa que se formen en laderas pendientes proclives a la erosión. Sea como sea, tan solo basta comparar las densidades de población en los Andes, respecto a las selvas húmedas ecuatoriales próximas con vistas a comprobar como desde tiempos precolombinos los primeros han sido muchísimo más poblados, gracias a la fertilidad de estos suelos. Sin embargo, tal hecho no significa que algunos edafotaxa pertenecientes al grupo de los Andosoles, así como ciertos tipos de gestión, causen ciertos problemas técnicos. Cuando mayor sea el potencial tecnológico que atesore un país, más provecho se extraeré de los mismos. Os aderezamos este post con dos fotos tomadas por el impresentable administrador  en el Parque Nacional del Café, del eje cafetero de Colombia. Finalmente también es necesario recordar que esta entrega forma parte de nuestro curso básico sobre los suelos del mundo y su clasificación (WRB, 1998). Seguimos pues con la traducción al español castellano realizada por Javier Manríquez Cosío de la monografía Lecture notes on the major soils of the world.

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Cultivo de Café sobre Andosoles. Colombia. Foto: Juan José Ibáñez

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Los Andosoles (WRB 1998): Suelos Volcánicos

Los Andosoles son los suelos volcánicos por antonomasia. Se forman sobre cenizas y vidrios volcánicos, así como a partir de otros materiales piroclásticos. Cuando son jóvenes atesoran colores oscuros, siendo altamente porosos, ligeros, permeables, de buena estructura y fáciles de trabar. Su fertilidad es considerable, aunque padecen algunas limitaciones que posteriormente detallaremos. Se trata de suelos muy aptos para la agricultura si las condiciones del relieve lo permiten. Como es lógico, su ubicación se circunscribe generalmente a las regiones con volcanismo activo o no muy antiguo. Tradicionalmente han sidouna bendición para las culturas aborígenes y los pueblos en vías de desarrollo, que se suelen instalar sobre ellos a pesar de los riesgos naturales que amenezarán a sus moradores y asentamientos. Con vistas a corroborar este aserto, basta con analizar las densidades de población, por ejemplo, en los países de Suramérica, en los cuales las cordilleras andinas con volcanes activos son bordeadas por las tierras muy poco fértiles típicas de los bosques ecuatoriales.  

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Capas sucesivas de cenizas volcánicas que entierran Andosoles incipientes. Nevado del Ruiz, Colombia. Fuente Juan José Ibáñez

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Paisajes Volcánicos

El vulcanismo y los  volcanes son, sin duda alguna, uno de los fenómenos de la naturaleza más sugerentes y atrayentes, aunque nos genere un lógico temor. Aunque a escala humana a demás de fascinantes causan inquietud, cuando no pavor, ya os explicamos en otro post que también han sido una bendición para la evolución de las culturas neolíticas (“hombres, volcanes y terremotos ¿porqué los humanos se asientan en áreas tectónicamente activas?“). Con vistas a entender el vulcanismo resulta imprescindible comprender la tectónica de placas. En realidad, y aunque el origen subyacente es común, existe una gran variedad de paisajes, modelados y litologías distintas, conforme al tipo de vulcanismo al que un documento se refiera. Más aun, incluso para un mismo tipo de sistema “eruptivo”, pequeños matices pueden dar lugar a resultados muy dispares como os narramos en nuestro post: “tipos de islas: clasificación de sistemas insulares”. Ahora bien, tampoco se debe negar que otros patrones si parecen ser constantes (ver post: “ecología y suelos en sistemas insulares: área y relieve” y “biogeografía y edafogeografía de islas: el Efecto de las islas pequeñas”. En la presente entrega, por tanto, realizaremos una introducción que, por “pura necesidad” debe ser considerada no exhaustiva. Os recordamos que nos encontramos en nuestro curso básico sobre los suelos del mundo y su clasificación (WRB, 1998) (ver abajo referencias y post editados hasta noviembre de 2011). Seguimos pues con la traducción al español castellano realizada por Javier Manríquez Cosío de la monografía Lecture notes on the major soils of the world  que contiene un capítulo que versa sobre este tema, con anterioridad a describir los Andosoles.

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Volcán Chaitén (Chile) en Erupción. Fuente: The Political Bandit

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