Biochar para aplicaciones industriales.
La tecnología de carbonización proporciona soluciones multifacéticas para fines industriales. Las áreas de aplicación para productos de carbono hechos de materias primas renovables son extremadamente diversas y están creciendo rápidamente. Ya se utilizan en las siguientes industrias:
Industria alimentaria (colorantes, conservantes), industria cosmética (colorante, propiedades de adsorción), industria automotriz (filtro de cabina, aire acondicionado, propiedades de adsorción, tinte), industria eléctrica (semiconductores, baterías), industria de la construcción (material de construcción con propiedades de aislamiento y tampón de humedad), metalurgia (agente reductor).
Biochar como material de construcción
Entre las propiedades funcionales del Biochar en la construcción tenemos:
Made of Air es un nuevo material radical de una iniciativa alemana, basado en Biochar diseñado para combatir el cambio climático. Hecho de 90% de carbono atmosférico, este material es una alternativa sostenible para su uso en construcción, interiores, muebles y más.
Para mas detalles sobre el Biochar como material de construcción revisar los siguientes Links:
https://www.madeofair.com/applications.html
http://www.elegantembellishments.net/made-from-air/
http://www.iaacblog.com/programs/eco-friendly-materials-biochar-bricks/
http://www.iaacblog.com/programs/terra-preta-_-radical-cementitious-approach/
http://www.iaacblog.com/programs/cast-in-carbon/
Bienestar- cama y almohada Biochar
Biochar se usa en relleno para colchones y almohadas. En estos casos adsorbe la transpiración y los olores, protege contra la radiación electromagnética (electrohumedad) y elimina los iones negativos de la piel. Además, actúa como un aislante térmico que refleja el calor, lo que permite un sueño confortable sin acumulación de calor en verano. En Japón, las almohadas se han llenado con biochar durante mucho tiempo. Se supone que esto previene el insomnio y la tensión del cuello.
Biochar en la industria textil
El Biochar ya se está usando como aditivo funcional para ropa interior aislamiento térmico para ropa funcional- desodorante para suelas de zapatos. En Japón y China, los biochars a base de bambú ya se están tejiendo en textiles (Lin et al. 2008) para obtener mejores propiedades térmicas y de respiración y para reducir el desarrollo de olores a través del sudor. Se persigue el mismo objetivo mediante la inclusión de Biochar en suelas y calcetines con incrustaciones. La tela con Biochar puede eliminar las toxinas y matar las bacterias.
Biochar en la conservación de alimentos
En esta área el Biochar sirve para: regulación de la humedad, anti-bacteriológico, adsorción de etileno, entre otros.Se pronostica que la industria del embalaje sostenible crecerá a más de USD $ 244 mil millones para 2018 (Rodden, 2012).
Extienda la vida útil del producto: ciertas frutas y flores son altamente susceptibles a la maduración prematura debido al etileno, una hormona natural de la planta que promueve la degradación celular. Como el Biochar puede absorber etileno, (Abe & Watada, 1991) el Biochar agregado al empaque de frutas como plátanos o kiwis podría ayudar a aumentar su longevidad.
Empaques para frutas y verduras en cajas de biochar duplican su vida útil, luego se compostan las cajas con las sobras y estaría haciendo Terra Preta en su casa.
Las compañías japonesas ya han inventado un material de tejido a base de Biochar llamado ‘umezumi’ hecho de huesos de ciruela (semillas) que tiene propiedades de desodorización y absorción de vapor.
Los usos para este papel incluyen suelas de zapatos, forros para cajones o refrigeradores, y protectores para colchones, entre otras posibilidades.
Biochar Gourmet
Biochar en la industria cosmética
Biochar para el control de olores en el hogar
Biochar en el cuidado de animales
El Zanzibar de Tanzania, colobo rojo o Procolobus kirkii come carbón de leña. Estos animales tienen estómagos adaptados que les permiten alimentarse de hojas. Comen carbón para desintoxicarse de los venenos (principalmente compuestos fenólicos) obtenidos de su dieta a partir de hojas de árboles.
El proceso de suplementación de Biochar en piensos ha sido conocido por mejorar el crecimiento, rendimiento y función intestinal de animales terrestres y acuáticos (Mekbungwan et al., 2004; Ven et al.2006; Thu et al., 2010).
Como aditivo alimentario, mejora la salud de los animales y reduce la acumulación de olores.
El biochar como aditivo alimenticio (carbón alimenticio) regula el equilibrio de nutrientes en el tracto intestinal. Las bacterias colonizan más, aumentan la efectividad del alimento. El carbón vegetal ingerido une toxinas en el sistema digestivo. Los animales se mantienen sanos, vitales y equilibrados. Los costos de veterinarios y medicamentos disminuyen.
El 90% del Biochar producido en Europa se utiliza en esta área. Ya sea que se mezcle con alimento, se agregue a los desechos o se use en el tratamiento de la suspensión, el efecto positivo del Biochar se hace evidente rápidamente. La salud y, en consecuencia, el bienestar del ganado mejoran en poco tiempo. Con respecto a los olores desagradables y la pérdida de nutrientes, el uso de Biochar podría incluso anunciar una nueva era de la ganadería, cerrando los ciclos agrícolas de la materia orgánica (Achim Gerlach y Hans-Peter Schmidt).
Para mas detalles sobre el uso del Biochar en ganadería revisar el siguiente Link: http://www.ithaka-journal.net/pflanzenkohle-in-der-rinderhaltung?lang=en
Allí en el Ithaka-journal conseguimos una serie de artículos sobre el biochar en avicultura(al final de este artículo hacen un comentario sobre el cuestionamiento fundamental que deberíamos hacernos respecto a la cría de animales.
http://www.ithaka-journal.net/pflanzenkohle-in-der-rinderhaltung?lang=en
Si desea ver una lista extendida de los usos sostenibles del Biochar en propósitos industriales puedes revisar los siguientes Links:
http://www.ithaka-journal.net/55-anwendungen-von-pflanzenkohle?lang=en
https://www.biochar-journal.org/en/ct/15
TRES ESTUDIOS SOBRE LA SINERGIA ENTRE BIOCHAR Y LOMBRICULTIVO EN LA BIORREMEDIACIÓN
1.- Eisenia foetida (lombriz roja californiana) y biochar alivian sinérgicamente el contenido de metales pesados durante la valorización de los biosólidos mejorando la calidad del vermicompost
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969719324234
En este estudio se reflejó lo siguiente:
• Las lombrices de tierra y el biochar disminuyeron el contenido de metales pesados en vermicompost.
• Vermicompost podría servir como medio hortícola y enmienda orgánica para suelos degradados.
• Biochar aumentó la producción de capullos, la tasa de crecimiento y la tasa de reproducción de Eisenia foetida .
• El vermicompostaje aumentó la concentración de macronutrientes en el vermicompost final.
2.- Biochar y lombrices de tierra trabajando en conjunto: oportunidades de investigación para la biorremediación del suelo
Juan C. Sánchez-Hernández aKyoung S. Ro bFrancisco J. Díaz c
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.06.212Obtenga derechos y contenido
Resumen
El uso intensivo de agroquímicos se considera una de las principales amenazas para la calidad del suelo. En un intento por mitigar sus efectos secundarios sobre organismos no objetivo y el funcionamiento del suelo, muchas metodologías de ingeniería y remediación biológica están disponibles actualmente. Entre ellos, el uso de biochar, un material carbonoso producido a partir de la biomasa pirolítica, representa una opción atractiva que mejora tanto la remediación como el potencial de almacenamiento de carbono en el suelo. El uso de procedimientos biológicos para activar el biochar con enzimas extracelularesestá ganando aceptación principalmente debido a su naturaleza ecológica y rentabilidad. En estas estrategias, los microorganismos juegan un papel clave como fuente de enzimas extracelulares, que se retienen en la superficie del biochar. Recientemente, varios estudios señalan que la macrofauna del suelo (lombrices de tierra) puede actuar como un vector biológico que facilita la adsorción de enzimas en el biochar. Este documento presenta brevemente las metodologías actuales de bioactivación de biochar y los mecanismos subyacentes al recubrimiento del biochar con enzimas. Luego, proponemos un nuevo modelo conceptual que utiliza lombrices de tierra para activar el biochar con enzimas extracelulares. Este nuevo modelo de lombriz de tierra y biochar puede usarse como marco teórico para producir un nuevo producto “vermichar”, vermicompost producido a partir de materia prima mezclada, lombrices de tierra y biochar que puede usarse para mejorar la calidad del suelo y eliminar los contaminantes del suelo. Este modelo también se puede utilizar para desarrollar tecnologías innovadoras de “vermiremediación” in situ utilizando los efectos beneficiosos de las lombrices de tierra y el biochar.
3.- Activación de biochar con exoenzimas inducidas por lombrices de tierra: una nueva estrategia funcional para la promoción de la calidad del suelo
Juan C. Sánchez-Hernández– Universidad de Castilla-La Mancha.
- Juan C. Sánchez-Hernández, marzo 2019
Resumen
La activación del biochar (material carbonoso generado por la pirólisis de biomasa) con enzimas extracelulares generadas a partir de procesos biológicos del suelo se estudió a través de un microcosmos de 2 meses utilizando lombrices de tierra. El aislamiento de partículas de biochar (biochar posincubado) de los suelos tratados con lombrices de tierra permitió confirmar un enriquecimiento de biochar con enzimas extracelulares asociadas a biogeoquímicos (fosfatasa alcalina, β-glucosidasa y arilsulfatasa) y vías de biorremediación (carboxilesterasa). La actividad hidrolítica de este biochar incubado con lombrices de tierra fue hasta 8 veces mayor en comparación con la del biochar control (incubado en suelos libres de lombrices).
Biochar mitiga el impacto de los pesticidas en las actividades de las enzimas del suelo
… Su alta porosidad y su gran área de superficie, así como la gran variedad de grupos funcionales en su superficie explican su capacidad para adsorber iones y macromoléculas (Pignatello et al., 2017). Recientemente, algunos investigadores han inmovilizado enzimas extracelulares del suelo en la superficie del biochar (Jaiswal et al., 2018;Sánchez-Hernández, 2018), lo que podría explicar por qué algunas actividades enzimáticas aumentan su estabilidad en suelos modificados con biochar cuando se exponen a estresores ambientales (Elzobair et al., 2016). Aprovechando las lombrices de tierra y el biochar, postulamos que su interacción sinérgica puede ser la base para desarrollar un sistema de vermiremediación autosostenible con los gusanos como proveedores de enzimas, y el biochar como plataforma para estabilizarlos, extendiendo su vida media en los suelos…
Biochar aplicado en la acuicultura
Revisión de algunos estudios sobre el Biochar aplicado en la acuicultura.
Eliminación de amonio de piscifactorías por biochar obtenido de paja de arroz: estudios de isoterma y cinética para la adsorción de amonio (Ahmed Khalil, 2018).
Evaluación de Biochar como filtro Abio para su aplicación en sistemas comerciales de cultivo de peces (Sorur, 2014); este autor menciona que el Biochar se usa comúnmente para la absorción de metales pesados en los suelos y el agua, por lo que disminuye el nivel de éstos en la carne de pescado y mejora el rendimiento de crecimiento, la productividad e incubabilidad, así como la inmunidad de los peces contra diferentes enfermedades (Sorur, et al., 2014).
Otros estudios disponibles sobre aplicaciones del biochar en la acuicultura son:
Interacción de Biochar dietario sobre el desempeño del crecimiento y la tasa de supervivencia en la etapa larval temprana de la trucha marrón, Salmo trutta (Delsouz, 2017). En ese estudio se encontró que el Biochar dietético tuvo un efecto sinérgico en la mejora del rendimiento del crecimiento y la supervivencia de la trucha marrón (Salmo trutta).
El proceso de suplementación de Biochar en piensos ha sido conocido por mejorar el crecimiento, rendimiento y función intestinal de animales terrestres y acuáticos (Mekbungwan et al., 2004; Ven et al.2006; Thu et al., 2010).
Otro estudio observó que el alimento con Biochar o carbón vegetal aumentó la tasa de crecimiento del bagre rayado (Pangasius hypophthalmus) y mejoró la calidad del agua (Trinh, et al., 2015), en este estudio las tasas de crecimiento aumentaron un 36% al agregar Biochar al alimento y en un 44% con carbón vegetal. No hubo beneficios al agregar Biochar o carbón vegetal al agua. En contraste, agregar carbón vegetal al agua tuvo un efecto negativo en la ingesta de alimento, la tasa de crecimiento y la supervivencia. La relación peso / talla en el pez al final del experimento fue un 25% mayor cuando se añadió Biochar o carbón vegetal a la alimentación, lo que indica una mayor relación carne / hueso debido a la mayor velocidad de crecimiento con la adición de Biochar o carbón vegetal. Los niveles de nitrógeno amoniacal (TAN), nitrito (NO2, fosfato (PO43) y demanda química de oxígeno (DQO) en el agua del tanque se redujeron al agregar Biochar o carbón vegetal al alimento, pero no al agua.
El papel del Biochar (y el carbón vegetal) para facilitar la formación de biopelículas como hábitat para la microbiota intestinal podría ser la explicación de las mejores tasas de crecimiento registradas con Biochar y carbón vegetal agregado a la dieta. Sin duda, los peces albergan una amplia gama de microorganismos en su tracto digestivo, donde influyen en una amplia gama de procesos y juegos biológicos del huésped, roles críticos en el desarrollo y la salud, incluidos los procesos digestivos (Romero, et al., 2014; Ringo, et al., 2014). La mayoría de estos procesos parecen aplicarse a través de invertebrados.
El papel de la microbiota en el tracto digestivo de los peces parece ser similar al descrito para humanos y animales en general (Romero, et al., 2014). De hecho, la microbiota intestinal produce otra serie de reacciones en el animal, incluido el control de la digestión y el metabolismo, y también interacciones con el sistema inmunológico. En el intestino humano, la microbiota es tan influyente que los animales son tratados como superorganismos (Eberl, 2010), porque el número de células microbianas en la microbiota es igual o superior al número total de células animales (Eber, 2010).
La mayoría de los microbios en el intestino están presentes como biopelículas microbianas (Bevins y Salzman, 2011) que se adhieren a las partículas sólidas de alimentación o a la pared celular epitelial del intestino.
El Biochar proporciona características al alimento que aumentan el área de superficie de los materiales sólidos en la luz intestinal, permitiendo potencialmente una mayor área de superficie para la formación de biopelículas que a su vez aumenta la velocidad de procesos químicos o los hace más eficientes (Schink y Thauer, 1988; ver también Leng, 2014).
El Biochar tiene un área de superficie enorme (Lehmann y Joseph, 2009) y el aumento en la producción visto en el pez gato que recibió Biochar en el pellet podría deberse a este factor, es una hipótesis similar a la que se presenta para los beneficios del Biochar en rumiantes cuando se agregó Biochar a su alimentación (Leng et al., 2014).
La implicación es que la provisión de biochar aumenta la tasa y posiblemente el alcance de la digestión del alimento proporciona un hábitat para la microbiota intestinal que luego se vuelve más eficiente y los animales pueden aumentar el consumo de alimento, posiblemente alimento digerido y la eficiencia de la utilización del alimento.
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