BIOCHAR

Un residuo dalle mille risorse

Dalla pirolisi rimane un residuo solido chiamato biochar: si tratta di biocarbone vegetale, un composto granulare organico che riesce ad incamerare un’alta percentuale di CO2, pari a circa la metà dell’anidride carbonica della materia decomposta, evitandone quindi il rilascio in atmosfera.
Grazie alle sue caratteristiche si sta rivelando utile in numerosissimi campi, diventando così da materiale di scarto a materia utile, ecologica ed economica.

AGRICOLTURA

il biochar sta trovando un buon impiego nell' agricoltura: risulta essere un ottimo ammendante, con proprietà che migliorano il contenuto organico e la struttura dei suoli ma anche la capacità di ritenzione idrica e di nutrimenti.
In questo modo i terreni avranno un minor bisogno di acqua visto che riusciranno a trattenerne di più, così come di concimi: infatti trova sempre più conferme nel campo dell' agricoltura biologica in tutto il mondo.

Un esempio concreto di applicazione lo si può osservare al Brooklyn Navy Yard, imponente stabilimento industriale di New York, attualmente popolato di artisti, architetti, artigiani e persone che crescono ortaggi biologici su fattorie-tetto proprio utilizzando biochar nel terreno, con ottimi risultati.

VETERINARIA

Sempre per lo stesso principio di riuscire a trattenere l’anidride carbonica della materia decomposta sta trovando impieghi anche in veterinaria: aggiungendolo ai mangimi animali, infatti, si può ridurre le emissioni di metano dei ruminanti che, dopo le produzioni risicole, sono la seconda voce passiva nel bilancio di queste emissioni e quindi una tra le cause dell' effetto serra.

I gruppi di animali nella cui dieta è stato aggiunto il biochar hanno mostrato vari effetti positivi, come l' assorbimento delle tossine ed una digestione e valori del sangue migliori: probabilmente grazie ad un aumento del Ph, visto che la maggior parte dei tipi di carbone vegetale presenti in natura sono principalmente alcalini.


EDILIZIA

Il biochar ha avuto ottimi riscontri anche nel campo dell' edilizia grazie alle sue ottime proprietà di bassa conduttività termica e capacità di assorbire umidità. Infatti, mescolato ad argilla o malta di cemento, è un ottimo coibentante ed un eccellente regolatore dell'umidità interna degli edifici: impedisce all'aria interna di seccarsi eccessivamente, previene la formazione di muffe, assorbe odori e tossine e perfino radiazione elettromagnetiche.
Oltre a trattarsi chiaramente di riciclo di un materiale di scarto dalle numerose e grandi proprietà ha anche un costo molto competitivo rispetto agli altri materiali edili: solo 0.02 €/kg, mentre per il cemento siamo a 0.2 €/kg, per l' acqua 1.44 €/kg e per la sabbia 0.06 €/kg.

COSMESI

oltre ad essere presente nei cosmetici decorativi, il biochar è incorporato a fine lavorazione nei saponi, per ottenere il così detto sapone nero, con eccellenti proprietà seboregolatrici, purificanti ed esfolianti.

Maschere facciali contenenti biochar stanno avendo un grande successo: hanno una grande capacità di assorbire sostanze dannose dalla pelle, come l' inquinamento presente nell'aria e di eliminare i punti neri.



ALIMENTARI

Viene anche utilizzato come colorante alimentare (E 153): oltre al suo notevole impatto visivo, apporta anche effetti benefici nell'organismo.
Le fibre vegetali dopo la pirolisi diventano porose ed acquistano la capacità di assorbire gas intestinali e, dopo aver svolto questa funzione, vengono eliminate migliorando così i problemi intestinali.
Sembra abbiano anche effetti positivi sui livelli di colesterolo nel sangue e sui valori di glicemia.

CARTA PER IMBALLAGGI ALIMENTARI

Si sta studiando come utilizzare il biochar per realizzare carta e cartone: troverebbe così impiego per realizzare confezioni ed imballaggi ecosostenibili, soprattutto adatti alla conservazione del cibo grazie alla sua capacità di assorbire etilene (ormone vegetale che induce la degradazione delle cellule) e ritardando così la maturazione di frutta e verdura e, assorbendo l'umidità, preserverebbe i cibi dalla formazione di muffe e funghi.
Grazie alla bassa conduttività termica, scatole o bicchieri realizzati con biochar potrebbero mantenere più a lungo la temperatura di alimenti e bevande calde o fredde, rendendolo molto utile per gli imballaggi destinati all' asporto.

PURIFICA DI ACQUA E TERRENI

Grazie alla capacità del biochar di sequestrare contaminanti, siano questi inorganici (metalli, sali) oppure organici (insetticidi, erbicidi, antibiotici) si è rivelato un utile alleato nella bonifica di terreni e come filtro purificante per le acque.
La superficie del biochar presenta infatti gruppi funzionali contenenti ossigeno che, in base al pH del suolo o dell'acqua, possono catturare metalli per formare complessi.
Per quel che riguarda i contaminanti organici entrano in gioco anche le capacità di formare legami chimici con gruppi funzionali negli strati superficiali, mentre per i contaminanti non polari avviene grazie all’effetto idrofobico.
La formazione di questi complessi e le interazioni elettroniche possono portare alla “stabilizzazione” dei contaminanti nel suolo, impedendone l’ingresso nelle piante e nella catena alimentare e riducendone così la tossicità per invertebrati, animali e microrganismi.

SUPERCONDENSATORI CON ELETTRODI IN BIOCHAR

Uno degli ostacoli maggiori per la diffusione delle fonti rinnovabili è la scarsa disponibilità di sistemi di accumulo energetico economici e a basso impatto ambientale: i supercondensatori, utilizzabili sia per le batterie delle automobili ibride/elettriche che per i sistemi di accumulo per fonti energetiche rinnovabili e intermittenti, presentano infatti ancora costi molto alti, nonostante il tasso di crescita di questi dispositivi sia avanzato del 20% nell’ultimo anno.

La ragione di questi costi elevati è da ricercare soprattutto nel tipo di materiali impiegati per la realizzazione dei supercondensatori: sono generalmente costituiti, oltre che da un separatore e da un elettrolita, da due elettrodi di materiale vario ricoperti di carbone attivo ad elevata area superficiale.

In particolare, i carboni attivi necessari per gli elettrodi sono materiali costituiti prevalentemente da microcristalli di grafite, trattati in modo da presentare una struttura porosa con una vasta area superficiale interna. Queste qualità microstrutturali conferiscono al carbone attivo le caratteristiche di un eccellente adsorbente. La produzione di carbone attivo può avvenire a partire da una vasta gamma di materiali, ma richiede necessariamente l’impiego di processi industriali con impatto ambientale non trascurabile.

Il Biochar rappresenta così un materiale sostenibile ed a buon mercato, in quanto si tratta semplicemente di un carbone vegetale ottenuto come sottoprodotto dalla pirolisi di diversi tipi di biomassa vegetale: il gruppo di lavoro del Stevens Institute of Technology Chemical Engineering ha progettato e realizzato un prototipo di supercondensatore con elettrodi ricoperti di biochar, dimostrando la fattibilità dell’impiego di questo materiale come alternativa al carbone attivo e dimezzando i costi rispetto all' utilizzo di un carbone attivo, utilizzando inoltre un materiale di scarto.