Para mucho tiempo, la ciencia estuvo de acuerdo que era imposible que en las selvas de la Amazonia podrían surgir civilizaciones avanzadas. La evolución de grandes ciudades había sido impensable ya que el mantillo en los bosques era demasiado bajo para asegurar una alimentación adecuada para miles de personas. En las selvas tropicales prevalece el tipo de suelo “Ferrasol”. Una palabra que se compone de “Ferrum” para hierro, “Alumen” para aluminio y “Sol” para la tierra. Estso suelos son fuertes resistidos por millones de años de calor, humedad y carancia. Por eso no hay casi ningunos minerales desmoronados en el suelo, de cuales nutrientes para el suelo podrían ser ganados. Concentraciones de aluminio son tan alto ya, que sería tóxico para los cultivos.
Sin embargo, no se encuentra un paisaje escaso en estos terrenos, pero bosques exuberantes con una gran diversidad de flora y fauna. El potencial de estos bosques se encuentra en un mantillo fino, que libera a los nutrientes y los mantiene en densa interacción con las plantas del bosque dentro del sistema. Por supuesto, este ciclo complejo de nutrientes y agua es extremadamente sensible. Si la selva está talada, el humus disminuye dentro de muy poco tiempo y los nutrientes son enjuagados con la lluvia.
Ya en los años 1960 investigadores descubrieron en la confluencia del Amazonas, Río Negro y Madeira, restos de grandes civilizaciones precolombinas. Eso propuso un acertijo para los investigadores. ¿Cómo podrían culturas grandes, garantizar una seguridad de alimentos cuando hay suelos tan infértiles? Años más tarde encontraron la respuesta por estudios de suelo. Se encontró “Terra Preta do Indio”. Suelos negros, enormes y muy nutritivos, que perseveraron más de 2.000 años en los territorios. Todavía fértiles, son la razon por la supervivencia de miles de personas. Los mantillos hasta dos metros consistieron de restos de carbón, cerámica, huesos, heces humanos, ceniza y pescado. Con el tiempo y con esta mezcla de residuos orgánicos, el mantillo enorme se había formado.
Terra Preta fue descubierto, así como la curiosidad sobre su creación y la transferencia de saber hasta nuestros campos. Publicaciones, investigaciones, y experimentos de imitación sobre el carbón vegetal, llamado Biochar, aumentaron costantemente durante las últimas dos décadas. El Biochar es considerado como uno de los ingredientes más importantes del Terra Preta. Debido a su alto contenido de carbono, se considera especialmente resistente y por eso es una característica especial del Terra Preta. Pero el Biochar solo no es fértil. Para que las características del carbón se muestran, hay que cargar el carbón. Eso significa que el carbón debe ser “alimentado” con nutrientes y micro organismos, durante diferentes pasos y procesos. La compostaje o la fermentación son procedimientos típicos aquí.
¿Qué características especiales tiene el carbón vegetal y cómo se puede ganar? El carbón vegetal es por definición un producto manufacturado por un proceso de pirólisis de materias primas vegetales que se distingue por su producción ecológica y sostenible. Se habla de la pirólisis cuando biomasa está carbonizada bajo la restricción de oxígeno. Las moléculas de cadena larga de las células vegetales rompen y los gases volátiles de la biomasa escapan. Se produce calor y la estructura básica carbonosa de la biomasa con sus características especiales queda. Minerales de la biomasa original están ligados a los poros y a la superficie del Biochar.
El Biochar se destaca por su estructura muy porosa. Resultando en una superficie específica y enorme con más de 300 m² por gramo. A causa de esta característica es posible que el Biochar puede absorber hasta cinco veces de su propio peso en agua y sustancias disueltas en ella. La llamada capacidad de adsorción del Biochar, que puede variar, dependiendo de la temperatura durante el proceso de pirólisis y qué biomasa esta elegida. La capacidad de adsorción del carbón es generalmente mejor si se ajusta una temperatura entre 450 y 700 °C durante la producción.
Otra característica beneficiosa del Biochar es su capacidad de intercambio catiónico, también debido a su porosidad. La capacidad de intercambio catiónico es una medida de la pedología, describiendo la capacidad de guardar iones positivos en la superficie, haciendolos disponibles para plantas y microorganismos. Un valor elevado de la capacidad de intercambio catiónico garantiza que menos minerales, pero también, menos nutrientes orgánicos están erosionados del suelo. Además, asegura una mayor disponibilidad de nutrientes en el suelo.
El Biochar tiene aún más caracterísicas beneficiosas en la aplicación como medio para mejorar al suelo. Por ejemplo puede mejorar, considerablemente, la capacidad de almacenamiento de agua y la aireación del suelo. La mejor aireación del suelo, al mismo tiempo, permite una mejor actividad de las bacterias de nitrógeno. Por lo cual, el escape de emisiones de metano y óxido que son perjudiciales para el clima, puede ser reducido.
El Biochar ofrece, como ya mencionado, un hábitat protegido en sus nichos para bacterias de suelo, debido a su estructura. Por lo cual la aplicación de nutrientes para plantas también está activada. La capacidad adsorbente elevada también conduce a un almacenamiento de sustancias tóxicas del suelo (por ejemplo metales pesados). El almacenamiento en la superficie específica del carbón, garantiza que esas sustancias tóxicas ya no están disponibles para las plantas. Además, protege a las plantas y a las aguas subterráneas de contaminaciones.
Como ya se ha mencionado, consiste el Biochar principalmente de carbono que solo está reducido poco o en absoluto por los microorganismos. Cuando el Biochar está hundido en el suelo, queda una parte de más de 80% del contenido de carbono estable para más de 1.000 años. El descubrimiento de Terra Preta puede ser visto como un ejemplo. Hoy en día, después de 2.500 años, el contenido de Biochar en el suelo puede aún ser demostrado. Esa resistencia enorme del Biochar conduce a que el CO2 absorbido por la planta, está extraído de la atmósfera. En consecuencia, el cambio climático está reducido.
Otro potencial del secuestro de carbono se encuentra en el propio proceso de pirolisis. Biomasa está carbonizada hasta 40% de puro Biochar. Eso significa que el carbono de la biomasa no se convierte completamente en CO2 y entra en la atmósfera. Pero gran parte del carbono sigue ligado en el Biochar. Esto puede afectar el clima positivamente.
Cuando el Biochar se inserta en el suelo queda allí estable para milenios. El carbono del Biochar está quitado del ciclo de carbono por que no se convierte por combustión o putrefacción en CO2 o CH4 (metano).
