La pirolisi della legna è il riscaldamento della legna ma anche di anche resti animali in assenza di ossigeno. Invece la combustione è la liberazione di calore in presenza di ossigeno.
Origine pirolitica del Biochar
Dalla pirolisi della legna si ottiene il biochar o carbone vegetale o carbonella.
Perchè si brucia la legna? Perchè il processo termico è il modo più semplice per utilizzare la lignina, che è difficilmente utilizzabile. Nota bene la lignina costituisce il 30% del legno anidro, senza acqua.
Oltre al biochar o carbonella si produce anche il tar (catrame e pece, meno del 5%), e il bio-olio.
La composizione del biochar
Il carbone vegetale ha un 10%-60% di ceneri e almeno un 20% di carbonio, con un rapporto C/N prossimo a 200. Il biochar è suddiviso in 3 classi di qualità:
| classe | 1 | 2 | 3 |
| ceneri | <10 | >10<40 | >40<60 |
| carbonio | >60 | <60>30 | <30>20 |
classi di carbone vegetale
Gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) del carbone vegetale devono essere inferiori a 6 ppm.
Il biochar distribuito nel suolo non apporta nulla, se non nel lungo periodo.
L’azione del biochar si deve per la sua porosità, la sua capacità di scambio cationico e la sua capacità di alcalinizzare i terreni acidi.
La porosità del biochar
Il biochar è poroso, quindi con grande superficie di contatto, molto simile alle argille come la Caolinite che ha una superficie di 5 m2/grammo e la Na-Montomorillonite 750 m2/grammo: bastano 10 grammi per eguagliare un campo di calcio. Quanto maggiore è la temperatura della pirolisi, maggiore è la porosità: a 450° sarà più simile a una Caolinite, a 750° sarà più simile a una Montomorillonite.
La capacità di scambio cationico del biochar
Un biochar prodotto ad alte temperature ha un basso scambio cationico CSC: 40 mmol/kg (a 700°C), contro 300 mmol/kg (a 300°C). Un biochar prodotto velocemente ha un basso scambio cationico CSC: 30 mmol/kg (veloce), contro 250 mmol/kg (lento). L’invecchiamento del biochar e quindi la sua ossigenazione, aumenta lo scambio cationico. Invece con l’invecchiamento del biochar diminuisce lo scambio ionico.
Ogni biochar è diverso, perchè è diversa la biomassa di provenienza, ad esempio un biochar di guscio di arachidi ha un CSC triplo del legno di conifera.
La capacità alcalinizzante del biochar
Il biochar alcalinizza il terreno, quanto maggiore è la temperatura di produzione, tanto più innalza il pH del terreno. L’alcalinizzazione dei terreni acidi migliora la disponibilità dei nutrienti.
Quanto biochar o carbone vegetale nel terreno
Il biochar o carbone vegetale è un ammendante, se ne apportano 20 t/ha, talora fino a 10 volte tanto. Nel biochar il rapporto C/N è prossimo a 200, è cioè troppo povero di azoto, per cui una concimazione azotata sul biochar è benvenuta. Il carbone vegetale trattiene i fertilizzanti e l’acqua che vengono lentamente rilasciati.
Il biochar è ammesso dal D. Lgs. 75/2010 degli ammendanti/fertilizzanti, pubblicato nella Gazzetta ufficiale, Serie generale n° 186 del 12-8-2015, Tabella 2.
Il biochar depuratore
Per questa sua capacità assorbente, il biochar viene utilizzato nelle bonifiche ambientali, perchè trattiene gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA), i metalli pesanti.
Il carbone vegetale con solfato di ferro aumenta il potere assorbente dei fosfati, fino a dodici volte.
Il carbone vegetale con rame bonifica i terreni destinata alla coltivazione di agrumi.
Il biochar capta CO2 e N2O
Il biochar distribuito sul terreno capta il carbonio della CO2 dell’aria: ogni ton/ha di carbonio apportato dal biochar capta 3,3 t/ha di CO2.
Il biochar sul suolo capta anche l’ossido di diazoto dell’aria, N2O o protossido di azoto.
Il biochar da pirolisi animale
Il biochar derivato da scarti di macello, soprattutto le ossa, apporta grandi quantità di fosforo.
Nella pirolisi viene prodotto anche syngas.
Per approfondimenti:
Contatti: Silvia Baronti
Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per la Bio‐economia (CNR‐IBE)
silvia.baronti@ibe.cnr.it; segreteria@ichar.org