La rivoluzione silenziosa dell’agricoltura e dell’edilizia. Scopri come il biochar sta rigenerando i suoli esausti e offrendo una soluzione sostenibile e certificata per il sequestro di carbonio e l’efficienza dei materiali da costruzione.
Il biochar è un ammendante agricolo di origine vegetale, una forma di carbone ottenuta attraverso un processo di conversione termochimica. Il suo utilizzo sta diventando fondamentale per l’agricoltura sostenibile e l’economia circolare, grazie alla sua capacità di rigenerare i suoli, aumentarne la fertilità e contribuire alla lotta contro il cambiamento climatico. Oltre a migliorare le proprietà del terreno, il biochar è riconosciuto come una tecnologia chiave per la rimozione del biossido di carbonio (CDR – Carbon Dioxide Removal) dall’atmosfera.
L’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) ha inserito il biochar tra le soluzioni necessarie per raggiungere gli obiettivi climatici globali, sottolineando la sua efficacia e la sua prontezza sul mercato. Vediamo quindi cos’è e come si produce il biochar, e soprattutto quali sono i benefici che apporta in diversi campi.
Cos’è il biochar e come si produce
Come si legge nella pubblicazione “Biochar from Biomass Slow Pyrolysis” dell’IOP Conference Series Earth and Environmental Science, il biochar è una sostanza porosa e ricca di carbonio prodotta dalla pirolisi di biomasse di origine vegetale. La pirolisi è un processo termochimico che scompone i materiali organici ad alte temperature (generalmente tra i 350°C e i 700°C) in assenza di ossigeno. Questo metodo controllato previene la combustione e produce tre elementi principali:
- un gas di sintesi (syngas),
- un olio (bio-oil),
- il biochar solido.
La tipologia di pirolisi, lenta o rapida, determina la proporzione dei prodotti finali. La pirolisi lenta, che opera a temperature più basse (350-450°C) e con tempi di residenza più lunghi, è la più adatta per massimizzare la produzione di biochar, con rese che possono raggiungere il 60% del peso della biomassa originale.
La materia prima, o feedstock, può variare notevolmente e include scarti agricoli, residui forestali, letame, gusci di noccioline o altri materiali ligno-cellulosici. La qualità del biochar finale, comprese le sue proprietà chimiche e fisiche, dipende fortemente sia dal tipo di biomassa utilizzata che dalle condizioni di pirolisi. Questa versatilità nella produzione rende il biochar una soluzione ideale per la valorizzazione di scarti e rifiuti organici, trasformando un potenziale problema di smaltimento in una risorsa preziosa per l’ambiente e l’agricoltura.
Come afferma l’International Biochar Initiative, nel 2023 il biochar ha rappresentato il 94% dei crediti di rimozione del carbonio erogati a livello mondiale. La sua struttura stabile e resistente alla degradazione gli consente di sequestrare il carbonio nel suolo per centinaia o migliaia di anni, creando un ciclo virtuoso che riduce le emissioni e migliora la produttività agricola.
Benefici per il suolo: 6 dati chiave
I benefici del biochar sono molteplici, infatti l’applicazione di biochar al suolo migliora le proprietà fisiche, chimiche e biologiche del terreno in modo duraturo. La sua struttura porosa funge da “spugna” per l’ecosistema del suolo, agendo come catalizzatore per la sua rigenerazione. Per esempio, uno studio condotto in Cina, Vietnam, Iran e Pakistan ha mostrato che l’applicazione di biochar in suoli agrumicoli acidi o impoveriti aumenta la fertilità e la qualità dei raccolti.
In Cina il carbonio organico è cresciuto di oltre il 200% in un anno, in Vietnam 5 t/ha hanno portato a un +50% di resa del pompelmo, mentre in Pakistan si è registrato un sequestro di 34,5 t/ha di carbonio. I frutti risultavano più uniformi, zuccherini e resistenti a stress (siccità, salinità, squilibri nutrizionali). Il biochar ha migliorato ritenzione idrica, disponibilità di nutrienti e colonizzazione microbica utile, con incrementi nell’attività enzimatica e nella presenza di batteri benefici come Azotobacter e Pseudomonas. Ma vediamo nel dettaglio i sei benefici principali del biochar.
Aumento del pH (fino a +2,5 punti)
Il biochar, essendo un materiale basico, è estremamente efficace nel correggere l’acidità del suolo. Come si legge nella ricerca dal titolo “Biochar Alone Did Not Increase Microbial Activity in Soils from a Temperate Climate That Had Long-Term Acidity Stress” del Dipartimento di Agrochemica, Scienze del suolo, Microbiologia e AgriScienze della Mendel University in Brno, in uno studio condotto su suoli acidi dal nome, l’aggiunta di biochar ha portato a un aumento statisticamente significativo del pH, passando da un valore di 4.51 a 5.06 con l’aumento del dosaggio. Questo ha creato un ambiente più favorevole per la crescita delle piante e l’attività microbica. Un effetto cruciale nelle aree ad agricoltura intensiva, dove l’acidificazione è un problema diffuso.
+107 % capacità di scambio cationico
La CEC è la misura della capacità del suolo di trattenere nutrienti cationici essenziali come calcio, magnesio e potassio, proteggendoli dalla lisciviazione. L’aggiunta di biochar aumenta questa capacità grazie alla sua superficie ad alta carica negativa. Un processo di ossigenazione superficiale, ad esempio tramite ozonizzazione, può addirittura aumentare il valore di CEC del biochar di un fattore pari a 7.5, portandolo a valori eccezionalmente alti (109-152 cmol/kg), come dimostrato da una ricerca del USDA (U.S. Department of Agriculture).
+90 % disponibilità di nutrienti (NPK)
Il biochar migliora la biodisponibilità dei nutrienti, inclusi azoto (N), fosforo (P) e potassio (K). Agendo come un serbatoio, riduce la perdita di nutrienti per lisciviazione e volatilizzazione. Studi scientifici hanno dimostrato che l’applicazione di biochar può consentire una riduzione dell’uso di fertilizzanti minerali pur mantenendo rese elevate, ottimizzando così l’efficienza nutrizionale del suolo.
+65 % porosità e +64 % carbonio organico
L’introduzione di biochar aumenta in modo significativo il contenuto di carbonio organico del suolo (SOC). Un esperimento sul campo durato 11 anni ha confermato che l’applicazione di biochar ha aumentato in modo significativo la percentuale di SOC, stabilizzandolo nel lungo periodo. La sua struttura porosa migliora la densità apparente del suolo e la sua porosità, favorendo l’aerazione e la crescita delle radici.
Migliore ritenzione idrica e mitigazione della salinità
La straordinaria capacità di assorbimento del biochar migliora la capacità di ritenzione idrica del suolo. Uno studio pubblicato sull’International Journal of Energy and Environmental Engineering ha rivelato che un’aggiunta del 9% di biochar a un terreno sabbioso limoso è stata in grado di raddoppiare la sua capacità di trattenere l’acqua. Questo è fondamentale per aumentare la resilienza delle colture in aree soggette a stress idrico e siccità, oltre a contribuire alla mitigazione della salinità.
Tabella dei benefici del biochar
| Beneficio | Percentuali di miglioramento |
| Aumento del pH | Fino a +2,5 punti, con esempi da 4.51 a 5.06 |
| Capacità di scambio cationico (CEC) | Aumento fino al 107% e fino a 152 cmol/kg con processi avanzati |
| Disponibilità di nutrienti (NPK) | +90 % disponibilità di nutrienti (NPK). Miglioramento della biodisponibilità, permettendo una riduzione dell’uso di fertilizzanti chimici. |
| Porosità del suolo e Carbonio Organico (SOC) | +65 % porosità e +64 % carbonio organico. Aumento significativo della porosità e stabilizzazione del carbonio nel lungo periodo. |
| Ritenzione idrica | Capacità di raddoppiare la ritenzione idrica in suoli sabbiosi limosi. |
| Riduzione delle emissioni di gas serra | Riduzione delle emissioni di N₂O del 20,8%-47,6% in suoli acidi. |
Applicazioni del biochar
La versatilità del biochar va oltre il suo uso come ammendante agricolo. Si tratta infatti di un prodotto chiave per l’intera industria circolare e un importante strumento per la gestione ambientale. La sua struttura porosa non solo è benefica per il suolo, ma fornisce anche un habitat ideale per i microrganismi utili, aumentando l’attività biologica del terreno.
Ammendante agricolo e additivo per compost
L’uso del biochar in agricoltura è la sua applicazione più consolidata. Oltre a migliorare le rese, contribuisce a una gestione più efficiente delle risorse. Studi condotti a livello globale hanno dimostrato che il biochar è efficace su diverse colture. Ad esempio, è stato osservato che il biochar prodotto da letame ha un impatto maggiore sulle rese (fino al 42%) rispetto a quello proveniente da scarti legnosi o cereali. Il suo effetto è particolarmente pronunciato in suoli a bassa fertilità. Può essere miscelato con compost o letame per creare un fertilizzante più potente: in questo modo si riduce la necessità di ricorrere a concimi chimici limitando la lisciviazione dei nutrienti.
Bioedilizia e filtri per l’acqua
L’industria delle costruzioni è un grande emettitore di CO₂, ma il biochar offre una soluzione promettente per ridurne l’impatto. Aggiunto al calcestruzzo, il biochar agisce come un sequestratore di carbonio a lungo termine, immagazzinando la CO₂ all’interno del materiale stesso. Ricerche recenti come quelle dell’ente Biochareu indicano che l’incorporazione di biochar al 10% in peso può aumentare la resistenza alla compressione del calcestruzzo di oltre il 20%, migliorandone le proprietà meccaniche e la resistenza al fuoco.
Per il trattamento delle acque, la sua elevata superficie specifica e la sua porosità lo rendono un eccellente adsorbente in grado di catturare inquinanti, inclusi metalli pesanti (come cromo e rame) e sostanze organiche. Come si legge in una ricerca della Scuola di Ingegneria Civile della Sountheast University di Nanjing in China, questo lo rende un filtro naturale ed economico per la depurazione di acque reflue e la bonifica ambientale.
Tabella delle applicazioni del biochar
| Settore | Vantaggio principale | Esempi pratici |
| Agricoltura | Miglioramento della fertilità del suolo e aumento delle rese | Coltivazioni di agrumi, cereali, ortaggi; additivo per compost e fertilizzanti. |
| Edilizia | Sequestro di carbonio e miglioramento delle proprietà meccaniche | Componente in miscele di calcestruzzo; isolamento termico e acustico. |
| Trattamento acque | Rimozione di inquinanti e metalli pesanti | Filtri naturali per acque reflue industriali e civili; bonifica di siti inquinati. |
Certificazioni e qualità: standard EBC e IBI
Per garantire l’efficacia e la sicurezza del biochar, sono stati stabiliti standard internazionali. I più riconosciuti a livello mondiale sono l’European Biochar Certificate (EBC) e le norme dell’International Biochar Initiative (IBI). Questi standard volontari offrono una garanzia di qualità per consumatori e produttori. Il certificato EBC, per esempio, stabilisce criteri rigorosi per la produzione sostenibile, limitando la presenza di contaminanti e definendo parametri come il contenuto di carbonio, la composizione elementare e il pH. In Svizzera, la certificazione EBC è obbligatoria per il biochar destinato all’agricoltura, a dimostrazione del suo ruolo cruciale nel garantire pratiche sostenibili e la sicurezza del prodotto. L’IBI, a sua volta, lavora per standardizzare le caratteristiche del biochar per migliorare la fiducia del mercato e supportare la crescita dell’industria a livello globale.
Video: Meno stress idrico in vigneto grazie al biochar: il progetto B-Wine
Il processo di produzione del biochar, sebbene complesso a livello tecnico, si basa sul principio semplice della pirolisi. Un processo che, come illustrato nel video che segue, trasforma la biomassa in un materiale stabile e prezioso per l’agricoltura e l’ambiente.
In sintesi
Ecco i benefici del biochar:
- Aumenta il pH del suolo fino a 2,5 punti.
- Incrementa la capacità di scambio cationico del 107%.
- Migliora la disponibilità di nutrienti (NPK) del 90%.
- Aumenta la porosità del suolo del 65% e il carbonio organico del 64%.
- Migliora la ritenzione idrica, arrivando a raddoppiare la capacità di alcuni suoli.
- Riduce le emissioni di gas serra come il protossido di azoto.
Lo sapevi? L’impatto del biochar sulla produttività agricola può essere notevole. A livello globale, l’applicazione di biochar ha portato a un aumento delle rese fino al 42% in suoli a bassa fertilità, in particolare quando si utilizza biochar derivato da letame. Gli effetti variano a seconda della coltura, con aumenti significativi registrati per le colture da reddito come ortaggi (28%) e piante oleaginose (37%). Come dimostrano studi a livello globale, in media, un ettaro trattato con biochar può migliorare la produttività fino al 25%, grazie alla maggiore disponibilità di nutrienti e alla ritenzione idrica.
