Activación de biochar de bagazo para su uso como fertilizante en los campos de cultivo de caña de azúcar.

Abstract

La presente investigación tuvo como problema principal la necesidad de mejorar las propiedades del biochar producido a partir de bagazo de caña, con el fin de potenciar su aplicación en la retención de nutrientes y la mejora de suelos agrícolas. Se planteó como objetivo evaluar la influencia del tipo de agente químico, la concentración y el tiempo de activación sobre las características fisicoquímicas y la eficiencia del biochar. La metodología empleada fue de tipo experimental, utilizando ácido fosfórico (H3PO4) en concentraciones del 30% y 60%, y cloruro de zinc (ZnCl2) al 1% como agentes activantes. El proceso incluyó la caracterización inicial del biochar, la determinación de parámetros como humedad, cenizas, pH, densidad aparente y capacidad de intercambio catiónico (CIC), así como ensayos de adsorción de nitratos y fosfatos y pruebas de lixiviación. Los resultados fueron sometidos a análisis estadístico para determinar diferencias significativas entre tratamientos. Los principales hallazgos mostraron que el biochar activado con H3PO4 al 60% alcanzó las mejores propiedades: menor humedad (6.8%), mayor contenido de cenizas (14.5%), pH más alcalino (8.3), baja densidad aparente (0.29–0.32 g/cm3) y la CIC más alta (hasta 560 meq/100 g). Asimismo, obtuvo la mayor capacidad de adsorción de nutrientes (6.9 mg/g de nitratos y 7.90 mg/g de fosfatos) y las menores pérdidas en los ensayos de lixiviación (4.0–5.6 mg/L). En contraste, los tratamientos con ZnCl2 mostraron resultados más variables y sensibles al tiempo de activación. Se concluye que el ácido fosfórico al 60% es el activante más eficiente para producir un biochar con estabilidad, alta capacidad de retención iónica y potencial de aplicación agrícola sostenible.

The main problem addressed in this research was the need to improve the properties of biochar produced from sugarcane bagasse in order to enhance its application in nutrient retention and soil improvement. The objective was to evaluate the influence of the type of chemical agent, its concentration, and activation time on the physicochemical characteristics and efficiency of biochar. The methodology was experimental, using phosphoric acid (H3PO4) at concentrations of 30% and 60%, and zinc chloride (ZnCl2) at 1% as activating agents. The process included initial characterization of biochar, determination of parameters such as moisture, ash, pH, bulk density, and cation exchange capacity (CEC), as well as adsorption tests for nitrates and phosphates, and leaching assays. Results were analyzed statistically to determine significant differences among treatments. The main findings showed that biochar activated with H3PO4 at 60% achieved the best properties: lower moisture content (6.8%), higher ash content (14.5%), more alkaline pH (8.3), lower bulk density (0.29–0.32 g/cm3), and the highest CEC (up to 560 meq/100 g). Likewise, it reached the highest nutrient adsorption capacity (6.9 mg/g nitrates and 7.90 mg/g phosphates) and the lowest leaching losses (4.0–5.6 mg/L). In contrast, ZnCl2 treatments showed more variable results and were more sensitive to activation time. It is concluded that phosphoric acid at 60% is the most efficient activating agent to produce biochar with greater stability, higher ion retention capacity, and sustainable potential for agricultural applications.