Biochar: de la valorización de la biomasa a la estabilización de metales en suelos contaminados

Abstract

La contaminación del suelo por metales pesados (HM, por sus siglas en inglés) representa una de las amenazas medioambientales más graves a escala global, asociada principalmente a actividades antropogénicas como la minería, la industria y la agroindustria. Las técnicas de remediación convencionales presentan limitaciones en términos de sostenibilidad, eficiencia y coste, lo que ha impulsado el interés por alternativas de remediación sostenible como el biochar (o biocarbón), definido como un material carbonoso poroso obtenido mediante la pirólisis de la biomasa en condiciones de oxígeno limitado. El objetivo general de este trabajo es analizar el potencial del biochar como tecnología sostenible para la remediación de suelos contaminados con HM. Para ello, se relaciona el material de partida (feedstock, del inglés) y el proceso de producción con las propiedades fisicoquímicas del biochar, se describen los mecanismos de inmovilización de HM y se exploran las aplicaciones del material considerando sus riesgos y limitaciones. La metodología empleada se estructura como una revisión bibliográfica narrativa dentro del marco PICO (del inglés: Population/Problem, Intervention, Comparison, Outcome). La búsqueda se realizó en cuatro bases de datos con operadores booleanos y términos clave en torno a tres ejes: el material, los contaminantes y los mecanismos de interés. Los criterios de inclusión y exclusión limitaron la búsqueda a artículos en inglés revisados por pares, publicados entre 2020 y 2026. De 1.875 registros iniciales, se seleccionaron 26 publicaciones tras un proceso de cribado en tres fases. Los resultados muestran que las propiedades del biochar están determinadas por el feedstock y la temperatura de pirólisis. Las biomasas vegetales generan materiales con mayor superficie específica (SSA, por sus siglas en inglés) y aromaticidad; las de origen animal y los lodos de depuradora presentan mayor contenido en cenizas y favorecen la precipitación mineral. El biochar inmoviliza HM mediante seis mecanismos que actúan de forma dinámica: adsorción física, interacciones electrostáticas, precipitación mineral, intercambio iónico, complejación con grupos funcionales orgánicos y reacciones de oxidación-reducción (redox). La tasa de aplicación del biochar, el pH del suelo y el contenido en carbono orgánico del suelo son los factores de mayor peso predictivo sobre la eficacia de inmovilización. Las estrategias combinadas con fitorremediación y biorremediación microbiana amplifican los resultados del tratamiento. Entre las limitaciones identificadas se incluye el riesgo de liberación de contaminantes secundarios generados durante la pirólisis y la escasez de estudios de campo a largo plazo que validan la estabilidad del tratamiento. El biochar constituye una tecnología de remediación eficaz y sostenible, cuya funcionalidad es dependiente de la interacción entre el diseño del material, el tipo de contaminante y el entorno geoquímico, y cuya consolidación a gran escala requiere de estudios prolongados en el tiempo y de la integración con modelos de aprendizaje automático (machine learning, del inglés).