(biochar) Biocarvão, adubo da Amazônia, a chave para o clima?

Na bacia amazônica brasileira, os agricultores há muito encontraram uma forma especial de fertilizante – uma substância local parecida com um adubo e louvada por suas fantásticas qualidades para revigorar solos pobres. Eles a compram em sacas ou a encontram no solo, em buracos de até 1,80 metro de profundidade. Espalhada pelos campos, a substância mantém suas qualidades férteis por longos períodos.

Os agricultores a chamam de terra preta do índio. Densa, rica e argilosa, representa um contraste gritante com os solos pobres da região. Parece paradoxal, mas os solos da floresta tropical têm baixa fertilidade. É por isso que os fazendeiros que derrubam a floresta para fins agrícolas precisam continuar cortando árvores – após alguns anos de colheita, o rendimento desaba e eles precisam mudar-se para outro local. Matéria de Fiona Harvey, do Financial Times.

Esses buracos preenchidos com terra preta estendem-se por muitos hectares, mas até recentemente ninguém sabia realmente o que era a misteriosa substância. Alguns supunham que era vulcânica, sedimento de antigos lagos ou o resíduo de alguma vegetação há muito decomposta. Poucos imaginavam que era obra do homem.

A terra preta, comprovaram modernas análises, é um dos últimos traços remanescentes da agricultura pré-colombiana na bacia amazônica. Foi produzida há mais de 2,5 mil anos (podendo chegar talvez a 6 mil anos) por pessoas que moravam ao longo do rio. Essas culturas conseguiram sustentar formas complexas de agricultura, apesar do solo pobre, produzindo sua própria terra. Valiam-se dos suspeitos de sempre: estrume, peixe, ossos de animais e sobras de plantas. Mas o ingrediente-chave e que também lhe dá sua cor preta é um carvão essencialmente vegetal.

“É um material maravilhoso”, diz Simon Shackley, professor de ciências sociais da Universidade de Edimburgo. “Começamos a conhecer o assunto quando cientistas holandeses começaram a avaliá-lo nos anos 60. É realmente produto da agricultura de derrubada e queimada e outros resíduos orgânicos, incorporado aos solos por centenas ou até milhares de anos. E parece ser fértil indefinidamente, o que é algo muito estranho”.

Esse produto ancestral da Amazônia agora é objeto de intensas investigações de cientistas que estudam as mudanças climáticas. A tenacidade do carvão da terra preta, retendo suas propriedades fertilizantes ao longo dos séculos, deu-lhes uma ideia. Esse tipo de carvão é uma forma de carbono, resultado de resíduos queimados de plantas e materiais animais. Então, por que não reter mais carbono no solo desta maneira, uma vez que pode ficar intacto por tanto tempo, sem ser liberado como gás, na forma de dióxido de carbono?

Os cientistas começaram a referir-se ao carvão produzido a partir de plantas com o fim de armazenar carbono como “biocarvão” (biochar, em inglês). A teoria é que a biomassa – qualquer planta ou material animal – pode ser transformada em carvão, depois de aquecida na ausência de oxigênio. Retirar o CO2 da atmosfera poderia ter um impacto imenso no clima.

Os solos contêm naturalmente grandes quantidades de carbono da vegetação decomposta. Esse carbono, contudo, é relativamente instável em termos climáticos: o solo libera gás carbônico quando perturbado, como com a aragem, o que o torna tanto uma fonte de carbono quanto um reservatório de carbono. Portanto, a ideia de tentar reter o carbono em solos vinha encontrando pouca receptividade entre os cientistas climáticos – de fato ganhou até má reputação, já que agricultores queriam lucrar, argumentando que seus campos deveriam qualificar-se para receber os créditos de carbono idealizados para dar suporte financeiro a projetos como as usinas eólicas ou de energia solar.

A diferença do biocarvão é que a estabilidade do carvão deve possibilitar prender por centenas de anos o carbono que contém. O carbono é mineralizado, portanto é muito resistente a rompimentos. Além disso, os benefícios secundários – não apenas a melhora das características do solo, mas certos subprodutos de sua produção – devem ser suficientes para torná-lo economicamente atraente.

Quando é produzido, cerca de 30% de sua biomassa é transformada em carvão, outro terço em gás de síntese que pode ser queimado para gerar eletricidade; e o restante em um substituto do petróleo bruto, que pode ser muito útil na produção de plásticos, embora de difícil uso como combustível para transporte. Tim Flannery, um eminente naturalista e explorador australiano, argumenta que essas propriedades do biocarvão permitem “resolver três ou quatro crises cruciais de uma só vez: a crise da mudança climática, a crise energética e as crises dos alimentos e da água”, porque colocar o biocarvão no solo não apenas o fertiliza, mas também ajuda a reter água.

Até que ponto o biocarvão poderia mudar o equilíbrio de carbono no mundo? Há pouca dúvida de que seriam necessárias enormes quantidades. A cada ano, as atividades humanas contribuem para a emissão de 8 bilhões a 10 bilhões de toneladas de carbono na atmosfera. A maior parte desse gás não afeta diretamente o clima – o mundo tem seu próprio ciclo natural de carbono, pelo qual o dióxido de carbono na atmosfera é absorvido e reemitido por “depósitos de carbono” da vegetação, solos, mares e outros processos naturais. Esses processos, no entanto, estão sendo severamente sobrecarregados, portanto o conteúdo de carbono na atmosfera está aumentando. Hoje, está em 387 partes por milhão, mais alto do que em qualquer outro período dos últimos 650 mil anos e provavelmente dos últimos 20 milhões.

Segundo o Projeto de Carbono Mundial (GCP), entre 2000 e 2007, o carbono nos depósitos das terras e dos oceanos – como florestas e o plâncton nos oceanos – removeu cerca de 54%, ou 4,8 bilhões de toneladas por ano do CO2 que o homem jogou na atmosfera. Isso deixa o excesso de carbono em cerca de 4 bilhões de toneladas por ano. Mesmo com a conversa dos governos de “economia de baixa emissão de carbono”, as emissões de gases-estufa sobem com rapidez.

Para a Comissão Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), as emissões teriam de chegar a seu pico – e passar a cair – entre 2015 e 2020, para evitar os efeitos mais catastróficos das mudanças climáticas. Pelas atuais projeções, isso seria impossível. A menos que sejam encontrados métodos de remover o CO2 de forma fácil e barata, e de gerar eletricidade limpa de formas que possam ser adotadas em todo o mundo com mais rapidez do que as tecnologias de fontes renováveis atuais.

Algumas primeiras estimativas sobre o potencial do biocarvão apontam que essa substância maravilhosa poderia, sozinha, promover todas as reduções de carbono necessárias para impedir qualquer aquecimento mundial adicional. Johannes Lehmann, da Universidade Cornell, e outros pesquisadores calcularam que o biocarvão poderia remover anualmente entre 5,5 bilhões e 9,5 bilhões de toneladas de carbono do ar. Mas, diz Shackley, essas estimativas baseiam-se em premissas “heroicas” sobre a capacidade de produzir biocarvão facilmente em todo o mundo. “Recentemente, verifica-se uma tendência conservadora diante de números muito grandes”, observa ele. “Hoje, eu diria que as pessoas estão falando mais na faixa de 1 bilhão a 2 bilhões de toneladas por ano”.

Isso pode parecer desapontador em comparação com afirmações grandiosas anteriores, mas constitui, ainda assim, uma contribuição potencial extraordinária originada de um único método, diz Shackley. “Sem dúvida, não é algo trivial”, concorda Tim Lenton, professor de ciência de sistemas terrestres na Universidade de East Anglia, na Inglaterra. “Poderá representar uma fatia significativa do que necessitamos, e produziria benefícios colaterais substanciais – é um jogo onde todos ganham”.

Se outras técnicas para redução de carbono – como preservação e replantio de florestas e o empenho em melhorar a eficiência energética – fossem implementados simultaneamente, o mundo poderia realizar os cortes necessários em nosso “orçamento de carbono” para evitar um desastre climático.

Essas possibilidades, e as peculiares qualidades do biocarvão estão fazendo dele uma das mais empolgantes novas áreas de pesquisas sobre mudanças climáticas. A ideia de sequestro do carbono empregando biocarvão conquistou a adesão de alguns peso-pesados da ciência, como James Lovelock. Cientistas na Universidade Cornell pesquisam maneiras de sequestrar carbono em solo enriquecido com biocarvão. No Reino Unido, um centro de pesquisas de biocarvão foi estabelecido na Universidade de Edimburgo. Outros europeus copiam o exemplo, e um pequeno número de empresas está nos estágios iniciais das tentativas de encontrar maneiras de comercializar a produção de biocarvão.

Carvão vegetal não é, evidentemente, algo novo. As pessoas vêm produzindo esse tipo de carvão há milênios, sobretudo para usá-lo como combustível. O processo é simples: pegue madeira, palha ou resíduos de colheitas, e aqueça-os na ausência de oxigênio. Tradicionalmente, isso era feito tocando fogo na biomassa e empilhando terra por cima do material para que o material ardesse durante muito tempo. Fornos modernos podem tornar o processo mais eficiente, mas o princípio é o mesmo.

Mas há muita coisa sobre o biocarvão que continua envolta em mistério. Por exemplo, os efeitos sobre a fertilidade do solo. Por que é que o carvão vegetal melhora tanto o solo? “A resposta simples é: não sabemos exatamente”, diz Shackley. “É, provavelmente, uma combinação de vários fatores. O carvão vegetal é poroso, de modo que age como uma esponja ao reter água e os nutrientes dissolvidos em água, algo que os solos pobres não fazem muito bem. E [sua natureza porosa] também significa que é um bom material para cultivar muitas bactérias importantes”.

Outro fator crucial a seu favor é que usar biocarvão como fertilizante pode tomar o lugar dos fertilizantes artificiais à base de nitrogênio, que liberam oxido nitroso, um gás que provoca o efeito estufa 300 vezes mais poderoso do que CO2. E o biocarvão não é tóxico, acrescenta Lenton: “Até agora, ninguém disse existir algum grande perigo oculto associado a ele”.

Mas Saran Sohi, professora de ciência dos solos, adverte que qualquer pessoa que espere que o biocarvão sozinho solucionará os problemas de fertilidade está iludido – o biocarvão não é, por si só, suficiente para fazer a diferença que a “terra preta” tem para os solos pobres brasileiros. “Os solos de terra preta também contêm outros nutrientes, provenientes das outras substâncias que eles contêm – coisas como ossos, que são ricos em fósforo [essenciais para crescimento saudável das plantas]”, diz ela. O biocarvão desempenha um papel na manutenção desses nutrientes reunidos, assegurando que eles permaneçam disponíveis para as raízes das plantas, mas os nutrientes precisam ser disponibilizados por outros meios. “Ninguém conseguiu, ainda, recriar terra preta”, acrescenta Shackley.

Para produzir biocarvão em escala industrial, métodos tradicionais de produção seriam impraticáveis. Em vez disso, pesquisadores examinam o processo de pirólise – uma forma de decomposição térmica controlada de material orgânico na ausência de oxigênio, a temperaturas que alcançar 600°C.

O uso de pirólise também permite a captura de gás de síntese e dos subprodutos líquidos, ambos passíveis de ser usados como combustível para gerar eletricidade ou para o processo de aquecimento.

A quantidade de biocarvão a ser produzida depende da aceleração ou desaceleração no processo de pirólise: métodos rápidos produzem 20% de biocarvão, 20% de gás de síntese e 60% de bio-óleo, ao passo que métodos lentos produzem cerca de 50% de biogás e quantidades bem menores de óleo. “É também muito mais fácil tornar mais lenta a pirólise”, diz Adrian Higson, do Conselho Nacional Britânico de Colheitas Não-alimentícias. “E mais barato”. Como as modernas usinas, a pirólise pode ser alimentada exclusivamente com gás de síntese, a produção fica entre três e nove vezes o insumo energético necessário, segundo o Instituto de Governança e Desenvolvimento Sustentável.

O que usar para produzir o biocarvão? Destruir florestas seria insano. Mas a agricultura produz grandes quantidades de resíduos de plantas e de animais – palha, cascas e esterco. Até rejeitos de humanos – tudo o que vai para o esgoto ou algumas formas de lixo domiciliar – poderiam ser usados. E o uso de produtos residuais criam uma dupla economia de carbono: se deixados apodrecendo, produzem metano, 20 vezes mais poderoso do que o CO2.

Mas a dificuldade está em reunir os rejeitos e em tornar o processo economicamente viável. Será preciso alguma dose de persuasão para convencer os agricultores de que faz sentido financeiramente dar-se ao trabalho de conservar e cozinhar seus rejeitos para convertê-los em biocarvão, e eles poderão necessitar novo maquinário para fazê-lo. Em nível de rejeitos municipais, o problema estará em separar os resíduos orgânicos, que podem ser convertidos em biocarvão, do resto do lixo – e provar que isso é mais barato e mais proveitoso do que simplesmente enterrá-los.

O IGSD sugere uma forma de casar métodos industriais e de pequena escala para a produção do carvão, que, se refinado, poderá viabilizar economicamente a produção de biocarvão em regiões urbanas, rurais e até pobres.

Ele sugere três sistemas possíveis. O primeiro é um plano centralizado, pelo qual todos os resíduos de biomassa numa determinada região poderiam ser levados a uma planta central para processamento; o segundo é um sistema descentralizado, no qual cada agricultor ou pequeno grupo de agricultores teria seu próprio forno pirolítico de baixa tecnologia. O terceiro sistema propõe uma alternativa móvel, na qual um veículo equipado com um pirolisador movido a gás sintético visitaria pequenos estabelecimentos agrícolas, devolvendo o biocarvão para uso dos agricultores e ao mesmo tempo coletando o bio-óleo a ser transportado a uma refinaria e transformado em biocombustível líquido para veículos.

Como exemplo, o IGSD menciona a indústria da cana no Brasil, na qual as partes superiores da cana, normalmente queimadas no campo, e o bagaço (o resíduo da produção de açúcar) poderiam ser transformados eficazmente em biocarvão. Ele estima que, das 460 milhões de toneladas da safra anual de cana, até metade poderia estar disponível para pirólise.

Um grupo de empresas agora analisa esses problemas e procura comercializar o biocarvão como um remédio para o clima e para o solo, e como uma fonte de energia.

Conforme observa com certo pesar Mike Mason, co-fundador da companhia de compensação de carbono Climate Care, comprada pelo JPMorgan, até agora ele havia planejado passar grande parte do seu tempo perambulando pela África procurando elefantes (ele nasceu no Reino Unido mas foi criado no leste da África). Em vez disso, decidiu que a mudança climática é um problema grande demais para ser deixado como está e, com a sua nova empresa, Biojoule, tem investigado formas de transformar biocarvão em um negócio economicamente viável.

Em Ontário, no Canadá, a Dynamotive está produzindo biocarvão e até 100 toneladas diárias de bio-óleo numa planta de processamento de madeira. A Crucible Carbon, na Austrália, estima que sua tecnologia permitirá o sequestro de carbono a partir do biocarvão a um custo de cerca de 29 dólares australianos (US$ 13) a tonelada.

Mesmo sem os problemas logísticos, porém, outras pessoas estão menos convencidas dos benefícios do produto. Robert Trezona, chefe de pesquisa e desenvolvimento na Carbon Trust, uma instituição que recebe recursos do governo do Reino Unido que ajuda as empresas a reduzir suas emissões de gás estufa, teme que considerar o biocarvão como o principal produto resultante da queima de biomassa possa ser um entendimento equivocado da questão. A Carbon Trust está concorrendo para desenvolver plantas pirolíticas, mas visando produzir combustíveis líquidos para transporte a partir da biomassa, usando técnicas pirolíticas velozes, ante as quais o biocarvão é um sub-produto de utilidade questionável. Na verdade, estimular agricultores a produzir biocarvão por meios tradicionais de baixa tecnologia pode resultar em mais emissões de gases-estufa do que queimar plantas para obter combustível ou descartá-las, diz. (Tradução de Robert BanvolgyiI, Sabino Ahumada e Sergio Blum)

* Matéria do Financial Times, no Valor Econômico, 05/03/2009.

Nota do Ecodebate: sobre este tema, biochar, sugerimos que leiam uma outra opinião, o outro lado da moeda em Carvão mascarado como ‘biochar’: outra lucrativa solução tecnológica

[EcoDebate, 06/03/2009]

Inclusão na lista de distribuição do Boletim Diário do Portal EcoDebate
Caso queira ser incluído(a) na lista de distribuição de nosso boletim diário, basta que envie um e-mail para newsletter_ecodebate-subscribe@googlegroups.com . O seu e-mail será incluído e você receberá uma mensagem solicitando que confirme a inscrição.