Producción y caracterización de biochar a partir de residuos de industrialización de palmito de pijuayo (Bactris gasipaes) a nivel laboratorio

Abstract

Las empresas agroindustriales productoras de conservas de palmito en la región San Martin generan alrededor de 8 500 toneladas al año de residuos agroindustriales, entre ellos, cáscaras internas de palmito de pijuayo, residuos lignocelulósicos que en su mayoría son dispuestos al aire libre en los alrededores de las plantas, generando riesgo de contaminación de suelos, agua, emisión de gases de efecto invernadero y aparición de plagas. La presente investigación tiene como objetivo producir y caracterizar biochar elaborado a partir de residuos de producción de palmito con la finalidad de determinar su uso potencial como enmienda de suelos agrícolas. Se recolectaron alrededor de 25 Kg de cáscaras internas de palmito procedentes de las actividades agroindustriales de la Cooperativa APROPAL Ltda. ubicada en la provincia de Lamas, San Martin, Perú. Se produjo biochar a tres temperaturas de pirólisis: 400°C, 500°C y 600°C y se realizó la caracterización física y química de la biomasa y el biochar, así como el análisis de Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) y análisis BET. Posteriormente, se realizó la prueba de toxicidad empleando semillas de lechuga a distintas concentraciones de biochar para determinar su posible toxicidad al ser aplicado en el suelo. Los resultados indican que bajas temperaturas de pirólisis producen altos rendimientos de biochar, mientras que altas temperaturas de pirólisis generan biochar con mayor contenido de carbono (%C). Existen diferencias estadísticamente significativas para los valores de pH, conductividad eléctrica y rendimiento del biochar a medida que la temperatura de pirolisis aumenta. La relación molar O/C de los biochar analizados indican una vida media en suelo mayor a 1000 años. Con respecto a la toxicidad, se evidenció que los extractos de biochar producido a 400°C tienen un efecto menos tóxico, en comparación con el producido a 600°C, que tuvo mayor efecto tóxico, incluso a bajas concentraciones.

Agro-industrial companies producing canned hearts of palm in the San Martin region generate approximately 8,500 tons of agro-industrial waste annually, including the inner husks of peach palm hearts and lignocellulosic residues. These are mostly disposed of in the open air around the processing plants, creating a risk of soil and water contamination, greenhouse gas emissions, and pest infestations. This research aims to produce and characterize biochar made from palm heart production waste to determine its potential use as an agricultural soil amendment. Approximately 25 kg of inner palm husks were collected from the agro-industrial activities of the APROPAL Ltda. Cooperative, located in the province of Lamas, San Martin, Peru. Biochar was produced at three pyrolysis temperatures: 400°C, 500°C, and 600°C. Physical and chemical characterization of the biomass and biochar was performed, along with Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and BET analysis. Subsequently, a toxicity test was conducted using lettuce seeds at different biochar concentrations to determine its potential toxicity when applied to soil. The results indicate that low pyrolysis temperatures produce high biochar yields, while high pyrolysis temperatures generate biochar with a higher carbon content (%C). Statistically significant differences were found in pH, electrical conductivity, and biochar yield as the pyrolysis temperature increased. The O/C molar ratio of the analyzed biochars indicates a soil half life exceeding 1000 years. Regarding toxicity, it was shown that biochar extracts produced at 400°C have a less toxic effect, compared to those produced at 600°C, which had a greater toxic effect, even at low concentrations.