Leonardo Assad Aoun comentou em: 20/12/2024 10:48

Carvão biológico: entenda o que é biochar e por que ele é tão importante

Feito, entre outros materiais, das cascas do café, o biocarvão ajuda a cafeicultura a ser mais resiliente e a mitigar mudanças climáticas

O biocarvão, ferramenta promissora para a agricultura eficiente e de baixo impacto ambiental, tem mobilizado cientistas e empresas no Brasil – especialmente o que é feito de resíduos do café. Sua produção em larga escala no país vem sendo protagonizada pela NetZero, e a JDE Peet’s Brasil, recentemente, comunicou investimentos na sua utilização.

Estudos científicos sobre biocarvão ganharam força na última década, mas ainda são poucos os trabalhos sobre os que são feitos da casca do grão, especialmente em condições de campo. Pesquisadores e empresários ouvidos para esta reportagem garantem, porém, que sua aplicação é a alternativa mais efetiva para melhorar a qualidade do solo e para o sequestro de carbono na cadeia do café.

A natureza do biocarvão

Biocarvão (ou biochar, em inglês) é o termo usado para o carvão vegetal feito a partir de qualquer matéria-prima orgânica, em altas temperaturas, na ausência ou com pouco oxigênio disponível e aplicado no solo, com o qual interage profundamente.

Os benefícios são inúmeros. “O biocarvão melhora as composições química, física e biológica do solo”, resume o engenheiro agrônomo Cristiano Andrade, doutor em solos e nutrição de plantas e especialista em matéria orgânica do solo da Embrapa Meio Ambiente. “Ele permite que o solo possa reter mais água e mais nutrientes”, ensina Leônidas Carrijo de Melo, doutor em ciências do solo da Escola de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Lavras (UFLA) e especialista em biocarvão.

Em termos físicos, o biocarvão aumenta a porosidade da terra, aprimorando sua aeração. “Isso melhora o ambiente para o desenvolvimento das raízes”, explica Andrade, que trabalha há mais de dez anos com biocarvões.

O melhor desenvolvimento das raízes, por sua vez, aprimora a absorção de nutrientes na terra, ao mesmo tempo em que o próprio biocarvão atua como fonte nutritiva. Segundo Andrade, alguns tipos de biocarvão são materiais ricos em fósforo, potássio, cálcio e magnésio, alimentos importantes para a planta. Seu uso diminui ou, até, dispensa alguns fertilizantes.

Sequestrando carbono

Responsáveis por potencializar a produção dos cultivos desde o fim do século XIX, os fertilizantes usam combustíveis fósseis para sua produção e têm o nitrogênio (N) como um de seus ingredientes-base. Mas, na forma de óxido nitroso (N2O) – resultante da transformação microbiológica no solo (desnitrificação) e que é liberado na atmosfera –, ele se torna quase 300 vezes mais poluente do que o carbono na forma de CO2.

Num país que figura como o quarto maior consumidor de fertilizantes do mundo e sendo a agropecuária a maior emissora de gases do efeito estufa (greenhouse gases, em inglês, ou GHG), o uso de biocarvão é, de fato, um recurso significativo.

Mas o biocarvão tem sido valorizado, principalmente, por sua capacidade de sequestrar, ou seja, de reter o carbono no solo por um longo tempo. O relatório do IPCC de 2018 já alertava para o fato de que a redução nas emissões dos GHG não é suficiente para limitar o aquecimento global em 1,5ºC, e listou o biocarvão entre as tecnologias capazes de sequestrar carbono de maneira importante para mitigar as mudanças climáticas.

O principal componente químico do biocarvão é o carbono. Termicamente alterado pelo processo de pirólise (veja ao final da reportagem, no texto “A química do carvão”), o biocarvão pode durar dezenas de anos no solo, o que cria na terra um grande estoque de carbono. “Se o carbono fica no solo, ajuda a reduzir os gases do efeito estufa”, lembra Andrade. “O biocarvão interfere diretamente no ciclo de carbono da natureza”, resume Melo, da UFLA.

A UFLA é parceira da JDE Peet’s Brasil – empresa líder mundial na produção de cafés e chás que agrupa várias marcas, como Café Pilão e Café do Ponto – na investigação dos benefícios do biocarvão na cafeicultura. O estudo, que está sendo realizado numa fazenda da NKG Fazendas Brasileiras, em Santo Antônio do Amparo (MG), e é conduzido pelo grupo de pesquisas coordenado por Melo, busca avaliar o efeito do biochar da casca de café na produtividade da cafeicultura, definir suas dosagens e verificar seu impacto na qualidade sensorial da bebida.

“Precisamos de inovações e tecnologias escaláveis para que os produtores possam produzir cafés com pegada de carbono zero”, explica Bruno Ribeiro, coordenador de compras responsáveis da companhia. Por isso, a JDE Peet’s comunicou, em julho, que está incentivando o uso do biocarvão de casca de café entre cafeicultores brasileiros, o que ajuda a promover a economia circular ao utilizar os resíduos de café na cadeia que os produz. “Esse estudo pode ser uma solução para aumentarmos o conhecimento sobre biochar na cafeicultura, já que há pouca informação sobre essa tecnologia”, analisa.

Não é adubo

O uso de sobras do café na lavoura não é novidade. Muitas fazendas utilizam as cascas secas como adubo há décadas. Mas biocarvão não é adubo, mas um condicionador de solo – que contribui para melhorar suas propriedades. Depois de uma complexa teia de processos químicos, o produto pode aumentar a eficiência dos fertilizantes. “Queremos que o biocarvão melhore a interação do solo com o adubo, mantendo o nitrogênio disponível para a planta por mais tempo, o que resulta em maior eficiência do adubo e seu uso em menor quantidade”, explica Melo, referindo-se à perda de quase metade da quantidade de fertilizante aplicado no solo por lixiviação, volatilização e desnitrificação (outro objetivo da pesquisa que ele coordena é, justamente, avaliar a possibilidade de redução da adubação nitrogenada).

A redução do uso de fertilizantes nas lavouras de café varia com as práticas locais e o tipo de solo. “Mas ela pode ser significativa, da mesma ordem de grandeza do aumento da produtividade”, afirma Olivier Reinaud, cofundador e diretor geral da greentech francesa NetZero, primeira empresa a produzir biocarvão no Brasil e única no mundo a fazê-lo das cascas do café.

Segundo Reinaud, além de fazer a lavoura produzir mais e de reduzir os custos do produtor com o uso de adubos, o biocarvão também agrega valor às culturas. “Já estamos vendo grandes empresas comprando culturas produzidas com biochar com um prêmio de preço para reconhecer sua maior sustentabilidade”, comenta. “Essa é uma grande oportunidade para os agricultores”.

Até 2020, não era possível certificar créditos de remoção de carbono de indústrias de biocarvão. Assim, os projetos tinham como única fonte de receita a venda do produto aos agricultores. As grandes empresas que compram esses créditos só desembolsam dinheiro para adquirir os que são certificados. A NetZero tem rastreabilidade na produção de seu biocarvão, e conseguiu certificação para emitir os créditos. “Para ter seus créditos comercializados, o biocarvão deve ser produzido com especificações, como temperatura adequada, por exemplo, para que se tenha a garantia de que ele é estável e que volta para o solo”, explica Melo. O dinheiro da compra dos créditos viabiliza o negócio, que, ao final, traz retorno econômico para os produtores de café.

Escala industrial

Pioneira na produção industrial de biocarvão de cascas de café, a NetZero conta com uma fábrica em Camarões e duas no Brasil, em Lajinha (MG) e em Brejetuba (ES) – esta, inaugurada em junho. Criada em 2021 e sediada em Paris, a NetZero é quem vende o bio carvão que a JDE Peet’s Brasil usa em seus estudos.

As duas fábricas da NetZero ficam próximas da Coocafé (Cooperativa dos Cafeicultores da Região de Lajinha), que conta com mais de dez mil cooperados. Isso porque o modelo de negócio da empresa francesa é formar parcerias: os custos da produção e do transporte da biomassa e do biocarvão são divididos entre os cooperados e a empresa. Cerca de 800 produtores associados fornecem a biomassa para as duas usinas. Em contrapartida, dispõem, sem custo, de parte do biocarvão, e compram outro tanto com desconto. “Produzir biocarvão com cooperativas é um modelo excelente”, acredita Andrade.

A implantação de uma fábrica em área próxima à fonte que fornece o resíduo e faz, posteriormente, uso do biocarvão reduz os custos de transporte e simplifica a logística. O engenheiro agrônomo Jefferson Carneiro, especialista em biocarvão e que trabalha com a startup francesa para produzir dados científicos que ajudem na compreensão do biocarvão de café, destaca a importância do modelo. “A parceria entre indústria, instituições de pesquisa e produtores é necessária para o avanço na cafeicultura e no desenvolvimento desses produtos”, afirma.

“O biochar é uma solução altamente estratégica para uma potência agrícola como o Brasil, pois o produto atende à maioria dos desafios atuais da agricultura”, comenta Reinaud. Um deles é o custo: biocarvão é um produto caro para ser feito em larga escala. Embora sua produção artesanal seja relativamente fácil, diz ele, sua elaboração em escala industrial com segurança e qualidade é bem mais complexa.

A maior parte da produção de biocarvão está na América do Norte, na Europa e na China. “São empresas que geralmente produzem quantidades menores de biocarvão, a um custo bem mais elevado, utilizando resíduos de madeira em vez de resíduos agrícolas como matéria-prima e sem usar um modelo de economia circular”, pontua.

É difícil avaliar a quantidade de biocarvão fabricada no mundo, pois a produção industrial existe há pouco tempo. “Por enquanto, os volumes são bem pequenos, mas estão crescendo rapidamente, com o surgimento de muitos projetos em todo o mundo agora que o biocarvão foi totalmente reconhecido cientificamente e que modelos como o da NetZero estão tornando a produção em grande escala mais acessível”, analisa o diretor geral. Nas duas fábricas, a empresa planeja produzir 8,5 mil toneladas de biocarvão por ano.

Por dentro do biocarvão

A maioria dos estudos sobre biocarvão ainda são feitos fora do país. Na Colômbia, dados de um experimento com o produto na cafeicultura animam Carneiro.

“Após um ano de aplicação, a produtividade dos cafezais aumentou 33%. Esse aumento se manteve nos dois anos seguintes do experimento”, detalha ele, que é doutor em ciências do solo na área de fertilidade e nutrição de plantas e conduz os experimentos de biocarvão de café da NetZero na Fazenda Recanto, em Machado, no Sul de Minas.

É em Machado, aliás, que a empresa francesa planeja, ao lado da Eisa Interagrícola (uma das maiores tradings de café e algodão do país e subsidiária do grupo suíço ECOM), construir sua terceira fábrica brasileira.

Os experimentos na Fazenda Recanto ainda estão em fase inicial, mas a NetZero também conduz pesquisas em outras propriedades. Um exemplo são os testes feitos em Afonso Cláudio (MG). O produtor Carlos Tristão de Souza, da Fazenda Bom Jardim, comemora os primeiros resultados: um aumento de até 70% na produção de frutos maduros em 400 pés de café arábica plantados a 320 m de altitude e nos quais utilizou o biocarvão. Isso resultou em 40 sacas a mais por hectare, segundo divulgou a NetZero em seu Instagram.

Reportagem de 2023 da revista Pesquisa Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) informa que, em estudos controlados feitos na última década, o uso de biocarvão aumentou a produtividade agrícola em até 50%, o crescimento das raízes em 30% e reduziu em cerca de 20% o uso de fertilizantes. Andrade cita outros deles: “Estudos de meta-análise [que analisam estatisticamente vários estudos independentes sobre o mesmo tema para integrar e sintetizar seus resultados] indicam que o biocarvão foi responsável por uma redução média de 50% na emissão de N2O do solo”, conta.

Já o IAC (Instituto Agronômico de Campinas) e a Embrapa Meio Ambiente ampliaram os estudos com biocarvão de café ao aproveitar a borra, gerada na produção de café solúvel, e o pergaminho, que sobra do despolpamento. Incorporados ao solo, ambos foram eficientes na redução de contaminação por metais pesados e melhoraram a qualidade da terra.

Outra vantagem do produto é a ausência da emissão de metano, que ocorre durante a decomposição da palha (como também é chamada a casca residual) do café como adubo convencional. Por fim, há a praticidade – apenas uma aplicação na lavoura pode ter efeito por vários anos (por causa da estabilidade do material no solo).

Porém, utilizar biocarvão não é tão simples, pois varia de acordo com suas propriedades, definidas em função do tipo de matéria-prima e de parâmetros como tempo e temperatura da queima. Há, também, obstáculos a ultrapassar, como o desconhecimento do produto.

“Precisamos apresentar o produto aos agricultores, e eles precisam ser convencidos”, diz Reinaud. “Quanto mais informação técnica e estudos com maior embasamento e conhecimento científico, mais segurança para os produtores testarem uma nova tecnologia”, concorda Ribeiro. Reinaud, porém, garante que a adoção do biocarvão está aumentando rapidamente. “Todos os resultados que estamos obtendo são muito consistentes com a literatura [científica]”, alegra-se.

Outra questão é seu registro. “Não há uma legislação específica para biocarvão no MAPA”, explica Melo. O produto da NetZero conseguiu ser registrado em 2023 como biochar de casca de café, mas seguindo a legislação de condicionador de solo. Se ela ou alguma empresa quiser produzir biocarvão a partir do pergaminho, por exemplo, terá que começar o registro, literalmente, do zero. “Há um movimento de pesquisadores que enviaram manifestações sobre isso ao ministério”, adianta Andrade.

Mas os benefícios do biocarvão ultrapassam, e muito, essas dificuldades transitórias. Ao oferecer uma abordagem viável e inovadora para a captura de carbono, a melhora da qualidade do solo e a promoção da economia circular, o biocarvão já é uma ferramenta do presente para enfrentar os desafios climáticos – especialmente no Brasil, abundante em resíduos agrícolas e em potencial de pesquisa e de produção industrial.

Para saber mais: A química do carvão

A pirólise (do latim, quebra pelo calor, ou seja, decomposição térmica) de resíduos orgânicos resulta em um composto definido como biocarvão. Em altas temperaturas e baixa concentração de oxigênio (ou total ausência dele), a pirólise produz um biocarvão altamente estável e rico em carbono. “Entre 550 e 600°C, o carbono da biomassa da casca de café se transforma e permanece no solo”, explica Melo. Essa estabilidade a que Melo se refere resulta de sua composição química – as chamadas estruturas aromáticas.

Estruturas aromáticas são anéis hexagonais (a representação química é semelhante a uma colmeia de
abelhas) formados por uma cadeia fechada de carbonos denominados estruturais, pois, sendo difíceis de quebrar (e, portanto, estáveis), não ficam disponíveis para serem degradados por microorganismos, permanecendo “trancados” no solo por centenas de anos.

Durante a pirólise – que acontece em fornos/pirolisadores em cerca de 20 minutos –, fatores como
o pH, a concentração de macronutrientes (potássio, fósforo, cálcio e magnésio) e o acúmulo de carbono
em sua composição mudam. Os resultados do uso da formulação também variam, dependendo das
características da matéria-prima, da temperatura de pirólise e sua duração, além da relação entre ela e o ambiente em que foi aplicado.

Já se sabe, por exemplo, que em biocarvões derivados de madeira, o alto teor de carbono estável aumenta a quantidade deste elemento químico no solo. Já, os derivados de esterco servem como fonte
de nutrientes. Biocarvões de resíduos de culturas agrícolas, como o café, têm potencial para cumprir
as duas funções.

Como não se pode medir diretamente (ou de maneira simples) a qualidade de um solo – leia-se seu funcionamento, como, por exemplo, a capacidade de reter ou não a água –, os agrônomos utilizam indicadores para avaliá-lo. Um deles é a quantidade de carbono ou de matéria orgânica contida nele.

Fonte: Revista Expresso via CaféPoint/CCCMG

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