Los carbones son conocidos y apreciados desde hace muchos años por sus efectos purificantes y para mejorar la seguridad del agua potable y los fines de desintoxicación en general. ¿Cómo podemos aplicar estos conocimientos a los animales de ganado para mejorar su salud intestinal?

Aunque los efectos purificadores de los carbones han existido durante miles de años, es sólo más reciente, la calidad y características específicas de los carbones han sido estudiadas con más detalle. Los efectos purificadores del carbón vegetal se utilizan hoy en día a escala industrial para mejorar la seguridad y la calidad del agua potable en todo el mundo y también se utilizan en la industria del cuidado de la piel y para mejorar la salud intestinal de los seres humanos y los animales. Sin embargo, hay diferentes tipos de productos con diferentes calidades disponibles en el mercado hoy en día.

¿Cuál es la definición de carbón vegetal?

El carbón vegetal, el biocarbón y el carbono activado pueden agruparse en los llamados materiales carbonosos pirogénicos (PCM), ya que se producen mediante una conversión termoquímica de material que contiene carbono. Sus definiciones no son específicas, han cambiado a lo largo del tiempo y, con el creciente interés en sus aplicaciones, se superponen cada vez más. Esto puede crear confusión. El carbón vegetal se considera a menudo como un producto procesado limitado y menos estandarizado basado en materiales vegetales. Esto podría basarse en el carbón utilizado para nuestras barbacoas. Sin embargo, el término «carbón vegetal» es también lo suficientemente inespecífico para ser usado para todo el grupo de materiales carbonosos, reemplazando el término paraguas más correcto de PCMs. El biocarbón es un término originado en la mejora del suelo, basado en los efectos positivos de la biomasa carbonizada después de los incendios forestales que mejoran en gran medida la calidad del suelo. Un importante diferenciador del biocarbón es que debe producirse a partir de una biomasa de origen sostenible. La definición inicial de carbón activado fue: «cualquier forma de carbono capaz de adsorción», por lo que es muy poco específica. La activación del carbón activado se definió posteriormente como «cualquier proceso que elimina selectivamente el hidrógeno o las fracciones ricas en hidrógeno de una materia prima carbonosa de manera que se produzca un residuo abierto y poroso». La definición más reciente incluye no sólo la apertura de las estructuras porosas existentes mediante la eliminación de material orgánico, sino también la ruptura de los materiales para crear nuevos poros (aumentando la superficie). La activación se puede hacer aumentando la temperatura o el tiempo del proceso (figura 1), con gases como el oxígeno o el dióxido de carbono, o añadiendo vapor o productos químicos durante el proceso.

Figura 1 – Desarrollo de la estructura del carbón con el aumento de la temperatura. Pasando de la masa desordenada (a) al grafito en la estructura tridimensional ordenada (c) (3).

Propiedades funcionales finales

Como en muchos productos, la calidad de las materias primas utilizadas influye en la calidad del producto final y sus características. Los PCM pueden producirse a partir de muchos materiales diferentes, por ejemplo:

• carbón bituminoso
• huesos
• cáscaras de coco
• lignito
• turba
• cáscaras de nuez
• residuos de petróleo
• Cenizas negras de la fábrica de pasta de papel
• azúcar
• lodos de tratamiento de aguas residuales
• madera

Por supuesto, un origen diferente del PCM afectará en gran medida a sus propiedades finales. El segundo factor importante que influye en las propiedades del producto final es el proceso aplicado. En primer lugar la temperatura utilizada para la carbonización y en segundo lugar los posibles «activadores» utilizados. Ambos factores pueden contribuir a que la estructura de los poros sea más o menos abierta, aumentando los poros y su volumen y superficie total en el producto. La pureza del material de partida y del producto final son un parámetro para las características finales de cualquier PCM, cualquier impureza aumentará la variación en su calidad y propiedades funcionales. El origen del material de partida, el proceso aplicado y la pureza pueden ser más o menos controlados y normalizados, lo que, como resultado, afecta a la normalización de la calidad y las propiedades funcionales finales de cualquier PCM.

Interés por la aplicación en animales

La salud intestinal es un tema candente en la producción animal. Con la intensificación de la producción y la reducción de las soluciones farmacéuticas que permiten controlar las infecciones, deben aplicarse otras estrategias. Hoy en día se utilizan muchas soluciones diferentes para la prevención de brotes y, o para reducir su impacto en el bienestar y el rendimiento de los animales. Además de mejorar la gestión de la salud, las soluciones nutricionales pueden incluir la mejora de la digestibilidad de las proteínas y la tasa de paso intestinal, los prebióticos y probióticos, los ácidos orgánicos, los bioactivos y los (mico)aglutinantes de toxinas. Todos ellos tienen un modo de acción diferente para apoyar una microflora equilibrada y un intestino sano. Los PCM tienen propiedades aglutinantes de toxinas, pero no tienen ningún efecto directo sobre la microflora o la salud intestinal (positivo o negativo). La fuente correcta de PCM se unirá a las enterotoxinas producidas por la microflora, que de otro modo dañarían el intestino. Ese daño causaría un aumento de los costos de los nutrientes y del acceso de los patógenos, debido a la inflamación y la pérdida de la integridad intestinal. Al aglutinar parte de las toxinas presentes, se puede mantener mejor la salud intestinal. Además, los PCM también pueden unirse a las micotoxinas. En comparación con los principales aglutinantes de toxinas utilizados a nivel mundial, las arcillas y los productos a base de levadura, los PCM pueden principalmente aglutinar mejor los compuestos no polares o neutros. Esto es muy importante para micotoxinas importantes como el deoxinivalenol y la zearalenona.

Figura 2 – Estructura de los poros del Carbovet® de cerca.

Seleccionar una buena fuente de carbón

Las definiciones y características de los PCM y sus propiedades funcionales, como resultado, pueden variar ampliamente. A primera vista, un PCM más eficiente podría parecer la mejor opción para su aplicación en los alimentos para animales. Sin embargo, si se utiliza como solución preventiva y de apoyo durante períodos más largos, un aglutinante altamente eficiente no es el mejor, ya que no es selectivo. Hale y otros (2016) descubrieron que cuanto más alta es la temperatura de proceso y más alta la superficie del MCP, más fuerte es su capacidad de aglutinación de compuestos orgánicos neutros. Esto suena bien hasta que se da cuenta de que significa que no sólo los compuestos negativos (por ejemplo, las toxinas) serán aglutinados, sino también muchos nutrientes (esenciales) proporcionados en el alimento (por ejemplo, vitaminas, minerales, medicinas). Lo más importante es seleccionar una fuente de carbón vegetal con una estructura de poros lo suficientemente abierta como para aglutinar las toxinas (moléculas medianas y grandes), pero no lo suficientemente eficiente como para aglutinar la mayoría de los nutrientes esenciales (moléculas pequeñas). Pancosma ha desarrollado un producto de carbón vegetal (Carbovet) para ser utilizado en la alimentación animal y bien posicionado para funcionar como apoyo a la salud intestinal (Figura 2). Basándose en una única calidad y origen de la madera de roble y un proceso térmico controlado, la calidad del producto final está muy normalizada. Un proceso con temperatura media (550°C – 600°C) durante varios días, sin activación adicional con gas, vapor o productos químicos y de alta pureza, asegura la eficiente unión de las toxinas, sin unión de los nutrientes esenciales.

Las referencias están disponibles a petición.

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