CARBON
El carbón es una roca sedimentaria de origen orgánico, de color negro o marrón oscuro. Se utiliza principalmente como combustible fósil, por su elevado poder calorífico gracias a que tiene un contenido mayoritario de carbono. Los carbones se pueden clasificar por el porcentaje en carbono que contienen, que está relacionado con el porcentaje de humedad y de impurezas. Según este criterio se pueden distinguir turba, lignito, hulla y antracita.
Composición del carbón
El elemento carbono aparece en el carbón en un porcentaje superior al 50% en peso y en un 70% en volumen. El agua que contiene (humedad) es variable y proviene de la que quedó atrapada en el momento de la formación del carbón.
Otros constituyentes del carbón son la materia mineral (silicatos varios) y minerales carbonatados (siderita, calcita y aragonito). La pirita es un mineral con azufre muy común en los carbones. Hay pequeñas cantidades de metales, como el hierro, uranio, cadmio y, en cantidades muy escasas, oro.
El metano es un gas que se encuentra en las minas de carbón y puede ser el origen de peligrosas explosiones en minas subterráneas.
Uso del carbón
El carbón se utiliza mayoritariamente como fuente primaria de calor en calderas industriales y para la obtención de electricidad en las cámaras de combustión de carbón (de lecho fijo o de lecho fluido) de las centrales termoeléctricas. Es, pues, principalmente un combustible, que se puede clasificar dentro de los combustibles fósiles. El 75% del carbón mundial se utiliza para producir electricidad. La eficiencia energética global de las centrales de carbón no es muy elevada, alrededor de un 25% -27%.
También tiene otros usos más minoritarios, entre los que se encuentran, por ejemplo, los hornos de cemento y la elaboración de carbón de coque a partir de la hulla para producir acero.
Dos tecnologías con grandes perspectivas de futuro son la gasificación y la licuación del carbón. La primera es más antigua, se usaba ya en el siglo XVIII para obtener lo que entonces se llamaba gas de agua y actualmente tiene el interés de producir combustibles gaseosos (gas natural sintético o GNS, hidrógeno, etc. ), que pretenden ser más fáciles de almacenar y de transportar, además de más respetuosos con el medio ambiente, que el carbón sólido. La licuación del carbón se empezó a hacer en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial, para no depender de los demás países para el petróleo y sus derivados, ya que no tenían yacimientos petroleros pero sí minas de carbón. A medida que el petróleo se agota en el mundo, esta técnica, directa o indirecta, se hace cada día más ventajosa, y además permite producir combustibles menos contaminantes y diseñados para que sean más aptos para el uso en la automoción. El combustible líquido obtenido por la licuación de carbón tiene el doble de potencia calorífica que el carbón usado para hacerlo.
Medio ambiente
Como otros combustibles fósiles, el carbón, al quemar, emite sobre todo al aire dióxido de carbono (CO2), un contaminante atmosférico que se considera el principal gas invernadero. Además, su extracción se hace aumentar el radón radiactivo del aire y, según como se haga, se puede contaminar el suelo y el agua para las aguas residuales no convenientemente tratadas.
Una central termoeléctrica de carbón produce también óxidos de nitrógeno (NO y NO2) y dióxido de azufre (SO2), causantes de la lluvia ácida. Los óxidos de nitrógeno además son tóxicos. El dióxido de azufre se puede reducir considerablemente mediante la desulfuración de los gases en la chimenea con caliza (CaCO3), pero entonces se producen importantes residuos de yeso y más dióxido de carbono. Este proceso no se suele hacer si no es obligado por ley, debido a su elevado coste económico. El yeso, cenizas y otras partículas sólidas emitidas a la atmósfera se pueden reducir con filtros. La central también hace aumentar las series naturales de radiactivos atmosféricos, principalmente los de la familia del radón.
Historia del uso del carbón
Las Islas Británicas (especialmente ricas en carbón y donde se inició la revolución industrial) son el primer lugar estudiado donde se detecta el uso de este combustible fósil.
Allí, en el tercer milenio Antes de Cristo (ac )se ha comprobado que era un componente de piras funerarias y hacia el año 200 ac hay evidencias, en la misma zona, de actividad comercial y de ser usado para desecar cereales. Bajo la dominación romana hay menciones del uso esporádico del carbón, pero hasta la Edad Media no adquirió importancia relevante.
El primer carbón utilizado era simplemente recogido de la playa, cuando se agotó esta fuente se tuvo que pasar a la minería del carbón. Se empezó a usar masivamente con las primeras aplicaciones de la máquina de vapor, tanto en la industria como el transporte, sobre todo en trenes y barcos.
En el siglo XX, cuando el carbón se convirtió bastante caro, se empezó a preferir los combustibles fósiles líquidos (derivados del petróleo) para el transporte, ya partir de la mitad del siglo el uso de gas natural fue aumentando a favor del petróleo y del carbón en la industria y la obtención de energía. Sin embargo, aún en el siglo XXI se usa el carbón para la obtención de & rsquo; energía térmica (calor) y de electricidad en calderas industriales y centrales térmicas.
Actualmente los principales problemas que presenta son la contaminación y la sostenibilidad, ya que es un recurso natural en vías de agotamiento.
Origen del carbón
Se cree que la mayor parte del carbón actual se formó durante el carbonífero (hace 280 a 345 millones de años) de la Era Primaria. También en el Pérmico, Triásico y Jurásico se formaron grandes depósitos. En el Cretácico se formó lignito. Actualmente hay formación de turba en las turberas.
El carbón de Europa, Asia, y América del Norte se formó principalmente en el carbonífero a base de vegetación tropical.
El carbón del hemisferio sur se formó con vegetación de clima frío (tundra). Las plantas antiguas a través de los cambios geológicos quedaron compactadas, endurecidas, alteradas químicamente y experimentando un proceso de metamorfosis por la alta temperatura y la presión.
El carbón del hemisferio norte se formó en ecosistemas de humedales llamados bosques carboníferos. Al morir las plantas y acumularse en medios acuáticos con poco oxígeno (medios anaerobios) sufren una degradación bacteriana. Para la formación de carbón necesario que estas condiciones tengan una duración suficiente de tiempo, y sin erosión en condiciones sedimentarias.
