El carbón, conocido también como carbón mineral es un combustible sólido constituido por rocas sedimentarias muy ricas en carbono y que es fácilmente identificable por su característico color negro o pardo oscuro. Además de la importante presencia de carbono, este mineral puede contener otros elementos como azufre, oxígeno, nitrógeno o hidrógeno. Desde que fue descubierto se lo utiliza como combustible fósil, pero se trata de un recurso no renovable.
¿Cómo se formó el carbón mineral?
Para comprender cómo llegó a formarse este mineral, a partir de sustancias vegetales, debemos remontarnos al Período Carbonífero, hace unos 360 millones de años.
La primera parte de este proceso de formación comienza con la descomposición de vegetales terrestres, cuando el planeta estaba cubierto por extensos bosques de helechos y equisetos, que fueron acumulándose en regiones pantanosas, de lagunas y cuencas marítimas. Todos estos vegetales en forma de restos, se acumularon en el fondo de esas cuencas y al ser cubiertos por el agua quedaron protegidos del aire y de su acción degradante.
En este punto comienza la acción de las bacterias anaeróbicas – organismos que no necesitan la presencia de oxígeno para su supervivencia – que inician el proceso de descomposición. Esto va provocando un paulatino enriquecimiento en carbono de estos restos.
Estos restos en descomposición, que luego van a formar el carbón mineral, empiezan a ser cubiertos por depósitos arcillosos y de esta manera el proceso anaeróbico se potenciará.
Estas capas arcillosas y con restos vegetales se cubren por otras rocas sedimentarias y comienza un proceso denominado carbonización. Los movimientos de las placas tectónicas, la presión de las rocas sedimentarias y el aumento de la temperatura comienzan a provocar transformaciones físicas y químicas de estos restos vegetales.
La presión va a modificar las propiedades físicas, aumentando la dureza, la resistencia y la porosidad. Por su parte, la temperatura producirá cambios químicos, aumentando la presencia de carbono y reduciendo el oxígeno y el nitrógeno. De esta forma se genera el carbón mineral.
Clasificación y tipos de carbón
En los yacimientos existen diversos tipos de carbón mineral y para su clasificación se realizan exámenes químicos destinados a establecer los porcentajes de carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno y azufre. Elementos estos que conforman la parte combustible del mineral. Puede contar con la presencia de otros elementos que al final de la combustión quedan como cenizas, pero no son considerados en estas pruebas.
La turba es material orgánico. Su color es amarillento pardo o negro. Se puede decir que la turba es la primera parte de la transformación de los vegetales en carbón y la presencia de carbono es escasa, no supera el 60%. Es un combustible de baja calidad y de poco efecto calórico.
Luego de la turba, le sigue el lignito. Algo más rico en carbono, pero con una alta presencia de agua, lo que lo convierte en un mal combustible. Es de color negro o pardo muy oscuro y de consistencia leñosa. A pesar de su baja combustibilidad, el lignito es utilizado aún en algunas centrales térmicas.
La hulla es una de las clasificaciones que recibe el carbón mineral de mayor capacidad de combustión. Esto se debe a la mayor presencia de carbono que va desde un 75% a un 90%. El resto de los elementos volátiles constituyen un 20%, aproximadamente, con una importante presencia de azufre que lo convierte en un combustible contaminante. Fue muy utilizado en la industria siderúrgica, pero fue paulatinamente reemplazado por el petróleo y el gas natural. Se utiliza actualmente en algunas centrales térmicas.
Por último, tenemos la antracita, el carbón de mejor calidad, poco contaminante debido a su alta presencia de carbono y bajo porcentual de cenizas y material volátil. Es de color negro brillante y extrema dureza.
Aplicaciones y usos del carbón
En la actualidad, el carbón representa el 25% de la energía que se consume en el mundo. Este porcentaje es superado sólo por el petróleo.
La generación eléctrica es el principal uso que recibe el carbón mineral. Para ello se utiliza el pulverizado, aunque debido a las emanaciones de gases contaminante, está siendo reemplazado por otros combustibles.
El coque es un producto que se deriva de la pirolisis del carbón. Se lo utiliza como combustible y reductor en distintas industrias. Su uso en los altos hornos siderúrgicos da como resultado que los 2/3 del acero mundial que se produce, utilice coque de carbón.
Su mezcla con hierro da como resultado una mezcla en la que el hierro resulta enriquecido por el carbón, obteniendo mayor elasticidad y resistencia. El acero es un hierro enriquecido con un 1,2% de carbón.
La producción mundial de carbón tiene a China como su principal actor. Con un 49% de la producción mundial, el país asiático lidera el mercado, seguido por los Estados Unidos con el 14%. Casi 8 mil millones de toneladas de carbón son producidas anualmente y se calcula que existen reservas para unos 110 años.
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