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TEMA 2. EL CARBÓN

El carbón es un combustible sólido de color negro, formado por carbono,

fundamentalmente, y por otros elementos químicos ligeros como hidrógeno, oxígeno,

nitrógeno. También contiene componentes volátiles y no volátiles, que al quemar el

carbón, quedan en forma de residuos.

1. CARBONES NATURALES

Son combustibles fósiles que proceden de la transformación de grandes masas

vegetales provenientes del período Carbonífero. Estos vegetales quedaron enterrados y

sufrieron un proceso de fermentación anaerobia, debido a la acción conjunta de

microorganismos, presión y temperatura adecuadas. Como consecuencia de ello, se fue

originando metano, dióxido de carbono y agua, aumentando progresivamente su

contenido en carbono, que será tanto más elevado cuanto más antiguo sea el carbón de

que se trate. Este contenido en carbono sirve precisamente para clasificar los carbones

naturales en los siguientes:

Turba: Es el carbón de más reciente formación. Es el que menos contenido en

carbono tiene (50%) y por tanto menos poder calorífico (4500 kcal/kg). Es poco

utilizado en la industria por su escaso poder calorífico y la gran cantidad de

impurezas que contiene. Se emplea en la producción de abonos y fertilizantes.

Lignito: Se encuentra en yacimientos poco profundos, por lo que sus costes de

explotación son relativamente bajos. Su contenido en carbono oscila entre el

70% y su poder calorífico es 6500 kcal/kg. Se utiliza en calefacción doméstica e

industrial, para la producción de energía y en diversos procesos químicos y de

carbonización.

Hulla: Posee un contenido en carbono alrededor del 75-90%, lo que le otorga

muy buenas cualidades como combustible. Su poder calorífico es 7500 kcal/kg.

Una gran cantidad de hulla se emplea para obtener, por destilación seca, carbón

de coque, alquitrán, gas ciudad, amoníaco y grafito. También se utiliza para la

fundición de metales y la obtención de energía eléctrica.

Antracita: Es el carbón que mayor contenido en carbono posee (95%), debido a

que es el más antiguo. Su poder calorífico es de 8500 kcal/kg. Arde con

dificultad y en su combustión apenas se producen humos y cenizas, además

carece de impurezas. Fundamentalmente se utiliza en las centrales

termoeléctricas.

2. CARBONES ARTIFICIALES

Carbón de coque: Se obtiene a partir de la hulla por destilación seca. Al

calentar la hulla, en ausencia de aire, en unos hornos especiales se obtienen,

además del coque, una serie de productos volátiles (gas ciudad, amoníaco,

alquitrán), quedando en las paredes del horno un residuo de carbono

prácticamente puro, que recibe el nombre de carbón de retorta y que se usa para

la fabricación de electrodos. El carbón de coque arde sin llama y tiene un gran

poder calorífico. Se usa como combustible en los hornos de fuego continuo, y

especialmente como agente reductor en la producción del hierro en los altos

hornos (coque metalúrgico).

Carbón vegetal: Se obtiene por destilación seca de la madera. Es muy poroso y

por esta razón flota en el agua. Puede usarse como combustible, pero su

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principal aplicación es como absorbente de gases, por eso, se utiliza en

mascarillas antigás y en bombas de alto vacío.

3. PROCESOS DE EXTRACCIÓN

Explotación a cielo abierto: Se lleva a cabo cuando el yacimiento se encuentra

en la superficie o a escasa profundidad. Permiten aprovechar todo el filón. Las

grandes máquinas excavadoras logran remover hasta 100 m de capa de tierra,

con lo que se eliminan los problemas de los derrumbamientos y se consigue un

mejor rendimiento de la instalación. Su principal inconveniente radica en el

grave impacto paisajístico y medioambiental que genera el movimiento de

tierras. El carbón obtenido es de baja calidad.

Explotaciones subterráneas: Se utiliza cuando el carbón se encuentra a gran

profundidad. Se perforan pozos hasta llegar a la veta y a continuación se

excavan galerías para proceder a la extracción del mineral. Por los pozos se

accede a la mina también a su través se sube el carbón, ya sea con vagonetas o

por medio de elevadores o cintas transportadoras. La ventilación se realiza por

medio de motores, o pozos intercomunicados que eviten posibles acumulaciones

de grisú (gas metano altamente explosivo).

4. TRANSPORTE

Una vez limpio, triturado y clasificado, el carbón se traslada hasta los lugares de

consumo en trenes, barcos o camiones (estos últimos exclusivamente para aquellos

lugares que son inaccesibles). El transporte encarece sobremanera el producto; por ello,

en un principio las industrias que utilizaban carbón tendían a concentrarse en las

cuencas carboneras, sobre las que recaía prácticamente todo el impacto medioambiental

consecuencia de la explotación.

Hoy en día, en EE.UU. el carbón, fluidificado, se transporta también a través de

tuberías.

5. PRODUCCIÓN MUNDIAL DE CARBÓN

Aunque se conoce desde la antigüedad, el carbón natural comenzó a adquirir

verdadera importancia en la Revolución Industrial. Pese a que en la actualidad ha sido

sustituido en muchas de sus aplicaciones por el petróleo y el gas natural, sigue siendo el

combustible más abundante en la Naturaleza, pues sus reservas se estiman en casi el

70% del total mundial de fuentes no renovables de energía. Según el Consejo Mundial

de la Energía, las reservas actuales de carbón (se encuentran principalmente en EE.UU.,

Rusia, China e India) resultarían suficientes para abastecer la demanda durante los

próximos dos siglos.

6. EL CARBÓN EN ESPAÑA

Los recursos de carbón españoles, de una calidad considerada como aceptable,

se estiman en unos 4000 millones de toneladas, que al ritmo actual de consumo,

suponen una producción para unos 100 años. Los yacimientos más importantes de hulla

y antracita se concentran en las provincias de Asturias y León.

La mayor parte del carbón nacional se destina al consumo en centrales térmicas.

También se utiliza en:

La obtención del acero (siderurgia)

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Industrias químicas y cementeras, aunque para estos fines está siendo sustituido

por gas natural y coque de petróleo.

Uso doméstico: Por razones medioambientales prácticamente ha desaparecido

este uso, sustituyéndose por otros combustibles menos nocivos, como el gas

natural, gasóleo, propano, butano…

En lo que respecta al carbón importado por España, la mayor parte procede de

EE.UU., Sudáfrica, Australia, Rusia, Ucrania e Indonesia.

7. VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL USO DEL CARBÓN

7.1. Ventajas

En su combustión se desprende energía de una forma muy regular.

Permite la obtención de una cantidad considerable de energía de una forma

relativamente sencilla y cómoda.

7.2. Inconvenientes

La extracción del carbón en el interior de las minas resulta sumamente

peligrosa.

La carestía del transporte obliga a que el consumo de carbón tenga que

efectuarse cerca de los lugares de extracción.

El hecho de ser una energía no renovable acarrea la posibilidad de que se

agote en un futuro no muy lejano.

El proceso de combustión del carbón origina graves alteraciones

medioambientales.

8. IMPACTO MEDIOAMBIENTAL

Influencia sobre el suelo: Explotaciones a cielo abierto destruyen una gran

superficie del suelo, y la lluvia ácida produce el deterioro de la capa superficial.

Influencia sobre el agua: La central térmica necesita un circuito de

refrigeración que recoge agua de un río o del mar y que suele devolver al mismo

a elevada temperatura, lo que ocasiona la destrucción de la vida animal y vegetal

del río en cuestión. Aunque esto se evita con las torres de refrigeración y

aprovechando el calor residual para otros usos. Por otra parte, el agua empleada

en el lavado del carbón arrastra partículas a los ríos y al mar, con la

contaminación del ecosistema cercano.

Influencia sobre la atmósfera: En la combustión del carbón se originan una

serie de productos y residuos volátiles que pasan a la atmósfera (CO2, vapor de

agua, SOx, NOx, hidrocarburos, partículas sólidas) y son la causa de efectos

perjudiciales como:

o Efecto invernadero: El responsable es el CO2. Además es la causa del

temible cambio climático.

o Lluvia ácida: La causan los óxidos de azufre y de nitrógeno. Afecta

principalmente a la vegetación.

o Contaminación del agua de los ríos y lagos, lo que afecta tanto a la vida

acuática como a la potabilidad del agua de consumo.

o Destrucción del manto fértil del suelo y de gran parte de los bosques.

o Deterioro del patrimonio arquitectónico.