El Carbon

INTRODUCCIÓN

Con la diversidad material existente en la naturaleza, es necesario hacer parte de ella, no solamente por ser nuestro vecino en el entorno, sino conocerlos, saber cómo es cada uno de ellos, investigar aquel ser vivo o inerte que acompaña mi diario vivir en el ambiente.

Es por ellos que se requiere dar a conocer un poco de más de sí mismo, casi mínimo, pero esencial en el proceso de aprendizaje que muestra el espacio académico, pero más allá, es hablar de conceptos válidos que podrían servir más adelante para la aplicación de funciones ingeniosas dentro de la vida profesional.

Se conocerá entonces temática básica acerca del carbón, tales como parte de su origen, características basicas, propiedades, tipos, extracción y aplicaciones, entendiendo así a grandes rasgos su importancia en el contexto y la magnitud de su acaparamiento tanto comercial como ambiental en el mundo.

El CARBON

Material de Ingeniería de origen natural; es una roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono, utilizada como combustible fósil. Suele localizarse bajo una capa de pizarra y sobre una capa de arena y arcilla. Se cree que la mayor parte del carbón se formó durante el período carbonífero (hace 280 a 345 millones de años).

Características:

- Color que va desde el pardo oscuro al negro.

- Compuesto principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.

- Arde fácilmente, por lo cual es importante como combustible para uso domestico e industrial.

Carbonización:

El carbón se origina por la descomposición de vegetales terrestres, hojas, maderas, cortezas, y esporas, que se acumulan en zonas pantanosas, lagunares o marinas, de poca profundidad. Los vegetales muertos se van acumulando en el fondo de una cuenca. Quedan cubiertos de agua y, por lo tanto, protegidos del aire que los destruiría. Comienza una lenta transformación por la acción de bacterias anaerobias. Con el tiempo se produce un progresivo enriquecimiento en carbono.

Hay otra teoría que explica que el carbón se forma con emanaciones continuas de gas metano en las profundidades de la tierra.

Tipos:

- Carbón activado: Carbono amorfo granular y en polvo, caracterizado por su elevada superficie específica por su gran porosidad. Se utiliza principalmente como absorbente.

- Carbón bituminoso: Variedad de carbón cuya constitución y propiedades son intermedias entre la antracita y el lignito.

- Carbón del petróleo: Se produce por la destilación del petróleo, normalmente no se utiliza

- Carbón de origen vegetal: Se obtiene quemando madera. Apilada en montones recubiertos de barro, para evitar el contacto con el aire y conseguir que la combustión sea parcial.

- Carbón de origen mineral: Carbón natural, sólido o combustible, de consistencia pétrea o terrosa, constituido por carbono amorfo acompañado de hidrocarburos compuestos orgánicos complejos y materiales inorgánicos. El rango de un carbón mineral se determina en función de criterios tales como su contenido en materia volátil, contenido en carbono fijo, humedad, poder calorífico, etc. Así, a mayor rango, mayor es el contenido en carbono fijo y mayor el poder calorífico, mientras que disminuyen su humedad natural y la cantidad de materia volátil. Existen varias clasificaciones de los carbones según su rango. Una de las más utilizadas divide a los carbones de mayor a menor rango en:

 Antracita

 Bituminoso bajo en volátiles

 Bituminoso medio en volátiles

 Bituminoso alto en volátiles

 Sub-bituminoso

 Lignito

 Turba

Aplicaciones:

El carbón suministra el 25% de la energía primaria consumida en el mundo, sólo por detrás del petróleo. Además es de las primeras fuentes de energía eléctrica, con 40% de la producción mundial (datos de 2006). Las aplicaciones principales del carbón son:

- Generación de energía eléctrica: Las centrales térmicas de carbón pulverizado constituyen la principal fuente mundial de energía eléctrica. En los últimos años se han desarrollado otros tipos de centrales que tratan de aumentar el rendimiento y reducir las emisiones contaminantes, entre ellas las centrales de lecho fluido a presión. Otra tecnología en auge es la de los ciclos combinados que utilizan como combustible gas de síntesis obtenido mediante la gasificación del carbón.

- Coque: El coque es el producto de la pirólisis del carbón en ausencia de aire. Es utilizado como combustible y reductor en distintas industrias, principalmente en los altos hornos (coque siderúrgico).

- Siderurgia: Mezclando minerales de hierro con carbón se obtiene una aleación en la que el hierro se enriquece en carbono, obteniendo mayor resistencia y elasticidad. Dependiendo de la cantidad de carbono, se obtiene:

Hierro dulce, Acero, Fundición

- Uso doméstico: Históricamente el primer uso del carbón fue como combustible doméstico. Aún hoy sigue siendo usado para calefacción, principalmente en los países en vías de desarrollo

Propiedades:

Podemos destacar principalmente:

- Potencia calorífica: Es la más importante, ya que el calor potencial es la mercancía objeto de compraventa. Depende de la cantidad de humedad y de cenizas, así como de la composición de la materia orgánica.

- Humedad: Componente no combustible que aumenta el peso muerto del carbón, consume calor de la parte combustible y debilita su estructura física.

- Ceniza: Materia mineral inorgánica que queda como residuo de la combustión. En la mayoría de las minas de carbón funcionan plantas de lavado para la separación de la materia inútil.

- Azufre: Impureza inorgánica del carbón. Es perjudicial ya que en la combustión se forman ácidos corrosivos.

- Temperatura de fusión de las cenizas: Los carbones

...