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CARBÓN
El carbón es un recurso energético no renovable porque tarda millones de años en formarsee
1. Formación y Tipos2. Minería del carbón3. El Carbón la economía mundial4. Problemas medioambientales
1. Formación y Tipos
CARBÓN
Combustible sólido con más de un 50% en peso de
carbono (70% en volumen) resultante de la
descomposición lenta de grandes cantidades de materia
vegetal durante las épocas geológicas pretéritas.
Tipo de Carbón C% H% Otros% Poder calorífico (Kcal/mol)
Materias Volátiles (%)
TurbaLignitoHullaAntracita
57728796
6552
372382
5400670087008400
6555255
La mayor parte del carbón se formó a partir de extensos bosques de helechos arborescentes que cubrieron amplias
zonas costeras y lacustres hace 300-350 m.a.
composición química más probable
aumento del contenido en C respecto a la materia orgánica original
es un incompleta
CARBONIZACIÓN proceso de deshidrogenación incompleta
Acumulación de materia orgánica en medio anóxico
Que queda cubierta por nuevos sedimento
Procesos metamórficos asociados a la orogénia hercínica van transformando dicha materia en carbón
4 estadiosturba lignito hulla antracita Las diferencias se
basan al tiempo que
ha durado el proceso
de carbonización La carbonización
se acentúa con la
profundidad debido
a los efectos de la
presión y
temperatura.
1 - Turba Material ligero en el
que se observan restos de plantas
Se forma en áreas pantanosas (condiciones anaeróbicas).
2- Lignito Material blando y pardo, en general
con contenidos de azufre elevados
Transición entre la turba y la hulla
3 - Hulla
Material negro, algo brillante, que tizna
Gran interés industrial: generación de electricidad y obtención del coque
4 - Antracita Material negro,
brillante y compacto (no tizna)
Formado bajo condiciones de P/T mayores que la hulla
Minería del carbón
Revolución industrial Entre 1750 y 1850
transición del medio rural al urbano en Gran Bretaña
La sustitución del carbón vegetal por la hulla en la metalurgia del hierro, y el invento de la máquina de vapor propiciaron dicho cambio
TIPOS DE MINAS
SubterráneasPozos y galerías
A cielo abierto
Minería, Fuentes de energía e Industria 14
Mina subterránea
Castillete de un pozo minero
Galería
Aspectos sociales Condiciones de
trabajo especialmente duras
AccidentesEl metano asociado al
carbón puede acumularse y explotar
Mina a cielo abierto
Lignitos de Meirama
El Carbón la economía mundial
Principales usos. La industria siderúrgica.
Generación de energía eléctrica en centrales térmicas.
Altos hornos
coque siderúrgico
Se utiliza como combustible y reductor del Fe2O3 en el altos hornos.
Obtención del coque
Destilación Horno de coque
Calentando el carbón 100ºC:
se desorben O, N, CH4 y H2O
100-300ºC SH2, CO, CO2
500-600ºC despolimerización partículas C12 coque metalúrgico
Generación de electricidadEl carbón se quema para producir vapor
E. térmica => E. mecánica => E. eléctrica
CARBÓN EN ESPAÑA II Desde 1985: descenso producción por:
Importación de carbón mejor y más barato.○ En 1865
Carbón asturiano 70 realesCarbón ingles 38 reales + 32,5 reales de aduana
○ 150 años después la diferencia de precio ha aumentado
Crisis siderúrgica.
¿Tiene futuro el carbón? Reducción, a lo largo del
siglo XX, del % de carbón en el mix energético mundial
¼ dela energía que consumimos proviene del carbón
Las políticas actuales buscan reducir este porcentaje
Pero… ¿Qué combustible es abundante en la Tierra? Las reservas de carbón
pueden durar cientos de años al ritmo de consumo actual
Estados Unidos (26%), Rusia (27%) y China (30%) poseen las mayores reservas
Problemas mediambientales
Antes Ahora
Siglo XIX y principios del XX Usado en el
transporte, cocinas y calefacciones domésticas
Difusión de
contaminantes
Solo se quema en centrales térmicas
Mayor
control de emisión
Pero… Múltiples impactos
ligados a la extracción ligados a la combustión
Escombreras○ 1 Tm carbón 25 Tm de
escombro
Deterioro paisaje Drenaje ácido (lavado) Polvo (molienda)
Lluvia ácida Sox - NOx
Efecto invernadero CO2
Y nuevas soluciones
emisión impactos remedios
CENIZAS Problemas respiratoriosSuciedad
Añadiendo caliza en la caldera sustituyen al cementoCiclones
SOx Lluvia ácida Lavado del carbónFijación del S por las cenizasDesulfurización del gas de combustión
NOx Smog fotoquímicoLluvia ácida
Catalizadores en chimenea
CO2 Efecto invernadero Secuestros del CO2
Combustión avanzada
GasificaciónCarbón + H2O + O2 CO + H2 + CH4
En presencia de catalizadores ○ CO + H2O CO2 + H2
El H2, se emplea en centrales de ciclo combinado
CO2 resultante del proceso de gasificaciónalternativas de almacenamiento secuestro
del CO2
Secuestro del carbón Almacenamiento del CO2 durante periodos
muy dilatados de tiempo, mediante técnicas biológicas geológicas
Técnicas biológicas
Incremento de la fotosíntesis
Fertilización del agua marina con Fe o con urea Blooms de algas
Reforestación
Técnicas geológicas Inyección en yacimientos de petróleo, gas o carbón Almacenamiento en aguas oceánicas profundas Fijándolo como silicato cálcico al reaccionar con rocas
ultrabásicasMg2SiO4 + 2CO2 = 2MgCO3 + SiO2
Gasificación subterránea