Se suele
designar con el nombre de carbón al
de origen mineral, llamado también de piedra, por oposición al carbón vegetal o
de leña.
Diferentes clases
Los carbones
minerales se clasifican de acuerdo a materiales volátiles que encierran, cuyo
porcentaje es inferior al 8% en la antracita
y alcanza el 45% en la Hulla. Se dice que el carbón es un combustible fósil
porque se ha formado a partir de la acumulación de metales durante la era
primaria, principalmente en el periodo denominado carbonífero. El lignito y la
turba son posteriores a esta época y no han sufrido un proceso completo de
carbonización. El poder calorífico de los carbones es muy superior al de la madera.
El más utilizado de todos es la hulla, que sirve de combustible en las
centrales térmicas, de electricidad y permite obtener importantes productos
derivados muy empleados en la industria química.
El carbón
de leña, procedente de la carbonización incompleta de la madera a
temperaturas superiores a 400ºC, da un residuo negro formado por carbono casi
puro, un 3% de cenizas y aproximadamente un 15% de materias volátiles. Arde con
facilidad y tiene un poder calorífico casi igual al de carbón vegetal. De las
maderas resinosas se extraen alquitrán y ácido piroleñoso, y pueden separarse
algunos de los componentes de este último, como el alcohol metílico y la
acetona. La fabricación industrial del carbón vegetal se efectúa actualmente en
recipientes cerrados de gran capacidad (retortas o túneles), dotados de
instalaciones secundarias que permiten aprovechar los subproductos, aunque
siguen utilizándose también el primitivo procedimiento de las carboneras,
situadas en el mismo terreno que se explotan y consistentes de una pira de leña con un tiro o chimenea
interior donde se verifica la combustión parcial de la madera y de las materias
volátiles desprendidas, que plantean serios problemas al no poder recuperarse.
Para evitar la pérdida de estos residuos se recurre a los carbonizadores,
aparatos de fácil transporte que funcionan según dos sistemas (hornos,
retortas).
Esta clase de carbón se emplea principalmente en
los procedimientos metalúrgicos y para uso doméstico.
Extracción
El carbón no
puede frecuentemente extraerse a cielo abierto, puesto que este procedimiento
solo es aplicable a criaderos superficiales, y resulta más corriente, sobre
todo en el caso de la hulla, cavar pozos y galerías, que constituyen la mina,
para explotar los filones del mineral. Estos alcanzan profundidades que oscilan
entre los 400 y 1400 metros, y la excavación de la mina a de hacerse tomando
infinidad de precauciones, como la de proceder al revestimiento con ladrillos o
al entibado metálico de las galerías
para evitar las filtraciones y los hundimientos causados por la presión del
terreno.
La ventilación
de la mina es también imprescindible no solo con el fin de proporcionar el
oxigeno necesario para que respiren los mineros, sino también para diluir y
aspirar los gases flamables, capaces de provocar explosiones de gran gravedad,
como es el caso del grisú (metano), que
ciertos carbones contienen en una proporción de más de 100 M3 por tonelada.
La extracción
del mineral, actualmente muy mecanizada, se hace gracias a unas vagonetas que transportan
el carbón hasta las torres de elevación, desde donde se lleva a la superficie
por medio de montacargas o de un sistema de cangilones. En las minas más
modernas, al utilizar computadoras para controlar automáticamente la excavación
y el transporte, se consigue una mayor seguridad y una notable reducción de la
mano de obra.
Combustión
La combustión del carbón, sobre todo si es
incompleta, plantea una serie de problemas difíciles de resolver, como la
contaminación atmosférica debida a los gases (oxido de carbono) y al humo. Se
intentó en un principio evitar este peligro con la construcción de altas
chimeneas por las que salían los residuos, pero en la actualidad se procura
alcanzar una combustión mas completa para impedir la formación de estos gases
tóxicos. Otra dificultad proviene de que la acumulación de carbón en una
caldera trae consigo la destilación de la capa superior, con desprendimiento de
elementos volátiles. En las grandes centrales térmicas, para paliar este grave
inconveniente, se recoge el polvo del carbón que, mezclado con aire comprimido,
vuelve a inyectarse.
El rendimiento del carbón ha mejorado notablemente
y, desde el punto de vista de los aparatos domésticos, cabe señalar que las
calderas y cocinas actuales son mas económicas que las antiguas por prestar
mejores servicios y son menos peligrosas al desprender una cantidad muy
inferior de gases tóxicos.
Destilación
La destilación de la hulla permite obtener
diferentes productos: gas, coque, alquitrán, benzol, sulfato amónico, etc.
El gas de hulla, llamado también gas de alumbrado o
gas ciudad, proviene de la destilación lenta y de la purificación posterior del
carbón, que eliminan el agua, la naftalina, el alquitrán, y los compuestos
sulfurosos. Este gas, que se distribuye en las ciudades y produce unas 4,500
calorías por metro cúbico, se compone fundamentalmente de hidrógeno, metano y
óxido de carbono, a los que se pueden añadir, según el uso a que se destine,
algunos otros. Este producto industrial se sustituye a veces por el gas
natural, cuyo precio de costo es muy inferior.
El coque, combustible sólido que procede de la
destilación parcial de la hulla, con la cual se eliminan casi todas las
materias volátiles, tiene un poder calorífico de unas 8,000 calorías por metro
cúbico, se utiliza en los altos hornos
para la producción de hierro y ofrece la ventaja de no formar capas de hollín
en las chimeneas.
El alquitrán de hulla, producto secundario de la
fabricación de gas de alumbrado, origina, por destilación fraccionada, toda una
serie de productos (benceno), tolueno, isleño, fenol, naftaleno, antraceno,
cresol, etc.) Cuando se destila la hulla, sale vaporizado y mezclado con el
gas, del que se separa por condensación.
El benzol, mezcla de benceno, tolueno y isleño, es
materia prima de numerosas industrias químicas y de él se derivan carburantes y
disolventes.
El sulfato amónico, fabricado por síntesis en
grandes cantidades, es el abono nitrogenado mas empleado.
Del carbón al petróleo
Tanto en Alemania como en la Unión Soviética se ha
estudiado la posibilidad de producir petróleo a partir del carbón mediante
procedimientos químicos complicados y costosos. Esta transformación, de alto
interés científico, pero sin utilidad económica inmediata, se obtiene al
calentar el carbón en presencia de oxígeno y de vapor de agua formándose así un
gas de síntesis; éste se convierte, con la ayuda de un catalizador, en una gama
de hidrocarburos líquidos de propiedades muy similares a los productos de
destilación del petróleo.
 |
| Carbón Mineral |
 |
| Carbón Vegetal |
 |
| Hulla |
Referencias:
-Enciclopedia Metódica Larousse
