ZONAS CARBONFERAS DE COLOMBIA

RECURSOS Y RESERVAS GEOLGICAS DE CARBN EN COLOMBIALos recursos y las reservas geolgicas de carbn medidas en el pais son aproximadamente de 6648 millones de toneladas (MT), mientras que las reservas indicadas son del orden de 2322 MT, y se encuentran distribuidas en las tres grandes cordilleras (Oriental, Central y Occidental), localizadas en el interior del pas y en la Costa Atlntica, como se indica a continuacin:

RESERVAS CARBONFERAS DE COLOMBIAMILLONES DE TONELADAS (MT)ZONAS CARBONIFERASRECURSOS Y RESERVASTIPO DE CARBON

MEDIDASINDICADAS

Antioquia90225Trmico

Boyac170.4682.7Trmico y Coquizable

Cauca16.466.8Trmico

Cesar1933589Trmico

Crdoba381257Trmico

Cundinamarca241.9538.7Trmico y Coquizable

Guajira90-Trmico

N. Santander68101Trmico y Coquizable

Santander57.1114Trmico y Coquizable

Valle del Cauca20.122.4Trmico

TOTAL PAIS6647.92596.6

FUENTE: PLAN DE DESARROLLO DEL SUBSECTOR CARBON 1999-2010.Se concluye, de la tabla anterior que el 90% de los recursos y reservas geolgicas medidas se localizan en la Costa Atlntica y que los carbones con propiedades coquizables aptos para usos metalrgicos, se encuentran en la parte central y oriental del pas. en estas zonas se encuentran tambin carbones especiales, tales como semiantracitas y antracitas para usos industriales.

MUESTREOEl objetivo de un muestreo de carbones es el de obtener una muestra parcial representativa de una calidad total de carbn con el fin de determinar propiedades fsicas y qumicas. La proporcin y distribucin de estas variables deben ser las mismas en la muestra parcial y total.Las investigaciones modernas son muy precisas y no tendran valor, si la muestra investigada no fuera representativa de una cantidad total de carbn.IMPORTANCIA DEL MUESTREO. La importancia del muestreo se debe a que:- El productor de carbn requiere datos fsicos y qumicos precisos para planear y controlar la exploracin, desarrollo, explotacin y mercadeo.- Las plantas industriales y consumidoras, necesitan datos similares para determinar cuales carbones se adaptan mejor a sus necesidades.- En los contratos de compra y venta el vendedor y el comprador se basan en los anlisis de las muestras para determinar el precio bsico del producto, los bonos y los castigos.- Dependencias gubernamentales requieren estos datos para verificar que se ajustan a normas sobre contaminacin ambiental.- Decisiones importantes sobre factibilidad de proyectos mineros, diseo de plantas tcnicas, de lavado, de manejo de carbn, trituradoras, etc., se basan en el anlisis de muestras colectadas.FACTORES QUE AFECTAN EL MUESTREO El carbn es uno de los materiales ms difciles de muestrear ya que:- En los mantos de carbn hay variaciones laterales y verticales tanto en la materia orgnica como en la inorgnica.- Los procedimientos de minera, preparacin y manejo rompen el carbn en pedazos heterogneos en tamao y composicin.- Las diferencias de tamao de partculas producen segregacin de ellos en pilas, bandas transportadoras, volquetas, vagones, etc.- El carbn es susceptible a la oxidacin, ms el de menor grado de carbonificacin (rango), es decir los altos en voltiles.

DEFINICIONES DE MUESTRAS En el muestreo de carbones hay que diferenciar:-Suministro. Cantidad especfica de carbn como un embarque, vagn, tren, produccin de un da, etc. Un suministro puede incluir ms de un lote de carbn.- Lote. Cantidad de carbn a ser representada por una muestra bruta (mixta).- Muestra bruta, (gross sample). Muestra mixta que representa un lote de carbn y est compuesta por incrementos en los cuales no ha habido reduccin ni divisin (cuarteo).- Incremento. Muestra sencilla que representa una pequea porcin de un lote colectada por una operacin simple de muestreo y que normalmente se combina con otros incrementos del lote para obtener una muestra bruta (mixta).- Muestra de laboratorio. Muestra parcial de una bruta que ha sufrido reduccin y divisin en el laboratorio.- Muestra de anlisis. Muestra parcial lo suficientemente fina para realizar una investigacin.- Muestra de azar. Muestra sencilla seleccionada en forma tal que todas las muestras posibles del mismo tamao tienen igual oportunidad de ser escogidas. Esta muestra es investigada por si sola y puede servir de control.- Muestra sistemtica. Muestra en la cual los incrementos se toman a intervalos iguales de tiempo, espacio o masa en todo el lote o suministro.

NMERO DE INCREMENTOSEl nmero de incrementos, tomados de un suministro proveniente de una sola fuente, necesarios para obtener una precisin dada es una funcin de la variabilidad de los carbones y de las tcnicas de muestreo.La variabilidad del carbn est dada por:a) Rango del carbn.b) Tipo del carbn (grupos macerales).c) Grado de impureza del carbn (crudo o lavado).De estos tres parmetros depende la capacidad de segregacin y el tamao de las partculas del carbn.Debido a que estos parmetros varan mucho cuando se trata de suministros muy grandes se recomiendan incrementos para lotes hasta de 1.000 toneladas para de esta manera asegurar la precisin del patrn de referencia. Para suministros sobre 1.000 toneladas existen dos procedimientos para determinar el nmero de incrementos.a) Dividir el suministro en lotes iguales hasta de 1.000 toneladas o menos y formar una muestra bruta con los incrementos especificados para cada lote.b) Formar una muestra bruta, pero el nmero inicial de incrementos para este caso particular se multiplica por el factor emprico dado por:PESO MNIMO DE LOS INCREMENTOSSe exige un peso mnimo de los incrementos para evitar desviaciones. El peso debe ser lo suficientemente grande para que las partculas de todos los tamaos queden incluidas as como para que todas las partculas queden representadas en la misma proporcin que el existente en todo el carbn que se est muestreando. El peso mnimo de los incrementos depende principalmente del tamao de las partculas. En general no es aconsejable colectar incrementos ms grandes que los especificados, a menos que sea inevitable, y el nmero de incrementos no debe reducirse cuando se toman incrementos ms grandes.El peso mnimo para carbones hasta 150 mm de tamao tope top size est dado por la frmula emprica:P(kg) = 0,06 x D(mm)P = Peso mnimo de los incrementos (siempre > 0,5 kg).D = Tamao tope (95% del carbn tiene tamao igual o menor).Durante el muestreo del peso mnimo se deben satisfacer las siguientes condiciones:a) Cuando se muestrea una banda parada el ancho mnimo de su seccin transversal debe ser 2,5 veces el tamao del tope del carbn.b) Cuando se muestrea una banda en movimiento la abertura mnima del muestreador deber 2,5 veces el tamao tope del carbn.c) Cuando se muestrea en volquetas, vagones, barcos, pilas, etc., el ancho mnimo de la pala muestreadora debe ser 2,5 veces el tamao del tope del carbn.d) Los tamaos topes de las partculas en a, b y c no deben ser nunca menores de 30 mm.

Para tamaos mayores de 150 mm se deben tener en cuenta lo siguiente:a) Cumplir las condiciones anteriores de muestreo.b) El peso mnimo de los incrementos debe ser 10 kg.c) La proporcin de peso del carbn sobre 150 mm debe ser estimado o determinado con el anlisis de distribucin de tamaos, del cual tambin se puede determinar el tamao tope (top size). El nmero inicial de incrementos se lee de la Tabla 1 y de l se determinan, segn la granulometra del carbn, cuantos corresponden para tamaos sobre 150 mm y cuantos para tamaos menores de 150 mm.TIPOS DE MUESTREOLos tipos de muestreo varan de acuerdo con las diferentes fases de un proyecto minero. Las fases de un proyecto minero son: exploracin, desarrollo y explotacin (produccin). Es conveniente tener presente, que durante la fase de desarrollo se pueden estar tomando muestras de exploracin y que durante la fase de explotacin, se puede tambin estar realizando un muestreo de desarrollo.SISTEMA DE MUESTREO DURANTE LA FASE DE EXPLOTACINDurante esta fase se colectan muestras geolgicas para determinar la calidad del carbn especialmente.- Muestras de afloramiento- Muestra de canal- Muestreo de columna- Muestreo de apiques, tneles y trincheras.SISTEMA DE MUESTREO DURANTE LA FASE DE DESARROLLO Durante el desarrollo de un proyecto minero las muestras tomadas son generalmente ncleos de perforaciones. Tambin se puede tener el caso de muestra de canal cuando se requiere desarrollar reas de una mina subterrnea en produccin. Estas muestras se colectan con los requisitos exigidos para muestras de afloramientos, por lo que se recomienda muestrear en el frente de avance.- Muestras de ncleos- Muestras de ripiosSISTEMA DE MUESTREO DURANTE LA FASE DE PRODUCCIN O EXPLOTACINEste muestreo se refiere al carbn que ha sido arrancado o extrado por operaciones mineras y por lo tanto se le denomina muestreo o muestra de produccin. Este muestreo puede ser de carbn en reposo o de un corriente de carbn (carbn en movimiento).Factores causantes y prevenciones de error sistemtico en el muestreoEstos factores son: Seleccin de incrementos de un parte no representativa del carbn muestreado, por ejemplo de un solo lado de un vagn, volqueta, banda transportadora, etc. Coleccin de incrementos no representativos, por ejemplo cuando se usa una pala con poca capacidad para colectar los fragmentos ms grandes del carbn. Por este motivo la abertura del dispositivo de muestreo debe ser al menos 2,5 veces ms grande que el tamao tope a muestrear. Se puede corregir el error sistemtico cambiando la forma o colocacin del aparato de muestreo o cambiando el sistema de muestreo. La precisin del muestreo se puede afectar alterando el nmero de incrementos pero esto no alterar cualquier error sistemtico inerte en el sistema.Factores crticos del muestreo de carbn en reposo.Estos factores son: Hay segregacin de los tamaos de partculas. Existe una mayor susceptibilidad a la oxidacin en la superficie que en el interior de la masa La humedad tiende a ser mayor hacia el interior de la masa.

LOS TIPOS DE MUESTREO -Muestreo de un flujo de carbn (bandas transportadoras)- Muestreo de carbn en reposo- Muestreo de volquetas- Muestreo de vagones- Muestreo de barcos y barcazas- Muestreo de pilas

TIPOS DE CARBON CARACTERISTICASElcarbnocarbn minerales unaroca sedimentariade color negro, muy rica encarbonoy con cantidades variables de otros elementos, principalmentehidrgeno,azufre,oxgenoynitrgeno, utilizada comocombustiblefsil.La mayor parte del carbn se form durante el perodoCarbonfero(hace 359 a 299 millones de aos).Es un recurso no renovable. Se basa en el porcentaje de materias voltiles para el carbn de mxima calidad y en el poder calorfico superior (pcs) para los otros.CategoraSub-categoraElementos voltilesPCS

AntracitaMeta-Antracita< 2%

Antracita2 a 8%

Semi-Antracita8 a 14%

BituminosoBajo nivel voltil14 a 22%

Medio nivel voltil22 a 31%

Alto nivel voltil A> 31%> 32,6 MJ/kg

Alto nivel voltil B30,2 a 32,6 MJ/kg

Alto nivel voltil C26,7 a 30,2 MJ/kg

Sub-BituminosoSub-Bituminoso A24,4 a 26,7 MJ/kg

Sub-Bituminoso B22,1 a 24,4 MJ/kg

Sub-Bituminoso C19,3 a 22,1 MJ/kg

LignitoLignito A14,6 a 19,3 MJ/kg

Lignito B< 14,6 MJ/kg

AGLOMERACION E HINCHAMINETO DEL CARBON

ClasificacinLos coques se clasifican segn su plasticidad, hinchamiento, aglutinacin y aglomeracinPlasticidad: La plasticidad implica no recuperar la forma primitiva cuando una fuerza deja de actuar sobre una materia que entonces se denomina plstica. Para medir esta caracterstica se usan losplastmetroy lospenetrmetro.Hinchamiento: Se trata de un aumento franco de volumen con el consiguiente esponjamiento. Para que un carbn sea coquizable deber tener un buen ndice de hinchamiento.Aglutinacin: Conjunto de ensayos con los que se mide la cohesin y resistencia del coque, cuando se ha mezclado con un cuerpo inerte como arena, coque de electrodos o antracita.Aglomeracin: Se trata aqu de evaluar la coherencia y resistencia del coque cuando el carbn se ha coquizado sin mezcla algunaEl denominado coque metalrgico es un carbn coquizado y que se emplea especialmente en la industria metalrgica