El carbón como recurso natural y su impacto ambiental

.

¿Qué es el carbón?

Es una serie de compuestos de origen mineral, vegetal y animal, es decir, los restos de la vida vegetal prehistórica, comprimidos, endurecidos y alterados a través de extensísimos periodos.

Es considerado el diamante negro de la superficie terrestre.

El carbón es un tipo de roca formada por el elemento químico carbono mezclado con otras sustancias, combustible. Es una de las principales fuentes de energía.

ORIGEN DEL CARBÓN.

En el periodo Carbonífero de la era Paleozoica hace unos 300 millones de años los extensos bosques de helechos y equisetos gigantes que poblaban la Tierra, morían y quedaban sepultados en los pantanos en los que vivían, se creaba una mezcla de agua y barro muy pobre en oxígeno, no se producía la putrefacción habitual y, poco a poco, se fueron acumulando grandes cantidades de plantas muertas.

Con el tiempo nuevos sedimentos cubrían la capa de plantas muertas, y por la acción combinada de la presión y la temperatura, la materia orgánica se fue convirtiendo en carbón.

Los geólogos en desacuerdo…

Proponen la teoría de la ALOCTONÍA

“ Los vegetales originarios provenían

de diversas regiones y fueron

arrastrados por inundaciones y

cataclismos terrestres”.

Reservas de carbón en el mundo

ESTRUCTURA:

El átomo de carbono es el elemento básico de todos los carbones

fósiles.

La proporción de carbono varía, según la antigüedad del mineral.

Existen 4 tipos de carbón y los porcentajes más frecuentes son los

siguientes:

En razón a la estructura, las 4 variedades de carbón fósil tienen

diferentes aplicaciones y muy distinto valor económico.

Carbono Hidrógeno Oxígeno

Turba 54-60 6 34-40

Lignito 65-70 5-6 25-30

Hulla 80-90 4-5 25-30

Antracita 93-95 2-3 3-5

Cuanto más altas son las

presiones y temperaturas, se

origina un carbón más compacto

y rico en carbono y con mayor

poder calorífico..

TURBA. Se pueden clasificar en dos grupos:

turbas rubias y negras. Las turbas rubias tienen un mayor contenido en materia orgánica y están menos descompuestas, las turbas negras están más mineralizadas teniendo un menor contenido en materia orgánica.

Es más frecuente el uso de turbas rubias en cultivo sin suelo, debido a que las negras tienen una aireación deficiente y unos contenidos elevados en sales solubles. Las turbas rubias tiene un buen nivel de retención de agua y de aireación, pero muy variable en cuanto a su composición ya que depende de su origen. La inestabilidad de su estructura y su alta capacidad de intercambio catiónico interfiere en la nutrición vegetal, presentan un pH que oscila entre 3,5 y 8,5. Se emplea en la producción ornamental y de plántulas hortícolas en semilleros.

LIGNITO Se forma por compresión

de la turba, convirtiéndose en una sustancia parda y desmenuzable en la que aún se pueden reconocer algunas estructuras vegetales. La variedad negra y brillante se denomina azabache, que por ser dura se puede pulir y tallar. Se emplea en joyería y objetos decorativos.

HULLA

Es un mineral de origen fósil que contiene entre un 75 y un 90% de carbono. Se origina por compresión del lignito. Es dura y quebradiza, de color negro y brillo mate o graso. Se utiliza como combustible y para la obtención de gas. En las casas es la más utilizada, y su aspecto presenta bandas mate alternadas con bandas brillantes.

ANTRACITA.

Es el carbón de mejor calidad. Procede de la transformación de la hulla. Es negro, brillante y muy duro. Contiene hasta un 95% de carbono y, aunque arde con dificultad, desprende mucho calor y poco humo. Se formó hace unos 250 millones de años, durante los períodos Carbonífero y Pérmico, en la era Primaria.

¿ PARA QUE SE USA ?

Generación de

energía en plantas

carboeléctricas

Carbón coquizable

para la industria

siderúrgica

EL CARBÓN EN MÉXICO.

PRODUCCIÓN Y CONSUMO EN

MÉXICO.

En México la producción de Carbón es muy escasa y ello se debe a la falta de yacimientos abundantes y con alta calidad del producto, que justifique una explotación.

El carbón mexicano es de baja calidad; su poder calorífico apenas llega a las 5000 Kcal/Kg.

No obstante la producción de

Carbón ha ido en aumento, a

medida que lo han ido

exigiendo las necesidades del

desarrollo.

1962 1970 1976

1

2

3

4X

10

6 T

m

Sin embargo, la producción no ha

llegado a satisfacer la demanda y ha

sido necesaria la importación.

Las reservas de carbón de nuestro país

ocuparon el tercer lugar en América

Latina, en el año de 1995 con 1.21*10

12 toneladas; sin embargo, es una

cantidad modesta en comparación con

la de Brasil y muy inferior a las

reservas de los Estados Unidos.

El ritmo de producción a nivel

mundial ha disminuido ligeramente en

los últimos años. En lo que respecta

a producción mundial de carbón,

México ocupa el segundo lugar en

América Latina con 9.4 millones de

toneladas anuales, hoy en día.

Un Poco de Historia.

En el caso de México, según cifras de

1975, se ha tenido que importar

carbón para satisfacer la demanda.

Sin embargo, la producción ha ido

aumentando. Hasta 1980 las

reservas de carbón eran de 3 275

toneladas. Así mismo, las reservas

de carbón no coquizable eran, según

cifras de 1982, de 645 millones de

toneladas.

CARBONÍFERA DE COAHUILA

El complejo original de carbón y

coque de Nueva Rosita comenzó

operaciones en 1924. El complejo se

localiza en el estado de Coahuila, a

280 kilómetros de la frontera con

Texas, E.U.A.

UBICACIÓN.

INFRAESTRUCTURA. Comprende una mina

subterránea de carbón, con una capacidad anual de aproximadamente 300,000 toneladas métricas de carbón y una coquizadora con 21 hornos de coque capaces de producir 120,000 toneladas métricas de coque metalúrgico al año.

El carbón no coquizable es el que se

emplea para la generación de energía

eléctrica, mientras que el carbón

coquizable es el que se utiliza en la

industria siderúrgica y metalúrgica para

la fabricación de hierro y acero. El

acero, por ejemplo, tiene entre 0.2 y 2%

de carbono que se obtiene del coque.

Los principales consumidores de

carbón en nuestro país son las

industrias que fabrican acero y hierro,

y un pequeño porcentaje se emplea

para la generación de energía

eléctrica.

La coquizadora abastece a la

fundición de cobre de San Luis Potosí

con coque a bajo costo, resultando

en un ahorro significativo en costos

para la fundición.

La carbonífera de Coahuila produce

alrededor de 2,600.00 MW: que

representa casi el ocho por ciento de

la energía eléctrica del país.

Esta planta se ha explotado en un

periodo de 120 años.

Un programa de exploración de

yacimiento de carbón, requiere de un

gran empeño que involucra diversas

fases. Las más importantes son:

1.Previsión y precampo de coordinación

logística.

2.Exploración del terreno.

3.Reporte y preparación de un plan de

mina.

La caracterización de las propiedades

geológicas incluyen:

1. Revisión de la literatura

2. Geología del carbón.

3. Reservas.

4. Recursos.

5. Calidad.

6. Análisis gráfico de la propiedad.

Diversos problemas en la exploración del

carbono son encontrados tanto en zonas

aisladas como montañosas alrededor del

mundo.

Entre las principales restricciones, éstas

son:

1.Terreno físico

2. Clima

3. Deformación del terreno

4. Medio ambiente

5. Restricciones gubernamentales

Fotos aéreas y con infrarrojo son

particularmente muy empleadas

para delinear la estructura, las

tendencias y características del

terreno.

Factores que se toman en cuentan en

la evaluación preliminar de un

prospecto de una mina de carbón:

1. Preparación y revisión de mapas de

superficies geológicas.

2. Revisión de los reportes, historia del

terreno, fechas de excavación.

3. Revisión de equipo (taladradoras).

4. Argumentación de todo dato

geológico.

5. Revisión de la calidad del carbón e

interpretar la posible mina que es

factible desarrollar.

6. Evaluación del total de reservas del

depósito.

7. Proyección de la producción anual.

Las localizaciones superficiales del

taladrado de los hoyos propuestos,

después de haber sido creados,

estos sitios son marcados

permanentemente con un tapón de

cemento, un poste de metal y en el

metal se graba una etiqueta de

identificación del hoyo.

Los hoyos se

realizan

generalmente con

taladros de punta de

diamante.

El carbón es

transportado de la

mina a plantas

termoeléctricas por

medio de bandas

transportadoras

IMPACTO AMBIENTAL

Proceso de extracción.

Las extracciones a cielo abierto, pueden alterar dramáticamente el entorno ambiental provocando sequías y deterioro del suelo.

En West Virginia más de 100 000 Ha de bosques y 100 millas de arroyos han sido destruidos por esta practica.

El minado subterráneo constituye una de las ocupaciones más riesgosas que causan problemas crónicos de salud e incluso la muerte en accidentes.

Utilización del carbón como fuente de energía:

En un año promedio una planta típica de carbón de 500 MW genera:

3 700 000 ton de CO2, causa principal del calentamiento global.

100 000 ton de SO2 que genera lluvia ácida.

500 ton de pequeñas partículas áreas que provocan serias enfermedades como bronquitis crónica.

10 200 ton de diferentes óxidos de nitrógeno, que conllevan a la formación de O3

TRANSPORTE:

Una planta típica de carbón requiere 40 carros de ferrocarril para abastecer 1.4 ton al día.

14 600 carros al año que utilizan combustible diesel y emiten casi 1 millón de ton de óxidos de nitrógeno y 52 000 ton de partículas pequeñas

ALMACENAMIENTO:

El carbón quemado se almacena comúnmente en el sitio de pilas, sin cubrir.

La lluvia crea arrastres desde las pilas de carbón, el arrastre contiene sustancias que contaminan el suelo y el agua.

DESECHOS:

En una planta típica de carbón de 500 MW incluyen más de 125 000 ton de ceniza y 193 000 ton de lodos.

Las sustancias tóxicas en los desechos incluyen As, Hg, Cr y Cd y contaminando fuentes de agua potable.

Una vez realizada la

extracción del

carbón, se debe

llevar cabo un plan

de saneamiento que

consiste en devolver

al ambiente las

condiciones

originales.

TAJOS A CIELO ABIERTO

RUTAS DE TRANSPORTE

IMPACTO FORESTAL

EROSION DE SUELO Y DETERIORO DEL

ECOSISTEMA.

El fin de los suministro de petróleo y gas , esta muy próximo, pero cuando llegue generara una presión industrial del carbón que llevara a la búsqueda de minas mas grandes para su explotación a gran escala.

Se utilizaran cada vez mas terrenos para abrir minas que necesitaran de cuidadosas restauraciones.

Los beneficios del carbón hicieron florecer la industria

del ferrocarril, la siderúrgica y la de electricidad.

Según la Cámara Minera de México, la extracción del

carbón significa el 2.2 % del PIB.

Las exploraciones técnicas indican que la Cuenca

Carbonífera aportará gas metano en las próximas

décadas. Cuyo uso se está maximizando actualmente.

La explotación carbonífera continua siendo ineficiente

en cuanto a cantidad obtenida y el trato social.

BIBLIOGRAFIA: Polo Encinas M., Energéticos y desarrollo

tecnologico, Ediorial limusa México 1979 Capítulo 3.

Merrit Roy D. Coal Exploration mine Planning and

Development Noyes Publications USA 1986.