Carbón

Se cree que aproximadamente 300 millones de años atrás, se formó gran parte del carbón mineral que existe en nuestro planeta. Debido a la acción de bacterias anaeróbicas, la materia orgánica fue ganando carbono y perdiendo oxígeno e hidrógeno; este proceso, aunado a los incrementos de presión y temperatura que se han experimentado en el transcurso del tiempo, provocó cambios físicos y químicos en los restos orgánicos hasta llegar a convertirlos en lo que hoy conocemos como carbón. Está compuesto de carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre, cenizas y otros elementos en menor cantidad (potasio, calcio, sodio, magnesio, etcétera). Su calidad se mide de acuerdo al porcentaje de materia volátil, porcentaje de carbono fijo, azufre, cenizas, oxígeno, hidrógeno, humedad y, finalmente, poder calorífico. El término bituminoso se refiere al grado de poder calorífico que tiene el mineral y de esto depende si se considera coquizable, es decir, que mediante un proceso de destilación se elimina la materia volátil, quedando un carbón de muy buena calidad conocido como “coque”. Este material es muy apreciado por la industria siderúrgica para la producción de hierro y acero (este último es precisamente una aleación de hierro y carbono).

Historia

Este elemento mineral se utilizó como combustible en China hace 2 mil años y, posteriormente, lo emplearon los romanos; pero fue hasta el siglo XIII cuando los ingleses lo empezaron a explotar y comercializar en Londres, donde lo utilizaban para producir calor. En 1670, el reverendo John Clayton informó a la comunidad científica el hallazgo de un gas luminoso que se obtenía al calentar carbón en un matraz. Un siglo después, en 1792, William Murdock, pudo iluminar una habitación de su casa en Escocia con gas obtenido de la destilación de carbón, pero adquirió más importancia cuando Abraham Darby descubrió el proceso que permite obtener coque. Con la llegada de la Revolución Industrial y la máquina de vapor inventada por James Watt en 1765, se diseñó un sistema de alumbrado para las calles y las casas en el que se aprovechaba el gas proveniente del carbón, y James Prescott Joule se dio cuenta de la relación que existía entre la máquina de vapor y el uso directo de este combustible. Entre 1860 y 1914, el carbón fue desplazando a la madera como una fuente de energía fundamental; sin embargo, durante la segunda guerra mundial (1939-1945) el petróleo hizo su aparición para reemplazar al mineral como principal energético a nivel mundial.

Ventajas y desventajas

El carbón es un material comparativamente estable y no presenta riesgo de fugas o derrames como sucede con otros combustibles fósiles (gas y el petróleo). Los accidentes que involucran el hundimiento de barcos que transportan carbón son afortunadamente escasos y en ningún caso se convierte en un agente contaminante. Su almacenamiento y utilización es muy seguro tanto en la industria como en los hogares. No existe una fuente de energía más segura que el carbón, cuando éste se almacena, maneja y utiliza correctamente. Uno de los grandes problemas en la extracción del carbón de las minas subterráneas es que se produce un gas muy venenoso conocido como gas grisú (metano), que al mezclarse con el aire en una proporción superior a 6% puede explotar. Otro gran inconveniente son las condiciones de trabajo a las que están expuestos los mineros, pues al inhalar partículas de sílice (SiO2) del cuarzo cristalizado o amorfo de las minas pueden contraer silicosis, una enfermedad mortal. En una central carboeléctrica el carbón se pulveriza para después ser transportado por medio de un ventilador a la caldera, en la cual se mezcla con aire caliente. Una vez en la caldera se quema para calentar agua y producir vapor. Ahí, los productos de combustión se aprovechan para calentar nuevamente el aire, eliminando las cenizas mediante una malla cargada eléctricamente que las atrae. Por otro lado, el vapor se utiliza para mover una turbina que, unida a un generador, produce energía eléctrica. Desafortunadamente, en las centrales carboeléctricas la combustión que se libera a la atmósfera contiene bióxido de carbono y dióxido de azufre; este último es un contaminante bastante peligroso.

El futuro del carbón

Para los analíticos, no existe a corto plazo alguna alternativa práctica distinta al carbón que permita generar la electricidad adicional que requiere la mayor parte de los países en desarrollo para su crecimiento económico y para mejorar sus estándares de vida. Desafortunadamente, las cifras actuales registran que sólo la mitad de la población del mundo tiene acceso a la electricidad y más de 2 mil millones de personas dependen todavía del fuego directo para cocinar. La demanda de electricidad en Asia, por ejemplo, aumentó aproximadamente 10% por año durante el período 1980 a 1992; para el lapso que se extiende hasta el 2010 puede esperarse un crecimiento promedio del 6%. La continua importancia del carbón para impulsar el crecimiento económico es resaltada por el hecho de que su participación en la generación de electricidad en el continente asiático creció del 26% en 1980 al 42% en 1992 y se proyecta que crezca hasta 54% en el año 2010. En conclusión, la generación de energía eléctrica es un elemento básico para la economía interna de cada país. Para que ocurra un desarrollo sostenido, la transferencia de tecnología es vital para facilitar el manejo eficiente de los recursos, además de asegurar el acceso a la infraestructura para emplear el carbón limpio de que se dispone ahora para la protección ambiental.

Fuentes

Tonda, Juan. La energía del carbón: 300 millones de años bibliotecadigital.ilce.edu.mx