El carbón

(Actualizado a 8 de julio de 2009, gracias a una corrección de Deneb)

El carbón es un combustible sólido que pertenece al grupo de los combustibles fósiles. Está formado hace millones de años por restos orgánicos en grandes acumulaciones.
Para que sea considerado combustible debe tener más del 50% en peso (o más del 70% en volumen) de materia carbonosa, esto es, materia mínimamente incombustible.

El carbón está compuesto por material heterogéneo de distintas propiedades físicas y químicas, pero tiene tres componentes generales: materia carbonosa, materia mineral (inerte) y agua o humedad.

Origen del carbón:
El carbón está formado hace unos 150 millones de años, aunque existen carbones mucho más jóvenes, incluso de menos de 20 millones de años y con una antigüedad en torno a los 300, y aunque pueden ser más antigüos, no es frecuente, ya que la mayor parte de las acumulaciones de vegetales que dan lugar al carbón provienen de la época del carbonífero.
Su origen se encuentra en grandes acumulaciones de restos vegetales orgánicos correspondientes a bosques y, en menor grado, de plantas acuáticas. Procede principalmente de bosques en condiciones de gran humedad y alta concentración de CO2 en la atmósfera, es decir, zonas húmedas donde los restos de vegetales quedaron cubiertos por agua y sufrieron una serie de procesos bioquímicos y físico-químicos.

Los procesos bioquímicos son aquellos en los cuales la masa vegetal experimenta una pérdida de oxígeno debida a la actuación de hongos y bacterias (aerobias y anaerobias).
Los procesos físico-químicos son aquellos que experimenta la masa vegetal a través del tiempo, esto es, que la materia carbonosa fue tapada por materia mineral inorgánica, lo cual implica un aumento de la temperatura y la presión.

El proceso más importante que sufre la materia vegetal es la carbonización, que es el proceso mediante el cual se convierte en materia carbonosa. En función de la temperatura, el tiempo y la presión, la carbonización da lugar a los distintos tipos de carbones ya que en este proceso se pierden: materia volátil, oxígeno, hidrógeno y humedad.
La biomasa (o materia vegetal original) se compone principalmente de hidratos de carbono, teniendo un 59% de carbono, 6% de hidrógeno y 49% de oxígeno.

Rango del carbón:
La clasificación por rango de los carbones se hace en función del grado de carbonización de la materia vegetal intermedia, llamada kerógeno.
Cuanto mayor sea la temperatura, la presión y el tiempo transcurrido, mayor será la carbonización y, por tanto, mayor será el rango del carbón. Así, la clasificación por rango, de menor a mayor, será: turbas, lignitos, bituminosos y antracitas.

Cada uno de los carbones se describe por una serie de propiedades físicas: las antracitas son duras y negras, tienen brillo semimetálico y fractura concoide, además, arden con llama corta y sin generar humos; los bituminosos son más frágiles, menos duros y arden con llama más grande; los lignitos no tienen brillo, son pardos o negros y son frágiles; las turbas no son exactamente carbones, son depósitos que han sufrido pocas transformaciones, tienen gran humedad y poco poder calorífico.

También se describen por una serie de propiedades químicas, en cuanto a su composición: así, de acuerdo con lo dicho anteriormente, los carbones que tengan un grado de carbonización mayor, serán los que contengan mayor cantidad de carbono y menor de oxígeno y humedad. Las antracitas tienen más del 90% de carbono, los bituminosos entre el 75 y el 90%, los lignitos entre 60 y 75% y las turbas entre 50 y 65%.

De esta manera, se puede llegar a la conclusión de que, cuanto más antiguo sea un carbón, mejor será su calidad; pero no necesariamente, ya que el rango del carbón es la consecuencia del metamorfismo sufrido por la roca.

Crédito de la imagen: Martin LaBar en Flickr

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