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: 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 En razón a la estructura, las 4 variedades de carbón fósil tienen diferentes aplicaciones y muy distinto valor económico. 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. 4 X 10 6 Tm 3 2 1 1962 1970 1976 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.