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El carbón es un recurso energético no renovable porque
                   tarda millones de años en formarsee




1.   Formación y Tipos
2.   Minería del carbón
3.   El Carbón la economía mundial
4.   Problemas medioambientales
CarbóN
CARBÓN
    Combustible sólido con más de un 50% en peso de

    carbono (70% en volumen) resultante de la
    descomposición lenta de grandes cantidades de
    materia vegetal durante las épocas geológicas
    pretéritas.

        Tipo de Carbón                       Poder calorífico    Materias
                         C%    H%   Otros%
                                                (Kcal/mol)      Volátiles (%)
        Turba             57    6     37          5400               65
        Lignito           72    5     23          6700               55
        Hulla             87    5     8           8700               25
        Antracita         96    2     2           8400                5
La mayor parte del carbón se formó a partir de extensos

    bosques de helechos arborescentes que cubrieron amplias
    zonas costeras y lacustres hace 300-350 m.a.
CarbóN
CARBONIZACIÓN
proceso de deshidrogenación incompleta
                                composición química más
                                probable
    Acumulación de materia

    orgánica en medio anóxico
                                aumento del contenido en C
                                respecto a la materia orgánica
    Que queda cubierta por
                               original
    nuevos sedimento
                                es un incompleta
    Procesos metamórficos

    asociados a la orogénia
    hercínica van
    transformando dicha
    materia en carbón
4 estadios
turba    lignito    hulla   antracita  Las diferencias se

                                        basan al tiempo que
                                        ha durado el proceso
     La carbonización
                                       de carbonización
     se acentúa con la
     profundidad debido
     a los efectos de la
     presión y
     temperatura.
1 - Turba
    Material ligero en el

    que se observan
    restos de plantas

    Se forma en áreas

    pantanosas
    (condiciones
    anaeróbicas).
2- Lignito
    Material blando y pardo, en general

    con contenidos de azufre elevados

    Transición entre la turba y la hulla

3 - Hulla




    Material negro, algo brillante, que tizna



    Gran interés industrial: generación de electricidad y

    obtención del coque
4 - Antracita
    Material negro,

    brillante y compacto
    (no tizna)

    Formado bajo

    condiciones de P/T
    mayores que la hulla
CarbóN
Revolución industrial
    Entre 1750 y 1850

    transición del medio rural
    al urbano en Gran
    Bretaña
    La sustitución del carbón

    vegetal por la hulla en la
    metalurgia del hierro, y el
    invento de la máquina de
    vapor propiciaron dicho
    cambio
TIPOS DE
     MINAS


 Subterráneas
   Pozos y galerías


 A cielo   abierto


                  Minería, Fuentes de energía e Industria   14
Mina subterránea




                               Galería



Castillete de un pozo minero
Aspectos sociales
    Condiciones de

    trabajo especialmente
    duras
    Accidentes

     El metano asociado al
      carbón puede
      acumularse y explotar
Mina a cielo
abierto
 Lignitos de Meirama
Principales usos.
   La industria siderúrgica.

   Generación de energía eléctrica en centrales térmicas.
Altos hornos
    Se utiliza como combustible y reductor del Fe2O3 en

    el altos hornos.
                         coque siderúrgico
Obtención del coque
Calentando el carbón
    100ºC:

     se desorben O, N, CH4 y H2O
    100-300ºC

     SH2, CO, CO2
    500-600ºC

     despolimerización
     partículas C12  coque metalúrgico



        Destilación                        Horno de coque
Generación de electricidad
El carbón se quema para producir vapor


E. térmica => E. mecánica => E. eléctrica
CARBÓN EN ESPAÑA II
    Desde 1985: descenso producción por:

     Importación de carbón mejor y más barato.
      ○ En 1865
         Carbón asturiano 70 reales
         Carbón ingles 38 reales + 32,5 reales de aduana
      ○ 150 años después la diferencia de precio ha aumentado

     Crisis siderúrgica.
¿Tiene futuro el carbón?
    Reducción, a lo largo del

    siglo XX, del % de carbón
    en el mix energético
    mundial

    ¼ dela energía que

    consumimos proviene del
    carbón

    Las políticas actuales

    buscan reducir este
    porcentaje
Pero… ¿Qué combustible es
abundante en la Tierra?
    Las reservas de carbón

    pueden durar cientos de
    años al ritmo de consumo
    actual

    Estados Unidos

    (26%), Rusia (27%) y
    China (30%) poseen las
    mayores reservas
CarbóN
Siglo XIX y principios       Solo se quema en
   del XX                      centrales
                               térmicas
    Usado en el
     transporte, cocinas y         
     calefacciones
                                 Mayor
     domésticas
                                  control de
            
                                  emisión
    Difusión de
     contaminantes


   Antes                      Ahora
Pero… Múltiples impactos
    Escombreras
                                    Lluvia ácida
                                 
      ○ 1 Tm carbón  25 Tm de        Sox - NOx
        escombro
                                     Efecto invernadero
                                 
    Deterioro paisaje

                                     CO2
                                 
    Drenaje ácido (lavado)

    Polvo (molienda)





ligados a la extracción          ligados a la combustión
Y nuevas soluciones

emisión impactos             remedios
CENIZAS Problemas            Añadiendo caliza en la caldera
        respiratorios        sustituyen al cemento
        Suciedad             Ciclones
SOx     Lluvia ácida         Lavado del carbón
                             Fijación del S por las cenizas
                             Desulfurización del gas de combustión
NOx     Smog fotoquímico     Catalizadores en chimenea
        Lluvia ácida
CO2     Efecto invernadero   Secuestros del CO2
Combustión avanzada
    Gasificación

     Carbón + H2O + O2  CO + H2 + CH4
     En presencia de catalizadores
      ○ CO + H2O  CO2 + H2
  El H2, se emplea en centrales de ciclo

  combinado
 CO2 resultante del proceso de
  gasificación
     alternativas de almacenamiento 
     secuestro del CO2
CarbóN
Secuestro del carbón
    Almacenamiento del CO2 durante periodos

    muy dilatados de tiempo, mediante técnicas
     biológicas
     geológicas
Técnicas biológicas
    Fertilización del agua

    marina con Fe o con
    urea
     Blooms de algas




    Reforestación





Incremento de la
fotosíntesis
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    Inyección en yacimientos de petróleo, gas o carbón

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CarbóN

  • 1. El carbón es un recurso energético no renovable porque tarda millones de años en formarsee 1. Formación y Tipos 2. Minería del carbón 3. El Carbón la economía mundial 4. Problemas medioambientales
  • 3. CARBÓN Combustible sólido con más de un 50% en peso de  carbono (70% en volumen) resultante de la descomposición lenta de grandes cantidades de materia vegetal durante las épocas geológicas pretéritas. Tipo de Carbón Poder calorífico Materias C% H% Otros% (Kcal/mol) Volátiles (%) Turba 57 6 37 5400 65 Lignito 72 5 23 6700 55 Hulla 87 5 8 8700 25 Antracita 96 2 2 8400 5
  • 4. La mayor parte del carbón se formó a partir de extensos  bosques de helechos arborescentes que cubrieron amplias zonas costeras y lacustres hace 300-350 m.a.
  • 6. CARBONIZACIÓN proceso de deshidrogenación incompleta composición química más probable Acumulación de materia  orgánica en medio anóxico aumento del contenido en C respecto a la materia orgánica Que queda cubierta por  original nuevos sedimento es un incompleta Procesos metamórficos  asociados a la orogénia hercínica van transformando dicha materia en carbón
  • 7. 4 estadios turba lignito hulla antracita  Las diferencias se basan al tiempo que ha durado el proceso La carbonización  de carbonización se acentúa con la profundidad debido a los efectos de la presión y temperatura.
  • 8. 1 - Turba Material ligero en el  que se observan restos de plantas Se forma en áreas  pantanosas (condiciones anaeróbicas).
  • 9. 2- Lignito Material blando y pardo, en general  con contenidos de azufre elevados Transición entre la turba y la hulla 
  • 10. 3 - Hulla Material negro, algo brillante, que tizna  Gran interés industrial: generación de electricidad y  obtención del coque
  • 11. 4 - Antracita Material negro,  brillante y compacto (no tizna) Formado bajo  condiciones de P/T mayores que la hulla
  • 13. Revolución industrial Entre 1750 y 1850  transición del medio rural al urbano en Gran Bretaña La sustitución del carbón  vegetal por la hulla en la metalurgia del hierro, y el invento de la máquina de vapor propiciaron dicho cambio
  • 14. TIPOS DE MINAS  Subterráneas  Pozos y galerías  A cielo abierto Minería, Fuentes de energía e Industria 14
  • 15. Mina subterránea Galería Castillete de un pozo minero
  • 16. Aspectos sociales Condiciones de  trabajo especialmente duras Accidentes   El metano asociado al carbón puede acumularse y explotar
  • 17. Mina a cielo abierto Lignitos de Meirama
  • 18. Principales usos.  La industria siderúrgica.  Generación de energía eléctrica en centrales térmicas.
  • 19. Altos hornos Se utiliza como combustible y reductor del Fe2O3 en  el altos hornos. coque siderúrgico
  • 20. Obtención del coque Calentando el carbón 100ºC:   se desorben O, N, CH4 y H2O 100-300ºC   SH2, CO, CO2 500-600ºC   despolimerización  partículas C12  coque metalúrgico Destilación Horno de coque
  • 21. Generación de electricidad El carbón se quema para producir vapor E. térmica => E. mecánica => E. eléctrica
  • 22. CARBÓN EN ESPAÑA II Desde 1985: descenso producción por:   Importación de carbón mejor y más barato. ○ En 1865  Carbón asturiano 70 reales  Carbón ingles 38 reales + 32,5 reales de aduana ○ 150 años después la diferencia de precio ha aumentado  Crisis siderúrgica.
  • 23. ¿Tiene futuro el carbón? Reducción, a lo largo del  siglo XX, del % de carbón en el mix energético mundial ¼ dela energía que  consumimos proviene del carbón Las políticas actuales  buscan reducir este porcentaje
  • 24. Pero… ¿Qué combustible es abundante en la Tierra? Las reservas de carbón  pueden durar cientos de años al ritmo de consumo actual Estados Unidos  (26%), Rusia (27%) y China (30%) poseen las mayores reservas
  • 26. Siglo XIX y principios Solo se quema en del XX centrales térmicas  Usado en el transporte, cocinas y  calefacciones  Mayor domésticas control de  emisión  Difusión de contaminantes Antes Ahora
  • 27. Pero… Múltiples impactos Escombreras  Lluvia ácida  ○ 1 Tm carbón  25 Tm de  Sox - NOx escombro Efecto invernadero  Deterioro paisaje  CO2  Drenaje ácido (lavado)  Polvo (molienda)  ligados a la extracción ligados a la combustión
  • 28. Y nuevas soluciones emisión impactos remedios CENIZAS Problemas Añadiendo caliza en la caldera respiratorios sustituyen al cemento Suciedad Ciclones SOx Lluvia ácida Lavado del carbón Fijación del S por las cenizas Desulfurización del gas de combustión NOx Smog fotoquímico Catalizadores en chimenea Lluvia ácida CO2 Efecto invernadero Secuestros del CO2
  • 29. Combustión avanzada Gasificación   Carbón + H2O + O2  CO + H2 + CH4  En presencia de catalizadores ○ CO + H2O  CO2 + H2 El H2, se emplea en centrales de ciclo  combinado  CO2 resultante del proceso de gasificación  alternativas de almacenamiento  secuestro del CO2
  • 31. Secuestro del carbón Almacenamiento del CO2 durante periodos  muy dilatados de tiempo, mediante técnicas  biológicas  geológicas
  • 32. Técnicas biológicas Fertilización del agua  marina con Fe o con urea  Blooms de algas Reforestación  Incremento de la fotosíntesis
  • 33. Técnicas geológicas Inyección en yacimientos de petróleo, gas o carbón  Almacenamiento en aguas oceánicas profundas  Fijándolo como silicato cálcico al reaccionar con rocas  ultrabásicas  Mg2SiO4 + 2CO2 = 2MgCO3 + SiO2