Carbón: Clasificación
Carbón es un término muy general que engloba una gran variedad de minerales orgánicos sólidos de composición y propiedades muy variables, aunque todos ellos esencialmente ricos en carbono elemental amorfo (es decir, sin una estructura cristalina regular). Se encuentra en depósitos estratificados a distintas y, frecuentemente, grandes profundidades, aunque a veces también pueda hallarse cerca de la superficie. Para el caso de la Unión Europea, se estima que hay cerca de 100.000 millones de toneladas de reservas probadas (que pueden ser explotadas económicamente en un futuro próximo).
Esto representa alrededor de un 10 % del total mundial. Existen muchas formas de clasificar los carbones de acuerdo con sus propiedades químicas y físicas. El más aceptado es el propuesto por la American Society for Testing of Materials (ASTM), que los clasifica en distintos rangos según su grado de metamorfismo (cambio en la forma y estructura debido a las acciones del calor, de la presión y del agua) variando desde el rango de menor calidad, o lignito, al de mayor calidad, o antracita (norma ASTM D388). Dicha clasificación, en orden descendente, es la siguiente:
Antracitas
Son los carbones de mayor calidad. Presentan un alto contenido, entre el 86 y el 98 % de carbono fijo (contenido en C cuasi-elemental), sobre una muestra seca y libre de cenizas, por lo que su contenido en materia volátil (principalmente metano, CH4) oscila entre un 2 y un 14 % de su peso. La antracita es de color negro brillante, densa, dura y quebradiza, que, en su variedad más ricas en carbono fijo, linda con el grafito.5 Es un carbón no aglutinante, que arde lentamente y tiene un poder calorífico sólo inferior al de ciertos carbones bituminosos de volatilidad alta. Su empleo en generadores de vapor se limita a los de hogar de parrillas y, excepcionalmente, a los de carbón pulverizado. En España se encuentra principalmente en la cuenca astur-leonesa. El conjunto de las antracitas se subdivide en tres subgrupos que, en orden decreciente de contenido en carbono fijo, son: meta-antracitas (o superantracitas), con más del 98 %; antracitas, con entre el 92 y el 98 %; y semiantracitas (o hullas magras antracitosas), con entre el 86 y el 92 %.
Carbones bituminosos
Dentro de este grupo, el mayor, aparece una amplia gama de carbones con contenidos de carbono fijo que oscilan entre el 46 y el 86 %, y entre el 14 y el 54 % de materia volátil de composición más compleja que la encontrada en las antracitas. Su nombre deriva del betún, residuo asfáltico obtenido en la destilación de algunos combustibles, debido generalmente a su carácter de carbón aglutinante (al que se refiere su antigua denominación española como hullas grasas). Los carbones bituminosos varían en poder calorífico entre los 32.500 y 25.500 kJ/kg sobre muestra húmeda y libre de cenizas. En general, arden con facilidad, especialmente en forma pulverizada. El conjunto de los carbones bituminosos se divide en los siguientes cinco subgrupos: baja volatilidad (o hullas grasas de llama corta), volatilidad media (hullas grasas), y alta volatilidad A, B y C (hullas grasas de llama larga), en los que el del tipo A, es el de mayor y el de tipo C, el de menor poder calorífico. Los carbones bituminosos de baja volatilidad son grisáceos y de estructura granular y los de alta volatilidad son homogéneos y de estructura más laminar.
Carbones sub-bituminosos
Constituyen un rango de carbones con poderes caloríficos generalmente inferiores a los de los carbones bituminosos, y comprendidos entre los 26.700 y 19.300 kJ/kg. Existen tres subgrupos de carbones sub-bituminosos A, B y C. Corresponden a la antigua denominación española de hullas secas). Su contenido específico de humedad y/o de cenizas puede ser relativamente alto, entre un 15 y un 30% de la muestra bruta, aunque su contenido en azufre es bajo. Son de color negro o pardo oscuro y, mayoritariamente, de estructura homogénea. Los carbones sub-bituminosos son no aglutinantes. Se suelen quemar en forma pulverizada.
Lignitos
Son los carbones de peor calidad, procediendo su nombre del latín lignum, que significa leño o madera. Tienen un color más o menos oscuro y estructura laminar, con restos de fibra vegetal a menudo visibles en ellos. En su mayoría, se originaron a partir de plantas ricas en resina y, por ello, presentan valores elevados tanto de humedad (hasta un 30%) como de materias volátiles. Son no aglutinantes y su poder calorífico es inferior al de los carbones subbituminosos, oscilando ente los 19.300 y 14.600 kJ/kg. Por su elevado contenido en agua y bajo poder calorífico, el transporte del lignito a grandes distancias no es rentable, y por ello se suele utilizar en centrales térmicas a bocamina. Existen dos subgrupos: lignitos A (o lignitos negros) y lignitos B (o lignitos pardos).
Turbas
En sentido estricto, las turbas no constituyen ningún tipo de carbón según la clasificación ASTM, pero se suelen considerar como el primer escalón geológico en la formación del carbón. La turba es un material heterogéneo formado por restos vegetales descompuestos y minerales inorgánicos. Puede llegar a contener hasta un 90 % de humedad. Por ello no es demasiado atractiva como combustible (requiere hogares especiales), aunque si es muy abundante. Sin embargo, en España sólo se encuentra en pequeñas cantidades junto a la cordillera cantábrica. Debido a su abundancia, se usa en ciertos países (Finlandia, Irlanda, Federación Rusa o Bielorrusia), en algunas de sus centrales eléctricas y de calefacción urbana.
Esto representa alrededor de un 10 % del total mundial. Existen muchas formas de clasificar los carbones de acuerdo con sus propiedades químicas y físicas. El más aceptado es el propuesto por la American Society for Testing of Materials (ASTM), que los clasifica en distintos rangos según su grado de metamorfismo (cambio en la forma y estructura debido a las acciones del calor, de la presión y del agua) variando desde el rango de menor calidad, o lignito, al de mayor calidad, o antracita (norma ASTM D388). Dicha clasificación, en orden descendente, es la siguiente:
Tipos de carbón
Antracitas
Son los carbones de mayor calidad. Presentan un alto contenido, entre el 86 y el 98 % de carbono fijo (contenido en C cuasi-elemental), sobre una muestra seca y libre de cenizas, por lo que su contenido en materia volátil (principalmente metano, CH4) oscila entre un 2 y un 14 % de su peso. La antracita es de color negro brillante, densa, dura y quebradiza, que, en su variedad más ricas en carbono fijo, linda con el grafito.5 Es un carbón no aglutinante, que arde lentamente y tiene un poder calorífico sólo inferior al de ciertos carbones bituminosos de volatilidad alta. Su empleo en generadores de vapor se limita a los de hogar de parrillas y, excepcionalmente, a los de carbón pulverizado. En España se encuentra principalmente en la cuenca astur-leonesa. El conjunto de las antracitas se subdivide en tres subgrupos que, en orden decreciente de contenido en carbono fijo, son: meta-antracitas (o superantracitas), con más del 98 %; antracitas, con entre el 92 y el 98 %; y semiantracitas (o hullas magras antracitosas), con entre el 86 y el 92 %.
Carbones bituminosos
Dentro de este grupo, el mayor, aparece una amplia gama de carbones con contenidos de carbono fijo que oscilan entre el 46 y el 86 %, y entre el 14 y el 54 % de materia volátil de composición más compleja que la encontrada en las antracitas. Su nombre deriva del betún, residuo asfáltico obtenido en la destilación de algunos combustibles, debido generalmente a su carácter de carbón aglutinante (al que se refiere su antigua denominación española como hullas grasas). Los carbones bituminosos varían en poder calorífico entre los 32.500 y 25.500 kJ/kg sobre muestra húmeda y libre de cenizas. En general, arden con facilidad, especialmente en forma pulverizada. El conjunto de los carbones bituminosos se divide en los siguientes cinco subgrupos: baja volatilidad (o hullas grasas de llama corta), volatilidad media (hullas grasas), y alta volatilidad A, B y C (hullas grasas de llama larga), en los que el del tipo A, es el de mayor y el de tipo C, el de menor poder calorífico. Los carbones bituminosos de baja volatilidad son grisáceos y de estructura granular y los de alta volatilidad son homogéneos y de estructura más laminar.
Carbones sub-bituminosos
Constituyen un rango de carbones con poderes caloríficos generalmente inferiores a los de los carbones bituminosos, y comprendidos entre los 26.700 y 19.300 kJ/kg. Existen tres subgrupos de carbones sub-bituminosos A, B y C. Corresponden a la antigua denominación española de hullas secas). Su contenido específico de humedad y/o de cenizas puede ser relativamente alto, entre un 15 y un 30% de la muestra bruta, aunque su contenido en azufre es bajo. Son de color negro o pardo oscuro y, mayoritariamente, de estructura homogénea. Los carbones sub-bituminosos son no aglutinantes. Se suelen quemar en forma pulverizada.
Lignitos
Son los carbones de peor calidad, procediendo su nombre del latín lignum, que significa leño o madera. Tienen un color más o menos oscuro y estructura laminar, con restos de fibra vegetal a menudo visibles en ellos. En su mayoría, se originaron a partir de plantas ricas en resina y, por ello, presentan valores elevados tanto de humedad (hasta un 30%) como de materias volátiles. Son no aglutinantes y su poder calorífico es inferior al de los carbones subbituminosos, oscilando ente los 19.300 y 14.600 kJ/kg. Por su elevado contenido en agua y bajo poder calorífico, el transporte del lignito a grandes distancias no es rentable, y por ello se suele utilizar en centrales térmicas a bocamina. Existen dos subgrupos: lignitos A (o lignitos negros) y lignitos B (o lignitos pardos).
Turbas
En sentido estricto, las turbas no constituyen ningún tipo de carbón según la clasificación ASTM, pero se suelen considerar como el primer escalón geológico en la formación del carbón. La turba es un material heterogéneo formado por restos vegetales descompuestos y minerales inorgánicos. Puede llegar a contener hasta un 90 % de humedad. Por ello no es demasiado atractiva como combustible (requiere hogares especiales), aunque si es muy abundante. Sin embargo, en España sólo se encuentra en pequeñas cantidades junto a la cordillera cantábrica. Debido a su abundancia, se usa en ciertos países (Finlandia, Irlanda, Federación Rusa o Bielorrusia), en algunas de sus centrales eléctricas y de calefacción urbana.
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