Central tèrmica de Cercs. Catalunya

Carbó

Carbó

El carbó és una roca sedimentària d'origen orgànic, de color negre o marró fosc. Es fa servir principalment com a combustible fòssil pel seu elevat poder calorífic gràcies al fet que té un contingut majoritari de carboni. Els carbons es poden classificar pel percentatge en carboni que contenen, que està relacionat amb el percentatge d'humitat i d'impureses. Segons aquest criteri es poden distingir torba, lignit, hulla i antracita.

Composició del carbó

L'element carboni apareix en el carbó en un percentatge superior a 50% en pes i en un 70% en volum. L'aigua que conté (humitat) és variable i prové de la que va quedar atrapada en el moment de la formació del carbó.

Altres constituents del carbó són la matèria mineral (silicats diversos) i minerals carbonatats (siderita, calcita i aragonita). La pirita és un mineral amb sofre molt comú en els carbons. Hi ha petites quantitats de metalls, com el ferro, urani, cadmi i, en quantitats molt minses, or.

El metà és un gas que es troba a les mines de carbó i pot ser l'origen de perilloses explosions en mines subterrànies. En aquest context específic se l’acostuma a anomenar grisú.

Origen del carbó

CarbóEs creu que la major part del carbó actual es formà durant el carbonífer (fa 280 a 345 milions d'anys) de l'Era Primària. També en el Permià, Triàsic i Juràssic es van formar grans dipòsits. En el Cretaci es va formar lignit. Actualment hi ha formació de torba a les torberes.

El carbó d'Europa, Àsia, i Amèrica del Nord es va formar principalment en el carbonífer a base de vegetació tropical.

El carbó de l'hemisferi sud es va formar amb vegetació de clima fred (tundra). Les plantes antigues a través dels canvis geològics van quedar compactades, endurides, alterades químicament i experimentant un procés de metamorfosi per l'alta temperatura i la pressió.

El carbó de l'hemisferi nord es va formar en ecosistemes d'aiguamolls anomenats boscos carbonífers. En morir les plantes i acumular-se en medis aquàtics amb poc oxigen (medis anaerobis) pateixen una degradació bacteriana. Per a la formació de carbó cal que aquestes condicions tinguin una durada suficient de temps, i sense erosió en condicions sedimentàries.

Història de l’ús del carbó

Les Illes Britàniques (especialment riques en carbó i on es va iniciar la revolució industrial) són el primer lloc estudiat on es detecta l'ús d'aquest combustible fòssil.

Allà, en el tercer mil·lenni aC s'ha comprovat que era un component de pires funeràries i cap a l'any 200 aC hi ha evidències, en la mateixa zona, d'activitat comercial i de ser usat per a dessecar cereals. Sota la dominació romana hi ha mencions de l'ús esporàdic del carbó, però fins a l'Edat Mitjana no va adquirir importància rellevant.

El primer carbó utilitzat era simplement recollit de la platja, quan es va esgotar aquesta font es va haver de passar a la mineria del carbó. Es va començar a usar massivament amb les primeres aplicacions de la màquina de vapor, tant a la indústria com al transport, sobretot a trens i vaixells.

Al segle XX, quan el carbó va esdevenir prou car, es va començar a preferir els combustibles fòssils líquids (derivats del petroli) per al transport, i a partir de la meitat del segle l'ús de gas natural va anar augmentant a favor del petroli i del carbó a la indústria i a l'obtenció d'energia. Malgrat això, encara al segle XXI s'usa el carbó per a l'obtenció d’energia tèrmica (calor) i d'electricitat a calderes industrials i centrals tèrmiques.

Actualment els principals problemes que presenta són la contaminació i la sostenibilitat, ja que és un recurs natural en vies d'esgotament.

Ús del carbó

El carbó s'utilitza majoritàriament com a font primària de calor en calderes industrials i per a l'obtenció d'electricitat a les cambres de combustió de carbó (de llit fix o de llit fluid) de les centrals termoelèctriques. És, doncs, principalment un combustible, que es pot classificar dintre dels combustibles fòssils. El 75% del carbó mundial s'utilitza per a produir electricitat. L'eficiència energètica global de les centrals de carbó no és gaire elevada, al voltant d'un 25%-27%.

També té altres usos més minoritaris, entre els quals es troben, per exemple, els forns de ciment i l'elaboració de carbó de coc a partir de l'hulla per a produir acer.

Dues tecnologies amb grans perspectives de futur són la gasificació i la liquació del carbó. La primera és més antiga, s'usava ja al segle XVIII per a obtenir el que aleshores s'anomenava gas d'aigua i actualment té l'interès de produir combustibles gasosos dits de síntesi (gas natural sintètic o GNS, hidrogen, etc.), que pretenen ser més fàcils d'emmagatzemar i de transportar, a més de més respectuosos amb el medi ambient, que el carbó sòlid. La liquació del carbó es va començar a fer a Alemanya durant la Segona Guerra Mundial, per a no dependre dels altres països per al petroli i els seus derivats, ja que no tenien jaciments petroliers però sí mines de carbó. A mesura que el petroli s'esgota al món, aquesta tècnica, directa o indirecta, es fa cada dia més avantatjosa, i a més permet produir combustibles menys contaminants i dissenyats perquè siguin més aptes per a l'ús en l'automoció. El combustible líquid obtingut per la liquació de carbó té el doble de potència calorífica que el carbó usat per a fer-lo.

Medi ambient

Com altres combustibles fòssils, el carbó, en cremar, emet sobretot a l'aire diòxid de carboni (CO2), un contaminant atmosfèric que es considera el principal gas hivernacle. A més, a la seva extracció es fa augmentar el radó radiactiu de l'aire i, segons com es faci, es pot contaminar el sòl i l'aigua per les aigües residuals no convenientment tractades.

Una central termoelèctrica de carbó produeix també òxids de nitrogen (NO i NO2) i diòxid de sofre (SO2), causants de la pluja àcida. Els òxids de nitrogen a més són tòxics. El diòxid de sofre es pot reduir considerablement per mitjà de la desulfuració dels gasos a la xemeneia amb calissa (CaCO3), però aleshores es produeixen importants residus de guix i més diòxid de carboni. Aquest procés no se sol fer si no és obligat per llei, a causa del seu elevat cost econòmic. El guix, cendres i altres partícules sòlides emeses a l'atmosfera es poden reduir amb filtres. La central també fa augmentar les sèries naturals de radiactius atmosfèrics, principalment els de la família del radó.

valoración: 3 - votos 6

Última revisió: 12 de juny de 2016