Minería d´Asturies

Orixe y clasificación

L´orixe de los combustibles sólidos ye ciertamente remotu. Dende´l descubrimientu del fueu l´home vien utilizandólos ente otros fines como, por exemplu, pa´alimentar esi fuei o fonte de calor tan necesaria en tantos procesos.Los combustibles sólidos naturales son principalmente la lleña, el carbón, y los residuos agrícoles de diversu orixe.Los combustibles sólidos artificiales son los aglomeraos o briquetes, alcoque de petróleu y de carbón y carbón vexetal.Los aglomeraos o briquetes son tresformaos a partir de los combustibles sólidos naturales. Las briquetes algámense aglomerando granu menudu y polvu de carbón.Los combustibles sólidos artificiales son el resultáu de procesos de piroxenación a que sometemos los combustibles sólidos naturales. La piroxenación ye un procesu pol cual, aplicando calor ensin contactu col aire, algamamos los combustibles sólidos artificales (por exemplu, nes carboneres).La maera emplegóse como combustible sólidu dende que se descubrió´l fueu. Fasta mediaos del S. XVIII yera práuticamente l´únicu combustible utilizáu. El desarrollu industrial foi´l que propició l´usu d´otros combustibles más eficientes y potentes, como por exemplu el carbón.  

Maera

Ta compuesta por fibraes lleñoses, nitróxenu, savia y agua. El nitróxenu forma parte de la cadarma vexetal de la maera. La savia ye una disolución acuosa con sales inorgániques, zúcares, celuloses,.. L´agua ye´l prinicipal componente non inflamable de la maera.N´iviernu ye cuando la maera caltien menos agua. Los porcentaxes de les cenices o residuos de la combustión ye pequeñu. Suelen caltener fosfatos, silicatos, carbonatos, Na, K, Fe Mg, Mn.El procesu de formación de la maera ye un procesu endotérmicu (reaición de la vida). La so temperatura d´inflamación sitúase polos 250-300ºC. Arde con llama llarga. Les unidaes de midición son:

• Metru Cúbicu: Masa de maera maciza que llena 1 m³
• Estéreu: Cantidá de lleña partía y amontonada que llena´l volume aparente de 1 m³.

Clasificación de les maeres.- Atendiendo al pesu específicu y a la resistencia que presenten  puen clasificase en:

·  Dures: Pesu específicu mínimo de 0,55. Vienen d´árboles con fueya ancha, como puen ser el mazanu, peral, zrezu, nogal, roble …

·  Blandes: Pesu específicu menor de 0,55. Son el pinu, abetu … 

Composición química del carbón

El carbón ye un combustible fósil sólidu, nel qu´intervinieron na so formación un procesu de descomposición de vexetales. Pa la so formación intervienen sobre too los ácidos fúmicos. Potonié considera que los carbones puen clasificase en

• Sapropelitos o roques de fermentación pútrida
• Roques fúmiques: Debíes a la descomposición de les plantes
• Liptobiolitos

La lignina parez ser, angüañu, la responsable de la formación de los carbones. Nel procesu de formación del carbón, les plantes sofren la putrefacción. La celulosa ye atacada por bacteries. La celulosa, ye un compuestu hidrocarbonáu, que se descompón en varios productos. La lignina, ensin embargu, namái se descompón n´ácidos fúmicos. La lignina posee una estructura aromática que non se perderá na so descomposición.Los componentes fundamentales del carbonu son:

• Combinaciones Hidroxenaes
• Combinaciones osixenaes
• Combinaciones nitroxenaes
• Combinaciones sulfuraes

Toes estes combinaciones tienen la particularidá que´l carbonu preséntase n´ellas formando una estructura bencénica ( ye dicir, aniellos).En cuanto a los yacimientos carboníferos podemos dicir que se puen clasificar en dos tipos:

• Autóctonos: El carbón fomóse nel mesmo llugar nel que se depositaron los restos vexetales de los que procede. A esti tipu respuenden la mayor parte de los yacimientos
• Alóctonos: Los restos vexetales de los cuales procede´l carbón fueron arrastraos polos ríos, poles marees, sufrieron les tresformaciones y posteriormente fórmase´l depósitu carboníferu. Ye dicir, el depósitu o yacimientu va a formarse lloñe del llugar onde crecieron los vexetales.

Un carbón tá compuestu por carbonu, hidróxenu, osíxenu, nitróxenu, azufre, agua. Tamién pue tener componentes inorgánicos que proceden de distintos llugares. Estos componentes inorgánicos van a dar llugar a les cenices tres la combustión. Tolos ellementos que formen el carbón puen alterar les carauterístiques del combustible, beneficiándolos o perxudicándolos. Por exemplu, la humedá y les cenices nun modifiquen les cualidaes intrínseques de los combustibles, pero van a modificar el poder caloríficu y la inflamabilidá.La humedá d´un carbón disminuye´l PCI. Medra amás el volume de gases de combustión, disminuyendo d´esti mou el rendimientu del combustible.Les cenices nun sofren combustión, pero formen ósidos nes escories, lo que puede impedir el contactu col aire, ataquen la instalación, apantallen el procesu,… Un datu importante sobre les cenices ye´l so puntu de fulsión. Si algama esta temperatura, les cenices fundíes escúrrense pola parriella y puen provocar grandes daños na instalación.Denomínase valor d´un combustible a la relación ente´l conteníu de carbonu y el conteníu n´hidróxenu (C/H). Cuanto mayor seya esta relación, mayor sedrá´l so valor. Amás, el valor va disminuir cola aparición d´osíxenu, azufre, agua (humedá), cenices,…La formación del carbón, y poro tanto, la so composición vienen daes poa reaición de la vida. Amás de los texíos vexetales fosilizaos qu´esistan nel carbón, tamién puen apaecer texídos animales.Los principales elementos que formen les plantes son

• Hidratos de Carbonu: Ta presentes sobre todo nes celuloses (armazón), almidón (reserva alimenticia) y pentosanes
• Lignina: Xune les fibres de les celuloses. Son polímeros de naturaleza aromática. Nun se conoz la composición con esactitud. Acompaña a les celuloses nun porcentax del 20-30%
• Lignanos: Posee una estructura y comportamientu apaecíu al que presenten les lignines. El procesu de fosilización tamién ye apaecíu al de les lignines.
• Proteínes: Son compuestos derivaos de los aminoácidos. Por exemplu, la clorofila. Tan formaos por C, H, O, N.
• Compuestos Nitroxenaos: Principalmente ta´l ATP, que funciona como reserva enerxética
• Alcaloides: Entren en poca proporción. Parezse a les celuloses en cuanto a comportamientu

Amás de tolos compuestos citaos, se presenean tamién nel carbón resines, graeas, ceres, terpenos,… Estos compuestos son mui resistentes a les trensformaciones que se producen nel procesu de fosilización. 

Teoría sobre la carbonificación de les plantes

Definíase´l carbón como una masa compacta estratificada de restos vexetales momificaos intercalaos con materia inorgánica y cubierta por roques sedimentaries.Pa desplicar la carbonificación de les plantes y formación del carbón  formuláronse varies teoríes.Stodnikoff, estudiando plantes de los Urales, observó que calteníen un 37,7% de lignina y namái un 15,5% de celulosa. Bergius realizó trabayos sobre la celulosa como formaora del carbón. Mailland, en 1911, demostró que los azúcares se podíen tresformar en sustancies fúmiques cola aición d´aminuácidos. Estableció la hipótesis de que la celulosa y la lignina desarrollábense a la  par. Pero en 1922, Fisher y Schrader, que s´oponíen a la teoría de que la celulosa yera la principal formaora del carbón, establecieron que´l axente principal de  la so formación yera la lignina, formulando la teoría de la lignina. Intentóse  demostrar que la lignina, en condiciones pantanoeas desaparecía totalmente y tresformábase en productos solubles n´agua y gases (CO₂, CH₄), de mou que tenía que ser la lignina la responsable de la formación de los carbones. 

Fases de formación del carbón

Esisten dos fases na formación del carbón:1.             Fase Biolóxica (o de White) 2.        Fase Xeológica (metamórfica) Los axentes de la tresformación química de la materia vexetal van a ser les bacteries, la temperatura , el tiempu y la presión.Les bacteries son los principales axentes de descomposición. Actúen fundamentalmente de dos menes

• Aeróbia
• Anaerobia

L´actuación aerobia ye l´actuación osidante, mientres que l´actuación anaerobia ye la reductora. Les aerobies van a ser les primeres n´actuar. Fáenlo cerca de la superficie. Necesiten del osíxenu pa funciones. Cuando ya nun queda osíxenu ye cuando pasen a l´aición les bacteries anaerobies, terminando les tresformaciones empezaes poles aerobies. Esti tipu bacteries actuará fasta que´l depósitu se cubra d´una capa sedimentaria imperbeable.La temperatura, el tiempu y la presión tamién actúen, sobre too cuando l´actividad bacteriana cesó. La temperatura aumenta al dir acercándonos al núcleu terrestre. La temperatura suel favorecer la cinética de la reaición. El tiempu a la so vez ye necesariu pola velocidá de reaición. La presión tamién influye y ayuda a estratificar y favorecer ciertu tipu de reaiciones. Nesto tienen que ver tamién los plegamientos.Pasamos a estudiar dixebradamente laes dos fases de la formación del carbón:

·        FASE BIOLÓXICA Surde cuando tenemos grandes mases y estes queden anegaes. Actúen equí alges y hongos. Entóncenes produzse la fermentación aerobia. Otros organismos y animales s´añaden a la so vegada a la masa en descomposición. Predomina nesta masa les lignines, resines y ácidos grasos. En menos proporción va a haber amies y fenoles (de la descomposición de los zúcrares.Podemos distinguir equí dos fases

Fase I: Fermentación aerobia. Fórmase la turbera. La masa vexetal ta en contautu col osíxenu. Les reaiciones son d´osidación o hidrólisis. El pH ye lixeramente ácidu.

Fase II: Fermentación anaerobia. Actúen les bacteries (respiración intramolecular). Destrúyense les estructures moleculares pa tomar d´esti mou osíxenu. Prodúcense reaiciones d´hidrólisis y reducción. El pH ye aprosimadamente neutru.

·       Fase xeológica o metamórfica

Tien llugar na materia vexetal sobre la que se depositaron ciertos elementos arrastraos polos axentes xeológicos (arcielles, arenes,…) Esto fae que la masa vexetal  vaya progresivamente enterrandose. Llegará un momentu nel que l´enterramientu ye tal, (40 cms) que los organismos vivos dexarán d´actuar. Hai agora una cierta masa de materia fúmica xunto con un 90% d´agua. Ye nesti momentu cuando ente en xuegu los factores xeológicos. 

 

Grau de carbonificación. Clasificación de los combustibles sólidos 

Los lignitos son unos carbones inmaturos con un porcentax ente la turba y los bituminosos. Podemos clasificalos por:Ø      La so formación:

• Lignitos fúmicos: Compuestos fúmicos menos modificaos que les hulles
• Sapropelitos: Carbonificación de grasa y albúmines d´animales y vexetales inferiores (alges)
• Liptobiolitos: Constituyíos sobre too, y a veces con esclusividá, de ceres naturales.

Ø      Poles sos característiques tecnolóxiques:

• Pardos: Carbones terosos o xiloides con humedá de fasta´l 60%. Vese que cásiqiue ye maera.
• Negros. Son duros (azabache)

Hulles

Son los carbones que poseen el siguiente grau de carbonificación a los lignitos. Laes hulles son carbones q presenten un interés mayor que los anteriores, por que mos pueden apor tar más enerxía que los anteriores. El poder caloríficu oscila ente les 7500-8000 kcal/kg, refiriéndoles a materias seques. Formáronse en tres époques diferentes del periodu carboníferu.

• Dinantiense
• Estafaniense
• Westfaliense

Antracita

Ye´l carbón que tien un mayor poder caloríficu. Ye´l más duru y más densu. Emplégase pa procesos de gasificación direuta, y dalgún tipo d´aplicación metalúrxica de baxa capacidá. Les époques de carbonificación son:·       Estefaniense ·       Westfaliense