El carbón es un combustible fósil bien conocido. Dado que su combustión puede producir energía y electricidad, es una fuente energética importante a nivel mundial. Aquí tienes 10 datos interesantes sobre el carbón que no te puedes perder.
1. ¿De dónde proviene el carbón?
Hace millones de años, gran parte de la Tierra estaba cubierta de densos bosques húmedos repletos de plantas de turbera, arbustos, enredaderas y algas. Con el paso de los años, estas plantas murieron y se asentaron, creando una gruesa capa de vegetación bajo el suelo húmedo.
A medida que se acumulaban más capas de suelo sobre la vegetación, se generaba un intenso calor y presión natural, transformando gradualmente la materia vegetal enterrada en carbón. El proceso de formación del carbón se denomina carbonización.
El carbón natural es una roca sedimentaria combustible de color negro o marrón-negro, rica en carbono e hidrocarburos. La energía que obtenemos del carbón hoy en día proviene de la energía solar que las plantas absorbieron hace millones de años.
2. Diferentes rangos y tipos de carbón
El precursor del carbón natural es el carbón de turba, que consiste esencialmente en materia vegetal sin comprimir. Durante el proceso de carbonización, el carbón convierte la turba en cuatro tipos de carbón (lignito, carbón subbituminoso, carbón bituminoso o antracita).
La antracita, el mejor tipo de carbón, tiene el mayor contenido de carbono (86%–97%) y poder calorífico. Algunos incluso están compuestos de grafito puro.
El bituminoso y la antracita suelen denominarse «hulla", mientras que el lignito se denomina «lignito pardo". El carbón subbituminoso se encuentra entre la hulla y el lignito, combinando algunas características de ambos.
El carbón duro incluye el carbón térmico (o carbón vapor) y el carbón metalúrgico (o carbón coquizable). El carbón térmico se pulveriza y se quema para producir vapor que impulsa turbinas y genera electricidad, mientras que el carbón metalúrgico se quema a altas temperaturas para fabricar acero.
El carbón metalúrgico se calienta a 1000 °C para eliminar los componentes volátiles, formando carbón coquizable gris y duro. El coque puede utilizarse como combustible y para la fabricación de acero.
3. ¿De qué está hecho el carbón?
El carbón es una sustancia compleja compuesta principalmente de carbono con pequeñas cantidades de otros elementos como hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre. Su composición varía según su origen geológico, los tipos de carbón y el método de extracción.
- Los carbones de alto rango (como la antracita) tienen un alto contenido de carbono, por lo que tienen un alto poder calorífico, pero bajos contenidos de hidrógeno y oxígeno.
- Los carbones de bajo rango (como el lignito) tienen un bajo contenido de carbono, pero un alto contenido de hidrógeno y oxígeno, y también un alto contenido de humedad.
A continuación se muestra una descripción más detallada de la composición del carbón:
- Carbono : El carbón contiene entre un 50 y un 98 % de contenido de carbono, siendo la antracita el que presenta el mayor contenido y el lignito el que presenta el menor.
- Hidrógeno : Su presencia es menor que la del carbono, lo que produce una mayor volatilidad y valor calorífico del carbón.
- Oxígeno : Está presente en cantidades variables, lo que afecta la reactividad y las características de combustión del carbón.
- Nitrógeno : Generalmente está presente en cantidades más pequeñas, contribuyendo a la formación de óxidos de nitrógeno durante la combustión.
- Azufre : El carbón contiene entre un 0,5 % y un 4 % de azufre, lo que afecta a su impacto ambiental. Algunos carbones contienen azufre inorgánico, principalmente en forma de pirita, que puede eliminarse mediante flotación por espuma.
- Ceniza : Es una mezcla no combustible de minerales inorgánicos presentes en el carbón, incluidos minerales como el cuarzo, la arcilla y los óxidos.
- Humedad : El contenido de humedad del carbón varía mucho según su tipo y fuente.
4. Los hechos sobre la minería
Más de la mitad de las minas de carbón del mundo son subterráneas. La roca de carbón se extrae mediante métodos subterráneos o a cielo abierto, siendo esta última la más común y rentable.
- Minería a cielo abierto: Se utiliza cuando el carbón se entierra a más de 60 metros de profundidad. Grandes máquinas retiran la capa superficial del suelo y las capas de roca para exponer la veta de carbón. La extracción de cimas de montañas, un tipo de minería a cielo abierto, utiliza explosivos para destruir las cimas de las montañas y acceder al carbón.
- Minería subterránea: Se utiliza para depósitos de carbón más profundos. Los mineros descienden en ascensores y recorren túneles, utilizando grandes máquinas para extraer carbón del subsuelo.
El carbón extraído se envía a una planta de preparación de carbón cercana a la mina. La industria carbonífera lo limpia y procesa para eliminar impurezas como roca, tierra y azufre. Este proceso aumenta el poder calorífico del carbón.
5. Minerales clave para la producción de carbón
La ganga de carbón es un residuo sólido de color negro grisáceo proveniente del procesamiento del carbón, compuesto de arcilla, pirita, cuarzo y mica. Tiene bajo contenido de carbono y valor calorífico. Es más dura que el carbón y se recicla mediante trituración, molienda y calcinación.
La ceniza volante es un polvo fino rico en sílice que se produce al moler y quemar carbón. Se utiliza como sustituto del cemento en el hormigón para reducir costes y mejorar su durabilidad.
Las cenizas volantes y los lodos de carbón son ricos en metales pesados valiosos, como aluminio, cobalto, cobre, hierro, plomo, plata, níquel y zinc. Se encuentran directamente en el carbón y las rocas circundantes, con amplias aplicaciones industriales.
Te puede interesar:
- ¿Cómo reciclar y procesar la ganga de carbón?
- Métodos y equipos para el procesamiento de cenizas volantes
6. Procesamiento de carbón
El carbón crudo se transforma en productos de carbón de alta calidad para industrias como el acero, el cemento, la generación de energía, la construcción y los productos químicos a través de procesos de trituración, molienda, secado y briquetado de carbón.
Proceso de trituración de carbón
El carbón es más fácil de triturar que el granito y el basalto. El carbón crudo se tritura gruesa y finamente mediante diferentes tipos de trituradoras, que pueden configurarse como plantas de trituración móviles.
- La trituradora primaria recomienda una trituradora de carbón de mandíbula duradera , con un tamaño de alimentación de 1.200 mm y una capacidad de producción de hasta 2.200 toneladas / hora.
- Las trituradoras secundarias y terciarias utilizan una trituradora de rodillos de doble dentado para carbón semiduro con alto contenido de humedad (superior al 25 %), como coque, lignito y carbón activado. La trituradora de rodillos produce partículas de 2 a 10 mm con buena forma y mínima obstrucción.
Proceso de pulverización de carbón
El carbón triturado se muele con un molino pulverizador de carbón. Hay dos tipos de molinos disponibles:
- Un molino de bolas de carbón es adecuado para bloques de carbón de menos de 20 mm y produce de 1,1 a 208 toneladas por hora. El modelo de Ф900×1800 es el más vendido. El tamaño de salida es de 0,074 a 0,89 mm (malla 20-200).
- El molino vertical de rodillos es famoso por su gran capacidad y excelente rendimiento de molienda. Se utiliza frecuentemente para la molienda secundaria y terciaria, con una producción de 2 a 420 t/h y una finura de hasta 2500 mesh.
Proceso de secado del carbón
La alta humedad del carbón pulverizado reduce su poder calorífico al quemarse. Una línea de secado de carbón produce carbón quebradizo, ideal para una combustión eficiente en calderas.
- Nuestro secador de carbón de un solo tambor utiliza calentamiento directo y una placa elevadora especial para secar rápidamente carbón húmedo, lodo o coque sin que se pegue. Su capacidad es de hasta 76 toneladas/hora, con un funcionamiento estable y un mantenimiento sencillo.
Proceso de fabricación de briquetas de carbón
El carbón seco se puede convertir en briquetas de carbón uniformes mediante una briquetadora de carbón . El carbón comprimido ofrece las ventajas de un alto poder calorífico, una combustión prolongada, ausencia de humo e olores, y fácil transporte.
Te puede interesar:
- Proceso de trituración de carbón
- ¿Cómo procesar el carbón para convertirlo en carbón pulverizado?
- Proceso de secado del carbón
- Proceso de fabricación de briquetas de carbón
7. Amplios usos del carbón
El carbón, fuente importante de energía en más de 80 países, se utiliza para generar electricidad y calor.
La Agencia Internacional de Energía (AIE) predice que el carbón seguirá siendo la mayor fuente de electricidad para 2040. Sin embargo, la quema de carbón emite CO₂, lo que contribuye al calentamiento global y destaca la necesidad de tecnología de carbón limpio para el futuro del carbón.
Además, ¿para qué se utiliza el carbón?
- Acero: El 70 % del acero se obtiene a partir de coque de carbón para fundir mineral de hierro. La combustión del coque de carbón proporciona al acero resistencia y flexibilidad para construir puentes, edificios y automóviles.
- Cemento: El 90% de las plantas de cemento queman carbón para procesar materias primas mezcladas a altas temperaturas.
- Aluminio: China e India utilizan centrales eléctricas a carbón para generar electricidad, de modo que el aluminio pueda extraerse de forma económica del mineral de aluminio.
- Combustibles sintéticos: Sudáfrica convierte el carbón en gas o líquido para su uso como combustible sintético menos contaminante para la generación de energía y la producción de hidrógeno.
- Productos cotidianos: El carbón permite fabricar jabón, plásticos, tintes y purificadores de agua. Las siliconas y las sales de silicio metálico permiten elaborar cosméticos, champú y pasta de dientes.
- Infraestructura: El acero para turbinas eólicas y la calefacción a carbón para la producción de paneles solares dependen del carbón.
8. ¿Es renovable el carbón?
No, el carbón no es un recurso renovable. Su formación a partir de restos de plantas y animales tarda millones de años. Puede liberar contaminantes nocivos, lo que genera problemas ambientales y de salud.
A pesar de estas desventajas, el carbón presenta más ventajas, como sus abundantes reservas, su bajo costo y su alta producción energética. Por lo tanto, es fundamental mejorar la eficiencia del procesamiento y el uso del carbón crudo.
9. Producción de carbón en el mundo
Los recursos de carbón son un combustible fósil con grandes reservas y una amplia distribución. Las reservas mundiales comprobadas de carbón superan los 1,06 billones de toneladas, concentradas principalmente en cinco países: Estados Unidos, Rusia, China, Australia e India.
China es el mayor productor de carbón del mundo, representando más de la mitad de la producción anual mundial. Le siguen Estados Unidos, India, Australia y Sudáfrica.
Rusia posee las segundas mayores reservas de carbón, principalmente en Siberia y el Lejano Oriente. En 2023, su producción de carbón alcanzó los 258 millones de toneladas. Su carbón (lignito, bituminoso, antracita) es explotable en un 63 % a cielo abierto y se utiliza para la generación de energía, la coquización y la exportación.
Los recursos carboníferos de Australia se encuentran principalmente en Queensland, Nueva Gales del Sur y Victoria, en el este. El carbón se extrae a cielo abierto, principalmente lignito (para la generación de energía) y carbón negro (para la fabricación de acero).
Un dato interesante sobre Canadá es que posee 6.600 millones de toneladas de reservas de carbón, de las cuales más del 90 % se encuentran en el oeste, cerca de los puertos de exportación. La mayor parte del carbón se extrae a cielo abierto; más de la mitad se utiliza para generar energía y el resto para la producción de acero.
10. Precio del carbón
El mercado del carbón, lignito y antracita está valorado en 937.310 millones de dólares en 2025 y se espera que supere los 1.020 millones de dólares en 2029, con una tasa de crecimiento anual del 2,3%.
El precio del carbón se ve afectado por la competencia energética global, las políticas ambientales, los costos de transporte y la creciente demanda de electricidad en mercados emergentes como China. El precio del carbón también varía según el tipo de carbón:
- El precio ordinario del carbón es de unos 97,75 dólares por tonelada.
- La antracita cuesta hasta $135, lo que equivale de 2 a 6 veces más que el carbón común. Su combustión es más limpia y proporciona mayor calor. Antiguamente era popular para la calefacción doméstica, pero ahora escasea debido al agotamiento de los recursos.
- El carbón metalúrgico requiere alta pureza y bajo contenido de azufre, por lo que su precio fluctúa mucho, normalmente mucho más alto que el del carbón térmico.
Según Trading Economics, el precio del carbón subirá a 99,80 dólares por tonelada este trimestre y a 102,55 dólares por tonelada dentro de 12 meses. A pesar de la diversificación energética, el carbón sigue siendo un recurso natural clave en el mercado energético.
