El Carbón (página 2)

4. Producción mundial de
Carbón

Un buen número de países carecen de recursos
energéticos propios. La dependencia de combustibles
importados puede hacer a una nación
vulnerable a deficiencias de suministros si existen trastornos
económicos o políticos en la región en donde
se encuentra su principal proveedor de recursos
energéticos. El riesgo es mayor
si estas fuentes de
recursos están concentradas en sólo una o dos
áreas del mundo. Por ejemplo, más del 65% de las
reservas de petróleo
están localizadas en el Medio Oriente y más del 70%
de las reservas de gas
también están en el Medio Oriente y la antigua
Unión Soviética.

En los años 70 hubo serios trastornos en la economía mundial de
la energía, como consecuencia del rápido aumento en
los precios y una
reducción del 5% en el suministro de petróleo,
cuando la OPEP (Organización de Países Exportadores
de Petróleo) tomó fuerza en el
mercado de la
energía.

Tales situaciones no afectaron tanto a los países
que se basaban en gran parte en el carbón para cubrir sus
necesidades de energía. Lo anterior, debido a la
combinación de la diversidad geográfica de las
reservas carboníferas y a la seguridad de su
importación. Muchas naciones pueden usar
sus propias reservas de carbón y aquellos que no las
posean pueden confiar plenamente en el carbón importado.
La confiabilidad de las importaciones
está asegurada por la competencia entre
los muchos países productores de carbón en el
mundo, además de que el carbón es usualmente
transportado por rutas marítimas seguras a los
países consumidores. 

En el evento de una interrupción mayor en el
suministro de carbón de una región del mundo,
podría pronto ser balanceada por el incremento de
suministro de otras regiones, lo cual les garantiza a los
generadores de energía y fabricantes de acero la
estabilidad y seguridad en los
suministros. Casi el 40% de la electricidad y
cerca del 70% del acero del mundo
dependen del carbón.

La producción mundial del carbón en
1994 refleja la crisis de la
minería en
la Unión
Europea (la producción bajó un 17,4%) y en
Rusia (decayó en un 6,2%). En cambio se
produjo un dinamismo en la industria
carbonífera de Estados Unidos,
China,
India,
Colombia y
Australia entre otros países. La producción total
en el mundo ese año fue 2.158,3 millones de toneladas, de
las cuales China produjo
un 27,4%, Estados Unidos un
5,5% y la República de Suráfrica un 4,8%.

En 1996 se produjeron más de 3.700 millones de
toneladas (Mt) de carbón, de las cuales más de la
mitad fueron utilizadas para generar electricidad. Los
principales productores de carbón fueron: República
Popular China, Los Estados Unidos de América, India,
Suráfrica, Australia, Rusia, Polonia, Kazakhstan, Ucrania,
Alemania, El
Reino Unido e Indonesia. Del carbón producido en 1996,
más de 470 Mt fueron comercializadas internacionalmente.
Se estima que el comercio
internacional del carbón bituminoso continuará
creciendo por encima de 560 Mt en al año 2000 y de 850 Mt
en el 2010.

Tanto el tamaño como la diversidad del comercio
internacional del carbón son únicos. Los más
grandes productores de carbón en el mundo son la
República Popular China (1.375 Mt en 1996) y los Estados
Unidos de América
(878 Mt). No obstante, el más grande productor no es
necesariamente el más grande exportador. Para algunos
países, tales como Australia y Colombia, la
exportación de carbón es de mayor
importancia para la economía nacional que
el consumo
interno. Por otra parte, los mayores productores
(República Popular China, Estados Unidos de América
e India) también importan carbón, por razones de
calidad y de
logística.

Comercialización
Australia es el líder
mundial en la exportación de carbón; en 1996
exportó 139 Mt, de una producción total de 195 Mt.
Las exportaciones
australianas fueron a más de 25 países. El
carbón representa el renglón de mayor valor en las
exportaciones de
Australia. Otros grandes exportadores fueron los Estados Unidos
de América, que exportaron 83 Mt de un total de 878 Mt
producidas a 29 países, y Suráfrica, que
exportó 59.5 Mt de un total de 208 Mt producidas. Opuesto
a esto, la República Popular China exportó
sólo 29.5 Mt en 1996, de su producción total de
1.375 Mt, reflejando así un gran consumo
interno. De todas maneras, al igual que en Indonesia, sus
exportaciones están creciendo rápidamente.
Normalmente los importadores de carbón se abastecen de un
amplio rango de fuentes. A
vía de ejemplo, en 1996 Francia
importó carbón de más de 15 países y
los Países Bajos de más de 14 países
diferentes.
La razón de esta diversidad en la comercialización del carbón, no
sólo es un asunto de poder contar
con varios proveedores,
sino que también tiene que ver con el hecho de la
necesidad de usar diferentes calidades de carbón para
satisfacer requerimientos específicos de los clientes.

Los consumidores de carbón, independientemente de
que dependan de suministros domésticos o importados,
pueden confiar en su seguridad.
Esta seguridad significa que la generación de electricidad
para uso industrial o doméstico puede ser garantizada, a
precios
estables y competitivos, en comparación con otros
combustibles fósiles.

5. Ventajas del
Carbón

Los aspectos sobre seguridad y salud han sido desde hace
mucho tiempo una
preocupación importante para la industria del
carbón. Los avances
tecnológicos en la explotación durante este
siglo han conducido a mejoras en la productividad y
seguridad. 

Las minas de carbón hoy en día se asemejan
más a fábricas altamente automatizadas que al
ambiente de
producción que existía en el Siglo XIX,
caracterizado por el uso intensivo de mano de obra,
congestión y riesgos. La
extracción moderna del carbón alcanza
estándares en seguridad y salud más altos que
muchas otras industrias. 

Por ejemplo, las estadísticas de la Oficina del
Trabajo de los Estado Unidos,
muestran más accidentes en
actividades como aserraderos, construcción, agricultura y
fabricación de muebles, que en la explotación de
carbón. En Canadá, la explotación de
carbón a cielo abierto es una de las industrias
grandes más seguras, aún más segura que el
comercio al
detal.

La seguridad es de primordial importancia para cada uno de los
involucrados en la minería,
para los obreros, inversionistas y finalmente para el consumidor. En
muchos países, los mineros reciben regularmente cursos de
entrenamiento
en habilidades laborales y en seguridad. Las
compañías de carbón reconocen que el
entrenamiento
previene accidentes y
que hay una estrecha relación entre una mayor seguridad y
una más alta productividad.

El carbón es un material comparativamente estable y no
presenta los problemas de
fugas y derrames asociados a otros combustibles fósiles
tales como el gas y el
petróleo. Alrededor del mundo, el carbón es
transportado en barcos, desde grandes cargueros hasta
pequeños barcos de cabotaje. Los accidentes que involucran
el hundimiento de barcos que transportan carbón son
afortunadamente escasos y en ningún caso la carga de
carbón es un agente contaminante.

En tierra, el
transporte de
carbón se hace por medio de correas transportadoras,
carreteras o tren, es esencialmente más seguro que en el
caso de otros combustibles fósiles. Igualmente lo es su
almacenamiento y
utilización, tanto en la industria como en los hogares. El
polvo de carbón que se produce en las pilas o durante
su manejo, también se puede reducir al mínimo ahora
gracias a un diseño
apropiado de las instalaciones de manejo.

No existe una fuente de energía más segura que
el carbón, cuando éste se almacena, maneja y
utiliza correctamente.

6. Carbón y
desarrollo

Los pronósticos más recientes sugieren
que la población del mundo crecerá de 6.000
millones en 1999 a más de 8000 millones en el año
2020. Alrededor del 90% de ese crecimiento ocurrirá en los
países en desarrollo.

En 1999, aproximadamente el 75% de la población del mundo que vive en
países en desarrollo y
en los recientemente industrializados, consumieron solamente el
33% del total de la energía global consumida. Para el
año 2020 se calcula que cerca del 85% de la
población mundial vivirá en estos países y
será responsable de aproximadamente el 55% del consumo
total de energía. Este incremento en la demanda de
energía significa que los principales temas
energéticos tendrán una dimensión
global.

En las dos últimas décadas la demanda de
energía en Asia se
incrementó en aproximadamente 4.5% por año, en
comparación con el 1% experimentado por Norte
América y Europa. El
aumento del consumo de carbón en Asia ha sido
aún más rápido, casi del 5.5% anualmente en
los últimos 10 años. 

El carbón es el combustible fósil más
fácilmente disponible en la región. No existe en el
futuro previsible ninguna alternativa práctica distinta al
carbón, que permita generar la electricidad adicional que
requiere la mayor parte de los países en desarrollo para
su crecimiento
económico y para mejorar sus estándares de
vida.

Los estimativos actuales sugieren que sólo la mitad de
la población del mundo tiene acceso a la electricidad.
Más de 2000 millones de personas dependen todavía
del fuego directo para cocinar. A medida que los
estándares de vida mejoran y la leña para el fuego
comienza a escasear, es inevitable que estas economías en
desarrollo se cambien a la electricidad, al gas y a otros
combustibles para cocinar, refrigerar y obtener
calefacción. El consumo proyectado de energía en el
mundo en desarrollo y particularmente en Asia, indica un
crecimiento masivo del uso de la electricidad.

La demanda de electricidad en Asia aumentó
aproximadamente 10% por año durante el período 1980
a 1992; para el período que se extiende hasta el 2010
puede esperarse confiadamente un crecimiento promedio del 6%. La
continua importancia del carbón para impulsar el crecimiento
económico es resaltada por el hecho de que la
participación del carbón en la generación de
electricidad en Asia creció del 26% en 1980 al 42% en 1992
y se proyecta que crezca hasta aproximadamente el 54% en el
año 2010.

Se estima que la capacidad de generar electricidad con
carbón en Asia se multiplique por más de 3 entre
los años 1992 y 2010, lo que equivale a una tasa de
crecimiento superior a 20.000 MW por año durante este
período. Este crecimiento podría estar limitado por
la disponibilidad de capital
suficiente para financiar la construcción de las plantas
generadoras de energía y las líneas de
transmisión y distribución requeridas, las cuales son
sumamente costosas.

Es ampliamente reconocido que la disponibilidad de
electricidad es un elemento básico para una mejora de la
calidad de
vida. Para que ocurra un desarrollo sostenido, la
transferencia de tecnología es vital
para facilitar el manejo eficiente de los recursos y para
asegurar el acceso a las tecnologías de carbón
limpio de que se dispone ahora para la protección
ambiental.

Introducción
La  participación mundial del petróleo en los
diversos sectores se dirige, principalmente, hacia el transporte,
industrial, comercial / residencial, y el sector
eléctrico; observándose durante esta última
década una tendencia importante a sustituirlo por
carbón y gas natural para
la generación de electricidad. Actualmente, el aporte del
petróleo al consumo global de energía asciende al
39% (Ref. 1,2) Debido a que éste es una fuente abundante y
confiable, y a que su dominio de
aplicación en los sectores indicados es bastante elevado,
existe un notorio interés en
desarrollar nuevas
tecnologías que permitan la incorporación de
otras fuentes de energía capaces de competir con
él. El desarrollo de estas nuevas
tecnologías dentro del sector eléctrico tiene
dos razones fundamentales:

 a. Ambientalistas: para obtener energías que
favorezcan la reducción de las emisiones a la atmósfera, y
 b. Económicas: para tratar de reducir costos.

Estas tecnologías emergentes que pueden sustituir a los
combustibles fósiles se identifican como fuentes alternas
de energía o energías alternativas (Ref. 1)

El flujo de energía
solar hacia la tierra es
casi 20 mil veces el consumo energético humano actual. De
esta energía, el 30% aproximadamente se refleja y un 50%
se convierte en calor y es
irradiada. La mayor parte de la energía restante es
absorbida por el ciclo hidrológico del planeta. La
utilización de estos recursos renovables es altamente
favorable; sin embargo, durante los ochenta y los noventa se ha
logrado poco progreso en cuanto a su aplicación y
aprovechamiento industrial. Las energías alternas
más relevantes y en curso de desarrollo tecnológico
son:

•  Energía eólica, que utiliza el
  viento;
•  Energías fotovoltaica y térmica, que
  utilizan la energía
  solar;
•  Geotermia, que aprovecha el calor
  extraído del subsuelo por el bombeo de aguas
  subterráneas alcanzadas con la perforación y
  fracturación de acuíferos;
•  Energía obtenida de celdas de combustibles, la
  cual produce energía
  eléctrica a partir de la energía química en forma
  más eficiente y menos contaminante (Ref. 3);
•  Biomasa;
•  Hidroelectricidad
•  Energía
  nuclear.

En la Tabla 1, se presenta el estado
actual de desarrollo de las diversas energías alternas y
se demuestran las ventajas y limitaciones en su aplicación
comercial. La energía de la biomasa hasta los momentos ha
servido para atender necesidades de ciudades de menos de 10 mil
personas. La geotermia depende de la existencia de altas
temperaturas en el subsuelo, que no siempre están
disponibles. La energía eólica está sujeta a
los caprichos del aire, lo que la
limita bastante a pesar de su desarrollo. Finalmente, las otras
energías tienen limitaciones que les impiden penetrar el
mercado
energético liderado por el
petróleo.

Tabla 1. Estado
actúal de las energías alternas

En la actualidad, las energías
alternas se proyectan en los Estados Unidos, tal como puede
observarse en la Tabla 2 (Ref. l). La contribución de
dichas energías dentro del panorama energético
mundial representará, según nuestras estimaciones,
aproximadamente el 15% del uso de la energía primaria
mundial (Ref. 2) . Por lo tanto, su impacto sobre el mercado
energético para sustituir al petróleo será
bajo y sin efecto apreciable hasta el año 2030 o
más.

Tabla 2. Proyecciónde las energías
alternas en EE:UU. (Ref. 1)

             
Contribución %.

Como puede observarse en las tablas
arriba indicadas, las energías alternas: solar, biomasa,
geotérmica, eólica, hidroelectricidad y nuclear
podrán encontrar nichos del mercado energético,
pero sin competir ni afectar apreciablemente la energía y
los combustibles obtenidos del petróleo.

Otro factor muy importante es el costo de la
generación de la electricidad con dichas
tecnologías. En la Figura 1 puede apreciarse que el
costo de
generación de energías alternas en la actualidad no
compite con la producida por el petróleo. Los esfuerzos
mundiales que se realizan para reducir el costo y aumentar la
eficiencia en estas tecnologías, permitirán
aumentar su competitividad
con el petróleo más allá del año 2030
(Ref. 1 ).

Por otra parte, el esfuerzo tecnológico y las
grandes inversiones
que se realizan en EE.UU. y Japón
para reducir el tamaño de las celdas de combustibles, con
el fin de utilizarlas en los vehículos eléctricos,
conducirán, en un plazo mayor a 15 años, a
disminuir parcialmente el consumo de combustibles. Sin embargo,
se estima que el impacto sobre la industria petrolera será
bajo, aun si dichas celdas se aplican al sector eléctrico
o automovilístico. Por los momentos, un obstáculo
importante en la comercialización de dichos vehículos
es su alto precio de
venta. Es el caso
del EV-1, de la General Motors, comercializado en California a un
costo de 30 mil US dólares la unidad.

7.
Conclusiones

Las energías alternas penetrarán nichos
muy limitados del mercado energético mundial sin
perjudicar apreciablemente al negocio petrolero, por lo menos
hasta el año 2030. Las amenazas al mercado de los hidrocarburos
en un escenario verde por parte de dichas energías son
bajas debido, fundamentalmente, a su alto costo de
producción y a muchas limitaciones para su
aplicación masiva. Estimaciones demuestran que no
será sino hasta después del año 2030 cuando
aparezca una alternativa definitiva. Mientras tanto, la meta de los
investigadores del petróleo es desarrollar
tecnologías para mantenemos liderando el sector
energético mundial, aun dentro del escenario
verde.

Como resulta frecuente que los fragmentos de
carbón y de turba muestren restos o huellas de plantas,
desde muy pronto se reconoció el origen vegetal de estos
combustibles. Y puesto que los carbones eran claramente antiguos
mientras que las turbas parecían recientes, se
pensó que no había entre los dos más que una
diferencia de edad: se dedujo que la turba, al envejecer, se
transformaba en carbón. Pero los progresos logrados en el
dominio de la
geología
hicieron tambalear esta concepción a finales del siglo
pasado. En efecto, se descubrieron turbas muy antiguas y lignitos
(variedad de carbón) que estaban en proceso de
formación.

Era necesaria una nueva explicación de los
orígenes de estos dos combustibles. La anterior no
servía.

Origen de la turba
Al realizarse la formación de la turba casi ante nuestros
ojos, es fácil estudiar el proceso, el
primer estadio consiste en la formación de un amasijo de
restos vegetales, que son atacados por bacterias en
un medio embebido en agua.
Ésta, al estancarse en los intersticios o poros, impide
que el aire penetre en
los montones de residuos. Así el medio se vuelve
asfixiante, y sólo pueden sobrevivir bacterias
anaerobias, es decir, que no tienen necesidad de aire: para
respirar, utilizan el oxígeno
fijado sobre las moléculas de la materia
orgánica.

Pero estas mismas bacterias segregan ácidos
cuya concentración acaba llegando a tal punto, que las
obliga a refugiarse en la capa más reciente de residuos
para proseguir allí su actividad. En las capas inferiores,
la descomposición se interrumpe, pues los medios muy
ácidos
impiden el desarrollo de microorganismos.

Las turberas altas
El origen de las turberas o yacimientos de turba es una depresión
muy húmeda, generalmente un lago en vías de ser
colmatado por su propia vegetación. El amontonamiento de
los tallos muertos, sobre todo de carrizos, provoca poco a poco
la elevación de esta zona. Las plantas acuáticas
emigran y, sobre esta turba de carrizos, gruesa y muy
ácida, sólo un musgo como el esfagno y algunos
otros raros vegetales pueden crecer en tales condiciones. El
esfagno, que es muy esponjoso, almacena el agua de
lluvia y vive de esta reserva. La planta muere por la base y, al
descomponerse, forma una turba muy fina que puede acumularse en
montículos que a veces sobrepasan en muchos metros el
nivel del suelo: se han
formado turberas altas.

Esta turba, explotable, se seca sobre los mismos lugares
de la extracción. Su utilización es reducida. En
efecto, el oxígeno
constituye un tercio de su peso; y, puesto que la combustión implica una absorción de
oxígeno, la turba produce poco calor al
quemarse.

La Turba en tres etapas: evolución dentro de un pequeño lago
(figura 2)
Al principio, se rellena con restos de carrizos, que se acumulan
y forman una terraza. Los carrizos, que deben mantener su base en
el agua, son
repelidos hacia el centro; lo mismo ocurre con las plantas
acuáticas, como los nenúfares; en la zona emergida
se establecen los esfagnos.
En el estadio final, la turbera alta. Si el agua del lago es muy
calcárea, la acidez de la turba de carrizos es
neutralizada, y en este caso un bosque húmedo suele
preceder al estadio de la turbera alta.

8. Origen del
carbón

Los carbones suelen nacer en una marisma, vasta planicie
de suave pendiente que se encuentra o bien al nivel del mar o
bien cubierta por unos decímetros de agua. Los cursos de
agua procedentes del interior del continente barren esta
plataforma sobre la que crece un bosque denso y excesiva cubierta
vegetal. El tipo actual más representativo de esta
asociación vegetal es el manglar o bosque de mangles, como
el que crece en la vasta desembocadura del río Senegal en
África

Los restos vegetales que caen en el agua salobre y mal
aireada son atacados, como en el caso de la turba, por bacterias
anaerobias. Pero los ácidos producidos por estas bacterias
son arrastrados a medida que se forman, perdiéndose en el
mar.

Así la descomposición de la materia
orgánica puede prolongarse por más tiempo y avanzar
mucho más que en las turberas altas. En estas condiciones,
la variedad de carbón obtenido, el lignito, será
más rico en carbono y
más pobre en oxígeno que la turba, y por tanto de
mejor calidad. Sin embargo, su poder
calorífico es aún inferior al de la hulla (otra
forma de carbón).

La hulla
Si el fondo de la marisma o pantano tiene una pendiente
relativamente acentuada, no se formará lignito, sino
hulla, otra variedad de carbón. El bosque se presenta
entonces como una banda relativamente estrecha que bordea la
marisma, de la cual parten a la deriva viejos troncos y ramas
rotas que se empapan de agua y terminan por zozobrar.

Los restos más ligeros, como las hojas, que
flotan mejor, son trasladados más lejos antes de caer al
fondo. En ciertos casos se puede observar la huella de todos
estos restos vegetales a lo largo de la veta de carbón: en
primer lugar, los tocones de los árboles
enraizados en los sedimentos depositados por los ríos; a
continuación, las ramas y troncos caídos; y, por
fin, las ramillas con las hojas (hullas grasas) e incluso los
granos de polen. A partir de observaciones hechas en las minas se
ha podido reconstruir el paisaje marismeño que acaba de
ser descrito, pues no se conoce ningún ejemplo
actual.

En el Carbonífero
Muchos yacimientos de carbón se remontan al período
geológico llamado Carbonífero (de aquí le
viene el nombre). Suele pensarse que en este período, el
quinto de la era Primaria, la vegetación debía de
ser particularmente lujuriante. Esto no es del todo exacto. Lo
importante era que en esta época existían
condiciones favorables para que la vegetación produjese
carbón, es decir, numerosas regiones de marismas. El hombre ha
prestado especial atención a los yacimientos que datan del
Carbonífero porque tienen vetas gruesas y numerosas,
siendo por tanto especialmente fáciles de
explotar.

Para que se diesen estas vetas, no bastó con que
existieran marismas; además fue necesario que estos
lugares se conservasen durante largo tiempo, para que se
acumulara en ellos mucha materia orgánica; fue necesario
también que el nivel del mar subiese a la misma velocidad que
se amontonaban los restos vegetales, para que éstos se
sedimentaran siempre al nivel del agua. Si no hubiera ocurrido
así, los restos orgánicos, al permanecer al aire
libre, habrían sido destruidos totalmente por las
bacterias: en nuestros bosques, las hojas muertas, las ramas
desprendidas y los viejos troncos abatidos desaparecen sin dar
nunca carbón.

Autor:

Lorena Tau

Estudios en colegio industrial.