Antracita
Muestra de antracita de una mina de carbón en Ibbenbüren, Alemania Alemania.. Tipo Metamórfca Protolito Otros carbones C o l or Negro, gris ace ro La antracita es el carbón mineral ms metamórfco ! el "ue presenta ma!or contenido en carbono. #s de color negro a gris acero con un lustre brillante. #stando seca ! sin contar ceni$as la masa de la antracita posee %&' o ms de carbono ! ()' o menos de *oltiles. Comparado con otros carbones es poco contaminante ! de alto *alor calor+fco -/ mega0oules por 1ilogramo2. Cabe destacar "ue no difere muc3o en cuanto a calor+as con la ma!or+a de los carbones bituminosos 3ullas2. 3ullas2. Comparado con estos e stos 4ltimos carbones la antracita no manc3a al ser manipulada. Tambi5n destaca entre sobre otros carbones por su ba0o contenido de 3umedad. 6ormación 7e suele 3allar en $onas de de8ormación geológica aun"ue su 8ormación ms "ue a la de8ormación se debe al calor de 8uertes gradientes geotermales o intrusiones +gneas. Las temperaturas re"ueridas para 8ormar antracita son de (9: a ;/: trac e> tracción ción La roca constitu!e alrededor de un (' de las reser*as mundiales de carbón mineral. 7e puede 3allar en *arios pa+ses inclu!endo el oriente de Canad ! de ##.??., 7ud8rica, C3ina, Australia ! Colombia. #n este 4ltimo pa+s !acen @semiantracitas ! antracitas para usos industriales@ en sus partes centrales ! orientales. #n la actualidad C3ina es el ma!or productor de antracita siendo responsable de la e>tracción de ms de tres cuartos del total global. Combustión ! usos La ant antrac racita ita es di8 di8+ci +cill de pr prend ender, er, se "ue "uema ma len lento to ! re re"ui "uier ere e mu muc3o c3o ó> ó>ige igeno no par para a su combus com bustió tión n gen genera erando ndo en el pr proce oceso so mu mu! ! poc pocas as ama amass ! de col color or a$u a$ull p plid lido2 o2 per pero o emitiendo muc3o calor. Antiguamente se usaba en plantas de centrales termoel5ctricas as+ como en 3ogares para calentar. 7u uso en 3ogares posee las *enta0as de producir poco pol*o al manipularse, "uemarse lento ! producir poco 3umo. Bebido a su alto costo ! relati*a escase$ 3a sido despla$ado por gas natural ! electricidad en cuanto su uso para cale8accionar. o! en d+a se usa principalmente para producir co"ue. De8erencias E 7altar aF ant3racite, #nc!clopedia Gritannica Academic #dition. Consultado el ;H de 0unio de ;:(;. E 7altar aF a b Antrasitt 7tore nors1e nors1e le1si1on. Consultado el H de agosto de ;:(;.
E Ciencias de la Tierra ! del medio ambienteF Carbón. Consultado el de agosto de ;:(;. Hulla
Muestra de 3ulla. Tipo 7edimentaria Color Negro La 3ulla es una roca sedimentaria orgnica, un tipo de carbón mineral "ue contiene entre un )/ ! un %/ por ciento de carbono. #s dura ! "uebradi$a, estratifcada, de color negro ! brillo mate o graso. 7e 8ormó mediante la compresión del lignito, principalmente en la #ra Primaria, durante los per+odos Carbon+8ero ! P5rmico. 7urge como resultado de la descomposición de la materia *egetal de los bos"ues primiti*os, proceso "ue 3a re"uerido millones de aos. #s el tipo de carbón ms abundante. Presenta ma!or proporción de carbono, menor porcenta0e de 3umedad ! ma!or poder calor+fco "ue el lignito. Jariedades a! tres *ariedadesF ulla grasa, antiguamente al destilarla se obten+a gas de alumbrado. ulla magra o seca, "ue se emplea como combustible. 7u aspecto presenta bandas mate. ulla semiKseca "ue se emplea en la producción de alimentos para cabras u otros animales dom5sticos. #s alternada con bandas brillantes. 7ubproductos Co"ueF usado como combustible en altos 3ornos de las acer+as. CreosotaF combinado de destilados del al"uitrn de la 3ulla. Ampliamente usado como protector de la madera e>puesta al e>terior. Cresor ó CresolF Metil8enol "ue se e>trae del carbón de 3ulla usado como antis5ptico ! desin8ectante. Carbón
Carbón tipo hulla.
#l carbón o carbón mineral es una roca sedimentaria de color negro, mu! rica en carbono ! con cantidades *ariables de otros elementos, principalmente 3idrógeno, a$u8re, o>+geno ! nitrógeno,( utili$ada como combustible 8ósil. La ma!or parte del carbón se 8ormó durante el per+odo Carbon+8ero 3ace /H a ;HH millones de aos2. #s un recurso no reno*able. 6ormación del carbón #l carbón se origina por la descomposición de *egetales terrestres "ue se acumulan en $onas pantanosas, lagunares o marinas, de poca pro8undidad. Los restos *egetales se *an acumulando en el 8ondo de una cuenca. uedan cubiertos de agua !, por lo tanto, protegidos del aire, "ue los degradar+a. Comien$a una lenta trans8ormación por la acción de bacterias anaerobias, un tipo de microorganismos "ue no necesitan o>+geno para *i*ir. Con el tiempo se produce un progresi*o enri"uecimiento en carbono. Posteriormente pueden cubrirse con depósitos arcillosos, lo "ue contribuir al mantenimiento del ambiente anaerobio, adecuado para "ue contin4e el proceso de carboni$ación. 7e estima "ue una
capa de carbón de un metro de espesor pro*iene de la trans8ormación por di8erentes procesos durante la diag5nesis de ms de die$ metros de limos carbonosos. #n las cuencas carbon+8eras las capas de carbón estn intercaladas con otras capas de rocas sedimentarias como areniscas, arcillas, conglomerados !, en algunos casos, rocas metamórfcas como es"uistos ! pi$arras. #sto se debe a la 8orma ! el lugar donde se genera el carbón. 7i, por e0emplo, un gran bos"ue est situado cerca del litoral ! el mar in*ade la costa, el bos"ue "ueda progresi*amente sumergido, por descenso del continente o por una transgresión marina, ! los restos *egetales se acumulan en la plata8orma litoral. 7i contin4a el descenso del continente o la in*asión del mar, el bos"ue "ueda totalmente inundado. Las $onas emergidas cercanas comien$an a erosionarse ! los productos resultantes, arenas ! arcillas, cubren los restos de los *egetales "ue se *an trans8ormando en carbón. 7i se retira el mar, puede desarrollarse un nue*o bos"ue ! comen$ar otra *e$ el ciclo. #n las cuencas 3ulleras se conser*an, tanto en el carbón como en las rocas intercaladas, restos ! marcas de *egetales terrestres "ue pertenecen a especies actualmente desaparecidas. #l tamao de las plantas ! la e>uberancia de la *egetación permiten deducir "ue el clima en el "ue se originó el carbón era probablemente clima tropical. Tipos de carbón
Principales tipos de carbón
#>isten numerosas *ariedades de carbón, las cuales se pueden clasifcar seg4n caracter+sticas comoF 3umedad porcenta0e en materias minerales no combustiblesceni$as2 el poder calor+fco inamabilidad, en cone>ión con el porcenta0e de elementos *oltiles. #l anlisis elemental es un ensa!o "u+mico "ue proporciona la 8racción msica de cada uno de los cinco elementos "ue componen principalmente todos los tipos de carbónF carbono C2, nitrógeno N2, o>+geno O2, 3idrógeno 2, a$u8re 72. La ma!or+a de los pa+ses productores de carbón tienen su propia clasifcación de tipos de carbón, sin embargo para el comercio internacional es la clasifcación americana A7TM2 la ms utili$ada. Clasifcación 8rancesa #st basada en el porcenta0e de materias *oltiles ! en el +ndice de inaciónF •
Antracita, que tiene un nivel de materias volátiles inferior o igual a 8 %
•
delgados, M de 8 a !" %
•
cuarto#graso, $! % & M & !' %(
•
semi#graso $!) % & M & %(
•
graso a llama corta $!8 % & M & * %(
•
graso $* % & M & "+ %(
•
inflamables grasos $M & )+ %(
•
inflamables secos $M & )" %(
Clasifcación estadounidense 7e basa en el porcenta0e de materias *oltiles para el carbón de m>ima calidad ! en el poder calor+fco superior pcs2 para los otros. Categor+a 7ubKcategor+a #lementos *oltiles PC7 Antracita MetaKAntracita ;' Antracita ;a%' 7emiKAntracita % a () ' Gituminoso Ga0o ni*el *oltil () a ;; ' Medio ni*el *oltil ;; a ( ' Alto ni*el *oltil A ( ' ;,& M1g Alto ni*el *oltil G :,; a ;,& M1g Alto ni*el *oltil C ;&,9 a :,; M1g 7ubKGituminoso 7ubKGituminoso A ;),) a ;&,9 M1g 7ubKGituminoso G ;;,( a ;),) M1g 7ubKGituminoso C (H, a ;;,( M1g Lignito Lignito A (),& a (H, M1g Lignito G (),& M1g Clasifcación europea Comprende las categor+as siguientesF Antracita Carbón bituminoso subKbituminoso MetaKLignito OrtoKLignito Las principales categor+as de carbón se basan en el porcenta0e de carbono "ue contienen, el cual a su *e$ depende de la e*olución geológica ! biológica "ue 3a e>perimentado el carbónF Turba /: a // '2F producto de la 8osili$ación de desec3os *egetales por los micro organismos en $onas 34medas ! pobres en o>+geno. Lignito // a 9/ '2, o carbón ca85F de caracter+stica sua*e Carbón subKbituminoso o Lignito negro ulla 9/ a H: '2F 3ulla grasa o Carbón bituminoso ba0o en *oltiles, tipo de carbón ms corriente 3ulla semi grasa 3ulla delgada, o 3ulla seca Antracita H: a H/ '2F el "ue tiene ma!or proporción de carbono QraftoF carbono puro, no utili$ado como combustible Deser*as ! Producción Deser*as mundiales Los H)% billones de toneladas de reser*as de carbón son e"ui*alentes a ),(H& GG#P billones de barriles e"ui*alentes de petróleo2. • • • • •
•
• • • • • • • •
Gritis3 Petroleum, en su reporte de ;::9, calculaba "ue a fnales de ;::& 3ab+an por ()9 aos de reser*as, basadas en reser*as @probadas@. La siguiente tabla muestra solo las reser*as probadas, las cuales son calculadas en los programas de e>ploración de las di8erentes empresas mineras. Particularmente, algunas $onas ine>ploradas estn continuamente agrandando el *olumen de reser*as. Pro!ecciones especulati*as predicen "ue el pico del carbón global de producción se producir alrededor de ;:;/, a un :' por encima de la producción actual, dependiendo en la tasa de producción 8utura. Be todas las energ+as 8ósiles, el carbón es la "ue est ms dispersada por todo el mundoF es producido por alrededor de (:: pa+ses. Las reser*as ms importantes se encuentran en #stados ?nidos, Dusia, C3ina, Australia e India. Aplicaciones #*olución del consumo mundial de carbón (H%)K;::). #l carbón suministra el ;/' de la energ+a primaria consumida en el mundo, sólo por detrs del petróleo. Adems es de las primeras 8uentes de energ+a el5ctrica, con ):' de la producción mundial datos de ;::&2. Las aplicaciones principales del carbón sonF Qeneración de energ+a el5ctrica. Las centrales t5rmicas de carbón pul*eri$ado constitu!en la principal 8uente mundial de energ+a el5ctrica. #n los 4ltimos aos se 3an desarrollado otros tipos de centrales "ue tratan de aumentar el rendimiento ! reducir las emisiones contaminantes, entre ellas las centrales de lec3o uido a presión. Otra tecnolog+a en auge es la de los ciclos combinados "ue utili$an como combustible gas de s+ntesis obtenido mediante la gasifcación del carbón. Co"ue. #l co"ue es el producto de la pirólisis del carbón en ausencia de aire. #s utili$ado como combustible ! reductor en distintas industrias, principalmente en los altos 3ornos co"ue sider4rgico2. Bos tercios del acero mundial se producen utili$ando co"ue de carbón, consumiendo en ello (;' de la producción mundial de carbón ci8ras de ;::2. 7iderurgia. Me$clando minerales de 3ierro con carbón se obtiene una aleación en la "ue el 3ierro se enri"uece en carbono, obteniendo ma!or resistencia ! elasticidad. Bependiendo de la cantidad de carbono, se obtieneF ierro dulceF menos del :,; ' de carbono. AceroF entre :,; ' ! (,; ' de carbono. 6undiciónF ms del (,; ' de carbono. Industrias *arias. 7e utili$a en las 8bricas "ue necesitan muc3a energ+a en sus procesos, como las 8bricas de cemento ! de ladrillos. ?so dom5stico. istóricamente el primer uso del carbón 8ue como combustible dom5stico. A4n 3o! sigue siendo usado para cale8acción, principalmente en los pa+ses en *+as de desarrollo, mientras "ue en los pa+ses desarrollados 3a sido despla$ados por otras 8uentes ms limpias de calor gas natural, propano, butano, energ+a el5ctrica2 para reba0ar el +ndice de contaminación. Carbo"u+mica. La carbo"u+mica es practicada principalmente en R8rica del 7ur ! C3ina. Mediante el proceso de gasifcación se obtiene del carbón un gas llamado gas de s+ntesis, compuesto principalmente de 3idrógeno ! monó>ido de carbono. #l gas de s+ntesis es una materia prima bsica "ue puede trans8ormarse en numerosos productos "u+micos de inter5s como, por e0emploF Amoniaco Metanol Qasolina ! gasóleo de automoción a tra*5s del proceso 6isc3erKTropsc3 proceso "u+mico para la producción de 3idrocarburos l+"uidos a partir de gas de s+ntesis, CO ! ;2 Petróleo sint5tico. Mediante el proceso de licue8acción directa, el carbón puede ser trans8ormado en un crudo similar al petróleo. La licue8acción directa 8ue practicada ampliamente en Alemania durante la 7egunda Querra Mundial pero en la actualidad no e>iste ninguna planta de escala industrial en el mundo. #stas dos 4ltimas aplicaciones antiguas son mu! contaminantes ! re"uieren muc3a energ+a, desperdiciando as+ un tercio del balance energ5tico global. Bebido a la crisis del petróleo se 3an *uelto a utili$ar. De8erencias
E Glander, M. SCalculations o8 t3e Inuence o8 Additi*es on Coal Combustion Beposits en ingl5s2. Argonne National Laborator!. Consultado el ;; de abril de ;:(. E SPer+odo Carbon+8ero. National Qeograp3ic. Consultado el ;; de abril de ;:(. E SCoal en ingl5s2. #PA. Consultado el ;; de abril de ;:(. Turba
urba en -risia oriental.
La turba es un material orgnico, de color pardo oscuro ! rico en carbono. #st 8ormado por una masa espon0osa ! ligera en la "ue a4n se aprecian los componentes *egetales "ue la originaron. 7e emplea como combustible ! en la obtención de abonos orgnicos. 6ormación de la turba La 8ormación de turba constitu!e la primera etapa del proceso por el "ue la *egetación se trans8orma en carbón mineral. 7e 8orma como resultado de la putre8acción ! carbonifcación parcial de la *egetación en el agua cida de pantanos, marismas ! 3umedales. La 8ormación de una turbera es generalmente lenta como consecuencia de una escasa acti*idad microbiana, debida a la acide$ del agua o la ba0a concentración de o>+geno. #l paso de los aos *a produciendo una acumulación de turba "ue puede alcan$ar *arios metros de espesor, a un ritmo de crecimiento "ue se calcula de entre medio metro ! die$ cent+metros cada cien aos. Las turberas son cuencas lacustres de origen glaciar "ue actualmente estn repletas de material *egetal ms o menos descompuesto ! "ue conocemos como turba de agua dulce. La turba se acumula debido a "ue la putre8acción de la materia *egetal es mu! lenta en climas 8r+os. La materia *egetal "ue se acumula por deba0o del ni*el del agua de un lago est en unas condiciones de continua saturación ! de poca disponibilidad de o>+geno, 8omentando as+ la acti*idad de los trans8ormadores. #n estas 8ormaciones tenemos un suelo de tipo 3istosol. COMPO7ICIUN Carbono
/H'
idrógeno
&'
O>+geno
'
Nitrógeno
;'
Materias *oltiles
&:'
Tipos 7e pueden clasifcar en dos gruposF turbas rubias es8agno2 ! negras. Las turbas rubias tienen un ma!or contenido en materia orgnica ! estn menos descompuestas. Las turbas negras estn ms minerali$adas ! tienen un menor contenido en materia orgnica. Aplicaciones #n estado 8resco alcan$a 3asta un H%' de 3umedad, pero una *e$ desecada puede usarse como combustible. La turba tambi5n se usa en 0ardiner+a para me0orar suelos por su capacidad de retención de agua. #s ms 8recuente el uso de turbas rubias en culti*o sin suelo, debido a "ue las negras tienen una aireación defciente ! unos contenidos ele*ados en sales solubles. Las turbas rubias tienen un buen ni*el de retención de agua ! de aireación, pero son mu! *ariables en
cuanto a su composición !a "ue depende de su origen. La inestabilidad de su estructura ! su alta capacidad de intercambio catiónico interferen en la nutrición *egetal, al presentar un p "ue oscila entre ,/ ! %,/. 7e emplea en la producción ornamental ! de plntulas. La turba negra se utili$a en algunas $onas de #scocia para el secado de los ingredientes del V3is1!, al "ue da un aroma 4nico. 7on suelos carbonosos "ue se 3an 8ormado como resultado de una descomposición libre de o>+geno de las plantas muertas. La turba natural es cida ! contiene muc3a agua. Posee compuestos "u+micos "ue se usan para el tratamiento de la piel. Oscila entre los / ! los % grados cent+grados de temperatura. Curiosidades #n el Par"ue Nacional de las Tablas de Baimiel Castilla la Manc3a2 se declaró en ;::H un incendio @subterrneo@ a causa de la auto combustión de la turba de los terrenos secos, antes inundados. ?na de las me0ores turberas de #spaa se encuentra en el norte de Qalicia en la 7erra do Wistral. Por otro lado, en el e>tremo sur del continente Americano, ms espec+fcamente en la Isla Qrande de Tierra del 6uego, Argentina, se pueden encontrar grandes e>tensiones de Turba. #studios geológicos e 3+dricos de Instituciones de Tierra del 6uego afrman "ue en su e>tensión, el &/' de la Isla est cubierto por esta *egetación, ! "ue debido a sus propiedades de o>igenación, este lugar geogrfco ser+a de los poseedores del aire ms limpio del planeta tierra. De8erencias E #l Culti*o protegido en clima mediterrneo en Qoogle Libros. E Da8ael M5nde$ ?n insólito incendio subterrneo a$ota las Tablas de Baimiel, #l Pa+s (;(:;::H La 8ormación de la turba #l proceso de 8ormación de la turba, "ue se reali$a durante siglos, consiste en la acumulación ! 8osili$ación de residuos *egetales en tierras 34medas llamadas turberas. #n Canad, esas tierras 34medas se *ienen desarrollando desde el 4ltimo retroceso de los glaciares ! tienen entre / ::: ! (: ::: aos. #tapas de 8ormación de una turbera
La composición 8+sica ! "u+mica de la turba depende de muc3os 8actores, como el tipo de *egetación, el clima, la acide$ del suelo ! el grado de diagénesis. La turba se compone, en su ma!or parte, de agua ! ceni$a entre %: ! H:'2 ! de materia orgnica descompuesta. La tasa de crecimiento de los es8agnos es de ; a (; cent+metros anuales, dependiendo de cada turbera. Con la descomposición ! el compactado "ue se *an produciendo a medida "ue se superponen los 8ragmentos *egetales, la acumulación de la turba es de, apro>imadamente, :,/ a ( mm por ao. Los di8erentes tipos de turba #n su estado bruto, la turba se presenta como una materia espon0osa, fbrosa ! li*iana cu!o color *ar+a desde el pardo claro 3asta el negro, pasando por el pardo oscuro, seg4n la edad ! el porcenta0e en carbono. Mientras ms 0o*en es la turba, ms clara es, ! ms d5bil es su tenor en carbono. A la in*ersa, mientras ms edad tiene, ms oscura es. Puede llegar a contener &:' de carbono, lo "ue 3ace "ue en algunos pa+ses, especialmente en #scocia e Irlanda, se la utilice como combustible desde 3ace siglos.
La turba rubia • • • •
Producto de una descomposición reciente e inconclusa de esfagnos. -ibrosa, puede retener *++ veces su volumen de agua. na ve/ seca, dif0cil de rehidratar. Pobre en elementos nutritivos, pero capa/ de absorber fácilmente los que aportan los abonos.
La turba parda • • •
Producto de una descomposición intermedia. Poder de retención de agua inferior al de la turba rubia. Pobre en elementos nutritivos.
La turba negra • • • •
•
Producto de una descomposición más antigua. Constitu1e una etapa intermedia de la formación del carbón. Pastosa, no contiene fibras. -uerte 2tenor en carbono $& '+%(, lo que e3plica que en algunos pa0ses donde la madera es escasea se la use como combustible. 4e encuentra en las turberas ombrotróficas $bogs(. Propiedades f0sico#qu0micas de las turberas 5as turberas se desarrollan en medios constantemente saturados de agua 1 en un clima fresco 1 h6medo. 5as condiciones de un balance h0drico positivo asociado a una producción orgánica e3cedente inician el proceso de turbificación que va a dar lugar a diferentes tipos de turberas, algunas descubiertas 1 otras cubiertas de bosques. Dos grandes tipos de turberas:
5a turbera ombrotrófica $o bog ( na turbera ombrotrófica está alimentada 6nicamente por aguas meteóricas $lluvia, nieve, niebla, viento( que son ácidas 1 pobres en iones minerales. 7stas turberas, en las que predominan los esfagnos $musgos(, a causa de su superficie prominente caracter0stica suelen ser llamadas turberas altas, turberas 2abombadas 1, en ingls, 9bogs:. Para que un terreno reciba la designación de turbera, la capa de turba debe tener por lo menos "+ cm de espesor. 4uelen encontrarse árboles 1 arbustos en la superficie, pero lo más habitual es encontrar plantas que se desarrollan en /onas h6medas.
Características •
•
• •
Principal aporte de elementos minerales 1 de agua proveniente de las precipitaciones $nieve, lluvia( 1 del viento. Agua ácida, mu1 pobre en elementos minerales, 1a que está ale;ada de las aguas minerotr óficas subterráneas< = ).> ? p@ ? ".' = Conductividad ? 8+ 4Bcm = CaD ? mgBl Predominio de esfagnos, suele haber arbustos $7ricáceas( 1 árboles $2alerce 1 Picea mariana(. 7n algunas áreas ha1 lagunas. 5a turbera minerotrófica $o fen( 5a turbera minerotrófica es un medio h6medo cubierto de turba, en el que el mento freática se sit6a al nivel de la superficie del suelo o ligeramente por encima. 7ste tipo de turbera está alimentado por aguas que han estado en contacto con el sustrato geológico 1 que por ello se han enriquecido con diversas sustancias minerales disueltas. 7sas turberas, más ricas en elementos nutritivos que las ombrotróficas, suelen ser llamadas turberas ba;as, turberas planas 1, en ingls, 9 fens:.
Características •
•
•
Principal aporte de elementos minerales 1 de agua proveniente de la napa freática, que se escurre mu1 lentamente. Agua relativamente ácida, rica en elementos minerales< = ".' ? p@ ? *.> = Conductividad & 8+ 4Bcm = ? CaD ? >+ mgBl Predominio de musgos pardos $de la familia de las Ambl1stegiaceae( 1 de hierbas $ de la familia de las C1peraceae(. 7l rol de las turberas 5as turberas constitu1en ecosistemas ricos 1 sorprendentes, 1a que su modo de funcionamiento es 6nico, tanto desde el punto de vista de su hidrolog0a como del de la gnesis de su suelo 1 el de las comunidades vivientes que las habitan. As0, las turberas representan verdaderos laboratorios a cielo abierto 1 suscitan much0simo inters<
• • • •
en en en en
hidrolog0a, climatolog0a, arqueolog0a 1 antropolog0a, biolog0a.
Hidrología 5as turberas cumplen el rol de retención del e3cedente de agua de precipitaciones abundantes que luego la liberan lentamente, como una espon;a. Al pasar el agua a travs de la vegetación de las turberas, sta retiene una parte de los nutrientes 1 de las materias en suspensión que hab0a en la misma. Climatología 7l principal agente de almacenamiento del carbono en las turberas es el esfagno. Por su crecimiento 1 su descomposición posterior, el esfagno permite que las turberas capten el carbono 1 lo almacenen durante miles de aEos en el suelo. Festaurando las turberas despus de la recolección, los productores de turba a1udan a que estos ecosistemas vuelvan a cumplir sus funciones de 9acumuladores: de carbono.
Los depósitos de carbono en la tierra Depósitos de carbono
Gigatoneladas
Focas 1 sedimentos Gcano profundo Combustibles fósiles $petróleo, gas natural, carbón(
'' +++ +++ )8 +++ > +++
4uelos Gcano de superficie
! !!+ ! +++
Atmósfer a Hiomasa $vegetales 1 animales( urberas Arqueología y antropología
8++ $'++ antes de la industriali/ación( '!+ ">+
5as turberas son un agente de conservación perfecto. 7l análisis de los estratos de turba superpuestos revela información acerca de casi todas las formas vivientes del pasado. 7l estudio del polen conservado en la turba ha permitido la reconstitución de los climas 1 de los tipos de vegetación que se fueron sucediendo desde hace más de ! +++ aEos. Biología Como las turberas ofrecen condiciones particulares, se encuentran en ellas gran variedad de musgos, plantas carn0voras, destacando las familias 7ricáceas 1 7rquidáceas. 7ntre ellas, algunas poseen propiedades medicinales 1 actualmente son utili/adas en farmacolog0a. 5as turberas sirven de despensa, de abrigo para el anidamiento 1 de territorio de ca/a de numerosos mam0feros, aves e insectos. 7l ratón norteEo de pantano $ Synaptomys cooperi (, la liblula de Fobert $Somatochlora brevi cincta( 1 la ciguita palmar $Dendroica palmarum( están estrechamente relacionados con ese hábitat.
Lignito
#l lignito es un carbón mineral "ue se 8orma por compresión de la turba, con*irti5ndose en una sustancia desmenu$able en la "ue a4n se pueden reconocer algunas estructuras *egetales. #s de color negro o pardo ! 8recuentemente presenta una te>tura similar a la de la madera de la "ue procede. 7u concentración en carbono *ar+a entre el &:' ! el 9/' ! tiene muc3o menor contenido en agua "ue la turba. #s un combustible de mediana calidad, 8cil de "uemar por su alto contenido en *oltiles, pero con un poder calor+fco relati*amente ba0o entre (: ! ;: M1g2. Tiene la caracter+stica de no producir co"ue cuando se calcina en *asos cerrados. COMPOSICIÓN TPIC! Carbono @idrógeno G30geno Jitrógeno Materias volátiles
'I % >, % > % +,8 % "+ %
La *ariedad negra ! brillante se denomina a$abac3e, "ue por ser dura se puede pulir ! tallar. 7e emplea en 0o!er+a ! ob0etos decorati*os. #n #spaa los !acimientos ms importantes se locali$an en Asturias Oles2, Andorra Teruel2, Me"uinen$a pro*incia de Xarago$a2 ! Puentes de Qarc+a Dodr+gue$ La Corua2. 7e 8ormaron durante las eras 7ecundaria ! Terciaria. Carbón 8ósil de 8ormación ms reciente "ue la 3ulla. #s un combustible de calidad intermedia entre el carbón de turba ! el carbón bituminoso, del tipo 34mico rico en 3umina ! en cidos 34micos. #n 5l se pueden reconocer macroscópicamente restos de madera, de 3o0as ! de 8rutos. 7e lo encuentra en los estratos del cretcico ! del terciario. 7uele tener color pardo oscuro ! su estructura es fbrosa. 7u capacidad calor+fca es in8erior a la del carbón com4n debido al gran contenido de agua )/'2 ! ba0o de carbono &'2. La cantidad de calor "ue entrega el lignito es apro>imadamente de ;/ 1 por 1g. ?na *ariedad mu! compacta, "ue 3a su8rido un prolongado proceso de carboni$ación ! "ue 3a soportado grandes presiones, recibe el nombre de a$abac3e. #ste material es susceptible de pulimento, obteni5ndose pie$as de e>trema belle$a ! "ue en la antigüedad 8ueron apreciadas como adornos. (. 7. Y6luidos de per8oraciónZ Tipo de carbón. #l lignito se encuentra en depósitos superfciales en todo el mundo. #l lignito es e>tra+do ! puesto en pilas donde se puede o>idar en el aire antes de ser secado, triturado ! embolsado para su uso en uidos de per8oración. #l contenido de cido 34mico del lignito, "ue *ar+a ampliamente, controla su solubilidad. 7us componentes solubles ! coloidales a!udan ambos en el control de la p5rdida de uido. Los componentes solubles sir*en como deoculantes de la arcilla ! me0oran la calidad del re*o"ue de fltración. #l lignito coloidal a!uda a taponar las partes permeables del re*o"ue de fltración. Cuando el lignito se adiciona directamente a un lodo tambi5n se necesita soda custica para 3acer "ue se disuel*a. a! disponible lignito precaustifcado, "ue contiene NaO o [O !a me$clados. La adición de sales de cromo me0ora el rendimiento a altas temperaturas, pero su uso est limitado por preocupaciones de salud, seguridad ! medio ambiente. #l lignito
organóflo es un lignito con*encional "ue 3a sido tratado con compuestos de aminas cuaternarias para "ue sea dispersable en aceite en lodos a base de aceite ! base sint5tica. lignito organóflo (. 7. Y6luidos de per8oraciónZ ?n lignito "ue 3a sido re*estido con una sustancia "u+mica "ue lo torna dispersable en aceite. Normalmente, el tratamiento se reali$a con un tipo de compuesto de amina cuaternaria. Grafto
Qrafto Qeneral Categor+a
Minerales elementos nati*os (.CG.:/a 7trun$2 C
Clase 6órmula "u+mica Propiedades 8+sicas Color Negro acero ! gris Da!a Negra Lustre metlica, tierra Transparenci no a 7istema e>agonal &m ;m cristalino ;m2 bito Tabular, de seis caras cristalino 8oliada, las masas granulares compactados #>8oliación Per8ecto en una dirección 6ractura #scamosa, de lo contrario en bruto, cuando no en la di*isión Bure$a (K; Mo3s2 Tenacidad #scamas fnas e>ibles ! "uebradi$as Bensidad ;,:H a ;,; gcm\ ]ndice de Opaco re8racción Pleocro+smo No
7olubilidad Magnetismo
6undido Ni No magn5tico
#l grafto es una de las 8ormas alotrópicas en las "ue se puede presentar el carbono 0unto al diamante, los 8ulerenos, los nanotubos ! el gra8eno. A presión atmos85rica ! temperatura ambiente es ms estable el grafto "ue el diamante, sin embargo la descomposición del diamante es tan e>tremadamente lenta "ue sólo es apreciable a escala geológica. 6ue nombrado por Abra3am Qottlob ^erner en el ao (9%H ! el t5rmino grafto deri*a del griego _` grap3ein2 "ue signi8ica escribir. Tambi5n se denomina plumbagina ! plomo negro. #l grafto se encuentra en !acimientos naturales ! se puede e>traer, pero tambi5n se produce artifcialmente. #l principal productor mundial de grafto es C3ina, seguido de India ! Grasil. Estructura
#structura atómica del grafto #n el grafto los tomos de carbono presentan 3ibridación sp;, esto signifca "ue 8orma tres enlaces co*alentes en el mismo plano a un ngulo de (;: estructura 3e>agonal2 ! "ue un orbital perpendicular a ese plano "uede libre estos orbitales deslocali$ados son 8undamentales para defnir el comportamiento el5ctrico del grafto2. #l enlace co*alente entre los tomos de una capa es e>tremadamente 8uerte, sin embargo las uniones entre las di8erentes capas se reali$an por 8uer$as de Jan der ^aals e interacciones entre los orbitales , ! son muc3o ms d5biles. 7e podr+a decir "ue el grafto son *arias capas de gra8eno montadas. #sta estructura laminar 3ace "ue el grafto sea un material marcadamente anisótropo. #l grafto es un mineral mu! parecido al diamante, se conoce un proceso por el cual el grafto puede con*ertirse en diamante, pero es mu! costoso as+ "ue las empresas no 3an tomado esta oportunidad como 8a*orable. Propiedades #s de color negro con brillo metlico, re8ractario ! se e>8olia con 8acilidad. #n la dirección perpendicular a las capas presenta una conducti*idad de la electricidad ba0a ! "ue aumenta con la temperatura, comportndose pues como un semiconductor. A lo largo de las capas la conducti*idad es ma!or ! aumenta proporcionalmente a la temperatura, comportndose como un conductor semimetlico. A di8erencia del diamante, aun"ue los dos estn 8ormados por carbono, el grafto es mu! blando ! el diamante es el mineral ms duro seg4n la escala de Mo3s. Aplicaciones 7e utili$a para 3acer la mina de los lpices. #l grafto se emplea en ladrillos, crisoles, etc. Al desli$arse las capas 8cilmente en el grafto, resulta ser un buen lubricante sólido. 7e utili$a en la 8abricación de di*ersas pie$as en ingenier+a, como pistones, 0untas, arandelas, rodamientos, etc. #ste material es conductor de la electricidad ! se usa para 8abricar electrodos. Tambi5n tiene otras aplicaciones el5ctricas, como los carbones de un motor, "ue entran en contacto con el colector. 7e emplea en reactores nucleares, como moderadores ! reectores. #l grafto me$clado con una pasta sir*e para 8abricar lpices. #s usado para crear discos de grafto parecidos a los de discos *inilo sal*o por su ma!or resistencia a mo*imientos bruscos de las agu0as lectoras.
7e puede crear Qra8eno, material de alta conducti*idad el5ctrica ! t5rmica, 8uturo sustituto del silicio en la 8abricación de c3ips. Compuestos de intercalación de grafto Bistintas mol5culas o iones pueden penetrar en las capas del grafto. Por e0emplo el potasio puede ceder un electrón al grafto, "uedando el ion de potasio, [, entre las capas. #ste electrón contribu!e a aumentar la conducti*idad "ue presentaba el carbono. 7e pueden preparar di8erentes compuestos de intercalación con distintas este"uiometr+as ! distintas especies. #n algunos casos la conducti*idad resultante es ma!or, como en el caso del potasio, ! es lo "ue ocurre generalmente, pero en otros, como por e0emplo con 4or, es menor. Diamante
Biamante Qeneral Categor+a Clase
Minerales elementos no metales2 (.CG(( :a 7trun$2 C
6órmula "u+mica Propiedades 8+sicas Color T+picamente amarillo, marrón o gris a incoloro. Menos 8recuente a$ul, *erde, negro, blanco transl4cido, rosado, *ioleta, anaran0ado, p4rpura ! ro0o 8anc! diamond2. ( Da!a Incolora Lustre Adamantino ( Transparenc Transparente a ia subtransparente a transl4cido. 7istema Isom5tricoKe>octa5drico cristalino 7istema cristalino c4bico 2 6ractura Concoidal Bure$a (: Material ms duro conocido2 Bensidad ,/ h ,/ gcm ]ndice de ;,)(9/ h ;,)(9%
re8racción Girre8ringen Ninguna cia Pleocro+smo Ninguno Propiedades De8racti*a simple ópticas Minerales relacionados Xirconia c4bica, Moissanita, Carburo de silicio
#n mineralog+a, el diamante del griego antiguo jk, admas, "ue signi8ica in*encible o inalterable2 es un alótropo del carbono donde los tomos de carbono estn dispuestos en una *ariante de la estructura cristalina c4bica centrada en la cara denominada Sred de diamante. #l diamante es la segunda 8orma ms estable de carbono, despu5s del grafto sin embargo, la tasa de con*ersión de diamante a grafto es despreciable a condiciones ambientales. #l diamante tiene renombre espec+fcamente como un material con caracter+sticas 8+sicas superlati*as, muc3as de las cuales deri*an del 8uerte enlace co*alente entre sus tomos. #n particular, el diamante tiene la ms alta dure$a ! conducti*idad t5rmica de todos los materiales conocidos por el 3ombre. #stas propiedades determinan "ue la aplicación industrial principal del diamante sea en 3erramientas de corte ! de pulido adems de otras aplicaciones. #l diamante tiene caracter+sticas ópticas destacables. Bebido a su estructura cristalina e>tremadamente r+gida, puede ser contaminada por pocos tipos de impure$as, como el boro ! el nitrógeno. Combinado con su gran transparencia correspondiente a una amplia banda pro3ibida de /,/ eJ2, esto resulta en la apariencia clara e incolora de la ma!or+a de diamantes naturales. Pe"ueas cantidades de de8ectos o impure$as apro>imadamente una parte por millón2 inducen un color de diamante a$ul boro2, amarillo nitrógeno2, marrón de8ectos cristalinos2, *erde, *ioleta, rosado, negro, naran0a o ro0o. #l diamante tambi5n tiene una dispersión re8racti*a relati*amente alta, esto es, 3abilidad para dispersar lu$ de di8erentes colores, lo "ue resulta en su lustre caracter+stico. 7us propiedades ópticas ! mecnicas e>celentes, combinadas con una mercadotecnia efciente, 3acen "ue el diamante sea la gema ms popular. La ma!or+a de diamantes naturales se 8orman en condiciones de presión ! temperatura e>tremas, e>istentes a pro8undidades de (): 1m a (H: 1m en el manto terrestre. Los minerales "ue contienen carbono pro*een la 8uente de carbono, ! el crecimiento tiene lugar en per+odos de ( a , mil millones de aos, lo "ue corresponde a, apro>imadamente, el ;/' a 9/' de la edad de la Tierra. Los diamantes son lle*ados cerca de la superfcie de la Tierra a tra*5s de erupciones *olcnicas pro8undas por un magma, "ue se en8r+a en rocas +gneas conocidas como 1imberlitas ! lamproitas. Los diamantes tambi5n pueden ser producidos sint5ticamente en un proceso de alta presión ! alta temperatura "ue simula apro>imadamente las condiciones en el manto de la Tierra. ?na alternati*a, ! t5cnica completamente di8erente, es la deposición "u+mica de *apor. Algunos materiales distintos al diamante, inclu!endo a la $irconia c4bica ! carburo de silicio son denominados 8recuentemente como simulantes de diamantes, seme0ando al diamante en apariencia ! muc3as propiedades. 7e 3an desarrollado t5cnicas gemológicas especiales para distinguir los diamantes sint5ticos ! los naturales, ! simulantes de diamantes. Propiedades materiales 7l diamante 1 el grafito son dosalótropos del carbono< formas puras del mismo elemento, pero que difieren en estructura.
?n diamante es un cristal transparente de tomos de carbono enla$ados tetraedralmente sp2 "ue cristali$a en la red de diamante, "ue es una *ariación de la estructura c4bica centrada en la cara. Los diamantes se 3an adaptado para muc3os usos, debido a las e>cepcionales caracter+sticas 8+sicas. Las ms notables son su dure$a e>trema ! su conducti*idad t5rmica H::h ;.;: ^m[22,% as+ como la amplia banda pro3ibida ! alta dispersión óptica.H 7obre los (.9:: +geno, el diamante se con*ierte en grafto en aire la trans8ormación empie$a apro>imadamente a 9:: istentes en la naturale$a tienen una densidad "ue *a desde ,(/h,/ gcm, con diamantes mu! puros generalmente e>tremadamente cerca a ,/; gcm. istoria natural
La 8ormación del diamante natural re"uiere condiciones mu! espec+fcase>posición de materiales "ue contienen carbono a presión alta, *ariando desde )/ a &: 1ilobares, pero a un rango de temperatura comparati*amente ba0o "ue *a desde apro>imadamente H::K (.:: isten regiones de litos8era conocidas como cratones. ?na larga estancia en la litos8era cratónica permite a los cristales de diamante crecer ms grandes a4n. 5a forma octadrica ligeramente distorsionada de este cristal de diamante bruto en matri/ es t0pica del mineral. 4us caras lustrosas tambin indican que el cristal es de un depósito primario.
A tra*5s de estudios de composición isotópica de carbono similar a la metodolog+a usada en datación por radiocarbono, e>cepto con los isótopos estables CK(; ! CK(2, se 3a encontrado "ue el carbono de los diamantes pro*iene de 8uentes tanto orgnicas como inorgnicas. Algunos diamantes, conocidos como 3ar$burtig+cos, son 8ormados de carbono inorgnico encontrado originalmente en lo pro8undo del manto terrestre. #n contraste, los diamantes eclog+ticos contienen carbono orgnico de detritus orgnico "ue 3a sido arrastrado 3acia aba0o desde la superfcie de la corte$a terrestre a tra*5s de subducción *er tectónica de placas2 antes de trans8ormarse en diamante. #stas dos 8uentes di8erentes de carbono tienen di8erentes ra$ones (CF(;C mensurables. Los diamantes "ue 3an llegado a la superfcie de la Tierra son generalmente bastante *ie0os, !endo desde mil millones a , mil millones de aos. #sto es del ;;' a 9' de la edad de la Tierra. Los diamantes ocurren ms 8recuentemente como octaedros eudrales o redondeados ! octaedros gemelados denominados maclas. Como la estructura del cristal de diamante tiene una disposición c4bica de los tomos, tienen muc3as 8acetas "ue pertenecen a un cubo, octaedro, rombicosidodecaedro, tetra"uis3e>aedro o 3e>a"uisoctaedro. Los cristales pueden redondearse ! las aristas ine>presi*as pueden elongarse. Algunas *eces se les encuentra crecidos 0untos o 8ormando cristales dobles @gemelados@ en las superfcies del octaedro. #stas 8ormas di8erentes ! 3bitos de los diamantes resultan de las di8erentes circunstancias e>ternas. Los diamantes especialmente a"uellas con las caras del cristal redondeadas2 se encuentran com4nmente recubiertos en n!8, una piel opaca gomosa. 6ormación en crteres de impacto de meteoritos Los diamantes tambi5n pueden 8ormarse en otros e*entos naturales de alta presión. 7e 3an encontrado diamantes mu! pe"ueos, conocidos como microdiamantes o nanodiamantes, en los crteres de impacto de meteorito. Aun"ue en el Crter Popigai en 7iberia los diamantes alcan$an una tamao de entre :,/ a ; mm con algunos e0emplares de (:mm. 7e considera "ue es el ma!or !acimiento del mundo de diamantes de impacto./ Tales e*entos de impacto crean $onas de c3o"ue de alta presión ! temperatura, idóneas para la 8ormación de diamantes. Los microdiamantes del tipo de impacto pueden ser usados como un indicador de crteres de impacto antiguos.Algunos de estos diamantes poseen
empa"uetados 3e>agonales#2, Lonsdale+ta, a di8erencia de los comunes "ue poseen un empa"uetado c4bico #C2. 6ormación e>traterrestre No todos los diamantes encontrados en la Tierra se originaron a"u+. ?n tipo de diamante denominado diamante carbonado, el cual se encuentra en 7udam5rica ! R8rica, puede 3aberse depositado a3+ *+a un impacto de asteroide no 8ormado por el impacto2 3ace apro>imadamente mil millones de aos. #stos diamantes pueden 3aberse 8ormado en el medio intraestelar, pero en el ;::%, no 3ab+a consenso cient+fco acerca de cómo se originaron los diamantes carbonados. Los granos presolares en muc3os meteoritos encontrados sobre la Tierra contienen nanodiamantes de origen e>traterrestre, 8ormados probablemente en superno*as. La e*idencia cient+fca indica "ue las estrellas enanas blancas tienen un n4cleo de carbono ! o>+geno cristali$ado. #l ms grande de estos encontrado en el uni*erso 3asta a3ora, GPM 9:H, est ubicado a /: aos lu$, en la constelación Centauro. ?na nota de prensa del ar*ardK7mit3sonian Center 8or Astrop3!sics describió el n4cleo estelar de ;/:: millas de dimetro como un diamante.% Conocido como Luc!, por la canción SLuc! in t3e 71! Vit3 Biamonds SLuc! en el cielo con diamantes2, de T3e Geatles. Cómo se forma un diamante
#l proceso de 8ormación de un diamante es mu! comple0o ! puede llegar a demorar millones ! 3asta billones de aos. #ste proceso puede ocurrir solo ba0o la llamada capa litos85rica, "ue se ubica entre (/: a ;:: 1ilómetros ba0o la superfcie ! en donde se dan condiciones e>tremasF temperaturas de entre H::
"a#ilia$ diamante
Co#posición %uí#ica$ C, carbono puro
Dure&a$ !+
Planos de crucero$ perfecto
Densidad$ de ),>! a ),>)
ndice de refracción$ de ,"!* a ,"!I $monorrefringente(
'irrefringencia$ ninguna
Pleocrois#o$ ausente
Dispersión$ +,+""
Colores$
Incoloro
Azul
Verde
Amarillo
Rosa
Rojo
Naranja
Marrón
Negro
