TEMA 16

RECURSOS NO RENOVABLES:

CARBONES MINERALES

Estos recursos naturales son combustibles fósiles: carbón, petróleo, gas natural. Su tiempo de regeneración es sumamente largo (millones de años)

I - Carbones naturales

Son rocas sedimentarias que se encuentran interestratificadas entre otras rocas sedimentarias (normalmente detríticas).

Se forman en ambientes continentales o de transición, y se forman a partir de restos vegetales que se acumulan en lugares pantanosos o fangosos muy ricos en materia orgánica y denominados sapropel. Estos restos vegetales quedan recubiertos por material detrítico, preferentemente de grano fino, e impermeables que los aísla del aire.

Se produce una subsidencia debido al peso de los materiales detríticos. Debido al aumento de presión y temperatura que genera la subsidencia, y con la intervención de bacterias anaerobias, los restos vegetales se convierten en carbones.

Este proceso es más o menos equivalente a la diagénesis. Este tipo de diagénesis específica se denomina:

Proceso de carbonización: los restos vegetales pierden progresivamente el contenido en nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, etc. y se produce un enriquecimiento paulatino en carbono. Este es un largo proceso que dura millones de años. Durante las primeras etapas de este proceso actúan mayoritariamente las bacterias anaerobias; después intervienen los incrementos de presión y temperatura. Si las condiciones de presión y temperatura fuesen más elevadas, se producirían procesos metamórficos, y se formaría el grafito, en lugar de carbón.

En el mismo proceso de carbonización, siguen depositándose sedimentos, los cuales se transforman en rocas sedimentarias, mientras que los restos vegetales se transforman en carbones.

Condiciones para la formación de un yacimiento de carbón:

b.1) Cuencas parálicas: se encuentran en ambientes sedimentarios de transición, generalmente extensas marismas costeras. El hundimiento de la cuenca se debe a movimientos epirogénicos (hundimientos de la corteza continental). Se produce una trasgresión como consecuencia de este hundimiento. Los restos vegetales son cubiertos por materiales detríticos que arrastran los ríos. Los movimientos tectónicos producen una trasgresión y el recubrimiento de los materiales por el mar.

b.2) Cuencas límnicas: de menor tamaño que las parálicas. Son de ambiente sedimentario continental: cuencas cerradas denominadas endorreicas (pantanos, lagunas, lagos, etc.) Los movimientos tectónicos no producen el hundimiento de la cuenca. El recubrimiento de agua de los materiales se debe a cambios climáticos. El material detrítico que recubre los restos vegetales proviene de la meteorización de los relieves circundantes.

Estos dos tipos de cuencas sedimentarias originan dos formas distintas de encontrar al carbón:

Composición del carbón

El componente mayoritario del carbón es el carbono. En menores proporciones aparecen el azufre, nitrógeno e hidrógeno. Los porcentajes varían de un tipo de carbón a otro.

Los componentes volátiles son los que producen la contaminación atmosférica durante la combustión del carbón. Las emisiones que se producen normalmente son: dióxido de carbono, monóxido de carbono y dióxido de azufre (responsable de la lluvia ácida)

Poder calorífico del carbón

El poder calorífico de los carbones varía de unos a otros, y es proporcional al contenido en carbono: cuanto más carbono, mayor poder calorífico.

Clasificación

Los carbones se pueden clasificar según distintos criterios:

Turba > Lignito > Hulla > Antracita

(La turba no se considera como carbón la mayoría de las veces: se considera un sedimento debido a que está poco compactada y posee mucho contenido en agua y restos vegetales)

Destilación seca del carbón

Este proceso consiste en someter al carbón a un calentamiento entre 500 y 1000º C en ausencia de aire, mediante lo cual se obtiene:

b.1) Gas ciudad: si la mezcla es destilada por depuración

b.2) Alquitrán: si la mezcla es sometida a tratamientos distintos.

Carbones húmicos: En su obtención se forman una serie de ácidos denominados húmicos. Hay varios tipos:

LIGNITO, HULLA, ANTRACITA.

De la combustión seca del lignito se obtiene un coque que puede utilizarse en la industria, aunque tiene poco poder calorífico.

El contenido en agua puede llegar hasta un 25%, y el de oxígeno entre un 20 y un 30%.

El poder calorífico de la Hulla es de hasta 8000 cal. El contenido en oxígeno está ente el 5 y el 20 %, y el contenido en carbono es del 90%.

La antracita tiene más del 90% de contenido en carbono, y su poder calorífico puede llegar a las 9000 cal.

Ninguno de los compuestos anteriores contendrá el 100% de contenido en carbono, puesto que entonces se trataría de grafito, el cual no es un combustible.

Se puede obtener un coque natural si el carbón se encuentra cerca una zona magmática.

Se puede relacionar los tipos de carbones con la edad de los estratos:

Yacimientos carboníferos

Los lugares donde mayor número de yacimientos de petróleo hay son:

• Europa: Alemania, Rusia, Francia, Inglaterra

• EE.UU. es el principal productor de hulla

• En España, la principal zona de yacimientos de antracita y hulla es en Asturias (Paleozoico), aunque también pueden encontrarse en Ciudad Real y Córdoba.

Uso y problemática de los carbones

Los carbones se utilizan para producir energía eléctrica. También se usan en la siderurgia y para obtener gas natural.

Además de ser una energía no renovable, se trata de un combustible sucio, ya que desprende grandes cantidades de dióxido de carbono y dióxido de azufre.

Su extracción no suele realizarse a cielo abierto, sino que se hace por medio de pozos. En su extracción pueden provocarse explosiones provocadas por gas metano.

Por ahora no se habla de un agotamiento próximo del carbón.

II- Hidrocarburos

Pueden encontrarse en estado sólido (betunes y asfaltos), líquido (petróleo) y gaseoso (gas natural)

Su estado físico depende de las condiciones de presión y temperatura.

Aparte de proporcionar energía, son usados en la industria farmacéutica y en el resto de industria.

III- Petróleo

Es una roca sedimentaria que no forma estratos. Se forma en un ambiente sedimentario marino, en cuencas con gran subsidencia, a partir del plancton (fitoplancton y zooplancton)

Para su formación, el plancton debe quedar recubierto por material impermeable. A causa de este material aumentan las condiciones de presión y temperatura. Mediante la actuación de las bacterias anaerobias se produce la transformación de los restos orgánicos en hidrocarburos. El proceso de transformación del plancton en hidrocarburos se denomina maduración, y consta de 3 etapas:

Por encima de los 175º C comenzarían los procesos metamórficos.

Condiciones para la formación de petróleo:

• Se necesita una amplia cuenca sedimentaria.

• Se requiere el recubrimiento de la materia orgánica mediante materiales impermeables.

• Es necesaria la presencia de bacterias anaerobias.

Tras la formación del petróleo, éste se encuentra en la roca madre, que es impermeable.

Condiciones para la extracción de petróleo

• Migración del petróleo desde la roca madre, que se produce en dos etapas:

- Debe existir una cubierta que impida que el petróleo siga ascendiendo (roca impermeable)

- Es necesario que exista una trampa: estructura geológica que permite una acumulación de petróleo, impidiendo que éste ascienda. Las trampas pueden ser de dos tipos:

a) Estructurales: falla, pliegue anticlinal, domo salino

b) Estratigráficas: cambio de facies (cambio de materiales), dolomitizaciones.

Yacimientos petrolíferos

Los yacimientos petrolíferos se encuentran a unos 2000 metros de profundidad. Para localizarlos es preciso seguir tres etapas:

Zonas de la Península con petróleo

Las zonas más favorables en las cuáles podría darse el caso serían en los Pirineos y en Valencia. En Cádiz se ha hallado gas.