Carbón

ÍNDICE:

1.Introducción e historia

2.Tipos de carbón

3.Reservas de carbón

4.Localización de los yacimientos

5.Producción y transporte

6.Seguridad e higiene

7.Producción de carbón

8.Aplicaciones

9.Coque

10.Centrales térmicas

11.Ejemplo de central térmica

12.Esquema de funcionamiento

13.¿Qué es la combustión de carbón en lecho fluido?

14.El carbón y el medio ambiente

15.Estadísticas

16.Perspectivas de futuro

17.Presencia a nivel mundial y en España

18.Fotos

19.Bibliografia

1.Introducción e historia

Carbón, combustible sólido de origen vegetal. En eras geológicas remotas, y sobre todo en el periodo carbonífero (que comenzó hace 345 millones de años y duró unos 65 millones), grandes extensiones del planeta estaban cubiertas por una vegetación abundantísima que crecía en pantanos. Muchas de estas plantas eran tipos de helechos, algunos de ellos tan grandes como árboles. Al morir las plantas, quedaban sumergidas por el agua y se descomponían poco a poco. A medida que se producía esa descomposición, la materia vegetal perdía átomos de oxígeno e hidrógeno, con lo que quedaba un depósito con un elevado porcentaje de carbono. Así se formaron las turberas . Con el paso del tiempo, la arena y lodo del agua fueron acumulándose sobre algunas de estas turberas. La presión de las capas superiores, así como los movimientos de la corteza terrestre y, en ocasiones, el calor volcánico, comprimieron y endurecieron los depósitos hasta formar carbón.

Los diferentes tipos de carbón se clasifican según su contenido de carbono fijo. La turba, la primera etapa en la formación de carbón, tiene un bajo contenido de carbono fijo y un alto índice de humedad. El lignito, el carbón de peor calidad, tiene un contenido de carbono mayor. El carbón bituminoso tiene un contenido aún mayor, por lo que su poder calorífico también es superior. La antracita es el carbón con el mayor contenido en carbono y el máximo poder calorífico. La presión y el calor adicionales pueden transformar el carbón en grafito, que es prácticamente carbono puro. Además de carbono, el carbón contiene hidrocarburos volátiles, azufre y nitrógeno, así como diferentes minerales que quedan como cenizas al quemarlo.

Ciertos productos de la combustión del carbón pueden tener efectos perjudiciales sobre el medio ambiente. Al quemar carbón se produce dióxido de carbono entre otros compuestos. Muchos científicos creen que, debido al uso extendido del carbón y otros combustibles fósiles (como el petróleo), la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera terrestre podría aumentar hasta el punto de provocar cambios en el clima de la Tierra (véase Calentamiento global; Efecto invernadero). Por otra parte, el azufre y el nitrógeno del carbón forman óxidos durante la combustión que pueden contribuir a la formación de lluvia ácida.

Todos los tipos de carbón tienen alguna utilidad. La turba se utiliza desde hace siglos como combustible para fuegos abiertos, y más recientemente se han fabricado briquetas de turba y lignito para quemarlas en hornos. La siderurgia emplea carbón metalúrgico o coque, un combustible destilado que es casi carbono puro. El proceso de producción de coque proporciona muchos productos químicos secundarios, como el alquitrán de hulla, que se emplean para fabricar otros productos. El carbón también se utilizó desde principios del siglo XIX hasta la II Guerra Mundial para producir combustibles gaseosos, o para fabricar productos petroleros mediante licuefacción. La fabricación de combustibles gaseosos y otros productos a partir del carbón disminuyó al crecer la disponibilidad del gas natural. En la década de 1980, sin embargo, las naciones industrializadas volvieron a interesarse por la gasificación y por nuevas tecnologías limpias de carbón. La licuefacción del carbón cubre todas las necesidades de petróleo de Suráfrica.

2.Tipos de carbón

Según las presiones y temperaturas que los hayan formado distinguimos distintos tipos de carbón: turba, lignito, hulla (carbón bituminoso) y antracita. Cuanto más altas son las presiones y temperaturas, se origina un carbón más compacto y rico en carbono y con mayor poder calorífico.. 

Existen distintos tipos de carbón que se pueden clasificar en dos grandes grupos:

• Carbones duros:  totalmente carbonizados, entre los que están la antracita y la hulla.

• Carbones blandos: pertenecen a épocas posteriores al carbonífero y que no han sufrido proceso completo de carbonizados . Entre ellos están los lignitos, pardos y negros y la turba. Una clasificación global, sería:

CLASIFICACIÓN GLOBAL
ANTRACITA	Hasta 8% de materia volátil.
HULLAS MAGRAS	Hasta 14% de materia volátil.
HULLAS SEMIGRASAS	Entre el 12% y 22% de materia volátil.
HULLAS GRASAS PARA COQUE	Entre el 18% y 27% de materia volátil.
HULLAS GRASAS DE GAS	Entre el 24% y 40% de materia volátil.
HULLAS GRASAS DE LLAMA LARGA	> 30% de materia volátil.
HULLAS SECAS	Entre el 34% y 45% de materia volátil.
LIGNITOS PARDOS Y NEGROS	> 45% de materia volátil.

Otra clasificación de los carbones, atendiendo a su grado de metamorfismo (cambio de la forma y estructura debido a las acciones del calor, la presión y del agua) sería:

• Antracita: son los de mayor calidad, contienen del 85% al 98% en peso de carbono.

• Hullas: dentro de esta clasificación aparece una amplia gama de carbones cuyo contenido en carbono abarca desde el 40% hasta el 85%.

• Lignitos: son los de peor calidad, con contenidos en carbono inferior al 40%.

• Turbas: No se consideran carbones según la ASTM (American Society for Testing and Materials), tienen un contenido en humedad muy alto (90%).

3.Reservas de carbón




Figura 7-2 > Reservas de carbón an el mundo

El carbón es el combustible fósil más abundante en el mundo. Se encuentra sobre todo en el Hemisferio Norte, porque durante el período Carbonífero los continentes que ahora están en el Hemisferio Sur, es decir Africa, América del Sur y Australia, estaban juntos formando un gran supercontinente llamado Gondwana, que estaba situado muy cerca del polo sur, con un clima poco propicio para la formación de grandes bosques. En cambio lo que ahora son Asia, Europa y América del Norte estaban situados junto al ecuador en una zona cálida, muy adecuada para el desarrollo de las grandes masas vegetales que formaron las capas de carbón.

Los mayores depósitos de carbón están en América del Norte, Rusia y China, aunque también se encuentra en cantidades considerables en algunas islas del Artico, Europa occidental, India, Africa del Sur, Australia y la zona este de América del Sur. 

Con el actual ritmo de consumo se calculan reservas de carbón para algo más de 200 años, aunque si se tienen en cuenta las que no son fáciles de explotar en el momento actual, las reservas podrían llegar para otros mil años.

¿De cuánto carbón dispone España en el territorio nacional?

De acuerdo con datos del Consejo Mundial de la Energía, las reservas recuperables probadas de carbón existentes en España ascendían en 1990 a 1.450 millones de toneladas, repartidas de la siguiente manera: 850 millones de toneladas de hulla y antracita, 400 millones de toneladas de hulla subbituminosa y 200 millones de toneladas de lignito pardo. La Coruña, Teruel, Asturias y León son las zonas españolas que concentran los volúmenes más significativos de reservas.

A esta cifra de reservas cabe añadir la de las llamadas “reservas adicionales estimadas in situ”, que incluye los cálculos de las cantidades de mineral que pueden existir tanto en extensiones aún no exploradas de yacimientos conocidos, como en yacimientos aún no descubiertos en áreas que se sabe, desde el punto de vista geológico, que contienen combustible. No incluye, por el contrario, los yacimientos cuya existencia es por el momento meramente especulativa. El Consejo Mundial de la Energía cifra en 7.100 millones de toneladas las “reservas adicionales estimadas in situ” de los cuales 3.350 millones de toneladas serían recuperables en las condiciones económicas y tecnológicas previsibles.

Al ritmo actual de producción de carbón, los recursos de carbón nacionales serían suficientes para garantizar el abastecimiento durante cerca de 50 años si se atiende únicamente a las reservas recuperables probadas; durante 150 años si añadimos a las anteriores las reservas adicionales estimadas que son recuperables en las previsibles condiciones económicas y tecnológicas; y durante unos 270 años si tenemos en cuenta la totalidad de las reservas estimadas.

4.Localización de los yacimientos

El carbón se encuentra en casi todas las regiones del mundo, pero en la actualidad los únicos depósitos de importancia comercial están en Europa, Asia, Australia y América del Norte.

En Gran Bretaña, que fue el líder mundial en producción de carbón hasta el siglo XX, existen yacimientos en el sur de Escocia, Inglaterra y Gales. En Europa occidental hay importantes depósitos de carbón en toda la región francesa de Alsacia, en Bélgica y en los valles alemanes del Sarre y el Ruhr. En Centroeuropa hay yacimientos en Polonia, la República Checa y Hungría. El yacimiento de carbón más extenso y valioso de la ex Unión Soviética es el situado en la cuenca de Donets, entre los ríos Dniéper y Don; también se han explotado grandes depósitos de la cuenca carbonera de Kuznetsk, en Siberia occidental. Los yacimientos carboníferos del noroeste de China, que están entre los mayores del mundo, fueron poco explotados hasta el siglo XX.

Las estimaciones de las reservas mundiales de carbón son muy variadas. Según el Consejo Mundial de la Energía, las reservas recuperables de antracita, carbón bituminoso y subbituminoso ascendían a finales de la década de 1980 a más de 1,2 billones de toneladas. De ese carbón recuperable, China tenía alrededor del 43%, Estados Unidos el 17%, la Unión Soviética el 12%, Suráfrica el 5% y Australia el 4%.

5.Producción y transporte

-Explotación a cielo abierto

Son minas de superficie que adoptan la forma de grandes fosas en terraza, cada vez más profundas y anchas. Los ejemplos clásicos de minas de cielo abierto son las minas de diamantes de Suráfrica empleadas para explotar tubos de kimberlita, depósitos de mineral en forma cilíndrica que ascienden por la corteza terrestre. A menudo tienen una forma más o menos circular.

La extracción empieza con la perforación y voladura de la roca. Ésta se carga en camiones con grandes palas eléctricas o hidráulicas, o con excavadoras de carga frontal, y se retira del foso. El tamaño de estas máquinas llega a ser tan grande que pueden retirar 50 m3 de rocas de una vez, pero suelen tener una capacidad de entre 5 y 25 m3. La capacidad de los camiones puede ir desde 35 hasta 220 t. Un avance de la minería moderna consiste en que las palas descarguen directamente en una trituradora móvil, desde la que se saca de la mina la roca triturada en cintas transportadoras.

El material clasificado como mineral se transporta a la planta de recuperación, mientras que el clasificado como desecho se vierte en zonas asignadas para ello. A veces existe una tercera categoría de material de baja calidad que puede almacenarse por si en el futuro pudiera ser rentable su aprovechamiento.

Muchas minas empiezan como minas de superficie y, cuando llegan a un punto en que es necesario extraer demasiado material de desecho por cada tonelada de mineral obtenida, empiezan a emplear métodos de minería subterránea.




Perforadora helicoidal

Después de retirar las capas superiores de una colina, una gigantesca perforadora rotativa taladra las laderas para llegar a las ricas vetas de carbón situadas por debajo. La perforadora puede penetrar hasta 30 m.




Cuchara gigante de carbón

En las explotaciones mineras al descubierto se emplean a menudo cucharas enormes para aplanar la tierra o desplazarla. Las cucharas tienen dientes afilados e inclinados en su extremo frontal y son arrastradas por el suelo por poderosas máquinas. Esta cuchara tiene el tamaño de una casa pequeña.

-Explotaciones al descubierto

Las explotaciones al descubierto se emplean con frecuencia, aunque no siempre, para extraer carbón y lignito. En el Reino Unido se obtienen más de 10 millones de toneladas de carbón anuales en explotaciones al descubierto. La principal diferencia entre estas minas y las de cielo abierto es que el material de desecho extraído para descubrir la veta de carbón, en lugar de transportarse a zonas de vertido lejanas, se vuelve a dejar en la cavidad creada por la explotación reciente. Por tanto, las minas van avanzando poco a poco, rellenando el terreno y devolviendo a la superficie en la medida de lo posible el aspecto que tenía antes de comenzar la extracción. Al contrario que una mina de cielo abierto, que suele hacerse cada vez más grande, una explotación al descubierto alcanza su tamaño máximo en muy poco tiempo. Cuando se completa la explotación, el foso que queda puede convertirse en un lago o rellenarse con el material procedente de la excavación realizada al comenzar la mina.

Parte del equipo empleado en las explotaciones al descubierto es el mismo que el de las minas de cielo abierto, sobre todo el utilizado para extraer el carbón. Para obtener las rocas de desecho situadas por encima, la llamada sobrecarga, se emplean los equipos más grandes de todas las minas. En Alemania existe una excavadora de cangilones que puede extraer 250.000 m3 de material diarios. La máquina va montada sobre orugas y es automotriz. Otra máquina de gran tamaño que se emplea sobre todo en explotaciones al descubierto es la excavadora de cuchara de arrastre; una de estas máquinas, empleada en el Reino Unido en el pasado, extraía 50 m3 de sobrecarga cada vez.

-Minería subterránea de roca blanda: el carbón

En gran parte de Europa, la minería se asocia sobre todo con la extracción del carbón. En los comienzos se empleaban métodos de extracción que implicaban la perforación y la voladura con barrenos, pero desde 1950 ya no se emplean esos métodos salvo en unas pocas minas privadas.

En este método se perforan en la veta de carbón dos túneles paralelos separados por unos 300 m (llamados entradas). A continuación se abre una galería que une ambas entradas, y una de las paredes de dicha galería se convierte en el frente de trabajo para extraer el carbón. El frente se equipa con sistemas hidráulicos de entibado extremadamente sólidos, que crean un techo por encima del personal y la maquinaria y soportan el techo de roca situado por encima. En la parte frontal de estos sistemas de entibado se encuentra una cadena transportadora. Los lados de la cadena sostienen una máquina de extracción, la cizalladora, que corta el carbón mediante un tambor cilíndrico con dientes que se hace girar contra el frente de carbón. Los trozos de carbón cortados caen a la cadena transportadora, que los lleva hasta el extremo del frente de pared larga. Allí, el carbón pasa a una cinta transportadora que lo lleva hasta el pozo o lo saca directamente de la mina. Cuando se ha cortado toda la longitud del frente, se hace avanzar todo el sistema de soporte y la cizalladora empieza a cortar en sentido opuesto, extrayendo otra capa de carbón. Por detrás de los soportes hidráulicos, el techo cede y se viene abajo. Esto hace que esta forma de extracción siempre provoque una depresión del terreno situado por encima.

En Suráfrica, Estados Unidos y Australia, gran parte de la extracción se realiza mediante el método de explotación por cámaras y pilares, en el que unas máquinas llamadas de extracción continua abren una red de túneles paralelos y perpendiculares, lo que deja pilares de carbón que sostienen el techo. Este método desaprovecha una proporción importante del combustible, pero la superficie suele ceder menos.




Mina subterránea

Las minas subterráneas se abren en zonas con yacimientos minerales prometedores. El pozo es la perforación vertical principal empleado para el acceso de las personas a la mina y para sacar el mineral. Un sistema de ventilación situado cerca del pozo principal lleva aire fresco a los mineros y evita la acumulación de gases peligrosos. Un sistema de galerías transversales conecta el yacimiento de mineral con el pozo principal a varios niveles, que a su vez están conectados por aberturas llamadas alzamientos. Las gradas son las cámaras donde se extrae el mineral.

Transporte

Para transportar el material se hace por medio de vagonetas en las instalaciones y si la explotación minera está más modernizada se hace por medio de cintas transportadoras y elevadores.

6.Seguridad e higiene

-ventilación

-derrumbamientos

-personal y equipos

Todas las minas presentan problemas de seguridad, pero se considera que las subterráneas son las más peligrosas. El peligro se deriva de la naturaleza de la mina: una construcción de roca natural, que no es un buen material de ingeniería. Estadísticamente, las minas subterráneas son más peligrosas que las de superficie, y por lo general las de roca blanda son más peligrosas que las de roca dura. Las causas principales de accidentes en la mayoría de las minas son los derrabes, esto es, los derrumbamientos de grandes rocas de las paredes de la mina. Este tipo de accidentes también incluye las caídas de rocas desde los mecanismos de transporte. La segunda causa más frecuente de accidentes en la mina es la maquinaria en movimiento. Otros riesgos son los explosivos, las inundaciones y las explosiones debidas a gases desprendidos por las rocas, como el metano (grisú). Este último fenómeno se da especialmente en las minas de carbón.

La profundidad de las minas puede producir riesgos, ya que las tensiones a que están sometidas las galerías por el peso de las rocas situadas encima pueden superar la resistencia de la roca y hacer que ésta se derrumbe de forma explosiva. Se lleva investigando muchos años para mejorar el diseño de las minas de modo que se elimine o reduzca el peligro de dichos derrumbes.

Además del riesgo de accidentes, los mineros pueden contraer una serie de enfermedades laborales. Esto ocurre sobre todo en las minas subterráneas. En todas las minas se produce polvo, y su inhalación puede causar diversas enfermedades de los pulmones, como la silicosis o neumoconiosis en las minas de carbón, la asbestosis y otras. Además, en las minas pueden aparecer gases tóxicos como sulfuro de hidrógeno o monóxido de carbono. Muchas minas, en especial las de uranio, pueden presentar problemas de radiación por las emanaciones de radón procedentes de la roca.

Debido al carácter peligroso de los trabajos, los principales países mineros tienen leyes y normativas muy estrictas sobre la seguridad en las minas. Dichas normas cubren la calidad del aire, el entibado de las galerías, los explosivos, la iluminación, el ruido y todos los demás riesgos que pueden darse en las minas.

7.Producción de 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%.

8.Aplicaciones

1.combustible de uso general

2.coque para la industria

3.producción de productos químicos

4.gas de aplicación domestica

9.Coque

Es un residuo duro y poroso que resulta después de la destilación destructiva del carbón. El coque se emplea como agente reductor para la fundición de hierro y como combustible; tiene un color gris negruzco y un brillo metálico. Contiene fundamentalmente carbono, alrededor del 92%; casi el 8% restante es ceniza. El valor calorífico del coque es muy elevado.

El coque era antes un subproducto de la fabricación de gas de alumbrado. Sin embargo, el crecimiento de la industria siderúrgica llevó a un aumento de la demanda de coque metalúrgico, con lo que fue inevitable que pasara a fabricarse como producto principal.

El primer método de coquefacción del carbón consistía simplemente en apilarlo en grandes montones al aire libre dejando una serie de conductos horizontales y verticales. Estos conductos se llenaban con madera a la que se prendía fuego, lo que a su vez inflamaba el carbón. Cuando la mayor parte de los elementos volátiles del carbón habían desaparecido, las llamas se hacían más débiles. Entonces se sofocaba parcialmente el fuego con polvo de carbón y se rociaba con agua.

Un avance posterior fue la coquefacción de carbón en hornos de colmenas, llamados así por su forma. Igual que en el caso del cocido al aire libre, no se hacía nada para recuperar el gas ni el alquitrán, valiosos subproductos del proceso. En la actualidad, casi todos los hornos de colmenas han sido sustituidos por los modernos hornos de coque de recuperación de subproductos. Estos hornos, por lo general agrupados en baterías de unas 60 unidades, son estrechas cámaras verticales con paredes de sílice, calentadas por la combustión del gas que fluye entre los hornos adyacentes. Cada horno se carga por una abertura en la parte superior con una cantidad de entre 10 y 20 toneladas de carbón, que se calienta a temperaturas de hasta 1.500 °C durante unas 17 horas. Mientras, los gases procedentes del horno se recogen por otra abertura en la parte superior. El alquitrán de carbón se condensa al contacto con el agua de la tubería principal, y el gas, después de depurarse con agua para eliminar el amoníaco y con aceite para eliminar el benceno, se emplea para calentar los hornos. Al final del proceso de coquefacción, un pistón saca del horno el coque al rojo vivo y lo deposita directamente en una vagoneta que lo lleva a la campana de extinción, donde se rocía con agua. El proceso de vaciado sólo dura unos 3 minutos, con lo que el horno puede ser recargado con pocas pérdidas de calor.

10.Centrales térmicas

Cualquiera que se moleste en estudiar la historia de las centrales de producción de electricidad del sistema peninsular verá que fueron construidas en sucesivas oleadas. Desde el final de la guerra civil se inició la construcción de los saltos hidroeléctricos con la imagen de Franco siempre presente en las inauguraciones, luego vino la época de las plantas de fuel-oil en los 60 y primeros 70, después la de las nucleares que ocuparon los 70 y primeros 80 y finalmente la de cogeneración con proyectos que se han ejecutado durante el final del siglo. Parece que el inicio del siglo XXI estará marcado por los proyectos de las centrales de gas en ciclo combinado. Con este nombre se conocen las centrales que utilizan gas natural como combustible y que para gener rima, que, aunque fluctuante como la última crisis del petróleo ha demostrado, es barato: del orden de 2 pta/termia. A ello hay que unir la alta disponibilidad de estas centrales que pueden funcionar sin problemas durante 6.500-7500 horas equivalentes al año. Todo ello se traduce en unos precios de producción del kWh mucho menores que los de las demás centrales termoeléctricas del sistema peninsular. En un marco de "oferta competitiva", donde la electricidad se adquiere a quien la produce más barata pero se retribuye en función de la oferta más cara de las necesarias para cubrir la demanda, ésto se traduce en unos elevados márgenes de beneficio que permiten amortizar la planta en tiempos muy cortos y entrar rápidamente en período de beneficios. Además el grueso de los costes son variables por lo que, de no ser necesario el funcionamiento de la planta, no se incurre en ellos.

La explicación de porque no se había acometido antes la construcción de estas plantas está en el hecho de que se trata de una tecnología relativamente reciente y en que en nuestro país la infraestructura gasista estaba en mantillas. La construcción de los gasoductos de unión con europa (por los Pirineos), y la conexión a través del estrecho con Argelia, así como el crecimiento acelerado de la red de gasoductos peninsulares, han convertido al gas en la materia energética con mayor crecimiento en los últimos años. Si en 1985 se consumieron 23 millardos de termias-109 termias- en nuestro país, en 1999 se superaron los 150 millardos. El número de municipios abastecidos con gas pasó de 103 en 1980 a 876 en 1999.

11. Ejemplo de una central térmica


CENTRAL TÉRMICA LOS BARRIOS

Ubicación

La Central Térmica Los Barrios se encuentra ubicada en el término municipal de Los Barrios, en el centro de la Bahía de Algeciras, prácticamente equidistante de los núcleos urbanos de Algeciras y San Roque.

Datos Técnicos

La Central Térmica Los Barrios consta de un grupo térmico destinado a la producción de energía eléctrica, con una potencia instalada de 550 MW, entrando en funcionamiento en 1985.

La Central está compuesta (de modo genérico) por los siguientes equipos principales:

• Caldera: La caldera de vapor es de tipo subcrítico con circulación asistida, diseñada para una capacidad de producción de 1.831 Tm/h de vapor sobrecalentado a 168 Kg/m2 y 540 ºC.

• Turboalternador: El grupo turboalternador tiene una potencia de 550 MW, con una tensión de salida de 20 KV a 50 Hz. La turbina es una unidad tamdem-compound con recalentamiento intermedio y siete extracciones, con una sección de alta presión, una de media presión y dos secciones de baja presión de doble flujo cada una. Todo el conjunto se encuentra dispuesto en un solo eje que gira a una velocidad de 3.000 rpm.

• Parque de carbón: El parque está cubierto con una estructura metálica de un solo vano de 160 m de luz y 240 m de longitud. Tiene una capacidad de almacenamiento de 250.000 Tm de carbón.

• Chimenea: Los gases de combustión, una vez depurados en el precipitador electrostático, son expulsados a través de la chimenea de 230 m de altura, para favorecer la dispersión en la atmósfera.

• Sistema de Supervisión y Control: La central cuenta con un moderno sistema de control distribuido mediante ordenadores, en el que todos los elementos integrantes se encuentran duplicados, para garantizar el funcionamiento bajo cualquier circunstancia.
  En el mismo está incorporado un sistema de seguridad, que en caso de alguna incidencia realiza las actuaciones necesarias para alcanzar un estado en que no se produzcan averías en los distintos equipos de la central.

El combustible utilizado es carbón de importación tipo hulla, con excelentes cualidades técnicas y medioambientales (alto poder calorífico y bajo contenido de azufre). Las principales procedencias del carbón son Sudáfrica (70%) y Colombia (30%), aunque se han utilizado carbones procedentes de EE.UU., Australia e Indonesia.

Datos de producción

Los datos operativos más relevantes durante 1998 fueron:

• Producción eléctrica total: 3.161 GWh

• Consumo de combustible: 1.133.542 Tm carbón

• Horas de funcionamiento: 7392 horas

• Indisponibilidad fortuita: 1,4 %

Sistemas de Gestión (Calidad y Medioambiente)

En la Central Térmica Los Barrios se halla implantado desde 1994 un Sistema de Aseguramiento de la Calidad, según la norma UNE-EN ISO 9002. En 1996, se amplió dicho sistema, incorporando un Sistema de Gestión Medioambiental basado en la norma UNE-EN ISO 14001. Ambos sistemas cuentan con el Certificado de Registro de Empresa de AENOR, y están integrados en todas las actividades de la Central.

Los Sistemas de Gestión tienen en cuenta el carácter de bien social que presenta la electricidad, y el respeto al entorno físico y socioeconómico. Estos factores enmarcan la Política Medioambiental, la cual se sustenta sobre los siguientes principios:

• Identificación con las aspiraciones sociales de protección y conservación del entorno.

• Utilización racional del recurso energético primario.

• Cumplimiento de la legislación medioambiental.

• Compromiso de mejora continua.

• Existencia de procedimientos para la prevención y el control.

• Participación en proyectos de I+D.

• Formación y sensibilización de los trabajadores.

• Información externa, periódica y actualizada.

• Colaboración con la Administración.




Medioambiente

En la Central Térmica Los Barrios se han adoptado medidas encaminadas a reducir la incidencia medioambiental producida por la utilización de carbón como combustible:

• Efluentes gaseosos: Se dispone de modernos mecanismos de control y reducción de las emisiones gaseosas. La legislación establece límites de emisiones para la emisión de SO2 y partículas, siendo las emisiones habituales tan sólo del 40% y del 20% respectivamente sobre dichos límites. Además se dispone de nueve estaciones de inmisión para el control y la vigilancia de la calidad del aire, ubicadas en los lugares más idóneos de la comarca.

• Residuos sólidos: Las cenizas volantes producidas por la combustión del carbón son separadas de los gases mediante un precipitador electrostático, y son utilizadas para la fabricación de cemento.

• Vertidos líquidos: El agua de mar utilizada para la refrigeración del ciclo se descarga al mar con un ligero incremento de la temperatura. Para el resto de efluentes líquidos (condensado, lavado, aguas negras) existen plantas de tratamiento y depuración, de forma que la incidencia sobre el medio sea nula.

• Incidencias acústicas: Los equipos han sido diseñados de modo que el nivel sonoro en el exterior del recinto sea mínimo.

12.Esquema de funcionamiento

Primero...




Después...




Cuando ya tenemos la energía a partir del carbón la distribuimos de la siguiente manera:




13.¿Qué es la combustión de carbón en lecho fluido?

La combustión de carbón en lecho fluido es una nueva tecnología que permite una utilización más limpia y eficiente del carbón en las centrales termoeléctricas.

Consiste esencialmente en efectuar la combustión del carbón en un lecho compuesto por partículas de este combustible, sus cenizas y un absorbente alcalino -gene-ralmente caliza- que se mantiene suspendido por la acción de una corriente ascendente de aire. De esta forma, el conjunto tiene la apariencia de un líquido en ebullición. Con ello, se obtiene un mejor rendimiento en el proceso de combustión, al haber una mayor superficie de contacto entre el aire y las partículas reaccionantes.

El aspecto más positivo de esta nueva tecnología es que se consigue con ella una considerable disminución del impacto mediambiental.

Hay dos tipos fundamentales de combustión en lecho fluido: por un lado, la tecnología de lecho fluido atmosférico, que logra niveles de reducción de emisiones de SO2 de entre un 60% y un 95% en comparación con una central de carbón convencional, así como disminuciones apreciables en las de NOx y CO2; por otro, la tecnología de lecho fluido a presión, que puede conseguir niveles de eficiencia térmica superiores al 40% y reducciones asimismo sustanciales en las emisiones de los gases citados.

14.El carbón y el medio ambiente

Problemas ambientales de la explotación y el uso del carbón

La minería del carbón y su combustión causan importantes problemas ambientales y tienen también consecuencias negativas para la salud humana. 

Las explotaciones mineras a cielo abierto tienen un gran impacto visual y los líquidos que de ellas se desprenden suelen ser muy contaminantes. En la actualidad , en los países desarrollados, las compañías mineras están obligadas a dejar el paisaje restituido cuando han terminado su trabajo. Lo normal suele ser que conforme van dejando una zona vacía al extraer el mineral, la rellenen y reforesten para que no queden a la vista los grandes agujeros, las tierras removidas y las acumulaciones de derrubios de ganga que, hasta ahora, eran la herencia típica de toda industria minera. También es muy importante controlar y depurar el agua de lixivación, es decir el agua que, después de empapar o recorrer las acumulaciones de mineral y derrubios, sale de la zona de la mina y fluye hacia los ríos o los alrededores. Este agua va cargada de materiales muy tóxicos, como metales pesados y productos químicos usados en la minería, y es muy contaminante, por lo que debe ser controlada cuidadosamente.

En el proceso de uso del carbón también se producen importantes daños ambientales porque al quemarlo se liberan grandes cantidades de gases responsables de efectos tan nocivos como la lluvia ácida, el efecto invernadero, la formación de smog , etc. El daño que la combustión del carbón causa es mucho mayor cuando se usa combustible de mala calidad, porque las impurezas que contiene se convierten en óxidos de azufre y en otros gases tóxicos.
 

Inconvenientes del carbón: Es un combustible sucio, ya que su combustión genera CO2 y SO2, pero actualmente no podemos prescindir completamente de él, ya que produce gran parte de la electricidad que consumimos. La aplicación de nuevos normativas sobre emisiones de CO2 y azufre han favorecido, por un lado, el desarrollo de nuevas tecnologías de trituración y lavado previo a su utilización, reduciendo las emisiones de azufre, por otro lado favorecen la sustitución paulatina del carbón por energías alternativas.

CENTRALES TÉRMICAS Y COMBUSTIBLES FÓSILES

El calentamiento global del planeta por el efecto invernadero ha sido calificado como la mayor amenaza que afronta la vida en la tierra.

Nuestro planeta está sufriendo un proceso acelerado de calentamiento global, debido a la acumulación en la atmósfera de una serie de gases que, procedentes de actividades humanas, retienen el calor que recibimos del sol, actuando como un abrigo o un invernadero.

El principal responsable del incremento del efecto invernadero es el CO2 (dióxido de carbono), que se produce fundamentalmente en la quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) para obtener energía.

La principal fuente de CO2 en España son las centrales térmicas. Por tanto el clima y todo su ecosistema se halla amenazado por las CENTRALES TERMICAS, que vomitan continuamente CO2 a la atmósfera, mientras como subproducto producen electricidad.

De manera que para reducir las emisiones de CO2 (y hay que hacerlo con urgencia, de acuerdo con los científicos del IPCC, si queremos detener el calentamiento global del planeta) no es posible aplicar filtros, ni sirve de gran cosa mejorar el proceso de combustión, ni basta cambiar un combustible fósil por otro. La única solución es quemar menos cantidad de combustibles fósiles, es decir producir menos energía e ir sustituyendo estos combustibles por fuentes de energía limpia: las energías renovables

Greenpeace contra les centrals termiques

La central térmica de Carboneras actualmente tiene instalada una potencia de 1.100 MW de carbón de importación y emite más de 8 millones de toneladas de CO2 anualmente. Endesa tiene un proyecto de ampliación de esta central térmica con carbón a un tercer grupo de 800 MW que podría aumentar las emisiones de la central a la atmósfera cerca de 6 millones de toneladas de dióxido de carbono, principal gas de efecto invernadero y motor del cambio climático. Hay que tener en cuenta que el carbón es el combustible fósil que mayores emisiones de gases de efecto invernadero tiene, entre 900 y 1.100 kg CO2 por MWh de electricidad generada.


“Hemos adquirido un claro compromiso en el Protocolo de Kioto de no sobrepasar nuestras emisiones de gases de efecto invernadero por encima de un 15% sobre los niveles de 1990 para el período 2008-2012 pero lamentablemente estamos actualmente más de 20 puntos por encima del nivel máximo permitido”- declaró Emilio Rull, responsable de Campaña de Cambio Climático de Greenpeace España- “Los candidatos a las próximas elecciones deberían trabajar para impedir el despropósito de esta central térmica que ayudará en gran manera a nuestro incumplimiento de Kioto y tendrá serias consecuencias para la población almeriense, el medio ambiente local y mundial”.

Calentamiento global

¿Qué es el Calentamiento Global? Nuestro planeta se está calentando. Los últimos 10 años han sido los más calurosos desde que se llevan registros y los científicos anuncian que en el futuro serán aún más calientes. La mayoría de los expertos están de acuerdo que los humanos ejercen un impacto directo sobre este proceso de calentamiento, generalmente conocido como el "efecto invernadero". El efecto invernadero es una condición natural de la atmósfera de la tierra. Algunos gases, tales como los vapores de agua, el dioxido de carbono (CO2) y el metano son llamados gases invernadero, pues ellos atrapan el calor del sol en las capas inferiores de la atmósfera. Sin ellos, nuestro planeta se congelaría y nada podría vivir en él. A medida que el planeta se calienta, los cascos polares se derriten. Ademas el calor del sol cuando llega a los polos, es reflejado de nuevo hacia el espacio. Al derretirse los casquetes polares, menor será la cantidad de calor que se refleje, lo que hará que la tierra se caliente aún más. El calentamiento global también ocasionará que se evapore más agua de los océanos. El vapor de agua actua como un gas invernadero. Así pues, habrá un mayor calentamiento. Esto contribuye al llamado "efecto amplificador".

ALERTA: CALENTAMIENTO GLOBAL CONSECUENCIAS DEL EXCESO DE DIOXIDO DE CARBONO EN LA ATMOSFERA

 

¿De dónde proviene el CO2?	Las plantas terrestres y marinas extraen de la atmósfera grandes cantidades de dióxido de carbono. Este es producido por varias fuentes: la respiración de los seres vivos, la destrucción y fermentación de sustancias orgánicas, la combustión del petróleo, carbón, leña u otros combustibles que contengan carbono en su composición.
La atmósfera pasa a ser un gran depósito de CO2. Se calcula que por hectárea de superficie de tierra, el aire que lo cubre contiene 15 toneladas de CO2. La proporción de CO2 en el aire debe ser constante, aunque los últimos 15 años se ha comprobado que la actividad humana ha hecho aumentar la proporción. Si la tendencia continua se estima que par el año 2020 la cantidad de CO2  se habrá duplicado.	Ejemplo simplificado de reacción de combustión completa y sus productos
		El gas resultante es incoloro e inodoro, es decir que su presencia no es percibida por nuestros sentidos.	Productos iniciales	gas metano	CH4
						oxígeno	O2
					Productos finales	dióxido de carbono	CO2
						agua	H2O
						energía calórica	Q
		CH4 + 2 O2    CO2 + 2 H2O + Q

 15.Estadísticas

Según el  "Carbon Dioxide Información Analysis Center"  entre 1950 y 1990  la emisión de CO2 se incrementó de 5,4 a 22,4 billones de toneladas.

 


Contaminación de la capa de ozono

LA DESTRUCCION DE LA CAPA DE OZONO

 

Una molécula de cloro puede continuar de este modo por más de un siglo,

destruyendo así unas 100.000 moléculas de ozono. Y, en el futuro existe un

riesgo de destrucción importante, por el posible aumento del cloro en la

estratosfera.

 

La destrucción de la capa de ozono se origina, entre las causas, por las

deforestaciones y el constante bombardeo de la atmósfera con los llamados

gases invernadero, producido por los diversos contaminantes liberados desde

la tierra.

 

Estos gases, emitidos por las centrales eléctricas que utilizan carbono y

petróleo (dióxido de azufre y oxido de nitrógeno). Así como el empleo de

contaminantes como los clorofluorcarbonos CFC que usan las industrias de

aerosol, de la refrigeración, espuma plástica, solventes y propulsores,

actúan como gases de invernadero sobre el planeta, que permiten la entrada

pero no la salida de la radiación solar, aumentando así la temperatura de

la tierra.

 

Las investigaciones científicas señalan que para fines del próximo siglo,

la destrucción del ozono estará por el orden de 3 a 10 % por el uso de

aerosoles.

 

Respecto a la destrucción de la capa de ozono, se trata del único problema

ambiental que ha encontrado una acción global unánime de todos los países

del mundo, incluyendo Venezuela. Para contrarrestarlo se ha limitado

sistemáticamente la producción de gases CFC y halones en los próximos años.

Los científicos creen que de eliminarse por completo la producción de

sustancias que destruyen a la capa de ozono, el hueco detectado en la

Antártida podría existir hasta el año 2.100.

 

Podemos ver entonces la ironía de esta crisis relacionada con el ozono;

allá arriba (estratosfera) donde lo necesitamos, lo estamos destruyendo y

aquí abajo (troposfera) donde es venenoso lo estamos fabricando.

 

CONSECUENCIAS DE LA DISMINUCION DE LA CAPA DE OZONO

 

La salud humana, se vería seriamente afectada por una serie de enfermedades

que pueden aumentar tanto en frecuencia como en severidad tales como:

Sarampión, herpes, malaria, lepra, varicela y cáncer de piel, todas de

origen cutáneo.

 

La exposición a la radiación ultravioleta ocasiona trastornos oculares y

muy especialmente cataratas causantes de ceguera.

 

Menos alimentos: las radiaciones ultravioleta afectan la capacidad de las

plantas de absorber la luz del sol en el proceso de fotosíntesis. También

puede verse reducido el contenido nutritivo y el crecimiento de las

plantas.

 

El clima: Va a variar por las emisiones de CFC, las cuales pueden

contribuir al calentamiento global. La atmósfera actúa como un invernadero

para la tierra al dejar pasar la luz, pero retiene el calor. El aumento de

la cantidad de ciertos gases aumenta la capacidad de la tierra para

bloquear el calor, lo cual causa temperaturas más elevadas y cambios

climáticos.

 

Los materiales de construcción usados en edificios, pinturas, envases y en

muchos otros lugares, son degradados por la acción de las radiaciones

ultravioleta. El nivel del mar aumentaría como consecuencia de la expansión

de sus aguas, cuando se recalienten y derritan los glaciares. Sostienen los

científicos que para el año 2050 el aumento del mar será de 0,3 a 1,2

metros, produciéndose inundaciones costeras y erosiones. También

pronostican contaminaciones de suministros hídricos por la ausencia de agua

salada y se verá afectadas la economía de las zonas costeras. Entre otros

fenómenos extremos se producirán huracanes, ciclones, olas de frío intensos

y tifones.

 

La disminución de la capa de ozono parece hacerse cada día más evidente y

dramática. Además del agujero existente sobre el Artico cerca del polo sur,

recientemente se descubrió un nuevo hueco, sobre Australia y Nueva Zelanda.

 

Según científicos australianos la disminución de la capa de ozono puede ser

motivada por periodo de incidencia en la atmósfera durante el invierno.

 

Si desaparece la capa de ozono desaparece también la protección de los

rayos ultravioleta, principales causantes del cáncer de piel y de

modificaciones genéticas en la flora y la fauna.

 

La nave espacial "GALILEO" en su ruta hacia Júpiter, estudió la capa de

ozono, determinando que el principal agujero es más grande de lo que se

pensaba y está rodeado de una capa fina de hielo cristalizado.

 

Algunos investigadores consideran que el hielo que recubre el agujero en la

capa de ozono actúa como catalizador fotosensible y destruye todavía más el

ozono. Es por esta causa que la capa de ozono está disminuyendo con mayor

rapidez.

 

Consideran los científicos venezolanos que el hielo en la estratosfera es

un factor constante. En cambio el dióxido de carbono es un factor que va en

aumento año tras año.

Lluvia ácida

Lluvia ácida, forma de contaminación atmosférica, actualmente objeto de gran controversia debido a los extensos daños medioambientales que se le han atribuido. Se forma cuando los óxidos de azufre y nitrógeno se combinan con la humedad atmosférica para formar ácidos sulfúrico y nítrico, que pueden ser arrastrados a grandes distancias de su lugar de origen antes de depositarse en forma de lluvia. Adopta también a veces la forma de nieve o niebla, o precipitarse en forma sólida. De hecho, aunque el término lluvia ácida viene usándose desde hace más de un siglo —procede de unos estudios atmosféricos realizados en la región de Manchester, Inglaterra—, un término científico más apropiado sería deposición ácida. La forma seca de la deposición es tan dañina para el medio ambiente como la líquida.

 


 

Contaminación atmosférica y lluvia ácida

En tiempos remotos, el agua de lluvia era la más pura disponible, pero hoy contiene muchos contaminantes procedentes del aire. La lluvia ácida se produce cuando las emisiones industriales se combinan con la humedad atmosférica. Las nubes pueden llevar los contaminantes a grandes distancias, dañando bosques y lagos muy alejados de las fábricas en las que se originaron. Cerca de las fábricas, se producen daños adicionales por deposición de partículas de mayor tamaño en forma de precipitación seca. La contaminación ha ido en aumento desde la Revolución Industrial, pero hasta hace poco sus efectos, como la lluvia ácida, no han producido alarma internacional.

16.Perspectivas de futuro

¿Qué perspectivas presenta en España la producción de electricidad con carbón?

Dada la conveniencia, desde el punto de vista de la política energética nacional, de basar el suministro de energía eléctrico en fuentes autóctonas va a seguir ocupando un lugar preponderante en la producción eléctrica española.

No obstante, es imprescindible que la utilización del carbón en la generación de energía eléctrica esté sujeta a criterios de racionalidad y prudencia: en primer lugar, teniendo en cuenta el nivel de reservas disponibles y su coste de extracción, en segundo lugar, fomentando el uso eficiente de los carbones nacionales; y, en tercer lugar, asumiendo el objetivo de reducir al máximo el impacto medioambiental de toda actividad energética.

De cara al futuro, el Plan Energético Nacional actualmente vigente, aprobado en 1992, prevé la construcción de seis nuevas centrales de carbón con una potencia total de 1.888 MW antes del año 2000. De esta forma, el carbón seguirá siendo en el año 2000 la principal fuente energética en la generación de electricidad, con una participación del 34,2% en la estructura de la producción eléctrica peninsular.

Investigan las empresas eléctricas españolas en las nuevas tecnologías de combustión de carbón?

Las empresas eléctricas de UNESA vienen desarrollando desde 1980 un amplio plan de investigación -denominado Programa de Investigación y Desarrollo Tecnológico Electrotécnico (PIE) - en el que se da especial importancia a los proyectos relativos a la utilización eficiente de combustibles fósiles en las centrales termoeléctricas y al control de su impacto medioambiental.

En el marco de dicho Programa, se han desarrollado proyectos de investigación sobre combustión en lecho fluido, gasificación de carbón, licuefacción de lignitos, análisis de calidad de carbones, lavado de lignitos, sistemas de desulfuración, equipos de medida de emisiones contaminantes, etc.

Proyectos de nuevas centrales térmicas






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EMPRESAS	LUGARES	(Mptas.)	FECHA CONEXIÓN PREVISTA
Enron	Arcos de la Frontera (Cádiz)	1.200	Gas natural	3.900.000	80.000	2002
Abengoa, PSEG	Arcos de la Frontera (Cádiz)	375	Gas natural	1.200.000	28.500	.
Fenosa	Arcos de la Frontera (Cádiz)	1.170	Gas natural	3.800.000	51.111	.
Hidrocantábrico	Bahía de Algeciras (Cádiz)	?	Gas natural	?	.	.
Endesa, Sevillana	Cádiz	390	Gas natural	1.200.000	25.000	2000
Endesa, Sevillana	San Roque (Cádiz)	1.170	Gas natural	3.800.000	50.000	2000
Fenosa, Cepsa	San Roque (Cádiz)	730	Gas natural	2.400.000	50.534	16 enero 2002
Gas Natural	San Roque (Cádiz)	800	Gas natural	2.600.000	50.000	.
Endesa	Huelva	420	Gas natural		.
Fenosa	Palos de la Frontera (Huelva)	400-800	Gas natural	1.300.000-2.600.000	30.506	.
Endesa, Sevillana	Málaga	390	Gas natural	1.200.000	25.000	2001
Gas Natural	Málaga	400	Gas natural	1.300.000	.	.
Endesa, Sevillana	Guadaira (Sevilla)	390	Gas natural	1.200.000	50.000	2001
Entergy	Castelnou (Teruel)	800	Gas natural	2.600.000	60.000	.
Fenosa	Osera de Ebro (Zaragoza)	800	Gas natural	2.600.000	52.868

Enviado por:	Irene
Idioma:	castellano
País:	España