El carbn Ponentes Wendy Flores Correa Dinis Zequeira
El carbón Ponentes: Wendy Flores Correa Dinis Zequeira Mieles
Rocas Sedimentarias Las Rocas Sedimentarias son rocas compuestas por materiales: ígneos, sedimentarios o metamórficos preexistentes, transformados en la superficie de la corteza terrestre a condiciones de presión y temperatura. Están formadas por la acumulación y consolidación de sedimentos, depositados por la acción del agua, el viento o del hielo glaciar.
La mayoría de las rocas sedimentarias se caracterizan por presentar capas (estratos, láminas) paralelos o discordantes que reflejan cambios en la velocidad de sedimentación o en la naturaleza de la materia depositada. La presencia de este rasgo característico, es una de las principales características distintivas de las rocas sedimentarias.
Características Las rocas sedimentarias se caracterizan por dos rasgos esenciales: • Presentan una estructura estratificada, con capas producidas por el carácter a la vez progresivo y discontinuo del proceso de sedimentación. Se llaman estratos a esas capas.
• Contienen generalmente fósiles, cuando no están directamente formadas por fósiles. Los procesos magmaticos destruyen los restos de los seres vivos, lo mismo que los procesos metamórficos, salvo los más suaves. Además las rocas sedimentarias suelen ser más o menos permeables, sobre todo las detríticas, lo que favorece la circulación o depósito de agua subterránea y otros fluidos, como los hidrocarburos.
Qué es un Sedimento? Es un material sólido, acumulado sobre la superficie terrestre derivado de las acciones de fenómenos y procesos que actúan en la atmosfera, en la hidrosfera y en la biosfera (vientos, variaciones de temperatura, precipitaciones meteorológicas, circulación de aguas superficiales o subterráneas, desplazamiento de masas de agua en ambiente marino o lacustre, acciones de agentes químicos, acciones de organismos vivos).
Proceso de Sedimentación La sedimentación es el proceso por el cual el material sólido, transportado por una corriente de agua, se deposita en el fondo de un rio, embalse, canal artificial, o dispositivo construido especialmente para tal fin.
Qué es el Carbón? El carbón es una roca sedimentaria organoclástica de grano fino, compuesta esencialmente por restos carbonizados de plantas. Estas rocas organoclásticas suelen constituir secuencias estratigráficas características que reciben el nombre de ciclotema, es decir, una secuencia litológica que se repite en el tiempo.
Petrología del Carbón La petrología se ocupa del estudio de los compuestos minerales individuales de una masa mineral (roca o carbón) por medios visuales.
Formación del Carbón El carbón se origina por la descomposición de vegetales terrestres, hojas, maderas, cortezas, y esporas, que se acumulan en zonas pantanosas, lagunares o marinas, de poca profundidad. Los vegetales muertos se van acumulando en el fondo de una cuenca. Quedan cubiertos de agua y, por lo tanto, protegidos del aire que los destruiría. Comienza una lenta transformación por la acción de bacterias anaerobias, un tipo de microorganismos que no pueden vivir en presencia de oxígeno.
Con el tiempo se produce un progresivo enriquecimiento en carbono. Posteriormente pueden cubrirse con depósitos arcillosos, lo que contribuirá al mantenimiento del ambiente anaerobio, adecuado para que continúe el proceso de car bonificación. Los geólogos estiman que una capa de carbón de un metro de espesor proviene de la transformación por el proceso de diagénesis de más de diez metros de limos carbonosos.
Litotipos: Componentes macroscópicos del carbón. Es el equivalente al componente bandeado.
macerales Son los constituyentes químicos individuales de la roca, que son identificados por medios microscópicos o químico componentes de un litotipo.
Tipos de macerales En un primer momento se consideraba que existían 3 tipos de macerales, que eran: vitrinita, exinita o liptinita, inertinita. Sin embargo, se encontraron que existían distintos grupos de macerales, ya que para poder explicar lo que ocurría experimentalmente era necesario admitir que había grupos de macerales constituidos por macerales. Se intentaba encontrar la estructura del carbón, pero esto no fue posible, por lo que se llegó a la conclusión de que no había una estructura química definida para el carbón; esto es así porque el carbón es químicamente heterogéneo.
Clasificación del Carbón Para poder clasificar los carbones necesitamos saber ciertas variables que estos presentan como son: q. Porcentaje de carbono fijo. q. Porcentaje de volátiles. q. Poder calorífico. q. Contenido de humedad. q. Porcentaje de azufre.
Según lo anterior podemos clasificar los carbones en: Ø Antracita: O carbón duro, con alto contenido de carbono (86% al 98%), bajo contenido de materia volátil y poder calorífico superior a 14. 000 BTU/lb (7780 Cal/gr). Usado combustible en generación de calor o vapor en la industria térmica y siderúrgica, también se usa en la fabricación de goma sintética, colorantes y purificación de agua para consumo humano (filtros).
Ø Carbones bituminosos: Variedad de carbón cuya constitución y propiedades son intermedias entre la antracita y el lignito. Su composición de carbono está entre 45% y 86%. Tiene un elevado contenido de material volátil.
Ø Carbones sub- bituminosos: Con menor poder calorífico que los carbones bituminosos, su composición en carbono está entre 35% y 45%, tiene un elevado contenido de material volátil, algunos con poder coquizable. Es empleado en la generación de energía eléctrica y en procesos industriales.
Ø Lignito y turba: Son carbones con alta humedad y alto contenido de ceniza y de material volátil, lo cual hace que posean un bajo poder calorífico. Es empleado para la generación de calórica (calefacción), energía eléctrica, para algunos procesos industriales en donde se requiere generar vapor y más recientemente se han fabricado briquetas de turba y lignito para quemarlas en hornos.
Clasificación Tipo Carbono fijo (%) Material volátil (%) Contenido humedad (%) Poder calorífico (Btu/lb) Poder calorífico (Cal/gr) Antracita 86 - 98 1 < 15 > 14000 >7780 Bituminoso 45 - 86 32 15 - 20 10500 14000 5800 - 7780 Subbituminoso 35 - 45 50 20 - 30 7800 - 10500 4300 – 5800 Lignito y turba 25 - 35 96 >30 4000 - 7800 2200 - 4300
Clasificación carbones %carbon fijo Vs. %volátiles 98 Antracita 86 Bituminoso 14 45 Sub-bituminoso 55 35 Turbas y lignito Madera 1 25 65 75
Propiedades del carbón El carbón se evalúa de acuerdo con ciertas propiedades. Las más importantes son: • Poder calorífico: Es el más importante, ya que el poder calorífico es la mercancía objeto de compraventa. Depende de la cantidad de humedad y de cenizas, así como de la composición de la materia orgánica.
• Humedad: Componente no combustible que aumenta el peso muerto del carbón, consume calor de la parte combustible y debilita su estructura física. • Ceniza: Materia mineral inorgánica queda como residuo de la combustión. En la mayoría de las minas de carbón funcionan plantas de lavado para la separación de la materia inútil.
• Azufre: Impureza inorgánica del carbón. Es perjudicial ya que en la combustión se forman ácidos corrosivos. • Temperatura de fusión de las cenizas: Los carbones pobres producen cenizas fundidas que ocasionan graves averías al obstruir los pasos de aire de las parrillas. • Tamaño: Determinado por el grado de rotura que sufre en la manipulación, pero regulado por la trituración que se realiza durante el proceso.
• Triturabilidad: Propiedad de interés principal para la fabricación de cemento y de las instalaciones que utilicen carbón en polvo. Los carbones se diferencian en su dureza, pero la pizarra o pirita (minerales duros), aumenta la dificultad de trituración. • Desmenuzamiento: Propiedad parecida a la triturabilidad, pero perjudicial para los carbones destinados a usos domésticos.
Yacimientos de Carbón en el mundo 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.
Producción mundial del carbón (2003).
Consumo mundial de energía primaria por tipo de combustible (2003).
Reservas y tipo de carbón de toda Colombia Zonas carboníferas Recursos reservas Tipos de carbón Método de explotación Medidas indicadas Antioquia 90 225 Térmico Subterránea Boyacá 170. 4 682. 7 Subterránea Cauca 16. 4 66. 8 Térmico y coquizable Térmico Cesar 1933 589 térmico Córdoba 381 257 Térmico Cielo abierto subterránea Subterránea Cundinamarca 241. 9 538. 7 Subterráneo Guajira 3933 Térmico y coquizable Térmico Nd Santander 68 101 Subterráneo Santander 57. 1 114 Valle d cauca 20. 1 22. 4 Térmico y coquizable Térmico Total ´país 6648 2322 Subterránea Cielo abierto Subterráneo
minería del carbón por regiones en Colombia ü En el interior del país: Las reservas medidas de carbón en el interior del país son de 713, 8 Mt y se encuentran principalmente en siete departamentos: Antioquia, Valle del Cauca, Boyacá, Cundinamarca, Santander y Norte de Santander. Los carbones de Norte de Santander bituminosos y antracíticos, se caracterizan por tener altos volátiles, comúnmente aglomerantes, de buena calidad para uso térmico y metalúrgico. Las zonas de Cundinamarca y Boyacá tienen carbones bituminosos y antracíticos en menor medida, los primeros tienen porcentajes variados de volátiles y son de excelente calidad para uso térmico y metalúrgico.
• Antioquia: Las áreas carboníferas de este departamento se localizan en los municipios de Amagá, Ángelopolis; Venecia, Fredonia y Titiribí; el carbón de esta zona es de tipo térmico. El área de Amagá - Ángelopolis, se encuentra al sur oeste del departamento, cuenta con unas reservas medidas de 11, 84 Mt, mientras que el área de Venecia – Bolombolo ubicada en la misma región, cuenta con reservas medidas de 57, 95 Mt y el área de Titiribí con 11, 33 Mts. Gran parte de la minería en Antioquia es de subsistencia.
§ Boyacá: El área carbonífera en Boyacá va desde el municipio de Jericó, al norte, hasta los límites con el departamento de Cundinamarca; la principal área minera se encuentra entre los municipios de Sogamoso y Jericó la cual cuenta con carbones tipo bituminosos y reservas medidas de 102. 84 Mt, otras áreas de importancia son: Tunja - Paipa - Duitama con 24, 03 Mt, Suesca - Albarracín con 7, 81 Mt y Chequa - Lenguazaque con 35, 69 Mt, compartida con Cundinamarca. La minería de esta región es poco tecnificada y de subsistencia.
§ Cundinamarca: Esta área se encuentra ubicada en el centro del país, la formación carbonífera en la región va desde el municipio de Zipaquirá hasta los límites con el departamento de Boyacá. El carbón es del tipo bituminoso y cuenta con las siguientes zonas mineras: Chequa - Lenguazaque, San Francisco - Subachoque La Pradera con 11, 35 Mt, Tabio - Río Frío – Carmen de Carupa con 19, 43 Mt, Zipaquirá - Neusa con 1, 64 Mt, Guatavita - Sesquilé - Chocontá con 21, 90 Mt, Suesca - Albarracín con 32, 92 Mt y Chequa - Lenguazaque con 140, 42 Mt, en total se calculan unas reservas medidas de 236, 23 Mts. La clase de explotación está asociada a la minería poco tecnificada y de subsistencia.
§ Norte de Santander: El departamento de Norte de Santander está localizado en los límites con Venezuela y sus principales zonas mineras están en Catatumbo y Tasajero, otras zonas carboníferas con menor grado de potencial son Zulia -Chinácota, Pamplona - La Don Juana, Salazar y Toledo. Posee reservas medidas de 119, 69 Mt y se caracteriza por predominar la minería poco tecnificada. Además, debido a su ubicación geográfica gran parte de la producción se destina a la exportación a través del puerto de Maracaibo, en Venezuela.
Localización en el departamento del Cesar El área de influencia directa de los proyectos carboníferos del Departamento del Cesar está constituido por once centros poblados de la región Central departamento, localizados en los municipios de La Jagua de Ibiríco, Chiriguaná, El Paso, Becerril, Bosconia y Valledupar.
El área está localizada geográficamente dentro de la conocida cuenca sedimentaria Cesar – Ranchería que se encuentra enmarcada entre la Sierra Nevada de Santa Marta y la Serranía de Perijá. En su contexto geológico regional esta cuenca está limitada al Norte por la Falla de Oca, al W por la Falla de Santa Marta - Bucaramanga y al E por la Falla de Perijá.
Identificación y evaluación del recurso § La Jagua de Ibirico: Estructura sinclinal asimétrico. 13 mantos con espesor acumulado de 26. 0 mts en el miembro medio de la formación cuervos. Reservas medidas de 197 millones de toneladas.
§ Área Central: Estructuras sinclinales asimétricas. 30 mantos con espesor acumulado de 56 mts. Reservas medidas de más de 1. 600 millones de toneladas. § Reservas de Carbón: Las reservas medidas de carbón del Cesar alcanzan la cifra de 1933 millones de toneladas y se localizan y clasifican como lo muestran los siguientes cuadros:
Reservas en el departamento del Cesar RESERVAS GEOLÓGICAS ÁREAS/SECTOR RESERVAS EXPLOTADAS HASTA DIC. 2004 MEDIDAS INDICADAS - EL DESCANSO - LA LOMA – CALENTURITAS - LA LOMA – SIMINERA - LA LOMA – EL HATILLO - LA LOMA – BOQUERON - LA JAGUA DE IBIRICO - CERROLARGO 1105 102 50 57 361 197 61 300 71 52 166 - 0. 00 0. 05 0. 18 0. 00 110. 0 20. 0 1. 17 TOTAL 1933 589 130. 0
El cesar cuenta con Carbón tipo térmico ÁREAS/SECTOR RESERVAS GEOLÓGICAS RESERVAS EXPLOTADAS HASTA DIC. 2006 MEDIDAS INDICADAS - EL DESCANSO - LA LOMA – CALENTURITAS - LA LOMA – SIMINERA - LA LOMA – EL HATILLO - LA LOMA – BOQUERÓN - LA JAGUA DE IBIRICO - CERRO LARGO 1. 105 102 50 57 361 197 61 300 71 52 166 0. 00 2. 8 0. 18 0. 00 145. 0 26. 0 7. 17 TOTAL 1. 933 589 181. 9
Calidad El Cesar cuenta con carbones de tipo térmico. En la siguiente tabla se observa la variación de los diferentes parámetros fisicoquímicos que definen la calidad de los carbones.
PARAMETROS HUMEDAD % CENIZAS MATERIAL VOLATIL % AZUFRE % PODER CALORÍFICO BTU/Lb LA LOMA 10. 3 5. 6 36. 8 0. 6 11616 LA JAGUA 7. 1 5. 3 35. 7 0. 6 12606 CALENTURITAS 12. 0 5. 3 35. 0 0. 8 11431 EL DESCANSO 13. 6 10. 6 32. 3 0. 6 10374
Desarrollo minero El sistema de mayor utilización para la extracción carbonífera ha sido el de cielo abierto. El sistema de cargue utiliza palas desde 14 a 46 yd 3 y el transporte en camiones de 35 hasta 270 toneladas de capacidad. La operación Drummond cuenta además, con el uso de una dragalina, capaz de remover hasta 88 M 3 por movimiento, tal vez es el equipo móvil más grande en operación minera en Latinoamérica.
Cuenta además con un sistema de bandas transportadoras de hasta 5 kmts de longitud. El sistema de explotación subterráneo ha sido aplicado en menor proporción y solamente en el sector de La Jagua de Ibiríco. Se aplican los métodos de cámaras, pilares y el de tajo largo, éste totalmente mecanizado y cuenta con la ayuda de una rozadora para las labores de explotación.
1 1. 5 1. 6 1, 987 1, 988 1, 989 1, 990 1, 991 1, 992 1, 993 1, 994 9. 7 1, 999 27. 7 31. 1 33. 57 25 2, 009 15 33. 67 20 2, 008 21. 1 25 33. 18 16. 3 15. 3 35 2, 007 2, 006 12 30 2, 005 2, 004 2, 003 2, 002 2, 001 2, 000 9. 3 8. 5 1, 998 6. 5 10 1, 997 1, 996 3. 8 5 1, 995 0. 3 1. 9 0. 2 0. 5 1. 8 0. 1 0 1, 985 PRODUCCIÓN CARBONÍFERA DEL CESAR 40
A partir del año 2004, el Cesar se convierte en el primer productor de carbón del país, con 25 millones de toneladas seguido por la Guajira con 24. 5 millones de toneladas. Para el año 2006, . se mantiene esta tendencia con 31. 1 millones de toneladas para el Cesar y 29. 0 millones de toneladas para La Guajira.
Localización en la Guajira El área de estudio esta localizada en la esquina Nororiental del territorio Colombiano, limita al Este por la Serranía de Perijá, al W por la Sierra Nevada de Santa Marta, al Norte por la Falla de Oca; al Sur por los Valles de los Ríos Cesar y Marquezote, hace parte del Valle del Río Ranchería y Valle Superior del Río Cesar.
Identificación y evaluación del recurso La formación Cerrejón contiene numerosos mantos de carbón distribuidos regularmente a lo largo de ella. Se han identificado por lo menos 55 mantos mayores de un metro, distribuidos en una inmensa estructura sinclinal y anticlinal, generalmente cubierta por una espesa cobertura aluvional.
Recursos y reservas- Guajira
Calidad
Bibliografía § Boletinsgm. igeolcu. unam. mx/epoca 04/5801/( 5)Corona. pdf. § www. encolombia. com/economia/Elcarbon/Elc arbonencolombia. htm § www. interamericancoal. com/carboncol. htm § INGEOMINAS. Recursos minerales de Colombia, Tomo II. Segunda edición. Publicaciones geológicas especiales del Ingeominas.
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§ Diapositivas de ZONAS CARBONÍFERAS DE LA GUAJIRA por Geólogo Calixto Ortega caliortega@hotmail. com
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