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Lignito

Contenido disponible: Texto GEA 2000

(Econ.), (ver carbón Buscar voz..., y minería Buscar voz...) Palabra que designa un conjunto de carbones cuyo proceso de evolución es intermedio entre la turba y la hulla. Los lignitos se diferencian de los carbones de mayor rango (más antiguos) por su color, que varía del pardo al negro, y su textura amorfa, fibrosa o leñosa, por su contenido de humedad, que puede alcanzar hasta el 60 % en los casos extremos, su porcentaje de carbono, intermedio entre las hullas y las turbas, nunca por encima del 80 %; finalmente, por su alto contenido en ceras y resinas (5-15 %).

Los carbones minerales en general y los lignitos en particular se originan a partir de vegetales que, acumulados en grandes cantidades durante diversos períodos geológicos, han permanecido cubiertos por agua y experimentado una descomposición anaerobia. La reunión en un lugar de las enormes cantidades de restos de vegetales necesarios para la formación de los yacimientos de lignitos, pudo realizarse por dos modalidades diferentes: autóctona y alóctona. En la primera, también denominada in situ, las plantas que dieron origen al lignito crecieron en una zona que sufrió inundaciones periódicas. Cuando el terreno estaba enjuto crecían árboles, a veces tan grandes como los actuales pinos gigantes de California; al sobrevenir la inundación los árboles se mueren y los troncos caen, pero los tocones subsisten como se observa en algunos yacimientos. Durante la inundación se depositan sedimentos que posteriormente aparecen en el carbón en forma de finos lechos de materia mineral, generalmente pizarras que separan las capas de carbón e indican los diversos períodos de carbonificación que tuvieron lugar.

En la formación alóctona los restos de vegetales son arrastrados por las corrientes de agua depositándolos en los remansos donde sufren el proceso de carbonificación. Éste puede tener lugar en aguas dulces (cuencas límnicas) o salobres (cuencas parálicas). Las plantas que dieron origen a los lignitos pueden identificarse por los restos que se encuentran allí, mucho mejor conservados que en el caso de las hullas. Aparecen grandes trozos, troncos y ramas de coníferas, cuya conservación es facilitada por la presencia de resinas, pero también se encuentra gran cantidad de restos celulares y polen de angiospermas. Igualmente se encuentran en los lignitos escleroncios, hifas y esporas de hongos. La formación de la mayoría de los carbones sub-bituminosos o lignitos negros aragoneses tuvo lugar a fines del último período (Cretácico) de la Era Mesozoica en la transición Aptense-Albense (hace cien millones de años) en cuencas salobres. De formación posterior son los lignitos de la cuenca de Mequinenza, que datan del Oligoceno de la Era Terciaria (30 millones de años), en cuencas lacustres.

Por sus características, se distinguen los siguientes tipos de lignitos: pardo-terrosos o fibrosos (los más próximos a las turbas en aspecto y propiedades, de color pardo claro y textura fibrosa), leñosos o xifoides (de color pardo claro y con aspecto leñoso, constituidos por madera carbonificada cuya estructura conserva; en muchos carbones pardos se observan bandas de lignito xiloide), carbones pardos amorfos (sin reserva de fibras vegetales), y lignitos negros o carbones sub-bituminosos (de color pardo oscuro a negro, de aspecto mate o con brillo sedoso, en ocasiones con bandas brillantes o mate como los carbones bituminosos).

Además de su utilización directa para combustión en centrales de producción de energía eléctrica, los lignitos han sido y son una excelente materia prima para la obtención de combustibles líquidos y gaseosos exentos de cenizas y heteroátomos (oxígeno, azufre y nitrógeno).

Esta práctica fue ampliamente desarrollada por Alemania, y en menor grado por Inglaterra e Italia durante los años de la II Guerra Mundial, con objeto de sustituir los suministros petrolíferos por combustibles obtenidos a partir de carbón. El proceso Bergius y la síntesis Fischer-Tropsch proporcionaron a Alemania la mayor parte de las gasolinas y combustibles diesel para sus necesidades bélicas. Acabada la contienda y restablecido el comercio de crudos, el carbón no pudo competir en precio con el petróleo y las instalaciones fueron poco a poco desmanteladas.

Dos son las principales técnicas de obtención de combustibles limpios a partir de carbón: la gasificación y la licuefacción. La gasificación del carbón consiste en traspasar la energía almacenada en el mismo a una masa de gases producidos cuyo manejo y transporte es más sencillo y menos costoso. La transformación se realiza en reactores adecuados y utilizando como reaccionantes con el carbón los llamados agentes gasificantes, que suelen ser: aire más vapor de agua, aire enriquecido con oxígeno más vapor, oxígeno más vapor, hidrógeno, etc. Parte del carbón se quema produciendo el calor necesario para que se desarrollen reacciones endotérmicas, como es la descomposición del vapor de agua. Esta transformación supone una desintegración total de la estructura carbonada primitiva del carbón. Según las condiciones de la operación -presiones de 1 atm. a 100 atm., temperaturas de 950° a 1.900° C, calidad del carbón y naturaleza de los agentes gasificantes-, se pueden obtener: gases de baja potencia calorífica aptos para combustión directa y para producción de electricidad mediante el llamado «ciclo combinado», y gases de potencia calorífica media, ricos en hidrógeno y monóxido de carbono, que pueden utilizarse como combustibles nobles, para síntesis química (metanol, gasolinas, etc.) y para hidrogenaciones del propio carbón. Mediante una etapa adicional llamada metanación, el gas de síntesis puede enriquecerse en metano (94-98 %), llegando a obtener un gas de alta potencia calorífica intercambiable con el gas natural.

La licuefacción del carbón consiste en, respetando algunas estructuras hidrocarbonadas presentes en el mismo, transformarlo en combustibles líquidos cuya relación atómica H/C esté más acorde con los productos de naturaleza petrolífera que con el carbón de partida. Esto se puede realizar bien hidrogenando la estructura o bien retirando carbono de la matriz carbonácea. Es un proceso menos drástico que la gasificación y no requiere en general temperaturas superiores a los 600° C; las presiones de trabajo pueden alcanzar normalmente valores de 150 a 300 atm. Esta transformación puede realizarse por distintos caminos: pirólisis, hidrogenación directa, hidrogenación indirecta (vía gasificación y síntesis Fischer-Trospsch), extracción por disolventes, etc.

Los líquidos obtenidos en la primera etapa de hidrogenación requieren un posterior tratamiento hidrogenante para elevar su contenido en hidrógeno y mejorar su calidad; esta operación está ya fundamentalmente basada en la tecnología petrolífera. Es de destacar en la licuefacción la importancia de los catalizadores, cuyo estudio y desarrollo se está potenciando notablemente. Los lignitos pueden también utilizarse para regenerar suelos deficitarios en materia orgánica, ya que por un tratamiento adecuado se consigue aumentar su contenido en ácidos húmicos, que son los constituyentes del humus de los suelos, base imprescindible para el desarrollo de las plantas. La naturaleza química de los ácidos húmicos del lignito les confiere una excelente disposición para retener metales pesados, especialmente importante en el caso de los radiactivos, y de ahí su potencial interés en el campo de la descontaminación.

 

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