INTRODUCCINLa fluctuante y ascendente cotizacin del petrleo, principal recurso energtico usado en el mundo, han generado preocupacin en los mbitos internacional y nacional, lo que est llevando a la bsqueda de combustibles fsiles alternativos, como el carbn mineral, cuyo costo es relativamente competitivo.El Per alberga un considerable potencial de carbn cuyo aprovechamiento ofrece interesantes y variadas oportunidades para los inversionistas. Las mejores posibilidades se presentan en la industrializacin de la antracita existente en los Andes noroccidentales. La reserva potencial de la antracita en la sierra norte es del orden de cientos de millones de toneladas. Este tipo de carbn tiene un alto poder calorfico y puede utilizarse en la industria y en la produccin de derivados para la exportacin.

YACIMIENTOS ORGANGENOSCorresponde bsicamente a concentraciones anmalas de origen orgnico producidos por restos vegetales (carbn, petrleo, gas natural y fosfatos). Los depsitos de fosfatos no son considerados, debido a que, son producidos por detritus de las aves, que sufren procesos fsico-qumicos dando origen a yacimientos de buena calidad pero en poca cantidad.DEPSITOS DE CARBNEl carbn mineral es una roca sedimentaria combustible formada por fragmentos vegetales, que se encuentra en diferentes estados de evolucin en funcin de los procesos de diagnesis y carbonizacin que sufre con posterioridad a su enterramiento.Otra definicin, el carbn es material slido, de origen vegetal, compuesto por carbono puro o por carbono en forma de carbohidrato oxidado que sirve de combustible.Para el estudio del origen de los yacimientos de carbn puede asumirse que las acumulaciones de materia orgnica que en la actualidad se estn produciendo en pantanos o turberas se comportan y evolucionan de la misma manera que lo hicieron en el pasado los depsitos de carbn. DEPSITOS ORGNICOS ACTUALESSegn su lugar de origen se dividen en:HUMUS, compuesto por materia orgnica fresca o en estado de putrefaccin que se acumula en la parte superior de los suelos (suelos cidos hmicos). Al paso del tiempo, se oxida y no forman yacimientos.TURBA, formada por una gran cantidad de restos vegetales acumulados en zonas pantanosas, lagunares o marinas u otras zonas donde hay contenidos de agua. Las condiciones anaerobias durante la formacin de la turba inhiben la rotura completa de la estructura vegetal por las bacterias. La turba se forma en cualquier latitud, desde zonas tropicales (bosques hmedos, manglares) a las de clima templado o fro (pantanos, cinagas). Los restos vegetales en los pantanos son troncos, ramas y hojas de rboles y arbustos.SAPROPEL, compuesto por materia orgnica que se acumula bajo el agua en lagos, albuferas o mares, tanto en zonas profundas como en superficiales. La materia orgnica puede mezclarse con elementos terrgenos de grano fino, dando lugar a depsitos de composicin muy heterognea (lodo con contenido de material orgnico en cantidades variables).

ORIGEN Y COMPONENTES DEL CARBNDesde el punto de visto gentico, los antiguos depsitos orgnicos pueden ser dos grupos: AUTCTONOS, formados por materia orgnica que ha crecido in situ (turba y humus). ALCTONOS, formados por materia orgnica transportada y depositada a partir de una suspensin (sapropel).Los del primer grupo, estn formados por una mezcla muy variada de restos de plantas macroscpicas. Es el grupo ms importante e incluyen la mayor parte de los lignitos, hullas y antracitas.Los del segundo grupo (saproplicos), estn constituidos por elementos de pequeo tamao (algas unicelulares, polen, esporas, diminutos fragmentos de plantas).Como CARBONIZACIN se conoce a todos los procesos microbiolgicos, fsicos y qumicos que tienen lugar durante la transformacin de la materia vegetal en turba y de sta en carbn y que, en su mayor parte, estn controlados por la temperatura que la turba soporta durante la etapa de enterramiento, tras ser recubierta por sedimentos detrticos o acumulaciones de materia vegetal joven.El carbn puede descomponerse durante y despus de su combustin segn 3 grupos:1. MACERALES (compuestos de materia orgnica) Carbono fijo Voltiles orgnicos2. MATERIA MINERAL (fraccin inorgnica compuesta por diversos minerales) Voltil mineral cenizas3. HUMEDAD aguaLos componentes del carbn son la MATERIA VOLTIL, excepto la humedad, que se libera a alta temperatura en ausencia de aire, ceniza es el residuo inorgnico que queda tras la combustin y carbono fijo es el carbono residual que permanece tras liberarse la materia voltil.EL carbn est compuesto por materia orgnica y mineral, de composicin elemental de C (60-90%), H (1-2%), O (2-20%) y N (1-3%), con cantidades variables de S, P, SiO2, Al2O3, Ni, etc.La calidad del carbn depende del contenido en macerales, materia mineral y de su rango.El rango del carbn es bsicamente una medida de su grado de carbonizacin. Cuanto mayor es el rango, mayor es el contenido en carbono fijo y menor la proporcin de voltiles. Los carbones de bajo rango, ricos en voltiles, arden fcilmente produciendo humo mientras que los de alto rango prenden con dificultad pero arden sin humo. El residuo que queda tras eliminar los voltiles es el COQUE. El grado de carbonizacin de un carbn puede medirse por medio de diversos parmetros como son: porcentaje de carbono fijo, contenido de hidrgeno y oxgeno, material voltil, humedad y el poder calorfico. El rango aumenta con la profundidad a la que se encuentra el carbn, por ello, la temperatura juega un papel decisivo dentro de los cambios qumicos al variar el rango del carbn. Los carbones que estn localizados en zonas tectnicas por pliegues o fallas, suelen tener comparativamente un rango superior al que les correspondera, debido muy probablemente a un gradiente geotrmico local elevado y a la circulacin de fluidos hidrotermales. CLASIFICACIN MACROSCPICA DEL CARBNLa divisin ms comn de los carbones se establece en funcin de su rango.

1. TURBA: es un carbn poco evolucionado (o no es carbn), no es un combustible. Es una acumulacin de materiales vegetales descompuesta, que representa la primera fase en la acumulacin de todos los carbones. Su contenido en humedad puede llegar al 90% de su peso.2. LIGNITO PARDO: Son carbones compactos, a veces hojosos, en las que no es posible determinar a simple vista la presencia de estructuras vegetales.Es negro pardusco, y est formado por material leoso embebido en restos vegetales macerados y descompuestos. Se presenta listado y trabado, y debido a su gran humedad, se desintegra al ser secado al aire. Se usa como combustible local y para producir gas, y reducido a polvo se utiliza para calefaccin y elevacin del vapor.3. HULLA SUB-BITUMINOSA: Se produce por compactacin del lignito pardo. Tiene color negro mate a brillante. Con frecuencia, este carbn intermedio es difcil de distinguir de la hulla bituminosa. Tiene poco contenido de madera, est listado y se fragmenta en direccin paralela a la estratificacin, pero le falta la exfoliacin columnar de la hulla bituminosa. Es un buen combustible, y limpio, pero tiene un valor calorfico relativamente bajo. 4. HULLA BITUMINOSA: la hulla bituminosa es densa, oscura, quebradiza y listada, que se rompe en bloques cbicos o prismticos, y no se desintegra al ser expuesta al aire. La materia vegetal no es visible a simple vista. Pueden apreciarse listas opacas y brillantes, suaves y quebradas. Arde con facilidad, con una llama amarilla y humeante. Tiene bajo contenido de humedad, mediano contenido en materias voltiles, elevado contenido en carbono fijo, y un gran valor calorfico. Es la hulla ms til y ms buscada del mundo, y sirve para producir vapor, calefaccin y gas.5. AMPELITA: es una variedad especial de carbn bituminoso, que se parte con una fractura astillosa o concoidea, no mancha los dedos y carece de lustre. Es limpia, arde con llama larga, y se la prefiere para combustible en los hogares.6. ANTRACITA: La antracita es un carbn duro, de un color negro de azabache; posee intenso lustre, es quebradiza, y se parte con una fractura concoidea. Es de brillo vtreo, muy pobre en materia voltil, siendo el lmite variable en las distintas clasificaciones entre 8-10%. Un mayor grado de metamorfismo conduce a la formacin de GRAFITO. En el paso de la hulla a antracita se libera una importante cantidad de metano, que puede permanecer en el propio carbn o emigrar a las rocas encajonantes, dando lugar incluso a campos de gas natural de inters econmico. Cuando se extrae el carbn, el metano se mezcla con el aire de la mina, existiendo riesgo de explosin.

FORMACIN DEL CARBN

Tan pronto como las plantas mueren, comienza su proceso de transformacin. La mayor parte de la materia orgnica es oxidada y reciclada, excepto aquella que se acumula debajo del nivel de las aguas. En estas condiciones anaerobias se detiene el proceso de destruccin, acumulndose la materia vegetal sobre el fondo del pantano. Las aguas lacustres pueden albergar una gran poblacin de plantas herbceas y leosas que, en condiciones favorables, cada 5 aos pueden acumular 1 metro de materia vegetal. Este espesor se reduce de 10 a 20 veces durante la carbonizacin.La transformacin de la materia vegetal en carbn es consecuencia de una gran compactacin y una importante alteracin, siendo la ausencia de aire el factor fundamental. La compactacin es ocasionada por la acumulacin de sucesivas capas de materia vegetal y de sedimentos detrticos, como consecuencia de los respectivos aportes que van llegando paulatinamente a la turbera. Para que la acumulacin sea continua, es necesario que la cuenca sea subsidente, con una velocidad de hundimiento equilibrada a fin de que no se produzca dispersin indeseable de la materia vegetal, y adems, se mantenga la lmina de agua de espesor requerido para mantener la materia vegetal en condiciones anaerobias.Si el aporte de sedimentos es grande y la subsidencia pequea, se acumularan detritus gruesos y la turba apenas podr desarrollarse. Si el aporte de sedimentos es pequeo y la subsidencia tambin, se produce una dispersin del detritus en una gran superficie y se originan plataformas muy amplias en las que puede acumularse la turba. Si el aporte es pequeo y la subsidencia grande, la turba no se acumular o lo har en reas ms restringidas si en ellas la dispersin de los sedimentos es menor. En conclusin, los factores tectnicos afectan tanto a la cantidad de sedimentos que llegan a la turbera como a la subsidencia de la cuenca.

CUENCAS DE SEDIMENTACION Y ALMACN DE CARBN

a. CUENCAS PARLICASSon aquellas cuencas pantanosas que se formaron en la proximidad de la costa, en terrenos ms o menos llanos, de forma que las pulsaciones del nivel del mar causaron peridicas invasiones que dejaron sedimentos marinos como testigos de su paso. Existen muchos tipos de cuencas parlicas tales como: deltas, lagunas, albuferas, etc. Todas ellas se caracterizan por presentar una alternancia de tramos continentales y marinos. En el paquete continental pueden existir muchas capas de carbn, de escasa potencia, ya que el cambio de sedimentacin, ms o menos brusco, por invasiones marinas puede impedir el desarrollo de una posible turbera; el paquete marino puede albergar algunos escasos niveles carbonosos. Sin embargo, al ser el terreno muy llano, las facies generalmente presentan una gran extensin superficial, con lo que las capas de carbn normalmente tienen una gran continuidad lateral.

b. CUENCAS LMNICASSon cuenca sin influencia marina, ms o menos adentrada en el continente. Hay que diferenciar las cuencas terrestres de las lmnicas.Son aquellas cuencas que estn formadas en el borde de un lago o incluso dentro de l, y se caracterizan por el predominio de sedimentos finos (arcillas, limos), pudiendo encontrarse niveles de agua dulce.Cuencas terrestres son aquellas que se forman sobre el nivel fretico de las aguas, pudiendo estar este nivel a mayor o menor profundidad respecto de la superficie topogrfica del terreno.Las cuencas sin influencia marina, contienen capas de carbn de gran potencia pero escasa continuidad lateral, consecuencia de una mayor estabilidad y menor extensin superficial. La alteracin diferencial del proceso de acumulacin de la materia vegetal, tiene por consecuencia la incorporacin al carbn de sustancias inorgnicas que modifican su composicin y, por tanto, diversifican su calidad de unos puntos a otros.

FORMACIN DE UNA TURBERA

La materia vegetal slo puede conservarse s queda aislada del oxgeno del aire por medio del agua. Las turberas existen gracias a la humedad constante que en ellas impera. De ah que las acumulaciones de turba se encuentren con ms frecuencia en las depresiones hmedas del terreno. Adems, en los climas con aire sobresaturado de humedad, las plantas, sobre todo los musgos, se conservan constantemente mojadas y forman a modo de una esponja bien empapada en agua, que protege de la accin oxidante del aire a las plantas muertas que van quedando debajo.Para la acumulacin de turba es necesario que la generacin de materia orgnica sea superior a la cantidad de esta que se destruye. Ambos fenmenos dependen del clima y son ms rpidos cuanto ms caluroso es ste.Atendiendo a la morfologa de los ambientes de deposicin, las turberas pueden dividirse en dos grupos:a) Turberas planas: son aquellas que se forman en depresiones pantanosas. Los materiales se acumulan en el fondo y se tiende a restituir el relieve horizontal.b) Turberas altas: cuando la precipitacin anual excede la evapotranspiracin y no se dan periodos secos prolongados, determinadas plantas, especialmente musgos, se conservan permanentemente mojadas, manteniendo su propio nivel de agua constante favoreciendo el crecimiento de la vegetacin en capas superpuestas.

YACIMIENTO Y EDADEl carbn se presenta en forma de roca sedimentaria en los yacimientos de carbn, formados por capas alternantes de areniscas, esquisto y arcilla, en su mayor parte de origen de agua dulce. Los estratos o venas de carbn son las ms de las veces lentejones lisos, si bien algunas persisten notablemente. La vena de Pittsburgh, por ejemplo, tiene una extensin de 38.850 km cuadrados. Generalmente, las venas de carbn presentan esquistos por arriba y abajo, si bien es muy frecuente que debajo de las mismas se halle arcilla, y la arenisca puede constituir el techo. El carcter del techo afecta a las operaciones de extraccin, por cuanto un techo dbil de esquistos puede exigir una gran entibacin, y un techo resistente de arenisca puede no ceder durante la explotacin.El espesor de las venas oscila desde una simple pelcula hasta 30 metros. El estrato de carbn de mayor espesor, existente en los Estados Unidos, est en Adaville (Wyoming), y tiene 25 metros.Las venas de carbn presentan los rasgos estructurales de las rocas sedimentarias. Comnmente contienen particiones, o sea estrechas fajas de esquisto o arcilla, que interfieren la extraccin del carbn limpio.Las venas en un lado de la cuenca se dividen en seis fisuras de arenisca que presentan inclusiones sedimentarias procedentes de dicho lado durante la acumulacin. Las venas presentan tambin fallas producidas por erosin a lo largo de un canal, y rellenadas por sedimentos posteriores, pliegues, en que el suelo se hincha y penetra en la hulla. El plegamiento produce protuberancias del techo y del suelo que afectan al carbn, as como adelgazamientos y engrosamientos del carbn blando segn las extremidades y crestas de los plegamientos; muchas capas que se suponen delgadas no son ms que las que quedaron estrujadas dentro de las protuberancias anticlinales. Son frecuentes las fallas y los espejos de falla. De modo general, las antracitas se encuentran en las regiones de plegamiento fuerte, y las hullas bituminosas y los lignitos en regiones de plegamiento ms suave.

RESERVAS DE CARBN MINERAL EN EL PERLas principales reservas de carbn en el Per, segn el Ministerio de Energa y Minas, se ubican en las regiones de La Libertad, ncash, Lima y Cajamarca. Cabe destacar que las reservas de carbn consignadas son en su mayora de antracita, carbn bituminoso y sub-bituminoso.La LibertadLos principales yacimientos de carbn mineral se ubican en la zona del Alto Chicama. Al ao 2003 se registraron 17 unidades mineras con operaciones en Cascas, Marmot, Usquil, Quiruvilca y Poroto. Las reservas en poder de concesionarios registrados varan entre 800 y 410.000 toneladas.ncashLos principales yacimientos de esta regin se ubican en Corongo, Huaylas, Yungay y Bolognesi. Al ao 2003 se registraron 33 unidades mineras con operaciones en Bambas, Huallanca, Santa Cruz, Caraz, Pueblo Libre, Yungay, San Luis, Mancos y Chavn de Huntar. Las reservas principalmente de carbn sub-bituminoso, entregadas a los concesionarios registrados varan entre 20 y 1.300.000 toneladas.LimaLos principales yacimientos se ubican en Oyn. Al ao 2003 se registraron 22 unidades mineras con operaciones en Oyn. Las reservas son principalmente de carbn de tipo sub-bituminoso, antracita y bituminoso. Los concesionarios registrados cuentan con reservas que varan entre 1.000 y 100.000 toneladas.CajamarcaLos principales yacimientos de carbn se ubican en Chota, Hualgayoc, San Marcos. Al ao 2003 se registraron 6 unidades mineras con operaciones en Chalamarca, Bambamarca, Gregorio Pita, San Juan y Cospn. Los concesionarios registrados tienen reservas que varan entre 500 y 135.000 toneladas

APLICACIONES DEL CARBNEl carbn suministra el 25% de la energa primaria consumida en el mundo, solo por detrs delpetrleo. Adems es de las primeras fuentes de energa elctrica, con 40% de la produccin mundial. Las aplicaciones principales del carbn son:1. Generacin de energa elctrica Las centrales trmicas de carbn pulverizado constituyen la principal fuente mundial de energa elctrica. En los ltimos aos se han desarrollado otros tipos de centrales que tratan de aumentar el rendimiento y reducir las emisiones contaminantes, entre ellas las centrales de lecho fluido a presin. Otra tecnologa en auge es la de los ciclos combinados que utilizan como combustible gas de sntesis obtenido mediante la gasificacin del carbn.2. Coque es el producto de la pirolisis del carbn en ausencia de aire. Es utilizado como combustible y reductor en distintas industrias, principalmente en los altos hornos (coque siderrgico). Dos tercios del acero mundial se producen utilizando coque de carbn, consumiendo en ello 12% de la produccin mundial de carbn.3. Siderurgia Mezclando minerales de hierro con carbn se obtiene una aleacin en la que el hierro se enriquece en carbono, obteniendo mayor resistencia y elasticidad.4. Industrias varias Se utiliza en las fbricas que necesitan mucha energa en sus procesos, como las fbricas decementoy deladrillos.5. Uso domstico Histricamente el primer uso del carbn fue como combustible domstico. An hoy sigue siendo usado para calefaccin, principalmente en los pases en vas de desarrollo.

ANEXOS

GLOSARIOMARISMAS: es unecosistemahmedocon plantasherbceasque crecen en elagua. El agua de una marisma puede ser slo demar, aunque normalmente es una mezcla de agua marina y dulce, denominada salobre. Las marismas suelen estar asociadas aestuarios, stas se basan comnmente en suelos con fondos arenosos.Las marismas son muy importantes para la vida salvaje siendo uno de loshbitats preferidos para criar una gran variedad de vida; desde diminutasalgasplanctnicas, hasta una abundante cantidad de flora y fauna, fundamentalmente aves.CINAGAS: gran masa de agua estancada y poco profunda en la cual crece una vegetacin acutica a veces muy densa.PRAMO: es unecosistemamontanointertropicalcon predominio de vegetacin tipomatorral(arbustos). Se ubican por lo general, desde altitudes de aproximadamente 3000msnmhasta los 5000msnm. El ms conocido es elpramo andinodeSudamrica, pero tambin hay pramos enCentroamrica,frica OrientalyNueva Guinea.MACERALES: es el nombre que se le da a los constituyentes orgnicos individuales y discernibles bajo microscopio delcarbn.Se les puede considerar anlogos de losminerales de lasrocasinorgnicas.EVAPOTRANSPIRACIN:es la prdida de humedad de una superficie por evaporacin directa junto con la prdida de agua por transpiracin de la vegetacin. Se expresa en milmetros por unidad de tiempo.