Yo sí quiero que me regalen carbón

Fronteras

Ahora que se acercan las fechas navideñas, es hora de pensar en los consabidos regalos. Y, por supuesto, vuelve a aparecer la típica amenaza para la chavalería: si no se han portado bien durante todo el año, lo que les va a caer es carbón. Pues a mí, como geóloga, me parece un regalo magnífico más que un castigo. Aunque aquí voy a ponerme igual de repelente que el niño del chiste, preguntando a Papá Noel, al Olentzero o a los Reyes Magos: pero, ¿qué tipo de carbón me vais a traer?

Hace unos meses, en el artículo titulado “Historias (geológicas) de la cripta” (https://culturacientifica.com/2022/06/23/historias-geologicas-de-la-cripta/), ya os comentaba de manera muy sucinta cómo se forma el carbón, pero aquí quiero meterme más en faena, que ahora es el momento perfecto.

carbón
Reconstrucción de una zona pantanosa del Carbonífero. Ilustración: Richard Bizley. Fuente: The Paleo Post.

Antes de seguir, me gustaría recordar algunas cosas sobre el carbón. En primer lugar, se trata de una roca sedimentaria originada a partir de restos vegetales terrestres. En segundo lugar, esta vegetación tuvo que crecer bordeando zonas acuáticas tales como pantanos, estuarios o lagunas costeras. En tercer lugar, la materia orgánica, una vez muerta la vegetación, se tuvo que acumular en esos fondos acuáticos y enterrarse de manera muy rápida. Y, en cuarto lugar, su descomposición bacteriana se produjo en condiciones anóxicas, o, lo que es lo mismo, en ausencia de oxígeno.

Con el paso del tiempo, estas capas de carbón se van cubriendo por nuevos sedimentos que se depositan por encima, lo que hace que se vayan compactando poco a poco al estar sometidas a mayor presión y temperatura según se van enterrando. Este proceso, además, provoca la pérdida de agua de la roca, aumentando así su porcentaje de carbono. Esto hace que, aunque generalmente lo llamemos a todo carbón, en realidad nos encontremos con que existen muchas variedades o tipos de este material geológico de acuerdo a su composición química, su contenido en agua y a una de las propiedades más interesantes de esta roca, su poder calorífico, es decir, la cantidad de energía en forma de calor que se libera al combustionar el carbón (hacerlo reaccionar químicamente con oxígeno). Y, aunque podéis encontrar un montón de clasificaciones sobre los tipos de carbón que existen, yo me voy a quedar con los más conocidos, esos que estudiamos en el colegio, aunque se nos hayan olvidado con el paso de los años, y que se basa, principalmente, en el porcentaje de carbono que tiene la roca.

Ejemplos de turberas y formación de turba. Turbera actual (A) donde se están produciendo los primeros estadios de descomposición de la materia orgánica (B) acumulada en uno de los márgenes de la marisma de la Ría de La Rabia (Oyambre, Cantabria). Turbera fósil (C), con una edad estimada de entre 5000 y 10000 años, de la playa de Oyambre (Cantabria), en la que la materia vegetal ha tenido tiempo de compactarse (D).

El primer tipo es la turba. Se genera cuando la materia vegetal enterrada todavía no se ha transformado en roca y es el carbón que tiene un menor porcentaje de carbono (alrededor del 50%) en su composición.

Cuando la turba se compacta se transforma en lignito. Es un material aún deleznable, no del todo litificado, pero sí más sólido que la turba, teniendo una mayor proporción de carbono (hasta un 70% o 75% del total).

Ejemplares de hulla (A) y antracita (B), donde se aprecia la mayor compactación que sufre este último tipo de carbón. Fuente: United States Geological Service (USGS)

Si seguimos enterrando el lignito lo convertiríamos en hulla. Este tipo de carbón sí que está ya consolidado y puede presentar hasta un 90% de carbono en su composición química.

Y el último tipo de carbón es la antracita. Es el que ha estado sometido a mayor presión y temperatura y aparece como una roca todavía más compacta que la hulla, alcanzando porcentajes de carbono comprendidos entre el 90% y el 95%.

Aunque todos estos tipos de carbón se han empleado, y emplean todavía en la actualidad, como combustible, los más buscados son la hulla y la antracita, ya que son los que tienen un mayor poder calorífico, gracias a esa elevada proporción en carbono presente en su composición química. Es decir, son los que liberan mayor cantidad de energía en forma de calor al combustionarlos. Pero no se trata de unos materiales tan abundantes como nos gustaría en la Tierra, porque, como os he comentado antes, todo es cuestión de tiempo.

Seguro que habéis visto turberas actuales, ya sea de manera presencial en algunas marismas o zonas pantanosas que hayáis visitado o en fotografías y documentales. Y seguro que también conocéis turberas famosas de zonas del centro y del norte de Europa porque han aparecido fósiles, incluso de seres humanos, en los que se han conservado las partes blandas o el pelo de los organismos debido a esa falta de oxígeno y que tenían decenas o cientos de miles de años de antigüedad. Pues ese carbón, después de todo ese tiempo, seguía siendo turba. Así que os podéis imaginar lo que tarda en formarse el carbón de los tipos hulla y antracita. Sí, la respuesta es millones de años.

Para que os hagáis una idea, los depósitos de carbón más antiguos que existen en el registro fósil son del Devónico (periodo geológico sucedido hace entre 419 y 359 millones de años). Pero más del 80% de los depósitos de carbón de nuestro planeta se formaron a partir de los vegetales que poblaron los pantanos y marismas del Carbonífero (periodo ocurrido hace entre 359 y 299 millones de años) y casi todo el resto de yacimientos explotados por el ser humano son del Cretácico (periodo que aconteció hace entre 145 y 66 millones de años).

Por eso se trata de un recurso fósil, ya que se ha originado a partir de restos orgánicos del pasado, no renovable, porque se tarda millones de años en formar y lo estamos consumiendo a un ritmo mucho más rápido (escala de tiempo humana) que no permite su reposición en los yacimientos, y escaso, ya que se tienen que dar unas condiciones geológicas muy concretas para que se pueda generar (no toda la materia vegetal circundante a zonas acuáticas se acaba convirtiendo en turba). Y creo que no hace falta que comente nada sobre su grado de contaminación atmosférica con gases de efecto invernadero cuando lo combustionamos.

Con todo esto, me reafirmo en que me parecería un regalazo encontrarme alguna variedad de carbón debajo del árbol durante estas fiestas. Aunque debo reconocer que preferiría que fuese del que está compuesto totalmente por azúcar, que sigo siendo una golosa empedernida.

Sobre la autora: Blanca María Martínez es doctora en geología, investigadora de la Sociedad de Ciencias Aranzadi y colaboradora externa del departamento de Geología de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU

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