EL CARBÓN VEGETAL. Manuel Fernández Martínez. Universidad de Huelva. Dpto. Ciencias Agroforestales
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- Juan Franco Villalobos
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1 EL CARBÓN VEGETAL Manuel Fernández Martínez Universidad de Huelva. Dpto. Ciencias Agroforestales Curso: Vivir del campo: aprovechamiento tradicional de los recursos naturales Coord.: Enrique Torres Álvarez 1
2 PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS Es el producto sólido de la combustión incompleta de la madera. Color negro, sólido, frágil, de mayor poder calorífico que la madera (combustible), inerte, resistente a gentes biológicos, de gran superficie específica (filtro adsorbente). Densidad aparente: De maderas blandas: kg/m 3 De maderas duras: kg/m 3 De maderas muy duras: kg/m 3 Humedad: 4-9,5 %. Poca higroscopicidad. Composición: depende de la especie vegetal y Tª de fabricación. a 100 ºC: 50 %C 6 %H 41 %O 0,2 %N a 600 ºC: 89 %C 2 %H 5 %O 0,4 %N Poder calorífico: kcal/kg 2
3 ANTECEDENTES HISTÓRICOS Y USOS Hace años: pinturas rupestres y pigmento negro. Hacia a.c.: alquitrán de madera para puntas de flecha. Edad del hierro, Griegos y Romanos: metalurgia del hierro, calentamiento de naves. Edad media y hasta siglo XVIII muy usado como combustible doméstico. En el siglo XIX y parte del XX en la industria siderúrgica. Adsorbente: filtrado de agua, gases y bebidas alcohólicas. Ya usado desde el antiguo Egipto (400 a.c.). Actualmente : barbacoas, restaurantes, fabricación de pólvora y acero. 3
4 EQUIVALENCIAS ENTRE COMBUSTIBLES Combustible Poder calorífico kcal/kg Madera verde Madera seca Carbón vegetal Turba Carbón mineral (coque) Carbón mineral Petróleo Gasóleo Gasolina Keroseno Alquitrán de madera Gas natural Gas butano Gas de madera ,5 tn carbón vegetal = 1 tn petróleo = m 3 gas natural 4
5 SE FORMA POR CARBONIZACIÓN O PIRÓLISIS Es la descomposición térmica de un material orgánico en ausencia de aire Se produce: Residuo sólido carbonoso carbón (+ O 2 = ignición sin llama) Gases: CO, CO 2, H 2 O Otros combustibles volátiles (+ O 2 = ignición con llama) Residuos alquitranados, cenizas y líquidos acuosos Materia prima (madera): Celulosa (polisacárido): % (volatilización, 8-10 % carbón) Lignina (fenilpropanoides): % (50 % carbón) hemicelulosas, glicoproteínas, pectinas, 5
6 La madera: La forma principalmente el xilema secundario de las plantas leñosas. La componen principalmente las paredes celulares de células muertas. Conduce la savia bruta (albura). 6
7 La madera: se forma por acumulación de sucesivas capas de células procedentes del cambium vascular 7
8 La pared celular: permanece tras la muerte de la célula formando una estructura ( esqueleto ) 8
9 La pared celular: engrosa por deposición de varias capas sucesivas. 9
10 10
11 La pared celular: similar al hormigón armado. Las fibras de celulosa serían la matriz de hierro, cementada y unida por la lignina, hemicelulosas y otros. 11
12 Estructura tridimensional de una madera de angiospermas (especies de hoja ancha como encina, castaño, etc.). 12
13 Estructura tridimensional de una madera de gimnospermas (pinos, abetos, etc.). 13
14 Estructura de un carbón vegetal visto al microscopio. Se conserva la estructura de la madera. 14
15 EL PROCESO DE LA CARBONIZACIÓN DE LA MADERA - Hasta 170 ºC: deshidratación de la madera y destilación de algunos aceites esenciales. - Hasta 270 ºC: gran desprendimiento de gases (CO, CO 2, etc.), líquidos acuosos. - A ºC: carbonización propiamente dicha, máximo desprendimiento de sustancias volátiles y alquitranes. Recomendación: usar madera de alta densidad y seca (< 15 %) para ahorrar energía en deshidratarla. Rendimiento en peso: % de carbón partiendo de madera seca. 15
16 TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN Artesanal: aislamiento del aire con tierra. Parva o boliche. Fosas de tierra. Parva Sueca con chimenea, Hornos Casamance, etc. Semi-Industrial: aislamiento con ladrillos, acero u hormigón armado. Horno de media naranja argentino. Horno de colmena brasileño. Horno Missouri. Horno metálico. Industrial: Hornos metálicos continuos de gran rendimiento. 16
17 FASES DEL PROCESO Producción de la leña: procedente de cultivos o podas. Acarreo de la leña. Secado y troceado de la leña. Carbonización. Tamizado y almacenamiento. Transporte y distribución. Producción de leñas 17
18 Transporte de la leña 18
19 Parvas tradicionales ( boliches ) Formación de la carbonera Recubrimiento de paja y arena 19
20 Parvas tradicionales ( boliches ) Carbonización Saca del carbón Trabajo en serie 8 16 días por ciclo, pero es muy variable. 20
21 Fosas de tierra días por ciclo 21
22 Hornos de media naranja argentinos días por ciclo 22
23 Hornos colmena brasileños días por ciclo 23
24 Hornos Missouri días por ciclo 24
25 Horno Metálico 5 7 días por ciclo 25
26 Horno continuo tipo Lambiotte Funcionamiento en continuo, tn al día 26
27 27
28 28
29 GRACIAS POR SU ATENCIÓN 29
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