1. El carbón como roca orgánica.
Roca sedimentaria de origen orgánico, formado
a partir de restos vegetales transformados por
efectos combinados de la acción microbiana,
presión y calor.
Formación en dos etapas bien definidas:
– Transformación bioquímca
» Diagénesis
– Transformación geoquímica
» Catagénesis
» Metagénesis
The Kentucky Geological Survey, University of Kentucky.
2. Parámetros tecnológicos usados para
evaluar el carbón
Contenido de Humedad
Agua eliminada a 107°C en atmósfera inerte.
Proporción de volátiles
Pérdida de peso en atmósfera inerte a temperatura entre
875 y 1050°C.
Contenido de Cenizas
Reflejo del contenido de materia mineral.
Poder calorífico
Calor de combustión por gramo de muestra.
Densidad
Relación con el contenido en cenizas.
3. Clasificación del carbón
Diversidad de criterios de clasificación
Tipo:
Diferencias en la materia que los constituye.
Rango:
Diferencias en grado de evolución o
carbonización de la materia orgánica.
Grado:
Nivel de impurezas (cenizas) que contiene
5. Petrología del Carbón.
Petros = roca
Logos = ciencia de
Estudia el origen, composición y
comportamiento tecnológico de los
materiales que conforman la roca de carbón.
Clasifica los carbones en dos grandes grupos:
– Carbones estratificados o húmicos
– Carbones no estratificados o sapropélicos.
Trata el carbón bajo el concepto
científico de roca.
7. Litotipos
Vitreno
Acumulaciones predominantes de vitrinita.
Forma lechos de espesor apreciable a simple vista (6-8 mm).
Brillo vítreo, fractura concoidea y dureza relativa = 2
Bajo en cenizas.
Contenido en volátiles del orden de 30-35%
Densidad 1,3 g/cm3
Clareno
Constituido por mezclas en proporciones muy variables de los tres
grupos macerales.
Brillo intermedio entre el vitreno y el dureno. Dureza relativa = 3
Moderadamente bajo en cenizas.
Materias volátiles del orden del 40% y densidad 1,3 g/cm3
8. Litotipos (continuación)
Dureno
Constituido por mezclas y asociaciones de exinita e inertinita.
Forma lechos de espesor variable de aspecto rugoso reflexión difusa.
Color negro pardo negruzco mate y dureza relativa = 7
Moderadamente alto en cenizas.
Contenido en volátiles mayor al 50%
Densidad 1,35 a 1,45 g/cm3
Fuseno
Agregados de fusinita y semifusinita, de aspecto semejante al carbón
vegetal.
Presenta el mayor contenido en cenizas y forma polvos. Dureza
relativa = 1
Bajo en materias volátiles ( 10% aprx) y densidad 1,35 - 1,45 g/cm3
9. Petrografía del Carbón.
Petrus = roca
Graphos = descripción de
Es la disciplina que sirve
para la caracterización
sistemática de los
componente del carbón
vistos al microscopio
óptico, y efectuar su
descripción y
clasificación.
Considera al carbón como una roca
sedimentaria orgánica.
11. Relaciones entre grupos macerales,
litotipos y mcrolitotipos.
GRUPOS MACERALES &
MACERALES Sub-Macerales
LITOTIPOS > 1 µm MICROLITOTIPOS
> 1 mm 50µm
Colinita Vitrinertinita V + I > 95%
VITRENO VITRINITA Desmocolinita Telocolinita Vitrita V > 955
Vitrodetrinita Telinita
CLARENO Clarita V + E > 95%
Cutinita Esporinita
EXINITA Resinita Alginita Liptita E > 95%
Liptodetrinita
Durita E + I > 95%
DURENO
Semifusinita Fusinita
Esclerotinita Micrinita Inertita I > 95%
FUSENO INERTINITA Inertodetrinita Macrinita
Trimacerita V + E + I > 95
13. Macerales en el Carbón.
GRUPO MACERAL MACERALES SUBMACERALES ORIGEN
VITRINITA Telinita Telinita – 1 Madera y cortezas de
Telinita – 2 Lepidodendron Sigilaria y helechos
Colinita Telocolinita en estado fresco.
Gelocolinita
Desmocolinita Madera y cortezas gelificadas.
Corpocolinita
Vitrodetrinita
Geles húmicos.
INERTINITA Fusinita Pirofusinita Madera y corteza carbonizada o
Degradofusinita fuertemente oxidada antes de
Semifusinita enterrarse.
Macrinita Materia granular del protoplasma.
Micrinita
Esclerotinita (Funginita) Material de hongos.
Secretinita
Inertodetrinita
LIPTINITA (EXCINITA) Esporinita Agujas, cutículas y esporas
Suberinita
Resinita Plantas resinosas
Alguinita Algas
Liptodetrinita Bacterias
Fluorinita Origen secundario
Bituminita
Exudatinita
Según Comité Internacional de Petrología del Carbón (ICCP), 1963,71 y 75
17. Grupo de la Vitrinita
Constituida por tejidos leñosos, raíces, cortezas y
hojas, sepultados en estado fresco o poco alterado.
Formada por geles coloidales de ácidos húmicos.
Color gris medio a luz refleja y moderadamente
transparente a luz trasmitida.
Reflectancia casi constante en cada capa de carbón,
pero aumenta con el grado de metamorfismo.
Se hidrogena y oxida con facilidad. Es el maceral
responsable del hinchamiento y plasticidad del
carbón.
Grupo maceral relativamente más rico en oxígeno.
22. Grupo de la Inertinita
Constituida por el mismo tipo de tejido que forma la
vitrinita, pero que ha sido fuertemente oxidado antes
del enterramiento.
Material relativamente inerte en los proceso
tecnológicos del carbón. No aparta a la plasticidad ni
hinchamiento del carbón. Inerte en procesos de
oxidación e hidrogenación.
Color gris claro a blanco brillante bajo luz refleja y
opaco en luz trasmitida.
Presenta alto contenido en carbono y bajo en
hidrógeno.
24. Grupo de la Liptinita (Exinita)
Derivado de exinas, cutículas, esporas y polen. Tejidos
fosilizados reconocibles que ha resistido a la acción
bacteriana y química.
Elevado contenido en hidrógeno y materias volátiles.
Alto rendimiento en subproductos cuando se carboniza.
Fácilmente hidrogenable (carbones con más de 25% en
materias volátiles).
Color gris muy oscuro a negro bajo luz refleja.
Sus propiedades ópticas y físicas varían ampliamente
con el rango, dificultándose su diferenciación de la
vitrinita en carbones de alto rango.
26. Propiedades de los macerales.
GRUPO APARIENCIA COMPOSICION COMPORTAMIENTO TECNICO
MACERAL Luz transmitida Luz reflejada QUIMICA Carbonización Liquefacción
VITRINITA Rojo – Marrón Gris Contenido medio de Principal Susceptible a
hidrógeno y volátiles. reactivo en la Licuefacción
Relativamente rico en constitución del Se hidrogena
oxígeno. carbón en la fácilmente.
Geles coloidales de coquería.
ácidos húmicos. Se oxida con
facilidad.
INERTINITA Opaco Blanco Bajo contenido de Inerte durante la Resistente a
Amarillento hidrógeno y de carbonización Licuefacción
Gris claro volátiles. Elevado
contenido de carbono
LIPTINITA Amarillo Gris oscuro Alto contenido de Reactivo durante Susceptible a
(EXINITA) hidrógeno y volátiles la coquización del Licuefacción
carbón. Alto
rendimiento de
alquitrán.
31. Determinación de la composición
maceral por análisis de imagen.
10
Método semiautomático para la
determinación de la composición 8
maceral de carbones basado en la
Intensidad de luz
identificación de cada grupo 6
maceral en función del nivel de gris.
La calibración previa del equipo toma 4
2
y = 9,0974x - 22,706x + 19,201
en consideración el PRV del carbón 2
R = 0,9663
y permite establecer el intervalo de 2
grises correspondiente a cada uno
de los grupos macerales básicos. 0
0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5
La determinación del área porcentual PRV
de cada maceral por campo y su
posterior ponderación sobre un Grupo Maceral Intervalo de niveles de gris
número mínimo de campos permite Inertinita 255 a 183 + 11
determinar la composición maceral. Vitrinita 184 + 11 a 92 + 12
Exinita 91 + 12 a 0
FUENTE: Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol 22, N° 3, 168-176, 1999
32. Variación acumulada de la composición maceral promedio
de las cuatro muestras empleadas como referencia
100 100
% Grupo maceral
80
% Grupo maceral
80
60 Inertinita 60 Inertinita
Vitrinita Vitrinita
40 40
Exinita Exinita
20 20
0 0
0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25
Numero de campos evaluados Numero de campos evaluados
a) Ref 1: PRV 0,86 c) Ref 3: PRV 1,28
100 100
% Grupo maceral
% Grupo maceral
80 80
60 Inertinita 60 Inertinita
Vitrinita Vitrinita
40 40 Exinita
Exinita
20 20
0 0
0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25
Numero de campos evaluados Número de campos evaluados
b) Ref 2: PRV 1,05 d) Ref 4: PRV 1,42
FUENTE: Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol 22, N° 3, 168-176, 1999
33. Resultados y conclusiones
Conteo estadístico (ISO/DIS 7404/3) Determinación semiautomática
(Desviación máxima ± 2%) (Desviación máxima ± 0,5%)
Muestra PRV % Inertinita % Vitrinita % Exinita % Inertinita % Vitrinita % Exinita
Ref 1 0,86 10 72 17 11,8 ± 0,4 70,7 ± 0,5 17,5 ± 0,2
Ref 2 1,05 19 70 10 20,9 ± 0,4 68,2 ± 0,4 10,9 ± 0,1
Ref 3 1,28 18 77 5 16,7 ± 0,5 79,2 ± 0,5 4,1 ± 0,1
Ref 4 1,42 29 66 3 30,3 ± 0,4 65,8 ± 0,5 3,9 ± 0,1
L1 0,60 4 88 8 6,5 ± 0,2 87,1 ± 0,1 6,4 ± 0,2
L2 0,58 9 78 12 8,0 ± 0,2 78,0 ± 0,2 14,0 ± 0,3
L3 0,59 13 77 11 12,0 ± 0,4 77,4 ± 0,4 10,6 ± 0,4
G1 0,77 34 64 2 11,0 ± 0,4 82,8 ± 0,3 6,3 ± 0,1
G2 0,60 10 84 5 8,2 ± 0,3 85,6 ± 0,3 6,2 ± 0,2
G3 0,56 7 77 16 8,8 ± 0,6 77,6 ± 0,3 13,6 ± 0,3
La calibración del equipo permite establecer en 184+11 y 92+12 el máximo
nivel de gris correspondiente a los maceral vitrinita y excinita respectivamente.
Se estable en 25 el número de campos mínimos para obtener la composición
maceral, con una desviación máxima de 0,5% y logrando una reducción
cercana la 70% en el tiempo requerido para el análisis convencional.
FUENTE: Rev. Téc. Ing. Univ. Zulia. Vol 22, N° 3, 168-176, 1999
34. Fuentes bibliográficas consultadas.
A. Borrego. Petrografía y origen del carbón. INCAR, CSIC, Nov. 2009
http://www.newcastle.edu.au/discipline/geology/research/cfkd/macera...
http://www.uky.edu/KGS/coal/coal_information.htm
A. Pulgar & M. Olay. Ciencia y tecnología del carbón. Oviedo 2002
J. Speight. The chemistry and tecnology of coal. Ney York, 1994.
