Resumen

El presente proyecto desarrolla el cálculo de las entalpías de formación estándar de carbones colombianos, específicamente de las regiones Caribe y andina, para posteriormente analizar la existencia de una relación entre los parámetros usados en la clasificación ASTM (American Society for Testing Materials) y esta propiedad termodinámica, mostrándose como una iniciativa innovadora, que ayudará a entregar mayor información a los análisis previos y potencialmente ser un parámetro en las clasificaciones futuras de los carbones; el antecedente principal de nuestro trabajo es uno investigativo realizado en Polonia por el Instituto de Procesamiento Químico del Carbón, que concluye en sus análisis la existencia de una relación entre la entalpía de formación del carbón y el rango de los carbones utilizados en el estudio. El proyecto actual se ejecutó en la herramienta de software matemático MATLAB y se utilizaron bases de datos analíticas de las regiones ya mencionadas, que además de propiedades térmicas y contenidos de variables como materia volátil, entregan valores de las composiciones de los componentes predominantes del carbón: Carbono, Hidrógeno, Nitrógeno, Oxígeno y Azufre.

Introducción

El carbón es uno de los combustibles fósiles abundantes actualmente en el planeta, dado que no solo existen grandes reservas sino que éstas se reparten por toda la superficie de la tierra. Es la mayor fuente de energía primaria para la producción termoeléctrica a nivel mundial y resulta indispensable para diversos procesos industriales. Sin dudas, el desarrollo histórico de la industria y en general de la humanidad ha sido influenciada en alguna medida por éste mineral y sus usos, sin embargo, debido a su complejidad composicional resultado de su largo proceso de formación, es complicado la obtención de propiedades, análisis directos que nos revelen el comportamiento del mismo y sistemas que lo clasifiquen de manera eficiente, ahora bien, en el transcurso del tiempo y el avance de la ciencia, se ha impulsado la creación de diversos métodos clasificatorios buscando definir relaciones, propiedades, rendimiento en el uso para determinadas áreas, aplicaciones y precios. 

El Dr. Vicente Cortez [1] indica que hasta el siglo XIX, las clasificaciones se efectuaban en función de las apariencias visuales, posteriormente, el incremento en los usos industriales hizo necesaria un ordenamiento detallado, lo que llevó al desarrollo de distintos sistemas basados en combinaciones de las características visuales, microscópicas así como de las propiedades físicas y químicas, por ejemplo, los sistemas de Seyler y ASTM. Sin embargo, no existen antecedentes importantes que nos muestren la utilización de parámetros termodinámicos en los métodos de clasificación de los carbones a nivel mundial; se encuentra que dentro de los sistemas usados actualmente no se incluyen propiedades termodinámicas, es decir, no existen análisis complementarios, no físicos, que revelen de manera completa el comportamiento del mineral termodinámicamente. 

El Instituto Mundial del Carbón [2] afirma que las reservas de este mineral estimativamente son suficientes para los próximos 190 años, no obstante, este periodo podría ampliarse debido a una serie de desarrollos, entre los que se incluyen el descubrimiento de nuevas reservas, mejoras en las técnicas de extracción y uso eficiente del mismo a nivel industrial. Por ello, se considera importante incluir un parámetro que nos lleve a indagar la termodinámica del carbón, que sea fiable a la hora de clasificarlo y que brinde nueva información capaz de mejorar su utilización. Por consiguiente, el presente proyecto tiene su base en el cálculo de una propiedad termodinámica, conocida como entalpía de formación, y uno de sus objetivos es relacionarla con los parámetros dados en la clasificación ASTM, que rige actualmente la industria carbonífera de nuestro país, buscando análisis que promuevan la aceptación de éste como uno adicional a la hora de etiquetar a los carbones, en primera medida, de la región colombiana. 

• Materias:Química Propiedades termodinámicas Carbón Tecnología química
• Subjects:Chemistry Thermodynamic properties Coal Chemical technology
• Palabras claves:Carbón, entalpía de formación, sistema de clasificación ASTM, termodinámica del carbón
• Keywords:Coal, enthalpy of formation, ASTM classification system, thermodynamics of coal