Un incendio de veta de carbón es la quema de un afloramiento o veta de carbón subterránea . La mayoría de los incendios en vetas de carbón exhiben una combustión latente , [1] particularmente los incendios en vetas de carbón subterráneas, debido a la disponibilidad limitada de oxígeno atmosférico. Los incendios en vetas de carbón en la Tierra se remontan a varios millones de años. [2] [3] Debido al aislamiento térmico y a que la corteza evita la extinción por lluvia o nieve, los incendios subterráneos de vetas de carbón son los incendios más persistentes en la Tierra y pueden arder durante miles de años, como Burning Mountain en Australia. [4] Los incendios en las vetas de carbón pueden iniciarse mediante el autocalentamiento de la oxidación a baja temperatura, rayos, incendios forestales e incluso incendios provocados. Los incendios en las vetas de carbón han ido moldeando lentamente la litosfera y cambiando la atmósfera, pero este ritmo se ha vuelto más rápido y más extenso en los tiempos modernos, provocado por la minería. [5]
Los incendios de carbón representan un grave peligro para la salud y la seguridad y afectan al medio ambiente al liberar humos tóxicos; reavivar incendios de pasto, maleza o bosques; y provocando hundimientos de infraestructura superficial como carreteras, tuberías, líneas eléctricas, soportes de puentes, edificios y viviendas. Ya sea que sean iniciados por humanos o por causas naturales, los incendios en las vetas de carbón continúan ardiendo durante décadas, siglos o incluso milenios, hasta que ocurre una de las siguientes situaciones: o se agota la fuente de combustible, se encuentra un nivel freático permanente, la profundidad del La quema es mayor que la capacidad del suelo para hundirse y ventilarse, o intervienen los humanos. Debido a que arden bajo tierra, los incendios en las vetas de carbón son extremadamente difíciles y costosos de extinguir, y es poco probable que sean extinguidos por la lluvia. [6] Existen grandes similitudes entre los incendios de carbón y los de turba .
En todo el mundo, miles de hogueras de carbón subterráneas arden en un momento dado. El problema es más grave en las naciones industrializadas y ricas en carbón, como China. [5] Se estima que las emisiones globales de carbón causan la entrada a la atmósfera de 40 toneladas de mercurio anualmente, y representan el tres por ciento de las emisiones anuales de CO 2 del mundo . [7]
Los incendios en las vetas de carbón se pueden dividir en incendios cercanos a la superficie, en los que las vetas se extienden hasta la superficie y el oxígeno necesario para su ignición proviene de la atmósfera, e incendios en minas subterráneas profundas, donde el oxígeno proviene de la ventilación.
Los incendios en las minas pueden comenzar como resultado de un accidente industrial, generalmente relacionado con una explosión de gas. Históricamente, algunos incendios en minas se iniciaron cuando las autoridades detuvieron la minería ilegal , generalmente haciendo explotar la mina. Muchos incendios recientes en minas se originaron cuando personas quemaron basura en un vertedero cercano a minas de carbón abandonadas, incluido el muy publicitado incendio de Centralia, Pensilvania , que ha estado ardiendo desde 1962. De los cientos de incendios de minas en los Estados Unidos ardiendo hoy, la mayoría se encuentran en el estado de Pensilvania .
Algunos incendios a lo largo de las vetas de carbón son sucesos naturales. Algunos carbones pueden autoencenderse a temperaturas tan bajas como 40 °C (104 °F) para el lignito en las condiciones adecuadas de humedad y tamaño de grano. [8] El fuego generalmente comienza a uno o dos pies dentro del carbón a una profundidad en la que la permeabilidad del carbón permite la entrada de aire pero en la que la ventilación no elimina el calor que se genera. El autoencendido era un problema reconocido en la época de los barcos de vapor. Una fuente bien conocida de incendios es la minería que entra en una cavidad de gas metano a alta presión que, al liberarse, puede generar una chispa de electricidad estática para encender el gas e iniciar una explosión de carbón y un incendio. La misma estática de gas es bien conocida en los barcos y se debe tener cuidado para garantizar que no se produzcan chispas estáticas.
Dos factores básicos determinan si se produce o no una combustión espontánea, la temperatura ambiente y el tamaño del grano:
Los incendios forestales (provocados por rayos u otros) pueden encender el carbón cerca de la superficie o de la entrada de una mina, y el fuego latente puede extenderse a través de la veta, creando hundimientos que pueden abrir más vetas al oxígeno y generar futuros incendios forestales cuando el fuego se desate. a la superficie. Los afloramientos prehistóricos de clinker en el oeste americano son el resultado de incendios de carbón prehistóricos que dejaron un residuo que resiste la erosión mejor que la matriz, dejando motas y mesas . Se estima que la Montaña Ardiente de Australia , el incendio de carbón más antiguo conocido, ha ardido durante 6.000 años. [9]
A nivel mundial, miles de incendios de minas inextinguibles están ardiendo, especialmente en China, donde la pobreza, la falta de regulaciones gubernamentales y el desarrollo desenfrenado se combinan para crear un desastre ambiental. La minería a cielo abierto moderna expone al aire las vetas de carbón humeante, revitalizando las llamas.
Los chinos rurales en las regiones carboníferas a menudo extraen carbón para uso doméstico, abandonando los pozos cuando se vuelven demasiado profundos, dejando el polvo de carbón altamente combustible expuesto al aire. El uso de imágenes satelitales para mapear los incendios de carbón en China resultó en el descubrimiento de muchos incendios previamente desconocidos. El fuego de carbón más antiguo de China se encuentra en Baijigou (白芨沟, en el distrito Dawukou de Shizuishan , Ningxia ) y se dice que ha estado ardiendo desde la dinastía Qing (antes de 1912). [10]
Antes de intentar extinguir un incendio en una veta de carbón cerca de la superficie, se debe determinar con la mayor precisión posible su ubicación y extensión subterránea. Además de estudiar el contexto geográfico, geológico e infraestructural, se puede obtener información a partir de mediciones directas. Éstas incluyen:
Las minas de carbón subterráneas pueden equiparse con sistemas de sensores instalados permanentemente. Estos transmiten mediciones de presión, temperatura, flujo de aire y composición de gas al personal de monitoreo de seguridad, dándoles una advertencia temprana de cualquier problema.
Además de la destrucción de las zonas afectadas, los incendios de carbón suelen emitir gases tóxicos, como monóxido de carbono y dióxido de azufre . Los incendios de carbón en China, que consumen aproximadamente entre 20 y 200 millones de toneladas de carbón al año, representan hasta el 1 por ciento de las emisiones globales de dióxido de carbono provenientes de combustibles fósiles . [9]
Uno de los cambios más visibles será el hundimiento . Otro efecto ambiental local puede incluir la presencia de plantas o animales que se ven favorecidos por el fuego del carbón. La prevalencia de plantas exóticas puede depender de la duración del incendio y del tamaño del área afectada. Por ejemplo, cerca de un incendio de carbón en Alemania, se identificaron muchos insectos y arañas mediterráneas en una región con inviernos fríos, y se cree que las temperaturas elevadas del suelo por encima de los incendios permitieron su supervivencia. [14]
Para prosperar, un incendio requiere combustible, oxígeno y calor . Como es muy difícil llegar directamente a los incendios subterráneos, la lucha contra incendios implica encontrar una metodología adecuada que aborde la interacción del combustible y el oxígeno para el incendio específico en cuestión. Un incendio puede aislarse de su fuente de combustible, por ejemplo mediante cortafuegos o barreras ignífugas. Muchos incendios, especialmente los de pendientes pronunciadas, se pueden excavar por completo. En el caso de incendios en vetas de carbón cerca de la superficie, la entrada de oxígeno en el aire se puede interrumpir cubriendo el área o instalando barreras estancas al gas. Otra posibilidad es impedir la salida de los gases de combustión para que el fuego sea extinguido por sus propios gases de escape. La energía se puede eliminar mediante enfriamiento, normalmente inyectando grandes cantidades de agua. Sin embargo, si el carbón seco restante absorbe agua, el calor de absorción resultante puede provocar que se vuelva a encender un incendio que una vez se extinguió a medida que el área se seca. En consecuencia, se debe eliminar más energía de la que genera el fuego. En la práctica estos métodos se combinan y cada caso depende de los recursos disponibles. Esto es especialmente cierto para el agua, por ejemplo en regiones áridas, y para materiales de cobertura, como loess o arcilla, para evitar el contacto con la atmósfera.
Extinguir los incendios subterráneos de carbón, que a veces superan temperaturas de 540 °C, es muy peligroso y muy caro. [9]
Los incendios de vetas de carbón cerca de la superficie se extinguen de forma rutinaria en China siguiendo un método estándar que consta básicamente de las siguientes fases:
Se están realizando esfuerzos para perfeccionar este método, por ejemplo con aditivos para el agua de enfriamiento o con agentes extintores alternativos.
Los incendios en las vetas de carbón subterráneas se suelen extinguir mediante inertización a través del personal de rescate de la mina . Para ello se aisla la zona afectada mediante la construcción de presas en las galerías. Luego se introduce un gas inerte, normalmente nitrógeno, utilizando normalmente las tuberías disponibles.
En 2004, el gobierno chino afirmó haber logrado extinguir el incendio de una mina en una mina cerca de Urumqi , en la provincia china de Xinjiang , que había estado ardiendo desde 1874. Sin embargo, un artículo de la revista Time de marzo de 2008 cita al investigador Steven Q. Andrews diciendo: "Decidí Fui a ver cómo se apagaba, se veían llamas y todo seguía ardiendo... Dijeron que se había apagado, ¿y quién puede decir lo contrario?". [15]
En Polonia se desarrolló un motor a reacción, conocido como Gorniczy Agregat Gasniczy (GAG), que se utilizó con éxito para combatir incendios de carbón y desplazar el grisú en las minas.
La revista Time informó en julio de 2010 que estaban empezando a llegar al mercado alternativas menos costosas para extinguir incendios en las vetas de carbón, incluidas lechadas resistentes al calor y una espuma de nitrógeno para sofocar incendios , con otras soluciones innovadoras en camino. [7]
A continuación se enumeran algunos de los incendios de minas más notables en todo el mundo.
En China, el mayor productor de carbón del mundo con una producción anual de alrededor de 2.500 millones de toneladas, los incendios de carbón son un problema grave. Se ha estimado que anualmente se queman inútilmente entre 10 y 200 millones de toneladas de carbón, y que la misma cantidad se vuelve inaccesible a la minería. [10] Los incendios de carbón se extienden por todo el norte de China a lo largo de un cinturón , en el que se enumeran más de cien grandes zonas de incendio, cada una de las cuales contiene muchas zonas de incendio individuales. Se concentran en las provincias de Xinjiang , Mongolia Interior y Ningxia . Además de las pérdidas derivadas del carbón quemado e inaccesible, estos incendios contribuyen a la contaminación del aire y a un aumento considerable de los niveles de emisiones de gases de efecto invernadero y, por lo tanto, se han convertido en un problema que ha atraído la atención internacional.
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En la cuenca del carbón de Saint-Etienne, se han descrito cinco colinas en llamas (montagnes de feu) desde principios del siglo XVII hasta principios del siglo XIX alrededor de la ciudad de Saint-Etienne. [23] [24] Se informó que algunos de estos incendios ardieron durante 3 siglos. La mayoría de ellos se extinguieron en 1785 [25] Estas antiguas colinas en llamas corresponden hoy al Mont Salson , al Bois d'Avaize y a la Côte Chaude en Saint-Etienne, a la colline du Brûlé en la Ricamarie y al Le mont du Feu (Monte del fuego). en Genilac. El incendio de Genilac duró 30 años a partir de 1740. [24] Los afloramientos de rocas pirometamórficas generadas por estos incendios son visibles hoy en el monte Salson y en el bosque de Avaize .
En Planitz, ahora parte de la ciudad de Zwickau , una veta de carbón que había estado ardiendo desde 1476 no se apagó hasta 1860. [26] [27] En Dudweiler , Sarre, un incendio en una veta de carbón se encendió alrededor de 1668 y todavía arde . [28] Esta llamada Montaña Ardiente (" Brennender Berg ") pronto se convirtió en una atracción turística e incluso fue visitada por Johann Wolfgang von Goethe . [29] También es muy conocido el llamado Stinksteinwand ( muro de piedra apestosa ) en Schwalbenthal, en la ladera oriental del Hoher Meißner , donde hace siglos se incendiaron varias vetas después de que cesara la extracción de lignito; El gas de combustión continúa llegando a la superficie. [30]
En la India, en 2010, ardían 68 incendios debajo de una región de 58 millas cuadradas (150 km2 ) de la yacimiento carbonífero de Jharia en Dhanbad, Jharkhand . Los incendios mineros comenzaron en esta región en 1916 y están destruyendo rápidamente la única fuente de carbón coquizable de primera calidad en el país. [31]
Los incendios de carbón y turba en Indonesia a menudo son provocados por incendios forestales cerca de depósitos en la superficie. Es difícil determinar cuándo un incendio forestal es iniciado por un incendio en una veta de carbón, o viceversa. [6] La causa más común de incendios forestales y neblina en Indonesia es la quema intencional de bosques para limpiar tierras para plantaciones de pulpa de madera, caucho y aceite de palma.
En Indonesia no se ha completado ningún recuento exacto de los incendios en vetas de carbón. Sólo una minúscula fracción del país ha sido investigada en busca de incendios de carbón. [6] Los mejores datos disponibles provienen de un estudio basado en observaciones sistemáticas sobre el terreno. En 1998, se localizaron y cartografiaron un total de 125 incendios de carbón dentro de una franja de 2 kilómetros a cada lado de un tramo de 100 kilómetros de carretera al norte de Balikpapan hacia Samarinda en Kalimantan Oriental, utilizando equipos portátiles de Sistema de Posicionamiento Global (GPS). Al extrapolar estos datos a áreas de Borneo y Sumatra sustentadas por depósitos de carbón conocidos, se estimó que en 1998 pudieron haber ardido más de 250.000 vetas de carbón en Indonesia. [12]
Las prácticas de limpieza de tierras que utilizan el fuego, que a menudo provocan incendios forestales, pueden ser la causa de los incendios en las vetas de carbón en Indonesia. En 1982 y 1983, uno de los mayores incendios forestales de este siglo arrasó durante varios meses unos cinco millones de hectáreas de bosques tropicales de Borneo. Goldammer y Seibert, sin embargo, concluyeron que hay indicios de que ya se produjeron incendios en vetas de carbón entre 13.200 y 15.000 años antes de Cristo . [32]
Por lo general, se produce una temporada de incendios cada 3 a 5 años, cuando el clima en algunas partes de Indonesia se vuelve excepcionalmente seco de junio a noviembre debido a El Niño-Oscilación del Sur frente a la costa occidental de América del Sur. Desde 1982, el fuego ha sido una característica recurrente en las islas de Borneo y Sumatra, quemando grandes áreas en 1987, 1991, 1994, 1997-1998, 2001 y 2004. [12]
En octubre de 2004, el humo procedente de la limpieza del terreno cubrió de nuevo porciones sustanciales de Borneo y Sumatra, interrumpiendo los viajes aéreos, [33] aumentando las admisiones hospitalarias, [34] y extendiéndose a partes de Brunei, Singapur y Malasia. [35] Los afloramientos de carbón son tan comunes en Indonesia que es prácticamente seguro que estos incendios provocaron nuevos incendios en las vetas de carbón.
En 1944, la mina número 2 de Longyearbyen en Svalbard fue incendiada por marineros del acorazado alemán Tirpitz en su última salida fuera de las aguas costeras de Noruega. La mina continuó ardiendo durante 20 años, mientras que algunas de las áreas fueron minadas posteriormente en la Mina #2b reconstruida.
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Muchas yacimientos de carbón en los EE. UU. están sujetos a ignición espontánea. La Oficina Federal de Minería a Superficie (OSM) mantiene una base de datos (AMLIS), que en 1999 enumeraba 150 zonas de incendio. A mediados de 2010, según OSM, más de 100 incendios ardían en nueve estados, la mayoría de ellos en Colorado, Kentucky, Pensilvania, Utah y Virginia Occidental. Algunos geólogos dicen que muchos incendios no se informan, por lo que el número real de ellos puede acercarse a 200, en 21 estados. [7]
En Pensilvania se conocen 45 zonas de incendio, siendo el más famoso el incendio de la mina Centralia en la región de hulla del condado de Columbia, que lleva ardiendo desde 1962. [7] Burning Mine, cerca de Summit Hill , se incendió en 1859. [38]
En Colorado, los incendios de carbón se han producido como consecuencia de las fluctuaciones en el nivel freático, que pueden aumentar la temperatura del carbón hasta 300 °C, suficiente para provocar que se encienda espontáneamente . [ cita necesaria ]
La cuenca del río Powder en Wyoming y Montana contiene unos 800 mil millones de toneladas de lignito, y la expedición de Lewis y Clark (1804 a 1806) informó de incendios allí. Los incendios son un fenómeno natural en esta zona desde hace unos tres millones de años y han dado forma al paisaje. Por ejemplo, un área de unos 4.000 kilómetros cuadrados está cubierta de clinker de carbón , parte de ella en el Parque Nacional Theodore Roosevelt , donde hay una vista espectacular del clinker de carbón rojo ardiente desde Scoria Point. [39]
La película de 1991 Nothing but Trouble , dirigida y coescrita por Dan Aykroyd , presenta una ciudad, Valkenvania, que tiene un fuego de carbón subterráneo que ha estado ardiendo durante décadas. El juez de la ciudad menciona el constante incendio de la mina de carbón como la fuente de su odio hacia los financieros.
En el programa de televisión Scorpion , temporada 3, episodio 23 , el equipo Scorpion apaga un incendio de carbón subterráneo en Wyoming.
An der Stinksteinwand in der Nähe des Gasthauses Schwalbenthal strömen im Übrigen seit 300 Jahren durch die Klüfte des Basaltes die Gase eines schwelenden Kohleflözes aus.
