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15 ago 2013

Química: (10) El bautismo del carbón



He recibido un amable llamada de atención de un colega que tras leer mi comentario sobre la Santísima Trinidad de la química me ha reprochado, además de mi iconoclastia, que me había olvidado del agua. Y tiene razón.
El agua es una bendición también para el carbón, y para la humanidad, porque produce un combustible gaseoso fácil y cómodo de manejar y cuya denominación me sorprendía de pequeño. Era el gas pobre o de gasógeno con el funcionaban los coches en la postguerra, que ahora que recordamos la memoria histórica viene también a cuento.
Yo podía entender que hubiera pobres y ricos; más que entenderlo era una realidad; injusta, pero real. Que los pobres tuvieran que existir para que los ricos pudieran practicar la caridad y, de paso que les ayudaban, salvar sus almas, ya me resultaba difícil de entender. Quizá por eso el Catecismo del P. Astete decía que ante ciertas cuestiones “Doctores tiene la Santa Madre Iglesia que te sabrán responder”. Pero no tenía ni pies ni cabeza eso del gas pobre. Y el cura, yo no conocía a ningún doctor de la Santa Madre Iglesia, no parecía la persona adecuada para resolver mi desconcierto.
Pero al final, conseguí enterarme que eso se debía a que ese gas tenía un poder calorífico muy pequeño y, en comparación con otros gases, era un gas pobre en energía.
Pero si energéticamente hablando lo era no lo era químicamente hablando, sino rico.
Haciendo incidir vapor de agua sobre carbón al rojo se producía una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono que era combustible. Era el bautismo del carbón:
 C + H2O  ®  H2 + CO. Y lo era realmente porque de ahí aparecía una nueva vida.
Calentando el gas de agua a unos 250-300 C y haciéndolo pasar a una presión de 5-15 atmósferas por un catalizador de níquel, cobalto, hierro y óxidos de magnesio, manganeso y torio se originaba una serie de hidrocarburos análogos a la gasolina aunque con menor poder antidetonante. Es la conocida síntesis de Fischer-Tropsch, profesor que fue, Fischer, primero de la Universidad de Berlín y luego director del Instituto de investigación del Carbón en Mulheim.
El empleo de presión, además de facilitar la reacción permite la eliminación por lavado del CO2. Un tercio del volumen del gas de agua mezclado con hidrógeno, que se puede obtener también del agua por electrolísis, se hacía pasar con vapor a 400 C sobre hierro. El gas de agua enriquecido con hidrógeno se mezcla a continuación con los dos tercios restantes del gas de agua produciéndose así el gas de síntesis.
Este gas de síntesis tenía compuestos de azufre que contaminaban el catalizador, por lo que era necesario eliminar el sulfuro de hidrógeno, operación que se hacía con limonita. Por su parte, los compuestos orgánicos de azufre se eliminaban mediante combustión controlada, quedando el azufre retenido en forma de sulfato sódico.
 Esta síntesis fue la que permitió que los alemanes pudieran disponer de gasolina sintética durante la II Guerra Mundial porque carecían de reservas de petróleo, aunque para conseguir éstas se dedicaron a invadir los países del S. de Europa.
Otro de los químicos que permitió este desarrollo fue Bergius  que, partiendo también del carbón, convertía el 50-60 % del carbón en aceites combustibles por hidrogenación a altas temperaturas, del orden de 450 C, y elevadas presiones, del orden de 250 atmósfera, en presencia de catalizadores hechos a base de sulfuros metálicos.
Por tanto, espero haber atendido con corrección el reproche de mi colega y dado al agua al lugar que se merece, que es, no cabe ninguna duda, el primero y principal. De todos modos, nunca es posible hablar de todo a la vez. De hecho nos falta un cuarto elemento, el nitrógeno, que también tiene su importancia y al que podríamos atribuir, como vulgarmente se dice, ser el que echa su cuarto a espadas para formar el cuarteto CHON. Pero de eso hablaremos otro día.

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