El carbón vegetal es un residuo ligero de carbono negro que se produce al calentar intensamente la madera (u otros materiales animales o vegetales ) con una cantidad mínima de oxígeno para eliminar toda el agua y los componentes volátiles. En la versión tradicional de este proceso de pirólisis , llamado quema de carbón , a menudo mediante la formación de un horno de carbón , el calor se obtiene quemando parte del material de partida, con un suministro limitado de oxígeno . El material también se puede calentar en una retorta cerrada . Las briquetas modernas de "carbón vegetal" utilizadas para cocinar al aire libre pueden contener muchos otros aditivos, por ejemplo, carbón.
Este proceso ocurre naturalmente cuando la combustión es incompleta y, a veces, se usa en la datación por radiocarbono . También ocurre sin darse cuenta al quemar leña, como en una chimenea o estufa de leña . La llama visible en estos se debe a la combustión de los gases volátiles exudados cuando la madera se convierte en carbón. El hollín y el humo que normalmente emiten los fuegos de leña resultan de la combustión incompleta de esos volátiles. El carbón arde a una temperatura más alta que la madera, con una llama apenas visible, y no libera casi nada excepto calor y dióxido de carbono . (Un kilogramo de carbón vegetal contiene de 680 a 820 gramos de carbono, que combinados con el oxígeno de la atmósfera forman de 2,5 a 3 kg de dióxido de carbono).
La producción de carbón vegetal en lugares donde hay abundancia de madera se remonta a la antigüedad. Generalmente comienza apilando palanquillas de madera en sus extremos para formar una pila cónica. En la parte inferior se dejan aberturas para la admisión de aire , con un eje central que sirve de conducto de humos . Todo el montón se cubre con césped o arcilla humedecida . El disparo se inicia en la parte inferior de la chimenea y se extiende gradualmente hacia afuera y hacia arriba. El éxito de la operación depende de la velocidad de la combustión . En condiciones medias, la madera produce un 60% de carbón vegetal por volumen , o un 25% por peso ; [1]los métodos de producción a pequeña escala a menudo producen solo alrededor del 50% por volumen, mientras que los métodos a gran escala permitieron rendimientos más altos de alrededor del 90% en el siglo XVII. La operación es tan delicada que generalmente se dejaba en manos de los carboneros (carboneros profesionales). A menudo vivían solos en pequeñas chozas para cuidar sus pilas de madera. Por ejemplo, en las montañas Harz de Alemania , los carboneros vivían en chozas cónicas llamadas Köten que aún existen. [ ¿cuándo? ]
La producción masiva de carbón vegetal (en su apogeo, empleando a cientos de miles, principalmente en los bosques alpinos y vecinos) fue una de las principales causas de la deforestación , especialmente en Europa Central . [ ¿cuándo? ] En Inglaterra , muchos bosques se manejaban como montes bajos , que se cortaban y volvían a crecer cíclicamente, de modo que se disponía de un suministro constante de carbón vegetal. Las quejas (desde el período Stuart ) sobre la escasez pueden estar relacionadas con los resultados de la sobreexplotación temporal o la imposibilidad de aumentar la producción para satisfacer la creciente demanda. La creciente escasez de madera fácil de cosechar fue un factor importante detrás del cambio aequivalentes de combustibles fósiles , principalmente carbón y lignito para uso industrial.
El proceso moderno de carbonización de la madera, ya sea en piezas pequeñas o como aserrín en retortas de hierro fundido , se practica ampliamente donde la madera escasea, y también para la recuperación de subproductos valiosos ( aceite de madera , ácido piroleñoso , alquitrán de madera ), que el proceso permite . La cuestión de la temperatura de carbonización.es importante; según J. Percy, la madera se vuelve marrón a 220 °C (430 °F), un marrón oscuro oscuro después de un tiempo a 280 °C (540 °F) y una masa fácil de pulverizar a 310 °C (590 °F) ). El carbón hecho a 300 °C (570 °F) es marrón, suave y friable, y se inflama fácilmente a 380 °C (720 °F); fabricado a temperaturas más altas, es duro y quebradizo, y no se enciende hasta que se calienta a unos 700 ° C (1300 ° F). [1] [2]