El acopio de carbón como riesgo subestimado: qué ocurre con el carbón tras la extracción

La extracción de carbón y su almacenamiento son dos tareas distintas. A la primera se le han dedicado miles de estudios, instrucciones y tesis doctorales. La segunda permanece en la periferia de la atención, a pesar de que es precisamente en el depósito donde el carbón se encuentra al aire libre, expuesto al viento, al sol y a las precipitaciones, y además en volúmenes comparables al volumen anual de un puerto mediano. La reserva de almacenamiento de una gran terminal en periodos de bajas ventas alcanza hasta los tres millones de toneladas.

Todo este carbón es químicamente activo. Se oxida, se calienta y, bajo ciertas condiciones, se inflama sin una fuente externa de ignición y sin el error de nadie. Este artículo examina lo que ofrece la práctica internacional para los depósitos de almacenamiento, lo que exigen las normas rusas, cuál es el procedimiento verificado para la extinción de focos y qué solución experimental merece ser probada en una terminal operativa.

La industria mira hacia el subsuelo

La consulta de bases de datos científicas ofrece un panorama revelador. Desde 2020, se han publicado en todo el mundo más de mil quinientas obras sobre la combustión espontánea del carbón. Más de la mitad de ellas están dedicadas a minas, mantos y zonas explotadas. Solo treinta y dos trabajos, es decir, un dos por ciento, están dedicados a depósitos y pilas de carbón.

Fig. 1. Publicaciones sobre la combustión espontánea del carbón entre 2020 y 2026: por cada estudio sobre depósitos de carbón hay veintisiete sobre minas

La prioridad es comprensible: hay personas bajo tierra y un incendio subterráneo siempre amenaza la vida. Sin embargo, este desequilibrio tiene un reverso. Los análisis modernos de medios de extinción describen la inertización con nitrógeno, espumas trifásicas y geles, es decir, tecnologías para espacios confinados. El responsable de un depósito al aire libre de decenas de hectáreas prácticamente no encuentra soluciones aplicables en ellos.

El depósito es precisamente el objeto que se mantiene subestimado. Tras su extracción, transporte y apilamiento, el carbón empieza a percibirse como una mercancía. Mientras tanto, sigue siendo una instalación peligrosa cuya responsabilidad recae en la empresa explotadora.

Por qué las condiciones en el depósito son peores que bajo tierra

El autocalentamiento consiste en la oxidación del carbón por el oxígeno del aire. Cuanto más accesible sea el oxígeno, más activo será el proceso.

En el espacio explotado de la mina hay poco aire. Se suelen distinguir tres zonas. En el frente de excavación hay mucho aire, pero este mismo disipa el calor. En la profundidad, el contenido de oxígeno cae por debajo del ocho por ciento y el proceso se extingue. Solo es peligrosa la franja intermedia con una concentración de oxígeno del ocho al dieciocho por ciento: la oxidación ya está en marcha y el calor no se disipa.

Fig. 2. En el subsuelo solo una franja es peligrosa. En una pila al aire libre no existe zona de extinción: toda la capa externa se encuentra expuesta a la concentración total de oxígeno y a la presión del viento

En una pila en un depósito abierto no hay zona de extinción. La capa superior, de uno a dos metros de espesor, permanece suelta y expuesta constantemente a un veintiuno por ciento de oxígeno, mientras que el viento fuerza el paso del aire a través de los taludes. A esto se suman el calentamiento solar de la superficie oscura y las precipitaciones. El papel de las lluvias no es evidente: el carbón seco libera calor al humedecerse, por lo que una pila expuesta a un aguacero tras un periodo seco recibe un impulso térmico adicional.

La práctica lo confirma. En julio de 2026, en Olenegorsk, una pila se incendió por la noche en el depósito de una empresa de suministro eléctrico; la causa atribuida fue la alternancia de lluvias intensas y calor. En agosto de 2026, en la región de Altái, ocurrieron dos incendios en depósitos de carbón en un solo día, ambos por combustión espontánea.

Un cálculo al alcance de cualquier empresa

Cada tipo de carbón tiene un periodo de incubación, es decir, el tiempo en que, al acumularse, se calienta hasta alcanzar un estado peligroso. La clasificación normativa es la siguiente: menos de cincuenta días, carbones muy propensos; de cincuenta a ochenta días, propensos; más de ochenta días, no propensos.

Para la evaluación bastan dos indicadores disponibles en cualquier depósito: el volumen de reserva y el volumen anual de despacho. La proporción del primero sobre el segundo, multiplicada por 365, ofrece el tiempo medio de permanencia del carbón en el depósito en días.

Para una terminal con una reserva de tres millones de toneladas y una rotación de dieciséis millones de toneladas al año, el tiempo medio de permanencia es de sesenta y ocho días. Esto supera el periodo de incubación de los carbones muy propensos.

Fig. 3. Proporción de la reserva cuya antigüedad supera el periodo de incubación. Línea continua: despacho sin tener en cuenta la antigüedad; línea de puntos: turno estricto por antigüedad

Lo siguiente viene determinado por la disciplina de despacho. Con un turno estricto, donde el carbón más antiguo sale primero, alrededor de una cuarta parte de la reserva queda fuera del periodo de incubación. En el despacho sin considerar la antigüedad, donde la elección de la pila viene dictada por la marca, el lote de embarque y la conveniencia de la maquinaria, esta proporción se acerca a la mitad. La diferencia entre ambas opciones supera el medio millón de toneladas de carbón en riesgo y no requiere gastos de capital: basta con el registro de la antigüedad de las pilas y la regla de despacho prioritario de los lotes más antiguos.

También existe un umbral. Mientras el tiempo medio de permanencia sea menor que el periodo de incubación, el turno estricto elimina por completo el riesgo asociado al factor tiempo. Para el ejemplo presentado, el umbral es de aproximadamente 2,2 millones de toneladas. Una reserva superior a este valor ya no se resuelve únicamente con la organización del despacho y requiere medidas adicionales.

Procedimiento de extinción de un foco de incendio

En este aspecto las fuentes son unánimes. Las normas federales rusas, la instrucción tipo para depósitos de centrales térmicas, el informe de la Agencia Internacional de la Energía, la guía sudafricana y la práctica de las centrales térmicas indias describen la misma secuencia de acciones.

Fig. 4. Procedimiento de extinción de un foco de autocalentamiento en una pila al aire libre

El foco no se apaga in situ, sino que se extrae mediante buldócer, excavadora o cuchara de almeja, a una profundidad no menor de setenta centímetros. El carbón extraído se extiende en una plataforma incombustible independiente en una capa no mayor de medio metro. En una capa delgada, la disipación de calor supera su generación y el carbón se enfría. Solo después de esto se riega con agua.

El aspecto fundamental es precisamente el riego. La frase extendida de «el carbón no se apaga con agua» es imprecisa. La formulación correcta es: el foco no se inunda con un chorro directo ni se introduce agua en el interior de la pila. Hay cuatro razones para ello. El agua no empapa la masa, sino que se filtra por canales esquivando el foco. Al contacto con el carbón incandescente genera vapor y, a altas temperaturas, gas de agua con contenido de hidrógeno. Un chorro compacto dispersa los finos encendidos y expone la pila al aire. Además, el carbón seco se calienta adicionalmente al humedecerse.

Por el contrario, una cortina de agua sobre la capa extendida resulta eficaz. Se utiliza agua pulverizada en lugar de un chorro de manguera.

A continuación, la excavación realizada en la pila se rellena con carbón humedecido y se compacta a nivel de la superficie; la zona compactada, por lo general, no vuelve a inflamarse. Se establece una supervisión diaria sobre la pila.

Con mayor frecuencia se incumplen dos reglas. La primera: no se debe abrir el foco con viento fuerte, ya que a velocidades superiores a cinco metros por segundo la incandescencia pasa a combustión abierta. La segunda: debe mantenerse el acceso de maquinaria a cada lado de la pila, dado que los focos se forman en los taludes y bordes, donde la compactación es menor.

Lo que no funciona en un depósito al aire libre

Los gases inertes son eficaces en silos, almacenes domo y bodegas de barcos. En una pila al aire libre, el gas no se retiene.

La espuma no penetra en el carbón, y la capa que forma retiene el calor y los vapores inflamables. Es adecuada para cubrir localmente un foco ya extraído, pero no para apagar la masa compacta.

Los geles e inhibidores de alto coste muestran en laboratorio una eficacia de decenas por ciento. En la mina se inyectan en un volumen limitado, pero en el depósito se trata de cientos de miles de toneladas expuestas a la lluvia. La impregnación total de una reserva de tres millones de toneladas requeriría cientos de miles de toneladas de solución.

Cuatro vías son escalables: el apilamiento correcto con compactación, el despacho por antigüedad, la extracción rápida del foco y el tratamiento del flujo de carbón en el momento del apilamiento, cuando una pequeña dosis de líquido cubre todo el volumen y no solo la superficie de la pila.

Propuesta experimental: solución de melaza

Un grupo de investigadores chinos publicó entre 2022 y 2025 tres trabajos sobre el uso de la melaza, un subproducto de la industria azucarera, para suprimir la combustión espontánea del carbón.

Los resultados son los siguientes. Una solución de melaza al treinta por ciento se adhiere al carbón aproximadamente cuarenta veces mejor que el agua y aglutina los finos ciento cuarenta veces con mayor fuerza. Los azúcares forman una película sobre las partículas que retiene la humedad y limita el acceso de oxígeno a la superficie. Al añadir cloruros de calcio y magnesio, el consumo de oxígeno del carbón disminuye entre un sesenta y un ochenta por ciento. En pruebas de campo en el espacio explotado de una mina, la concentración de monóxido de carbono se redujo entre un 35 y un 48 por ciento.

El azúcar no afecta a las propiedades del propio carbón; solo limita el contacto de este con el oxígeno.

El método no se ha probado en pilas al aire libre: no se han encontrado publicaciones al respecto. Esto hace conveniente realizar un ensayo de campo en las condiciones de un depósito portuario.

Fig. 5. Esquema del ensayo: la solución se suministra al sistema de riego estándar, un anillo de boquillas trata el flujo de carbón en el momento del apilamiento y cada capa se deposita ya protegida

El esquema del ensayo es el siguiente. En el depósito del sistema de riego estándar se vierte la solución en lugar de agua. El carbón que cae desde la pluma del apilador se trata con una cortina de nebulización por todos lados en el momento de la descarga del flujo, de modo que cada capa se coloca ya tratada. La parte superior y los taludes de la pila se compactan de la forma habitual. Se crea así una doble protección: la película limita el acceso de oxígeno a cada partícula y la compactación limita la entrada de aire en la masa. Al lado se forma una pila de control del mismo lote, cuyo flujo se trata con agua limpia en el mismo volumen, garantizando la validez de la comparación. Durante dos meses se miden la temperatura a tres profundidades y la concentración de monóxido de carbono cerca de la superficie, se realiza un seguimiento termográfico y se toman muestras para evaluar los parámetros de calidad.

Las limitaciones del método son conocidas y deben tenerse en cuenta. La melaza se oxida por sí misma liberando calor, por lo que la concentración de la solución no debe superar el treinta por ciento. El azúcar sirve de medio de cultivo para microorganismos, y los procesos microbianos también liberan calor; el comportamiento del carbón tratado en una pila grande durante la temporada cálida no se ha estudiado. La solución se adhiere a la maquinaria y se espesa a temperaturas bajo cero. El impacto del aditivo en las especificaciones contractuales de calidad del carbón requiere confirmación de laboratorio.

Duplicar el periodo de incubación cambiaría fundamentalmente el cálculo anterior: con un turno estricto no quedaría nada en riesgo. Un resultado negativo del ensayo también debería publicarse, ya que resulta igualmente informativo para la industria.

Umbral operativo para una terminal de exportación

Las normas rusas establecen el umbral de acción inmediata en sesenta grados o un aumento de temperatura de cinco grados al día. Para una terminal que despacha carbón por vía marítima, el umbral real es más bajo. El Código Marítimo Internacional de Cargas Sólidas a Granel (Código IMSBC) prohíbe embarcar carbón con una temperatura superior a los cincuenta y cinco grados. Una pila que según las normas del depósito aún no requiere medidas inmediatas no será aceptada por el buque, lo que implica paralizaciones, sobrestadías y reclamaciones del comprador. Por ello, conviene ajustar el sistema de control a cincuenta y cinco grados.

También debe tenerse en cuenta que el monóxido de carbono aparece antes del aumento de temperatura. Las normas rusas para depósitos no exigen un control de gases. Un analizador de gas portátil cerca de la superficie de la pila es económico y advierte del desarrollo de un foco varios días antes que una sonda térmica.

Conclusión

El carbón en el depósito no es una mercancía pasiva a la espera de ser despachada. Es una instalación con un escenario de accidente propio, que evoluciona de forma lenta, imperceptible y sin culpa de nadie, por lo que resulta fácil de ignorar.

Las medidas principales son sencillas y económicas: conocer el tiempo de permanencia del carbón en el depósito, despachar primero los lotes antiguos, compactar los taludes, extraer el foco en lugar de inundarlo y aplicar riego pulverizado en vez de un chorro directo. No requieren inversiones, sino organización.

Durante décadas, la industria ha estudiado el comportamiento del carbón en el subsuelo. El comportamiento del carbón en la superficie, en pilas de millones de toneladas, está mucho menos estudiado, y esta laguna deberán cubrirla las propias empresas explotadoras, entre otros métodos mediante ensayos de campo en depósitos operativos.