Carbón vegetal

El carbón vegetal es madera calentada con tan poco aire que se carboniza en vez de arder, y deja un combustible negro y ligero formado sobre todo por carbono. Usado por los metalurgos desde al menos el V milenio a. C., y fabricado después en carboneras cubiertas de tierra y en hoyos, dio a los metalurgos el calor y el gas reductor que necesitaban para sacar el cobre y después el hierro de sus minerales.

Qué es

La misma madera antes y después: el carbón encoge y se agrieta, pero conserva la veta del árbol.

El carbón vegetal es lo que queda de la madera calentada con demasiado poco aire para arder. El agua y casi todas las materias volátiles se van en el humo, y queda un sólido negro, quebradizo y ligero, compuesto en gran parte de carbono.

A igualdad de peso, da aproximadamente el doble de calor que la leña secada al aire. Arde casi sin llama ni humo y, con un fuelle, alcanza temperaturas que un fuego de leña apenas sostiene. En un horno forma además monóxido de carbono, el gas que quita el oxígeno a los minerales. Durante unos seis mil años fue el combustible del cobre, del bronce y del hierro.

La lámina muestra la carbonera cubierta de tierra que los carboneros levantaban en los bosques de Europa hasta el siglo XX: una cúpula de leña apilada alrededor de una chimenea central, envuelta en hojas y tierra, que se deja arder sin llama durante días.

Cómo funciona

Al calentarse, la madera primero se seca a 100 °C o algo menos y luego sube hasta unos 280 °C. Ambos pasos consumen energía, que aporta la combustión de una pequeña parte de la carga. Por encima de unos 280 °C, la madera se descompone por sí sola y desprende calor. Escapan agua, ácidos, alquitranes y gases combustibles, y queda el carbón.

El hoyo funciona igual: la leña se carboniza en un agujero en el suelo, bajo hojas y tierra.

Sin calor externo, la reacción no pasa de unos 400 °C y el carbón conserva alrededor de un 30 % de materias alquitranosas. Llevado a 500 °C, alcanza cerca de un 86 % de carbono fijo, pero el calor se paga en rendimiento: respecto a la madera anhidra, se obtiene cerca de un 42 % de carbón a 300 °C y un 33 % a 500 °C, sin contar la leña que se quema para calentar.

La cubierta de tierra hace de pared de horno. Solo deja pasar el aire que el carbonero admite por los respiraderos del pie. Un poco de leña arde, gasta ese oxígeno y su calor cuece el resto. El fuego se enciende en la chimenea central y avanza despacio por la pila hacia fuera, hasta el pie. El humo indica el progreso: espeso y blanco mientras la leña se seca, azulado después y casi transparente cuando una zona está hecha. Al carbonizarse, la leña merma, la carbonera se hunde y la cubierta se agrieta. Cada grieta debe taparse enseguida, o el carbón se quema hasta hacerse ceniza.

Cómo se construye

Estos son los pasos de una carbonera pequeña. Hacen falta unos pocos metros cúbicos de leña de frondosas bien seca, como roble, haya o avellano, partida de modo que ninguna pieza supere unos 20 cm de grosor, además de paja u hojas, tierra arenosa o franca, una pala, un rastrillo y unos 100 litros de agua.

Preparar la plaza. Limpie hasta la tierra desnuda un círculo llano y bien drenado de unos 6 m de diámetro, lejos de ramas bajas y edificios.

Levantar la leña alrededor de la chimenea. Clave tres o cuatro estacas en el centro para formar un conducto. Tienda en el suelo una retícula de leños delgados para que los gases circulen bajo la pila. Coloque los leños de pie contra el conducto, algo inclinados hacia él y bien apretados, y rellene los huecos con leña menuda. Una carbonera de pueblo suele medir unos 4 m de diámetro y de 1 a 1,5 m de alto.

Cubrir. Extienda hojas, paja o tepes sobre la leña y después de 10 a 20 cm de tierra, mezclada con cisco si lo tiene. Evite la arcilla pegajosa, que se agrieta al secarse. Deje de seis a diez respiraderos alrededor del pie.

Encender y vigilar. Eche por la chimenea una palada de brasas y aliméntelas con astillas secas hasta que prenda el centro de la pila. Cuando suba un humo blanco y espeso de forma constante, cierre en parte la boca superior. A partir de entonces alguien vigila la carbonera día y noche: tapa las grietas con tierra húmeda, cierra cualquier respiradero que se vea al rojo y abre otros nuevos en el lado que se retrasa. Una carbonera pequeña puede terminar en uno o dos días; las tradicionales de tamaño medio tardaban de doce a catorce.

Ahogar, enfriar y sacar. Cuando el humo se vuelva fino y azul, cierre todos los agujeros y añada tierra. Espere a que la carbonera esté fría por completo, lo que en una pequeña lleva dos o tres días; luego ábrala por sectores, saque el carbón con el rastrillo y apague con arena o un poco de agua cualquier trozo que siga encendido o humee. El carbón caliente puede volver a prender al aire libre, así que siga atento.

Seguridad. Una carbonera puede provocar un incendio forestal: consulte las normas locales sobre fuegos al aire libre, mantenga la plaza limpia de vegetación y tenga a mano agua, arena y una pala. El humo es rico en monóxido de carbono, que no huele y mata. Colóquese a barlovento, no se incline nunca sobre un respiradero ni sobre la chimenea, y nunca carbonice, enfríe ni guarde carbón caliente en un lugar cerrado. No se suba nunca a la carbonera: al mermar la leña, la cubierta puede ceder sobre un hueco incandescente y causar quemaduras graves. Use guantes y botas de cuero y mantenga alejados a los niños.

Historia y evolución

El carbón vegetal es tan antiguo como el uso del fuego: cada hogar prehistórico deja algo, y los arqueólogos lo usan para datarlo. En la cueva de Chauvet, en Francia, se dibujaron animales con carbón de pino hace unos 37 000 a 34 000 años.

El metal creó la primera gran demanda, aunque no se sabe cuándo se empezó a fabricar a propósito. En el V milenio a. C., en el Levante meridional y en la meseta iraní, se calentaba mineral de cobre con carbón en crisoles y hornos pequeños. En Horvat Beter, cerca de Beerseba, el mineral llegaba desde Wadi Faynan, a más de 100 km. Una estimación publicada en 1982, basada en registros posteriores y en experimentos, calcula de 20 a 40 kg de carbón por kilo de cobre. Con 100 kg de carbón para una fundición de 5 kg, y siete partes de leña por una de carbón, salen unos 700 kg de leña. En China, los hornos de carbón más antiguos hallados hasta ahora, en Xiwubi (Shanxi), estaban junto a restos de fundición de cobre del período Erlitou, hacia 1900 a 1600 a. C.

Los carboneros vivían junto a sus carboneras en chozas de varas y tepes, para vigilarlas día y noche.

Según la misma estimación, el hierro no necesitaba más de 10 kg de carbón por kilo, forja incluida, pero se producía en cantidades mucho mayores, y el carboneo se convirtió en un oficio del bosque. En el Weald inglés y en el valle de Carranza, en Bizkaia, los carboneros abastecieron ferrerías y fraguas durante siglos; trabajaban de la primavera al otoño y vivían con sus familias en chozas junto a las carboneras.

En el siglo XVIII, un alto horno inglés consumía unas ocho toneladas de leña, convertidas en dos de carbón, por cada tonelada de arrabio. En 1709 Abraham Darby fundió hierro con coque de hulla en Coalbrookdale, y el coque se fue imponiendo. El carbón vegetal sobrevivió en otros lugares: en 2011 aún producía cerca del 30 % del arrabio de Brasil, frente a menos del 1 % en el mundo, con leña de plantaciones de eucalipto pero también de bosque nativo. Sigue siendo además el combustible de la barbacoa, el carboncillo de sauce del dibujante y, una vez activado, el carbono de los filtros.