Durante el almacenamiento y transporte del carbón, el sector padece problemas generalizados: elevados riesgos de combustión espontánea, falta de control sobre la calidad del mineral, creciente presión medioambiental y gastos innecesarios acumulados, además de dificultades específicas propias de cada escenario:
(1) Carbón en circulación dinámicaLos ciclos de almacenamiento no son fijos y el stock se prolonga por la regulación de picos de la red eléctrica, además de una elevada proporción de mezcla de carbones propensos a la combustión espontánea. Los sistemas tradicionales de extinción por agua suelen generar reigniciones, deterioro de la calidad del carbón y reiterados problemas ambientales.
(2) Carbón de almacenamiento prolongadoSus periodos de almacenamiento superan con creces el plazo natural de autoignición del carbón, lo que provoca un rápido calentamiento oxidativo en el interior de las pilas; una vez producida la combustión espontánea resulta complicado su tratamiento, a lo que se suma la pérdida de poder calorífico y la emisión de gases tóxicos.
(3) Cadena de transporte carboníferoEn los espacios cerrados de vagones o bodegas se produce un rápido aumento de temperatura; resulta complicado el aviso previo y la extinción ante la combustión espontánea, los humos generados contaminan el entorno, existe indefinición en la responsabilidad por autoignición, además de retrasos frecuentes en el transporte ferroviario y marítimo y demandas por daños en la mercancía.
Las demandas industriales prioritarias consisten en garantizar el abastecimiento continuo, reducir los gastos derivados del deterioro del combustible, conservar la calidad del carbón, prevenir riesgos de seguridad y ambientales, cumplir los plazos de transporte y lograr el almacenamiento estable prolongado junto con el transporte seguro y eficiente del carbón.
1. Solución principal: Prevención integral de la combustión espontánea y gestión integrada de la calidad del carbón
Esta solución tiene como núcleo del control y prevención de la combustión espontánea el mantenimiento de la estabilidad de la calidad del carbón. A través de los medios técnicos integrales de monitoreo-prevención-tratamiento durante todo el proceso, se consigue la retardación de llama y reducción de pérdidas, el control inteligente y el cumplimiento normativo ambiental, alcanzando simultáneamente los objetivos duales de prevención de incendios y conservación de la calidad. Es aplicable a todos los escenarios: circulación dinámica, almacenamiento a largo plazo y cadena de transporte de carbón.
1.1 Tecnología integral para la prevención de combustión espontánea del carbón y gestión de su calidad durante el almacenamiento
Se aplica un procedimiento normalizado de tratamiento en nueve pasos para la etapa de almacenamiento de carbón, que impide globalmente el contacto entre el carbón y el oxígeno e inhibe el calentamiento oxidativo desde la preparación preliminar hasta el monitoreo en tiempo real, garantizando la estabilidad de la calidad del carbón:
(1) Conformación general de pilas de carbón: Acondicionar los caminos sobre las pilas de carbón y nivelar la parte superior para generar las condiciones básicas de las obras subsiguientes.
(2) Pulverización del inhibidor de interacción carbón-oxígeno: Pulverizar la capa superficial de las pilas de carbón para pasivar los grupos activos, elevar la temperatura crítica de oxidación del carbón y dificultar su proceso oxidativo.
(3) Pulverización de material coloidal de cambio bifásico: Pulverización localizada en zonas de altas temperaturas y focos incendiarios para refrigeración rápida y aislamiento del oxígeno; para el carbón en circulación a corto plazo se pueden emplear equipos móviles de pulverización inteligente.
(4) Nivelación con compactadora de taludes: Nivelar y compactar los taludes de las pilas de carbón con el equipo compactador de taludes YSBZ para reducir la porosidad interna de las pilas.
(5) Instalación de terminales de red inalámbrica ad hoc: Distribuir uniformemente en la parte media e inferior de las pilas para monitorear en tiempo real la temperatura del carbón y la concentración de CO en puntos dispersos.
(6) Pulverización de material sellante I: Rellenar fisuras superficiales de las pilas para formar una estructura compacta continua e impedir la penetración de oxígeno por las grietas.
(7) Pulverización de material sellante II: Formar una capa protectora compacta sobre la superficie del carbón para aislar el contacto con el oxígeno en la capa superficial.
(8) Inyección de gas inerte: Crear un espacio de micropresión positiva entre la capa sellante y el carbón para bloquear adicionalmente el contacto carbón‑oxígeno y reforzar el aislamiento de oxígeno.
(9) Real-time Online Monitoring: Vigilar en tiempo real la temperatura del carbón y el contenido de CO mediante el sistema formado por terminales, repetidores, receptores y ordenadores centrales, y reponer gas inerte según necesidad para llevar a cabo una prevención y control dinámicos.
1.2 Soluciones personalizadas para distintos escenarios
(1) Solución para carbón de circulación dinámica
Escenarios de aplicación: Escenarios con ciclos de almacenamiento variables y alto contenido de carbón susceptible a combustión espontánea, como centrales térmicas de regulación de carga y empresas químicas carboníferas.
Ideas de solución:
Retardación de llama y reducción de pérdidas (compactación para aislamiento de oxígeno + tecnología de sellado que inhibe la oxidación y minimiza la pérdida de poder calorífico) → Prevención y control inteligente (sistema de monitoreo de red inalámbrica ad hoc para vigilancia de temperatura y CO con alerta anticipada de combustión espontánea; equipo móvil de pulverización inteligente para enfriamiento y aislamiento de oxígeno, reduciendo costos y riesgos de intervención manual) → Cumplimiento ambiental (tratamiento eficiente e inteligente para contener humos de combustión espontánea y limitar emisiones de polvo y gases nocivos).
Valor fundamental: Ampliar el ciclo de almacenamiento del carbón a más de dos meses, resolver el problema de límite de tiempo de acopio en centrales de regulación de carga, eliminar los problemas ambientales derivados de la combustión espontánea y reducir los gastos de tratamiento manual.
(2) Solución para carbón de almacenamiento prolongado
Escenarios de aplicación: Casos con ciclos de almacenamiento superiores al periodo de ignición natural, como bases de reserva estratégica de carbón, depósitos de emergencia de centrales eléctricas y pilas de carbón de almacenamiento prolongado en puertos.
Ideas de solución: Emplear tecnologías avanzadas y fiables de prevención integral contra la combustión espontánea del carbón para inhibir este fenómeno, prolongar su período de ignición natural, evitar rotaciones pasivas innecesarias y posibilitar el almacenamiento estratégico prolongado de recursos carboníferos.
Valor fundamental: Ampliar el ciclo seguro de almacenamiento del carbón propenso a la combustión espontánea a más de seis meses sin aparición de señales de autoignición en todo el periodo, garantizar la estabilidad del poder calorífico del carbón y evitar el incremento de costes de almacenamiento derivados de rotaciones pasivas inútiles.
(3) Solución para la cadena de transporte del carbón
Escenarios de aplicación: Transporte de carbón por ferrocarril, vía fluvial y carretera, especialmente trayectos de larga distancia como transbordo fluvial en puertos y transporte marítimo internacional.
Ideas de implementación: Inhibición del oxígeno en origen (adición sincronizada de inhibidores durante la carga para reducir la actividad oxidativa del carbón) → Monitoreo inteligente (instalación de redes de monitoreo inalámbrico en vagones y bodegas para controlar el estado general del carbón y detectar con precisión valores críticos anómalos de CO) → Sellado superficial contra el oxígeno (pulverización de agentes sellantes para formar una capa compacta aislante del oxígeno sobre la superficie carbonífera e impedir de forma continuada las reacciones de oxidación) → Prevención y control de la contaminación (aplicación de medidas integrales contra la combustión espontánea en el transporte, contención de emisiones de humos y limitación de la propagación de gases tóxicos).
Valor fundamental: Conseguir cero accidentes por combustión espontánea durante el transporte, bloquear las emisiones de humos derivados de la autoignición, reducir indemnizaciones por daños de mercancía y multas por demoras, garantizando el funcionamiento estable y fluido de la cadena de suministro carbonífera.
2. Sistema de Tecnologías y Equipos Principales
Ji’an Technology ha desarrollado un sistema tecnológico y de equipos centrado en el monitoreo y alerta temprana inteligente, materiales para prevención y extinción de incendios, equipos inteligentes y tratamiento de emergencias. Todas las tecnologías han sido validadas por el sector, y algunas alcanzan un nivel líder internacional. Los productos son atóxicos y no corrosivos, no alteran la calidad del carbón y combinan seguridad y protección ambiental.
2.1 Sistema Inteligente de Monitoreo y Alerta Temprana
1. Dispositivo de muestreo de gas por tubos agrupados (MZQC6/6)
- Función principal: Permite el monitoreo en tiempo real de gases como CO, CO₂, O₂, CH₄, C₂H₂, C₂H₄, además de temperatura, humedad y diferencia de presiones, y el pronóstico anticipado de focos de incendio.
- Características técnicas: Muestreo de 6 canales, doble control local y remoto, conmutación automática de aspiración de aire circulante, monitoreo continuo de alta precisión mediante sensores, autodiagnóstico de averías, caudal visible y gran longitud de muestreo por canal individual.
- Método de alerta temprana: Alerta temprana doble sonora y luminosa desde el ordenador superior, suministrando base de datos científica para la prevención y control de la combustión espontánea.
2. Sistema de Monitoreo por Red Inalámbrica Ad Hoc
- Función principal: Permite el monitoreo y alerta temprana en tiempo real a bajo coste de puntos discretos de temperatura y concentración de CO en pilas de carbón, vagones y bodegas de carga.
- Características técnicas: Dimensiones reducidas, instalación sencilla sin cableado complejo, adaptación a requisitos de monitoreo móvil y disperso en almacenamiento y transporte, detección precisa de indicios previos a la combustión espontánea.
2.2 Materiales Principales de Prevención y Extinción de Incendios
(1) Inhibidor de oxidación carbón-oxígeno
Su función principal consiste en pasivar la actividad del carbón e interrumpir el contacto entre el carbón y el oxígeno desde el origen. Asimismo, ejerce efectos supresores de polvo y reductores de pérdidas, minimizando la merma de masa del carbón durante su almacenamiento y transporte. Se trata de un líquido blanquecino que no altera la calidad del carbón; incrementa eficazmente la energía de activación del carbón y eleva la temperatura crítica en todas las fases de oxidación, inhibiendo de forma fundamental la combustión espontánea por oxidación del carbón. Combina doble utilidad: prevención de incendios y supresión de polvo, pudiendo aplicarse ampliamente en el rociado superficial de pilas de carbón, la dosificación en la carga para transporte, el transporte por bandas y otros procesos.
(2) Material coloidal de cambio bifásico
Cuenta con dos funciones fundamentales: refrigeración rápida y aislamiento de oxígeno. Además, se puede mezclar con lodo o suspensión de cenizas volantes para consolidar eficazmente la mezcla, evitar obstrucciones en tuberías y mejorar la eficiencia y calidad del inyeccionado. Es un polvo blanco con elevada velocidad de enfriamiento, excelente capacidad de aislamiento de oxígeno y efecto duradero tras la preparación con suspensión, además de una destacada estabilidad térmica. Se emplea con seguridad incluso en zonas con llama abierta sin riesgo de explosión por gas de agua, y se destina principalmente al tratamiento de la combustión espontánea mediante pulverización localizada en focos de alta temperatura con incendio abierto e inyección refrigerante en el interior de pilas de carbón.
(3) Material extintor Prater
Diseñado específicamente para el tratamiento preciso de focos puntuales de alta temperatura, regula el agua en zonas calientes para la absorción de calor y enfriamiento gracias a sus propiedades de absorción y retención hídrica, reduciendo al mínimo el deterioro del carbón adyacente. Se presenta en formato bicomponente A/B; tras formar gel conserva el agua de forma excelente, con efecto refrigerante duradero y escasa pérdida de producto. Su aplicación es sencilla, no requiere maquinaria pesada para excavar las pilas de carbón. Permite el tratamiento rápido de puntos calientes en depósitos de carbón y resulta idóneo para la extinción temprana de incendios por combustión espontánea.
(4) Nuevo Material de Sellado
Su función principal consiste en generar una membrana compacta aislante de oxígeno sobre la superficie del carbón, logrando un eficaz bloqueo de oxígeno además de prevenir la entrada de viento, la emisión de polvo y la erosión por lluvia, brindando protección integral al depósito carbonífero. Se trata de un líquido blanquecino que tras la pulverización forma una capa de película de 2–5 mm de espesor. La película posee buena ductilidad y resistencia mecánica, alta resistencia a los daños, bajo consumo de producto y componentes activos de gran adaptabilidad; no altera la calidad del carbón y mantiene efectos duraderos de aislamiento de oxígeno y supresión de polvo. Se aplica fundamentalmente en el recubrimiento integral superficial de pilas de carbón y el sellado anti-oxígeno del carbón durante su transporte.
2.3 Equipos Inteligentes de Construcción y Compactación
(1) Compactadora de Talud Modelo YSBZ
- Función principal: Compacta y nivela taludes y superficies superiores de las pilas de carbón para reducir la porosidad interna y sentar las bases de la protección por aislamiento de oxígeno.
- Características técnicas: Funcionamiento mediante control remoto inalámbrico, el operador trabaja alejado de la zona de operación para garantizar alta seguridad y rendimiento; el rodillo permite el lastrado por carga cuantificada de agua para adaptarse a distintas condiciones de trabajo de pilas de carbón; propulsado por cabrestante de doble tambor, presenta baja tasa de averías y fácil mantenimiento.
(2) Equipo Móvil Inteligente de Pulverización para Materiales Sellantes
- Función principal: Permite la pulverización uniforme integral del nuevo material sellante para conseguir el aislamiento de oxígeno sin zonas muertas sobre la superficie de las pilas de carbón.
- Características técnicas: Control remoto no tripulado con supervisión en tiempo real del efecto de pulverización mediante imágenes de alta definición; cuenta con mecanismo integrado de carga y descarga de producto y elevación adaptable a emplazamientos complejos como las cimas de pilas de carbón, logrando alta eficiencia operativa y reduciendo la carga laboral del personal.
2.4 Equipo de Emergencia: Dispositivo de Prevención y Extinción de Incendios de Urgencia
- Función principal: Integra en un mismo equipo el dosificado, transporte, pulverización e inyección, cubriendo las necesidades duales de extinción en zonas de alta temperatura y prevención mediante aislamiento de oxígeno.
- Características técnicas: Equipo totalmente integrado, remolcable flexiblemente por cargadoras o excavadoras para fácil movilidad y respuesta rápida; diseño modular e inteligente con dosificación automática de proporción constante para preparación precisa de materias primas; equipado con sistema de sobrealimentación incorporado de gran potencia, apto para labores de emergencia in situ.
La solución integral contra la combustión espontánea del carbón y para la gestión de su calidad durante el almacenamiento y transporte cubre toda la cadena de circulación dinámica, almacenamiento prolongado y traslado carbonífero, con estrategias personalizadas adaptadas a cada escenario. Establece un sistema de prevención y control integral bajo el esquema vigilancia – prevención – tratamiento, unificando la protección contra la combustión espontánea y la regulación de calidad del carbón para obtener beneficios duales.
Cuenta con un paquete completo de equipamiento técnico formado por sistemas de monitorización inteligente, materiales antiincendios, equipos inteligentes de tratamiento y dispositivos de emergencia. Los insumos son ecológicos, atóxicos y no alteran las propiedades del carbón; los aparatos inteligentes admiten operación remota o sin tripulación, reduciendo costes y aumentando la eficiencia.
Mediante medidas de protección multinivel se consigue un efecto de control duradero y estable, alargando notablemente los plazos de almacenaje y transporte del mineral. Constituye una solución sistematizada para toda la cadena logística del carbón y soluciona de raíz los problemas habituales del sector: combustión espontánea, descontrol de la calidad del carbón y superación de los límites normativos ambientales.
