CHDE Trujillo

 

José Pastor Villegas, Jesús Francisco Pastor Valle,

Álvaro Píriz Mota, José David Pastor Valle

 

RESUMEN

Tras unas consideraciones generales sobre materiales de carbono, siguen páginas sobre el carbón vegetal, que es un material de carbono prehistórico en general y del pasado y presente en Extremadura, con atención a su fabricación en La Aldea del Obispo (Cáceres). Y también páginas sobre los diamantes sintéticos en general, y sobre su futura fabricación en Trujillo (Cáceres) según proyecto de la empresa Diamond Foundry Europe, SL. Así pues, todo parece indicar que será una realidad al finalizar el primer cuarto del siglo XXI la coincidencia de la fabricación artesanal del carbón vegetal con la fabricación industrial de diamantes sintéticos en Extremadura.

 

1. INTRODUCCIÓN

Hoy se puede decir que la Química es la ciencia experimental que trata de la composición, estructura, propiedades y transformaciones de la materia en su diversidad, y de los cambios energéticos conexos. Obviamente, es una ciencia muy amplia[1].

Transcurrida casi la cuarta parte del tercer milenio, la Química sigue siendo la “ciencia central” por favorecer los avances en otras áreas científicas y tecnológicas. Es la ciencia que ha que ha permitido los avances logrados en áreas diversas: salud, vivienda, etcétera. Es fundamental en la Ciencia e Ingeniería de Materiales para la producción de materiales destinados a funciones muy específicas.

Material es materia, generalmente sólida, natural o elaborada, que se usa por el ser humano para satisfacer alguna necesidad (alimento, vestido y vivienda) o algún deseo (transporte, comunicación, etcétera). Los primeros materiales fueron el sílex (variedad de cuarzo) y otros de origen animal (piel o hueso) o vegetal (madera). Hoy en día los materiales son numerosos: madera, materiales de carbono, aceros, etcétera.

Desde el comienzo de la civilización, los materiales, junto con la energía, se han utilizado para mejorar el nivel de vida. Se puede escribir la siguiente evolución del conocimiento humano en la consecución de fines prácticos:

 

Técnica → Ciencia → Tecnología

 

La Técnica, anterior a la Ciencia y a la Tecnología, es la aplicación útil de conocimientos humanos, mientras que la Tecnología es la aplicación de conocimientos científicos. Sin técnicas, el ser humano sería inferior al animal.

Los primeros artesanos desarrollaron de una manera empírica su conocimiento de los materiales (primero la cerámica, después el bronce y el hierro), así como las técnicas para fabricarlos. Por ejemplo, tras la conquista del fuego, hace milenios, los seres humanos descubrieron que un trozo de arcilla moldeada en forma de olla podía endurecerse al fuego y que el recipiente, una vez cocido, retenía el líquido y no se deformaba ni siquiera colocándolo sobre brasas. Se había transformado un material inorgánico natural, blando y maleable, en otro duro como una piedra mediante el calor:

 

Tratamiento térmico

Arcilla                                     →                               Cerámica

 

Con el avance del conocimiento, en particular de la Química, se ha sabido que la estructura y propiedades de un material determinan en gran medida, su rendimiento, su comportamiento en la realidad. La estructura, las propiedades y el comportamiento se traban en el proceso de elaboración.

Pues bien, tras unas breves generalidades sobre materiales de carbono, siguen páginas, con una extensión limitada, sobre el carbón vegetal, que es un material prehistórico en general y del presente en Extremadura, con atención a su fabricación actual en La Aldea del Obispo (Cáceres). Y también sobre los diamantes sintéticos, de futura fabricación en Trujillo (Cáceres). En ambos municipios extremeños, relativamente próximos, se conjugan el pasado y el presente de dos materiales de carbono artificiales en Extremadura.

 

2. GENERALIDADES SOBRE MATERIALES DE CARBONO

Los elementos químicos no metálicos carbono (carbón vegetal y negro de humo) y azufre, y los siete elementos metálicos hierro, cobre, plata, estaño, oro, mercurio y plomo eran conocidos y tenían aplicaciones en el Viejo Mundo desde la Antigüedad[2].

Hoy, el carbono es el sexto elemento químico de la Tabla Periódica, uno de los 92 elementos químicos naturales que compone el planeta Tierra, aproximadamente el 0,1% de la corteza terrestre y, después del oxígeno es el elemento más abundante en masa (18%) en el cuerpo humano.

La capacidad de hibridación de los orbitales atómicos del carbono, generando átomos de carbono de naturaleza sp³, sp² y sp, le confiere una situación única para la construcción de una amplia variedad de deformas alotrópicas. De ellas, resulta sorprendente que el hecho de que hasta hace aproximadamente cuatro décadas solo dos alótropos fueran conocidos: el diamante y el grafito. Hoy se conocen también los fullerenos (pronunciar fulerenos) y numerosas nanoformas de carbono.

Además de estos aspectos del elemento carbono antes señalados, su contribución al desarrollo de la civilización y, más recientemente a la sociedad del bienestar mediante los nuevos materiales basados en el carbono, ha sido muy importante. Se pueden mencionar desarrollo de fármacos, plásticos, fibras sintéticas, combustibles, etcétera[3].

Los materiales de carbono se componen principalmente del elemento químico carbono. El Comité Internacional para la Caracterización y la Terminología del Carbón publicó 73 definiciones en 1989[4] y la International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), que conocemos en español como Unión Internacional de Química Pura y Aplicada, describió un total de 114 términos en la revista Pure and Applied Chemistry en 1995[5].

Desde 1950 hasta la actualidad se ha avanzado mucho en el conocimiento y aplicaciones de los materiales de carbono. El profesor Stach Mrozowski organizó la Primera Conferencia sobre el Carbón, en la Universidad de Buffalo, noviembre de 1953. Once años después se inició la publicación de la revista Carbon, con mencionado profesor como primer editor-jefe. En los años siguientes, surgieron sociedades científicas y tecnológicas en diversos países, como la American Carbon Society de Estados Unidos de América desde 1957; Le Groupe Français d`Etude des Carbones en Francia en 1961; o The British Carbon Group en el Reino Unido desde 1965.

En España, el Grupo Español del Carbón nace en Zaragoza el 9 de octubre de 1990, fruto de la inquietud y entusiasmo de un grupo de personas, empresas e instituciones públicas y privadas vinculadas con la ciencia, tecnología uso y aplicaciones del carbón. A dicho grupo pertenece el primer autor del presente trabajo desde su constitución, participante en la I Reunión del Grupo Español del Carbón celebrada en Zaragoza del 10 al 11 de octubre de 1992 en el Instituto de Carboquímica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), y en las siguientes. En 2001, organizó, con el Instituto del Corcho, la Madera y el Carbón Vegetal, y presidió el Comité Organizador de la VI Reunión del Grupo Español del Carbón, de carácter internacional, celebrada en Cáceres y Mérida del 23-25 de octubre de 2001.  

Aquí, tratamos en primer lugar, con brevedad, de los alótropos del carbono conocidos hoy: reticulares (diamante y grafito) y moleculares (fullerenos)[6]. Y después del término carbón.  Con el transcurso del tiempo, se ha avanzado en el conocimiento de la composición, estructura, formación, propiedades y aplicaciones de estos materiales de carbono.

A partir de finales del siglo XVIII, se ha conocido que los diamantes naturales son minerales transparentes que se componen de carbono, formados por procesos geológicos a una gran profundidad, a muy altas presiones y temperaturas. Se han descrito diamantes en kimberlita, roca blanda que forma chimeneas volcánicas; la erosión de la kimberlita da lugar a los diamantes encontrados en los sedimentos de algunos ríos[7].

El diamante es la forma alotrópica del elemento carbono en la que cada átomo de carbono de la red, con hibridación sp³, está unido a cuatro átomos próximos por enlace covalente σ; la celdilla cristalina es cúbica (Figura 1). Esta estructura explica sus propiedades físicas, las cuales hacen que sea un material de carbono muy atractivo[8]:

• Material transparente en la región visible e infrarroja del espectro electromagnético.
• Material extremadamente duro (el más duro conocido) y con muy baja conductividad eléctrica. Tiene una alta conductividad térmica, lo cual no es usual en un material no metálico, porque las intensas vibraciones de los átomos de carbono se transmiten rápidamente de una zona caliente del cristal a una zona fría.

Concerniente a su comportamiento químico, calentado a 800 ºC arde en oxígeno puro y forma dióxido de carbono.

 

Tratamiento térmico

C(diamante)(s) + O₂(g)                      →                    CO₂(g)

 

Las aplicaciones del diamante han aumentado en el transcurso del tiempo. Los monocristales relativamente grandes se utilizan como piedras preciosas. Mediante el tallado, se logra la máxima reflexión y refracción desde el interior de la gema terminada. Industrialmente, los diamantes son utilizados para desbastar y cortar otros materiales más blandos.

A finales del siglo XVIII, se demostró también que el grafito, material natural negro brillante, es otra forma alotrópica del elemento carbono. Sus átomos, con una hibridación sp², están unidos por enlace covalente, constituyendo láminas planas  dispuestos en redes hexagonales, con enlaces π deslocalizados dentro de cada lámina y enlaces por fuerzas de Van der Waals entre las láminas paralelas entre sí. Hay dos secuencias de apilamiento: hexagonal y romboédrico.

La estructura del grafito, bien distinta a la del diamante, explica que sea un sólido con las propiedades siguientes (referencia 8):

• Conductividad eléctrica relativamente alta en las direcciones cristalinas paralelas a las láminas hexagonales, porque los electrones pueden moverse a lo largo de sus planos.
• Alta conductividad térmica, bajo coeficiente de dilatación térmica, alta resistencia al choque térmico y fácil mecanización.
• Alta resistencia y buena estabilidad química a temperaturas elevadas y en atmósferas no oxidantes.
• Alta adsorción de gases.

El grafito tiene numerosas aplicaciones. Se utiliza en hornos eléctricos, como electrodo para soldadura por arco, en crisoles metalúrgicos, en moldes para aleaciones metálicas y cerámicas, como refractario y aislador a alta temperatura, tobera de cohetes, reactores químicos, contactos eléctricos, resistencias, electrodos para baterías y dispositivos para purificación del aire (referencia 8).

A mediados de la década de 1980, se descubrieron los fullerenos, materiales de carbono formados con relativa facilidad, siendo la vaporización láser del grafito el primer método de obtención. Uno es el fullereno de buckminster_, sólido molecular formado por moléculas esféricas de fórmula C₆₀ (60 vértices y 32 caras, de las cuales 12 son pentágonos de átomos de carbono y 20 son hexágonos de átomos de carbono) que conservan la naturaleza deslocalizada del grafito, y tanto su interior como su exterior son un mar de electrones π. Las estructuras cristalinas de los fullerenos altamente simétricas los hacen extremadamente estables y elásticos (referencias 6 y 8).

Siguiendo las recomendaciones de la IUPAC (referencias 4 y 5), el término carbón se aplica a todos los materiales naturales y sintéticos que se componen fundamentalmente de átomos de carbono con una estructura de grafito o, al menos con una organización bidimensional de átomos de carbono. El término cubre la totalidad de los materiales grafíticos y no grafíticos.

Los materiales grafíticos son los materiales que están formados por carbono en la forma de grafito, independientemente de la presencia de defectos estructurales. Son ejemplos los grafitos.

Los materiales no grafitos tienen una estructura bidimensional de átomos de carbono en láminas planas hexagonales, pero sin ningún orden cristalográfico en la tercera dimensión (dirección c) aparte del hecho de que las láminas sean más o menos paralelas. Son ejemplos el carbón vegetal y el carbón activado.

Pues bien, tras las breves generalidades anteriores sobre materiales de carbono, las páginas que siguen, con una extensión limitada, tratan del carbón vegetal, material prehistórico en general y en particular en el pasado y el presente de Extremadura, con atención a su fabricación actual en La Aldea del Obispo. Y también de los diamantes sintéticos, de futura fabricación en Trujillo. En otras palabras, en ambos municipios extremeños, relativamente próximos, se conjugarán el pasado y el presente de dos materiales de carbono artificiales tan diferentes.

Figura 1. Estructura cristalina del diamante. Fuente: Archivo de José Pastor Villegas, imagen de las actividades docente e investigadora, tomada de la referencia 2, pág. 658.

 

3. CARBÓN VEGETAL, MATERIAL DE CARBONO DEL PASADO EN GENERAL Y EN PARTICULAR EN EXTREMADURA. SU FABRICACIÓN EN LA ACTUALIDAD EN LA ALDEA DEL OBISPO

El carbón vegetal es conocido desde los primeros tiempos de la humanidad. Hay diferentes noticias de su conocimiento y uso muchos milenios a. C.

De acuerdo con la IUPAC (referencias 4 y 5), el carbón vegetal es el carbonizado obtenido de mediante carbonización de la madera y otros materiales naturales orgánicos relacionados, como son los residuos lignocelulósicos. Aunque no todo el carbón vegetal se obtiene a partir de la madera, ésta es la materia prima usual para producirlo.

La carbonización de la biomasa lignocelulósica (madera y otros materiales lignocelulósicos) es el proceso térmico que conduce, a través de una serie de reacciones complejas, concurrentes y consecutivas, a una variedad de productos, los cuales se clasifican ampliamente como gases incondensables, piroleñoso total y carbón vegetal. El material de partida, condiciones del proceso (atmósfera, velocidad de calentamiento, temperatura final y tiempo de calentamiento a la temperatura final) y catálisis, afectan profundamente la secuencia y cinética de las reacciones y últimamente el rendimiento de los productos[9].

 

Tratamiento térmico

Biomasa lignocelulósica (s)                →                    Productos incondensables (g)

+  Piroleñoso total (l) + Carbón vegetal (s)

 

La madera se puede considerar una estructura polimérica de carbohidratos (celulosa y hemicelulosa) y lignina, con pequeñas cantidades de otros compuestos químicos orgánicos y materia mineral[10]. Calentando la madera a temperatura ligeramente por encima de 100 ºC ya se inicia la descomposición térmica; las hemicelulosas se degradan a 200-260 ºC; la celulosa a 240-350 ºC; y la lignina a 280-500 ºC[11]. Estas temperaturas son relativamente bajas, lo cual explica que el carbón vegetal se haya fabricado desde hace milenios para diferentes aplicaciones.

El carbón vegetal posee una composición química muy diferente a la de su precursor (madera u otro material lignocelulósico). Su fracción orgánica se compone de carbono, oxígeno, hidrógeno (elementos mayoritarios), nitrógeno (muy escaso) y azufre (prácticamente inexistente). La composición elemental se completa con numerosos elementos químicos de la fracción inorgánica en proporciones variables. Los contenidos de ambas fracciones dependen de la materia prima que se carboniza y de las condiciones del proceso de carbonización.

La estructura del carbón vegetal, como carbón no grafitizable que es, sigue el modelo de papel arrugado. Ello quiere decir que su estructura químico-orgánica se puede considerar formada por átomos de carbono en moléculas poliaromáticas conectadas, con orientación planar más o menos cambiante, las cuales se apilan y el conjunto es similar a láminas de papel arrugadas o formando anillos heterocíclicos[12]. El carbón vegetal retiene la estructura macromolecular de sus precursores porque no ha pasado por ningún estado fluido durante el proceso de carbonización (referencia 5).

Hasta nuestros días se han desarrollado diferentes sistemas de carbonización, que hemos clasificado en sistemas artesanales (discontinuos), parcialmente artesanales (discontinuos) e industriales (continuos)[13]. Todos ellos tienen el mismo fundamento: la degradación de los carbohidratos y de la lignina de la madera mediante calentamiento; e la materia prima del aire atmosférico mediante una barrera física (tierra, ladrillos, cemento armado o material metálico) para evitar que se incendie durante el proceso[14]. Sin embargo, se diferencian en cómo se realiza el aporte de energía[15]:

• Carbonización por combustión parcial de la materia prima en los sistemas total o parcialmente artesanales: fosa de tierra, carbonera y hornos discontinuos (hornos de albañilería y hornos metálicos).
• Carbonización en un reactor cerrado por calefacción externa de un hogar.
• Carbonización por contacto de gases calientes en los hornos industriales, verticales y horizontales, los cuales resultan de la combustión total o parcial de los gases del proceso.

El carbón vegetal es un producto del pasado y del presente usado como combustible. Se utiliza menos como combustible para calentamiento del hogar y en la preparación de alimentos por haber sido sustituido por otros combustibles (carbón mineral, derivados del petróleo y gas natural) y por la energía eléctrica. En los países desarrollados, desde hace décadas, se usa en la preparación de alimentos en barbacoas, es decir, para calentar planchas o parrillas colocadas directamente sobre el fuego del carbón vegetal, en un ambiente campestre, de jardín, terraza u otro.

El uso del carbón vegetal como reductor metalúrgico es también antiquísima; contribuyó a salir de la Edad de Piedra al aplicarse como reductor metalúrgico, produciéndose con él diversos metales. En la siderurgia, se utilizó primero carbón vegetal y después coque.

Concerniente al pasado remoto de Extremadura, hemos contribuido al mejor conocimiento del yacimiento arqueológico de Los Barruecos (Malpartida de Cáceres, Cáceres). Concluimos que se preparó carbón vegetal por sociedades que habitaron este emplazamiento durante el Neolítico Antiguo en una fosa de tierra pequeña, entre el 5054 y 4825 a.C[16].

Concerniente al pasado inmediato de Extremadura, en otro trabajo[17], hemos hecho un estudio sobre el carbón vegetal extremeño y productos conexos, en los aspectos interrelacionados de fabricación calidad y comercialización. Se inventariaron las empresas extremeñas fabricantes de carbón vegetal, briquetas lignocelulósicas y briquetas de carbón vegetal. Se estudiaron los sistemas de fabricación de los combustibles mencionados. Y se estudió su calidad y comercialización.

Los resultados se dieron a conocer en la VI Reunión del Grupo Español antes mencionada[18]. El número de las empresas extremeñas fabricantes de carbón vegetal resultó ser de 21, las cuales estaban localizadas en zonas donde abundan las quercíneas. Además de la leña de encina y de otras frondosas autóctonas, la madera de eucalipto se utilizaba por su menor precio en comparación con la leña de encina. En la fabricación predominaba el horno discontinuo, y en las dehesas se fabricaba también mediante carboneras. El carbón vegetal fabricado tenía mercado como combustible de uso doméstico en las zonas de fabricación y mercados nacional y europeo. La exportación extremeña media de carbón vegetal entre los años 1996 y 2000 fue del 75% de la exportación española media.

Se encontró que la calidad de los carbones vegetales dependía de los sistemas de fabricación. El carbón vegetal fabricado en horno continuo era el de mejor calidad; su contenido en carbono fijo superaba aproximadamente en un 20% al de carbonera y en menor porcentaje a los carbones fabricados en hornos discontinuos.

Se encontró también que el número de empresas extremeñas fabricantes de briquetas de carbón vegetal es menor que las que fabricaban carbón vegetal. En la fabricación se utilizaban los finos propios y, a veces, se incorporaban finos de carbón vegetal o carbón vegetal ajenos. La calidad de las briquetas es muy variada, dependiendo principalmente de la calidad del carbón vegetal que se aglomera. Las de buena calidad se exportaban a Europa.

Redactando este trabajo (2024), hemos visto carbón vegetal de encina para barbacoa en un supermercado de playa, en bolsas de 2 kg, a un precio de 3,75 € la bolsa.

Pues bien, dicho lo que antecede sobre el carbón vegetal, en La Aldea del Obispo, se ha producido artesanalmente mucho carbón vegetal en el pasado mediante carboneras en la dehesa (Figura 2). En la actualidad, todavía se produce artesanal en la dehesa mediante hornos discontinuos de tipo metálico, realizándose la carga de la madera de encina y la descarga del carbón vegetal con un tractor. se cargan de madera.  En la Figura 3 se muestra un horno discontinuo construido con ladrillos y metal, que recuerda a un horno Missouri.

Hoy, el consumo como combustible en esta localidad se hace también fuera del hogar con carácter de convivencia festiva, como lo indican las numerosas barbacoas que se han construido próximas a un parque (Figura 4).

Figura 2.  Fabricación artesanal de carbón vegetal mediante carbonera en el pasado inmediato. Fuente: Archivo de José Pastor Villegas, fotografía realizada el 11.06.2024 de una fotografía expuesta en el Ayuntamiento de La Aldea del Obispo.

Figura 3. Fabricación artesanal de carbón vegetal en La Aldea del Obispo mediante un horno discontinuo construido en el siglo XXI. Fuente: Archivo de José Pastor Villegas, fotografía realizada el 11.06.2024.

Figura 4. Barbacoas en un parque de La Aldea del Obispo, en las que se usa carbón vegetal fabricado en el municipio. Fuente: Archivo de José Pastor Villegas, fotografía realizada el 11.06.2024.

 

4. DIAMANTES SINTÉTICOS. FÁBRICA EN TRUJILLO, EN FASE DE EJECUCIÓN

En la Edad contemporánea, ha habido intentos conocidos de fabricar diamantes sintéticos aplicando grandes presiones y temperaturas. En 1954, los laboratorios de la General Electric Company produjeron diamantes muy pequeños, sometiendo carbón a la temperatura de 2 800 ºC y presión de algo más de 100 000 atm[19].

Con posterioridad, se han dado a conocer métodos complejos para fabricar diamantes policristalinos, de tamaños de grano muy pequeño y/o granos relativamente grandes. Los diamantes sintéticos por lo general carecen de las propiedades ópticas de los diamantes naturales, pero las aplicaciones industriales son diversas.

Los métodos Chemical Vapour Deposition (DVC), en español métodos de deposición química de vapor, se basan en la reacción de una mezcla de gases o vapores químicos, para dar un producto sólido, generalmente en forma de recubrimiento sobre un sustrato, aunque es posible obtener un material pulverulento. Es posible depositar una gran variedad de elementos (carbono, silicio, etcétera) y compuestos inorgánicos (óxidos, nitruros, sulfuros, etcétera).

Tales métodos son conocidos desde hace tiempo, pero a partir de la década de 1960, se han desarrollado mucho sobre todo por el desarrollo de la industria microelectrónica, y se utilizan en aplicaciones muy diversas.

En el caso de capas de átomos de carbono con estructura de diamante frecuentemente se utilizan las técnicas de CVD asistidas por plasma, generalmente de alta intensidad. Se utiliza metano (CH₄) o algún otro hidrocarburo saturado como fuente de carbono[20].

En la aportación a los Coloquios del año pasado (2023), decíamos que la empresa estadounidense Diamond Foundry Europe, SL, pretendía construir e instalar una fábrica de diamantes sintéticos en el término municipal de Trujillo (Cáceres), asunto posible científica y tecnológicamente[21].

Un día clave para la futura fábrica de diamantes fue el 7 de febrero de 2022. En esa fecha, hubo diversas reuniones técnicas importantes. La información periodística de Javier Sánchez Pablos[22] recoge que en el salón de plenos del Ayuntamiento de Trujillo (Figura 5), hubo encuentros con traducción simultánea entre las 9:00 y las 19:00 horas de ese día. Recogemos aquí:

• Ubicación de la futura fábrica en terrenos del Polígono Industrial Arroyo Caballo, con la idea de que los movimientos de tierra se iniciaran en julio de ese año y que las obras de edificación comenzaran en octubre siguiente.
• Previsión de la instalación de los reactores necesarios a partir de 2023.
• La planta fotovoltaica de 120 MW, podría ubicarse a unos 8 km. No obstante, podría haber una pequeña instalación próxima.
• Necesidad de apoyos de la Junta de Extremadura, del Ayuntamiento de Trujillo y de todas las instituciones implicadas en la novedosa iniciativa.

El Diario Oficial de Extremadura (DOE) anunció corriendo septiembre de 2022 que sometía a información pública la solicitud de autorización ambiental integrada y el proyecto de una planta de diamantes sintéticos, promovida por mencionada empresa en el término municipal de Trujillo[23].

El proyecto de la empresa Diamond Foundry Europa, SL, presentado el 19 de abril de 2022, se contempla como la creación de una nueva empresa. En sesión plenaria de la Unidad de Proyectos Empresariales de Interés Autonómico celebrada el 1 de diciembre de 2022 se elaboró informe favorable para la obtención de la calificación de Proyecto Empresarial de Interés Autonómico (PREMIA) solicitada por la empresa. El proyecto fue declarado como tal por la Consejería de Economía, Ciencia y Agenda Digital finalizando el año 2022[24].

Los datos siguientes constan en el decreto de declaración referenciado:

• La creación de la nueva empresa, con una inversión prevista mayor que 700 millones de euros y una creación de empleo mayor que 50 UTA durante el primer año de actividad.
• Su actividad en el polígono industrial mencionado tendrá como objetivo principal la producción anual de 40 000 obleas de diamante monocristalino de 4 000 000 de quilates.
• La necesidad de expropiación de terrenos, a cuyo efecto se procede a declarar la utilidad pública o interés social para la ocupación urgente de los bienes afectados por la línea de suministro eléctrico, con origen previsto en la subestación de transformación “Trujillo” y fin en las instalaciones de transformación eléctrica a ejecutar en la fábrica, así como la necesidad de establecimiento o ampliación de las servidumbres de paso para las mismas.

Fuentes municipales especificaron en febrero del año pasado[25] [26], que había comenzado el soterramiento del cableado que pasaba por la superficie del polígono municipal donde iba a comenzar la construcción e instalación de la planta, obra previa para construir los tres edificios y la construcción de la planta fotovoltaica de 120 MW para abastecer la futura fábrica. Ya la empresa, había comprado los casi 84 mil metros cuadrados del terreno industrial por alrededor de 1,7 millones de euros. Y se recordó que la inversión prevista era superior a 700 millones de euros, con la creación de más de 50 empleos durante el primer año de actividad y de 300 en su fase final. El Fondo de Apoyo a la Inversión Industrial Productiva (FALIP), promovido por el Ministerio de Industria, Comercio y Turismo, ya había dado el visto bueno en noviembre de 2022 a su financiación con un crédito de 120 millones de euros.

En el acto de colocación de la primera piedra de la fábrica de diamantes, que tuvo lugar el 3 de marzo de 2023 con la asistencia de numerosas autoridades, de los principales promotores del proyecto y de numerosos medios de comunicación[27].

Se informó que la fábrica contará con unos rectores de plasma, a temperaturas mayores que las de la superficie del sol y que han sido patentados por la empresa estadounidense. En esos reactores cristalizará metano en diamante para formar obleas, es decir, unos cuadrados muy finos de diamantes que aumentarán de tamaño. Sacados del horno serán pequeños cuadrados de diamante en bruto.

Y se destacó que la fábrica producirá los primeros diamantes antes del año 2025, resaltando que la “fábrica no solo es importante para Trujillo, Extremadura y España, sino que supone el principio de la transformación del microchip en Europa; los microchips que se fabricarán superarán en conductividad térmica a los de silicio que se utilizan ahora, y podrán usarse en los vehículos eléctricos y otras industrias como la computación e inteligencia artificial y las comunicaciones 5G/6G”.

Como se puede observar en la Figura 6, todo indica que a mediado del año en curso la construcción e instalación de la fábrica de diamantes sintéticos de Diamond Foundry Europa, SL, avanza en el Polígono Industrial Arroyo Caballo.

Figura 5. Salón de plenos del Excmo. Ayuntamiento de Trujillo, donde se celebró la jornada clave del 7 de febrero para la futura fábrica de diamantes sintéticos. Fuente: Archivo de José Pastor Villegas, fotografía realizada el 11.06.2024.

Figura 6. Vista general de la construcción e instalación de la fabrica de diamantes sintéticos con una superficie aproximada de parcela de 84 000 m² en el Polígono Industrial Arroyo Caballo, en el término municipal de Trujillo. Fuente: Archivo de José Pastor Villegas, fotografía realizada el 11.06.2024.

 

5. CONCLUSIONES
6. El carbón vegetal y el diamante sintético son materiales de carbono conocidos en el pasado remoto y en el pasado inmediato, respectivamente. El carbón vegetal se conoce desde los primeros tiempos de la humanidad, se sigue fabricando hoy y tiene aplicación como combustible de uso doméstico y aplicaciones industriales. Los diamantes sintéticos se consiguieron en la segunda mitad del siglo XX; los laboratorios de la General Electric Company produjeron diamantes muy pequeños en 1954.
7. El carbón vegetal se ha fabricado mucho y durante mucho tiempo en Extremadura, principalmente a partir de madera de encina, siguiendo métodos discontinuos, principalmente mediante la construcción de carboneras de mayor o menor tamaño en la dehesa. En la actualidad, se sigue fabricando a partir de madera de encina, principalmente mediante hornos discontinuos, parcial o totalmente metálicos, y se envasa para uso principal como combustible doméstico en barbacoas.

Se produjo significativamente a partir de madera de encina en La Aldea del Obispo, municipio próximo a Trujillo (Cáceres), mediante numerosas carboneras en las dehesas. Hoy se sigue carboneando dicha madera mediante algunos hornos discontinuos metálicos, en los cuales la duración de la carbonización es mucho menor.

3. Los diamantes sintéticos tienen aplicaciones industriales diversas. En la actualidad, se construye una futura fábrica de diamantes sintéticos en el Polígono Industrial Arroyo Caballo, próximo a Trujillo (Cáceres). La fábrica se construye e instala mediante proyecto de la empresa Diamond Foundry Europe, SL, con una inversión prevista superior a 700 millones de euros y una creación de empleo de más de 50 UTA durante el primer año de actividad. Se tiene como objetivo la producción anual de cuarenta mil obleas de diamante monocristalino de 4 millones de quilates. Tales diamantes se producirán mediante un método de deposición química de vapor en reactores de plasma, estando proyectada la fábrica para funcionamiento en tres turnos, durante todos los días del año; el gas metano (CH₄) será la fuente de carbono.

 

AGRADECIMIENTO

A don Eladio Redondo Donaire, experto en la fabricación artesanal de carbón vegetal en La Aldea del Obispo, por su amable colaboración durante los días de investigación en junio de 2024.

[1] PASTOR VILLEGAS, José, PASTOR VALLE, Jesús Francisco, Bicentenario de la independencia de México (1821-2021): Algunos aspectos del desarrollo de la Química del tiempo mexica-hispánico, de la etapa colonial y del inicio nacional, An. Quím., 2023, 119(1), 32-41.

[2] BABOR, Joseph. A., IBARZ AZNÁREZ, José, Química General Moderna (7ª ed., 2ª re.), Barcelona, Marín, 1964, págs. 655, 753, 799, 708.

 

[3] MARTÍN LEÓN, Nazario, Z = 6, carbono, C. El elemento químico más próximo al ser humano, An. Quí., 2019, 115(2), 68.

 

[4] RODRÍGUEZ REINOSO, Francisco, Comité Internacional para la Caracterización y la Terminología del carbón (editorial), Carbon, 1989, 27(2), 305-312.

 

[5] FITZER, E., KÖCHLING, K.H, BOEMHM, H.P., MARSH, H., Recommend terminology for la description of carbons as a solid (Recommendations 1995), Pure&Appl Chem., 1995, 67(3), 473-506.

[6] ROGERS, G. E., Química Inorgánica, Madrid, MacGrawHill, 1995, págs. 454-455, 465-468.

 

[7] ATKINS, P. W., Química General, Barcelona, Omega, 1991, págs. 381-382, 701-703.

 

[8] CALLISTER, W.D., Jr., Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales, vol. 1, Reverté, págs. 408.

 

[9] SHAFIZADESH, F., Pyrolytic reactions and products of biomass, en OVEREND, R.P., MILNE, T.A, MUDGE, L.K. (eds.), Fundamentals of Thermochemical Biomass Conversión, Londres, Elsevier Applied Science Publishers, 1985, pág. 183.

 

[10] WEGNER, T.H., BAKER, A.J., et. al., Wood, en GRAYSON, M., ECKROTH, D. (eds.) Kir-Othmer Encyclopedya of Chemical Technology, vol. 24, Wiley, Nueva York, 1984, págs. 579-611.

 

[11] SJÖSTRÖM, E., Wood chemistry: fundamentals and applicattions. San Diego, Academic Press, 1995.

 

[12] HUTEPAIN, M., OBERLIN, A., Microtexture of non graphitizing carbons and TEM studies of some activated simples, Carbon, 1990, 28, 103-111.

 

[13] PASTOR VILLEGAS, J., PASTOR VALLE, J. F., MENESES RODRÍGUEZ, J. M., GARCÍA GARCÍA, M., Study of comercial wood charcoals for the preparation of carbon adsorbents, J. An., Appl. Pyrolysis, 2006, 76, 103-108.

 

[14] MARCOS MARTIN, F., Biocombustibles solidos de origen vegetal, Madrid, AENOR, 2000, págs. 21-28.

 

[15] BRIANE, D., DUAT, J., Guide technique de la Carbonisation. La fabrication du charbon de bois, Aix -en-Provence (Francia), Édisud, 1985, págs. 59-70.

 

[16] PASTOR VILLEGAS, José, PASTOR VALLE, Jesús Francisco, GARCÍA GARCÍA, Máximo, Estudio de carbones del yacimiento de los Barruecos, en CERRILLO CUENCA, Enrique (coor.) Los Barruecos Primeros resultados sobre el Poblamiento Neolítico de la Cuenca Extremeña del Tajo, Memoria de Arqueología Extremeña, núm. 6, Badajoz, Artes Gráficas Rejas (Mérida), 2006, págs. 103-110.

 

[17] PASTOR VALLE, Jesús F., Fabricación de materiales carbonosos en Extremadura, calidad y comercialización. Memoria para optar al Título de Ingeniero Industrial, Badajoz, junio, 2000.

 

[18] ELENA ROSELLO, José María, PASTOR VILLEGAS, José, El carbón vegetal en Extremadura, VI Reunión del Grupo Español del Carbón, Cáceres, Servicio de Publicaciones de la Universidad de Extremadura, 2001, págs.19-22.

[19] BABOR, Joseph. A., IBARZ AZNÁREZ, José, Química General Moderna (7ª ed., 2ª re.), Barcelona, Marín, 1964, pág. 657.

 

[20] OJEDA, F., MARTI, F.J., ALBELLA, J.M., Preparación de recubrimientos cerámicos mediante técnicas de CVD, Bol. Soc. Esp. Cerám. Vidrio, 1998, 37(6), 447-453.

 

[21] PASTOR VILLEGAS, José, Lección magistral. La Universidad de Extremadura (1973-2023) estudiada por uno de sus primeros alumnos y profesores, en Asociación Coloquios Históricos de Extremadura, LII Coloquios Históricos de Extremadura, 2023, en prensa.

 

[22] SÁNCHEZ PABLOS, Javier, La fábrica de diamantes de Trujillo empezará a construirse en octubre, Hoy. Diario de Extremadura, 2022, martes 08.02.2022, pág. 7.

 

[23] Anuncio de 21 de septiembre de 2022 por el que se someten a información pública la solicitud de autorización ambiental integrada y el estudio de impacto ambiental del proyecto de una planta de producción de diamantes sintéticos, cuya promotora es Diamond Foundry Europe, SL, en el término municipal de Trujillo, Diario Oficial de Extremadura, 2022, 185 (lunes 26/09/2022), págs.46484-46874.

 

[24] Decreto 165/2022, de 30 de diciembre, por el que se declara Proyecto Empresarial de Interés Autonómico al proyecto presentado por la empresa Diamond Foundry Europe, SL, para la construcción de una fábrica de diamantes sintéticos en la localidad de Trujillo (Cáceres), Boletín Oficial de Extremadura, 2023, 6 (martes 10/01/2023), págs.2403-2411.

 

[25] SÁNCHEZ PABLOS, Javier, Comienzan los primeros trabajos de la fábrica de diamantes de Trujillo, Hoy. Diario de Extremadura, 2023, martes 07/02/2023, págs. 5.

 

[26] VINAGRE, Celestino J., La fábrica de diamantes de Trujillo logra otra subvención pública de 81 millones, Hoy. Diario de Extremadura, 2023, sábado, 11/02/2023, págs. 3.

 

[27] RUBIO, Álvaro, y SÁNCHEZ, Javi, La fábrica de Trujillo producirá los primeros diamantes antes del año 2025, Hoy. Diario de Extremadura, 2023, sábado 04/03/2023, págs. 2-3.