DISPOSICION FINAL DE CENIZAS

1. Introducción

La generación de cenizas durante la actividad productiva de la planta térmica de CERROMATOSO, Córdoba, en las cantidades de material a disponer y los requerimientos de área presentados en el aparte 2.3 del documento “DESCRIPCIÓN FUNCIONAL GENERAL DEL SISTEMA DE MANEJO DE CENIZAS” amerita considerar alternativas posibles y simultáneas, como la disposición en una forma ambientalmente segura y la utilización, eventualmente por otros, de la ceniza como insumos para otras actividades.

Por cuanto cualquier material dispuesto a cielo abierto es una fuente potencial de generación de lixiviados, la disposición de la ceniza del carbón en un sitio seleccionado con las previsiones necesarias para atenuar los efectos sobre el entorno, no implica necesariamente la degradación del medio ambiente. Al respecto es conveniente señalar que teniendo en cuenta la composición de las cenizas del carbón y con base en los ensayos practicados en la evaluación de las características de toxicidad de los lixiviados, la EPA pudo observar en 1999 que rara vez presentan características de toxicidad.

De otra parte, por experiencia se ha determinado que la composición química de la ceniza del carbón es similar a la de una arcilla típica cuyos elementos constitutivos son mayoritariamente óxidos de silicio, aluminio, hierro, calcio y magnesio, en menor proporción compuestos de sodio, potasio, titanio fósforo azufre y trazas de metales; características que hacen de la ceniza del carbón una materia prima apropiada para varios usos en procesos de productivos. Esta alternativa debería ser objeto de estudio en el mediano considerando el tamaño del área destinada para disposición de ceniza de aproximadamente 14 Ha.

2. Usos y aplicación de la Ceniza del Carbón.

Se han identificado múltiples usos y aplicaciones de las cenizas del carbón producidas en las centrales termoeléctricas, entre las posibilidades que existen, es pertinente considerar algunos tales como materia prima en la fabricación del cemento, en el mejoramiento del cemento para concretos, en la fabricación de ladrillos o bloques para la construcción y en la adecuación de vías secundarias.

2.1 Uso en Fabricación de Cemento.

Una práctica muy usual en diferentes lugares del mundo y con aplicación en Colombia es la utilización de la ceniza del carbón como materia prima en la fabricación del cemento aprovechando las propiedades puzolánicas de este material. El porcentaje apropiado para obtener una mejor calidad que el cemento Portland normal es el que determinen las pruebas que se realicen para el efecto, pero se estima que puede variar desde un 10% hasta un 25%. Esta aplicación demanda la implementación de acuerdos con los fabricantes de cemento interesados, convenientes para las partes y tomando las precaución necesarias para que la operación de los acuerdos no imponga adiciones a los costos de O & M normales de planta.

2.2 Uso en Cemento Portland.

El cemento puzolánico se obtiene adicionando al cemento Portland gris entre un 10% y un 25% de cenizas de carbón, compuesto que le aporta al cemento mayor resistencia a la

compresión a largo plazo, mayor resistencia al ataque de los sulfatos, mayor impermeabilidad y menor calor de hidratación, lo que evita el agrietamiento del concreto, propiedades que lo hacen un cemento apropiado para la construcción grandes obras civiles de infraestructura con un ahorro apreciable de recursos. Así como en el caso de uso como materia prima del cemento, el porcentaje de ceniza adecuado depende de las exigencias de cada aplicación y los resultados de los ensayos que se practiquen en cada caso.

2.3 Uso en fabricación de ladrillos

La fabricación de ladrillos a partir de las cenizas volátiles con menor aporte escoria recuperada del fondo del hogar de la caldera consiste fundamentalmente en someter los materiales a un proceso de mezclado, homogenización y preparación para conformar los bloques o ladrillos mediante prensado y posterior horneado. Como se puede observar es un proceso que se constituye un proyecto de envergadura que requiere cuidadosa evaluación. En el país existen corporaciones sin ánimo de lucro e Instituciones que se han interesado en esta y otras aplicaciones ecológicas.

2.4 Uso en Vías

El uso de la ceniza liviana de carbón en la construcción de taludes, relleno de muros y terraplenes de carreteras, ofrece ventaja económica en virtud de sus propiedades especialmente las cementantes y aplicada en las proporciones convenientes con material granular, cal y agua se constituye en un material excelente para la construcción de bases y subbases de vías. Esta aplicación de las cenizas del carbón se consolida como una buena alternativa particularmente cuando el consumo no es a gran distancia de la planta productora de la ceniza.

3. Sitio para Disposición de la Ceniza.

El sitio destinado para la disposición de las cenizas producto de la operación de la planta, que se denominará “patio de cenizas” o “patio”, está localizado en el sureste del terreno de la central con área aproximada de 14 hectáreas y cuenta con una vía de acceso en su sector suroeste para los camiones que transportarán las cenizas para su disposición y manejo dentro del patio.

3.1 Identificación de Riesgos

La mayor dificultad que se presenta en la disposición de cenizas en un patio destinado para tal operación, se relaciona con la exposición que tenga el material depositado a la acción de vientos de tal intensidad que produzcan arrastre de los sólidos más finos al exterior del patio y generen niveles de contaminación de sólidos suspendidos en el aire que superen los permitidos en las normas aplicables.

También se presenta el riesgo de arrastre de la ceniza depositada por erosión debida al agua de precipitación pluvial, que tiende a conformar cauces crecientes en de régimen alto de lluvias contaminando con las cenizas de arrastre los cauces de escorrentía existentes en el área de influencia del patio de cenizas. Del mismo modo, si las cenizas se depositan en un patio con suelo altamente permeable, las lluvias pueden lavar parte de los elementos contaminantes y llevarlos hasta el nivel freático, con alto riesgo de contaminación de las aguas subterráneas.

3.2 Adecuaciones Previas a la Operación del Patio de Ceniza

Para disminuir la intensidad de los vientos se recomienda la instalación de barreras forestales, en la parte del perímetro del patio, que desvíen las corrientes predominantes para evitar el levantamiento de la ceniza depositada y complementariamente se instalarán las facilidades de suministro de agua cruda para el acondicionamiento de la ceniza durante la maniobra de descargue.

La conformación conveniente de la protección forestal consistiría en plantación, de al menos tres (3) hileras de árboles al tresbolillo, de especies nativas. Esta actividad se deberá desarrollar bajo la dirección de un especialista en la materia.

La instalación del suministro de agua cruda para el acondicionamiento de la ceniza estará localizada de tal forma que sea accesible para conexión de extensiones móviles de líneas de distribución equipadas con acople tipo rápido para mangueras con aspersores de agua. Estas líneas de distribución móviles serán dispuestas a conveniencia para atender los requerimientos de la operación en todos los sectores del patio de ceniza.

Para el control del agua de escorrentía en la temporada de régimen alto de lluvias se construirá un dique y/o terraplén localizado en punto de menor cota del drenaje natural del patio de cenizas. Para que opere como trampa de cenizas flotante en la escorrentía, esta obra tendrá instalada una compuerta apropiada para evacuar el agua para su manejo y estará convenientemente cubierta con manto geotextil para prevenir la infiltración.

Se evitará el ingreso de aguas lluvias al patio de cenizas mediante la construcción de un terraplén perimetral con contrafoso que interrumpan el flujo de agua y lo conduzca hacia un decantador para su posterior drenaje a las corrientes naturales

3.3 Preparación del Terreno y Operación del Patio de Cenizas.

Durante el período de construcción de la planta se realizarán las actividades necesarias para tener en disponibilidad operativa un sector del patio al momento del inicio de la etapa de pruebas y operación inicial de la planta y realizar sin contratiempos la disposición de cenizas.

Se dividirá el patio en sectores y empezando en el sector de menor cota, se nivelarán todos los puntos bajos y depresiones luego de removida la capa vegetal en toda la profundidad que demande su espesor, estimada en 30 cm promedio, para obtener una superficie regular que permita la ejecución de un relleno ordenado. El material que se retire en la preparación de cada sector se conservará en un sector aledaño para su reutilización como se indica más adelante. Esta preparación se repetirá a medida que se requiera el espacio de un nuevo sector para disposición de la ceniza. En la superficie así preparada se instalará una cubierta de material de baja permeabilidad o en su defecto manto geotextil para impermeabilizar la base del relleno.

La conformación de los sectores estará sujeta al criterio del operador, a las condiciones topográficas y al régimen de operación de la planta, que es el factor que determinará la cantidad de ceniza a disponer en cada uno de los sectores.

Para facilitar la operación de cada uno de los sectores, utilizando cenizas compactadas, se construirían entre ellos vías para la movilización de los vehículos de transporte de ceniza y de operación del patio.

La ceniza que descargan los camiones recibirá la humedad adecuada, como se indica más adelante, y será extendida en capas para su compactación posterior mediante el uso rodillo liso o la utilización de los equipos que realizan la compactación en el patio de carbón. La segunda capa se colocará una vez se haya terminado en su totalidad la primera y sucesivamente las siguientes hasta completar la atura proyectada de 10 m, procurando crear un talud estable y una pequeña pendiente para facilidad del flujo de aguas lluvias y facilitar la nivelación final de los sectores. El espesor de las capas de ceniza una vez compactada será ajustable de acuerdo a la topografía de cada sector, por cuanto en los sitios de mayor depresión podrá ser necesario un mayor número de capas para conseguir el emparejamiento de los niveles finales de sectores adyacentes, al final se obtiene un relleno único.

La cantidad de agua para obtener la humedad óptima se ajustará con la experiencia de operación partiendo de un rango del 25% al 30%. Ensayos de laboratorio que se practicarán mostrarán el cumplimiento de las normas aplicables a la compactación de los materiales.

Cuando se complete la colocación de la última capa se cubrirá la superficie obtenida y los taludes con el material reservado para ese propósito, compactado a un espesor de 20cm. La pendiente final de la superficie será la proyectada para el patio de cenizas.

Con esta operación ordenada y sistemática se colmará la capacidad total de almacenamiento del patio de ceniza con excelentes características de resistencia a la erosión que se puede consolidar con vegetalización utilizando una variedad pasto nativo de clima cálido que se adapte a las condiciones ambientales del lugar.