impactos ambientales y actividades productivas - centrales térmicas

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SEGURIDAD E

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Impactos Ambientales y Actividades Productivas

Centrales térmicas

Descripción del ámbito de actividad

Las centrales térmicas son instalaciones que hacen posible una transformación de portadoresenergéticos en corriente eléctrica o en corriente y calor útil. El tipo de central se define en función delportador energético utilizado y la energía útil producida.

Los portadores energéticos pueden ser:

Combustibles fósiles como carbón, derivados del petróleo o gas natural Materias residuales y desechos, como la basura doméstica e industrial y los aceites residuales Energía nuclear.

Pueden diseñarse centrales térmicas para diferentes tipos de combustible a fin de diversificar el materialde carga u obtener un mayor rendimiento, como en el caso de las centrales combinadas, con turbina de gasnatural y turbina de vapor (generación de vapor con aceite o carbón).

Las centrales nucleares, al igual que las fuentes de energía renovables (por ejemplo, madera u otrabiomasa) no se contemplan aquí, pues son tema de un capítulo propio. Las centrales hidroeléctricas, porsu parte, se describen en el capítulo 'Grandes construcciones hidráulicas'. El análisis de este capítulo sedirige más bien a centrales térmicas que generan electricidad a partir de combustibles fósiles, enespecial carbón y derivados del petróleo, por ser éstas las más importantes actualmente y en el futuro próximoen la mayoría de los países en desarrollo.

Clasificación de centrales térmicas según la clase de energía producida:

Centrales de condensación con producción exclusiva de electricidad Centrales de calefacción con producción exclusiva de vapor o de agua caliente para fines de

calefacción privados o industriales Centrales de calefacción con producción adicional de corriente eléctrica.

Por razones económicas, la producción de calor para calefacción o procesos industriales deberealizarse cerca del consumidor, siendo racionales distancias máximas de 2 a 5km en el caso de unrendimiento térmico entre 50 y 100MW. La corriente eléctrica, en cambio, puede transportarseeconómicamente a distancias mucho mayores.

El tamaño de las centrales térmicas que consumen combustibles fósiles va desde varios cientos dekW (centrales diesel) hasta más de 1.000 MW (centrales de petróleo y de hulla). En muchos países, lostamaños unitarios se limitan a 200 – 300 MW, ya sea para garantizar la estabilidad de la red o por la

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22 de Mayo de 112

Impactos Ambientales y Actividades Productivas - Centrales térmicas http://www.estrucplan.com.ar/producciones/entrega.asp?identrega=297

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HIGIENE

Encuesta

¿Cree que la experiencia delACUMAR debe sertrasladada al resto de lascuencas hídricas?

Sí

No

GESTIÓNHABILITATORIA

escasa disponibilidad de equipos. Condiciones mejores permiten instalar unidades de mayorcapacidad.

Impacto ambiental y medidas de protección

El impacto ambiental que proviene de una central térmica depende de las características de ésta y de suemplazamiento. En las centrales térmicas aquí consideradas tal impacto puede aparecer en diferentes lugares.A continuación se reseñan los componentes principales que puede tener una central térmica:

Instalaciones para la preparación y almacenamiento del material de carga Instalaciones para el quemado de combustibles y generación de vapor Instalaciones para la producción de energía eléctrica y de calor útil Instalaciones para el tratamiento de gases de escape y de materias residuales sólidas y

líquidas Instalaciones de enfriamiento.

La tabla siguiente presenta los tipos de emisión que pueden producirse en las distintas fases de proceso:

Emisiones potenciales de las centrales térmicas

Fases de proceso

Tipo deemisión

Almacenamientoy preparacióndel combustible

Combustiónygeneraciónde vapor

Depuracióndel gas decombustión

Generacióndecorrienteeléctrica

Instalacionesdeenfriamiento

Tratamientode materiasresiduales

Polvo * * * *Gasescontaminantes * *

Agua residual * * * * *Materiaresidual sólida * * *

Calor residual * * * Ruido * * * * * *Contaminantesde aguassubterráneas

*

Como se deduce de la tabla, las centrales térmicas pueden influir sobre los medios aire, agua y suelo, así comosobre el ser humano, los animales, las plantas y el paisaje.

La disposición final de residuos originados, por ejemplo, en centrales de petróleo y de carbón, se trata en elapartado correspondiente

Los efectos ambientales de una central térmica provienen del proceso de combustión, así como de lasemisiones de polvo y gases contaminantes. En general los efectos ambientales -por ejemplo, emisionescontaminantes, ocupación de espacio por la central y volumen de residuos - aumentan en el orden siguiente:gas, fuel oil ligero, fuel oil pesado y combustión de carbón.

Antes de explicar el impacto ambiental de los respectivos combustibles y las posibles medidas de protección, seharán algunas observaciones básicas. La parte principal de este capítulo informa sobre los efectosambientales y las medidas de protección; los anexos, por su parte, proveen información detalladarelacionada especialmente con medidas técnicas.

Dentro los efectos ambientales causados por el funcionamiento de una central térmica se distingue en algunospaíses entre emisión, -es decir, expulsión al medio ambiente de contaminantes desde diversas partes dela instalación, sobre todo la chimenea- e inmisión, o incidencia de los contaminantes en el medioambiente, que generalmente se mide a nivel del suelo. Las designaciones inglesas ground level concentration yambient air quality concentration son en este caso más expresivas que la palabra inmisión. Emisión e inmisiónse condicionan mutuamente a través de distintos factores, como lo son las características técnicas de lainstalación (altura de la emisión, velocidad de salida del gas de escape, temperatura), las condicionesmeteorológicas (situación del tiempo, velocidad del viento) y la distancia (entre el emisor y el punto demedición de la inmisión). Al construir centrales térmicas nuevas, aún pueden variarse los parámetros de laprimera y última categoría (por ejemplo, altura de chimenea y distancia a la zona habitada). En lasinstalaciones antiguas, en cambio, sólo se pueden variar los de la primera categoría citada. Según la leyde conservación de la masa, casi todos los contaminantes emitidos (a excepción del CO2) acaban por caer otravez a la superficie de la tierra, aunque su área de dispersión aumenta en función de la altura de la chimenea, lavelocidad de salida del gas y la intensidad del viento. Sobre todo el aumento de la altura de la chimenea esuna medida técnica relativamente sencilla para reducir la inmisión en una zona considerada. Sinembargo, como la emisión se distribuye entonces sobre una superficie mayor, hay que comprobar hastaqué punto esta medida aumenta de forma inadmisible los efectos ambientales fuera de la zonaconsiderada.

Las medidas destinadas a reducir los efectos ambientales de una central térmica pueden agruparse enlas siguientes categorías:

Cambio de las condiciones básicas

Medidas de protección no técnicas

ScannerDieselCursoEspecializadopara TecnicosCharallave, Julio9-11 Asiste !www.autosoporte.c

Filtros deBandasDeshidratacionde Barros Parael Tratamientode Efluentes -SIWAwww.siwatechnolog

NMR Food &Seed AnalyzerEdible oils andseeds moisture,oil, fatty acidsnmr-spectrometers.

Contador deParticulasEn el aire o enlíquidos/CleanRoom Portables,Laboratorio oRemotoswww.labometric.com

…

…

…


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Medidas de protección técnicas

La escala de prioridades en la aplicación de medidas de protección se define en función del principio deevitar o reducir las emisiones antes de recurrir a tratamientos secundarios; es decir, deben tomarsetodas las medidas primarias factibles para evitar o minimizar la expulsión de contaminantes antes de recurrir atratamientos complementarios.

Es importante en este contexto lograr un alto grado de eficiencia en las centrales a fin de reducir lasemisiones, por ejemplo, mediante la construcción de centrales combinadas o mediante el suministrosimultáneo de electricidad y calor.

El aumento de la eficiencia es también la medida más importante para reducir las emisiones de CO2,lo cual es importante para disminuir el efecto invernadero.

Dentro del impacto ambiental hay que distinguir entre efectos directos, producidos por las emisionescontaminantes en sí, y efectos indirectos, como los que se producen al transferir la contaminación atmosféricaprimaria a las aguas (evacuación de aguas residuales no tratadas procedentes del lavado de gases), al explotarpiedra caliza para la desulfuración y al transportar la piedra caliza desde el lugar de explotación hasta la centraltérmica (gases de escape de los camiones). Además pueden surgir otros problemas asociados, como lanecesidad de eliminar el yeso producido al desulfurar el gas de combustión.

A continuación se explican los efectos ambientales y posibles medidas de protección para los ámbitosantes discutidos.

Aire

En el caso de una central térmica el aire recibe la mayor parte de la contaminación directa, en forma deemisiones de polvo y gases contaminantes.

Posteriormente, el polvo emitido y la mayor parte de los gases contaminantes y productos detransformación atmosféricos (por ejemplo, NO2 y nitratos procedentes de las emisiones de NO) vuelven a latierra a través de precipitaciones y deposición seca; ello constituye una carga contaminante para elagua y el suelo que puede perjudicar a la vegetación y a la fauna.

Dependiendo del combustible utilizado en la central (clase, composición, poder calorífico) y de la técnica decombustión (por ejemplo en seco o en fusión), los gases de escape pueden llevar diferentes cantidades decontaminantes (polvo, metales pesados, SOx, NOx, CO, CO2, HCl, HF, compuestos orgánicos). En la siguientetabla se resumen los posibles niveles de emisión con distintos combustibles, sin medidas de depuración delhumo.

Concentraciones de contaminantes masivos en el humo sin tratar

Clase de combustible

Clases de emisión Gas natural Fuel oilligero

Fuel oil pesado Hulla Lignito

Oxidos de azufre(Sox)

mg/m³ (c.n.)*

20-50 300-2.000 1.000-10.000 500-800 500-18.000

Oxidos de nitrógeno(Nox)

mg/m³ (c.n.)

100-1.000 200-1.000 400-1.200 600-2.000 300-800

Polvo

mg/m³ (c.n.)0-30 30-100 50-1.000 3.000-40.000 3.000-50.000

c.n. = en condiciones normales

Las gamas de valores indicadas en la tabla 2 se obtienen, en el caso de los óxidos de azufre, de lasdistintas concentraciones de azufre en los combustibles utilizados, que en muchos países suelen sercombustibles nacionales como el lignito, de bajo poder calorífico y alto contenido en azufre. Lacombinación de un gran potencial contaminante y de un bajo poder calorífico da lugar aconcentraciones relativamente altas de SOx en el gas sin tratar.

Sólo una pequeña parte de las concentraciones de NOx proviene del nitrógeno contenido en elcombustible (NOx de combustible); la mayor parte proviene de la oxidación del nitrógeno atmosférico atemperaturas de combustión superiores a 1.200°C (NOx térmico). Es decir, la combustión atemperaturas altas produce emisiones de NOx relativamente importantes. La adopción de medidasprimarias destinadas a optimizar la combustión -que pueden ser integradas en una instalación nueva aun costo relativamente bajo- permiten conseguir los valores inferiores de la gama citados en la tabla. Sinembargo, hay que evitar que las medidas primarias destinadas a reducir el NOx aumenten en formadesproporcionada otras emisiones, tales como el monóxido de carbono y los hidrocarburos sin quemar.

La limitación del CO se realiza generalmente con el fin de lograr que la combustión sea completa, reduciendoasí las emisiones de este gas y la expulsión de hidrocarburos sin quemar. A diferencia del polvo, SO2, NOx y loscompuestos halogenados, el CO y los hidrocarburos sin quemar son casi imposibles de retener en lasinstalaciones depuradoras. Los hidrocarburos sin quemar, especialmente, están formados por un gran


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número de sustancias químicas, algunas de ellas altamente tóxicas, como el benzopireno.

En la combustión de carbón y de fuel oil pesado se emiten también pequeñas cantidades de cloruro yfluoruro de hidrógeno (HCl y HF), en concentraciones de 50-300 mg/m³ (en condiciones normales [c.n.]).Estas concentraciones son generalmente muy inferiores a las de SO2 y son reducidas conjuntamentecon éstas -incluso en mayor grado que el S2- en el proceso de desulfuración.

Para la reducción de las emisiones atmosféricas de centrales térmicas se dispone de un gran númerode medidas primarias y secundariasA continuación se describen brevemente las diversas medidasempleadas para reducir las emisiones.

Eliminación de polvo

En las centrales eléctricas la eliminación de polvo puede realizarse mediante ciclones sencillos, ciclonesmúltiples, precipitadores electrostáticos y filtros textiles. La técnica a utilizar depende del grado deseparación requerido, pudiéndose alcanzar valores del 60% - 70% en los ciclones y de más del 99% en losprecipitadores electrostáticos y filtros textiles. El costo de estas tecnologías aumentadesproporcionadamente a mayor grado de despolvoración. En los precipitadores electrostáticos elgrado de separación mejora con el número de campos conectados sucesivamente. Con estos filtros ycon los filtros textiles se obtienen emisiones residuales menores de 50 y 30 mg/m³ (en condicionesnormales [c.n.]), respectivamente. Un inconveniente de los ciclones es que separan principalmente lasfracciones de polvo grueso, dejando fracciones respirables de polvo fino, toxicológicamentecríticas. Los filtros textiles son muy útiles para la separación de polvos finos con contenido enmetales pesados. Los gastos de inversión para la eliminación de polvo en los gases de combustióndependen de diversos factores, tales como el tipo de combustible y el grado de purificación necesario, asícomo de la técnica utilizada. En el caso de combustibles con alto contenido en cenizas, la eliminacióndel polvo de los gases de combustión suele presentar problemas. Como problema posterior surge lagestión de las masas de polvo volátil separadas, que han de aprovecharse, por ejemplo, en la industriade materiales de construcción, o ser llevadas a disposición final. Dependiendo de la naturaleza del polvovolátil, pueden requerirse materiales suplementarios para compactar el producto depositado, a fin deevitar una posible contaminación de las aguas subterráneas con productos de lixiviación.

Desulfuración

Para la reducción de las emisiones de SOx procedentes de las centrales térmicas pueden adoptarsemedidas primarias (uso de combustibles pobres en azufre, desulfuración directa en la cámara de combustión,inyección de aditivos secos), o medidas secundarias, como eliminación del SOx del gas de combustión.

Los combustibles pobres en azufre en muchos casos no se utilizan por motivos económicos. En cadacaso debe examinarse qué concepción técnica genera los gastos generales más bajos. Por ejemplo,aunque el uso de un combustible pobre en azufre aumenta los gastos de explotación, tambiénreduce los gastos de inversión y explotación requeridos para la desulfuración, y con ello los gastostotales de la central térmica en cuestión. Junto a estas reflexiones hay que considerar también otros factores,como la conveniencia de usar combustibles localmente disponibles para asegurar el suministro.

Los derivados del petróleo con contenido en azufre se prestan, al igual que los combustibles sólidos, a laaplicación de medidas primarias y secundarias. Las medidas primarias permiten eliminar el azufre delcombustible (por ejemplo del gasóleo de vacío o de aceites residuales obtenidos por destilación atmosférica o alvacío). La desulfuración de estos productos se realiza generalmente mediante hidrogenación. Sin embargo,este procedimiento sólo resulta económico en gran escala, por lo que se reserva a las refinerías depetróleo. En la central térmica, aparte de elegir un producto petrolífero pobre en azufre y de mezclardistintos combustibles, se pueden reducir las emisiones de SOx mediante la desulfuración de humos.

En el caso del carbón, dadas las grandes variaciones de composición que se observan incluso en losyacimientos de un mismo país, resulta conveniente mezclar y/o homogeneizar los combustiblesdisponibles, evitando así la presencia ocasional de altas concentraciones de azufre cuya eliminación habríade preverse en el sistema de desulfuración. Dado lo anterior, será importante llevar a cabo un análisiscuidadoso del combustible (procedente, por ejemplo, de distintos yacimientos) para conocer su podercalorífico y su contenido en agua, cenizas y azufre. También debe considerarse el potencial deautodesulfuración que ofrecen los compuestos cálcicos presentes en el carbón.

En algunos casos, el azufre del carbón puede eliminarse de antemano, junto con otros componenetesinertes, durante la concentración del mineral en la mina subterránea o explotación a cielo abierto, siendopreferibles en este caso los procedimientos en húmedo. De esta manera, dependiendo del tipo de carbón yde la forma de enlazamiento químico del azufre, se puede reducir la concentración de azufre en un 5hasta un 80 %, sobre todo si se trata de hulla. Mientras que el azufre enlazado orgánicamente no sepuede extraer con procesos mecánicos de concentración, el azufre sulfuroso (generalmente en formade pirita FeS2) sí se puede separar si se encuentra libre en el carbón crudo, o si los entrecrecimientos sonde grano grueso y pueden ser separados por trituración.

La desulfuración directa en el hogar se aplica a los combustibles sólidos mediante su combustión enlecho fluidizado, consiguiéndose grados de desulfuración del 80 hasta el 90 %. La inyección de aditivossecos durante la combustión permite un grado de desulfuración de entre 60 y 80 %.

En la desulfuración de los gases de combustión se alcanzan rendimientos de separación del SO2 de90 - 95 %. Dado que las instalaciones de desulfuración de gases de combustión originan gastos deinversión y explotación relativamente elevados, en casos aislados puede ser conveniente llevar a cabouna desulfuración en flujo parcial; en este caso, sólo una parte de los gases pasa por la instalación dedesulfuración mientras que los gases sin desulfurar se usan para calentar los gases depurados.

Las instalaciones de desulfuración de los gases de combustión son, de las posibilidades descritas, las


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más gravosas, tanto por los costos como por el tamaño de la construcción. En cada caso particular hay quever cómo se pueden integrar estas instalaciones en el espacio disponible, sobre todo en el caso decentrales existentes.

Si se comparan entre sí las medidas primarias y secundarias descritas para la desulfuración, las primeraspresentan los grados de desulfuración menores, pero son, en cambio, más económicas y por reglageneral se pueden adaptar posteriormente a instalaciones existentes. Ese no es el caso del sistema decombustión en lecho fluidizado, que sólo es realizable en instalaciones nuevas (la capacidad máximade las instalaciones a gran escala construidas hasta ahora es de 150 MWel).

En todos los procedimientos de desulfuración se da, lo mismo que en la eliminación del polvo, el problemaposterior de la utilización o disposición final de los residuos y, en su caso, del agua residual producidadurante la explotación de la instalación (véase el apartado 2.3).

Para la desulfuración, los gastos de inversión se mantienen, dependiendo del tamaño de la instalación, tipode procedimiento, rendimiento de separación, etc., dentro de un margen relativamente amplio. Los costos másbajos se originan en el uso de aditivos secos y los más altos en el procedimiento regenerativo conobtención de compuestos de azufre.

Los diferentes procedimientos de desulfuración separan también compuestos halogenados como HCl yHF, lográndose un grado de eliminación incluso mayor que el de los compuestos sulfurados.

Desnitrogenación

Para la desnitrogenación se aplican medidas primarias y secundarias. Como en el caso del azufre, laelección del combustible influye sobre las emisiones nitrogenadas. Sin embargo, la separación de NOx esmás complicada que la transformación del azufre del combustible en SO2. Las medidas primariassirven para reducir la velocidad de formación del NOx durante el proceso de combustión. El objetivoesencial en este caso es disminuir la temperatura máxima de llama. Para tal fin se pueden adoptar tantomedidas constructivas, por ejemplo, diseño de la cámara de combustión, disposición y estructura de losmecheros, graduación del aire, reducción del exceso de aire, como también medidas operativas, por ejemplo,disminución de la temperatura de precalentamiento del aire o uso de combustibles pobres en nitrógeno.

Las medidas secundarias se ocupan de la disminución de las emisiones de NOx en el gas decombustión. Para ello se han creado diversos procedimientos que permiten una eliminación exclusivade NOx o una separación conjunta de SOx y NOx.

El único procedimiento que hasta hoy se ha impuesto en instalaciones a gran escala es la reduccióncatalítica selectiva de NOx (procedimiento SCR). Para la reducción se utiliza amoníaco, que reaccionacon el NOx en presencia del catalizador para formar agua y nitrógeno. Por ello este procedimiento noproduce residuos sujetos a disposición final como ocurre en el caso de la eliminación de polvo o ladesulfuración. El procedimiento SCR requiere unos 300 - 400°C y puede efectuarse, de acuerdo con lascondiciones locales, en la parte del gas crudo, por ejemplo, delante del precalentador de aire, o bien en laparte del gas purificado, después de la instalación de desulfuración.

Con procedimientos SCR se alcanzan grados de separación del NOx de 80 – 90 %,aproximadamente.

Otro concepto, particularmente adecuado para grados de separación bajos de hasta cerca del 60%, loconstituye el procedimiento SNCR (reducción selectiva no catalítica). En este procedimiento la reducciónde NOx se realiza inyectando amoníaco en la instalación a una temperatura de unos 1.000°C.

Efecto invernadero

Algunos de los llamados oligogases antropógenos como el dióxido de carbono (CO2), metano (CH4),clorofluorocarbonos (CFC), ozono troposférico (O3) y dióxido de nitrógeno (N2O) revisten una granimportancia para el llamado efecto invernadero (calentamiento de la atmósfera terrestre a largoplazo). El orden de mención corresponde también a la importancia de estos gases, cuya contribuciónespecífica al efecto invernadero varía considerablemente. Así, por ejemplo, aunque el metano tiene unefecto unas 21 veces mayor que el CO2, su producción total es bastante menor a escala mundial, ya que el CO2se genera como producto final de cualquier quemado de combustibles que contengan carbono.

Las medidas de protección contra la emisión de CO2 consisten, en primer lugar, en utilizar centralestérmicas altamente eficientes; por ejemplo, las de proceso combinado y las que suministransimultáneamente energía y calor.

Otras medidas, como la reducción del consumo de corriente eléctrica y el uso de soportes energéticosrenovables (especialmente energía hidráulica) para la producción de electricidad tienen igualmente granimportancia, pero en ningún caso permiten prescindir de la producción de electricidad en centralestérmicas a partir de combustibles fósiles.

Emisiones difusas

Además de las emisiones hasta ahora discutidas, procedentes ante todo de la chimenea, la central térmicaemite contaminantes desde otros puntos. El almacenamiento, transporte y preparación delcombustible, por ejemplo, dan lugar a emisiones importantes de polvo, las cuales se pueden reducirmuy significativamente con medidas adecuadas, por ejemplo mediante humedecimiento con agua oconfinamiento/encapsulamiento de zonas críticas. Algo parecido ocurre en el almacenamiento ytransporte de derivados del petróleo, donde la instalación de dispositivos apropiados en el tanque yen los equipos de bombeo permite reducir al mínimo las fugas por evaporación o captarlas ydevolverlas al sistema.


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Aguas

Las centrales térmicas necesitan agua principalmente para fines de enfriamiento. Generalmente, después deser utilizada para la absorción de calor (aumento de temperatura de unos 4 a 8 °C) esta agua se devuelve allugar de toma. En las centrales con enfriamiento continuo la demanda de agua asciende a unos160 - 220 m³/hora y MWel (con pérdidas de agua generalmente inferiores al 2 %). En la generación deelectricidad sin aprovechamiento del calor el agua de refrigeración absorbe entre el 60 y el 80 % de laenergía aportada por el combustible, en forma de calor residual. Esta proporción disminuye al utilizarcentrales más eficientes, por ejemplo, con uso combinado de electricidad y calor. Dependiendo de lascondiciones locales, el calor residual puede producir una carga térmica de las aguas superficiales (porejemplo, aumento de temperatura de un río), cuya magnitud depende de la conducción y el caudal del cursoreceptor. En los países tropicales, las aguas están sometidas a lo largo del año a variaciones muynotables, y el aumento de temperatura produce rápidamente una escasez de oxígeno, causada en parte porel estímulo del metabolismo de los seres vivientes y en parte por la menor disolución de oxígeno enel agua más caliente. Esta escasez de oxígeno puede provocar serios problemas para los organismosacuáticos.

Para evitar el calentamiento excesivo de las aguas, el agua de refrigeración se puede enfriar en unatorre de refrigeración (de paso o recirculación), antes de devolverla al río. Sin embargo, dependiendo de lascondiciones climáticas, este sistema de refrigeración puede causar grandes pérdidas de agua porevaporación, que se emiten a la atmósfera en forma de vapor. Esto se podría evitar utilizando circuitos derefrigeración cerrados en combinación con torres de refrigeración en seco, o al menos minimizarmediante torres de refrigeración híbridas. Las torres de tiro natural requieren inversiones relativamentealtas, pero en cambio ahorran costos de explotación, mientras que las torres de tiro forzado tienen elinconveniente de necesitar para el funcionamiento energía eléctrica, en cuya obtención se producen cargasecológicas adicionales.

Aparte del agua de refrigeración sólo se requieren pequeñas cantidades de agua (aprox. 0,1-0,3 m³/h yMWel) para sustituir las pérdidas del circuito de vapor, enfriar las cenizas y depurar el gas decombustión (depuración en solución absorbente pulverizada o procesamiento en húmedo).

Las aguas residuales de centrales térmicas, sobre todo de las que usan carbón como combustible, puedencontaminar las aguas superficiales.

Las centrales térmicas pueden producir los siguientes tipos de aguas residuales:

Efluente regenerado procedente del tratamiento del agua complementaria y de ladesalinización del agua de condensación;

Aguas procedentes del lavado de filtros utilizados para limpiar el agua de condensación; Aguas residuales procedentes de la carga de carbón y de su almacenamiento; Aguas residuales especiales (por ejemplo, con contenido en ácido, procedentes de la limpieza

o conservación de tuberías/calderas); Aguas residuales procedentes de la extracción de cenizas en húmedo (equipos de

descorificación); Aguas procedentes de calderas, turbinas y transformadores; Aguas procedentes de las torres de refrigeración (aguas de descarga y/o aguas de

alimentación suplementaria depuradas) Aguas residuales de la instalación depuradora del gas de combustión.

Estas aguas residuales, producidas en cantidades muy variables según el tipo de combustible y las condicionesespecíficas de la instalación (10 - 100 l/h y MWel), pueden estar contaminadas con materiales en suspensión,sales, metales pesados, ácidos, álcalis, amoníaco o aceite.

El tratamiento de las aguas residuales puede realizarse con procedimientos físicos, químicos ytérmicos. Para una parte de las aguas residuales -procedentes, por ejemplo, del lavado de filtros y delrociado de carbón almacenado- suele bastar un tratamiento físico (filtración, sedimentación, aireación).Otras, en cambio, requieren un tratamiento químico (por ejemplo, floculación, precipitación, neutralización)y/o térmico (evaporación, desecación). Estas últimas incluyen las aguas residuales especiales, lasprocedentes de la regeneración o tratamiento de aguas complementarias y condensados y las que hansido utilizadas en la depuración de gases de combustión.

Como ya se indicó, algunos métodos de desulfuración generan aguas residuales contaminadas,provenientes del lavado del gas de combustión. La composición de estas aguas residuales depende dediferentes factores, tales como el combustible utilizado, las características del agua de proceso y la calidad de losaditivos.

El agua residual procedente de la depuración del gas de combustión ha de someterse generalmente aun tratamiento combinado químico y físico (neutralización, floculación, sedimentación y filtración),destinado ante todo a precipitar los metales pesados y a separar los sólidos en suspensión tales como elyeso.

En el método de desulfuración en húmedo con producción de yeso aprovechable, la cantidad de aguaresidual depende principalmente del contenido de cloruros en el carbón y de la concentraciónadmisible de cloruros en el líquido de lavado. En las centrales de hulla, la cantidad de agua residualprocedente del equipo de desulfuración de humos oscila entre 20 y 50 l/h y MWel.

El cloruro cálcico (CaCl2) contenido en el agua residual no se puede separar debido a su gran solubilidad, por loque constituye una emisión salina.

En caso de estar prohibida la evacuación de cargas salinas a las aguas, el agua residual del equipo dedesulfuración de humos podrá depurarse por evaporación. Las sales secas provenientes de este


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proceso son altamente solubles, por lo que han de someterse a una disposición racional (por ejemplo, endepósitos de residuos especiales subterráneos). Puesto que la evaporación del agua residual supone, entre otrascosas, un elevado consumo de energía, debe comprobarse en estos casos si pueden aplicarseprocedimientos que no generen agua residual (procesamiento en seco, limpieza en solución líquidapulverizada).

Además de los efectos directos arriba citados, el agua puede ser afectada también indirectamente por unacentral térmica. Cabe mencionar aquí el fenómeno de la 'lluvia ácida', producida por la reacción química delagua lluvia y otras precipitaciones naturales con los contaminantes atmosféricos emitidos por la central (SOx,HCl, NOx).

Suelo y aguas subterráneas

Las centrales térmicas tienen efectos muy diversos sobre el suelo y las aguas subterráneas. La calidaddel suelo puede empeorar debido a la precipitación de polvo, sobre todo en las proximidades de lacentral, siendo especialmente peligrosa la contaminación ocasionada por los metales pesados contenidosen el polvo. También pueden cambiar las propiedades químicas del suelo debido a las precipitacionesácidas, atribuibles principalmente a la hidrogenación de las sustancias SO2 y NOx; en condicionesdesfavorables, las precipitaciones ácidas afectan también a las aguas subterráneas y superficiales. Lacontaminación del suelo y de las aguas subterráneas no depende primordialmente de las concentracionesde polvo y de formadores de ácido en el gas de escape, sino más bien de las emisiones totales a lo largo delaño (carga contaminante) y de las condiciones de difusión. Por tanto, a medida que aumenta el tamañode la central, hay que mejorar también el grado de eliminación de las sustancias nocivas.

El suelo y, sobre todo, las aguas subterráneas en las inmediaciones de la central están amenazadostambién por la fuga de sustancias contaminantes provenientes, ante todo, de deficiencias en la captacióny depuración de aguas residuales, fugas de aceite y líquidos oleosos, almacenamiento inadecuadode aceite y carbón y disposición de materias residuales.

Otros efectos sobre el suelo, y más aún sobre las aguas subterráneas, provienen de los depósitos deresiduos, que en las centrales constan principalmente de escorias, cenizas volátiles, residuos de ladesulfuración de los gases de combustión y lodos procedentes del tratamiento del agua y deaguas residuales. La cantidad de estos residuos depende en parte del procedimiento empleado, siendoespecialmente elevada cuando se utilizan carbones de baja calidad.

Dependiendo de su composición, las escorias y cenizas volátiles podrán reutilizarse (por ejemplo, comoagregado del cemento en la construcción de carreteras). Si no hay ninguna posibilidad de aprovechamiento,estos materiales deben llevarse a vertederos/depósitos apropiados (por ejemplo, por encima del nivelfreático).

Los residuos procedentes de la desulfuración del gas de combustión dependen del procedimiento utilizadoy algunos de ellos pueden aprovecharse (por ejemplo, el yeso). La cantidad de residuos depende delcontenido de azufre y del poder calorífico del combustible, así como del grado de desulfuración y delos aditivos que se utilicen. Antes de escoger el método de desulfuración, conviene saber si existe en elpaís una demanda comercial del residuo que se produce obligatoriamente a raíz del procedimiento. A estosfines conviene realizar un minucioso estudio de mercado en el lugar de emplazamiento y tomar contacto conempresas locales. Debe estudiarse si los residuos son aprovechables (por ejemplo, en la industria demateriales de construcción) y, de lo contrario, si se pueden depositar sin perjuicios y bajo qué condiciones.

Como ejemplo del volumen de residuos generado en la desulfuración del gas de combustión, sepresentan a continuación los valores para dos clases de carbón diferentes y para fuel oil pesado:

Hulla Lignito Fuel oil pesadoPoder calorífico (kJ/kg) 28.000 10.000 40.000Contenido en azufre (% en peso) 2,0 2,0 2,0Grado de desulfuración (%) 85 85 85SOx en el gas sin depurar (kg/MWelh) 14 38 9,5

(mg/m³ [c.n.*]) 4.000 8.600 2.850SOx en el gas depurado (kg/MWelh) 2,1 5,7 1,4

(mg/m³ [c.n.]) 600 1.300 427

Cantidad de residuo (kg/MWel)(varía según el método)

Hulla Lignito Fuel oil pesado

Yeso 32 87 22Sulfitos y sulfatos 36 97 24Azufre 6 16 4Acido sulfúrico 18 50 12

* c.n. = en condiciones normales

Cuando hay que eliminar productos de desulfuración (yeso o mezcla de sulfitos y sulfatos) y cenizasvolátiles se recomienda mezclar los dos productos antes de depositarlos. Las cenizas volátiles y losproductos de desulfuración pueden así iniciar juntos un proceso de endurecimiento que produzca unaestabilización y disminución de la lixiviabilidad de los componentes solubles en agua.

En las técnicas de desulfuración con productos finales aprovechables se produce, en el tratamientodel agua residual, un lodo con alto contenido en metales pesados. Este lodo debe llevarse a unvertedero/depósito especial.


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Ser humano

El perjuicio al ser humano ocasionado por las centrales térmicas puede ser directo (acción de los gasescontaminantes sobre el organismo), o indirecto (cadena alimentaria y alteraciones del medio ambiente). Sobretodo los gases contaminantes como SO2 y NOx, emitidos en conjunto con polvos finos en concentraciones muyaltas, pueden producir afecciones de los órganos respiratorios. Perjuicios a la salud por el SO2 y el NOx puedenproducirse incluso por debajo de los valores prescritos en el reglamento alemán relativo al smog, siendo decisivala duración de la exposición. Los problemas sanitarios incluyen también la ingestión, por el ser humano, demetales pesados nocivos (por ejemplo, plomo, mercurio, cadmio) a través de la cadena alimentaria (aguapotable y productos vegetales y animales). La salud humana también puede verse afectada por eventualescambios climáticos, producidos, por ejemplo, por el calentamiento y la acidificación de las aguas superficiales, ladesaparición de los bosques debido a la lluvia ácida, o el efecto invernadero ocasionado por la acción a largoplazo de oligogases como el CO2. También son relevantes los efectos que pueden tener los cambios climáticossobre la agricultura y la silvicultura (y por tanto también sobre las costumbres y el nivel de ingresos de lapoblación), pudiéndose mencionar especialmente el desplazamiento en gran escala de zonas de cultivo y lareducción del rendimiento agrícola. En vista de las repercusiones socioeconómicas y socioculturales que conllevala construcción y operación de una central térmica, conviene incluir estudios preliminares adecuados en la fase deproyección. En este contexto, será necesario estudiar las consecuencias específicas para cada sexo y preverservicios médicos para la zona del proyecto. Una participación amplia y oportuna de los grupos de poblaciónafectados en el proceso de planificación y decisión contribuye a prevenir o a reducir los conflictos.

Un tipo de emisión especial de las centrales térmicas lo constituye el ruido, que actúa directamente sobre el serhumano y los animales. Las fuentes de ruido importantes en una central térmica son:

Salida de chimenea, cintas transportadoras, ventiladores, motores, canales de gas de combustión, tuberías yturbinas.

En toda central térmica, una parte del personal está sometida a ruido molesto, a veces de granintensidad.

Existen diversas medidas para eliminar los ruidos molestos o reducirlos a un nivel soportable, debiendodarse especial prioridad a la protección del personal de la central. Por una parte, se tratará de instalar lacentral a una distancia suficiente de las zonas habitadas. Por otra, a la hora de planificar y construir lacentral deberán preverse todas las medidas necesarias para disminuir el ruido en cada fuente sonora.

Para este objetivo son recomendables, sobre todo, los dispositivos de insonorización destinados a reducir elruido producido por la corriente de fluidos, así como los elementos de encapsulamiento de máquinas quereducen el ruido propagado por el aire y las estructuras sólidas. Otra medida para la reducción simultánea de losniveles de emisión e inmisión es el confinamiento, que también tiene aplicación preferente en el sector decentrales térmicas por motivos de protección contra la intemperie.

Paisaje

Para la construcción de una central eléctrica se necesitan grandes superficies de terreno, las cualessuelen ser mucho mayores en las centrales de carbón que en las de gas o de petróleo.

El paisaje es afectado también por la construcción de las vías de transporte necesarias para el suministrode medios de explotación y para la gestión de residuos (véanse también los capítulos sobre vías férreas,circulación vial y vías fluviales). Las actividades extractivas (extracción de carbón para la combustión o depiedra caliza para la desulfuración) pueden incidir de forma importante en el paisaje, al igual que ladisposición de residuos no aprovechables. En la gestión de residuos debe intentarse primero el rellenode terrenos (por ejemplo, de explotaciones de carbón a cielo abierto agotados) o el secado de terrenoscosteros (land reclaiming), con lo que se evita la construcción de vertederos separados y se da un usoracional a los residuos. Desde el punto de vista ecológico, las sustancias inertes son las más favorables, por loque conviene escoger productos que generen residuos con estas propiedades o someter los residuos atratamiento previo, a fin de lograr, por ejemplo, una lixiviabilidad escasa. Además, hay que estudiar hastaqué punto se requieren medidas de impermeabilización del terreno, drenaje controlado y tratamientodel agua de infiltración, para impedir la contaminación de aguas subterráneas o costeras por la entradade metales pesados solubles y otras sustancias procedentes de los residuos.

Finalmente, cabe mencionar que las inmisiones contaminantes pueden producir un deterioro de bosques,lagos y ríos, que a largo plazo acarreen graves alteraciones del paisaje.

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Otras entregas de este suplemento:

Impactos Ambientales y Actividades Productivas:: Abastecimiento de agua en zonas urbanas

:: Abonos Nitrogenados - 1º Parte

:: Abonos Nitrogenados (Parte II)


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:: Aceites y grasas vegetales

:: Aceites y grasas vegetales

:: Aeropuertos

:: Agroindustrias

:: Celulosa y Papel

:: Cemento, Cal y Yeso

:: Cerámica fina y de producción

:: Construcción de canales fluviales

:: Construcción de maquinarias, talleres y astilleros

:: Construcción de viviendas y saneamiento de barrios

:: Construcción y mantenimiento de redes viales; construcción de caminos rurales

:: Construcciones hidraulicas rurales

:: Coquerias e instalaciones de carbon y gas

:: Disposicion de efluentes liquidos

:: Disposición de residuos sólidos

:: Energías Renovables

:: Etapas del proceso hidrometalúrgico

:: Etapas del proceso pirometalúrgico

:: Exploración de recursos geológicos

:: Fabricación de subproductos



:: Feed Lot. Parte 1

:: Feed Lot. Parte 2

:: Fundiciones de chatarra de aluminio

:: Fundiciones de chatarra de cobre

:: Fundiciones de chatarra de plomo

:: Gestión de residuos especiales

:: Grandes construcciones hidráulicas

:: Impactos de las Industrias del Hierro y el Acero

:: Impactos de las Industrias del Hierro y el Acero - Plantas de fundición y de forja - Aguas Residuales

:: Impactos de las Industrias del Hierro y el Acero - Plantas de fundición y de forja - EmisionesGaseosas

:: Impactos de las Industrias del Hierro y el Acero - Plantas de fundición y de forja - Residuos Sólidos

:: Impactos de las Industrias del Hierro y el Acero - Plantas de fundición y de forja - Ruidos

:: Impactos de las Industrias del Hierro y el Acero - Altos Hornos - Emisiones Gaseosas

:: Impactos de las Industrias del Hierro y el Acero - Altos Hornos - Ruido

:: Impactos de las Industrias del Hierro y el Acero - Laminación del acero - Aguas Residuales

:: Impactos de las Industrias del Hierro y el Acero - Laminación del acero - Cascarillas

:: Impactos de las Industrias del Hierro y el Acero - Laminación del acero - Ruido

:: Impactos de las Industrias del Hierro y el Acero - Plantas de sinterización y pelletización

:: Impactos de las Industrias del Hierro y el Acero - Plantas de sinterización y pelletización

:: Impactos de las Industrias del Hierro y el Acero - Producción de acero bruto - Emisiones Gaseosas


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:: Impactos de las Industrias del Hierro y el Acero - Producción de acero bruto - Ruido

:: Industria de la Madera

:: Industria del Azúcar

:: Industria del Vidrio

:: Industria del Vidrio - Aire - Dióxido de Azufre

:: Industria del Vidrio - Aire - Flúor

:: Industria del Vidrio - Aire - Óxidos de Nitrógeno

:: Industria Textil - Aspectos socioeconómicos y socioculturales

:: Industria Textil - Coloración

:: Industria Textil - Compuestos Orgánicos Halogenados

:: Industria Textil - Descripción del ámbito de actividad

:: Industria Textil - Emisiones de Gases y de Vapores

:: Industria Textil - Hidrocarburos

:: Industria Textil - Instalaciones de Combustión

:: Industria Textil - Instalaciones para el tratamiento del Agua

:: Industria Textil - Metales Pesados

:: Industria Textil - Sustancias Sedimentales

:: Industria Textil - Temperatura del Agua

:: Industria Textil - Tensidas / Detergentes

:: Industria Textil - Transporte

:: Industria Textil - Valor pH

:: Mataderos

:: Metales no Ferrosos

:: Minería “Beneficio y Transporte”

:: Minería a cielo abierto

:: Minería Subterránea

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:: Tecnica Agrícola

:: Transmisión y distribución de electricidad


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:: Veterinaria

:: Vías férreas y servicios de ferrocarriles

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impactos ambientales y actividades productivas - centrales térmicas

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