La ceniza de carbón, también conocida como residuos de combustión de carbón (CCR), es el residuo mineral que queda de la quema de carbón. La exposición a las cenizas de carbón y a las sustancias tóxicas que contienen puede suponer un riesgo para la salud de los trabajadores de las centrales eléctricas alimentadas con carbón y de los residentes que viven cerca de los vertederos de cenizas de carbón.
Las cenizas de carbón se producen en las centrales eléctricas de carbón . [1] El carbón se pulveriza y luego se quema para generar electricidad. [2] Las partículas que quedan después de quemar carbón se denominan cenizas de carbón y consisten principalmente en cenizas volantes y cenizas de fondo . Otros subproductos de la combustión del carbón son la escoria de caldera, el yeso de desulfuración de gases de combustión y otros tipos de residuos de desulfuración de gases de combustión. [1] Dependiendo del tipo de carbón que se quemó, la composición química que se encuentra en las cenizas de carbón puede variar. [3] Las cenizas de carbón obtenidas de la combustión de hulla bituminosa están constituidas principalmente por óxido de aluminio (Al 2 O 3 ), óxido de calcio (CaO) y dióxido de silicio (SiO 2 ). [3] En la composición del carbón, hay muchas sustancias potencialmente peligrosas que, si se encuentran en concentraciones elevadas en las partículas inhaladas, pueden causar importantes problemas de salud en los seres humanos. [4] [5] Los componentes que se encuentran en diversas concentraciones en las cenizas de carbón son arsénico , cadmio , cromo , cobalto , cobre , plomo , litio , mercurio , molibdeno , selenio , talio y uranio . [4] [5]
Las cenizas de carbón en la India se han almacenado en estanques de cenizas y han contaminado la tierra y los cuerpos de agua circundantes. [6] En los Estados Unidos se generaron aproximadamente 110 millones de toneladas de cenizas de carbón en 2012. [1] Más de la mitad de las cenizas de carbón producidas en los EE. UU. se vertieron en estanques de cenizas (embalses superficiales; eliminación húmeda) o vertederos (eliminación seca ). ). [5] A partir de 2020, hay 310 vertederos activos en el sitio y 735 embalses de superficie activos en el sitio en los EE. UU. [7]
Las cenizas de carbón contienen muchas sustancias tóxicas que pueden afectar la salud humana si las personas se exponen a ellas por encima de cierta concentración en forma de partículas . Por lo tanto, es necesario evitar situaciones en las que los empleados que trabajan en centrales eléctricas alimentadas con carbón o los miembros del público que viven cerca de vertederos de cenizas de carbón estén expuestos a altas concentraciones de polvo de cenizas de carbón. [4] Los efectos sobre la salud del polvo de cenizas de carbón pueden considerarse como un caso particular de exposición a partículas (contaminación por partículas). Por lo tanto, es necesario evaluar el riesgo para la salud de las partículas más pequeñas de cenizas de carbón (partículas respirables), ya que pueden penetrar en los pulmones. [4] Para evaluar este riesgo, los niveles de exposición de los trabajadores o miembros del público a partículas se comparan con "niveles umbral seguros". En cuanto a la salud de los trabajadores, la ACGIH [ se necesita aclaración ] publica anualmente un folleto con tablas que presentan los valores de nivel umbral (TLV) -concentraciones máximas permitidas- para una amplia gama de sustancias y materiales. Las partículas de ceniza de carbón pertenecen a una categoría llamada "PNOS - Partículas no especificadas de otra manera". Para esta categoría, también conocida como "polvo molesto", el valor TLV es de 3 mg/m3 para partículas respirables (menores de 10 micrómetros). [8]
En las cenizas de carbón se pueden encontrar diferentes componentes.
Plomo : La exposición directa al plomo puede causar daños importantes al sistema nervioso. [5] La exposición al plomo puede provocar enfermedades renales, problemas de audición, presión arterial alta, retrasos en el desarrollo, inflamación del cerebro, daños a la hemoglobina y problemas reproductivos masculinos. [9] [10] Tanto los niveles bajos como los altos de exposición al plomo pueden causar daños al cuerpo humano. [9]
Cadmio : La exposición directa a niveles elevados de cadmio es peligrosa para la salud. [5] Más específicamente, los pulmones absorben directamente el cadmio en el torrente sanguíneo. [9] Cuando los humanos están expuestos al cadmio durante un largo período de tiempo, pueden ocurrir enfermedades renales y pulmonares. [5] [9] Además, la exposición al cadmio puede estar asociada con la hipertensión. [5] Por último, la exposición crónica al cadmio puede causar debilidad ósea, lo que aumenta el riesgo de fracturas óseas y osteoporosis. [5]
Cromo : La exposición directa al cromo (VI) es peligrosa para la salud. Los niveles elevados de cromo (VI) en el agua potable pueden provocar úlceras en el intestino delgado y el estómago cuando se ingieren. Por último, las úlceras cutáneas también pueden aparecer cuando la exposición al cromo (VI) se produce a través de la piel.
Arsénico : Cuando se inhalan o ingieren grandes cantidades de arsénico a través de los desechos de cenizas de carbón, se pueden desarrollar enfermedades como cáncer de vejiga, cáncer de piel, cáncer de riñón y cáncer de pulmón. [5] [11] En última instancia, la exposición al arsénico durante un largo período de tiempo puede causar mortalidad. [5] Además, los niveles bajos de exposición al arsénico pueden causar latidos cardíacos irregulares, náuseas, diarrea, vómitos, neuropatía periférica y problemas de visión. [9] [5]
Mercurio : la exposición crónica al mercurio procedente de las cenizas de carbón puede causar daños al sistema nervioso. [5] Cuando se inhala o ingiere mercurio, pueden producirse diversos efectos sobre la salud, como problemas de visión, convulsiones, entumecimiento, pérdida de memoria e insomnio. [12] [13]
Boro : Cuando se inhala polvo de cenizas de carbón, la exposición al boro puede causar molestias en la garganta, la nariz y los ojos. [5] Además, cuando se ingieren desechos de cenizas de carbón, la exposición al boro puede estar asociada con deterioro de los riñones, el hígado, el cerebro y los intestinos. [5]
Molibdeno : Cuando se inhala molibdeno procedente del polvo de cenizas de carbón, pueden producirse molestias en la nariz, la garganta, la piel y los ojos. [14] Como resultado, la exposición al molibdeno a corto plazo puede causar un aumento de las sibilancias y la tos. [14] Además, la exposición crónica al molibdeno puede provocar pérdida de apetito, cansancio, dolores de cabeza y dolores musculares. [5] [14]
Talio : la exposición al talio en el polvo de cenizas de carbón puede causar neuropatía periférica cuando se inhala. [5] Además, cuando se ingiere ceniza de carbón, la exposición al talio puede causar diarrea y vómitos. [5] Además, la exposición al talio también se asocia con complicaciones cardíacas, hepáticas, pulmonares y renales. [5]
Sílice : Cuando se inhala sílice del polvo de cenizas de carbón, se puede desarrollar enfermedad pulmonar fetal o silicosis. [4] Además, la exposición crónica a la sílice puede causar cáncer de pulmón. [4] Además, la exposición a la sílice durante un período de tiempo puede causar pérdida de apetito, mala circulación de oxígeno, complicaciones respiratorias y fiebre. [4]
La reutilización de cenizas de carbón puede beneficiar al medio ambiente al reducir la producción de gases de efecto invernadero y reducir la necesidad de utilizar materiales vírgenes. [15] Además, cuando se reciclan las cenizas de carbón, se evitan los costos relacionados con los sitios de eliminación de cenizas de carbón. [5] [15]
Hay dos formas de reciclaje de cenizas de carbón: "encapsulado" y "no encapsulado". [5] [15] Cuando las cenizas de carbón se unen a otros materiales, se encapsulan. [5] Por ejemplo, las cenizas de carbón se pueden reutilizar para fabricar hormigón, ladrillos y tableros. [15] Por otro lado, el uso no encapsulado de cenizas de carbón es cuando las cenizas no están unidas a otros materiales (partículas sueltas o forma de lodo). [5] [15] Un ejemplo de cenizas de carbón no encapsuladas es la distribución de la ceniza de carbón. ceniza en las carreteras heladas en invierno [5]
Aunque la reutilización de las cenizas de carbón minimiza los efectos sobre la salud de los seres humanos, [ se necesita aclaración ] aún pueden ocurrir problemas de salud cuando se reciclan las cenizas de carbón. [5] Específicamente, los trabajadores que perforan o cortan cenizas de carbón encapsuladas aumentan el riesgo de inhalar polvo de cenizas de carbón. [5] Además, cuando las cenizas de carbón no encapsuladas se esparcen en las calles nevadas en el invierno, las cenizas sueltas pueden entrar en contacto con las zanjas al costado de la carretera. [5] Como resultado, las toxinas de las cenizas de carbón pueden filtrarse a cuerpos de agua superficiales así como a aguas subterráneas , que pueden ser fuentes de agua potable . [5] Por lo tanto, ambas formas de cenizas de carbón recicladas (encapsuladas y no encapsuladas) pueden causar graves problemas de salud en los seres humanos.
En los Estados Unidos, cuando las cenizas de carbón se eliminan en embalses superficiales y vertederos, las cenizas se regulan como "desechos especiales" (es decir, no peligrosos) según la Ley de Conservación y Recuperación de Recursos (RCRA). [dieciséis]
La EPA publicó una regulación sobre residuos de combustión de carbón (CCR) en 2015. La agencia continuó clasificando las cenizas de carbón como no peligrosas (evitando así los estrictos requisitos de permisos según el subtítulo C de la RCRA ), pero con nuevas restricciones:
En 2016, la Corte de Apelaciones de los Estados Unidos para el Circuito del Distrito de Columbia anuló las disposiciones de "cierre anticipado" del reglamento en 40 CFR 257.100. Luego, la EPA extendió la fecha de cumplimiento para los estanques inactivos que intentaron utilizar las disposiciones de cierre temprano. [18] En 2018, a solicitud de la industria, la EPA extendió la fecha de cumplimiento para estanques de cenizas sin revestimiento de 2019 a 2020, y brindó más flexibilidad a las agencias estatales para determinar el cumplimiento de las normas. [19] [20] La regulación de 2018 fue impugnada en un litigio y el tribunal la devolvió a la EPA para su revisión adicional. El tribunal dictaminó que la EPA no abordó adecuadamente los problemas de los estanques sin revestimiento, muchos de los cuales continúan filtrándose al agua subterránea. [21] En 2019, el tribunal acordó una devolución voluntaria y al mismo tiempo permitió que la fecha límite de cumplimiento de 2020 para estanques sin revestimiento siguiera vigente, en espera de una mayor reglamentación. [22]
La EPA publicó una regla propuesta el 14 de agosto de 2019 que usaría criterios basados en la ubicación, en lugar de un umbral numérico (es decir, tamaño del embalse o vertedero) que requeriría que un operador demuestre un impacto ambiental mínimo para que un sitio pueda permanecer en operación. [23]
En respuesta al litigio sobre la regulación de 2015, la EPA publicó una regulación RCRA final el 28 de agosto de 2020 que exige que todos los estanques de cenizas sin revestimiento se modernicen con revestimientos o se cierren antes del 11 de abril de 2021. Algunas instalaciones pueden solicitar obtener tiempo adicional (hasta 2028) encontrar alternativas para el manejo de los desechos de cenizas antes de cerrar sus embalses superficiales. [24] [25]