Las cenizas de fondo son parte del residuo no combustible de la combustión en una central eléctrica , caldera , horno o incinerador . En un contexto industrial, tradicionalmente se ha referido a la combustión de carbón y comprende trazas de combustibles incrustados en el clínker en formación y adheridos a las paredes laterales calientes de un horno de carbón durante su funcionamiento. Sin embargo, la porción de ceniza que escapa por la chimenea o chimenea se denomina ceniza volante . Los clínkeres caen por sí solos en la tolva inferior de un horno de carbón y se enfrían. La porción superior de la ceniza también se conoce como ceniza de fondo.
La mayor parte de las cenizas de fondo generadas en las centrales eléctricas estadounidenses se almacenan en estanques de cenizas , lo que puede causar graves daños ambientales si experimentan fallas estructurales.
En un sistema convencional de tolva con depósito de agua (WIH), los trozos de clinker se trituran en tamaños pequeños mediante trituradoras de clinker montadas bajo el agua y caen a un canal desde donde un eyector de agua los lleva a un sumidero. Desde allí se bombea mediante bombas rotativas adecuadas . En otra disposición, una cadena de eslabones continuos raspa los clinkers de debajo del agua y los alimenta a molinos de clinker fuera de la tolva de cenizas inferior.
Los sistemas más modernos adoptan una filosofía de eliminación continua. Esencialmente, un transportador de cadena de alta resistencia sumergido en un baño de agua debajo del horno que apaga las cenizas calientes a medida que caen de la cámara de combustión y elimina las cenizas húmedas continuamente hasta una pendiente de deshidratación antes de descargarlas en transportadores mecánicos o directamente a los silos de almacenamiento. .
Los incineradores de residuos municipales modernos reducen la producción de dioxinas al incinerar a entre 850 y 950 grados Celsius durante al menos dos segundos, formando cenizas del fondo del incinerador como subproducto.
En las instalaciones de Estados Unidos, las cenizas residuales generalmente se bombean a estanques de cenizas , el método de eliminación más común. [1] Algunas centrales eléctricas operan un sistema de eliminación seca con vertederos .
En Estados Unidos, las cenizas de carbón son un componente importante del flujo de desechos industriales del país. [2] En 2017, se generaron 38,2 millones de toneladas cortas (34,7 × 10 6 t) de cenizas volantes y 9,7 millones de toneladas cortas (8,8 × 10 6 t) de cenizas de fondo. [3] El carbón contiene trazas de arsénico , bario , berilio , boro , cadmio , cromo , talio , selenio , molibdeno y mercurio , muchos de los cuales son altamente tóxicos para los humanos y otras formas de vida. Las cenizas de carbón, producto de la combustión, concentran estos elementos y pueden contaminar las aguas subterráneas o superficiales si hay fugas de un estanque de cenizas. [4]
La mayoría de las centrales eléctricas estadounidenses no utilizan geomembranas , sistemas de recolección de lixiviados u otros controles de flujo que a menudo se encuentran en los vertederos municipales de desechos sólidos . [5] Después de una falla en 2008 que causó el derrame de lodo de cenizas volantes de carbón de la Planta de Fósiles de Kingston de la Autoridad del Valle de Tennessee , la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. (EPA) comenzó a desarrollar regulaciones que se aplicarían a todos los estanques de cenizas en los EE. UU. La EPA publicó su "Parte A". regla final para los Residuos de la Combustión de Carbón (CCR) el 28 de agosto de 2020, que requiere 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, para encontrar alternativas para gestionar desechos de cenizas antes de cerrar sus embalses superficiales. [6] [7] [8] La EPA publicó su regla ""CCR Parte B" el 12 de noviembre de 2020, que permite que ciertas instalaciones utilicen un revestimiento alternativo, basándose en una demostración de que la salud humana y el medio ambiente no se verán afectados. [9] A partir de 2021 están pendientes más litigios sobre el reglamento CCR. [10]
Las cenizas de fondo se pueden extraer, enfriar y transportar mediante tecnología de manipulación de cenizas secas. Cuando se deja seca, la ceniza se puede utilizar para fabricar hormigón, ladrillos y otros materiales útiles. También hay varios beneficios ambientales. [11]
Las cenizas de fondo se pueden utilizar como materia prima alternativa, en sustitución de la tierra, la arena o los áridos, por ejemplo en la construcción de carreteras y en los hornos de cemento ( producción de clinker ). Otro uso notable es como medio de cultivo en horticultura (normalmente después del tamizado). En el Reino Unido se la conoce como ceniza de fondo de horno (FBA), para distinguirla de la ceniza de fondo de incinerador (IBA), los elementos no combustibles que quedan después de la incineración . Un uso pionero de la ceniza de fondo fue en la producción de bloques de hormigón utilizados para construir muchos rascacielos en Londres en la década de 1960. [ cita necesaria ]