Las cenizas de fondo son parte del residuo no combustible de la combustión en una planta de energía , caldera , horno o incinerador . En un contexto industrial, tradicionalmente se ha referido a la combustión del carbón y comprende trazas de combustibles incrustados en los clínkeres en formación y adheridos a las paredes laterales calientes de un horno de combustión de carbón durante su funcionamiento. La parte de la ceniza que se escapa por la chimenea o chimenea se conoce como ceniza volante . Los clínkeres caen por sí solos en la tolva inferior de un horno de combustión de carbón y se enfrían. La parte superior de la ceniza también se conoce como ceniza de fondo.
La mayor parte de las cenizas de fondo generadas en las centrales eléctricas de Estados Unidos se almacenan en estanques de cenizas , que pueden causar graves daños ambientales si sufren fallos estructurales.
En un sistema convencional de tolva con estanque de agua (WIH), los trozos de clínker se trituran en tamaños pequeños mediante molinos de clínker montados bajo el agua y caen en un canal, donde un eyector de agua los lleva a un sumidero. Desde allí, se bombea hacia afuera mediante bombas rotativas adecuadas . En otra disposición, una cadena de eslabones continuos raspa los clínkeres de debajo del agua y los alimenta a los molinos de clínker fuera de la tolva de cenizas de fondo.
Los incineradores de residuos municipales modernos reducen la producción de dioxinas incinerándolas a una temperatura de entre 850 y 950 grados Celsius durante al menos dos segundos, lo que genera cenizas de fondo como subproducto.
En las instalaciones de Estados Unidos, los desechos de cenizas generalmente se bombean a estanques de cenizas , el método de eliminación más común. [1] Algunas plantas de energía operan un sistema de eliminación en seco con vertederos .
En los 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 niveles traza 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, un 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 de EE. UU. no utilizan geomembranas , sistemas de recolección de lixiviados u otros controles de flujo que a menudo se encuentran en los vertederos de residuos sólidos municipales . [5] Después de una falla en 2008 que causó un derrame de lechada de cenizas volantes de carbón de la Planta Fósil de Kingston de la Autoridad del Valle de Tennessee , la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) comenzó a desarrollar regulaciones que se aplicarían a todos los estanques de cenizas en EE. UU. La EPA publicó su regla final "Parte A" para Residuos de Combustión de Carbón (CCR) el 28 de agosto de 2020, requiriendo que todos los estanques de cenizas sin revestimiento se adapten con revestimientos o cierren antes del 11 de abril de 2021. Algunas instalaciones pueden solicitar obtener tiempo adicional, hasta 2028, para encontrar alternativas para gestionar los desechos de cenizas antes de cerrar sus embalses superficiales. [6] [7] [8] La EPA publicó su norma "CCR Parte B" el 12 de noviembre de 2020, que permite a ciertas instalaciones utilizar 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, hay litigios pendientes sobre la regulación CCR. [10]
Las cenizas de fondo se pueden extraer, enfriar y transportar mediante tecnología de manipulación de cenizas secas. Cuando se dejan secas, las cenizas se pueden utilizar para fabricar hormigón, ladrillos y otros materiales útiles. También existen varios beneficios ambientales. [11]
Las cenizas de fondo pueden utilizarse 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 clínker ). Otro uso notable es como medio de cultivo en horticultura (normalmente tras el tamizado). En el Reino Unido se las conoce como cenizas de fondo de horno (FBA), para distinguirlas de las cenizas de fondo de incinerador (IBA), los elementos no combustibles que quedan después de la incineración . Un uso pionero de las cenizas de fondo fue en la producción de bloques de hormigón utilizados para construir muchos pisos de gran altura en Londres en la década de 1960. [ cita requerida ]