Las cenizas de carbón, también conocidas como residuos de combustión de carbón (CCR), son los residuos minerales que quedan tras 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 de 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 la caldera, el yeso de desulfuración de los gases de combustión y otros tipos de residuos de desulfuración de los gases de combustión. [1] Dependiendo del tipo de carbón que se quemó, la composición química encontrada en las cenizas de carbón puede variar. [3] Las cenizas de carbón obtenidas de la combustión de carbón bituminoso están constituidas principalmente de óxido de aluminio ( Al2O3 ), óxido de calcio (CaO) y dióxido de silicio (SiO2 ) . [3] En la composición del carbón, hay muchas sustancias potencialmente peligrosas que, si se encuentran en concentraciones elevadas en 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]
En la India, las cenizas de carbón se han almacenado en estanques de cenizas y han contaminado las tierras 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 vertían en estanques de cenizas (embalses superficiales; eliminación húmeda) o vertederos (eliminación seca). [5] En 2020, hay 310 vertederos activos en el sitio y 735 embalses superficiales 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 están expuestas a ellas por encima de una cierta concentración en forma de material particulado . Por lo tanto, es necesario evitar situaciones en las que los empleados que trabajan en centrales eléctricas de 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 material particulado (contaminación por partículas). En consecuencia, debe evaluarse el riesgo para la salud de las partículas más pequeñas de cenizas de carbón (partículas respirables), ya que pueden ingresar a los pulmones. [4] Para evaluar este riesgo, los niveles de exposición de los trabajadores o miembros del público a material particulado se comparan con "niveles umbral seguros". Con respecto a la salud de los trabajadores, la ACGIH [ aclaración necesaria ] publica anualmente un folleto con tablas que presentan 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 denominada "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, daño 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 concretamente, los pulmones absorben directamente el cadmio en el torrente sanguíneo. [9] Cuando los seres humanos están expuestos al cadmio durante un largo periodo de tiempo, pueden producirse enfermedades renales y pulmonares. [5] [9] Además, la exposición al cadmio puede estar asociada a la hipertensión. [5] Por último, la exposición crónica al cadmio puede provocar 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. La ingestión de niveles elevados de cromo (VI) en el agua potable puede provocar úlceras en el intestino delgado y el estómago. Por último, también pueden producirse úlceras en la piel 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, pueden desarrollarse 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, la exposición a niveles bajos de arsénico puede causar latidos cardíacos irregulares, náuseas, diarrea, vómitos, neuropatía periférica y deterioro de la visión. [9] [5]
Mercurio : La exposición crónica al mercurio 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 deterioro de la visión, convulsiones, entumecimiento, pérdida de memoria e insomnio. [12] [13]
Boro : Cuando se inhala polvo de ceniza de carbón, la exposición al boro puede causar molestias en la garganta, la nariz y los ojos. [5] Además, cuando se ingieren desechos de ceniza 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 del polvo de ceniza 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 provocar 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 polvo de ceniza 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 ceniza de carbón, puede desarrollarse 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 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]
Existen dos formas de reciclaje de cenizas de carbón: “encapsuladas” y “no encapsuladas”. [5] [15] Cuando las cenizas de carbón están unidas a otros materiales, se encapsulan. [5] Por ejemplo, las cenizas de carbón se pueden reutilizar para fabricar hormigón, ladrillos y placas de yeso. [15] Por otro lado, el uso no encapsulado de las cenizas de carbón es cuando las cenizas no están unidas a otros materiales (en forma de partículas sueltas o lodos). [5] [15] Un ejemplo de cenizas de carbón no encapsuladas es la distribución de las cenizas en carreteras heladas en invierno. [5]
Aunque la reutilización de cenizas de carbón minimiza los efectos sobre la salud de los seres humanos, [ aclaración necesaria ] aún pueden ocurrir problemas de salud cuando se reciclan cenizas de carbón. [5] En concreto, 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 calles nevadas en invierno, las cenizas sueltas pueden entrar en contacto con zanjas al costado de la carretera. [5] Como resultado, las toxinas de las cenizas de carbón pueden filtrarse en cuerpos de agua superficiales, así como en 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, se regulan como "residuos especiales" (es decir, no peligrosos) según la Ley de Conservación y Recuperación de Recursos (RCRA). [16]
En 2015, la EPA publicó una regulación sobre residuos de combustión de carbón (CCR). La agencia continuó clasificando las cenizas de carbón como no peligrosas (evitando así los estrictos requisitos de permisos del Subtítulo C de la RCRA ), pero con nuevas restricciones:
En 2016, el Tribunal de Apelaciones de los Estados Unidos para el Circuito del Distrito de Columbia anuló las disposiciones de "cierre temprano" en la regulación 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 pedido de la industria, la EPA extendió la fecha de cumplimiento para los estanques de cenizas sin revestimiento de 2019 a 2020, y proporcionó más flexibilidad a las agencias estatales para determinar el cumplimiento de las normas. [19] [20] La regulación de 2018 fue impugnada en litigio y remitida por el tribunal a la EPA para una revisión adicional. El tribunal dictaminó que la EPA no abordó adecuadamente los problemas con los estanques sin revestimiento, muchos de los cuales continúan filtrando a las aguas subterráneas. [21] En 2019, el tribunal acordó una devolución voluntaria al tiempo que permitió que la fecha límite de cumplimiento de 2020 para los estanques sin revestimiento permaneciera vigente, a la espera de una nueva reglamentación. [22]
El 14 de agosto de 2019, la EPA publicó una norma propuesta que utilizaría criterios basados en la ubicación, en lugar de un umbral numérico (es decir, el tamaño del embalse o del vertedero) que requeriría que un operador demuestre un impacto ambiental mínimo para que un sitio pueda seguir en funcionamiento. [23]
En respuesta a los litigios 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 adapten a ellos o cierren antes del 11 de abril de 2021. Algunas instalaciones pueden solicitar tiempo adicional (hasta 2028) para encontrar alternativas para gestionar los desechos de cenizas antes de cerrar sus embalses superficiales. [24] [25]