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Centrales térmicas y nucleares parte 2 - Monografía



 
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La oposición de ecologistas en acción



Desde su asamblea constituyente está clara nuestra posición con relación a estas plantas.
Aunque algún grupo de los hoy integrados en Ecologistas en Acción(6) había contemplado la posibilidad de usar centrales de gas en un modelo de tránsito hacia una sociedad más ecologista, lo cierto es que no es este ni mucho menos el escenario que enfrentamos. No se cierran centrales nucleares, no se contiene el crecimiento de la demanda de electricidad, no se cumplen objetivos de limitación de gases de efecto invernadero, no se frena la minería a cielo abierto,… y hay una avalancha desmesurada de proyectos. Por eso nos oponemos a ellos.
Conviene en cualquier caso recordar que una vez construidas las centrales de gas (mientras el sistema eléctrico funcione con la actual normativa y mientras el precio del gas no se dispare) siempre entrarán en la red antes que las térmicas de fuel o de carbón, con lo que se limitarán las emisiones del sistema eléctrico. Pasa igual que con los parques eólicos(7). Pero hay elementos diferenciales claros que hacen que apoyemos los parques y rechacemos las centrales de gas.
Muy en primer término están las emisiones de gases de invernadero, que en el caso de la eólica son nulas mientras que en las centrales de gas solo son menores que en las demás térmicas con combustibles fósiles. No son por tanto, como afirman sus defensores, la mejor tecnología para prevenir el cambio climático. Tampoco debe olvidarse desde el ecologismo el hecho de que el viento es un recurso renovable y el gas al ritmo de extracción actual se agotará en 62 años (8)..6

Por supuesto que la energía eólica no emite óxidos de nitrógeno, ni metano, no necesita sistemas de almacenamiento y transporte que pueden provocar explosiones y que son arañazos sobre el territorio, no necesita metaneros, no tiene problemas de refrigeración…Aunque es seguro que se ve más. ¿Pero debe nuestra sociedad ignorar de donde obtiene la energía que tan severo impacto provoca?.
Muy importante también para el ecologismo social es que la energía eólica es mucho más intensiva en puestos de trabajo que las centrales de gas. Tanto en la fase de construcción como en la de explotación. En esta segunda fase, en la que a la eólica se le ha criticado sin demasiado conocimiento, esta genera, por unidad de energía del orden de diez veces más puestos de trabajo que las plantas de gas (9). Lo que es sinónimo de una distribución de la renta más igualitaria, y puesto que los parques se ubican en zonas rurales actúan como un freno al despoblamiento del mundo rural. Las centrales de gas debido a su sofisticada tecnología, a la utilización de un recurso importado y a la escasa necesidad de manipulación, es la forma de producción de electricidad menos intensiva en trabajo.
Las centrales de gas no se planifican, se ubican allí donde quieren sus promotores, los parques eólicos sí. Es cierto que no todos los planes de las CC.AA. para la eólica son iguales de buenos, que hay algunos menos vinculasteis que otros, que su elaboración ha sido más o menos democrática y consensuada, y que los hay más y menos restrictivos. Aunque mejorables en ocasiones, son planes.
Los agentes económicos que las soportan son distintos. Quienes promueven las plantas de gas son las grandes empresas energéticas con cotizaciones bursátiles billonarias que tienen que invertir cantidades de decenas de miles de millones de pta. y asegurar contratos de suministro de materia prima colosales. En la eólica los promotores son más variados: hay filiales de compañías eléctricas, pero también empresarios medianos, cajas de ahorros, sociedades cooperativas, fondos de pensiones… Sólo son capaces de compararlos quienes mienten o nunca se han enfrentado a los primeros.

Tampoco debe olvidarse el origen concreto de la mayor parte del gas que llega a nuestro país: es de Argelia. Un país cargado de agresiones a los derechos humanos que han encontrado comprensión en nuestros gobiernos para no dañar los intereses económicos comunes. La existencia del gasoducto exige además mecanismos de defensa ya que se trata de un elemento vital. La concentración de unidades militares y de equipos de vigilancia en el sur peninsular tiene que ver, entre otras cosas, con la protección del vital cordón umbilical energético.
Muchas diferencias que justifican una posición contraria.

NOTAS


1.-No están incluidas en él las islas Baleares y Canarias ni las colonias del norte de Africa.

2.- Las centrales de carbón se han construido a lo largo de períodos más largos. En la actualidad representan más del 40% de la producción total de electricidad.

3.-Una termia es un millón de calorías. 1 m3 de gas equivale a entre 9 y 10 termias según la
composición específica del gas. En este artículo se emplea siempre la equivalencia 1m3=9 termias.

4.-Es el resultado de dividir la energía producida en un año por la potencia nominal de la planta. Es el tiempo que la planta “funciona a plena potencia”..

5.- Si se considera únicamente la fase de funcionamiento una planta de carbón emite unos 885 gr. de CO2/kwh, mientras que una de gas en ciclo combinado unos 345.(State of the world 1994). Si se tiene en cuenta todo el “ciclo de vida” (energía y materiales para construir la instalación, transporte, infraestructuras anexas…) el carbón puede llegar a 1026 gr./kwh y el gas a 402.(Ciemat 1998)

6.- AEDENAT. “Energía 2000″. Plan energético alternativo redactado en 1991 junto al área de economía de IU.

7.-Ver “El debate sobre la energía eólica” artículo mío publicado en Gaia nº 16.

8.-B.P. Statistical Review of World Energy. Junio 1999. Es posible que se descubran nuevos yacimientos y que se mejoren las técnicas de extracción con lo que aumentarán los recursos disponibles. Es seguro que crecerá el consumo en los próximos años.

9.-No existen plantas de gas en funcionamiento y hay que dar por buenos los presentados en los proyectos. La planta de Morata de Tajuña (Madrid) prevé generar entre 35-45 puestos de trabajo estables para una planta de 1200 MW. Si funciona 7000 horas se produce un puesto de trabajo por cada 240.000 MWh/año. O 187.000 si se toman los 45 trabajadores. Un parque eólico de 20 ó 30 MW que funcione 2.500 horas y emplee 4 trabajadores significa 12.500 MWh/año/trabajador en el mejor de los casos o 18.750 en caso de que sea de 30 MW. Ambos corresponden a proyectos medios que ahora se ejecutan con ambas técnicas.

ENERGÍA TÉRMICA DE CARBÓN



Los combustibles fósiles en la producción eléctrica



El carbón representa cerca del 70% de las reservas energéticas mundiales de combustibles fósiles conocidos actualmente. Constituye, y probablemente seguirá constituyendo en un futuro próximo, la materia prima energética más utilizada en la producción de energía eléctrica a escala mundial. Sin embargo, en el caso español, la disponibilidad relativamente limitada de reservas nacionales y, en muchos casos, su baja calidad supone un serio reto, dadas las exigencias medioambientales y el futuro marco de competencia.
A 31 de diciembre de 1995, la potencia total instalada de las centrales eléctricas españolas en servicio ascendía a 48.058 MW, de los cuales 17.478 MW correspondían a centrales hidroeléctricas, 23.163 MW a centrales termoeléctricas clásicas y 7.417 MW a centrales nucleares.

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De los 168.904 millones de kWh que se produjeron en España en 1995; el 52,5% procedían de centrales termoeléctricas clásicas. En particular, un 47% de la cifra total fue generada a partir de carbón.

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Estos datos reflejan, en definitiva, la importancia del carbón para el suministro de energía eléctrica. Una importancia que es aún más acusada en el caso de carbones nacionales, pues éstos representan cerca del 87% de toda la electricidad que se genera en España a partir del carbón. Aunque el Plan Energético Nacional 1991-2000 promueve un mayor uso de otros combustibles, como el gas natural y el carbón importado, la participación del carbón nacional en el suministro eléctrico seguirá siendo muy importante en las próximas décadas.
En cuanto al fuelóleo y al gas natural, la aportación a la producción eléctrica alcanzó en 1993 el 2,3% del total producido.

Reservas de carbón



De acuerdo con los datos del Consejo Mundial de Energía, las reservas recuperables probadas de carbón existentes en España ascendían en 1990 a 1.450 millones de toneladas de hulla y antracita, 400 millones de toneladas de hulla subbituminosa y 200 millones de toneladas de lignito pardo. Estas cifras no incluyen las reservas adicionales estimadas; 3.350 millones de toneladas serían recuperables en las condiciones económicas y tecnológicas previsibles.
En consecuencia, al ritmo actual de producción de carbón, los recursos nacionales serían suficientes para garantizar el abastecimiento nacional durante cerca de 50 años si se atiende únicamente a las reservas recuperables probadas; durante 150 años si añadimos a las anteriores las reservas adicionales estimadas.
No obstante, es preciso subrayar que son muy inferiores a las reservas recuperables probadas de otros países:

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*Datos en millones de toneladas.

Funcionamiento de una central termoeléctrica



Nosotros nos centraremos en las centrales térmicas convencionales o clásicas. Nos referimos mediante este término a las centrales que utilizan combustibles fósiles como materia prima, es decir, carbón, fuel y gas natural. En términos de producción de energía eléctrica, la única diferencia entre las centrales nucleares y las térmicas convencionales es la manera de generar el vapor para activar las turbinas. En las centrales nucleares el calor se produce por la fisión nuclear en un reactor, mientras que en las centrales convencionales el vapor se genera por la combustión del carbón o de derivados del petróleo.
En las centrales térmicas convencionales, la energía química ligada por el combustible fósil (carbón, gas o fuelóleo) se transforma en energía eléctrica. Se trata de un proceso de refinado de energía. El esquema básico de funcionamiento de todas las centrales térmicas convencionales es prácticamente el mismo, independientemente de que utilicen carbón, fuelóleo o gas. Las únicas diferencias sustanciales consisten en el distinto tratamiento previo que sufre el combustible antes de ser inyectado en la caldera y el diseño de los quemadores de la misma, que varía según el tipo de combustible empleado.

En el caso de una central térmica de carbón, el combustible se reduce primero a un polvo fino y se bombea después dentro del horno por medio de unos chorros de aire precalentados. Si es una central térmica de fuel-oil, el combustible es precalentado para que fluidifique e inyectado posteriormente en quemadores adecuados a este tipo de derivados del petróleo. Finalmente, si se trata de una central térmica de gas, tenemos otro tipo de quemadores específicos. En definitiva, la energía liberada durante la combustión en la cámara de la caldera, independientemente del tipo de combustible, hace evaporarse el agua en los tubos de la caldera y produce vapor.
El vapor de agua se bombea a alta presión a través de la caldera, a fin de obtener el mayor rendimiento posible. Gracias a esta presión en los tubos de la caldera, el vapor de agua puede llegar a alcanzar temperaturas de hasta 600 ºC (vapor recalentado).
Este vapor entra a gran presión en la turbina a través de un sistema de tuberías. La turbina consta de tres cuerpos; de alta, media y baja presión respectivamente. El objetivo de esta triple disposición es aprovechar al máximo la fuerza del vapor, ya que este va perdiendo presión progresivamente. Así pues, el vapor de agua a presión hace girar la turbina, generando energía mecánica. Hemos conseguido transformar la energía térmica en energía mecánica de rotación.

El vapor, con el calor residual no aprovechable, pasa de la turbina al condensador. Aquí, a muy baja presión (vacío) y temperatura (40ºC), el vapor se convierte de nuevo en agua, la cual es conducida otra vez a la caldera a fin de reiniciar el ciclo productivo. El calor latente de condensación del vapor de agua es absorbido por el agua de refrigeración, que lo entrega al aire del exterior en las torres de enfriamiento.
La energía mecánica de rotación que lleva el eje de la turbina es transformada a su vez en energía eléctrica por medio de un generador síncrono acoplado a la turbina.

Las nuevas tecnologías energéticas.



Perspectivas del gas.



Dentro de las nuevas tecnologías energéticas, destacan las técnicas de uso “limpio” del carbón. Comprenden diversos sistemas avanzados de combustión y de optimización en el aprovechamiento de la energía resultante. La aplicación de estas técnicas conduce a una reducción significativa de las emisiones.


COMBUSTIÓN DE LECHO FLUIDO.



Es una tecnología que permite una utilización más eficiente y limpia del carbón en las centrales térmicas.
Consiste en efectuar la combustión del carbón en un lecho compuesto por partículas de este combustible, sus cenizas y un absorbente alcalino, generalmente caliza, que se mantiene suspendido por la acción de una corriente de aire ascendente. De esta forma, el conjunto tiene la apariencia de un líquido en ebullición. Con ello, se obtiene un mejor rendimiento en el proceso de combustión, al haber una mayor superficie de contacto entre el aire y las partículas reaccionantes. El aspecto más positivo es que se produce una fuerte reducción de las emisiones de gases a la atmósfera.
Hay dos tipos fundamentales de combustión en lecho fluido: la tecnología de lecho fluido atmosférico y la tecnología de lecho fluido a presión.

Por un lado, con la tecnología de lecho fluido atmosférico se logra unos niveles de reducción de emisiones de SO2 de entre un 60% y un 90%, así como disminuciones apreciables en las de NOx y CO2. Vemos que tiene una alta capacidad para la retención del azufre.
Por lo que se refiere a la tecnología de lecho fluido a presión, las emisiones de SO2 y NOx son también inferiores a las que se generan en una central convencional. Dadas las limitaciones fijadas por las leyes de la termodinámica, el rendimiento en las centrales térmicas no puede sufrir una mejora substancial. Actualmente, menos del 40% de la energía producida por combustión se transfiere finalmente como energía eléctrica. El resto se desperdicia principalmente como calor residual. Con la tecnología de lecho fluido a presión se pueden conseguir niveles de eficiencia superiores al 40%.

GASIFICACIÓN.


Se trata de una tecnología avanzada mediante la cual el carbón u otros combustibles, como biomasa, madera, fuelóleo, se convierten en un gas combustible limpio con un poder calorífico bajo o medio.
En general, puede efectuarse de dos formas. La primera opción consiste en transformar el carbón en gas una vez que éste es extraído de la mina, para lo cual se inyecta en un reactor oxígeno junto con el carbón para generar un gas apto para ser quemado en una central. La segunda opción es una gasificación “in situ” o subterránea, es decir, inyectando oxígeno directamente en el yacimiento. Esta última opción, una vez completamente desarrollada, permitirá el aprovechamiento de yacimientos que, por su especial configuración y profundidad, plantean graves problemas técnicos y económicos en la extracción del mineral.

CICLO COMBINADO DE GAS NATURAL Y CARBÓN.



Consiste básicamente en alimentar a una caldera de carbón pulverizado con los gases de descarga de una turbina de gas natural. Aparte de aprovechar la potencia generada por la turbina de gas, utilizamos los gases de escape de la turbina de gas para introducirlos en la caldera de carbón y así, mejorar el rendimiento del conjunto. Es posible su explotación con gas natural, con carbón o con el uso combinado de ambos combustibles.
La tecnología de gasificación de carbón está consiguiendo en los últimos años resultados muy positivos cuando se encuentra acoplada a un ciclo combinado, es decir, a sistemas que permiten el aprovechamiento de una turbina de vapor y una turbina de gas. Este sistema se conoce con el nombre de Ciclo Combinado con Gasificación de Carbón Integrada (IGCC), que constituye una tecnología de combustión limpia de carbón con una elevada eficiencia energética.
Las ventajas medioambientales de la generación de electricidad por IGCC consisten en la obtención de unas emisiones muy  bajas de SO2 y de partículas, lo que hace posible consumir carbones de alto contenido en azufre y baja calidad.
En España, se ha construido una planta de IGCC de 320 MW en Puertollano. De esta potencia eléctrica, 200 MW proceden de una turbina de gas y 120 MW de una turbina de vapor. Se estima que, en comparación con una central convencional, la de Puertollano reducirá en un 99% las emisiones de SO2, en un 94% las de NOx, en un 90% las de partículas y en un 20% las de CO2. Además, existen numerosos proyectos para la construcción de centrales térmicas de ciclo combinado, así como para la adaptación a ciclo combinado de centrales ya existentes.

Contaminación térmica



La mayor parte del calor residual producido es eliminado en el condensador mediante el agua de refrigeración.
En las Centrales Térmicas se producen descargas de tipo térmico. Es decir, se vierten aguas residuales que podrían ocasionar una eventual contaminación térmica del medio hídrico receptor. Este calor se disipa al medio ambiente mediante dos posibles sistemas:

- Refrigeración en circuito abierto.
- Refrigeración en circuito cerrado.

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Pozo de recogida de aguas en la central térmica de Besós



El primer sistema se emplea en las centrales refrigeradas con agua de mar. Se vierte la totalidad del agua tomada y se produce la descarga térmica en el mar.
El segundo sistema se emplea en las centrales que utilizan agua dulce. Se emplean torres de refrigeración en las que, debido a la evaporación, se produce un incremento de la concentración salina. Para evitar incrustaciones en el sistema se realiza una purga de la torre. Este efluente líquido que se elimina también hay que tratarlo.
Existen límites legales de exigencia para la temperatura del agua a verter dependiendo del lugar de la central, de si se vierte a río o mar…


Contaminación acústica y vertidos químicos



CONTAMINACIÓN ACÚSTICA.



Además de los requisitos de limitación sonora que se encuentran incluidos en las prescripciones de puesta en marcha de las centrales más recientes, se han realizado mejoras específicas de la contaminación acústica actuando, por ejemplo, sobre el nivel sonoro causado por la marcha de los ventiladores de tiro forzado o por componentes pasivos como las válvulas de purga o las válvulas limitadoras de la presión del gas natural.
La aplicación de las mejoras no se ha hecho de manera generalizada, sino que cada central ha realizado modificaciones de mayor a menor extensión, dependiendo de sus condiciones específicas.

VERTIDOS QUÍMICOS.



Los efluentes líquidos, además del condensador para la refrigeración, provienen de muchos subsistemas de la Central. Al final, se obtienen aguas residuales contaminadas con materiales diversos.
En general, las procedencias son de la generación de vapor, de la refrigeración ya comentada, del tratamiento y depuración del agua de alimentación, del manejo de cenizas por vía húmeda,etc.
También se producen efluentes líquidos con otros usos del agua, de forma intermitente. Son las operaciones de limpieza de caldera y precalentadores.
Los componentes que se encuentran en estas aguas residuales son: coagulantes, productos de regeneración, productos de corrosión, escoria, cenizas y otros.

Conclusiones.

El futuro de las centrales térmicas en relación con el medio ambiente

Es indudable que, en el futuro, las centrales térmicas de carbón continuarán sometidas a fuertes condicionantes ambientales.
En relación con las emisiones de SO2 y NOx se dispone de nuevas alternativas que serán aplicables en un futuro próximo.Algunas de ellas son:

- alargamiento de la vida de las instalaciones adaptándolas a las exigencias ambientales.
- depuración avanzada del carbón.
- combustión en lecho fluidizado a presión o atmosférico.
- gasificación del carbón integrada en ciclo combinado.
- cogeneración.
- ciclos combinados.
- sistemas mixtos avanzados.
- aplicación de ciclos termodinámicos avanzados.

Algunas de estas posibilidades se hallan todavía en fase de desarrollo, sin llegar a ser económicamente viables por el momento. Otras, en cambio, sí son aplicables en la actualidad.
En el caso del sector eléctrico español, se está realizando una combinación entre la investigación en tecnologías innovadoras y la implantación de aquéllas que son económicamente razonables. Paralelamente se continúan desarrollando programas relacionados con el uso limpio del carbón. En España se debe hacer un especial esfuerzo en este sentido ya que muchos carbones nacionales introducen dificultades técnicas y económicas adicionales.
Existen pruebas científicas sólidas y concluyentes que demuestran la incidencia real de las emisiones de CO2 sobre el cambio climático.

Mientras esto se produce, el sector eléctrico puede contribuir a reducir dichas emisiones a traves de las siguientes acciones:
- aumento en la eficiencia en la generación (ciclos combinados).
- cogeneración.
- desarrollo de esquemas de ahorro y conservación de la energía.
- modificación de las poíticas de combustibles (gas natural, biomasa) y de los sistemas de generación (energía nuclear y renovables).

Por otro lado, las posibilidades de reducir las emisiones de gases ligados al efecto invernadero mediante cambio de combustible son, en la actualidad, restringidas. En las conclusiones del Congreso del Consejo Mundial de la Energía (CME) de 1992 se señala que el carbón es la fuente más diversificada y con mayores reservas globales en el mundo. Por tanto, constituye una fuente energética fundamental en la que debe apoyarse un suministro estable a largo plazo.

Emisiones causa principal de la contaminación



El aspecto más importante de la incidencia de una central térmica en el medio atmosférico consiste en las emisiones de partículas y gases. En concreto, las emisiones son de:

- Óxidos de Azufre (SO2 y SO3).
- Óxidos de Nitrógeno (NOx).
- Óxidos de Carbono (CO y CO2).
- Partículas en suspensión y sedimentables.

Óxidos de Azufre.



El anhídrido sulfuroso, (SO2), es considerado como uno de los causantes de la lluvia ácida y de los daños en los bosques. Las Centrales Térmicas que utilizan carbón o fuelóleo producen grandes cantidades de este gas.
El anhídrido sulfuroso, se origina durante la combustión del azufre contenido en el combustible. Por ejemplo, para una instalación de 500 MW, la producción de este compuesto es del orden de 2,5 a 7,5 toneladas por hora si el fuelóleo tiene entre un 1% ó un 3% de contenido de azufre respectivamente. Si se quema carbón con un contenido en azufre del 1% la producción de SO2 es de 5 toneladas por hora.
Por otra parte, el anhidrido sulfúrico, (SO3), es resultado de la oxidación del anhídrido sulfuroso que tiene lugar en los humos. Esta transformación varía entre el 0 y 5% en función de las condiciones de combustión. Con un 1% en contenido de azufre se liberarían desde 100 a 400 kg por hora en el caso del fueóleo, y en torno a 250 en el caso de un carbón.
Para controlar esta contaminación, existen unos niveles específicos de emisión de SO2 , así como criterios sobre los niveles de inmisión que deben ser respetados. Además, para estas emisiones se construyen chimeneas de elevada altura para facilitar la difusión atmosférica.
En este sentido se han desarrollado en España procesos de combustión limpia del carbón que tratan de reducir la producción de SO2. Por otro lado, hay que destacar que los carbones importados tienen mejores características medioambientales que los nacionales porque presentan menor contenido en azufre y cenizas. Además son más económicos. En las centrales de fuelóleo se ha optado por utilizar aquéllos con bajos contenidos en azufre.


Óxidos de Nitrógeno.



Estos gases se emiten en las centrales de carbón , en las de fuelóleo y en las de gas. Las cantidades emitidas pueden ser muy variables, ya que su formación depende considerablemente de las condiciones de combustión. El óxido más importante es el monóxido, (NO), aunque también se puede encontrar dióxido, (NO2). No obstante, se suele englobar a estos gases bajo la denominación genérica de NOx. Las cifras de emisión suelen ser de 450 a 800 mg/Nm3 en las centrales de fuelóleo, y de 400 a 1200 en las de carbón.
Para reducir estas emisiones, el sector eléctrico tiene en marcha diversos proyectos como son el cambio de quemadores convencionales por otros de baja producción de NOx, o el estudio de las diversas posibilidades que ofrece la utilización del gas natural en combinación con otros combustibles.

Óxidos de Carbono.


Están adquiriendo una importancia creciente las emisiones de CO2 provenientes de la generación térmica de electricidad, por su eventual incidencia y contribución al fenómeno del cambio climático global. Las emisiones específicas de CO2 por KW.h generado están ligadas principalmente al contenido en carbono del combustible consumido y al rendimiento de la central.
El problema del CO2 está todavía en estudio y no se han aportado todavía soluciones eficientes como en el caso de los demás gases. En cuanto al monóxido, (CO), por sus bajos valores específicos, no se toma en consideración.


Partículas en suspensión y sedimentables.



Estas partículas se emiten con el resto de los gases por la chimenea de la central. La diferencia entre los distintos tipos de partículas se basa fundamentalmente en su tamaño: aquéllas que superan las 10 micras y se depositan de forma relativamente rápida en el suelo reciben el apelativo de sedimentables; y las de tamaño inferior son las de suspensión, que se comportan en la atmósfera como gases.
Existen equipos que eliminan partículas sólidas, con grandes rendimiento en su operación. Podemos mencionar dispositivos como precipitadores electrostáticos o los filtros de mangas. Otro sistema es el ciclón, el cual es muy económico aunque no llega a rendimientos tan altos como los filtros electrostáticos.

Extracciones de carbón



En el caso de utilizarse carbones, el número de interacciones con el medioambiente es mayor que en el caso del fuelóleo o del gas natural. Este hecho se debe a los problemas que el carbón añade para su extracción, almacenamiento y la utilización de residuos de dicho combustible fósil.
Tanto las explotaciones a cielo abierto como las subterráneas presentan repercusiones medioambientales.


Algunos de estos problemas son:



- Descenso del nivel de agua subterránea alrededor de la explotación.
- Desescombrados de las capas situadas por encima del carbón.
- Daños a tierras de cultivo.
- Daños a bosques.
- En ocasiones, es necesario destruir poblaciones.

Sin embargo, estas repercusiones a menudo se tratan de minimizar. Las acciones a realizar por parte de los explotadores, en conjunto a veces con la Administración, suelen ser programas de recultivo y reforestación, así como una adecuado plan urbanístico si existen poblaciones que se ven afectadas, como puede ser el caso de la Central Térmica Weisweiler en Alemania.

CENTRALES TÉRMICAS DE FUEL-OIL



Minería energética y Medio Ambiente



La minería se ha definido como la extracción de minerales de la corteza terrestre para su utilización por parte del hombre. Cualquier actividad minera da lugar a un cierto cambio en la Naturaleza y, en consecuencia, ejerce un determinado impacto ambiental. Su magnitud, -que puede variar de escasamente significativa a enormemente acusada- y la naturaleza de los impactos dependen del tipo de mineral, la extensión del yacimiento, el método de explotación y las características del emplazamiento minero y de sus alrededores.
Actualmente, los carbones -de muy distintas variedades- son uno de los recursos mineros más explotados. Por ello, la preocupación ambiental relacionada con la minería ha surgido asociada directamente al carbón.
La extracción de los carbones se puede realizar tanto en minería de interior (subterránea) como de superficie (a cielo abierto). Respecto a su incidencia ambiental, entre ambas existen coincidencias y diferencias: En general, las alteraciones producidas por la minería subterránea son menores y menos extensas que las causadas por las explotaciones a cielo abierto, aunque ello no signifique que no puedan ser importantes. Particularmente, en la minería de exterior son más drásticas las modificaciones del suelo y del subsuelo, así como la incidencia sobre las aguas superficiales y subterráneas, apareciendo también efectos sobre la atmósfera y un mayor impacto paisajístico.

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Principales impactos ambientales



- Impacto visual y ocupación de terrenos



Excavaciones superficiales, escombreras, instalaciones industriales (maquinaria, lavaderos, plantas de trituración y cribado, etc.), maquinaria móvil.

- Contaminación de aguas



Modificación de ciclos hidrológicos naturales, aguas de bombeo de minas, escorrentías, lixiviados y percolados, pluviometría, aguas subterráneas, nivel freático. Variación de las características: acidez, presencia de sólidos en suspensión y metales pesados.
Aguas de proceso: lavaderos, refrigeración, transporte hidráulico, control de polvo.

- Contaminación Atmosférica



Emisiones de polvo fugitivo. Contaminantes en focos de combustión espontánea. Emisiones de metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2). Fuentes móviles: cintas transportadoras, vehículos. Parques de carbón. Escombreras.


- Residuos



Estériles de las explotaciones mineras. Residuos Peligrosos (RPs). Residuos asimilables a urbanos (RSUs). Vertederos y escombreras.

- Ruidos y vibraciones



Maquinaria. Tráfico. Voladuras.


- Suelo



Asentamiento del terreno (subsidencia) en la minería de interior.
Estos impactos se producen en el territorio de forma muy localizada y afectan al entorno inmediato de las explotaciones mineras.

Corrección de impactos


El hecho de que los impactos ambientales de la actividad minera se limiten a las proximidades de las minas hace que puedan corregirse de forma muy eficaz, máxime si las medidas de control se abordan desde el inicio de la explotación y de forma coordinada con el desarrollo de la misma.


- Restauración de terrenos



Diseño y acondicionamiento de las nuevas superficies (escombreras). Disposición selectiva de los estériles. Reposición de tierra vegetal. Aporte de enmiendas y fertilización. Ejecución de siembras y plantaciones. Labores de mantenimiento. Recolección de cosechas. Creación de áreas de recreo y/o de protección ambiental.

- Tratamiento de aguas



Segregación de aguas limpias. Minimización y tratamiento físico-químico de aguas contaminadas (neutralización, decantación y evacuación de lodos).

- Tratamiento del hueco final



Asignación de usos en función de las características de la mina y de las condiciones ambientales de su entorno (creación de lagos, relleno con estériles de otras explotaciones, deposición de residuos, etc.).

Centrales térmicas de combustibles fósiles



Funcionamiento


En una central térmica alimentada con combustibles fósiles (carbones, derivados líquidos del petróleo o gas natural), el proceso de combustión (reacción química de ciertos componentes con el oxígeno del aire) se realiza en la caldera, donde la energía interna de las materias primas se libera generando calor.
La mayor parte de las centrales eléctricas utiliza el calor para producir vapor de agua a alta temperatura y presión; éste hace girar una turbina de vapor que, a su vez, mueve el generador eléctrico (alternador).
En resumen, la energía interna de los combustibles se libera en forma de calor para producir un movimiento de turbinas que genera corriente eléctrica.

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Cuando son combustibles gaseosos (y en algunos casos también con los líquidos), los gases de combustión accionan directamente las turbinas (turbina de gas).
La tendencia hoy es la generación asociada de turbinas de gas y de vapor (producido a partir de los gases calientes de escape), con lo que se alcanzan rendimientos de producción eléctrica más elevados que con los ciclos convencionales.
Un último sistema, aplicado en instalaciones de baja potencia, es el empleo de motores diesel para mover directamente el generador eléctrico.


Combustibles fósiles



De forma general, puede decirse que el poder calorífico de un combustible está directamente asociado a sus contenidos en carbono e hidrógeno. Los restantes componentes del combustible (muy variables según la naturaleza de la materia prima) contribuyen a reducir esa potencia calorífica, a complicar el proceso de combustión y a generar una serie de subproductos cuya incidencia ambiental es frecuentemente negativa.

Los principales combustibles fósiles empleados en centrales termoeléctricas son, como ya se ha indicado:

Gas natural:

Constituido en su mayor parte por metano (CH4) y algunos otros hidrocarburos ligeros, es un combustible esencialmente limpio cuyo uso genera muy pocos productos residuales.

Derivados líquidos del petróleo:

Son fundamentalmente el fuelóleo y el gasóleo, obtenidos en el proceso de refinado del crudo. Sus características responden a especificaciones adaptadas a los requerimientos de las centrales térmicas. Tienen sin embargo una composición y un contenido en azufre que dan lugar a residuos de carácter contaminante (óxidos de azufre y nitrógeno, hollines, etc.).

Carbones:

Sin duda son los combustibles fósiles más complejos. Se trata de rocas sedimentarias heterogéneas originadas a partir de restos vegetales muy diversos, sometidos a altas presiones, elevaciones de temperatura y movimientos de la corteza terrestre. Como resultado de este largo y complicado proceso, en los yacimientos de carbón se encuentran, junto con los productos procedentes de vegetales, restos minerales ajenos que contribuyen a aumentar la variedad y calidad de los carbones.
Dependiendo del grado de carbonización existen una serie de variedades de carbones que, en orden ascendente de poder calorífico, son: turba, lignito, carbones subbituminosos, carbones bituminosos (hullas) y antracita.

Desde el punto de vista de su empleo como combustible, en cualquier carbón pueden distinguirse dos grandes fracciones:

Materia carbonosa:

Básicamente es la que aporta el contenido energético.

Fracción estéril:

Constituida por humedad (agua) y materia mineral (que normalmente se libera como ceniza).

Sin embargo, en ambas fracciones existen constituyentes muy diversos, como el azufre, nitrógeno, halógenos y otros elementos minoritarios, todos con importante incidencia ambiental. Por ello el uso de carbones resulta el más complejo de entre los combustibles fósiles.

Incidencia ambiental de la generación de electricidad en centrales térmicas



Todo proceso de combustión tiene efectos muy directamente relacionados con la contaminación atmosférica y, en particular el de los carbones, con la producción de residuos sólidos.
La combustión ideal de un compuesto constituido sólo por carbono e hidrógeno, quemado con un adecuado exceso de aire y sin reacciones secundarias, únicamente produciría dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua (H2O), a los que se unirían el oxígeno sobrante y el nitrógeno procedentes del aire.
La situación se complica al quemar carbones y otros combustibles fósiles, que originan nuevos productos normalmente indeseables. Desde el punto de vista ambiental, los productos genéricos pueden ser gaseosos, líquidos, sólidos, calor residual, y otras formas de contaminación (residuos industriales, ruidos).


Efluentes gaseosos:



Los contaminantes principales presentes en los gases de combustón son:

Óxidos de azufre (SOx): Proceden del azufre contenido en los combustibles. El principal es el dióxido de azufre (SO2).
Óxidos de Nitrógeno (NOx): Proceden del nitrógeno presente en al aire de combustión, o en el propia composición del combustible.

Partículas sólidas contenidas en los gases.



Otros productos: Emitidos en bajas concentraciones, pero que cada vez reciben más atención, por ejemplo los compuestos halogenados, hidrocarburos, compuestos orgánicos volátiles (COV), elementos químicos en muy pequeña concentración (trazas), etc.

Efluentes líquidos:



A diferencia de los otros tipos de contaminación, la que afecta a las aguas es similar en cualquier central térmica, dependiendo sólo de su potencia y de las características del agua de aportación (cauce receptor).
Una central necesita importantes cantidades de agua para su operación, especialmente en la refrigeración del condensador. Como resultado se produce gran variedad de corrientes residuales, algunas de forma continua (agua de refrigeración, purgas de caldera, plantas de tratamiento, extracción de cenizas, efluentes de depuración de gases, etc.), y otros intermitentemente (operaciones de limpieza, efluentes sanitarios, drenajes y escorrentías, etc.).

Existen, por su naturaleza, dos tipos de vertidos líquidos en una central:

- Vertidos térmicos:

Están asociados al agua de refrigeración y normalmente la única modificación que causan sobre el medio es un aumento de temperatura, aunque en algún caso se trata de aguas que precisan tratamientos de poca entidad antes de ser vertidas.

- Vertidos químicos:

Son de variada composición, aunque insignificantes en cantidad comparados con el caudal de agua de refrigeración. Reciben tratamiento convencional (neutralización, clarificación, filtración, etc.) antes de su descarga al medio receptor.


Residuos sólidos:



Sólo son significativos en el caso de combustión de carbones. La formación de escorias del hogar y de cenizas volantes emitidas depende de la calidad del carbón y del sistema de combustión. Aunque pueden tener alguna utilidad industrial (fabricación de hormigones y cementos), las grandes cantidades producidas cuando se queman carbones de baja calidad hacen necesario depositarlas en escombreras y balsas de almacenamiento en minas a cielo abierto, siempre cuidando que la incidencia ambiental de estas instalaciones sea mínima.

Efluentes energéticos:



El proceso de producción de energía eléctrica tiene, en general, un rendimiento reducido. Aproximadamente el 65% de la capacidad contenida en el combustible se lanza al Medio Ambiente como calor residual. Una parte se pierde en los gases de combustión, pero la mayoría es disipada a través del circuito de refrigeración del condensador.
En sistemas de refrigeración abiertos el calor se descarga en forma de agua caliente, en tanto que cuando los circuitos son cerrados con torre de refrigeración de tipo “húmedo”, se produce un penacho de vapor de agua a alta temperatura. Conviene aclarar que, aunque este penacho resulta muy aparatoso, no tiene compuestos contaminantes y su única influencia sobre el medio es la aportación de calor, aparte del impacto visual.

Otras formas de contaminación vinculadas con las centrales térmicas:

- Residuos sólidos:

Son residuos inertes (además de las escorias y cenizas ya mencionadas, están los yesos de desulfuración y los residuos procedentes de instalaciones depuradoras de agua), residuos peligrosos (aceites, grasas, dieléctricos de transformadores, disolventes, etc.) y otros residuos asimilables a urbanos . Todos ellos se gestionan de acuerdo con los procedimientos autorizados por la normativa ambiental.

- Ruido:

Es posible que existan pequeños focos de emisión al exterior en alguna de las operaciones relacionadas con la producción en centrales térmicas.

- Incidencia paisajística:

Impacto visual de las instalaciones y sus penachos.

Se ha atribuido a las centrales térmicas de combustibles fósiles una contribución protagonista al efecto invernadero (por la emisión de CO2) y a la lluvia ácida (debido a las emisiones de SOx y NOx). Aunque se trata de temas controvertidos, las actuales políticas ambientales se orientan a reducir estas emisiones. En particular, para el CO2 se requieren acciones a nivel mundial si se desean resultados minimamente efectivos.

Autor:

Dyesert





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