2. Impacto ambiental y medidas de protección

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El impacto ambiental que proviene de una central térmica depende de las características de ésta y de su emplazamiento. En las centrales térmicas aquí consideradas tal impacto puede aparecer en diferentes lugares. A continuación se reseñan los componentes principales que puede tener una central térmica:

- instalaciones para la preparación y almacenamiento del material de carga;
- instalaciones para el quemado de combustibles y generación de vapor;
- instalaciones para la producción de energía eléctrica y de calor útil;
- instalaciones para el tratamiento de gases de escape y de materias residuales sólidas y líquidas;
- instalaciones de enfriamiento.

En el anexo A-1 se da una representación general de las centrales térmicas, con información sobre los posibles productos de carga y de salida, así como de flujos de material de relevancia ambiental.

La tabla 1 presenta los tipos de emisión que pueden producirse en las distintas fases de proceso:

Tabla 1 - Emisiones potenciales de las centrales térmicas

Fases de proceso

Como se deduce de la tabla, las centrales térmicas pueden influir sobre los medios aire, agua y suelo, así como sobre el ser humano, los animales, las plantas y el paisaje.

La disposición final de residuos originados, por ejemplo, en centrales de petróleo y de carbón, se trata en el apartado 2.3.

Los efectos ambientales de una central térmica provienen del proceso de combustión, así como de las emisiones de polvo y gases contaminantes. En general los efectos ambientales -por ejemplo, emisiones contaminantes, ocupación de espacio por la central y volumen de residuos - aumentan en el orden siguiente: gas, fuel oil ligero, fuel oil pesado y combustión de carbón.

Antes de explicar el impacto ambiental de los respectivos combustibles y las posibles medidas de protección, se harán algunas observaciones básicas. La parte principal de este capítulo informa sobre los efectos ambientales y las medidas de protección; los anexos, por su parte, proveen información detallada relacionada especialmente con medidas técnicas.

Dentro los efectos ambientales causados por el funcionamiento de una central térmica se distingue en Alemania entre emisión, -es decir, expulsión al medio ambiente de contaminantes desde diversas partes de la instalación, sobre todo la chimenea- e inmisión, o incidencia de los contaminantes en el medio ambiente, que generalmente se mide a nivel del suelo. Las designaciones inglesas ground level concentration y ambient air quality concentration son en este caso más expresivas que la palabra alemana inmisión. Emisión e inmisión se condicionan mutuamente a través de distintos factores, como lo son las características técnicas de la instalación (altura de la emisión, velocidad de salida del gas de escape, temperatura), las condiciones meteorológicas (situación del tiempo, velocidad del viento) y la distancia (entre el emisor y el punto de medición de la inmisión). Al construir centrales térmicas nuevas, aún pueden variarse los parámetros de la primera y última categoría (por ejemplo, altura de chimenea y distancia a la zona habitada). En las instalaciones antiguas, en cambio, sólo se pueden variar los de la primera categoría citada. Según la ley de conservación de la masa, casi todos los contaminantes emitidos (a excepción del CO₂) acaban por caer otra vez a la superficie de la tierra, aunque su área de dispersión aumenta en función de la altura de la chimenea, la velocidad de salida del gas y la intensidad del viento. Sobre todo el aumento de la altura de la chimenea es una medida técnica relativamente sencilla para reducir la inmisión en una zona considerada. Sin embargo, como la emisión se distribuye entonces sobre una superficie mayor, hay que comprobar hasta qué punto esta medida aumenta de forma inadmisible los efectos ambientales fuera de la zona considerada.

Las medidas destinadas a reducir los efectos ambientales de una central térmica pueden agruparse en las siguientes categorías:

- Cambio de las condiciones básicas:

• incentivos para el uso eficiente y el ahorro de energía (en el caso de la electricidad, por ejemplo, introducción de tarifas e impuestos que cubran los costos);
• selección adecuada del emplazamiento de la central.

- Medidas de protección no técnicas:

• aplicación de normas y reglamentos (en aglomeraciones urbanas, por ejemplo, prohibición del uso de portadores energéticos fuera de las centrales de calefacción [calefacción a distancia]);
• modelos de compensación (por ejemplo, sustitución de un emisor altamente contaminante por otro menos contaminante).

- Medidas de protección técnicas:

• reducción de inmisiones (por ejemplo, aumento de la altura de la chimenea de la central térmica);
• reducción de emisiones:

* medidas primarias para eliminar o reducir las emisiones contaminantes (por ejemplo, uso de gas natural en lugar de carbón por ser menos contaminante, mezcla de combustibles de distinta calidad para reducir las emisiones máximas alcanzadas, aumento de la eficiencia, modificación técnica de las condiciones de combustión para limitar las emisiones de NO_x);
* medidas secundarias; es decir, tratamiento del humo para eliminar los contaminantes.

La escala de prioridades en la aplicación de medidas de protección se define en función del principio de evitar o reducir las emisiones antes de recurrir a tratamientos secundarios; es decir, deben tomarse todas las medidas primarias factibles para evitar o minimizar la expulsión de contaminantes antes de recurrir a tratamientos complementarios.

Es importante en este contexto lograr un alto grado de eficiencia en las centrales a fin de reducir las emisiones, por ejemplo, mediante la construcción de centrales combinadas o mediante el suministro simultáneo de electricidad y calor.

El aumento de la eficiencia es también la medida más importante para reducir las emisiones de CO₂, lo cual es importante para disminuir el efecto invernadero. Respecto a otras posibilidades de rebajar las emisiones de CO₂ (por ejemplo, generación de electricidad con fuentes de energía renovables), véase el capítulo 'Energías renovables'.

Dentro del impacto ambiental hay que distinguir entre efectos directos, producidos por las emisiones contaminantes en sí, y efectos indirectos, como los que se producen al transferir la contaminación atmosférica primaria a las aguas (evacuación de aguas residuales no tratadas procedentes del lavado de gases), al explotar piedra caliza para la desulfuración y al transportar la piedra caliza desde el lugar de explotación hasta la central térmica (gases de escape de los camiones). Además pueden surgir otros problemas asociados, como la necesidad de eliminar el yeso producido al desulfurar el gas de combustión.

A continuación se explican los efectos ambientales y posibles medidas de protección para los ámbitos antes discutidos.

2.1 Aire

En el caso de una central térmica el aire recibe la mayor parte de la contaminación directa, en forma de emisiones de polvo y gases contaminantes.

Posteriormente, el polvo emitido y la mayor parte de los gases contaminantes y productos de transformación atmosféricos (por ejemplo, NO2 y nitratos procedentes de las emisiones de NO) vuelven a la tierra a través de precipitaciones y deposición seca; ello constituye una carga contaminante para el agua y el suelo que puede perjudicar a la vegetación y a la fauna.

Dependiendo del combustible utilizado en la central (clase, composición, poder calorífico) y de la técnica de combustión (por ejemplo en seco o en fusión), los gases de escape pueden llevar diferentes cantidades de contaminantes (polvo, metales pesados, SO_x, NO_x, CO, CO₂, HCl, HF, compuestos orgánicos). En la tabla 2 se resumen los posibles niveles de emisión con distintos combustibles, sin medidas de depuración del humo.

Tabla 2 - Concentraciones de contaminantes masivos en el humo sin tratar

Clase de combustible

* c.n. = en condiciones normales

La tabla 2 muestra las emisiones contaminantes en mg/m³ (en condiciones normales) del gas de escape, tal como está prescrito en las normas vigentes en Alemania (Lineamientos Técnicos relativos a la contaminación del aire, reglamento sobre grandes instalaciones de combustión)⁷². El SO_x y el NO_x se indican en forma de SO₂ y NO₂. Otras formas de reglamentación restringen el caudal másico admisible de las emisiones (por ejemplo, en kg/h) o prescriben un grado de separación mínimo de contaminantes (véase el anexo A-6). Para poder convertir las concentraciones indicadas a otras unidades, tales como ppm, g/GJ o a lb de contaminante por 10⁶ BTU de carga energética (forma utilizada habitualmente EE.UU.) se adjunta una tabla de conversión en el anexo A-6.

⁷²TA-Luft, Grossfeuerungsanlagenverordnung

Las gamas de valores indicadas en la tabla 2 se obtienen, en el caso de los óxidos de azufre, de las distintas concentraciones de azufre en los combustibles utilizados, que en muchos países suelen ser combustibles nacionales como el lignito, de bajo poder calorífico y alto contenido en azufre. La combinación de un gran potencial contaminante y de un bajo poder calorífico da lugar a concentraciones relativamente altas de SO_x en el gas sin tratar.

Sólo una pequeña parte de las concentraciones de NO_x proviene del nitrógeno contenido en el combustible (NO_x de combustible); la mayor parte proviene de la oxidación del nitrógeno atmosférico a temperaturas de combustión superiores a 1.200°C (NO_x térmico). Es decir, la combustión a temperaturas altas produce emisiones de NO_x relativamente importantes. La adopción de medidas primarias destinadas a optimizar la combustión -que pueden ser integradas en una instalación nueva a un costo relativamente bajo- permiten conseguir los valores inferiores de la gama citados en la tabla. Sin embargo, hay que evitar que las medidas primarias destinadas a reducir el NO_x aumenten en forma desproporcionada otras emisiones, tales como el monóxido de carbono y los hidrocarburos sin quemar.

La limitación del CO se realiza generalmente con el fin de lograr que la combustión sea completa, reduciendo así las emisiones de este gas y la expulsión de hidrocarburos sin quemar. A diferencia del polvo, SO₂, NO_x y los compuestos halogenados, el CO y los hidrocarburos sin quemar son casi imposibles de retener en las instalaciones depuradoras. Los hidrocarburos sin quemar, especialmente, están formados por un gran número de sustancias químicas, algunas de ellas altamente tóxicas, como el benzopireno.

En la combustión de carbón y de fuel oil pesado se emiten también pequeñas cantidades de cloruro y fluoruro de hidrógeno (HCl y HF), en concentraciones de 50-300 mg/m³ (en condiciones normales [c.n.]). Estas concentraciones son generalmente muy inferiores a las de SO₂ y son reducidas conjuntamente con éstas -incluso en mayor grado que el S2- en el proceso de desulfuración.

Para la reducción de las emisiones atmosféricas de centrales térmicas se dispone de un gran número de medidas primarias y secundarias. El anexo A-2 muestra, a título de ejemplo, la integración de medidas secundarias de desnitrogenación, despolvoración y desulfuración en el trayecto del gas de combustión de una instalación generadora de vapor. A continuación se describen brevemente las diversas medidas empleadas para reducir las emisiones.

2.1.1 Eliminación de polvo

En las centrales eléctricas la eliminación de polvo puede realizarse mediante ciclones sencillos, ciclones múltiples, precipitadores electrostáticos y filtros textiles. La técnica a utilizar depende del grado de separación requerido, pudiéndose alcanzar valores del 60 % - 70 % en los ciclones y de más del 99 % en los precipitadores electrostáticos y filtros textiles. El costo de estas tecnologías aumenta desproporcionadamente a mayor grado de despolvoración. En los precipitadores electrostáticos el grado de separación mejora con el número de campos conectados sucesivamente. Con estos filtros y con los filtros textiles se obtienen emisiones residuales menores de 50 y 30 mg/m³ (en condiciones normales [c.n.]), respectivamente. Un inconveniente de los ciclones es que separan principalmente las fracciones de polvo grueso, dejando fracciones respirables de polvo fino, toxicológicamente críticas. Los filtros textiles son muy útiles para la separación de polvos finos con contenido en metales pesados. Los gastos de inversión para la eliminación de polvo en los gases de combustión dependen de diversos factores, tales como el tipo de combustible y el grado de purificación necesario, así como de la técnica utilizada. Por lo tanto, fluctúan considerablemente, dentro de un margen de DM⁷³ 20 - 70/kWel. Los gastos de explotación, por su parte, oscilan entre DM 0,1 y 0,6/Mwh. En el caso de combustibles con alto contenido en cenizas, la eliminación del polvo de los gases de combustión suele presentar problemas. Como problema posterior surge la gestión de las masas de polvo volátil separadas, que han de aprovecharse, por ejemplo, en la industria de materiales de construcción, o ser llevadas a disposición final. Dependiendo de la naturaleza del polvo volátil, pueden requerirse materiales suplementarios para compactar el producto depositado, a fin de evitar una posible contaminación de las aguas subterráneas con productos de lixiviación.

⁷³DM = marcos alemanes. US$ = DM 1,50, aprox. (valor netamente orientativo, basado en el tipo de cambio promedio de los últimos años)

2.1.2 Desulfuración

Para la reducción de las emisiones de SO_x procedentes de las centrales térmicas pueden adoptarse medidas primarias (uso de combustibles pobres en azufre, desulfuración directa en la cámara de combustión, inyección de aditivos secos), o medidas secundarias, como eliminación del SO_x del gas de combustión.

Los combustibles pobres en azufre en muchos casos no se utilizan por motivos económicos. En cada caso debe examinarse qué concepción técnica genera los gastos generales más bajos. Por ejemplo, aunque el uso de un combustible pobre en azufre aumenta los gastos de explotación, también reduce los gastos de inversión y explotación requeridos para la desulfuración, y con ello los gastos totales de la central térmica en cuestión. Junto a estas reflexiones hay que considerar también otros factores, como la conveniencia de usar combustibles localmente disponibles para asegurar el suministro.

Los derivados del petróleo con contenido en azufre se prestan, al igual que los combustibles sólidos, a la aplicación de medidas primarias y secundarias. Las medidas primarias permiten eliminar el azufre del combustible (por ejemplo del gasóleo de vacío o de aceites residuales obtenidos por destilación atmosférica o al vacío). La desulfuración de estos productos se realiza generalmente mediante hidrogenación. Sin embargo, este procedimiento sólo resulta económico en gran escala, por lo que se reserva a las refinerías de petróleo. En la central térmica, aparte de elegir un producto petrolífero pobre en azufre y de mezclar distintos combustibles, se pueden reducir las emisiones de SO_x mediante la desulfuración de humos. El principio empleado es el mismo que se utiliza para combustibles sólidos, el cual describiremos a continuación (véase también el Anexo A-3).

En el caso del carbón, dadas las grandes variaciones de composición que se observan incluso en los yacimientos de un mismo país, resulta conveniente mezclar y/o homogeneizar los combustibles disponibles, evitando así la presencia ocasional de altas concentraciones de azufre cuya eliminación habría de preverse en el sistema de desulfuración. Dado lo anterior, será importante llevar a cabo un análisis cuidadoso del combustible (procedente, por ejemplo, de distintos yacimientos) para conocer su poder calorífico y su contenido en agua, cenizas y azufre. También debe considerarse el potencial de autodesulfuración que ofrecen los compuestos cálcicos presentes en el carbón.

En algunos casos, el azufre del carbón puede eliminarse de antemano, junto con otros componenetes inertes, durante la concentración del mineral en la mina subterránea o explotación a cielo abierto, siendo preferibles en este caso los procedimientos en húmedo. De esta manera, dependiendo del tipo de carbón y de la forma de enlazamiento químico del azufre, se puede reducir la concentración de azufre en un 5 hasta un 80 %, sobre todo si se trata de hulla. Mientras que el azufre enlazado orgánicamente no se puede extraer con procesos mecánicos de concentración, el azufre sulfuroso (generalmente en forma de pirita FeS2) sí se puede separar si se encuentra libre en el carbón crudo, o si los entrecrecimientos son de grano grueso y pueden ser separados por trituración.

La desulfuración directa en el hogar se aplica a los combustibles sólidos mediante su combustión en lecho fluidizado, consiguiéndose grados de desulfuración del 80 hasta el 90 %. La inyección de aditivos secos durante la combustión permite un grado de desulfuración de entre 60 y 80 % (véanse detalles en el anexo A-3).

En la desulfuración de los gases de combustión se alcanzan rendimientos de separación del SO₂ de 90 - 95 %. Dado que las instalaciones de desulfuración de gases de combustión originan gastos de inversión y explotación relativamente elevados, en casos aislados puede ser conveniente llevar a cabo una desulfuración en flujo parcial; en este caso, sólo una parte de los gases pasa por la instalación de desulfuración mientras que los gases sin desulfurar se usan para calentar los gases depurados.

Las instalaciones de desulfuración de los gases de combustión son, de las posibilidades descritas, las más gravosas, tanto por los costos como por el tamaño de la construcción. En cada caso particular hay que ver cómo se pueden integrar estas instalaciones en el espacio disponible, sobre todo en el caso de centrales existentes.

Si se comparan entre sí las medidas primarias y secundarias descritas para la desulfuración, las primeras presentan los grados de desulfuración menores, pero son, en cambio, más económicas y por regla general se pueden adaptar posteriormente a instalaciones existentes. Ese no es el caso del sistema de combustión en lecho fluidizado, que sólo es realizable en instalaciones nuevas (la capacidad máxima de las instalaciones a gran escala construidas hasta ahora es de 150 MWel).

En todos los procedimientos de desulfuración se da, lo mismo que en la eliminación del polvo, el problema posterior de la utilización o disposición final de los residuos y, en su caso, del agua residual producida durante la explotación de la instalación (véase el apartado 2.3).

Para la desulfuración, los gastos de inversión se mantienen, dependiendo del tamaño de la instalación, tipo de procedimiento, rendimiento de separación, etc., dentro de un margen relativamente amplio de DM⁷⁴ 30 - 550/kWel. Los costos más bajos se originan en el uso de aditivos secos y los más altos en el procedimiento regenerativo con obtención de compuestos de azufre.

⁷⁴DM = marcos alemanes. US$ = DM 1,50, aprox. (valor netamente orientativo, basado en el tipo de cambio promedio de los últimos años)

Los diferentes procedimientos de desulfuración separan también compuestos halogenados como HCl y HF, lográndose un grado de eliminación incluso mayor que el de los compuestos sulfurados.

2.1.3 Desnitrogenación

Para la desnitrogenación se aplican medidas primarias y secundarias. Como en el caso del azufre, la elección del combustible influye sobre las emisiones nitrogenadas. Sin embargo, la separación de NO_x es más complicada que la transformación del azufre del combustible en SO₂ (véase el apartado 2.1). Las medidas primarias sirven para reducir la velocidad de formación del NO_x durante el proceso de combustión. El objetivo esencial en este caso es disminuir la temperatura máxima de llama. Para tal fin se pueden adoptar tanto medidas constructivas, por ejemplo, diseño de la cámara de combustión, disposición y estructura de los mecheros, graduación del aire, reducción del exceso de aire, como también medidas operativas, por ejemplo, disminución de la temperatura de precalentamiento del aire o uso de combustibles pobres en nitrógeno.

Las medidas secundarias se ocupan de la disminución de las emisiones de NO_x en el gas de combustión. Para ello se han creado diversos procedimientos que permiten una eliminación exclusiva de NO_x o una separación conjunta de SO_x y NO_x.

El único procedimiento que hasta hoy se ha impuesto en instalaciones a gran escala es la reducción catalítica selectiva de NO_x (procedimiento SCR). Para la reducción se utiliza amoníaco, que reacciona con el NO_x en presencia del catalizador para formar agua y nitrógeno. Por ello este procedimiento no produce residuos sujetos a disposición final como ocurre en el caso de la eliminación de polvo o la desulfuración. El procedimiento SCR requiere unos 300 - 400°C y puede efectuarse, de acuerdo con las condiciones locales, en la parte del gas crudo, por ejemplo, delante del precalentador de aire, o bien en la parte del gas purificado, después de la instalación de desulfuración.

Con procedimientos SCR se alcanzan grados de separación del NO_x de 80 - 90 %, aproximadamente.

Otro concepto, particularmente adecuado para grados de separación bajos de hasta cerca del 60 %, lo constituye el procedimiento SNCR (reducción selectiva no catalítica). En este procedimiento la reducción de NO_x se realiza inyectando amoníaco en la instalación a una temperatura de unos 1.000°C.

Los gastos de inversión para la desnitrogenación del gas de combustión van desde DM⁷⁵ 120 hasta DM 250/kWel dependiendo del tamaño de la instalación, el grado de separación, la disposición de los equipos, etc.

⁷⁵DM = marcos alemanes. US$ = DM 1,50, aprox. (valor netamente orientativo, basado en el tipo de cambio promedio de los últimos años)

2.1.4 Efecto invernadero

Algunos de los llamados oligogases antropógenos como el dióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄), clorofluorocarbonos (CFC), ozono troposférico (O₃) y dióxido de nitrógeno (N₂O) revisten una gran importancia para el llamado efecto invernadero (calentamiento de la atmósfera terrestre a largo plazo). El orden de mención corresponde también a la importancia de estos gases, cuya contribución específica al efecto invernadero varía considerablemente. Así, por ejemplo, aunque el metano tiene un efecto unas 21 veces mayor que el CO₂, su producción total es bastante menor a escala mundial, ya que el CO₂ se genera como producto final de cualquier quemado de combustibles que contengan carbono.

Las medidas de protección contra la emisión de CO₂ consisten, en primer lugar, en utilizar centrales térmicas altamente eficientes; por ejemplo, las de proceso combinado y las que suministran simultáneamente energía y calor.

Otras medidas, como la reducción del consumo de corriente eléctrica y el uso de soportes energéticos renovables (especialmente energía hidráulica) para la producción de electricidad tienen igualmente gran importancia, pero en ningún caso permiten prescindir de la producción de electricidad en centrales térmicas a partir de combustibles fósiles.

2.1.5 Emisiones difusas

Además de las emisiones hasta ahora discutidas, procedentes ante todo de la chimenea, la central térmica emite contaminantes desde otros puntos (véase la tabla 1). El almacenamiento, transporte y preparación del combustible, por ejemplo, dan lugar a emisiones importantes de polvo, las cuales se pueden reducir muy significativamente con medidas adecuadas, por ejemplo mediante humedecimiento con agua o confinamiento/encapsulamiento de zonas críticas. Algo parecido ocurre en el almacenamiento y transporte de derivados del petróleo, donde la instalación de dispositivos apropiados en el tanque y en los equipos de bombeo permite reducir al mínimo las fugas por evaporación o captarlas y devolverlas al sistema. Estas medidas son importantes, sobre todo en países donde reina un clima más cálido que en Europa central.

2.2 Aguas

Las centrales térmicas necesitan agua principalmente para fines de enfriamiento. Generalmente, después de ser utilizada para la absorción de calor (aumento de temperatura de unos 4 a 8 °C) esta agua se devuelve al lugar de toma. En las centrales con enfriamiento continuo la demanda de agua asciende a unos 160 - 220 m³/hora y MWel (con pérdidas de agua generalmente inferiores al 2 %). En la generación de electricidad sin aprovechamiento del calor el agua de refrigeración absorbe entre el 60 y el 80 % de la energía aportada por el combustible, en forma de calor residual. Esta proporción disminuye al utilizar centrales más eficientes, por ejemplo, con uso combinado de electricidad y calor. Dependiendo de las condiciones locales, el calor residual puede producir una carga térmica de las aguas superficiales (por ejemplo, aumento de temperatura de un río), cuya magnitud depende de la conducción y el caudal del curso receptor. En los países tropicales, las aguas están sometidas a lo largo del año a variaciones muy notables, y el aumento de temperatura produce rápidamente una escasez de oxígeno, causada en parte por el estímulo del metabolismo de los seres vivientes y en parte por la menor disolución de oxígeno en el agua más caliente. Esta escasez de oxígeno puede provocar serios problemas para los organismos acuáticos.

Para evitar el calentamiento excesivo de las aguas, el agua de refrigeración se puede enfriar en una torre de refrigeración (de paso o recirculación), antes de devolverla al río. Sin embargo, dependiendo de las condiciones climáticas, este sistema de refrigeración puede causar grandes pérdidas de agua por evaporación, que se emiten a la atmósfera en forma de vapor. Esto se podría evitar utilizando circuitos de refrigeración cerrados en combinación con torres de refrigeración en seco, o al menos minimizar mediante torres de refrigeración híbridas. Las torres de tiro natural requieren inversiones relativamente altas, pero en cambio ahorran costos de explotación, mientras que las torres de tiro forzado tienen el inconveniente de necesitar para el funcionamiento energía eléctrica, en cuya obtención se producen cargas ecológicas adicionales.

Aparte del agua de refrigeración sólo se requieren pequeñas cantidades de agua (aprox. 0,1-0,3 m³/h y MWel) para sustituir las pérdidas del circuito de vapor, enfriar las cenizas y depurar el gas de combustión (depuración en solución absorbente pulverizada o procesamiento en húmedo).

Las aguas residuales de centrales térmicas, sobre todo de las que usan carbón como combustible, pueden contaminar las aguas superficiales.

Las centrales térmicas pueden producir los siguientes tipos de aguas residuales:

- efluente regenerado procedente del tratamiento del agua complementaria y de la desalinización del agua de condensación;

- aguas procedentes del lavado de filtros utilizados para limpiar el agua de condensación;

- aguas residuales procedentes de la carga de carbón y de su almacenamiento;

- aguas residuales especiales (por ejemplo, con contenido en ácido, procedentes de la limpieza o conservación de tuberías/calderas);

- aguas residuales procedentes de la extracción de cenizas en húmedo (equipos de descorificación);

- aguas procedentes de calderas, turbinas y transformadores;

- aguas procedentes de las torres de refrigeración (aguas de descarga y/o aguas de alimentación suplementaria depuradas)

- aguas residuales de la instalación depuradora del gas de combustión.

Estas aguas residuales, producidas en cantidades muy variables según el tipo de combustible y las condiciones específicas de la instalación (10 - 100 l/h y MWel), pueden estar contaminadas con materiales en suspensión, sales, metales pesados, ácidos, álcalis, amoníaco o aceite.

El tratamiento de las aguas residuales puede realizarse con procedimientos físicos, químicos y térmicos. Para una parte de las aguas residuales -procedentes, por ejemplo, del lavado de filtros y del rociado de carbón almacenado- suele bastar un tratamiento físico (filtración, sedimentación, aireación). Otras, en cambio, requieren un tratamiento químico (por ejemplo, floculación, precipitación, neutralización) y/o térmico (evaporación, desecación). Estas últimas incluyen las aguas residuales especiales, las procedentes de la regeneración o tratamiento de aguas complementarias y condensados y las que han sido utilizadas en la depuración de gases de combustión (véanse también los capítulos 'Disposición de aguas residuales', 'Construcción de maquinaria, talleres y astilleros').

Como ya se indicó en el apartado 2, algunos métodos de desulfuración generan aguas residuales contaminadas, provenientes del lavado del gas de combustión. La composición de estas aguas residuales depende de diferentes factores, tales como el combustible utilizado, las características del agua de proceso y la calidad de los aditivos.

El agua residual procedente de la depuración del gas de combustión ha de someterse generalmente a un tratamiento combinado químico y físico (neutralización, floculación, sedimentación y filtración), destinado ante todo a precipitar los metales pesados y a separar los sólidos en suspensión tales como el yeso.

En el método de desulfuración en húmedo con producción de yeso aprovechable, la cantidad de agua residual depende principalmente del contenido de cloruros en el carbón y de la concentración admisible de cloruros en el líquido de lavado. En las centrales de hulla, la cantidad de agua residual procedente del equipo de desulfuración de humos oscila entre 20 y 50 l/h y MWel.

El cloruro cálcico (CaCl2) contenido en el agua residual no se puede separar debido a su gran solubilidad, por lo que constituye una emisión salina.

En caso de estar prohibida la evacuación de cargas salinas a las aguas, el agua residual del equipo de desulfuración de humos podrá depurarse por evaporación. Las sales secas provenientes de este proceso son altamente solubles, por lo que han de someterse a una disposición racional (por ejemplo, en depósitos de residuos especiales subterráneos). Puesto que la evaporación del agua residual supone, entre otras cosas, un elevado consumo de energía, debe comprobarse en estos casos si pueden aplicarse procedimientos que no generen agua residual (procesamiento en seco, limpieza en solución líquida pulverizada).

Además de los efectos directos arriba citados, el agua puede ser afectada también indirectamente por una central térmica. Cabe mencionar aquí el fenómeno de la 'lluvia ácida', producida por la reacción química del agua lluvia y otras precipitaciones naturales con los contaminantes atmosféricos emitidos por la central (SO_x, HCl, NO_x).

2.3 Suelo y aguas subterráneas

Las centrales térmicas tienen efectos muy diversos sobre el suelo y las aguas subterráneas. La calidad del suelo puede empeorar debido a la precipitación de polvo, sobre todo en las proximidades de la central, siendo especialmente peligrosa la contaminación ocasionada por los metales pesados contenidos en el polvo. También pueden cambiar las propiedades químicas del suelo debido a las precipitaciones ácidas, atribuibles principalmente a la hidrogenación de las sustancias SO₂ y NO_x; en condiciones desfavorables, las precipitaciones ácidas afectan también a las aguas subterráneas y superficiales. La contaminación del suelo y de las aguas subterráneas no depende primordialmente de las concentraciones de polvo y de formadores de ácido en el gas de escape, sino más bien de las emisiones totales a lo largo del año (carga contaminante) y de las condiciones de difusión. Por tanto, a medida que aumenta el tamaño de la central, hay que mejorar también el grado de eliminación de las sustancias nocivas.

El suelo y, sobre todo, las aguas subterráneas en las inmediaciones de la central están amenazados también por la fuga de sustancias contaminantes provenientes, ante todo, de deficiencias en la captación y depuración de aguas residuales, fugas de aceite y líquidos oleosos, almacenamiento inadecuado de aceite y carbón y disposición de materias residuales.

Otros efectos sobre el suelo, y más aún sobre las aguas subterráneas, provienen de los depósitos de residuos, que en las centrales constan principalmente de escorias, cenizas volátiles, residuos de la desulfuración de los gases de combustión y lodos procedentes del tratamiento del agua y de aguas residuales. La cantidad de estos residuos depende en parte del procedimiento empleado, siendo especialmente elevada cuando se utilizan carbones de baja calidad.

Dependiendo de su composición, las escorias y cenizas volátiles podrán reutilizarse (por ejemplo, como agregado del cemento en la construcción de carreteras). Si no hay ninguna posibilidad de aprovechamiento, estos materiales deben llevarse a vertederos/depósitos apropiados (por ejemplo, por encima del nivel freático). En Alemania, los Lineamientos Técnicos sobre residuos sólidos (residuos de reacción sólidos procedentes de la depuración sin yesos desulfurantes del gas residual de instalaciones de combustión)⁷⁶ prescriben la disposición final, sobre el nivel del suelo, en un 'vertedero de residuos especiales de uso exclusivo' (véanse los capítulos 'Disposición de residuos sólidos' y 'Gestión de residuos peligrosos').

⁷⁶TA-Abfall, Teil 1, Anhang C, Katalog der besonders überwachungsbeddürftige Abfälle für feste Reaktionsproducte aus der Abgasreinigung von Feuerungsanlagen ohne REA-Gipse.

Los residuos procedentes de la desulfuración del gas de combustión dependen del procedimiento utilizado (véase el anexo A-3) y algunos de ellos pueden aprovecharse (por ejemplo, el yeso). La cantidad de residuos depende del contenido de azufre y del poder calorífico del combustible, así como del grado de desulfuración y de los aditivos que se utilicen. Antes de escoger el método de desulfuración, conviene saber si existe en el país una demanda comercial del residuo que se produce obligatoriamente a raíz del procedimiento. A estos fines conviene realizar un minucioso estudio de mercado en el lugar de emplazamiento y tomar contacto con empresas locales. Debe estudiarse si los residuos son aprovechables (por ejemplo, en la industria de materiales de construcción) y, de lo contrario, si se pueden depositar sin perjuicios y bajo qué condiciones.

Como ejemplo del volumen de residuos generado en la desulfuración del gas de combustión, se presentan a continuación los valores para dos clases de carbón diferentes y para fuel oil pesado:

* c.n. = en condiciones normales

Cuando hay que eliminar productos de desulfuración (yeso o mezcla de sulfitos y sulfatos) y cenizas volátiles se recomienda mezclar los dos productos antes de depositarlos. Las cenizas volátiles y los productos de desulfuración pueden así iniciar juntos un proceso de endurecimiento que produzca una estabilización y disminución de la lixiviabilidad de los componentes solubles en agua.

En las técnicas de desulfuración con productos finales aprovechables se produce, en el tratamiento del agua residual, un lodo con alto contenido en metales pesados. Este lodo debe llevarse a un vertedero/depósito especial.

2.4 Ser humano

El perjuicio al ser humano ocasionado por las centrales térmicas puede ser directo (acción de los gases contaminantes sobre el organismo), o indirecto (cadena alimentaria y alteraciones del medio ambiente). Sobre todo los gases contaminantes como SO₂ y NO_x, emitidos en conjunto con polvos finos en concentraciones muy altas, pueden producir afecciones de los órganos respiratorios. Perjuicios a la salud por el SO₂ y el NO_x pueden producirse incluso por debajo de los valores prescritos en el reglamento alemán relativo al smog, siendo decisiva la duración de la exposición. Los problemas sanitarios incluyen también la ingestión, por el ser humano, de metales pesados nocivos (por ejemplo, plomo, mercurio, cadmio) a través de la cadena alimentaria (agua potable y productos vegetales y animales). La salud humana también puede verse afectada por eventuales cambios climáticos, producidos, por ejemplo, por el calentamiento y la acidificación de las aguas superficiales, la desaparición de los bosques debido a la lluvia ácida, o el efecto invernadero ocasionado por la acción a largo plazo de oligogases como el CO₂. También son relevantes los efectos que pueden tener los cambios climáticos sobre la agricultura y la silvicultura (y por tanto también sobre las costumbres y el nivel de ingresos de la población), pudiéndose mencionar especialmente el desplazamiento en gran escala de zonas de cultivo y la reducción del rendimiento agrícola. En vista de las repercusiones socioeconómicas y socioculturales que conlleva la construcción y operación de una central térmica, conviene incluir estudios preliminares adecuados en la fase de proyección. En este contexto, será necesario estudiar las consecuencias específicas para cada sexo y prever servicios médicos para la zona del proyecto. Una participación amplia y oportuna de los grupos de población afectados en el proceso de planificación y decisión contribuye a prevenir o a reducir los conflictos.

Un tipo de emisión especial de las centrales térmicas lo constituye el ruido, que actúa directamente sobre el ser humano y los animales. Las fuentes de ruido importantes en una central térmica son:

Salida de chimenea, cintas transportadoras, ventiladores, motores, canales de gas de combustión, tuberías y turbinas.

En toda central térmica, una parte del personal está sometida a ruido molesto, a veces de gran intensidad.

Existen diversas medidas para eliminar los ruidos molestos o reducirlos a un nivel soportable, debiendo darse especial prioridad a la protección del personal de la central. Por una parte, se tratará de instalar la central a una distancia suficiente de las zonas habitadas. Por otra, a la hora de planificar y construir la central deberán preverse todas las medidas necesarias para disminuir el ruido en cada fuente sonora.

Para este objetivo son recomendables, sobre todo, los dispositivos de insonorización destinados a reducir el ruido producido por la corriente de fluidos, así como los elementos de encapsulamiento de máquinas que reducen el ruido propagado por el aire y las estructuras sólidas. Otra medida para la reducción simultánea de los niveles de emisión e inmisión es el confinamiento, que también tiene aplicación preferente en el sector de centrales térmicas por motivos de protección contra la intemperie.

2.5 Paisaje

Para la construcción de una central eléctrica se necesitan grandes superficies de terreno, las cuales suelen ser mucho mayores en las centrales de carbón que en las de gas o de petróleo. (Sobre la cuestión de emplazamiento, véanse también los capítulos 'Ordenación del espacio y planificación regional' y 'Planificación de emplazamientos industriales').

El paisaje es afectado también por la construcción de las vías de transporte necesarias para el suministro de medios de explotación y para la gestión de residuos (véanse también los capítulos sobre vías férreas, circulación vial y vías fluviales). Las actividades extractivas (extracción de carbón para la combustión o de piedra caliza para la desulfuración) pueden incidir de forma importante en el paisaje, al igual que la disposición de residuos no aprovechables. En la gestión de residuos debe intentarse primero el relleno de terrenos (por ejemplo, de explotaciones de carbón a cielo abierto agotados) o el secado de terrenos costeros (land reclaiming), con lo que se evita la construcción de vertederos separados y se da un uso racional a los residuos. Desde el punto de vista ecológico, las sustancias inertes son las más favorables, por lo que conviene escoger productos que generen residuos con estas propiedades o someter los residuos a tratamiento previo, a fin de lograr, por ejemplo, una lixiviabilidad escasa. Además, hay que estudiar hasta qué punto se requieren medidas de impermeabilización del terreno, drenaje controlado y tratamiento del agua de infiltración, para impedir la contaminación de aguas subterráneas o costeras por la entrada de metales pesados solubles y otras sustancias procedentes de los residuos (véanse apartados 2.1.1 y 2.3).

Finalmente, cabe mencionar que las inmisiones contaminantes pueden producir un deterioro de bosques, lagos y ríos, que a largo plazo acarreen graves alteraciones del paisaje.

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