algunas consideraciones sobre la situacion de las cenizas del

INFORME FINAL FASE I - PROYECTO UTILIZACION CENIZAS ICEL-UNIVALLE - CONTRATO 5854
ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LA SITUACION DE LAS
CENIZAS DEL CARBON EN COLOMBIA
Por: Alejandro Salazar J.
1.
INTRODUCCION
Este documento es uno más de los elaborados para el estudio que la
Universidad del Valle realiza para el ICEL en el Contrato 5854 denominado
"Estudio para la Utilización y/o Disposición de Residuos Sólidos de la
Combustión del Carbón en las Centrales Térmicas de Termozipa, Termopaipa,
Termotasajero y Termoguajira" y hace parte del informe Final Fase I del citado
Proyecto.
El análisis aquí presentado se realiza tomando como base: las visitas
efectuadas a las distintas Plantas Térmicas involucradas en el estudio, la
información recolectada en dichas visitas, el conocimiento que el autor posee
como producto de su trabajo de investigación por cerca de 20 años sobre el
tema del uso de las Cenizas del Carbón, el análisis bibliográfico sobre
materiales diversos recogidos para este estudio, tanto en las bases de datos
nacionales como las internacionales, la consulta de bibliografía general que
abarca los diferentes aspectos de la experiencia profesional del autor en varios
campos: el de los Conglomerantes Hidráulicos, los Hormigones, los
Prefabricados y Premezclados, la Patología de Materiales y Obras Civiles, la
Producción de Cales y Yesos y sus distintos productos derivados, la
producción de Materiales Cerámicos en general y la Administración de
Proyectos.
Este documento se escribe con la aspiración de complementar los distintos
materiales preparados
por los profesionales vinculados al Proyecto,
respetando sus opiniones y sin el ánimo de generar una colisión de
competencia.
2.
ACERCA DE NUESTRA EXPERIENCIA CON LAS CENIZAS DEL
CARBON
En 1972 la Central Termoeléctrica de Anchicayá con base en la voluntad de
los Ingenieros Oscar Escobar y Bayardo Materón, hace contactos con el
IDELAC - Instituto de la Construcción de la Universidad del Valle- con objeto
de integrarse en un trabajo común sobre la utilización de las Cenizas Volantes
generadas por la Unidad 3 de dicha Térmica.
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Con el Ingeniero Materón se realizaron análisis y evaluaciones de las Cenizas,
mostrando estas su aptitud para ser empleadas en la producción de concreto
como sustituto parcial del cemento. (1) (2)
Con base en estos estudios iniciales, Cementos del Valle solicita al IDELAC manteniendo un contacto estrecho con la Central Termoeléctrica de
Anchicayá-, efectuar un estudio tendiente a incorporar la Ceniza Volante a la
molienda del Clinker de Cemento. El resultado del estudio condujo a
recomendar el uso de las Cenizas Volantes en volúmenes cercanos al 10%
como sustitutas del Clinker. En 1974 Cementos del Valle decide la aplicación
industrial de las cenizas realizando inversiones en equipos de manejo y
transporte entre la Central Termoeléctrica y la fábrica cementera. Desde esa
época siempre que Cementos del Valle ha tenido oportunidad de adicionar las
Cenizas Volantes, pues ello depende de la marcha de la Unidad 3 de
Anchicayá, se han satisfecho los requerimientos definidos por el estudio de la
Universidad del Valle en 1973. Durante todo este tiempo, la Universidad ha
continuado investigando sobre ellas ahondando cada vez más en su
conocimiento y en el comportamiento con los cementos.
Es curioso que varias industrias cementeras en el país hayan intentado utilizar
las Cenizas Volantes sin haber conseguido, en la mayoría de los casos,
resultados satisfactorios.
A mi juicio ello se debe a la falta de estudios exhaustivos y continuos para
cada fábrica cementera y para cada ceniza en particular y quizás, se ha
considerado que los buenos resultados obtenidos en Cementos del Valle, son
razón suficiente para que a ellos también les funcionaran las adiciones. Hay
que reconocer que el éxito correspondió a una conjugación de intereses entre
tres instituciones: el productor, el usuario y la investigadora, todo aunado con
una voluntad y decisión permanente por parte de los directivos de Anchicayá
de acertar, eliminando un problema de incalculable magnitud en cuanto a su
impacto sobre el ambiente y en el costo de los kilovatios generados.
En esta integración de voluntades radican los resultados. Cada cual por su
lado no habría seguramente conseguido mayor avance. El mundo actual
refleja claramente que la única manera de responder adecuadamente a la
diversidad compleja que cada situación plantea, es creando un equipo
multidisciplinario que aboque el análisis y estudio de un problema
integralmente, pasando por lo técnico, lo ambiental, lo cultural, lo político, lo
científico, lo social, lo económico, tal que el resultado tenga factibilidad de
conducir a una solución real.
Las experiencias posteriormente acumuladas en diversos estudios que
buscaron otras soluciones al empleo de los residuos sólidos, incluidas las
cenizas, mostraron hasta la fecha resultados promisorios pero no tan positivos
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como el caso anteriormente comentado.
Por ejemplo, el uso de las cenizas gruesas y finas en la producción de ladrillos
cerámicos, esta técnicamente resuelto, hasta el punto de conseguirse
elementos de alta calidad y bajo costo; sin embargo, qué ocurre para que el
Proyecto no cristalice en una industria novedosa? Simplemente, no ha habido
la integración, desde un principio, de las tres voluntades mencionadas. Hoy
buscamos esa integración y al irla consiguiendo, poco a poco se va perfilando
una solución como la que hemos anhelado desde que iniciamos el estudio
técnico.
Hay otros aspectos valiosos en este trasegar por el campo de la reutilización
de residuos sólidos importante de comentar. Esto es, nadie podrá investigar
nuestros problemas con éxito si no está totalmente compenetrado con el
medio y sus necesidades. El uso de los residuos no corresponde a
condiciones y situaciones iguales a las presentadas en otros lugares del
mundo donde existen por lo general otros desarrollos tecnológicos y otras
necesidades sociales, para plantear solución al problema de los residuos. Por
ello, ni los expertos extanjeros ni los locales que pretendan implantar
soluciones conocidas y exitosas en algún lugar, son garantía para conseguir
resultados satisfactorios.
Podría asegurarse que en estos campos la
experiencia no es lo único importante y es preferible tener una mente creativa,
flexible, abierta, capaz de crear una solución práctica acorde con las
necesidades sentidas de cada región.
No distinguir esto, ha conducido al poco uso real de las Cenizas Volantes en
todo el mundo, que no alcanzaba para 1987 el 16% (3). Hay países donde el
uso es alto, sin embargo el problema esta resuelto parcialmente. Se muestran
como ejemplo:
•
Inglaterra con el 57%. Empleándolas entre otros, como reemplazo de
cemento, material de relleno, bloques de concreto aireado, agregados
livianos. Sobre un total de 10'363.000 toneladas de ceniza/año.
•
Francia con el 60.1%. Empleándolas entre otros, como adición al
cemento, reemplazo de cemento, estabilización de vías, material de
relleno. Sobre un total de 2'424.000 toneladas de ceniza/año.
•
Alemania Democrática con el 57.5%. Empleándolas entre otros, como
estabilización de vías, agregados livianos, reemplazo de cemento.
•
Alemania Federal con el 7.6%.
Empleándolas entre otros, como
reemplazo de cemento, material de relleno, estabilización de vías, ladrillos
cerámicos.
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•
Estados Unidos con el 22%. Empleándolas entre otros, como reemplazo
de cemento, material de relleno, adición al cemento.
Aún así, en todos estos países y en muchos otros se investiga
permanentemente sobre el uso y fundamentalmente se trabaja en una
integración entre los tres sectores mencionados buscando ampliar las
aplicaciones prácticas, tal que se vislumbre un mejor futuro respecto al uso y la
disposición de las cenizas.
En Colombia los intentos de aplicación de las cenizas de carbón datan de más
de veinte años, en la mayoría de los casos con resultados no satisfactorios.
Ha contribuido a ello la calidad heterogénea de las mismas, específicamente
en el contenido de carbón remanente y de sulfatos solubles. Estas sustancias
afectan notablemente y en forma perjudicial al producto que las incorpora,
tanto para la producción de cementos o de concretos como para la producción
de ladrillos cerámicos o empleándolas como agregados para la producción de
bloques prefabricados de concreto. Se conocen casos con efectos negativos
en aplicaciones para estabilización de terrenos o vías. En estos casos, por lo
general, los efectos se presentaron al cabo de algunos meses o años,
confundiéndose dichos comportamientos con la acostumbrada baja calidad de
los materiales de construcción en general. Todos estos aspectos hacen parte
del estudio de la durabilidad de los materiales y en últimas tocan el tema más
analizado en los últimos años en el mundo de los materiales de construcción "la patología de materiales y las obras civiles".
El país debe adquirir conciencia sobre el particular e investigar profusamente y
en el tiempo los resultados de las aplicaciones.
Resulta así, bastante difícil pensar que con un estudio corto de año y medio se
resuelvan varios problemas a la vez. Este estudio es el comienzo para
conseguir, ojalá en un futuro cercano, soluciones prácticas, rentables y
exitosas.
Lo anterior requiere del sector eléctrico colombiano un análisis de fondo y el
planteamiento de estrategias para hacer coincidir a los tres sectores básicos,
responsables ciertos del éxito:
•
Al estado con sus políticas, normas y poder.
•
Al sector productivo privado o público, con sus necesidades y sus recursos
técnicos, económicos, físicos y humanos.
•
Al sector del conocimiento: universidades, centros o institutos, con su
capacidad de pensar, analizar, crear y formular soluciones específicas.
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Este triángulo, definido de tiempo atrás por Sábato, es el responsable del
principio de las soluciones efectivas. Lo demás será el fruto de una visión
responsable y futurista capaz de definir las estrategias y las acciones para
lograr el propósito. Se pregunta, es consciente el Sector Eléctrico Nacional de
su papel y está dispuesto a afrontar el reto que dicha conciencia le lanza? La
respuesta sólo tiene un interlocutor y él tiene la palabra.
3.
COMENTARIOS GENERALES Y RECOMENDACIONES SOBRE
NECESIDADES DE INVESTIGACION
Es un hecho comprobado en todo el mundo que la calidad de las cenizas es la
clave de las posibilidades de empleo de las mismas. Cuando dicha calidad es
heterogénea se anulan las posibilidades de aplicación y solo resta desarrollar
un adecuado sistema de disposición. Lo anterior, trae efectos económicos
notables, si reconocemos que en la mayoría de los casos la baja calidad de las
cenizas está asociada con el alto contenido de inquemados, esto es que no se
ha conseguido una mejor eficiencia en el proceso térmico. En plantas donde
se desechan cenizas con niveles de inquemados entre el 20 y el 50%, esto
debería ser tema de preocupación tanto en lo técnico como en lo ambiental;
sin embargo con la disculpa de que el carbón es muy barato se comete uno de
los mayores crímenes contra la sociedad, el deterioro paulatino de su
ambiente, incluso a veces disculpado, porque "no hay poblaciones afectadas
en los alrededores ya que están a varios kilómetros de la Planta", como lo
dicen algunos directivos en algunos casos.
Así mismo, la disposición tiene un costo importante. El doctor Pedro Vega (4)
en el documento "Opciones de Utilización de las Cenizas del Carbón", hace un
análisis ambiental amplio y presenta las referencias mundiales para 1980,
sobre el costo de la disposición de los residuos de las Plantas Térmicas,
pudiendo extrapolarse los siguientes valores para el caso de las cuatro
Centrales analizadas.
•
Termozipa y Termoguajira con disposición húmeda sin placa impermeable,
vida útil 30 años y tasa de descuento del 10%.
!"Costo de inversión para almacenar 200.000 ton/año:
!"US $18.000.000
!"Costo de disposición: US $19/ton
•
Termotasajero y Termopaipa con disposición seca sin placa impermeable,
altura de pilas 20 m, transporte por camiones no mas de 2 km.
!"Costo de inversión para almacenar 200.000 ton/año:
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!"US $6.000.000
!"Costo de disposición: US $18/ton
Cabría preguntarse para el caso de las cuatro Centrales analizadas,
cuestan los inquemados y el proceso de disposición? Este costo,
afecta al costo del kilovatio hora? Una solución total o parcial,
ahorraría? Si no se vislumbra una solución, cuánta será la inversión a
mediano plazo?
cuánto
cuánto
cuánto
corto y
Estas respuestas deben buscarse claramente, pero no serán acertadas si en
ellas no participan decididamente las partes implicadas.
Para ofrecer un producto que sea aceptado por los usuarios es fundamental
ofrecer una garantía de calidad y de suministro. Para conseguir esto, las
empresas productoras afinan al máximo los procesos, los equipos, las
personas e involucran todo en un sistema total de calidad.
Lo anterior, pasa incluso por mejorar los niveles de formación e información
del personal auxiliar, técnico y profesional. De nuevo se preguntaría, ¿están
dispuestas las Plantas a desarrollar plenamente cada una, un modelo en este
sentido? Bien sabemos que todas han emprendido algo o mucho en busca de
la calidad total, pero son conscientes todos los niveles de la dirección de la
empresa de ello? Hay voluntad política en este sentido? Sólo la calidad será
aceptable y garantizable bajo estas premisas.
Todo aquel que pretende logros específicos en una actividad, sabe la
necesidad de interrelacionarse con sus proveedores y sus clientes, tratando de
apoyar el desarrollo de ellos, porque esto redundará en su propio beneficio.
Lo anterior supone para el caso del producto CENIZAS, integrar y apoyar al
sector proveedor de carbón. Por fortuna hoy se hace en alguna medida. Sin
embargo, con los usuarios potenciales de las cenizas no existen acciones
decididas para integrarlos en búsqueda de un resultado. Aquí en estos
aspectos están enmarcadas las actividades futuras, de lo contrario no se
conseguirá avanzar en el contexto de la aplicación.
Es importante promover la investigación sobre productos o procesos factibles
de desarrollar, apoyándola financieramente. Así mismo, es importante
impulsar estudios regionales que evalúen frente a las potencialidades de uso
de las cenizas, los desarrollos industriales factibles tanto técnica como
económicamente, abarcando si es del caso, el impacto sobre el comercio
exterior. El caso de Termoguajira es diciente pues por su ubicación valdría la
pena contemplar las posibilidades de llevar las cenizas volantes a Cartagena,
Tolú, Barranquilla o a Venezuela y el Caribe, máxime cuando existen en los
alrededores muchísimas industrias productoras de cemento o importadoras de
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cementos colombianos desde las Plantas de la Costa Norte, que podrían
beneficiarse notablemente con calidades óptimas de Cenizas Volantes. En
este sentido hay que iniciar las acciones. Para este caso específico por
ejemplo, habría que considerar al menos seis aspectos necesarios para
investigar en función del uso de estas cenizas en el concreto: (5)
•
La naturaleza y las características de las cenizas volantes.
•
Las propiedades del concreto fresco a conseguir.
•
Las propiedades del concreto endurecido a conseguir.
•
El impacto del uso de las cenizas conjuntamente con otros aditivos y
adiciones en el concreto.
•
La durabilidad del concreto producido con las cenizas.
•
El desarrollo de la normativa para estos productos.
Con este análisis se ha presentado otra visión menos técnica pero no por ello
menos importante en lo referente a las cenizas del carbón, que se espera
contribuya al propósito del estudio contratado. No se duda que es mediante
un esquema organizado integralmente como se puede conformar un equipo
capaz de plantearle no sólo a las Centrales Térmicas sino al país, una
adecuada salida a una situación que cada vez se tornará más impactante.
4.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
1.
Es fundamental para impulsar el desarrollo en toda actividad y en
particular, en lo referente al uso de residuos industriales, integrar un
equipo en el cual confluyan los tres intereses básicos:
-
El usuario
-
El productor
-
El investigador
2.
El enfoque de los problemas para desarrollar el uso de los residuos
sólidos exige reconocer la diversidad planteada y la necesidad de
analizar el problema integralmente involucrando en ello: lo técnico, lo
ambiental, lo cultural, lo político, lo científico, lo social, lo económico.
3.
Las soluciones al problema del uso de las cenizas, exige no solo contar
con expertos que hayan resuelto el problema en otros lugares sino
también la necesidad de integrar a ellos mentes creativas, flexibles,
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abiertas y que vislumbren soluciones prácticas acordes con las
necesidades sentidas de cada región o perspectiva regional.
4.
Los usos de las cenizas en el campo de la construcción, exigen no solo
una investigación exhaustiva sobre el comportamiento mecánico de los
materiales producidas con ellas, sino también, un análisis en el tiempo
de la estabilidad de dichos materiales.
5.
Es fundamental para resolver definitivamente el problema de las
cenizas, hacer coincidir en la toma de conciencia a los tres sectores
básicos de la sociedad involucrada en él:
6.
-
El estado
-
El sector productivo
-
El sector del conocimiento
En la búsqueda de las respuestas que conduzcan a evaluar el problema
en todas sus dimensiones y así proponer soluciones factibles tanto
técnica como económicamente, es fundamental la participación
decidida y prioritaria de los profesionales de las centrales
termoeléctricas.
Lo anterior implica continuar ganando conciencia y tomando acciones
hacia el financiamiento de estudios generales o específicos como el
actual.
5. BIBLIOGRAFIA
1.
MATERON, Bayardo. "Estudio sobre el efecto puzolánico de las
Cenizas Volantes de la Central Térmica de Anchicayá, informe 72-5",
Cali, abril 1972.
2.
MATERON, Bayardo. "Comprobación estadística del efecto puzolánico
de las Cenizas Volants de la Central Térmica de Anchicayá, informe
C.V.C. 73-3", Cali, marzo 1973.
3.
MANZ, Oscar; et al. "Worldwide production of fly ash and utilization in
concrete". 1989.
4.
VEGA, Pedro. "Opciones de Utilización de las Cenizas del Carbón",
INFORME FINAL FASE I - PROYECTO UTILIZACION CENIZAS ICEL-UNIVALLE - CONTRATO 5854
Carbocol. Bogotá, 1990.
5.
SALAZAR, Alejandro. "Las Cenizas Volantes en el Concreto". ICPC.
3 Jornadas del Cemento, Paipa, julio 1989.
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Residuos de las
Centrales Térmicas
Residuos Sólidos
Industriales - yesos
Residuos de la
Construcción
E
Inversionistas
FENIX
MATERIALES NO
CONVENCIONALES
DE BAJO COST O
Residuos de las
Ladrilleras
Habitat
Servivienda
Habitatacoop
Constructoras
Constructores
E
Residuos Sólidos
Urbanos y Lodos
USUARIOS Y
BENEFICIARIOS:
E
E
E
Residuos de las
Siderúrgicas
Residuos de las
Papeleras
Residuos de la
Combustión del Bagazo
CORPORACION CONSTRUIR
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ESQUEMA PARA REALIZAR LA INTEGRACION PARA EL DESARROLLO DE UNA IDEA
RECONOCIMIENTO DE LOS PROBLEMAS, DE LAS
¿QUIEN NECESITA MATERIALES
PARA LA CONSTRUCCION?
¿QUIEN TIENE PROBLEMA CON
LOS RESIDUOS?
¿ QUIEN TIENE EL
CONOCIMIENTO PARA LA
SOLUCION ?
¿ QUIEN TIENE INTERES POR
FINANCIAR LA INVERSION ?
¿ QUIENES SE BENEFICIAN ?
CORPORACION CONSTRUIR
NECESIDADES Y DE LAS FUENTES DE EMISION
QUIENES TIENEN EL CONOCIMIENTO Y
OFRECEN EL APOYO FINANCIERO
EL BENEFICIO ES: SOCIAL, AMBIENTAL, ECOLOGICO, ECONOMICO.