emisiones atmosféricas

C URSO SOBR E
EMISIONES ATMOSFÉRICAS
CENTRALES TERMOELÉCTRICAS
Junio 2004
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CURSO SOBRE EMISIONES ATMOSFÉRICAS
Alcance
El presente curso se ha elaborado dentro de un grupo de módulos de diferentes
temas ambientales, para ser dictado internamente al personal de las instalaciones
termoeléctricas de Endesa Chile y sus empresas filiales en Chile, dentro de un
programa de capacitación a ser planificado anualmente. El responsable de dictar
los módulos de capacitación será el Gestor Ambiental de cada instalación o grupo
de instalaciones. El presente documento en formato Word es un apoyo al
correspondiente curso en Power Point, y en él se explican algunas transparencias
con información complementaria.
Contenidos:
1. Introducción: Emisiones Atmosféricas
2. Definiciones
3. Problemática de la contaminación atmosférica
4. Fuentes y tipos de emisión atmosférica
5. Legislación ambiental aplicable a emisiones atmosféricas (Norma interna
de Endesa N°19, Norma general de emisiones atmosféricas en las
centrales termoeléctricas de Endesa en Chile)
6. Gestión de las emisiones atmosféricas (Norma interna de Endesa N°19,
Norma general de emisiones atmosféricas en las centrales
termoeléctricas de Endesa en Chile)
7. Medidas de corrección para la contaminación atmosférica
8. Algunas formas de disminuir la contaminación atmosférica a nivel
doméstico
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Emisiones Atmosféricas
Atmosféricas
Las actividades de construcción y operación
de centrales generadoras de energía
termoeléctrica, producen emisiones a la
atmósfera.
A continuación se exponen algunas
definiciones referidas a las emisiones
atmosféricas, su problemática ambiental
asociada, tipos y fuentes de emisiones,
legislación ambiental aplicable y su adecuada
gestión.
3
1. Introducción: Emisiones Atmosféricas
Las actividades de construcción y operación de centrales generadoras de energía
termoeléctrica, producen emisiones a la atmósfera.
A continuación se exponen algunas definiciones referidas a las emisiones
atmosféricas, su problemática ambiental asociada, tipos y fuentes de emisiones,
legislación ambiental aplicable y su adecuada gestión.
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Contaminación Atmosférica
Se define como la introducción en la
atmósfera, directa o indirectamente
debida a la acción humana, de
sustancias o de formas de energía
que tengan una acción nociva que
ponga en peligro la salud de las
personas, que cause daño a los
recursos biológicos o ecosistemas,
que deteriore bienes materiales o
que perjudique a las actividades
recreativas o a otros usos legítimos
del medio ambiente.
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2. Definiciones
La introducción en la atmósfera, directa o indirecta por acción humana, de
sustancias o de formas de energía que tengan una acción nociva que ponga en
peligro la salud de las personas, que cause daño a los recursos biológicos o
ecosistemas, que deteriore bienes materiales o que perjudique a las actividades
recreativas o a otros usos legítimos del medio ambiente, es la que denominaremos
como contaminación atmosférica (Fuente: Guía de Formación Ambiental de
GEMADES, página 14).
Además, en este módulo se detallan algunas de las definiciones que se relacionan
a la contaminación atmosférica, gran parte de ellas contenidas en el Glosario
Ambiental de la Guía de Formación Ambiental, elaborada por la Gerencia de
Medio Ambiente y Desarrollo Sustentable de Endesa Chile – GEMADES. Dicho
documento técnico, ya publicado y distribuido en papel, también se encuentra
disponible como archivo magnético en la intranet de Endesa Chile. Se definen
además los conceptos de Contaminante atmosférico, Combustión, Combustibles,
Emisión, Inmisión, Fuente, Atmósfera, Aire.
Foto:
Central Termoeléctrica Bocamina – Febrero de 2001
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Contaminante Atmosférico
§ Sustancias gaseosas o
en fase de vapor, que
también pueden
presentarse en forma
de partículas sólidas o
líquidas de pequeñas
dimensiones, llamados
“aerosoles” o material
particulado.
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Las sustancias contaminantes que son emitidas a la atmósfera corresponden a
sustancias gaseosas o en fase de vapor, como por ejemplo el monóxido de
carbono (CO), óxidos de azufre (SOx), dióxido de carbono (CO2) y óxidos de
nitrógeno (NOx ). También pueden encontrarse en la atmósfera partículas sólidas
o líquidas de muy pequeñas dimensiones, frecuentemente bajo la forma genérica
de “aerosoles” o material particulado.
Por su propia naturaleza o por su concentración, numerosos contaminantes son
altamente tóxicos y de grave incidencia sobre los seres vivos o el patrimonio de
las personas.
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Combustión
Combustión
§ Reacción química rápida en la cual un material orgánico
se combina con oxígeno desprendiendo calor. Para que
exista combustión se requiere un combustible y un
comburente, ejemplos:
-
Combustible:
petróleo
natural, carbón, etc.; y
Comburente: oxígeno.
diesel,
gas
7
En una central termoeléctrica se obtiene energía eléctrica a partir de un
combustible fósil, para la obtención de gases calientes.
El proceso de combustión se realiza en una caldera y, por lo tanto, es allí donde
se producen los contaminantes, variando su naturaleza en función del tipo de
combustible y las condiciones de combustión.
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Combustible
Combustible
§ Sustancia sólida, líquida o gaseosa empleada en producir calor
útil por medio de combustión. La composición de un
combustible cualquiera es carbono, hidrógeno, azufre,
nitrógeno, oxígeno y agua.
Los principales combustibles
termoeléctricas son:
CARBÓN
GAS NATURAL
utilizados
en
las
DIESEL
centrales
8
La composición de un combustible cualquiera, por orden de importancia de peso es la
siguiente: carbono, hidrógeno, azufre, nitrógeno, oxígeno y agua. Su composición, tiene
una influencia directa en la formación de los contaminantes, por ejemplo la formación de
SO 2 es función directa del contenido de azufre en el combustible.
Las condiciones de combustión, es decir temperatura y cantidad de oxigeno, también
influyen en la formación de contaminantes, por ejemplo la cantidad de NOx producidos
durante la combustión es función de las condiciones en que dicho proceso se realice.
Los combustibles más comúnmente utilizados para la generación de electricidad son:
carbón, petróleo y gas natural. De éstos, el gas natural es el combustible menos
contaminante. Por el contrario, el carbón y el petróleo pueden variar su calidad
sensiblemente y en función de su calidad, generarán más o menos cenizas y azufre.
Los diferentes compuestos de un combustible, durante el proceso de combustión,
generan los siguientes contaminantes:
Azufre + Aire
Nitrógeno + Aire
Carbono + Aire
SO2 + SO3
NO2 + NO à (NO X)
CO + CO2
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Proceso de combustión en una central termoeléctrica
CALOR (CONTAMINACIÓN TÉRMICA)
COMBUSTIBLE
CALDERA
GASES Y PARTÍCULAS (CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA)
CENIZAS (RESIDUOS SÓLIDOS) *
TURBINA
GENERADOR
ENERGÍA
*
Las cenizas se generan sólo en el caso de las centrales que usan carbón como
9
combustible.
En una central térmica alimentada con combustibles fósiles (carbón, 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 combustión ideal de un compuesto constituido sólo por carbono e hidrógeno, quemado
con un adecuado volumen de aire y sin reacciones secundarias, únicamente produciría
dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua (H 2O), 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 (residuos).
Desde el punto de vista ambiental, los residuos generados en una central térmica pueden
ser gaseosos, líquidos, sólidos y otras formas de contaminación (calor residual, ruidos).
Los principales contaminantes emitidos al aire son: SO x, NOx , material particulado, CO,
CO 2, y compuestos orgánicos.
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Otras definiciones asociadas a la contaminación
atmosférica
ü FUENTE EMISORA: cualquier proceso o actividad que libera un gas de
invernadero, un aerosol o un precursor de un gas de invernadero en la
atmósfera.
ü ATM ÓSFERA: envoltura gaseosa que rodea la Tierra y
est á constituida por aire.
ü AIRE: mezcla gaseosa presente en la atmósfera terrestre, cuya composición
aproximada en volumen es:
§ Nitrógeno;
§ Oxígeno;
§ Argón;
§ Dióxido de carbono; y
§ cantidades mínimas de vapor de agua y otras sustancias.
Fuente: Sitio web de CONAMA (www.conama.cl)
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Emisión e Inmisión
EMISIÓN: descarga directa o indirecta a
la atmósfera de gases o partículas por
una chimenea o ducto o punto de
descarga.
Hay dos tipos de emisiones:
§ Primarias; y
§ Secundarias.
INMISIÓN:
compuestos
atmósfera.
permanencia
de
de
emisiones
en
los
la
11
La emisión se expresa en unidad de peso de contaminantes por unidad de
tiempo.Existen dos tipos de emisiones:
•
Primarias: se producen por el lanzamiento directo de contaminantes a la
atmósfera. Se emiten a través de:
- Focos Localizados: fijos (centrales termoeléctricas) y móviles.
- Focos Difusos: bosques, mares.
•
Secundarias: se producen a partir de contaminantes presentes en la atmósfera,
como resultado de reacciones fotoquímicas.
La suma de las inmisiones en un intervalo de tiempo da una concentración de
contaminantes atmosféricos. La inmisión se expresa en unidad de peso de
contaminantes por unidad de volumen de aire.
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FUENTES
RECEPTORES
ATMÓSFERA
DIFUSIÓN
INMISIÓN
EMISIÓN
12
•
Nivel de Emisión: cantidad de un contaminante vertido a la atmósfera en
una unidad de tiempo (kg/h) o por volumen de gas (µg/Nm3). Las fuentes
emisoras pueden ser de tipo artificial o natural (erupciones volcánicas,
grandes incendios, etc.). Dentro de las artificiales están las fuentes móviles
(combustión de motores) y las fijas (producción de energía calórica,
mecánica, etc.).
•
Nivel de Inmisión o calidad del aire: cantidad de contaminantes
atmosféricos, medida en unidad de peso por unidad de volumen (µg/Nm3).
Los receptores que resultan más perjudicados con la inmisión son los seres
vivos, ya que inhalan dichos contaminantes, como son por ejemplo las
plantas, animales y seres humanos más próximos.
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Fuentes contaminantes
Ø Erupciones volcánicas
Ø Incendios forestales
Ø Viento
NATURALES
Ø Reacciones biológicas
Ø Procesos de combustión
Ø Procesos industriales
ARTIFICIALES
Ø Calefacciones
Ø Tráfico
Ø Extracciones mineras
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El origen de los contaminantes atmosféricos puede ser natural o resultante de muy
diversas actividades humanas (tráfico, industrias, actividades mineras, etc.). En muchos
casos, las emisiones naturales superan a las antropogénicas, lo que ocurre es que estas
últimas toman mayor importancia al producirse en áreas reducidas y en concentraciones
importantes.
Las fuentes de contaminación naturales son:
•
•
•
•
Erupciones volcánicas;
Incendios forestales;
Viento (arrastra polvo y otras partículas); y
Fermentaciones y otras reacciones biológicas.
Algunas de las fuentes de contaminación artificiales son:
•
•
•
•
Procesos de combustión como centrales térmicas, servicios de transporte,
incineración de residuos, etc;
Procesos industriales como petroquímicas, refinerías, industrias químicas, fundiciones,
etc;
Calefacciones domésticas y movimiento de vehículos y
Extracciones mineras.
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Tipos de contaminantes atmosféricos
Contaminante
Dióxido de azufre (SO2).
Partículas en suspensión.
Principales fuentes artificiales
Instalaciones generadoras de calor y
electricidad que usan petróleo o carbón con
sulfuros, plantas de ácido sulfúrico, etc.
Gases de escape de motores, procesos
industriales, incineración de residuos,
generación de calor y electricidad, reacción
de gases contaminantes en la atmósfera.
Oxidos de nitrógeno (NO, NO2).
Gases de escape de vehículos de motor,
fundiciones de plomo; fábricas de baterías.
Oxidantes fotoquímicos: ozono (O3), nitrato
peroxiacetílico (PAN) y aldehídos.
Se forman en la atmósfera como reacción a
los óxidos de nitrógenos, hidrocarburos y luz
solar.
Gases de escape de vehículos de motor;
evaporación de disolventes; procesos
industriales, eliminación de residuos sólidos,
combustión de combustibles.
Hidrocarburos no metálicos (incluye etano,
etileno, propano, butanos, pentanos,
acetileno).
Dióxido de carbono (CO2 ).
Todas las fuentes de combustión.
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FUENTE: www.icarito.cl
3. Tipos de contaminantes atmosféricos
Las sustancias contaminantes más comunes son:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Monóxido de carbono (CO);
Dióxido de carbono (CO2);
Óxidos de nitrógeno (NO x );
Óxidos de azufre (SOx );
Partículas;
Compuestos orgánicos;
Hidrocarburos;
Halógenos : cloro, flúor, bromo, etc;
Ozono; y
Metales pesados: plomo, cadmio, cromo, manganeso, etc.
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Tipos de emisiones (1)
Las emisiones reaccionan con la luz solar,
produciéndose gases tóxicos no inflamables:
NO2 + LUZ SOLAR
NO +
O
+
O2
O3
15
3.1
Óxidos de nitrógeno
En el caso de las centrales térmicas, los contaminantes principales son el SO 2, NO x y las partículas
en suspensión.
Entre los óxidos de nitrógeno representados como NO x , los más importantes son el NO y el NO 2.
El NO es un gas incoloro, inodoro, no inflamable y poco soluble. El NO 2, es un gas pardo-rojizo, no
inflamable, insoluble en agua, tóxico y de olor muy asfixiante.
La mayoría de los (NOx ) generados por actividades humanas se producen por la oxidación de
nitrógeno atmosférico presente en los procesos de combustión a altas temperaturas.
El
contaminante generado en forma primaria es mayoritariamente NO* , parte del cual rápidamente se
oxida a NO2 en un proceso fotoquímico, mediante una serie de reacciones en presencia de la luz
solar.
Ambos óxidos liberados a la atmósfera, participan activamente en un conjunto de reacciones
fotoquímicas que recae en la formación de contaminantes secundarios, como por ejemplo el ozono
troposférico (O3). El O3 troposférico causa efectos sobre la salud de la población, tales como tos,
dolor de cabeza, irritación ocular, nasal y buco-faríngea, entre otros.
Uno de los problemas ambientales asociados a los óxidos de nitrógeno es la lluvia ácida.
Fuente: Sitio web de CONAMA (www.conama.cl)
*
Sólo entre el 1 y 10% de los óxidos de nitrógeno producidos en un proceso de combustión de NO2, el resto es NO.
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Tipos de emisiones (2)
SOx
Se produce en
combustión de
combustibles que
contienen
AZUFRE.
Gas de olor acre, irritante
a concentraciones > 3 ppm.
16
3.2
Óxidos de azufre
Dentro de los óxidos de azufre (SOx), el dióxido de azufre (SO2) y el trióxido de azufre (SO 3 ) son
los más importantes, que se generan de la combustión del azufre contenido en los combustibles
fósiles (petróleos combustibles, gasolina, petróleo diesel, carbón, etc.), de la fundición de minerales
que contienen azufre y de otros procesos industriales.
En el caso de las centrales térmicas, este gas se emite por la combustión de carbones o
combustibles líquidos con altos contenidos en azufre.
Dentro de las características generales del SO2 están que es un gas incoloro, no inflamable y de
olor sofocante. Durante su proceso de oxidación en la atmósfera, este gas forma sulfatos, es decir,
sales que pueden ser transportadas en el material particulado respirable (PM10) y que en
presencia de humedad forman ácidos. Luego, estos ácidos son una parte importante del material
particulado secundario fino (PM2,5).
El efecto ambiental principal de los SO x es que son precursores de la lluvia ácida.
Fuentes:
- Sitio web de la CONAMA (www.conama.cl); y
- Guía de Formación Ambiental de Endesa.
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Tipos de emisiones (3)
Partículas en suspensión
PM 2,5 (diámetro < 2 , 5 µm)
Partículas Sedimentables
PM10 (diámetro < 10 µm)
17
3.3
Material particulado
El material particulado se ha clasificado de acuerdo a dos tamaños:
•
PM10: es aquel con partículas sólidas o líquidas de un tamaño entre 0,01 y 10 micrómetros y
que en su mayoría poseen un pH básico, producto de la combustión no controlada. Dichas
partículas se mantienen suspendidas en la atmósfera, a lo menos por varias horas.
•
PM2,5: agrupa partículas generalmente ácidas, que contienen hollín y otros deri vados de las
emisiones vehiculares e industriales, y corresponde a la fracción más pequeña y agresiva,
debido a que éstas son respirables en un 100% y por ello se alojan en bronquios, bronquiolos y
alvéolos.
Los efectos de las partículas en suspensión son:
-
Dispersión y absorción de la luz;
Problemas respiratorios. Las partículas de menor tamaño se alojan en los alvéolos
pulmonares; y
Vehículos de otros contaminantes.
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Tipos de emisiones (4)
Metano
(CH4)
Combustión
incompleta
CO
Monóxido
de carbono
Materia Orgánica
Fuente natural de CO
Fuente artificial de CO
18
3.4
Monóxido de carbono
El monóxido de carbono (CO) es un gas tóxico, incoloro, inodoro, insípido y poco soluble en agua.
Su fuente de producción natural más importante es la oxidación del metano (CH4) procedente de la
degradación de materia orgánica.
Entre las fuentes artificiales, las más importantes son la combustión incompleta del carbono
(motores mal ajustados), la reacción a elevada temperatura entre el CO2 y materiales que
contienen carbono y la disociación del CO2 a alta temperatura.
La producción de CO natural es aproximadamente diez veces superior a la producción de CO
antropogénico.
El CO es precursor del ozono troposférico.
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Tipos de emisiones (5)
Respiración de los
seres vivos
CO2
Combustión
completa
Dióxido de
carbono
Fuente natural de CO2
Fuente artificial de CO2
19
3.5
Dióxido de carbono
Es un gas incoloro e inodoro que se encuentra naturalmente en la atmósfera.
producción natural más importante es la respiración de los seres vivos.
La fuente de
En cuanto a las fuentes artificiales, es el producto de los procesos de combustión total de materias
con compuestos de carbono.
El CO 2 legalmente no es un contaminante en Chile, pero es uno de los principales gases que
provoca el efecto invernadero en el planeta.
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Problemática de la contaminación
atmosférica
Lluvia ácida
Contaminantes
atmosféricos
producen
Deterioro de materiales.
Acidificación de suelos
y plantas.
Destrucción de la
capa de ozono
Debilitación de plantas
y defoliación.
Efecto invernadero
Efecto en la salud
de las personas
Afecciones
en
el
aparato respiratorio e
irritación de mucosas.
20
4. Problemática de la contaminación atmosférica
Lo importante es recalcar los efectos que producen los contaminantes
atmosféricos sobre los seres vivos o el patrimonio humano. Algunos de éstos
producen lluvia ácida, destrucción de la capa de ozono u ocasionan el efecto
invernadero.
En los seres vivos provoca dificultades respiratorias a las personas, debilitamiento
y defoliación en la vegetación.
Respecto al patrimonio humano, se produce deterioro en los materiales de
construcción, y acidificación de suelos y plantas.
A continuación se expondrán resumidamente en qué consisten los procesos del
efecto invernadero, lluvia ácida y destrucción de la capa de ozono.
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1.
Proceso de formación de lluvia ácida
ácida
NOX + H 2O
SOX + H2 O
HNO3
H2SO4
ATMÓSFERA
NOX SOX
Cambio del pH natural 21
4.1 Lluvia ácida
Es la acidificación de la precipitación causada por la presencia de óxidos de azufre
y de nitrógeno en la atmósfera, los que al combinarse con la lluvia forman ácidos
de azufre y nitrógeno. En zonas afectadas por la presencia de estos óxidos el pH
de la lluvia puede llegar a 2,5.
El tránsito motorizado, las calefacciones y las actividades industriales producen
óxidos de nitrógeno y de azufre que se transforman en ácido nítrico y ácido
sulfúrico en pres encia de la humedad atmosférica.
La contaminación ácida de la atmósfera vuelve a la tierra por medio de la lluvia,
produciendo efectos sobre los suelos y las aguas superficiales, modificando el pH
natural del medio. También afecta a los acuíferos, por filtraciones que, al disolver
ciertos componentes de los terrenos, alteran sensiblemente la calidad de las
aguas subterráneas.
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2
2..
Efecto invernadero
Capa de CO2
Radiación infrarroja
que se acumula en
la Tierra.
RADIACIÓN
SOLAR
T°C
22
4.2 Efecto invernadero
Calentamiento de la tropósfera (capa inferior de la atmósfera) a raíz del
incremento de la concentración de CO2 en la atmósfera, lo que impide el paso de
la radiación infrarroja reflejada desde la superficie terrestre.
La utilización intensiva de combustibles fósiles provoca incrementos en la
concentración del CO2 atmosférico, lo cual podría alterar la temperatura del
planeta, debido a que el CO2 deja pasar libremente la radiación solar (con longitud
de onda corta), pero no la radiación infrarroja (con longitud de onda larga)
reflejada desde la Tierra. El efecto neto es que a mayor concentración de CO2 ,
mayor cantidad de radiación infrarroja queda atrapada en forma de calor.
Los gases de efecto invernadero más importantes son CO2, CH4 (metano), CFCs
(clorofluorocarbonos), O3 y NO.
Los efectos fundamentales del efecto invernadero son: calentamiento global de la
Tierra y subida del nivel del mar.
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3.
Efectos sobre la capa de ozono
CFC
Estratósfera
(O3)
Las sustancias gaseosas que mediante
reacciones químicas desencadenan la
destrucció n
del
ozono,
son
principalmente los Clorofluorocarbonos
(CFCs), contenidos en sistemas de
refrigeración, extintores, aparatos de
aire acondicionado, sprays, además de
otros compuestos del cloro.
rayos UV
Capas de la atmósfera
CFC + O3 ..............> ClO + O
ClO + O .............. > ClO2
23
4.3 Los Freones y sus efectos
•
Estos compuestos gaseosos elaborados por el hombre, se conocen como Clorofluorocarbonos
(CFC) o Freones, fueron sintetizados a partir de 1932, en respuesta a la necesidad de
compuestos inocuos, inodoros, no inflamables ni corrosivos y baratos. Tiempo más tarde
fueron empleados como gases propulsantes (aerosoles), puesto que no modifican el color, olor
y sabor de los productos contenidos en el recipiente.
•
Son compuestos gaseosos formados por cloro, flúor y carbono. Por sus propiedades (por
ejemplo su punto de ebullición es inferior a 0º C) y su precio, resultan extremadamente útiles
para diversas aplicaciones industriales.
•
En 1973 se descubrió que las moléculas de estas sustancias y otras similares, al ser
descartadas en el aire, se van acumulando sin descomponerse y migra lentamente a la
atmósfera superior, donde por acción de la radiación solar se descomponen y liberan átomos
de cloro (Cl). A su vez, los átomos de cloro atacan a las moléculas de oxigeno. Por supuesto,
la desaparición de moléculas de ozono provoca una reducción del “espesor” de la capa
protectora de ozono (O3) y disminuya así su efecto filtrante y de retención de radiaciones
ultravioleta.
•
Para no perjudicar la capa de ozono, ya se están usando como gases refrigerantes, en vez de
freones o sustancias similares dañinas, otros compuestos orgánicos y se está ensayando
también el uso de mezclas de los hidrocarburos propano y butano.
•
No debe confundirse la capa de ozono y su acción, con el ozono troposférico, o sea el
generado a nivel de la superficie terrestre por la combustión de motores catalíticos, al que se
considera actualmente como un contaminante que contribuye al efecto de invernadero,
consecuentemente, al calentamiento global.
Fuente: Sitio web www.todoambiente.com
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Impactos generados en Centrales Termoeléctricas
§ Generación de calor;
§ Emisión de productos
contaminantes a la atmósfera; y
§ Generación de ruido.
24
Desde el punto de vista ambiental, los impactos que pueden generar las centrales
termoeléctricas, están asociados a la emisión de contaminantes en diversos
estados. A continuación se detallan los contaminantes emitidos que pueden
causar impacto sobre el componente aire:
-
Calor residual. Emitido directamente a la atmósfera desde la caldera, dado el
proceso de combustión del carbón;
-
Sólidos. Situación que sólo ocurre en las centrales que utilizan carbón como
combustible principal, emitiendo material particulado a la atmósfera
proveniente de las ceniz as excedentes de la producción de energía eléctrica; y
-
Gaseosos. Referidos a contaminantes tóxicos para el ser humano o que
pueden causar deterioros ambientales de diversa consideración y alcance.
Al determinar estos potenciales impactos es posible evitar o prevenir la ocurrencia
de los efectos ya mencionados, tanto los referidos al ambiente natural (lluvia
ácida, destrucción de la capa de ozono, efecto invernadero, etc.), como a la
población (efectos adversos en la salud de las personas).
Foto: Chimenea de Central Termoeléctrica Bocamina
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Legislación ambiental aplicable
Los sujetos involucrados en la contaminación atmosférica son:
§ El emisor o sujeto o industria que contamina.
§ Persona o conjunto de personas que reciben.
Por lo tanto, existen normas regulatorias de emisión de
contaminantes al aire y normas de calidad del aire.
Emisor
Receptor
25
5. Legislación ambiental aplicable a emisiones atmosféricas (Norma interna
de ENDESA N°19, Norma general de emisiones atmosféricas en las
centrales termoeléctricas de Endesa en Chile.)
En toda problemática asociada a la contaminación atmosférica aparecen dos sujetos involucrados:
•
•
El emisor o sujeto que contamina; y
Persona o conjunto de personas que reciben estos contaminantes.
Este acontecimiento conllevarían a una serie de disputas entre estas dos partes sino fuera por la
existencia de una máxima autoridad que regule las materias atmosféricas, entre otras.
En Chile esta autoridad que exige el cumplimiento de la normativa ambiental aplicable a esta
materia, es el Ministerio de Salud, del cual dependen las 29 reparticiones públicas llamadas
Servicios de Salud, del Sistema Nacional de Servicios de Salud. Por ejemplo, el Servicio de Salud
Metropolitano del Ambiente (SESMA) controla y evalúa los agentes contaminantes y fuentes
emisoras, a objeto de prevenir sus efectos en la salud de la población y el medio ambiente. El
estudio de los índices de calidad del aire los ejecuta mediante:
•
•
El control de los parámetros en 8 estaciones fijas de estudio que forman parte de la red de
monitoreo del sistema de pronóstico ambiental (Red Macam), ubicadas en distintos puntos de
la Región Metropolitana; y
Con la utilización de dos estaciones móviles que fueron donadas para realizar mediciones en
zonas específicas, con fines de investigación y res paldo de las estaciones monitoras.
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Legislación ambiental aplicable:
Norma interna Endesa N° 19
La Norma General N° 19
“Emisiones atmosféricas en las
centrales termoeléctricas” de
ENDESA Chile, tiene por objeto
establecer y mantener un
registro de emisiones en todas
las
operaciones
de
las
centrales termoeléctricas.
26
La Norma General N° 19, tiene por objeto establecer y mantener un sistema de
registros en tiempo real de sus emisiones en todas las operaciones de las
centrales termoeléctricas.
Su objetivo es facilitar la verificación del cumplimiento de las normas ambientales
aplicables y adoptar las medidas que correspondan para evitar sobrepasar los
límites máximos permitidos por la Autoridad Ambiental.
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Legislación ambiental aplicable:
Norma interna Endesa N° 19
25
Los sistemas de registro a los que se refiere la Norma General, consisten en la
presentación de los resultados mensuales de las emisiones de material particulado
y de gases correspondientes a un año calendario, los cuales deberán ser
registrados utilizando una planilla Excel, tal como lo señala el Anexo 4 de la
Norma.
Mediante este registro, se logra conocer en forma periódica las concentraciones
de contaminantes que emite cada central termoeléctrica de Endesa Chile, de
manera de aplicar las medidas de control, prevención y mitigación de los impactos
causados a la atmósfera.
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Legislación ambiental aplicable:
Norma interna Endesa N° 19
Además, la Norma:
- Define los conceptos básicos;
- Establece los principales contaminantes
generados en las centrales termoeléctricas;
- Señala la legislación ambiental aplicable;
- Establece responsabilidades de aplicación
de la Norma; y
- Detalla las medidas en cuanto a la gestión
de emisiones atmosféricas para todas las
centrales termoeléctricas.
28
Esta Norma define algunos conceptos básicos respecto a emisiones atmosféricas,
establece los principales contaminantes generados en las centrales
termoeléctricas y señala la legislación ambiental aplicable.
Además establece que las responsabilidades de aplicar esta Norma es de toda
instalación de generación termoeléctrica de Endesa en Chile que genere
emisiones atmosféricas y que, dentro de cada instalación, es el Jefe de la Central
el responsable de dicho cumplimiento. También, detalla las medidas en cuanto a
gestión de las emisiones atmosféricas para todas las centrales termoeléctricas.
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Legislación ambiental aplicable:
Norma interna Endesa N° 19
Decreto Supremo
Ministerio de Salud.
144/61
del
Establece
normas
para
evitar
emanaciones de gases, vapores,
humos,
polvo
emanaciones
a
contaminantes de cualquier naturaleza.
Decreto Supremo Nº 185/91 del
Ministerio de Minería.
Reglamento sobre el funcionamiento de
establecimientos emisores de anhídrido
sulfuroso de concentración media
aritm ética diaria en todo el territorio de
la República.
Unidad de monitoreo atmosférico
29
La legislación ambiental aplicable en las centrales termoeléctricas de ENDESA-Chile, y que se
mencionan en la Norma Nº 19, son las siguientes:
• Decreto Supremo 144/61 del Ministerio de Salud.
Establece normas para evitar emanaciones de gases, vapores, humos, polvo emanaciones a
contaminantes de cualquier naturaleza.
• Decreto Supremo Nº 185/91 del Ministerio de Minería.
Reglamenta el funcionamiento de establecimientos emisores de anhídrido sulfuroso.
Establece los siguientes límites para la norma de calidad del aire del SO 2:
-
365 µg/Nm3 como concentración media aritmética de 24 horas consecutivas
3
80 µg/Nm como media aritmética anual.
Para mayores detalles, revisar las fichas de descripción de cada normativa y los textos respectivos
en la Biblioteca de Medio Ambiente de Endesa Chile, que se mantiene actualizada en la Intranet de
Enersis: Aplic. de Gestión / Dir. de Medio Ambiente / Biblioteca Intranet DMA.
Página 29 de 37
Legislación ambiental aplicable:
Norma interna Endesa N° 19
Decreto Supremo
Ministerio SEGPRES.
N°
59/98
del
Norma de calidad primaria para material
particulado respirable (PM10).
Resolución N° 1.215/78 del Delegado
de la Junta de Gobierno ante el ex
Servicio Nacional de Salud.
Normas sanitarias mínimas destinadas a
prevenir y controlar la contaminación
atmosf érica,
Unidad de monitoreo atmosférico
30
• Decreto Supremo N° 59/98 del Ministerio SEGPRES.
Norma de calidad primaria para material particulado respirable (PM10), manteniendo el límite
permisible para concentración media aritmética diaria que establece el D.S. Nº185/91del Ministerio
3
de Minería (150 µg/Nm ).
•
Resolución N° 1.215/78 del Delegado de la Junta de Gobierno ante el ex Servicio
Nacional de Salud.
Normas sanitarias mínimas destinadas a prevenir y controlar la contaminación atmosférica, como
por ejemplo las siguientes concentraciones medias aritméticas:
-
3
3
-
CO: 10.000 µg/Nm diaria, máximo 8 horas consecutivas; y 40.000 µg/Nm de una hora, sin
sobrepasarla más de una vez por año;
3
O3: 160 µg/Nm de una hora, sin sobrepasarla más de una vez por año; y
-
NO2: 100 µg/Nm anual.
3
Sin perjuicio de ello. Se debe mencionar que los decretos supremos N° 112/02, 113/02, 114/02 y
115/02 del Ministerio Secretaría General de la Presidencia, establecen las nuevas normas de
calidad del aire para ozono, dióxido de azufre, dióxido de nitrógeno y monóxido de carbono,
respectivamente. Los límites máximos que establecen dichos decretos, así como los niveles que
constituyen situaciones de emergencia ambiental, se aplicará a partir del 1° de octubre de 2005
para monóxido de carbono y el 1° de abril de 2006 para ozono, dióxido de azufre y dióxido de
nitrógeno. Mientras tanto, rigen los límites máximos establecidos en el D.S. N° 185/91 del
Ministerio de minería y la Resolución 1.215/78 del Ministerio de Salud.
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Gestión de las emisiones atmosféricas
La Norma General Nº 19 de Endesa exige que cada
instalación termoeléctrica de la empresa en Chile, deberá:
Determinar la emisión de los gases contaminantes y del
material particulado respirable (PM10), según RCA del
proyecto o por una norma específica equivalente, o a lo
menos una vez cada tres meses.
31
6.
Gestión de las emisiones atmosféricas
Cada instalación termoeléctrica en producción de ENDESA, que emita alguno de
los contaminantes atmosféricos definidos (material particulado PM, óxido de azufre
SOx, óxido de nitrógeno NO x y monóxido CO y dióxido de carbono CO 2) deberá
cumplir con las medidas señaladas:
•
Determinar la emisión de los gases contaminantes que le correspondan, en
relación al combustible utilizado, de acuerdo a lo establecido por la Autoridad
Ambiental en la Resolución de Calificación Ambiental (RCA) del proyecto o por
una norma específica equivalente. En todo caso, si lo anterior no fuera
aplicable, deberá medir la emisión de dichos gases a lo menos una vez cada
tres meses; y
•
Determinar la emisión del material particulado respirable (PM10), en caso de
utilizar carbón o petróleo como combustible, de acuerdo con lo establecido por
la Autoridad Ambiental en la RCA del proyecto, o por una norma específica
equivalente. En todo caso, si lo anterior no fuera aplicable, deberá medir la
emisión de dichos gases a lo menos una vez cada tres meses.
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Gestión de las emisiones atmosféricas
Determinar emisiones de O2 y de CO2 junto a los gases
contaminantes y el material particulado respirable;
Utilizar el muestreo isocinético;
Informar las emisiones anuales, durante el primer mes
del año siguiente al registrado;
Realizar mediciones bajo condiciones de operación
representativas; y
Comparar la emisión de cada central con un valor de
emisión de referencia.
32
•
•
•
•
•
Determinar las emisiones de O2 y de CO2 conjuntamente con la medición de los gases
contaminantes y el material particulado respirable;
Utilizar el muestreo isocinético de acuerdo a la metodología de medición establecida
en la Norma N°19;
Informar a la Gerencia de Explotación Chile y a la Gerencia de Medio Ambiente y
Desarrollo Sostenible (GEMADES), durante el primer mes del año siguiente al
registrado, el total de sus emisiones anuales (en kg/año y kg/kWh);
Realizar las mediciones bajo condiciones de operación representativas para cada mes
que se informa, es decir, con una carga mayor al 75% de la potencia nominal; y
Comparar la emisión de cada central con un valor de emisión de referencia. Se
entiende como emisión de referencia - a falta de una normativa oficial – las informadas
en los respectivos Estudios o Declaraciones de Impacto Ambiental, o aquellas
derivadas de compromisos asumidos posteriormente con la Autoridad Ambiental.
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Gestión de las emisiones atmosféricas
Medidas de gestión ambiental
exigidas en la Norma Nº 19 de
Endesa Chile, al sobrepasar las
normas de emisión:
Las centrales que superen sus
valores de emisión establecidos
como referencia, deberán:
ü
ü
ü
la
Investigar causas;
Informar causas; e
Informar medidas para controlar
emisión.
¡¿?!
33
Las centrales que superen sus valores de emisión establecidos como referencia,
deberán investigar las causas que produjeron tal situación e informar a la Gerencia
de Explotación Chile y a GEMADES, dentro de los cinco días hábiles siguientes al
término del mes o de recepción del informe del monitoreo, de las causas que
ocasionaron dicha superación de los valores, así como las medidas operacionales
tomadas para controlar la emisión.
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Medidas de corrección para la
contaminación atmosférica
Para corregir la contaminación atmosférica existen dos
tipos de medidas generales:
ü Medidas de prevención o minimización; y
ü Medidas de depuración.
A continuación, se grafican las alternativas de medidas
que se pueden adoptar en una central termoeléctrica,
para reducir la emisión de contaminantes aéreos
asociados a su sistema productivo:
34
7. Medidas de corrección para la contaminación atmosférica
Para la corrección de la contaminación atmosférica, cabe destacar dos tipos de
medidas a emplear:
•
•
Medidas de prevención o minimización; y
Medidas de depuración.
Es importante saber que las medidas de minimización pretenden eliminar el
problema antes de que se produzca. Por el contrario, las medidas de depuración
actúan una vez planteado el problema, reteniendo los contaminantes que existen
en las corrientes gaseosas.
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1. Medidas de Minimización
1.
Empleo de carbones con
bajo
contenido
de
azufre; o
2.
Empleo de gas natural
como combustible.
Parque de carbón
7.1
3.
Aumento de la eficacia de la combustión; y
4.
Sistemas de combustión en lecho fluidizado.
Central Térmica
35
Medidas de minimización
Muchas de las medidas que permiten minimizar las emisiones de contaminantes a la
atmósfera están relacionadas con la modificación del tipo de combustibles, características
en las que se ejecuta la combustión. Algunas medidas de prevención o minimización son:
• Empleo de combustibles con bajo contenido en azufre y cenizas;
• Empleo de gas natural como combustible. Este tipo de combustible presenta unas
características que lo definen como limpio, debido fundamentalmente a su bajo
contenido en azufre; y
• Sistemas de combustión en lecho fluidizado.
Este tipo de sistemas consiste en introducir el carbón finamente molido en un lecho
granular (constituido por caliza o dolomita) junto a las cenizas de otros procesos de
combustión. Una vez iniciada la combustión del carbón molido, la mayor parte del dióxido
de azufre producido en este proceso reacciona con el lecho para formar sulfato cálcico.
Al finalizar la combustión, tanto las cenizas como el sulfato cálcico son retirados.
Las ventajas que presenta este sistema son: disminución de las emisiones de SO2 y NOx .
ü Incremento de la eficacia de la combustión. Para ello se añade al combustible o al
aire, óxido de magnesio;
ü Empleo de medidas primarias en la combustión para la reducción de la producción
de NOx ; y
ü Uso de quemadores específicos de baja producción de NO x .
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2. Medidas de Depuración
RESTO DEL
PROCESO
2. Depuración
de
los
gases de combustión
mediante
aliminación
de:
1. Lavado de combustible
Caldera
•
Partículas; y
•
Gases contaminantes.
Productos de combustión
Transportadores
Parque de carbón
Escorias
Chimenea
36
Molino
7.2
Medidas de depuración
Los sistemas correctores o depuradores de la contaminación atmosférica se clasifican según
actúen sobre:
a)
El combustible.
Una de las técnicas que se emplea para eliminar o disminuir el contenido de azufre en el
combustible es su lavado.
b)
Los gases.
Otra forma de disminuir la incidencia de la contaminación, es actuar sobre el contaminante una vez
formado el gas en la caldera. Un ejemplo de este método es el multiciclón, dispositivo que se
emplea en la eliminación de partículas. Se basa en hacer girar el gas en un ciclón y aprovechar la
fuerza centrífuga para eliminar las partículas. Las partículas por el efecto centrífugo tienden a
moverse hacia las paredes del ciclón, rozan con éstas y pierden velocidad cayendo por gravedad al
fondo. Luego son recogidas en contenedores para su eliminación.
Otros sistemas de depuración de gases son: electrofiltros, separadores gravimétricos, filtro de
mangas y sistemas Venturi-Multiventuri, todos ellos separadores de las partículas contenidas en
los gases.
Otro tipo de sistemas son aquellos que separan los gases contaminantes (SO2, NOx, Cl2, etc.) del
resto de la corriente gaseosa, fundamentalmente por medio de la absorción de estos gases
contaminantes en un líquido (proceso de absorción) o la adsorción de los gases en un sólido
(proceso de adsorción). También, se puede recurrir a la combustión de los contaminantes
existentes en una emisión gaseosa.
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Algunas formas de disminuir la contaminación
atmosférica a nivel doméstico
ü Ahorrar y usar racionalmente la energía, es decir:
Electricidad
Calefacción
Agua caliente
37
8. Algunas formas de disminuir la contaminación atmosférica a nivel
doméstico
ü
Ahorrar y usar racionalmente la energía:
•
•
•
Electricidad: Utilizar ampolletas y aparatos de bajo consumo, aprovechar al
máximo la luz natural, emplear temporizadores para el alumbrado en lugares
públicos, no dejar las luces ni los electrodomésticos encendidos;
Calefacción: Aislar convenientemente los edificios, ajustar la temperatura e
instalar termostatos, evitar las calderas de carbón y petróleo diesel; y
Agua caliente: Evitar su derroche y temperatura excesiva.
ü
Utilizar transportes públicos o menos contaminantes;
ü
Emplear combustible sin plomo y catalizadores en los automóviles;
ü
Instalar sistemas de energía no contaminante en comunidades de vecinos;
ü
Usar tecnologías limpias y sistemas de depuración y minimización de
emisiones gaseosas; etc.
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X ü
38