Las Centrales Termoeléctricas, durante su funcionamiento normal emiten diferentes sustancias tóxicas contaminantes a la atmósfera, en mayor o menor magnitud en dependencia del combustible utilizado y de la tecnología empleada en la generación de electricidad. Entre las sustancias tóxicas contaminantes se incluyen principalmente: el dióxido de azufre (SO2), los óxidos de nitrógeno (NOx), el material particulado (MP), aldehidos, monóxido de carbono (CO) e hidrocarburos (HC). Además, las emisiones pueden contener elementos menores presentes en el combustible utilizado. En la atmósfera, las reacciones fotoquímicas pueden dar lugar a nuevos contaminantes (ácido sulfúrico, etc.). Por otra parte, la quema de combustibles fósiles libera apreciables cantidades de dióxido de carbono (CO2) que, aunque no es tóxico, juega un papel importante como gas de efecto de invernadero.
La quema de combustible es la principal fuente de contaminación atmosférica en una CTE. El petróleo y el carbón son los más dañinos desde el punto de vista ambiental por sus contenidos de azufre, hollín y otros elementos que pueden formar parte de su composición química. El gas es el mejor combustible fósil desde el punto de vista ambiental por su bajo contenido de azufre y de elementos menores y por no producir hollín cuando es quemado.
De todos los contaminantes emitidos, el SO2 y el Material Particulado (MP) se forman de manera independiente y dependen directamente del combustible; el resto de los contaminantes están íntimamente ligados entre sí, bien en sus formaciones o como precursores unos de otros.
Dióxido de Azufre (SO2). La emisión de SO2 es función directa del contenido de azufre en el combustible; el mismo se transforma durante la combustión en Oxidos de azufre, el más común de los cuales es el SO2. Prácticamente el 95 % del azufre es liberado en forma de SO2.
La emisión de SO2 representa un impacto directo sobre la calidad del aire y sobre la salud humana, especialmente teniendo en cuenta su naturaleza tóxica. Es un impacto continuo y de duración igual al de la vida útil de la Planta y constituye el mayor precursor de riesgo causado por las Termoeléctricas que emplean petróleo como combustible. Su deposición sobre el suelo o la vegetación y su absorción por los animales o el hombre pueden provocar efectos a largo plazo e irreversibles a la salud.
Material Particulado. La emisión de Material Particulado (MP) también conocido como cenizas, hollín o polvo tiene su origen en las impurezas, sílice, partículas metálicas y de carbono sin quemar que son arrastradas por los gases de combustión durante la quema de cualquier combustible fósil.
El MP se hace importante fundamentalmente en la quema de combustible sólido. En el caso del petróleo, si éste es de buena calidad y se tiene un buen control sobre la quema, las emisiones son invisibles y provocan pocos daños ambientales. En el caso del gas este problema es prácticamente inexistente.
El mayor riesgo directo de las cenizas expulsadas por las CTE es la presencia del mismo en el aire que se respira y el efecto indirecto más importante es la catalización del SO2, transformándolo en ácido sulfúrico.
Como se señaló anteriormente, a diferencia del SO2 y el MP, el resto de los contaminantes emitidos están íntimamente ligados entre sí:
Óxidos de Nitrógeno (NOx). Durante el proceso de combustión en las CTE se generan los óxidos de nitrógeno (NOx), los cuales dependen de diferentes factores entre los que están: el contenido de Nitrógeno del combustible, la temperatura de la llama, el exceso de aire, la proporción aire/combustible, las interacciones entre los quemadores, la disposición de las superficies de intercambio de calor, el contenido de Nitrógeno en el aire de combustión, etc.
Hay varios óxidos de nitrógeno, pero los más importantes desde el punto de vista ambiental son el óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2). En atmósferas contaminadas, el NO se transforma en NO2, dando lugar a una cadena de reacciones que llevan a producir oxidantes fotoquímicos.
De los óxidos de nitrógeno, sólo el NO2 representa un riesgo para el hombre y el medio ambiente, sin embargo, sus efectos son difíciles de apreciar, pues casi siempre aparece en combinación con los oxidantes fotoquímicos.
Hidrocarburos (HC) y Aldehidos. Las emisiones de HC dependen de los mismos factores enunciados para el caso de los NOx. La mayor parte de los HC emitidos por las chimeneas de las CTE no son nocivos para el ambiente. El peligro ocurre cuando reaccionan con los NOx bajo la luz solar formando oxidantes fotoquímicos. Los únicos HC
peligrosos son los hidrocarburos polinucleares aromáticos que surgen durante la quema de combustibles a bajas temperaturas.
Los aldehidos son compuestos orgánicos que se volatilizan durante la combustión y para el petróleo se estiman en el orden de 72 g/m3 de combustible.
La exposición a las sustancias tóxicas por períodos cortos de tiempo, está asociada a los riesgos de efectos reflejos (agudos, inmediatos) a la salud, como respuesta inmediata del organismo a los contaminantes, que en el caso del SO2 y el NO2 puede caracterizarse por la percepción de olores penetrantes, efectos pulmonares agudos, etc., que se manifiestan en períodos de tiempo cortos.
La exposición a las sustancias tóxicas está asociada también a los riesgos de
efectos tóxicos resortivos (a largo plazo) caracterizados por alteraciones o daños en los sistemas vitales del organismo (que pueden abarcar formas tales como, disminución de la resistencia a infecciones, incremento de la frecuencia de enfermedades alérgicas, aumento de la incidencia de tumores, etc.) por la exposición a los contaminantes durante períodos de tiempo tanto cortos, como prolongados (desde minutos u horas, hasta años).
En la Figura 7.3-1 se muestra una presentación gráfica de parte de un estudio elaborado para la Central Termoeléctrica del Mariel en la República de Cuba [78] donde se ilustran los mapas de isolíneas de concentración de SO2 + NO2 calculadas mediante el sistema CONTAM [79] para una expulsión continua con viento en el rumbo NNE. En la Figura 7.3-2 se muestran las isolíneas de concentración teniendo en cuenta la frecuencia de rumbos de viento en la región.
Figura 7.3-1
En las CTE y en las demás industrias convencionales, como se había expuesto anteriormente, la concentración de las sustancias tóxicas en el aire atmosférico del entorno y el grado y período de exposición de las personas a las mismas constituyen los factores fundamentales de riesgo a la salud tanto durante la operación normal como en caso de accidentes.
CAPÍTULO 8
GESTIÓN DE ACCIDENTES Y PREPARACIÓN PARA
EMERGENCIAS
El presente capítulo introduce brevemente los temas relacionados con los conceptos de gestión de accidentes y preparación para casos de emergencia que se utilizan en la industria nuclear y que pudieran ser aplicables a cualquier instalación industrial que entrañe riesgos para los seres humanos y el medio ambiente. Se aborda, a partir de la experiencia en el campo nuclear, la forma en que los análisis probabilistas de seguridad pueden contribuir en estos dos campos.