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Guas sobre medio ambiente, salud y seguridad
PROCESAMIENTO DE CARBN
30DEABRILDE2007 1
GRUPO DEL BANCO MUNDIAL
Guas sobre medio ambiente, salud y seguridad para
el procesamiento de carbn
Introduccin
Las Guas sobre medio ambiente, salud y seguridad son
documentos de referencia tcnica que contienen ejemplos
generales y especficos de la prctica internacional
recomendada para la industria en cuestin1.Cuando uno o ms
miembros del Grupo del Banco Mundial participan en un
proyecto, estas Guas sobre medio ambiente, salud y seguridad
se aplican con arreglo a los requisitos de sus respectivas
polticas y normas. Las presentes Guas sobre medio ambiente,
salud y seguridad para este sector de la industria deben usarse
junto con el documento que contiene las Guas generales
sobre medio ambiente, salud y seguridad, en el que se
ofrece orientacin a los usuarios respecto de cuestiones
generales sobre la materia que pueden aplicarse
potencialmente a todos los sectores industriales. Los proyectos
ms complejos podran requerir el uso de mltiples guas para
distintos sectores de la industria. Para una lista completa de
guas sobre los distintos sectores de la industria, visitar:
http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/En
vironmentalGuidelines
1Definida como el ejercicio de la aptitud profesional, la diligencia, la prudencia yla previsin que podran esperarse razonablemente de profesionales idneos ycon experiencia que realizan el mismo tipo de actividades en circunstanciasiguales o semejantes en el mbito mundial. Las circunstancias que losprofesionales idneos y con experiencia pueden encontrar al evaluar el amplioespectro de tcnicas de prevencin y control de la contaminacin a disposicinde un proyecto pueden incluir, sin que la mencin sea limitativa, diversosgrados de degradacin ambiental y de capacidad de asimilacin del medioambiente, as como diversos niveles de factibilidad financiera y tcnica.
Las Guas sobre medio ambiente, salud y seguridad contienen
los niveles y los indicadores de desempeo que generalmente
pueden lograrse en instalaciones nuevas, con la tecnologa
existente y a costos razonables. En lo que respecta a la
posibilidad de aplicar estas guas a instalaciones ya existentes,
podra ser necesario establecer metas especficas del lugar as
como un calendario adecuado para alcanzarlas. La aplicacin
de las guas debe adaptarse a los peligros y riesgos
establecidos para cada proyecto sobre la base de los
resultados de una evaluacin ambiental en la que se tengan en
cuenta las variables especficas del emplazamiento, tales
como las circunstancias del pas receptor, la capacidad de
asimilacin del medio ambiente y otros factores relativos al
proyecto. La decisin de aplicar recomendaciones tcnicas
especficas debe basarse en la opinin profesional de
personas idneas y con experiencia. En los casos en que el
pas receptor tenga reglamentaciones diferentes a los niveles e
indicadores presentados en las guas, los proyectos deben
alcanzar los que sean ms rigurosos. Cuando, en vista de las
circunstancias especficas de cada proyecto, se considere
necesario aplicar medidas o niveles menos exigentes que
aquellos proporcionados por estas Guas sobre medio
ambiente, salud y seguridad, ser necesario aportar una
justificacin exhaustiva y detallada de las alternativaspropuestas como parte de la evaluacin ambiental en un sector
concreto. Esta justificacin debera demostrar que los niveles
de desempeo escogidos garantizan la proteccin de la salud
y el medio ambiente.
http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EnvironmentalGuidelineshttp://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EnvironmentalGuidelineshttp://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EnvironmentalGuidelineshttp://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EnvironmentalGuidelineshttp://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EnvironmentalGuidelineshttp://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EnvironmentalGuidelines -
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Aplicabilidad
Las Guas sobre medio ambiente, salud y seguridad para el
procesamiento del carbn cubren el procesamiento del carbn
destinado a transformarlo en qumicos gaseosos o lquidos,
incluidos los combustibles. Son aplicables a la produccin de
gas sinttico (SynGas) mediante distintos procesos de
gasificacin y su transformacin posterior en hidrocarburos
lquidos (sntesis de Fischer-Tropsch), metanol o productos
lquidos oxigenados, as como a la hidrogenacin directa del
carbn para obtener hidrocarburos lquidos.
Este documento est dividido en las siguientes secciones:
Seccin 1.0: Manejo e impactos especficos de la industriaSeccin 2.0: Indicadores y seguimiento del desempeoSeccin 3.0: Referencias y fuentes adicionales
Anexo A: Descripcin general de las actividades de la industria
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1.0 Manejo e impactos
especficos de la industriaLa siguiente seccin contiene una sntesis de las cuestiones
relativas al medio ambiente, la salud y la seguridad asociadas
con el procesamiento del carbn, as como recomendaciones
para su manejo. Por otra parte, en las Guas generales sobre
medio ambiente, salud y seguridad se ofrecen
recomendaciones sobre el manejo de las cuestiones de este
tipo que son comunes a la mayora de los grandes
establecimientos industriales durante las etapas de
construccin y de desmantelamiento.
1.1 Medio ambiente
Los problemas ambientales que pueden plantearse en los
proyectos de procesamiento del carbn incluyen:
Emisiones al aire
Aguas residuales
Materiales peligrosos
Residuos
Ruido
Emisiones al aire
Partculas y emisiones gaseosas fugitivas
Las principales fuentes de emisiones en las instalaciones de
procesamiento del carbn consisten en fuentes fugitivas de
materia particulada (MP), compuestos orgnicos voltiles
(COV), dixido de carbono (CO) e hidrgeno. Las actividades
de transporte, almacenamiento y preparacin del carbn
pueden contribuir de forma significativa a las emisiones fugitivas
de MP de carbn. Entre las recomendaciones para prevenir y
controlar las emisiones fugitivas de MP de carbn se incluyen:
Disear la distribucin de la planta o instalacin para
facilitar el manejo de las emisiones y reducir el nmero de
puntos de transferencia del carbn;
Emplear equipos de carga y descarga para minimizar la
altura de la cada del carbn hasta las pilas de carbn;
Emplear sistemas de pulverizacin del agua y/o
revestimientos de polmeros para reducir la formacin de
polvo fugitivo durante el almacenamiento del carbn (por
ejemplo, en las pilas de carbn) siempre que sea factible y
dependiendo de los requisitos de calidad del carbn;
Captar las emisiones de polvo de carbn procedentes delas actividades de trituracin / clasificacin, trasladndolas
a una cmara de filtros u otros sistemas de control de
partculas;
Usar colectores centrfugos, seguidos de lavadores
acuosos venturi de alta eficacia, para los secadores
trmicos;
Usar colectores centrfugos, seguidos de la filtracin textil,
para los sistemas de limpieza neumtica del carbn;
Utilizar transportadores cerrados en combinacin con los
equipos de extraccin y filtracin en los puntos de
transferencia de los transportadores; y
Eliminar el polvo durante el procesamiento (es decir, la
trituracin, clasificacin y secado) y traslado (sistemas
transportadores) del carbn empleando, por ejemplo,
sistemas de pulverizacin de los productos junto con la
recogida de agua y, posteriormente, tratar o reutilizar el
agua recogida.
Las emisiones fugitivas de otros contaminantes del aire incluyen
las fugas de compuestos orgnicos voltiles (COV), monxido
de carbono (CO) e hidrgeno procedentes de distintos
procesos, como son las unidades de produccin de gas
sinttico; el almacenamiento de carbn; las unidades de
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sntesis del metanol y Fischer-Tropsch (F-T); las unidades de
renovacin del producto; y los sistemas diseados para aguas
residuales oleosas e instalaciones de tratamiento de aguasresiduales, especialmente estanques de compensacin y/o
separadores aceite / agua. Las emisiones fugitivas pueden
deberse a fugas producidas en distintas fuentes, como tuberas,
vlvulas, conexiones, bridas, juntas, lneas abiertas, prdidas
durante el almacenamiento y funcionamiento en los tanques de
almacenamiento de techo fijo y flotante y en las bombas de
sellado, sistemas de transporte de gas, cierres de los
compresores, vlvulas de seguridad, fosos / recintos abiertos, y
carga y descarga de hidrocarburos.
Se recomiendan las siguientes medidas para prevenir y
controlar las fuentes fugitivas de contaminantes del aire:
Reducir las emisiones fugitivas en tuberas, vlvulas,
juntas, tanques y otros componentes de la infraestructura,
supervisando peridicamente los mismos con sistemas de
deteccin de vapor y manteniendo o sustituyendo los
componentes necesarios en orden de prioridad;
Mantener una presin estable en los tanques y en el
espacio de vapor:
o Coordinar los calendarios de llenado y retirada e
implementar la compensacin de vapor entre los
tanques (un proceso mediante el cual el vapor
desplazado durante las actividades de llenado se
transfiere al espacio de vapor del tanque vaciado o de
otro contenedor antes de proceder a su
recuperacin);
o Emplear pintura blanca o de otros colores con una
baja absorcin de calor para revestir el exterior de los
tanques de almacenamiento de los destilados ms
ligeros (como la gasolina, el etanol o el metanol) para
reducir la absorcin de calor. Debe estudiarse la
posibilidad de que se produzcan impactos visuales a
causa del reflejo de la luz en los tanques;
Seleccionar, en funcin de la capacidad dealmacenamiento del tanque y de la presin de vapor de los
materiales almacenados, un tipo especfico de tanque que
minimice las prdidas durante el almacenamiento y
funcionamiento, cumpliendo con las normas de diseo
aceptadas internacionalmente2;
En los tanques de almacenamiento de techo fijo, minimizar
las prdidas durante el almacenamiento y el
funcionamiento instalando techos flotantes internos y
cierres3;
En los tanques de techo flotante, disear e instalar
cubiertas, accesorios y juntas en los bordes de acuerdo
con las normas internacionales destinadas a minimizar las
prdidas por evaporacin;4
Estudiar la posibilidad de utilizar sistemas de
abastecimiento y recuperacin, mangueras de
recuperacin de vapor y camiones / vagones / depsitos
estancos a los vapores durante la carga y descarga de los
vehculos de transporte;
2Por ejemplo, segn el API Standard 650: Welded Steel Tanks for Oil Storage(1998), los tanques nuevos, modificados o reestructurados con una capacidadmayor o equivalente a 40.000 galones y que almacenen lquidos con unapresin de vapor superior o equivalente a 0,75 psi e inferior a 11,1 psi, o conuna capacidad mayor o igual a 20.000 galones y que almacenen lquidos conuna presin de vapor superior o igual a 4 psi e inferior a 11,1 psi debenequiparse con: un techo fijo y un techo flotante interno con una junta bsica dezapata mecnica que impida la fuga de lquidos; o bien con un techo flotanteexterno con una junta bsica de zapata mecnica que impida la fuga de lquidosy una junta secundaria continua instalada sobre el anillo del techo. Ambas
juntas deben cumplir con ciertos requisitos mnimos de recorte y juntas deestanqueidad en los accesorios del techo; o con un sistema cerrado deventilacin y un control eficaz de dispositivos del 95%.3El acceso de los trabajadores a los tanques debe respetar los procedimientosde entrada autorizada en espacios cerrados descritos en las guas generalessobre MASS.4Los ejemplos incluyen: API Standard 620: Design and Construction of Large,Welded, Low-pressure Storage Tanks (2002); API Standard 650: Welded SteelTanks for Oil Storage (1998) y la norma de la Unin Europea (UE) 12285-2:2005. Workshop fabricated steel tanks for the aboveground storage offlammable and non-flammable water polluting liquids (2005).
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Utilizar sistemas de llenado de camiones / vehculos
ferroviarios de carga inferior para minimizar las emisiones
de vapor; y Cuando las emisiones de vapor puedan contribuir o
provocar niveles de calidad del aire ambiente que excedan
la normativa sanitaria, estudiar la posibilidad de instalar
controles secundarios de emisiones, tales como unidades
de condensacin y recuperacin de vapor, catalizadores
de oxidacin, medios de adsorcin de gas, refrigeracin o
unidades de absorcin de aceite secante.
Gases efecto invernadero (GEI)La produccin de gas sinttico puede generar un volumen
significativo de dixido de carbono (CO2), especialmente
durante el proceso del gas de agua, adems de todos los
procesos relacionados con la combustin (por ejemplo, la
produccin de electricidad y la incineracin de subproductos o
su uso en la cogeneracin). Las recomendaciones para la
conservacin de energa y el manejo de las emisiones de gases
efecto invernadero son especficas del proyecto y el
emplazamiento, pero pueden incluir algunas de las descritas en
las Guas generales sobre medio ambiente, salud y
seguridad. En las instalaciones integradas, los operadores
deben adoptar un enfoque global de toda la planta a la hora de
seleccionar las tecnologas de proceso y de servicio.
Materia particulada, aceites pesados y metalespesados
Las actividades de preparacin del carbn (por ejemplo, el uso
de secadores), la gasificacin del carbn (por ejemplo,alimentacin y eliminacin de cenizas) y los procesos de
licuefaccin del carbn pueden generar fuentes puntuales de
polvo y aceites pesados (alquitranes). Se seleccionar la
tecnologa ms adecuada para minimizar las emisiones de
partculas. Los metales pesados presentes en el carbn pueden
liberarse como emisiones al aire procedentes del proceso de
gasificacin del carbn.
La mayora de los metales pesados pueden eliminarse
utilizando un depurador hmedo. Es posible que sea necesario
emplear una tecnologa de absorcin para eliminar el mercurio
presente en el carbn con elevado contenido en mercurio. Las
Guas generales sobre medio ambiente, salud y seguridad
contienen recomendaciones para controlar la materia
particulada.
Gases cidos y amoniaco
Las emisiones de gas residual procedentes de la chimenea de
la unidad Claus de recuperacin de azufre consisten en una
mezcla de gases inertes con dixido de azufre (SO2) y
constituyen una fuente significativa de emisiones al aire
derivadas del procesamiento del carbn. El proceso de
gasificacin puede generar tambin contaminantes como el
sulfuro de hidrgeno (H2S), el sulfuro de carbonilo (COS), el
disulfuro de carbono (CS2), el monxido de carbono (CO), el
amoniaco (NH3) y el cianuro de hidrgeno (HCN). Por lo
general, estos gases suelen ser altamente recuperables gracias
a la purificacin del gas sinttico (>99 por ciento). Los procesos
de licuefaccin, incluidas las operaciones en los tanques de
mezclado, pueden provocar vertidos de otros gases cidos y
sustancias orgnicas voltiles. Las estrategias recomendadas
para manejar las emisiones de gas cido y amoniaco incluyen:
La instalacin de un proceso de recuperacin del azufre
para evitar las emisiones de H2S (por ejemplo, Claus);
Ventilar los depsitos de mezclado hacia el suministro de
aire de combustin destinado a la generacin de
electricidad o calor;
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Instalar procesos de lavado, ya sean lavadores de xido-
reduccin de gases de cola o lavadores Venturi, para
reducir las emisiones de dixido de azufre; Cuando se dispone de dispositivos de incineracin
destinados a la eliminacin del azufre, operar la
incineradora a temperaturas de 650 grados centgrados
(C) o ms con una adecuada relacin aire-combustible
para combustionar totalmente el H2S; y
Dotar las chimeneas de accesos para manejar los
dispositivos de control (por ejemplo, para supervisar las
emisiones de SO2generadas por el proceso Claus y las
incineradoras).
Gases de escape
La combustin de gas sinttico o gasleo para generar
electricidad y calor en las instalaciones de procesamiento del
carbn constituye una fuente significativa de emisiones a la
atmsfera, incluyendo CO2, xidos de nitrgeno (NOX), SO2y,
en caso de producirse un fallo del quemador, monxido de
carbono (CO).
Las Guas generales sobre medio ambiente, salud y
seguridad contienen orientaciones para el manejo de
pequeos procesos de combustin diseados para suministrar
potencia elctrica o mecnica, vapor, calor, cualquier
combinacin de las anteriores, independientemente del tipo de
combustible empleado, con una capacidad calorfica total de 50
megavatios trmicos (MWth). Las Guas generales sobre
medio ambiente, salud y seguridad para energa trmica
contienen orientaciones aplicables a procesos con unacapacidad superior a los 50 MWth.
Las emisiones vinculadas al funcionamiento de fuentes
elctricas deben minimizarse mediante la adopcin de una
estrategia combinada que contemple la reduccin de la
demanda de energa, el uso de combustibles ms limpios y la
aplicacin de los controles de emisiones necesarios. Las Guas
generales sobre medio ambiente, salud y seguridadcontienen recomendaciones sobre eficiencia energtica.
Venteo y combustin
El venteo y la combustin son medidas operativas y de
seguridad importantes en las instalaciones de procesamiento
del carbn destinadas a garantizar la segura eliminacin del gas
en caso de emergencia, un fallo elctrico o del sistema y
cualquier condicin anmala en la planta. Las materias primas
en estado puro y los gases combustibles derivados tambin seeliminan mediante el venteo y la combustin. El exceso de gas
no debe ventearse, sino enviarse a un sistema eficaz de
combustin de gas para su eliminacin.
Las recomendaciones para minimizar el venteo y la combustin
de gas incluyen:
Optimizar los controles de planta para aumentar los
ndices de conversin de la reaccin;
Emplear materias primas en estado puro y gases
combustibles derivados en la generacin de electricidad o
recuperacin de calor, siempre que sea posible;
Proporcionar sistemas complementarios para maximizar la
fiabilidad de la planta; y
Ubicar los sistemas de combustin a una distancia segura
de los recintos destinados al personal y de las zonas
residenciales, garantizando el correcto mantenimiento de
los sistemas de combustin para lograr su mxima
eficacia.
En caso de que la combustin de la corriente de gas no sea
apropiada, puede recurrirse al venteo de emergencia en ciertas
condiciones. Para analizar tales situaciones se utilizarn
procedimientos ordinarios de evaluacin de los riesgos. Se
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documentar exhaustivamente la justificacin para no emplear
un sistema de combustin de gas antes de proceder al venteo
de gas de emergencia.
Aguas residuales
Aguas residuales de procesos industriales
Las aguas residuales de proceso pueden contaminarse con
hidrocarburos, amoniaco y aminas, compuestos oxigenados,
cidos, sales inorgnicas y restos de iones de metales pesados.
Las prcticas recomendadas para el manejo de las aguas
residuales de proceso incluyen:
Prevenir los vertidos accidentales de lquidos mediante la
inspeccin y mantenimiento de los sistemas de
almacenamiento y transporte, incluyendo las cajas de
relleno donde se guardan las bombas y vlvulas y otros
focos potenciales de fugas, as como la implementacin de
planes de respuesta ante vertidos;
Proporcionar una capacidad suficiente para diluir los
fluidos de proceso y maximizar as la recuperacin en el
proceso y evitar la descarga masiva de lquidos de procesoen el sistema de drenaje de las aguas oleosas; y
Disear y construir cuencas de contencin de
almacenamiento de aguas residuales y sustancias
peligrosas con superficies impermeables para evitar la
infiltracin de aguas contaminadas en el suelo y en las
aguas subterrneas.
Las disposiciones especficamente diseadas para manejar las
corrientes individuales de aguas residuales incluyen, entre
otras:
La recogida de los vertidos de aminas procedentes del
sistema de eliminacin alcalina del dixido de carbono
aguas abajo de la Unidad de Gasificacin en un sistema
de drenaje dedicado y cerrado y, una vez completada la
filtracin, su reciclado para uso nuevamente en el proceso;
Los efluentes de la columna de agotamiento de la Unidadde Sntesis F-T, que contiene hidrocarburos disueltos y
compuestos oxigenados (principalmente alcoholes y
cidos orgnicos) y mnimas cantidades de cetonas, deben
recircularse dentro de la Unidad de Sntesis F-T para
recuperar los hidrocarburos y los compuestos oxigenados
en otra columna de agotamiento;
Los efluentes acdicos y custicos resultantes de la
preparacin del agua desmineralizada, que a su vez
depende de la calidad del suministro de agua bruta en el
proceso, deben neutralizarse antes de su vertido en el
sistema de tratamiento de aguas residuales de las
instalaciones;
El agua de purga procedente de los sistemas de
generacin de vapor y torres de refrigeracin debe
enfriarse antes proceder a su descarga. El agua de
refrigeracin que contiene biocidas y otros aditivos tambin
podra requerir un ajuste de la fluencia o el tratamiento en
la planta de tratamiento de aguas residuales de las
instalaciones antes de su descarga; y
La planta de tratamiento de aguas residuales de las
instalaciones debe tratar el agua contaminada por
hidrocarburos procedente de las actividades de limpieza
programadas durante la puesta en orden de las
instalaciones (las labores de limpieza se llevan
normalmente a cabo una vez al ao y se prolongan unas
semanas en el tiempo), los efluentes oleosos originados en
las fugas del proceso y los efluentes con metales pesados
procedentes de lechos fijos y fluidizados.
Tratamiento de aguas residuales de procesos
Las tcnicas empleadas para tratar las aguas residuales de
proceso en este sector incluyen la clasificacin por origen y el
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pretratamiento de corrientes de aguas residuales concentradas.
Las fases del tratamiento de aguas residuales suelen incluir:
filtros de grasas, equipos colectores de flotacin, flotacin porpresurizacin-despresurizacin o separadores de agua/aceite
para separar los aceites de los slidos flotantes; filtracin por
separacin de slidos filtrables; ecualizacin de flujo y carga;
sedimentacin para la reduccin de slidos en suspensin
utilizando clarificadores; tratamiento biolgico, normalmente
aerbico, para reducir las sustancias orgnicas solubles (DOB);
eliminacin de nutrientes qumicos o biolgicos para la
reduccin de nitrgeno y fsforo; cloracin de los efluentes
siempre que se requiera la desinfeccin; drenaje y eliminacinde residuos en vertederos designados para residuos peligrosos.
Es posible que se precisen controles de ingeniera adicionales
para (i) el confinamiento y el tratamiento de compuestos
orgnicos voltiles extrados en las operaciones de diversas
unidades en el sistema de tratamiento de aguas residuales; (ii)
la eliminacin avanzada de metales empleando filtros de
membrana y otras tcnicas de tratamiento fsico/qumico, (iii)
eliminacin de compuestos orgnicos recalcitrantes, cianuro y
DQO no biodegradable empleando carbn activo u oxidacin
qumica avanzada; (iii) la reduccin de la toxicidad en los
efluentes empleando la tecnologa adecuada (por ejemplo,
smosis inversa, intercambio inico, carbn activado, etc.) y (iv)
el confinamiento y la neutralizacin de olores molestos.
Las Guas generales sobre medio ambiente, salud y
seguridadexplican el manejo de aguas residuales industriales
y ofrecen ejemplos de enfoques para su tratamiento. El empleo
de estas tecnologas y tcnicas recomendadas para el manejode aguas residuales debera permitir que las instalaciones
cumpliesen los valores para la descarga de aguas residuales
que se indican en el cuadro correspondiente de la Seccin 2 del
presente documento para la industria. Las recomendaciones
para reducir el consumo de agua, especialmente en aquellos
sitios en que pueda ser un recurso natural escaso, se analizan
en las Guas generales sobre medio ambiente, salud y
seguridad.
Consumo de agua y otras corrientes de aguasresiduales
En las Guas generales sobre medio ambiente, salud y
seguridad se dan orientaciones sobre el manejo de aguas
residuales no contaminadas procedentes de operaciones de
servicios pblicos, aguas pluviales no contaminadas y aguas de
alcantarillado. Las corrientes contaminadas deberan desviarse
hacia el sistema de tratamiento de aguas residuales de
procesos industriales. A continuacin se detallan guas
especficas adicionales.
Aguas pluviales: Las aguas pluviales pueden contaminarse
como resultado de los vertidos de lquidos de proceso y la
migracin de filtraciones procedentes de las zonas de
almacenamiento del carbn y que contienen hidrocarburos y
metales pesados. Las recomendaciones especficas para el
sector incluyen:
Pavimentar las zonas dedicadas al proceso, segregar las
aguas pluviales contaminadas de las no contaminadas e
implementar planes de control de vertidos. Canalizar las
aguas pluviales desde las zonas de proceso hasta la
unidad de tratamiento de aguas residuales; y
Disear y ubicar las instalaciones de almacenamiento del
carbn y sistemas asociados para la recogida de lixiviados
para evitar su impacto en los recursos terrestres e hdricos.
Las zonas de pilas de carbn deben pavimentarse para
separar las aguas potencialmente contaminadas, que se
transferirn a la unidad de tratamiento de aguas residuales
en las instalaciones.
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Agua de refrigeracin: El agua de refrigeracin puede aumentar
los ndices de consumo del agua, as como el vertido de aguas
a elevadas temperaturas, biocidas residuales y residuosprocedentes de otros agentes antiincrustantes empleados en el
sistema de refrigeracin. Las estrategias recomendadas para el
manejo de residuos procedentes de la refrigeracin incluyen:
La adopcin de las medidas de conservacin del agua
para sistemas de refrigeracin en plantas descritas en las
Guas generales sobre medio ambiente, salud y
seguridad;
El uso de mtodos de recuperacin del calor (as como
mejoras en la eficacia energtica) y otros mtodos de
refrigeracin diseados para reducir la temperatura del
agua caliente antes de su descarga, garantizando as que
la temperatura del agua de descarga no resulte en un
incremento de la temperatura ambiente superior a los 3C
en el lmite de una zona determinada cientficamente con
base en la calidad del agua ambiente, uso de las aguas
receptoras, capacidad de asimilacin, etc.;
Minimizar el uso de sustancias qumicas antiincrustantes yanticorrosivas garantizando una correcta profundidad de la
toma de agua y el uso de filtros; seleccionar las opciones
menos peligrosas en trminos de toxicidad,
biodegradabilidad, biodisponibilidad y posible
bioacumulacin; y dosificar segn los requisitos normativos
locales y las recomendaciones del fabricante; y
Analizar los biocidas residuales y otros contaminantes
preocupantes para comprobar la necesidad de efectuar
ajustes en la dosificacin o tratar el agua de refrigeracin
antes de proceder a su descarga.
Agua de pruebas hidrostticas: Las pruebas hidrostticas a las
que se someten equipos y tuberas miden la presin con agua
(por lo general, agua bruta) para verificar su integridad y las
fugas existentes. Pueden aadirse aditivos qumicos,
normalmente anticorrosivos, un destructor de oxgeno y un
colorante. Se implementarn las siguientes medidas deprevencin y control de la contaminacin para el manejo de las
aguas de pruebas hidrostticas:
Reutilizar el agua en mltiples pruebas para conservarla y
minimizar las descargas de efluentes potencialmente
contaminados;
Reducir el uso de sustancias anticorrosivas y otros
agentes qumicos minimizando el tiempo durante el cual el
agua de prueba permanece dentro de los equipos o
tuberas; y
Elegir las opciones menos peligrosas en trminos de
toxicidad, biodegradabilidad, biodisponibilidad y
bioacumulacin potencial, dosificando segn los requisitos
de la normativa local y las recomendaciones del fabricante.
Cuando la descarga de aguas de pruebas hidrostticas en el
mar o en aguas superficiales sea la nica opcin viable, debe
elaborarse un plan de eliminacin de aguas de pruebashidrostticas que tenga en cuenta la ubicacin y el ritmo de
descarga, el uso y dispersin de sustancias qumicas, el riesgo
ambiental y el seguimiento necesario. Se evitar el vertido de
aguas de pruebas hidrostticas en aguas costeras superficiales.
Materiales peligrosos
Las instalaciones de procesamiento del carbn generan
cantidades considerables de materiales peligrosos, incluidos los
productos intermedios/finales y los subproductos. Lamanipulacin, almacenamiento y transporte de estos materiales
peligrosos debe gestionarse adecuadamente para evitar o
minimizar posibles impactos ambientales. En las Guas
generales sobre medio ambiente, salud y seguridad se
formulan recomendaciones sobre el manejo de materiales
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Guas sobre medio ambiente, salud y seguridad
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peligrosos, incluida su manipulacin, almacenamiento y
transporte.
Residuos
Entre los residuos no peligrosos se incluyen la ceniza de fondo
de horno del carbn, la escoria, las cenizas voltiles y los lodos
de almacenamiento del carbn. La ceniza y la escoria
depositadas5 son subproductos bastos, granulados e
incombustibles recogidos del fondo de los gasificadores.
Tambin se recogen las cenizas voltiles originadas en el
reactor. La cantidad de escoria y ceniza generada suele ser
considerable y depende de la calidad del carbn empleado enla planta. El estado fsico de la ceniza suele estar relacionado
con el proceso de gasificacin.
Los residuos potencialmente peligrosos incluyen, entre otros,
catalizadores usados, aceite, disolventes, soluciones reactivas,
filtros, lechos de filtrado saturados, fracciones pesadas
procedentes de la purificacin de sntesis, contenedores
usados, trapos aceitosos, esencias minerales, edulcorantes
usados, aminas empleadas en la eliminacin del CO2, filtros de
carbn activado y lodos oleosos procedentes de los
separadores aceite agua, as como fluidos gastados o usados
en operaciones y mantenimiento, como son aceites y lquidos
de pruebas, y lodos de tratamiento de las aguas residuales.
Las Guas generales sobre medio ambiente, salud y
seguridad contienen recomendaciones generales para el
manejo de residuos peligrosos y no peligrosos. Las prcticas de
manejo de los residuos especficos del sector incluyen:
Ceniza depositada, escoria y cenizas voltiles decarbn
5Recycling Materials Resource Center (RMRC), Coal Bottom Ash/Boiler Slag,disponible enhttp://www.rmrc.unh.edu/Partners/UserGuide/cbabs1.htm
Dependiendo de su toxicidad y radiactividad, la ceniza
depositada, la escoria y las cenizas voltiles del carbn tambin
podrn reciclarse con base en las opciones comercial ytcnicamente viables a disposicin. Los mtodos
recomendados para su reciclado son:
Utilizar la ceniza depositada como agregado en bloques de
hormign ligero, como materia prima en la produccin de
cemento Portland, como agregado para la capa y subcapa
de base de carreteras, o como material de relleno
agregado fino en los pavimentos de asfalto y relleno fluido;
Utilizar la escoria para el granallado, como grnulos para
el recubrimiento de tejas, para el control de nieve y hielo,
como agregado en los pavimentos de asfalto, relleno
estructural y aplicaciones de capa y subcapa de base de
carreteras;
Utilizar las cenizas voltiles en materiales de construccin
que precisen materiales puzolnicos.
En caso de no poder reciclar estos materiales debido a sus
propiedades txicas / radioactivas o a la ausencia de opciones
comercial o tcnicamente viables, se eliminarn en un vertedero
autorizado diseado y operado de acuerdo con las buenas
prcticas internacionales de la industria6.
Lodos de almacenamiento del carbn
Los lodos de polvo de carbn generados durante el
almacenamiento y preparacin del carbn deben secarse y
reutilizarse o reciclarse siempre que sea factible. Las posibles
opciones son la reutilizacin como materia prima en el procesode gasificacin, dependiendo de la tecnologa elegida para ello.
La manipulacin, el transporte y el manejo dentro y fuera del
6Las Guas generales sobre medio ambiente, salud y seguridad para lasinstalaciones de manejo de residuos contienen orientaciones adicionalesrelativas a la eliminacin de residuos industriales peligrosos e inocuos.
http://www.rmrc.unh.edu/Partners/UserGuide/cbabs1.htmhttp://www.rmrc.unh.edu/Partners/UserGuide/cbabs1.htmhttp://www.rmrc.unh.edu/Partners/UserGuide/cbabs1.htm -
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recinto de todos los lodos deben realizarse segn las
recomendaciones contenidas en las Guas generales sobre
medio ambiente, salud y seguridad para el manejo de losresiduos industriales no peligrosos.
Catalizadores usados
Los catalizadores usados se obtienen al sustituir los lechos de
catalizador durante las puestas a punto programadas para la
desulfuracin del gas sinttico, el proceso de reaccin Fischer
Tropsch (F-T), la isomerizacin, el craqueo cataltico y las
sntesis del metanol. Los catalizadores usados pueden contener
cinc, nquel, hierro, cobalto, platino, paladio y cobre,dependiendo del proceso concreto en el que intervengan.
Entre las estrategias recomendadas para el manejo de
catalizadores usados se encuentran:
Una adecuada gestin de catalizadores usados in situ
incluir la inmersin en agua de los catalizadores
pirofricos usados durante su almacenamiento temporal y
hasta su transporte al lugar donde se realizar el
tratamiento definitivo para evitar reacciones exotrmicas
no controladas;
Devolucin al fabricante para su regeneracin; y
La gestin externa de los catalizadores usados por parte
de empresas especializadas incluye la recuperacin de
metales pesados o preciosos mediante procesos de
recuperacin y reciclaje (siempre que sea posible) o
mediante su manejo y eliminacin de acuerdo con las
recomendaciones de gestin de residuos peligrosos e
inocuos descritas en las Guas generales sobre medio
ambiente, salud y seguridad. Los catalizadores que
puedan contener platino o paladio deben enviarse a un
centro de recuperacin de metales nobles;
Fracciones pesadas
Las fracciones pesadas originadas en la seccin de purificacin
de la Unidad de Sntesis del Metanol suelen quemarse en una
caldera de vapor utilizando un quemador dedicado.
Ruido
Las principales fuentes de ruido en las instalaciones de
procesamiento del carbn incluyen el procesamiento fsico del
mismo (por ejemplo, clasificacin, trituracin, clasificacin y
seleccin), as como las grandes mquinas giratorias (a saber,
compresores, turbinas, bombas, motores elctricos,
refrigeradores de aire y calentadores encendidos). Durante una
despresurizacin de emergencia, pueden generarse elevados
niveles de ruido debido a la liberacin de gases de combustin
a alta presin y/o la liberacin de vapor en la atmsfera. Las
Guas generales sobre medio ambiente, salud y seguridad
contienen recomendaciones generales para manejar el ruido.
1.2 Higiene y seguridad ocupacional
Los peligros relacionados con la higiene y la salud ocupacional
en la planta deberan identificarse con base en los anlisis de
seguridad laboral y evaluaciones exhaustivas de peligros yriesgos que empleen metodologas tales como el estudio de
identificacin de peligros [HAZID], estudio de peligros y
operabilidad [HAZOP] o anlisis cuantitativo de riesgos [QRA].
En general, la planificacin de la gestin de higiene y seguridad
incluir la adopcin de una aproximacin sistemtica y
estructurada para la prevencin y el control de los peligros
fsicos, qumicos, biolgicos y radiolgicos para la higiene y la
seguridad descritas en las Guas generales sobre medio
ambiente, salud y seguridad.
Los riesgos ms notables para la higiene y la seguridad en el
trabajo se producen durante la fase operativa de las
instalaciones de procesamiento del carbn, incluyendo
principalmente:
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La seguridad en los procesos
La liberacin de gases enriquecidos con oxgeno
Atmsferas deficientes en oxgeno
Riesgos de inhalacin
Incendios y explosiones
Seguridad en los procesos
Los programas de seguridad en los procesos debern
implementarse debido a las caractersticas especficas del
sector, entre ellas las complejas reacciones qumicas, el uso de
sustancias peligrosas (por ejemplo, compuestos txicos,
reactivos, inflamables o explosivos) y reacciones de sntesis
orgnica de etapas mltiples. El manejo de la seguridad en los
procesos incluye las siguientes acciones:
Pruebas de riesgos fsicos para materiales y reacciones;
Estudios de anlisis de riesgos para revisar las prcticas
qumicas y de ingeniera del proceso, incluyendo
termodinmica y cintica;
Examen del mantenimiento preventivo y la integridad
mecnica de los sistemas y servicios de proceso; Capacitacin de trabajadores; y
Elaboracin de instrucciones operativas y procedimientos
de respuesta ante situaciones de emergencia.
Liberacin de gases enriquecidos con ox geno
El gas enriquecido con oxgeno puede filtrarse en las unidades
de separacin de aire y provocar un riesgo de incendio debido a
la presencia de una atmsfera enriquecida con oxgeno. Las
atmsferas enriquecidas con oxgeno pueden conducir a lasaturacin de oxgeno de materiales, cabello e indumentaria,
pudiendo prenderse fuego con facilidad. Las medidas de
prevencin y control para reducir la exposicin dentro y fuera
del emplazamiento a las atmsferas enriquecidas con oxgeno
incluyen:
La instalacin de un Sistema automtico de Parada de
Emergencia que pueda detectar y alertar sobre la
liberacin no controlada de oxgeno (incluida la presenciade atmsferas enriquecidas con oxgeno en las zonas de
trabajo7) y emprender acciones de parada para minimizar
la duracin de estos vertidos y eliminar las posibles
fuentes de ignicin;
Disear las instalaciones y sus componentes de acuerdo
con la normativa de seguridad del sector, evitando colocar
tuberas de conduccin de oxgeno en espacios cerrados,
utilizando instalaciones elctricas inherentemente seguras
y empleando sistemas de venteo del oxgeno en toda la
planta para prevenir el posible impacto del gas venteado;
Implementar procedimientos de trabajo a temperaturas
elevadas y entrada autorizada a espacios cerrados que
tengan en cuenta de forma especfica la posible liberacin
de oxgeno;
Implementar buenas prcticas de mantenimiento para
evitar la acumulacin de materiales combustibles;
Planificar e implementar planes de preparacin y
respuesta ante situaciones de emergencia que incorporen
explcitamente procedimientos de manejo de los vertidos
incontrolados de oxgeno; y
Suministrar los equipos adecuados de prevencin y control
de incendios que se describen a continuacin (Riesgos de
incendio y explosiones).
Atmsferas deficientes en oxgeno
Los posibles vertidos y acumulacin de gas nitrgeno en las
zonas de trabajo pueden causar condiciones asfixiantes
provocadas por el desplazamiento de oxgeno de estos gases.
7 Las zonas de trabajo donde pueden darse atmsferas enriquecidas conoxgeno deben dotarse de sistemas de supervisin de zona capaces dedetectar dichas condiciones. Los trabajadores tambin debern estar equipadoscon sistemas de supervisin personal. Ambos sistemas dispondrn de unaalarma configurada para activarse cuando la concentracin de O2en el airealcance el 23,5 por ciento.
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Las medidas de prevencin y control para reducir los riesgos
asociados con la liberacin de gas asfixiante incluyen:
Disear y colocar sistemas de venteo de nitrgeno de
acuerdo con las normas internacionalmente reconocidas;
Instalar un Sistema automtico de Parada de Emergencia
que permita detectar y alertar sobre la liberacin no
controlada de nitrgeno (incluida la presencia de
atmsferas deficientes en oxgeno en las zonas de
trabajo8), iniciar la ventilacin forzada y minimizar la
duracin de estos vertidos; e
Implementar procedimientos de entrada en espacioscerrados tal y como describen las Guas generales sobre
medio ambiente, salud y seguridad en relacin con los
peligros especficos de las instalaciones.
Riesgos de inhalacin
La exposicin a sustancias qumicas en las instalaciones de
procesamiento del carbn se asocia principalmente a la
inhalacin de polvo de carbn, partculas voltiles de brea de
hulla, monxido de carbono y otros vapores como el metano o
el amoniaco. Los trabajadores expuestos al polvo de carbn
pueden desarrollar lesiones pulmonares y fibrosis. La
exposicin al monxido de carbono resulta en la formacin de la
carboxihemoglobina (COHb), que inhibe la capacidad de
transportar oxgeno de los glbulos rojos. Los sntomas leves
de exposicin incluyen dolores de cabeza, mareos, disminucin
de la capacidad de concentracin, una menor coordinacin
manos-ojos, debilidad, confusin, desorientacin, somnolencia,
nuseas y perturbaciones de la vista. La exposicin prolongadapuede provocar la prdida de conciencia y la muerte.
8 Las zonas de trabajo donde puedan darse atmsferas deficientes en oxgenodeben dotarse de sistemas de supervisin de zona capaces de detectar dichascondiciones. Los trabajadores tambin debern estar equipados con sistemasde supervisin personal. Ambos sistemas dispondrn de una alarmaconfigurada para activarse cuando la concentracin de O2en el aire alcance el19,5 por ciento.
La posible exposicin a la inhalacin de emisiones qumicas
durante las operaciones rutinarias en planta se manejar de
acuerdo con los resultados obtenidos a partir de los anlisis deseguridad en el trabajo y la encuesta sobre higiene industrial,
de conformidad con las orientaciones sobre higiene y seguridad
en el trabajo descritas en las Guas generales sobre medio
ambiente, salud y seguridad. Las medidas de proteccin
incluyen la capacitacin de los trabajadores, los sistemas de
permisos de trabajo, el uso de equipos de proteccin personal
(EPP) y sistemas de alarma de deteccin de gas txico.
Riesgos de incendio y explosinAlmacenamiento y preparacin del carbn
La combustin espontnea del carbn se debe principalmente a
la oxidacin de la pirita y otros contaminantes sulfdicos
presentes en el carbn9,10.Las operaciones de preparacin del
carbn tambin presentan un riesgo de incendio y explosiones
debido a la generacin de polvo de carbn, que puede
prenderse dependiendo de su concentracin en el aire y
presencia de fuentes de ignicin. Por consiguiente, el polvo de
carbn entraa un riesgo significativo de explosin en las
instalaciones de almacenamiento y manejo de carbn donde las
nubes de polvo de carbn pueden darse en espacios cerrados.
Las nubes de polvo tambin se dan al acumularse el polvo
suelto de carbn, como sucede en las rocas madre
estructurales. Las tcnicas recomendadas para prevenir y
controlar el riesgo de combustin y explosin en los
almacenamientos cerrados de carbn incluyen:
Almacenar las pilas de carbn para prevenir o minimizar elriesgo de combustin, lo que incluye:
9 Asociacin Nacional de Proteccion contra Incendios (NFPA). Standard 850:Recommended Practice for Fire Protection for Electric Generating Plants andHigh Voltage Direct Current Converter Stations (2000).
10NFPA. Standard 120: Standard for Fire Prevention and Control in Coal Mines(2004).
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o Compactar las pilas de carbn para reducir la
cantidad de aire presente en las mismas,
o
Minimizar los perodos de almacenamiento delcarbn,
o Evitar la colocacin de pilas de carbn sobre fuentes
de calor tales como conductos de vapor u orificios de
acceso,
o Construir estructuras destinadas al almacenamiento
del carbn con materiales no combustibles,
o Disear las estructuras de almacenamiento del
carbn de tal forma que se minimicen las superficies
donde el polvo de carbn pueda asentarse yproporcionar sistemas de eliminacin de polvo, y
o Supervisar de forma continua los focos calientes
(carbn incandescente) empleando sistemas de
deteccin de temperatura. Una vez detectado el foco
caliente, se retirar el carbn incandescente. Se
proporcionar acceso para las unidades de extincin
de incendios;
Eliminar la presencia de fuentes potenciales de ignicin y
proporcionar los equipos de puesta a tierra adecuados
para minimizar los riesgos derivados de la electricidad
esttica. Toda la maquinaria y sistemas elctricos situados
dentro de la zona o estructura cerrada de almacenamiento
de carbn deben someterse a controles para su uso en
lugares peligrosos, y dotarse de motores a prueba de
chispas;
Disear todos los circuitos elctricos de modo que puedan
detenerse de forma automtica a distancia; y
Instalar un sistema adecuado de ventilacin lateral en las
zonas cerradas de almacenamiento para reducir las
concentraciones de metano, monxido de carbono y
productos voltiles derivados de la oxidacin del carbn
por aire y hacer frente al humo producido en caso de
incendio.
Las tcnicas recomendadas para prevenir y controlar el riesgo
de explosiones provocadas por la preparacin del carbn en
zonas cerradas incluyen:
Llevar a cabo la clasificacin, aplastamiento, limpieza en
seco, trituracin, pulverizacin de la hulla seca y otras
operaciones que generan polvo de carbn empleando un
colchn de nitrgeno u otras tcnicas de prevencin de
explosiones, tales como la ventilacin;
Ubicar las instalaciones de forma que se minimice la
exposicin a los incendios y explosiones de otras
edificaciones y equipos;
Estudiar la posibilidad de controlar el contenido de
humedad del carbn antes de su uso, dependiendo de los
requisitos de la tecnologa de gasificacin empleada;
Instalar dispositivos de control a prueba de fallos para las
concentraciones de metanol en el aire e interrumpir las
operaciones al alcanzarse una concentracin de metano
del 40 por ciento sobre el lmite mnimo de explosin;
Instalar y mantener adecuadamente sistemas de recogida
de polvo para captar las emisiones fugitivas procedentesdel equipo o maquinaria de manejo del carbn.
Procesamiento del carbn
El riesgo de incendios y explosiones generado por las
operaciones de proceso incluye el vertido accidental de gas
sinttico (que contiene monxido de carbono e hidrgeno),
oxgeno, metanol y amoniaco. Los vertidos de gas sinttico a
altas presiones pueden provocar dardos de fuego o dar lugar
a explosiones de nubes de vapor (VCE, por sus siglas eningls), bolas de fuego o fogonazos, dependiendo del
volumen de sustancias inflamables presentes y del grado de
confinamiento de la nube. Los gases de hidrgeno y monxido
de carbono pueden inflamarse an en ausencia de fuentes de
ignicin si alcanzan temperaturas de 500C y 609C,
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respectivamente. Los vertidos de lquidos inflamables pueden
provocar incendios de charco. Las medidas recomendadas
para prevenir y controlar el riesgo de incendios y explosionesdurante las operaciones de proceso incluyen:
Instalar dispositivos de deteccin temprana de escapes
(por ejemplo, supervisando la presin en los sistemas
transportadores de gas y lquidos), adems de los
detectores de humo y calor para prevenir los incendios;
Limitar los posibles vertidos aislando las operaciones de
proceso de las grandes existencias almacenadas;
Evitar las posibles fuentes de ignicin (por ejemplo,diseando la distribucin de las tuberas para evitar los
vertidos sobre conductos a altas temperaturas, equipos y/o
mquinas giratorias);
Controlar los posibles efectos de incendios y explosiones
segregando y empleando distancias de separacin entre
zonas de proceso, almacenamiento, servicios y seguridad.
Las distancias de seguridad pueden determinarse con
base en anlisis especficos de seguridad para las
instalaciones y mediante la aplicacin de normas deseguridad contra incendios reconocidas
internacionalmente11;
Limitar las zonas que puedan verse afectadas en caso de
producirse escapes accidentales mediante las siguientes
medidas:
o Definir las zonas de incendio y equiparlas con
sistemas de drenaje capaces de recoger y transportar
los vertidos accidentales de lquidos inflamables hasta
una zona segura de contencin que disponga de
depsitos de almacenamiento para la contencin
secundaria,
11Por ejemplo, NFPA Standard 30: Flammable and Combustible Liquids Code(2003).
o Reforzar los edificios o instalar paredes cortafuegos /
cortaexplosiones en las zonas en que no puedan
aplicarse las distancias de separacin adecuadas, yo Disear un sistema de aguas residuales oleosas que
impida la propagacin de incendios.
1.3 Higiene y seguridad en lacomunidad
Las consecuencias que la construccin, la operacin y el
desmantelamiento de las instalaciones de procesamiento del
carbn pueden acarrear para la higiene y seguridad en la
comunidad son comunes a la mayora de los establecimientos
industriales, y se explican en las Guas generales sobre
medio ambiente, salud y seguridad. Los riesgos ms
significativos para la higiene y la salud de la comunidad en lo
que atae a las instalaciones de procesamiento del carbn se
producen durante la fase de operacin e incluyen accidentes de
gran magnitud ocasionados por incendios y explosiones o
vertidos accidentales de materias primas o productos acabados
durante su transporte desde la planta de procesamiento. A
continuacin se describen las orientaciones encaminadas a la
gestin de este tipo de incidentes, tambin presentes en las
Guas generales sobre medio ambiente, salud y seguridad:
Manejo de materiales peligrosos (incluidos riesgos mayores),
seguridad del trfico, transporte de materiales peligrosos y
preparacin y respuesta de emergencia. Las Guas generales
sobre medio ambiente, salud y seguridad para el Transporte,
los Ferrocarriles, Puertos y Zonas Portuarias, y Terminales de
Crudo y Productos derivados del Petrleo proporcionan
orientaciones adicionales aplicables al transporte por mar y por
tren y a las instalaciones costeras.
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2.0 Indicadores y seguimiento
del desempeo
2.1 Medio ambiente
Guas sobre emisiones y efluentes
En los Cuadros 1 y 2 se presentan las guas sobre emisiones y
efluentes para este sector. Las cantidades correspondientes a
las emisiones y efluentes de los procesos industriales en este
sector son indicativas de las prcticas internacionales
recomendadas para la industria, reflejadas en las normas
correspondientes de los pases que cuentan con marcos
normativos reconocidos. Dichas cantidades pueden alcanzarse
en condiciones normales de funcionamiento de instalaciones
adecuadamente diseadas y utilizadas mediante la aplicacin
de las tcnicas de prevencin y control de la contaminacin que
se han analizado en las secciones anteriores de este
documento.
Las guas sobre emisiones son aplicables a las emisiones
procedentes de la combustin. Las Guas generales sobre
medio ambiente, salud y seguridadcontienen orientaciones
sobre las emisiones asociadas con actividades de produccin
de energa elctrica y vapor generadas por una fuente de
combustin con capacidad igual o inferior a 50 megavatios
trmicos, mientras que las Guas sobre medio ambiente,
salud y seguridad para energa trmica contienen
disposiciones sobre las emisiones generadas por una fuente de
energa ms grande. En las Guas generales sobre medio
ambiente, salud y seguridadse proporciona orientacin sobre
cuestiones ambientales teniendo en cuenta la carga total de
emisiones.
Las guas sobre efluentes se aplican a los vertidos directos de
efluentes tratados a aguas superficiales de uso general. Los
niveles de vertido especficos del emplazamiento pueden
establecerse basndose en la disponibilidad y condiciones de
los sistemas de tratamiento y recogida de aguas de
alcantarillado pblico o, si se vierten directamente a las aguas
superficiales, basndose en la clasificacin del uso del agua
receptora que se describe en las Guas generales sobre
medio ambiente, salud y seguridad. Estos niveles se deben
lograr, sin dilucin, al menos el 95% del tiempo que opera la
planta o unidad, calculado como proporcin de las horas de
operacin anuales. El incumplimiento de estos niveles debido a
las condiciones de determinados proyectos locales se debe
justificar en la evaluacin ambiental correspondiente.
Uso de recursos, consumo de energa,generacin de emisiones y residuos
El Cuadro 3 contiene ejemplos de indicadores de consumo de
recursos de energa y agua para el sector. El Cuadro 4 contiene
ejemplos sobre indicadores de generacin de emisiones y
residuos. Los valores de referencia de la industria se consignan
nicamente con fines comparativos, y cada proyecto debera
tener como objetivo lograr mejoras continuas en estas reas.
Los valores de referencia relevantes para las plantas de
procesamiento del carbn pueden extraerse a partir de la
gasificacin del carbn en plantas elctricas de mayor
envergadura. Las emisiones producidas por las plantas de
gasificacin que producen gas sinttico para la sntesis Fischer-
Tropsch (F-T) sern sustancialmente inferiores debido a los
requisitos de pureza del catalizador de sntesis.
Seguimiento ambientalSe llevarn a cabo programas de seguimiento ambiental para
este sector en todas aquellas actividades identificadas por su
potencial impacto significativo en el medio ambiente, durante
las operaciones normales y en condiciones alteradas. Las
actividades de seguimiento ambiental se basarn en
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indicadores directos e indirectos de emisiones, efluentes y uso
de recursos aplicables al proyecto concreto. La frecuencia del
seguimiento debera permitir obtener datos representativossobre los parmetros objeto del seguimiento. El seguimiento
deber recaer en individuos capacitados, quienes debern
aplicar los procedimientos de seguimiento y registro y utilizar un
equipo adecuadamente calibrado y mantenido. Los datos de
seguimiento se analizarn y revisarn con regularidad, y se
compararn con las normas vigentes para as adoptar las
medidas correctivas necesarias. Las Guas generales sobre
medio ambiente, salud y seguridadcontienen orientaciones
adicionales sobre los mtodos de muestreo y anlisis deemisiones y efluentes.
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Cuadro 1. Niveles de emisiones a la atmsfera
para las plantas de procesamiento del carbn
Contaminante Unidad Valor dereferencia
Planta de preparacin del carbnSecador t rmicoPartculas mg/Nm3 70Secador trmicoOpacidad de los gases % 20Equipos de limpieza neumtica decarbnPartculas
mg/Nm3 40
Equipos de limpieza neumtica decarbnOpacidad
% 10
Transporte, almacenamiento ypreparacinOpacidad de los gases
% 10
Global
SO2 mg/Nm3 150-200
NOx mg/Nm3 200-400(1)
Hg mg/Nm3 1.0
Materia particulada mg/Nm3 30-50(1)
COV mg/Nm3 150
Metales Pesados Totales mg/Nm3 1,5
H2S mg/Nm3 10(2)
COS + CS2 mg/Nm3 3
Amoniaco mg/Nm3 30
Notas:1. El valor mnimo para las plantas de >100 MWth o equivalente; el valormximo para las plantas de
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Cuadro 4. Generacin de emisiones yresiduos(1)
Parmetro Unidad
Valor dereferenciade laindustria
SO2 g/Nm3de gassinttico
0,3 0,5
SO2(Carbn-Metanol-Gasolina)(4)
toneladas/da 6-14
SO2(Fischer-Tropsch)(4) toneladas/da 9-14
NOX g/Nm3
de gassinttico
0,35-0,6
NOX(Carbn-Metanol-Gasolina)(4)
toneladas/da 5-15,5
NOX(Fischer-Tropsch)(4) toneladas/da 5-23,6
MP10 g/Nm3de gassinttico
0,12
Partculas (Carbn-Metanol-Gasolina)(4)
toneladas/da 0,5-7,5
Partculas (Fischer-Tropsch)(4) toneladas/da 1-6
CO2(2)(3) kg/kg de carbn 1,5
CO2(Carbn-Metanol-Gasolina
y Fischer-Tropsch)(4)
toneladas/da 21.000
Amoniaco g/Nm3de gassinttico
0,004
Residuos slidos (ceniza,escoria y sulfuro)(2)
kg/tonelada decarbn
50 200
Notas:
1. Produccin: 1.300 1.500 Nm3de gas sinttico de carbn2. Dependiendo del grado y calidad del carbn; calculado para un GHP =30 GJ/kg3. Sin captura y almacenamiento de carbono (CCS)4. Referencia: Edgar, T.F. (1983). Para una planta de licuefaccin decarbn de 50.000 bbl/da
2.2 Desempeo de la higiene y laseguridad ocupacional
Gua sobre higiene y seguridad ocupacional
Para evaluar el desempeo en materia de higiene y seguridad
ocupacional deben utilizarse las guas sobre exposicin que se
publican en el mbito internacional, entre ellas: las guas sobre
la concentracin mxima admisible de exposicin profesional
(TLV) y los ndices biolgicos de exposicin (BEIs)
publicados por la American Conference of Governmental
Industrial Hygienists (ACGIH)12, la Gua de bolsillo sobre
riesgos qumicos publicada por el Instituto Nacional de Higiene
y Seguridad del Trabajo de los Estados Unidos (NIOSH)13, los
lmites permisibles de exposicin publicados por la
Administracin de Seguridad e Higiene en el Trabajo de los
Estados Unidos (OSHA)14, los valores lmite indicativos de
exposicin profesional publicados por los Estados miembros de
la Unin Europea15, u otras fuentes similares.
Tasas de accidentes y letalidad
Deben adoptarse medidas para reducir a cero el nmero de
accidentes entre los trabajadores del proyecto (sean empleados
directos o personal subcontratado), especialmente los
accidentes que pueden causar una prdida de horas de trabajo,
diversos niveles de discapacidad o incluso la muerte. Como
punto de referencia para evaluar las tasas del proyecto puede
utilizarse el desempeo de instalaciones en este sector enpases desarrollados, que se obtiene consultando las fuentes
publicadas (por ejemplo, a travs de la Oficina de Estadsticas
Laborales de los Estados Unidos y el Comit Ejecutivo de Salud
y Seguridad del Reino Unido)16.
Seguimiento de la higiene y la seguridadocupacional
Es preciso realizar un seguimiento de los riesgos que pueden
correr los trabajadores en el entorno laboral del proyectoconcreto. Las actividades de seguimiento deben ser diseadas
12 Disponible en http://www.acgih.org/TLV/ y http://www.acgih.org/store/13 Disponible en http://www.cdc.gov/niosh/npg/14 Disponible en
ttp://www.osha.gov/pls/oshaweb/owadisp.show_document?p_table=STANDARDS&p_id=9992
15 Disponible en http://europe.osha.eu.int/good_practice/risks/ds/oel/16 Disponible en:
ttp://www.bls.gov/iif/ and http://www.hse.gov.uk/statistics/index.htm
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y realizadas por profesionales acreditados17como parte de un
programa de seguimiento de la higiene y la seguridad en el
trabajo. En las instalaciones, adems, debe llevarse un registro
de los accidentes y enfermedades laborales as como de los
sucesos y accidentes peligrosos. Las Guas generales sobre
medio ambiente, salud y seguridad contienen orientaciones
adicionales sobre los programas de seguimiento de la higiene y
la seguridad en el trabajo.
17 Los profesionales acreditados pueden incluir higienistas industrialescertificados, higienistas ocupacionales diplomados o profesionales de laseguridad certificados o su equivalente.
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3.0 Referencias y fuentes adicionales
Administracin del Uso Coordinado de la Atmsfera de los Estados delNordeste (NESCAUM). 2003. Mercury Emissions from Coal -Fired PowerPlants: The Case for Regulatory Action. Octubre de 2003. Boston, MA:NESCAUM
Agencia de Proteccin Ambiental de Estados Unidos (US EPA). 2005. 40 CFRPart 60, Standards of Performance for New and Existing Stationary Sources:Electric Utility Steam Generating Units, Clean Air Mercury Rule. Washington,DC: US EPA.
Asociacin Nacional de Proteccin contra Incendios (NFPA). 2004. Standard120: Standard for Fire Prevention and Control in Coal Mines. 2004 Edition.Quincy, MA: NFPA.
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PROCESAMIENTO DE CARBNGRUPO DEL BANCO MUNDIAL
Anexo A: Descripcin general de las actividades de la industria
El procesamiento del carbn para su transformacin en
sustancias qumicas gaseosas o lquidas, incluido el carburante,
consta de los siguientes procesos e instalaciones auxiliares:
La gasificacin del carbn en gas sinttico SynGas (CO
+ H2)
La licuefaccin indirecta, (es decir, la sntesis Fischer -
Tropsch de carburante para automviles (gasolina y gasoil)
a partir de gas sinttico)
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El amoniaco obtenido a partir de gas sinttico
El metanol a partir de gas sinttico
La licuefaccin directa (es decir, la licuefaccin del carbn
mediante hidrogenacin directa)
Carbn
El carbn es uno de los recursos energticos ms abundantes
en el mundo y su uso tiende a crecer a medida que surgen
tecnologas para eliminar los gases efecto invernadero,
principalmente el CO2. El carbn puede adoptar una amplia
gama de formas y calidades. El grado de transformacin de la
materia en la planta o carbonificacin se denomina grado. El
carbn pardo o lignito, el carbn subbituminoso, el carbn
bituminoso y la antracita representan los distintos grados con un
creciente contenido en carbn. El Cuadro A.1. muestra la
clasificacin de la American Society for Testing and Materials
(ASTM)18.
El carbn con menos del 69 por ciento de carbn fijo se clasifica
segn su Potencia Calorfica Bruta (PCB):
18Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 5 edicin (2006).
Bituminoso cuando la PCB > 24.400 kilojulios por
kilogramo (kJ/kg), aglomerante
Subbituminoso cuando 19.300 kJ/kg
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PROCESAMIENTO DE CARBN
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GRUPO DEL BANCO MUNDIAL
Gasificacin del carbn
El tamao de las plantas de gasificacin del carbn vara
considerablemente dependiendo del destino final del gassinttico producido. Durante la fabricacin qumica, la
capacidad de diseo suele basarse en una tasa de alimentacin
de 1.500-2.000 toneladas al da (t/d) de carbn. La capacidad
puede ser mayor, sobre todo en el caso de la produccin de
metanol. En la produccin de combustible lquido, las
instalaciones existentes utilizan 120.000 t/d (cerca de 40
megatoneladas al ao (Mt/a)) de carbn para producir 160.000
barriles al da (b/d) (cerca de 10 Mt/a) equivalentes de petrleo
de combustible lquido.
Logstica y preparacin del carbn
Las grandes plantas de licuefaccin de carbn suelen estar
situadas cerca de las minas de carbn y comparten zonas e
instalaciones de almacenamiento. El carbn suele suministrarse
por medio de cintas transportadoras a las cubas, tolvas y
compuertas en la planta. Las plantas ms pequeas pueden
ubicarse lejos de las minas. En este caso, el carbn se
transporta por ferrocarril, barcazas o canalizaciones para los
lodos de carbn y se almacena en escombreras. Normalmente,
es necesario preparar el carbn antes de su envo y utilizacin,
dependiendo de las caractersticas de la mina y el carbn y de
la tecnologa de extraccin19. Las Guas generales sobre
medio ambiente, salud y seguridad para la explotacin de
minasdescriben el proceso de preparacin del carbn. Antes
de su utilizacin, el carbn almacenado en las instalaciones de
procesamiento de carbn adopta los estados fsicos necesarios
para el reactor de produccin de gas sinttico, que difieren
segn la tecnologa de produccin del gas sinttico. Las
operaciones normales incluyen el secado del carbn y su
reduccin de tamao (trituracin, molturacin o pulverizacin).
19Lockhart, N., World Energy Council. Advances in Coal Preparation (2002).
Instalaciones de produccin de gas sinttico
La gasificacin del carbn consiste en la reaccin del carbn al
oxgeno, el vapor y el dixido de carbono para formar unproducto gaseoso (el gas sinttico) que contiene hidrgeno y
monxido de carbono. Bsicamente, la gasificacin consiste en
la combustin incompleta en un ambiente reductor. La principal
diferencia operativa respecto a la combustin completa del
carbn es que la gasificacin consume calor producido durante
la combustin. En el ambiente reductor de la gasificacin, el
azufre en el carbn se libera como sulfuro de hidrgeno en vez
de dixido de azufre, y el nitrgeno en el carbn se convierte
principalmente en amoniaco en lugar de xidos de nitrgeno.
Estas formas reducidas de azufre y nitrgeno se pueden aislar,
captar y utilizar fcilmente.
Dependiendo del tipo de gasificador y de las condiciones
operativas, la gasificacin puede emplearse para producir un
gas sinttico ideal para una variedad de aplicaciones. El Grfico
A.1. muestra una versin simplificada del proceso de
gasificacin.
El carbn preparado se gasifica con oxgeno y vapor.
Dependiendo del tipo concreto de gasificador, el gas sinttico
procedente del reactor puede enfriarse y refrigerarse y el calor
se recupera como vapor de alta presin. La ceniza se recupera
del fondo del reactor junto con el alquitrn, ya sea slido o en
ceniza (dependiendo del proceso). El gas sinttico se mezcla
con vapor y suministra al reactor de conversin para ajustar el
coeficiente de H2/CO al valor exigido. El gas sinttico se purifica
a continuacin de H2S, CO2, COS, NH3, HCN para cumplir con
las especificaciones exigidas. Se utilizan tres clases principales
de reactores de gasificacin: reactores de lecho fijo, reactores
de lecho fluidizado y reactores de flujo laminar.
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Licuefaccin indi recta del carbn
Produccin de hidrocarburos lquidos
Los procesos F-T pueden emplearse para producir un petrleo
crudo sinttico ligero (crudo sinttico) y olefinas ligeras, o
hidrocarburos parafnicos pesados. El crudo sinttico puede
refinarse para obtener gasolina y gasoil, y los hidrocarburos
pesados para conseguir parafinas especficas o, cuando se
descompone por hidrogenacin y/o se isomeriza, puede
utilizarse para producir gasoil, aceites lubricantes y nafta, una
materia prima empleada para descomponer las olefinas. Se
emplean catalizadores de hierro a base de potasio y cobre.
Para la reaccin F-T suelen emplearse reactores de baja
temperatura (LTFT, reactores de lecho fluidizado) y reactores
de alta temperatura (HTFT, reactores de lecho fluido).
Los reactores de lecho fluido consisten en un depsito que
contiene una parafina fluida derivada del proceso e incluye un
catalizador. Las burbujas de gas sinttico se introducen en el
lecho fluido a temperaturas que oscilan entre los 220 y 250C y
2,54,5 megapascales (MPa) y se transforman enhidrocarburos. El calor generado pasa del lecho fluido a los
serpentines de enfriamiento dentro del reactor para generar
vapor de agua. Los hidrocarburos ligeros, que se encuentran en
la fase de vapor, se retiran de la superficie libre situada sobre el
reactor junto con los agentes reactivos no convertidos y se
condensan en un tren de condensacin. Los hidrocarburos
lquidos ms pesados se mezclan con los lodos de carbn para
eliminarse a continuacin mediante un proceso de separacin
de slidos.
Los reactores de lecho fluido consisten en un tanque que
contiene un lecho fluidizado y un catalizador de hierro reducido.
Las burbujas de gas sinttico se canalizan por el lecho
mediante un distribuidor de gas donde se convierte
catalticamente en hidrocarburos que, en condiciones de
proceso de alrededor de 340C y 2,5 MPa, se hallan en la fase
de vapor. Los productos y gases sin convertir abandonan elreactor a travs de ciclones internos.
Alquilacin
El objetivo de la alquilacin es producir carburante de alta
calidad. El trmino alquilacin se emplea para describir la
reaccin de las olefinas con el isobutano para formar
isoparafinas de peso molecular superior con un elevado ndice
de octano. El proceso implica unas condiciones de reaccin a
bajas temperaturas en presencia de cidos fuertes (cidofluorhdrico (HF) o cido sulfrico (H2SO4)).
Isomerizacin
La isomerizacin se utiliza para alterar la ordenacin molecular
sin afectar a la composicin de la molcula original. Las
parafinas de reducido peso molecular (C5 C6) se transforman
en isoparafinas con un ndice de octano muy superior. En la
actualidad se emplean tres clases distintas de catalizadores en
este proceso: almina clorada, zeolita y circonia sulfatada.
Desintegracin cataltica
La desintegracin se emplea para transformar hidrocarburos
ms pesados en otros ms valiosos de menor punto de
ebullicin. El proceso precisa de calor y de un catalizador para
descomponer las molculas de hidrocarburo de mayor tamao
en otras ms pequeas y ligeras. Las unidades de
desintegracin cataltica de fluido (FCC) ms frecuentemente
empleadas se dividen en tres secciones: Una seccin de
reactorregenerador que consta a su vez de un ventilador de
aire y una caldera de recuperacin; la principal seccin de
fraccionamiento, que se compone de un compresor de gas
hmedo; y la estacin de gas no saturado. Durante el proceso
de FCC, el aceite y el vapor de aceite precalentado a 250-
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PROCESAMIENTO DE CARBN
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425C se pone en contacto con el catalizador caliente (zeolita)
a aproximadamente 680730C de temperatura en el reactor de
lecho transportado. Para mejorar la vaporizacin y la posteriordesintegracin, el material se atomiza con vapor. El proceso de
desintegracin se produce a temperaturas que oscilan entre los
500 y 540C y presiones de 1,5-2,0 bares. La mayor parte de
los catalizadores empleados para la desintegracin son zeolitas
ayudados por silicato amorfo de almina con metales.
Hidrogenacin con compuestos oxigenados
En este proceso se hidrogenan los compuestos oxigenados en
una mezcla de alcohol.
Produccin de amoniaco
Las plantas de produccin de amoniaco (NH3) pueden
constituirse en unidades independientes o integrarse con otras
plantas, normalmente dedicadas a la produccin de urea y
metanol. La produccin de hidrgeno y / o monxido de
carbono tambin puede integrarse con las plantas de
fabricacin de amoniaco. El amoniaco resulta de la reaccin
exotrmica del hidrgeno y el nitrgeno. Esta reaccin se llevaa cabo en presencia de catalizadores de xidos metlicos a
altas presiones. La fuente de materia prima del nitrgeno es el
aire en la atmsfera y puede emplearse en estado natural como
aire comprimido o nitrgeno puro generado por una unidad de
separacin de aire. El hidrgeno puede encontrarse en varias
fuentes, incluido el gas natural, el crudo, la nafta o los gases
residuales procedentes del procesamiento de carbn.
El proceso de produccin de amoniaco a partir del gas sinttico
consta de las siguientes fases: la eliminacin de restos de
azufre en la materia prima; el reformado primario y secundario;
la conversin del monxido de carbono; la eliminacin de
dixido de carbono; la metanizacin; la compresin; la sntesis
del amoniaco; y la refrigeracin del producto de amoniaco. El
carbn se elimina en forma de dixido de carbono concentrado
(CO2), que puede emplearse en la fabricacin de urea y otros
usos industriales para evitar su vertido en la atmsfera. Loscatalizadores utilizados en el proceso pueden contener cobalto,
molibdeno, nquel, xido de hierro / xido de cromo, xido de
cobre / xido de cinc y hierro.
Los dos procesos no convencionales son: aadir ms aire de
proceso al reformado secundario mediante la eliminacin
criognica del exceso de nitrgeno; y el intercambio de calor del
reformado autotrmico. Este ltimo proceso tiene algunas
ventajas ambientales, ya que puede prescindirse del reformado
primario y permite consumir menos energa.
Produccin de metanol
Normalmente, la sntesis del metanol consiste en la reaccin, el
reciclado de gases y la purificacin. Durante la fase de
reaccin, el monxido de carbn y el hidrgeno reaccionan a
alrededor de los 250C y 50-80 bares en presencia de un
catalizador de cobre para producir metanol. Los reactores
comercialmente disponibles incluyen los de tipo tubular de lecho
fijo o los radiales adiabticos de varios lechos. El metanol se
condensa aguas abajo del reactor y el gas sin convertir se
recicla en la unidad de produccin de gas sinttico. La seccin
de purificacin est compuesta por dos torres de
fraccionamiento donde las fracciones ligeras y pesadas
(alcoholes de alto peso molecular) se eliminan del metanol
producido. Suelen recuperarse las fracciones ligeras como gas
combustible. Las fracciones pesadas suelen quemarse en una
caldera de vapor mediante un quemador dedicado.
Licuefaccin directa del carbn
Muchos pases han dedicado esfuerzos a la investigacin y el
desarrollo de la licuefaccin directa del carbn. La mayora de
los procesos en curso se basan en la hidrogenacin cataltica
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