2.3 MANEJO AMBIENTAL FASE DE OPERACIÓN

2.3.1 MANEJO AMBIENTAL DEL SUELO

Objetivo

Preservar el recurso suelo.

Evitar el aporte de sedimentos a cuerpos de agua.

Controlar los procesos erosivos y deslizamientos en áreas sensibles.

 

Impacto a prevenir o mitigar

Pérdida de la capacidad agrológica del suelo.

Pérdida de suelo por arrastre de aguas de escorrentía.

Aumento de procesos de inestabilidad.

Aumento de procesos erosivos.

Incremento de turbiedad en cuerpos de agua.

 

Criterios ambientales

La inestabilidad de taludes y laderas constituye la causa fundamental de los daños ecológicos causados por arrastre de material.

Se debe evitar la erosión y el consecuente aporte de sedimentos a los cuerpos de agua, afectando los ecosistemas y alterando las propiedades físico químicas de las aguas..

 

Descripción de los sistemas de control

Control de Inestabilidad

Muros de contención

Son estructuras en concreto armado, cuya función es estabilizar y contener deslizamientos de gran magnitud, son ideales para el tratamiento de problemas graves de desestabilización de taludes. (Ver Figura 9)

Figura 9 MUROS DE CONTENCIÓN

Gaviones

Son estructuras en piedra y malla, de alguna complejidad en su construcción, cuya función es estabilizar deslizamientos de considerable magnitud, se construyen en terrazas, con gravillas con diámetros superiores a las 3" conformadas por mallas de alambre de alta resistencia.

Control de erosión

Terrazas en banco

Los bancales o terrazas de banco consisten en plataformas o escalones construidos en serie a través de la pendiente y separados por paredes casi verticales protegidas con vegetación. Las plataformas deben tener un desnivel lateral hacia el talud superior, del 2%, y un desnivel longitudinal hacia el desagüe igual o menor al 1%. Una terraza individual es un pequeño terraplén de forma circular y ovalada, que se construye alrededor de cada árbol con una inclinación del 5 al 10 % en dirección opuesta a la pendiente del terreno.(Ver Figura 10)

Figura 10 TERRAZAS EN BANCO

Acequias 

Son estructuras mecánicas aplicables a terrenos con pendientes máximas del 30 %, se utiliza cuando no es posible construir terrazas de base ancha. Consisten en canales de 30 cm de ancho en el fondo, con taludes 1H :1V, estos se construyen a distancias regulares de acuerdo con la pendiente y el uso del terreno. A 15 cm del borde superior y a todo lo largo se siembra una barrera viva, a modo de filtro, y a 15 cm del borde inferior se deposita el material producto de la excavación. Las acequias de ladera se recomiendan si el suelo es poco permeable o impermeable. (Ver Figura 11)

Figura 11 ACEQUIAS

Redistribución de suelo en áreas desprotegidas

El suelo recogido y almacenado en pilas, durante la fase de construcción debe ser redistribuidos en las áreas desprotegidas o involucradas en procesos erosivos, seguidamente se debe proteger siguiendo técnicas de control como la revegetalización.

Revegetalización

Una cobertura densa en gramíneas proporciona virtualmente una protección completa al suelo contra la erosión causada por la lluvia y demora la escorrentía, forma un colchón protector muy eficiente y la cobertura de las raíces evita la formación de cárcavas. Adicionalmente la implementación de barreras vivas consistentes en hileras de plantas perennes de crecimiento denso, con el objeto de reducir la velocidad del agua que corre sobre la superficie del terreno y retener el suelo, deben tener características de fácil adaptación, hábitos de crecimiento, tolerancia a pisoteos, quemas, sequías y sistemas de mantenimiento. (Ver Figura 12)

Figura 12 REVEGETALIZACIÓN

Actividades a desarrollar

Inspección continua de áreas sensibles.

Identificación de áreas con problemas de inestabilidad y erosión.

Selección de alternativa de control.

Construcción de obras de control.

Mantenimiento preventivo de obras de control.

 

Responsables

La responsabilidad de ejecución física de estas actividades está a cargo del dueño del PCE.

La responsabilidad de seguimiento del desarrollo de estas actividades es de la autoridad ambiental.

La responsabilidad de asistencia técnica y seguimiento del desarrollo de estas actividades es de la entidad del subsector a través del delegado en campo.

Es responsabilidad del interventor ambiental velar por el desarrollo y cumplimiento de las actividades por cada una de las partes.


2.3.2 MANEJO AMBIENTAL DE EMISIONES ATMÓSFERICAS Y RUIDO

Objetivo

Control de emisión de partículas al aire.

Control de emisión de gases a la atmósfera.

 

Impacto a prevenir o mitigar

Aumento en la concentración de partículas en la atmósfera.

Aumento en la concentración de gases en la atmósfera.

 

Criterios ambientales

Identificación, se debe tener plenamente identificados el tipo de contaminante que va a ser expulsado a la atmósfera.

Dimensionamiento adecuado de operación, este se debe conocer, para el adecuado calculo de tasas de emisión de ruido, gases y partículas a la atmósfera para la correcta elección del sistema de control.

Elección del sistema de control, aunque como se describe más adelante los sistemas de control son variados, la calidad del carbón colombiano, ( bajo contenido de cenizas y azufre), hace necesario que la elección de los sistemas de control este orientada hacia las tecnologías convencionales.

Mantenimiento, este realizado por personal idóneo con la frecuencia y calidad que la operación lo requiera, garantizara la efectividad de los sistemas de control y logro de los estándares de operación.

 

Descripción de los sistemas de control

Control de partículas

Colectores Ciclónicos

En los colectores ciclónicos la corriente gaseosa es forzada a una trayectoria de espiral dentro de una estructura de forma cilíndrica y fondo cónico, las partículas son separadas del gas por las fuerzas centrifugas que se generan dentro del equipo. La unidad separadora puede ser una sola cámara, unas cuantas cámaras tubulares, en paralelo o en serie o una unidad dinámica similar a un soplador.

Lavadores de gases

Un rocío de agua finamente atomizada entra en colisión con el polvo o las partículas absorbiéndolas en el camino. Partículas finas que varían entre 0.1 y 20 m, se pueden remover por medio de estos lavadores.

El mecanismo utilizado en el equipo de remoción es similar a los colectores ciclónicos, con la diferencia de que el fin primordial del dispositivo es la adecuada dispersión de la fase liquida a fin de obtener un buen contacto entre partículas y agua.

Ofrecen como desventaja la producción y posterior manipulación de lechos húmedos.

Lavadores de cámara de aspersión

Es uno de los dispositivos más simples para la colección húmeda de partículas. El gasto de agua a través de la cámara esta dentro del intervalo de 2 a 10 gpm para cada 1000 pie3/min. De flujo de gas.

Es preciso añadir agua de reposición para reponer el agua evaporada en la corriente de gas.

* Los lavadores de gases y lavadores de cámara de aspersión, no son utilizados en Colombia.

Ciclones húmedos

El tipo más simple de lavadores ciclónicos se logra insertando bancos de boquillas en forma de anillo dentro de un ciclón seco convencional. El aspersor actúa sobre las partículas en el vórtice exterior, y las partículas y el líquido cargadas de polvo son lanzadas hacia afuera contra la pared interna húmeda del ciclón. La solución cargada de polvo fluye por las paredes hasta el fondo, donde es retirada, el gasto de circulación de agua de estos ciclones varia de 1 a 8 gl por cada 1000 pies3 / gas tratado.

Lavadores venturi

Es un canal de flujo rectangular o circular que converge a una garganta de sección estrecha y luego diverge nuevamente a su área original en la sección transversal. En la sección convergente, el trabajo del flujo asociado con el fluido se convierte en energía cinética, con la consecuente disminución en la presión estática y un aumento en la velocidad. La acción de lavado ocurre durante la introducción de agua ya sea en la sección de la garganta ( recomendada) o al comienzo de la sección convergente. La colección de las partículas finas por las gotas del líquido se lleva a cabo con el impacto por inercia durante el tiempo en que se aceleran las gotas.

Filtros de mangas

La filtración es uno de los métodos más antiguos y de uso más generalizado para la separación de partículas de gas que lo transporta. En general un filtro es cualquier estructura porosa compuesta de material granular o fibrosos que tiende retener las partículas cuando pasa el gas que lo arrastra, a través de los espacios vacíos del filtro. Tienen eficiencias del 99%, su desventaja es la necesidad mantenimiento frecuente.

Precipitadores electrostáticos

El gas cargado de partículas pasa a través de un campo eléctrico, así, la colección se basa en la mutua atracción entre las partículas con una carga eléctrica y un electrodo colector de carga opuesta.

Humectación de patios de acopio de carbón

La humectación de las pilas de carbón, es un método efectivo para evitar la emisión de partículas por la acción del viento, Sin embargo la humectación genera lixiviados, erosión y arrastre de partículas en las pilas, por lo que se requiere que la humectación sea calculada para mantener una húmeda constante sin excesos de agua.

Aislamiento de pilas de carbón

Es necesario aislar las pilas de la acción viento, construyendo barreras artificiales o naturales constituidos por franjas de vegetación.

Humectación de escombreras de ceniza

Las cenizas dispuestas en capas en las pilas de acopio en la escombrera serán regadas para evitar su resecamiento y mayor volatilidad, teniendo cuidado de no exceder la cantidad de agua que se aplique, en un volumen tal que no se produzca escurrimiento y erosión del material apilado.

Revegetalización de escombrera de cenizas

En la escombrera de ceniza, ya conformada por vía seca, por lo menos cada año, se deberá redistribuir una capa de suelo sobre la pila, para realizar la revegetalización con el fin de minimizar la emisión de partículas de polvo por la acción del viento.

Control de gases

Calidad de los combustibles

El azufre está presente en el carbón bajo dos formas principales, orgánicas e inorgánicas. El compuesto inorgánico conocido como pirita de hierro (FeS2) esta presente como partículas discretas y, por tanto, se puede someter a la remoción física mediante el lavado por gravedad. El azufre en la forma orgánica esta químicamente enlazado con el carbón y se remueve de este por procesos tales como la gasificación del carbón o su conversión a un material sólido sintético. Las diferencias entre las técnicas de gasificación del carbón se basan en el método de alimentación del carbón al gasificador, el método para el suministro de calor en la etapa de gasificación, el método para obtener el contacto de los reactivos por medio de lechos fijos o fluidizados y el uso de diferentes medios de gasificación.

La buena calidad de los combustibles determina que en el momento de su combustión, la emisión de gases a la atmósfera se reducen de manera considerable.

Altura de la chimenea

El método de control se basa en la dispersión natural de los contaminantes a una gran altura de manera que las concentraciones a nivel del suelo sean las requeridas.

Control de emisión de azufre (SOx)

Existen cuatro métodos o alternativas posibles, que se pueden utilizar para reducir las emisiones de dióxido de azufre a partir del consumo de combustibles fósiles. Los métodos potenciales son :

Utilización de combustibles con bajo contenido de azufre.

Uso de carbón desulfurizado.

Construcción de chimeneas altas con el fin de aumentar la dispersión atmosférica.

Utilización de métodos de desulfurización de los gases de combustión.

 

Desulfurización de los gases de combustión

Los procesos de remoción del dióxido de azufre se pueden agrupar en dos clasificaciones: desechable o regenerativo y húmedo o seco.

Los procesos de desechable son aquellos en los que se forma un producto sólido residual, el cual se desecha, por tanto, es necesario añadir continuamente nuevos productos químicos.

En los procesos regenerativos, el agente de remoción se puede regenerar continuamente en un sistema de circuito cerrado.

Los procesos húmedos o secos se diferencian simplemente por el hecho de que el agente de remoción activo este contenido o no en una solución sólida.

El sistema de remoción incluye típicamente el uso de procesos de absorción, adsorción o catalíticos.

La eficiencia de remoción del SO2 varía desde le 50% hasta el 90% dependiendo del sistema empleado. Para la remoción de estos óxidos se debe estudiar la conveniencia de uno u otro reactivo químico y el mejor medio de aplicación.

Como el SO2 es un gas ácido, casi todos los procesos de depuración utilizan una solución acuosa o una lechada de un material alcalino. En general, los diseños desechables se deshacen del azufre eliminando en alguna forma el lodo residual del tipo de calcio, por esta razón la reposición del alcalí es considerable.

Generalmente, el producto de los procesos regenerativos es azufre o ácido sulfúrico, y la solución alcalina se recircula. Por lo tanto se necesita poco material de reposición.

La cal y la caliza son los reactivos más comúnmente usados en los sistemas actuales. El SO2 reacciona con la cal formando un producto sólido que es el sulfato de calcio CaSO3 .

Proceso seco para agregar cal para absorción del SO2

Un método simple consiste en soplar la cal en forma de polvo fino hacia la corriente de gas. Se utilizan varios puntos de aplicación, en los hornos, el economizador y algún otro punto en la chimenea, así las partículas de cal pasan a través del gas de tiro y se pegan a la ceniza volátil. Cuando la mezcla es adecuada, la reacción con el SO2 toma lugar y el sulfito de calcio resultante es capturado con la ceniza volátil y otra materia particulada en el precipitador electrostático o el filtro de mangas.

La localización del punto de inyección es importante, pues este debe permitir el tiempo suficiente para que la reacción química tome lugar. Si la inyección es un sitio a alta temperatura, en la reacción es posible que se forme sulfato de calcio (si hay oxígeno en exceso). Para los puntos de inyección a baja temperatura, como la chimenea, se formara el sulfito de calcio.

Proceso húmedo para agregar cal para absorción del SO2

Se utiliza para unidades grandes, la característica esencial de este proceso es que el reactivo es mezclado con agua y la mezcla acuosa resultante es inyectada hacia la corriente del gas de tiro. La reacción química toma lugar en una torre de absorción especialmente diseñada, también conocida como depuradora, debido a que este depura el SO2 fuera del gas de tiro. Este está usualmente localizado entre el ventilador de descarga de la chimenea. El gas fluye a través del absorbedor, éste se mezcla con el rocío de calcio. El SO2 es absorbido dentro del líquido, formándose una mezcla acuosa de sulfito de calcio en el fondo de la torre.

La concentración más pesada de la mezcla acuosa es continuamente removida y procesada. En la mayoría de los sistemas está mezcla acuosa de desecho es deshidratada con el líquido que regresa a ser reciclado al sistema de depurados. El lodo de sulfito de calcio es químicamente estabilizado y compactado en un lugar de relleno. Como alternativa se tiene que convertir el sulfito de calcio en sulfato por oxidación forzada. Este material si es suficientemente puro, se utiliza para producir yeso.

Proceso regenerativo por oxido de magnesio

Este utiliza una torre rociadora húmeda de absorción similar al proceso de cal. Cuando el oxido de magnesio reacciona con el SO2 en el absorbedor, se produce sulfito de magnesio y sulfato de magnesio en mezcla acuosa, está mezcla de desecho es deshidratada y el material sólido es procesado para producir: ácido sulfúrico y óxido de magnesio que es el reactivo inicial.

Proceso regenerativo por sulfito de sodio

El SO2 del gas de tiro es absorbido en la solución y la mezcla acuosa de desecho resultante es procesada para formar compuestos de sodio los cuales son retornados al absorbedor y ácido sulfúrico o azufre elemental seco.

Control de emisión de óxidos de nitrógeno (NOx)

Los óxidos de nitrógeno se forman en la cámara de combustión de dos maneras:

Por la reacción del oxígeno contenido en el aire de combustión con el nitrógeno del combustible. En este proceso de oxidación se produce el NOx combustible.

Por la oxidación del nitrógeno contenido en el aire de combustión, conocido como NOx térmico.

El control de las emisiones de NOx se realiza mediante el control de la formación de este gas o por la eliminación desde los gases de combustión.

Para modificar y controlar la formación de NOx durante la combustión se tiene en cuenta consideraciones termodinámicas y cinéticas. En general los parámetros que afectan la formación de NOx son: temperatura, tiempo de residencia, concentración de las varias especies y grado de mezclado. Desde un punto de vista experimental, los factores que controlan la formación de NOx incluyen:

Relación entre el aire y el combustible.

Temperatura del aire de la combustión.

Grado de enfriamiento de la zona de combustión.

Configuración del quemador del horno.

Control en el exceso de aire

La presencia de un exceso de aire afecta tanto la temperatura como la concentración de oxígeno de los gases en la zona de poscombustión. En general la formación de NOx se incrementa con el aumento en el exceso de aire, siendo más pronunciado el efecto para excesos de aire por debajo del 10%. Este efecto sucede a pesar del hecho de que la temperatura de la flama aumenta según la concentración del aire a la entrada se acerca a su valor estequiométrico. La caída rápida en la concentración del oxígeno domina en este caso sobre el efecto de la temperatura.

Control de la temperatura del aire de la combustión

Según la cinética de la reacción de formación de NOx, a temperaturas por encima de los 600 ºF, se favorece la formación de este gas. Así, en muchas operaciones industriales se dispone frecuentemente de calor residual como ayuda para precalentar el aire que entra en un proceso de combustión. El uso de precalentador de aire en las plantas generadoras de energía a gran escala es un ejemplo típico. A pesar de que este proceso causa un ahorro apreciable de energía, la energía añadida aumenta la temperatura de la flama, por lo que aumentan las emisiones de NOx.

Método del enfriamiento en la zona de combustión

Como la temperatura ejerce gran influencia en la de formación de NOx, un método efectivo de control es enfriar la zona de flama primaria, por transferencia de calor a las superficies adyacentes. Se sabe que entre mas alta sea la tasa de liberación mayor son las emisiones de NOx.

Método de configuración del quemador

La localización y el tipo de quemador es importante debidos al tipo de flama producida y al grado de turbulencia. Por ejemplo, el quemador de carbón tipo ciclónico y de turbulencia elevada es causa de concentraciones altas de NOx, por que es un ejemplo de tasa elevada de liberación de calor

Para modificar y controlar la formación de NOx durante la combustión es posible utilizar una de las siguientes técnicas:

Encendido de bajo exceso de aire.

Arrastre de combustible.

Recirculación del gas de tiro

Inyección de agua o vapor

Quemadores de bajo NOx

El principal objetivo de estas técnicas es que manteniendo la proporción del calor, se retarda el descenso de la velocidad de combustión, para reducir la temperatura de la llama, disminuyendo as, la formación de NOx.

Método de encendido de bajo exceso de aire

Una cierta cantidad de exceso de aire ayuda a producir una llama más brillante, más limpia y más corta, debido a la combustión rápida que se logra por tener una temperatura de llama alta. Para reducir la formación de NOx, se reduce el aire de exceso, así la combustión es mas lenta, la temperatura de llama más baja y por lo tanto, hay una reducción en la reacción entre el oxígeno y el nitrógeno. Esto, también podría producir una pérdida del oxígeno disponible para reaccionar con el nitrógeno liberado desde el combustible. Sin embargo, estas reducciones deben ser controladas para evitar una combustión incompleta o inconstante. Para tener éxito con este método, es necesario controlar tanto la distribución de combustible como de aire.

Método de arrastre de combustible

En este método, se instalan quemadores horizontales de niveles múltiples. Los quemadores inferiores son operadoras con un suministro de aire bajo, que es rico en combustible, para mantener la formación de NOx bajo. Los quemadores superiores son abastecidos con suficiente exceso de aire (aire de sobre encendido) para completar el procesos de combustión. La mezcla rica en combustible tiene varias ventajas en la reducción de NOx:

Disminuye el flujo de combustión, por lo que reduce la

temperatura de l lama.

Tiene suficiente oxígeno disponible para mezclarse con el nitrógeno.

Cuando se este empleando esta técnica se debe tener cuidado de monitorear las condiciones de combustión tales como CO, opacidad, y otros combustibles en el gas de tiro.

Método de recirculación del gas de tiro

Parte de los gases fríos de la combustión se reinyecta en la zona de combustión con el aire de combustión, para que diluya y apague la llama.

Método de inyección de agua o vapor

El agua a vapor es inyectada directamente en la llama con el objeto de enfriarla. Con este tipo de control, existe una perdida en la eficiencia, especialmente con la inyección de agua porque se consume un calor latente en su evaporación.

Método de quemadores de bajo NOx

Los quemadores de bajo NOx pueden manejar combustible líquido o gaseoso. Los dos métodos básicos para reducir la temperatura de la combustión son: disminuir el abastecimiento del aire de combustión, con el consecuente decrecimiento en la producción de la combustión o tener una gran cantidad de aire de exceso y así diluir la temperatura de combustión. En ambos casos existe un limite en cuanto al suministro de aire, pues una reducción alta impide mantener la ignición un aumento en la producción de CO y demasiado aire puede debilitar tanto la mezcla, que la combustión no podría ser mantenida.

El avance en el diseño de los quemadores permite incrementar significativamente el aire de exceso y así disminuir la formación NOx permitiendo un premezclado del combustible y el aire antes de entrar a la cámara de combustión y experimentar la ignición. La mayoría de este aire es abastecido en la corriente descendiente del combustor para diluir los gases calientes y bajar la temperatura a lo requerido.

Métodos para remover el NOx desde el gas de tiro

A veces será necesario considerar la remoción de NOx desde el gas de tiro. Las técnicas para llevar a cabo esto son las siguientes :

Reducción selectiva no catalítica. SNCR.

Reducción catalítica selectiva SCR.

Depuración húmeda, para remoción conjunta de NOx y SOx.

Depuración seca, para remoción conjunta de NOx y SOx.

Reducción selectiva no catalítica (SNCR)

La palabra reducción se refiere al proceso de extracción del oxígeno del NOx, para que el nitrógeno salga solo. Este es el proceso de disociación. Existen dos tipos de reducción: selectiva y no selectiva. En la reducción selectiva, el reactivo añadido reduce preferiblemente el NOx. La reducción selectiva se puede llevar a cabo con H 2, CO, NH3 o de H2S, como gas reactivo.

En la reducción no selectiva, hay que consumir primero el exceso de O2, No catalítico se refiere a que el proceso se realiza sin la presencia de un catalizador.

Reducción catalítica selectiva (SCR)

La efectividad de la reacción se mejora por el paso de la mezcla de amoníaco – gas de escape a través de un catalizador, produciéndose así la SCR. En el proceso SCR, el catalizador permite que la reacción deseada entre el NOx y el amoníaco tome lugar en un intervalo de temperatura mas baja (315 a 400 ºC). Esta es una temperatura mas conveniente y permite inyectar el amoníaco e instalar el catalizador en la trayectoria del gas de tiro entre el economizador y el calentador de aire.

El catalizador consiste de un gran número de elementos aplanados los que permiten el empaquetamiento en una torre reactora. Los elementos son hechos en cerámica o de material metálico, impregnados con catalizador el cual puede ser de vanadio, titanio, oxido de hierro u otros materiales.

El gas de tiro más amoníaco inyectado pasa a través de este panal, permitiendo que el catalizador promueva la reacción química. El incremento en la caída de presión mientras el gas de tiro pasa a través del reactor puede necesitar la instalación de ventiladores auxiliares. El panal del catalizador puede ser bloqueado por la ceniza volátil u otro material partículado acarreado en la corriente de gas. La ceniza volátil también puede causar la erosión del catalizador. El factor que más afecta el catalizador es la presencia de SO3 en el gas, resultante del SO2 mas excesivo de oxígeno.

Cuando se adiciona amoniaco en exceso o se agota el catalizador puede ocurrir el escape de amoniaco a la atmósfera causando los siguientes problemas:

Contamina la ceniza volátil, dificultando su disposición final.

El amoniaco en el gas de escape es mas contaminante que el NOx que se pretende retirar.

A temperaturas menores de 200 ºC, se forma el nitrato de amonio, que tiene características explosivas.

Control de ruido

Aislantes acústicos

Los aisladores acústicos son estructuras metálicas con paredes conformadas por materiales aislantes como icopor, madera, y fibras aislantes, estos se deben colocar en las zonas donde se instalen los elementos de rotación a altas velocidades , sistemas de transporte de fluidos y equipos con vibraciones, Paralelamente en el área de turbogrupos se debe instalar un cerramiento, todo esto con el objetivo que el nivel de presión sonora exterior al cerramiento cumpla con los niveles establecidos por la normatividad colombiana.

Aislamiento del proyecto

Al limite del proyecto se deben constituir métodos de aislamiento, consistentes en terraplenes y barreras. Los terraplenes se pueden construir aprovechando el material sobrante proveniente del corte y nivelación del terreno, enseguida de el se debe establecer una barrera de atenuación por vegetación.

Amortiguación de elementos

Además de los aislantes acústicos, instalados en áreas donde funcionen elementos de rotación a altas velocidades, y sistemas de transporte de fluidos, es necesario instalar sistemas y elementos de amortiguación, en las bases y estructuras de montaje de los mismos, con el fin de evitar el ruido producido por vibraciones.

Silenciadores en chimeneas

Para el control de ruido por acción del viento en las chimeneas, se deben instalar silenciadores con características de banda ancha en las chimeneas de las calderas.

Actividades a desarrollar

Elección de sistema de control, para lo cual se deben tener en cuenta, en ,lo referente a gases y partículas, los siguientes parámetros:

Las propiedades físicas y químicas de las partículas.

El intervalo de la tasa de flujo volumétrico de la corriente del gas.

El intervalo de las concentraciones de partículas que se pueden esperar.

Temperatura, presión y humedad de la corriente de flujo.

Naturaleza de la fase gaseosa, características de corrosión y solubilidad.

Condición requerida del efluente tratado

Requerimientos de construcción.

Facilidades de mantenimiento.

Responsables

La responsabilidad de ejecución física de estas actividades está a cargo del dueño del PCE.

La responsabilidad de seguimiento del desarrollo de estas actividades es de la autoridad ambiental.

La responsabilidad de asistencia técnica y seguimiento del desarrollo de estas actividades es de la entidad del subsector a través del delegado en campo.

Es responsabilidad del interventor ambiental velar por el desarrollo y cumplimiento de las actividades por cada una de las partes.

Figura 13 ESQUEMA GENERAL DE LOS SISTEMAS DE CONTROL DE EMISIONES ATMÓSFERICAS Y RUIDO


2.3.3 MANEJO AMBIENTAL DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES

Objetivo

Prevenir, corregir y mitigar el impacto ambiental que se produce sobre un cuerpo de agua. Por las descargas de aguas residuales provenientes de los procesos de operación de la carboeléctrica o el uso doméstico.

Controlar las aguas residuales con carga de sólidos.

Control de aguas residuales ácidas o alcalinas.

Control de aguas de escorrentía.

 

Impacto a prevenir o mitigar

Aumento en la concentración de sólidos en suspensión.

Contaminación de cuerpos de agua con grasas y aceites.

Aumento en la temperatura de los cuerpos de agua.

 

Criterios ambientales

No se debe realizar ningún tipo de vertimiento líquido, sin tratamiento, a cuerpos de agua.

 

Descripción de los sistemas

Sistemas para el manejo de aguas residuales industriales con contenidos de aceites y combustibles

Sistema para recuperación de aceites 

En la zona de mantenimiento del parque automotor, se puede construir un cárcamo para vertimiento de aceites y lubricantes. Los líquidos vertidos en este cárcamo, se podrán conducir mediante una tubería a un tanque de depósito subterráneo. Del tanque de depósito subterráneo y mediante un sistema de bombeo, se pasarán a un carro tanque y luego a un sitio de reuso.

Sistema para recuperación de aceites 

Consiste en un cárcamo comunicado mediante una tubería a un tanque de almacenamiento subterráneo, el cual debe tener por lo menos una capacidad de almacenamiento suficiente para el volumen de aceite producidos en un mes, por las operaciones de mantenimiento y reparación del maquinaria y equipo.

El propósito del sistema es el de evitar el trasiego manual de grasas y aceites, disminuyendo la contaminación. El contenido del tanque será vaciado mediante un sistema de bombeo, transferido a un tanque cisterna y llevado a sitios donde sea reutilizado, reciclado o reprocesado. (Ver Figura 14)

Figura 14 SISTEMA DE RECUPERACIÓN DE ACEITES

Drenaje de los tanques de almacenamiento de combustibles 

El drenaje de los tanques de almacenamiento de A.C.P.M., Gasolina y Aceites, deberá ir siempre al separador de aceites. Se hace necesaria la purga, cuando durante la inspección del tanque se detecta la presencia de agua acumulada en el fondo de los diques.

Los tanques de almacenamiento estarán rodeados por muros de contención o cortafuegos, que deberán retener el volumen total de almacenamiento de los tanques en caso de derrame, y su drenaje deberá contar con un sistema de válvula doble, que permita llevar el agua lluvia al sistema de separación primaria (separador agua - aceite del tipo A.P.I.), si por alguna razón se contamina, o al sistema de aguas lluvias, si está limpia

Otros aportes de aguas aceitosas 

El cálculo de los demás aportes de aguas aceitosas, dependerá de su origen y como tal, requerirá de procedimientos distintos como pueden ser: balances de masas cuando se trata de aguas residuales de proceso, medición directa o el estimativo con base en factores típicos, en especial cuando el agua proviene de actividades tales como la limpieza de áreas contaminadas (pisos, talleres, etc.). Lo importante en cualquier caso, será considerar para efectos del diseño, todas las fuentes de aguas aceitosas y producir el mejor estimativo posible de sus caudales, con el fin de proveer con ello garantías mínimas de estabilidad hidráulica para el sistema de tratamiento.

Separador A.P.I. convencional 

Consiste en una unidad rectangular en la cual se remueven, por diferencia de gravedades específicas, el aceite libre y los sólidos sedimentables de las aguas de desecho que se producen en estaciones de bombeo, zonas de almacenamiento de combustible y en general en todos los sitios en donde se trabaje con combustibles y lubricantes en las instalaciones de las Estaciones de Suministro de Combustibles. Estas unidades no rompen emulsiones ni remueven sustancias solubles. El equipo consiste en una piscina, a través de la cual el agua aceitosa fluye en forma suficientemente lenta, para darle tiempo a las gotas de aceite de ascender hasta la superficie, donde coalescen con la película de aceite formada, la cual es retenida por un bafle y removida con un desnatador. El equipo está provisto también de un sistema de remoción de los sólidos, que puedan sedimentarse en el separador. Previa al separador A.P.I., en caso de requerirse, debe localizarse una caja receptora donde convergen diferentes tuberías que conducen afluentes de aguas aceitosas de procedencias diversas.(Ver Figura 15)

Figura 15 SEPARADOR A.P.I CONVENCIONAL

Lagunas de estabilización para el tratamiento de aguas aceitosas a continuación de los separadores 

Cuando las aguas residuales son descargadas en lagunas de estabilización tiene lugar un proceso de autodepuración llamado de estabilización natural, en el que ocurren fenómenos de tipo físico, químico y biológico. Las lagunas de estabilización son de poca profundidad (1 - 5 m) y con tiempos de retención altos (1 - 30 días). Se han desarrollado para producir un efluente con características suficientes para ser descargadas en la mayoría de fuentes superficiales y para recuperación de cuerpos de agua a bajo costo y con mano de obra no muy calificada.

Piscina de lodos 

En esta piscina debidamente impermeabilizada, se secarán los lodos aceitosos, para su posterior disposición en rellenos sanitarios o como sustrato para descomposición anaeróbica. (Ver Figura 16)

Figura 16 PISCINA DE LODOS

Aguas residuales industriales con carga de sólidos

Sedimentador

Las aguas provenientes de las purgas del tanque contraincendio, purgas y excesos de la torre de enfriamiento, purgas de la planta de potabilización y del retrolavado de filtros de la planta de potabilización y las aguas de escorrentía del patio de carbón y patio de cenizas, con altos contenidos de sólidos en suspensión se deberán recolectar y depositar en la laguna de estabilización.

Esta laguna de estabilización funcionara como un sedimentador a gravedad que permitirá el almacenamiento temporal del agua, la condición principal de estos es que deben tener una baja velocidad de flujo en donde las partículas sedimentables logren su velocidad critica de sedimentación.

Sedimentador para lixiviados del patio de acopio de carbón

El carbón apilado al entrar en contacto con el agua rica en oxígeno incrementa la concentración de sedimentos que pueden alterar la calidad físico química de la misma, para el control de este impacto se debe construir un sedimentador donde se depositen las aguas lluvias recolectadas en los canales perimetrales del patio de acopio de carbón.

El sedimentador remueve los sólidos en suspensión del efluente, por acción de la gravedad, los sedimentos se depositan en el fondo del sedimentador para su posterior remoción y las aguas tratadas, se conducen a la laguna de estabilización. Los lodos del sedimentador deben ser evacuados, secados y dispuestos en forma adecuada par evitar contaminación posterior del suelo y agua. (Ver Figura 17)

Figura 17 SEDIMENTADOR

Sedimentador para lixiviados de la escombrera de cenizas

Las aguas lluvias de la escombrera de cenizas deben ser recolectadas y conducidas por medio de canales, o tuberías de drenaje instaladas en el perímetro o base de las pilas, con descarga a el sedimentador las aguas tratadas son vertidas a la laguna de estabilización. Igualmente Los lodos del sedimentador deben ser evacuados, secados y dispuestos en forma adecuada par evitar contaminación posterior del suelo y agua.

Aguas residuales ácidas o alcalinas

Sistema de neutralización

El sistema de desmineralización genera un efluente ácido y alcalino proveniente de la regeneración de las resinas de intercambio catiónico y aniónico respectivamente. Estas aguas se neutralizan, utilizando ácido sulfúrico o clorhidríco e hidróxido de sodio, según sea el caso, para ajustar el pH en un rango neutro, antes de llevarlas a la laguna de estabilización.

Para el tratamiento de los residuos líquidos, ácidos o alcalinos, se aplica una técnica de neutralización. Esta técnica se realiza en cinco etapas de tratamiento la homogeneización, la mezcla, la aireación, la sedimentación y la disposición final de lodo de desecho.(Ver Figura 18)

Figura 18 SISTEMA DE NEUTRALIZACIÓN

Aguas de escorrentía

Canales perimetrales

El control y manejo de las aguas de escorrentía se recomienda realizarlo por medio de la construcción de canales perimetrales a cada una de las áreas del PCE revestidos en concreto. Las aguas de escorrentía recogidas en estos canales son sometidas a un proceso de sedimentación, antes de su vertimiento final, para remover como mínimo el 80% de los sólidos suspendidos. Este proceso se lleva a cabo en la laguna de estabilización, que deberá recibir también las aguas residuales domésticas e industriales, una vez han sido tratadas por otros sistemas.

Las aguas depositadas en zonas duras o impermeabilizadas (parqueaderos y vías), son recogidas por sumideros, los cuales están conectados directamente a los canales por medio de tubería tipo alcantarillado. Para las zonas de patio de carbón y zonas verdes en general, las aguas de escorrentía se vierten directamente sobre el canal.

Laguna de estabilización

La laguna de estabilización recibirá los efluentes de los sistemas de control y tratamiento de las aguas residuales con aceites y combustibles, las aguas residuales domésticas, sólidos en suspensión, sistema de neutralización y aguas de escorrentía.

La función básica de la laguna de estabilización es la de retener las aguas por un periodo de tiempo suficiente que permita la sedimentación de los sólidos, homogeneizar los efluentes antes de su disposición en un cuerpo de agua y oxidar la materia orgánica presente en los residuos. La laguna es una estructura simple para embalsar agua, excavada en tierra e impermeabilizada, debe permitir el tiempo suficiente de retención que asegure la sedimentación de los sólidos, la capacidad suficiente para almacenar los lodos producidos y poca profundidad para evitar malos olores por la descomposición anaeróbica de los lodos acumulados.

Aguas residuales contaminadas térmicamente

Requerimiento de caudal

Algunos estudios que han aplicado el modelo matemático propuesto por Robert V. Thomann y John A. Mueller (1987) para el análisis de las descargas térmicas en los cuerpos de agua, como ríos y quebradas de caudal considerable, y sus consecuencias, ha demostrado que se requiere disponer de un caudal de 2.33 veces el caudal de descarga para obtener un diferencial de temperatura resultante de 3 ºC ( rango en el cual la afectación ecológica del cuerpo receptor es aceptable, según la normatividad del Banco Mundial. ) suponiendo que la mezcla es instantánea, con una entrega superior en 10 ºC a la temperatura del cuerpo receptor. Para lograr estas condiciones es necesario buscar métodos que produzcan una mezcla suficiente con el propósito de minimizar el impacto de la descarga térmica.

Profundidad de la descarga

Como primera medida de control la descarga debe ser realizada a mayores profundidades, de estas manera se produce un intercambio de calor más eficaz, debido al ascenso del agua a menor densidad hacia la superficie. Se puede incentivar aún más si la descarga es distribuida al ampliar el radio de acción de la mezcla.

Laguna de enfriamiento

Si se prevé que la descarga térmica es severa, es necesario reducir el calor de la descarga, esto se logra por medio de una laguna de enfriamiento que puede ser natural o artificial. Adicionalmente la laguna puede actuar como recolector de sedimentos y además ofrecer una buena opción paisajística.

Torre de enfriamiento

Cuando se elige esta alternativa, el caudal de agua de enfriamiento es aproximadamente el 4% del requerido en el sistema abierto, ya que únicamente es necesario reponer las perdidas del sistema por evaporación, arrastre y purgas. Tiene la ventaja que requiere menor área, y es bastante útil en las zonas que carecen de los caudales necesarios de agua para implementar un circuito abierto.

Actividades a desarrollar

Elección de sistema de control ambiental

Elección de sitio de localización, de acuerdo a los requerimientos.

Construcción de sistema de control

Mantenimiento

Seguimiento, monitoreo, evaluación y corrección de su funcionamiento.

Responsables

La responsabilidad de ejecución física de estas actividades está a cargo del dueño del PCE.

La responsabilidad de seguimiento del desarrollo de estas actividades es de la autoridad ambiental.

La responsabilidad de asistencia técnica y seguimiento del desarrollo de estas actividades es de la entidad del subsector a través del delegado en campo.

Es responsabilidad del interventor ambiental velar por el desarrollo y cumplimiento de las actividades por cada una de las partes.


2.3.4 MANEJO AMBIENTAL DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS

Objetivos

La protección de la salud humana

La protección del recurso hídrico.

 

Impacto a prevenir o mitigar

Contaminación de los cuerpos de agua

El contenido de materia orgánica de las aguas residuales que se vierten en ríos y quebradas por la biodegradación que sufren estas aguas, consumen grandes cantidades de oxígeno de las aguas receptoras, ocasionando la muerte de peces , plantas acuáticas y aumentando la probabilidad de enfermedades.

Aumento de organismos patógenos

Es necesario eliminar de las aguas residuales los elementos patógenos, o sea las bacterias causantes de enfermedades, que puedan incrementar los organismos patógenos en los cuerpos de agua.

 

Criterios ambientales

Dimensionamiento

El sistema considerado debe ser diseñado para servir al total del personal que labore en la mina .

Definición del sistema

De acuerdo a las tecnologías apropiadas para PCE, se debe adoptar una que satisfaga las necesidades técnicas y económicas del tipo de minería que se vaya a realizar.

Localización

Mínimo a 20 m de distancia y aun nivel mas bajo de aljibes, manantiales u otras fuentes de agua.

En suelos permeables.

En zonas secas y no inundables.

Descripción de los sistemas de control

En la Figura 19 se muestra un esquema general de los sistemas de control de aguas residuales

Figura 19 ESQUEMA GENERAL DE LOS SISTEMAS DE CONTROL DE AGUAS RESIDUALES

Trampa de grasa

Se realiza aquí una remoción por flotación de grasas saponificadas emulsionadas. Con base en los principios mecánicos de sedimentación, flotación y retención, para lograr el efecto de separación del material no biodegradable.

La función más importante de la trampa de grasas, es evitar que las grasas y jabones disminuyan la eficiencia de las etapas siguientes del tratamiento complementario del efluente.

Los residuos líquidos provenientes de Oficina, Servicios Sanitarios Generales, Casino, Vivienda, Portería y Talleres, suelen contener gran cantidad de grasa y jabón, que pueden salir del tanque séptico, junto con el efluente hacia el filtro anaeróbico y el campo de infiltración, e interferir en la descomposición biológica, al obstruir los poros de los medios filtrantes y, hacen que los tanques sépticos fallen antes de tiempo, por acumulación de grasa.

En cada una de las instalaciones las aguas grises serán separadas de las aguas negras. Las aguas grises, pasarán por la trampa de grasas antes de ir al pozo séptico, mientras que las aguas negras irán directamente al pozo. (Ver Figura 20)

Figura 20 TRAMPA DE GRASAS

Pozo Séptico 

Es un digestor decantador de medio suspendido en dos cámaras. El período de retención está comprendido entre uno y tres días. Durante este período, los sólidos sedimentan en el fondo del tanque, en donde tiene lugar una digestión anaeróbica, ayudada por una gruesa capa de espuma que se forma en la superficie del líquido. Se logran las fases de hidrolización y acidulación del material orgánico, con la correspondiente retención de sólidos biodegradables durante más tiempo, que el material orgánico presente en forma disuelta o coloidal. (Ver Figura 21)

Figura 21 TANQUE SEPTICO

Filtro Anaeróbico

Funciona como un digestor - percolador de medio fijo en una cámara anaeróbico, considerando que el efluente del tanque séptico no posee las calidades fisicoquímicas y organolépticas adecuadas para ser descargado en una fuente superficial. Se produce metanización o descomposición final de materia orgánica carbonácea.

El filtro anaeróbico deberá colocarse después del tanque séptico y consiste en un tanque de concreto o ladrillo, alimentado por el fondo, a través de una cámara difusora. El efluente entra a través de ésta y sube por entre los intersticios dejados por el agregado, formando una película biológicamente activa, la cual degrada anaeróbicamente una parte importante de la materia orgánica. Con este sistema, la eficiencia en remoción de DBO5 es altamente dependiente de la temperatura, pero en general podría ser del orden de 70%. (Ver Figura 22)

Figura 22 FILTRO ANAEROBICO

Campo de infiltración

Este recibirá directamente el efluente del filtro anaeróbico y lo dispondrá mediante una serie de zanjas convenientemente localizadas, cuyas dimensiones dependen de las tasas de infiltración del suelo. A través de las zanjas de infiltración, el efluente del filtro anaeróbico se percolará en el subsuelo, permitiendo así su oxidación y disposición final. (Ver Figura 23)

Figura 23 CAMPO DE INFILTRACIÓN

Actividades a desarrollar

Localización del sistema de manejo y tratamiento de aguas residuales domesticas.

Adecuación del terreno.

Construcción del sistema.

Mantenimiento preventivo semestral.

Seguimiento, monitoreo, evaluación y corrección de su funcionamiento.

 

Responsables

La responsabilidad de ejecución física de estas actividades está a cargo del dueño del PCE.

La responsabilidad de seguimiento del desarrollo de estas actividades es de la autoridad ambiental.

La responsabilidad de asistencia técnica y seguimiento del desarrollo de estas actividades es de la entidad del subsector a través del delegado en campo.

Es responsabilidad del interventor ambiental velar por el desarrollo y cumplimiento de las actividades por cada una de las partes.


2.3.5 MANEJO AMBIENTAL DE VEGETACIÓN Y FAUNA

Objetivo

Proteger la vegetación.

Proteger la fauna.

 

Impacto a prevenir o mitigar

Pérdida definitiva de vegetación arbórea y cobertura vegetal.

Impacto visual negativo

Perdida o desplazamiento definitivo de especies animales.

 

Criterios ambientales

Contemplar procedimientos básicos, para minimizar, reponer y/o compensar, las pérdidas de la vegetación y consiguiente deterioro del suelo, así como la alteración del hábitat faunístico, de su ciclo reproductivo y migratorio.

 

Descripción de los sistemas

Plan de revegetalización 

El plan de revegetalización se fundamenta principalmente en el establecimiento de una cobertura vegetal similar a la original, ya que esta incide directamente sobre la fauna que allí debe habitar. Sin embargo , se presentan zonas donde por las limitaciones de clima, suelo y agua, se precisa el establecimiento de especies más resistentes, que cumplan una función específica, como el control de la erosión. Esta parte es de vital importancia en la protección de los recursos naturales, ya que además posibilita lo siguiente:

La restauración biológica del suelo

La reducción y control de la erosión

La estabilización de los terrenos sin consolidar

La protección de los recursos hidráulicos

La integración paisajística

Cercas vivas 

Se deben plantar cercas vivas, para mitigar el impacto visual y sonoro, sobre los costados de algunas vías (en sitios estratégicos del perímetro, para resaltar la geomorfología y aislar el área de vivienda y recreación del las zonas de operación . En este caso se pueden utilizar las mismas especies arbustivas y arbóreas propias de la región.

Barreras cortavientos 

También se deben establecer barreras cortavientos, ubicadas en la dirección en que los vientos predominen. Su selección debe obedecer obviamente a un análisis de los factores climáticos, edáficos y ecológicos característicos del área del PCE.

Estas plantas deben disponerse de manera estratificada teniendo en cuenta que el espacio protegido por el viento es proporcional a la altura de la barrera, que puede ser utilizado en el PCE (Ver Figura 24).

Figura 24 BARRERAS CORTAVIENTOS

Reforestación 

Después de realizada la revegetalización, en las áreas afectadas o degradadas se deben sembrar árboles nativos para repoblar y enriquecer la vegetación. Por otra parte , esta cubierta vegetal debe ser estable y presentar el mayor número de estratos posibles. (Ver Figura 25)

Figura 25 REFORESTACIÓN

Adecuación del hábitat

Construir sitios de paso para el desplazamiento de la fauna o en su defecto complementar las áreas cortadas con abrevaderos, refugios, comederos, etc.; con el fin de hacer más atractivo el hábitat para los animales

Actividades a desarrollar

Conservación de parcelas de vegetación y hábitat singulares.

Realizar programas de educación ambiental, tanto para el personal de la región como del PCE.

Potenciación del entorno : para la potenciación del entorno es importante realizar las siguientes actividades :

Control de incendios

Plan de revegetalización

Creación de zonas de refugio, cría , abrevaderos, etc.

Acondicionamiento de lagunas o charcos.

Fomentar el interés del personal sobre la fauna.

Evitar el desbroce de matorral denso.

Señalización y restricción de velocidad en los accesos y carreteras.

Prohibir la cacería furtiva por parte del personal del PCE.

Creación de barreras visuales y sonoras.

Protección de los corredores de desplazamiento de animales (construcción de sitios de paso).

 

Responsables

La responsabilidad de ejecución física de estas actividades está a cargo del dueño del PCE.

La responsabilidad de seguimiento del desarrollo de estas actividades es de la autoridad ambiental.

La responsabilidad de asistencia técnica y seguimiento del desarrollo de estas actividades es de la entidad del subsector a través del delegado en campo.

Es responsabilidad del interventor ambiental velar por el desarrollo y cumplimiento de las actividades por cada una de las partes.