El polvillo de Carbón y sus Efectos en el Medio Ambiente y en la Salud Humana:

Una Revisión Teórica

Ricardo Angulo M. Grupo de investigación Procesos Químicos y

Bioquímicos Sostenibles Línea de investigación en Carboquimica -Facultad de Ingenierías- Universidad del Atlántico

I Foro de los Impactos de la Actividad Minera Energética a gran escala en la Región Caribe: Universidad del Magdalena , 4 y 5 de Septiembre de 2014

Contenido

⦿ Aspectos globales de la contaminación del carbón.

⦿ Que es el carbón. El polvillo y su composición

⦿ Análisis fisicoquímicos para evaluar su impacto ambiental y en la salud humana.

⦿ Efectos en la salud humana.

⦿ Efecto en el medio ambiente.

⦿ PAHs en el carbón.

⦿ Efectos en el paisaje

⦿ Tecnologías de supresión.

⦿ Conclusiones.

CAMBIO CLIMATICO Y EL CARBON

Energy Policy,52,2013,797-809

Energy Policy,52,2013,797-809

Emisiones antropogénicas por fuentes de metano. Renewable and Sustainable energy Review,16,2012,5059-5070

¿QUE ES EL CARBÓN?

⦿ El carbón, como roca sedimentaria, es una compleja mezcla

heterogénea de material orgánico y en menor extensión, material

inorgánico, contiene varias fases sólidas y fluidas de origen

alogénico y autogénico. El material orgánico comprende, en su

mayoría, constituyentes no cristalinos tales como componentes

petrográficos (litotipos, microlitotipos y macerales) y,

ocasionalmente, compuestos cristalinos, conocidos como

minerales orgánicos Fuente : Fuel, 2009, pp. 235 – 245

Fuel,96,2012,1-14

⦿ La materia inorgánica está constituida por componentes

cristalinos predominantemente (especies minerales de

sulfitos y sulfatos, silicatos, carbonatos, fosfatos, cloruros,

elementos nativos, vanadio, tungsteno), y en menor

medida por componentes semi-cristalinos (mineraloides

pobremente cristalinos de algunos silicatos, fosfatos e

hidróxidos), y ocasionalmente, compuestos amorfos. El

material mineral, como parte de la material inorgánica,

incluye minerales y mineraloides

Fuel, 2009, pp. 235 – 245

El Polvillo de Carbón⦿ Este se genera en los procesos de mineado, transporte y

embarque en los puertos. De este polvillo, la fracción que

flota en la atmosfera son partículas menores de 10

micrómetros,(PM10

).

⦿ De esta fracción, la respirable es la menor de 2.5

micrómetros (PM 2.5

).Esta es la fracción relacionada con la

salud publica, dado que son suficientemente pequeñas para

entrar en los pulmones, donde desencadenan

enfermedades como bronquitis y asma.

Atmosphere Environmental,38,4,523-553

Generación de Polvillos En Mineado

⦿ El World Bank Group reporta generación de

polvillos de 0.1 a 0.006 Ton por 1000 Ton

producidos para el contorno y el área mineada,

mientras solo 0.006 y 0.01 Ton de polvillo son

generados por minería convencional y

subterránea de pared larga respectivamente

Generación de Polvillos en Transporte y Almacenamiento

⦿ Esta documentado que durante transporte y

almacenamiento el polvillo levantado y el que se

escapa de la erosión del viento o re suspensión

mecánica explica el 0.1% y el 0.02% de la

cantidad de carbón respectivamente.

Coal mine China University of Mining & Technology 2002,8-12

Elementos En El Polvillo de Carbón

⦿ Al presente cerca de 84 elementos han sido encontrado en

el carbón, incluyendo un gran numero de elementos trazas.

Las concentraciones de los elementos trazas en el carbón

son muy bajas( menores que 1000 ppm/w), efectos nocivos

de la combustión del carbón sobre la salud y el ambiente

han sido claramente establecido

⦿ 150 µgm-3 de PM10

24h U.S EPA

⦿ Sugerencia 65-85 µgm-3

Análisis Inorgánico De Material Particulado

AE,54,2012,496-501

IJCG,40,1999,91-101

ANALISIS FISICOQUIMICOS AL CARBON PARA EVALUAR SU

IMPACTO AMBIENTAL Y DE SALUD

Análisis al Carbón para Evaluar su Impacto Ambiental y de Salud

⦿ Parámetros de calidad

⦿ Elementos trazas mayores y menores

⦿ Modo de ocurrencia de esos elementos trazas.

⦿ Limpiabilidad y relaciones texturales

⦿ Mineralogía

⦿ Petrografía y química orgánica

⦿ Lixiabilidad

⦿ Información climática

Afectaciones a la Salud del Polvillo Respirable PM

2.5

Procedía Social and Behaviour Science,85,2013,92-99

Aeolian Research, 9,2013,203-212

Cáncer en los Trabajadores Mineros del Carbón

Minería del carbón no ha sido asociado con una elevada

incidencia de cáncer de pulmón. Sin embargo, mineros del

carbón han sido reportados tener una mas alta incidencia que

la incidencia normal de cáncer de estómago. Ha sido

propuesto que cuando polvillo de carbón es tragado el se

mezcla con nitritos en el alimento bajo condiciones ácidas en

el estómago el llega a ser nitrosado. Es la nitrosación del

material orgánico asociada al carbón que causa el cambio

neoplásico

Trabajadores del Cerrejón Enfermos por su Actividad Laboral

BANCO DE DATOS: Sintracarbón tiene registrados 714 con 841 Patologías

Osteomusculares 462Respiratorias 114Cardiovasculares 41Auditiva 76Sicosocial 70Digestivas 76Otras patologías 31

Estudios sobre efectos en la salud humana en los trabajadores del Cerrejón. Etoxicology and Environmental

Safety,107,2014,133-139

⦿ Los datos del presente estudio muestran daños en DNA en linfocitos ,usando ensayos cometa, en los trabajadores expuestos a actividades de la minería de cielo abierto del Cerrejón.

CASO RECIENTE DE DECESO DE UN TRABAJADOR MINERO

Calidad del Aire Alrededor de la Minería en el Caribe

Huertas J et al Air quality impact assesment of multiple open mine coal Journal of Environmental Management,93,2012,121-129

Desagües Ácidos de Minería

⦿ La interacción de los residuos de minería con el agua y el aire genera desagües ácidos de minería, los cuales además de contaminar el ambiente causan impactos adicionales en ecosistemas acuáticos y terrestres(Silva et al 2010,2011).

⦿ Esos residuos contienen cantidades significativas de pululantes tales como piritas marcasitas, arcillas y varios elementos trazas, incluyendo metales pesados( O Shea et al, 2011, Silva et al ,2009), al final llegan aal cadena alimentaria y colocan en riesgo de deterioro las funciones fisiológica de los organismos vivos.

Environmental Toxicology Pharmacology,36,2013,194-201

Huellas contaminantes en la producción de carbón Por ton de carbón ppmFuente : Minería en Colombia V-1 L.J. Garay pag 105

⦿ Contaminantes químicos liberados por área de arsénico

⦿ 0.32-11.67⦿ Contaminantes químicos liberados por roca de

plomo⦿ 0.56-1.97⦿ Contaminantes químicos liberados por roca de

mercurio⦿ 0.017-0.036⦿ Componentes químicos liberados en las voladuras⦿ 2.3 Kg de nitrato de amonio

Estudios Reportados Sobre Efectos en Animales de Minería del Carbón

⦿ Sobre Ranas en Brazil

⦿ Sobre Ratones en Colombia

⦿ Ratones colectados en áreas de minas de Colombia muestran altas concentraciones hepáticas por efecto de

algunos metales como: Cd, Cu Zn.

Environmental Toxicology Pharmacology,36,2013,194-201

Genetic Toxicology and Environmetal Mutagenesis, 762,2014,24-29

Mutacion Research/ Genetic toxicology and Environmental Mutagenesis Mutation Research,762,2014,24-29

Poli aromáticos en el carbón

Recientes reportes

Hidrocarburos Poli aromáticos PAHs en el Polvillo de Carbón

Journal of Hazardous Materials B73,2000,77-85; Science of the total environment 407,2009,2461-2473

PAHs en el carbón

La concentración de hidrocarburos extraíbles varia entre 8.2 a 2500 µg/g( base seca) de carbón ,con un máximo en los carbones bituminosos alto en volátiles(BAV).La concentración de PAHS pululantes varia entre 35 a 11000.0 ng/ gramo de carbón, con un máximo en los carbones BAV.Organic Geochemistry,39,2008,81-819

Atmospheric Research, 149,217-229

Atmospheric Research 149,2014,217-229

Tecnologías de supresión de polvillos de

carbón.-Mining Science and Technology,20,2010,, 365-371

Los avances tecnológicos en la minería del carbón han aumentado la concentración de polvillos. Aunque varios tipos de tecnologías pueden reducir eficazmente la concentración de las grandes partículas, la eficiencia en la remoción del polvillo respirable es baja. La tecnología de supresión que utiliza la pulverización de un liquido solo reduce en un 28% la fracción respirable de polvillo.( Coal Science and Technology in China mine coal,1996,24,1-5 in Chiness)

El polvillo respirable es mas débil a la humectación y mas fuerte a la hidrofobicidad

Tecnologías Referencias

Medidores de gravedad/ inercial, Separadores centrífugos ( ciclones), Precipitadores electrostáticos, Lechos empaquetados,

Tejidos o filtro de barrera, Purificadores húmedos.

Con tecnología de supresión de polvillo de roció solo se remueve el 28% del polvo respirable

Advances Power Technology, 8,3,1997,179-215

Limpiador electrostático húmedo para partículas submicronicas

Chemical Engineering Journal,165,2010,35-45

Tecnologías de Supresión de Polvillos

AFECTACIÓN DEL PAISAJE, FAUNA, VEGETACIÓN Y AGUAS EN LA MINERÍA DEL CESAR

⦿ Fotografías de Omar Solano T.

ESPECIES AMENAZADAS EN CONSTRUCCIÓN DE TERMOELÉCTRICA A CARBÓN -CÓRDOBA

➢ Fotografías. Shirley Palacios

Conclusiones

⦿ Dado el efecto de la política carbonífera sobre el

medio ambiente y la salud humana, debemos

abrir un debate sobre su devenir, en un contexto

de nuevo país, que privilegie el medio ambiente,

la seguridad alimentaria y la perspectiva de

seguir usando este recurso para resolver los

grandes problemas de las mayorías del país.

Una opinión expresada en el V-2 de la contraloría nacional

⦿ “Es urgente que las autoridades sanitarias, ambientales y

mineras establezcan reglamentaciones claras para avanzar

en el conocimiento de las condiciones ambientales en que

se ejerce la minería del carbón en Colombia, así como de la

naturaleza y la cantidad de partículas generadas durante

los proceso mineros y para implementar controles eficientes

con relación a las partículas de polvo”

Fuente: J Olivero. Implicaciones de la minería del carbón en el ambiente y la salud humana. Minería en Colombia Institucionalidad y Territorio, paradojas y conflictos V-2, Contraloría Nacional

Propuestas

La comunidad científica experta en carbones debe elaborar los criterios que deben cumplir las empresas en lo relativo al efecto del polvillo en los procesos extracción, transporte y embarque de carbón.Elaborar igualmente los criterios tecnológicos que permitan aumentar la eficiencia de los métodos tecnológicos de supresión de polvillos de carbón.Desenvolver procesos investigativos sistemáticos en las universidades sobre los aspectos anteriores, con los instrumentos analíticos dotados por las empresas extractoras para ejercer veeduría sobre el impacto en el ambiente y en la salud humana.

!MUCHAS GRACIAS¡

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