RENOVACIÓN DE DIA CENTRAL …medioambiente.santacruz.gov.ar/estudios/ctrt/informe_de... · 5.2.2...

“Renovación DIA Central Termoeléctrica a Carbón Río Turbio, Santa Cruz – Informe de Cumplimiento ”

CAPÍTULO 4 – ANEXO II

CTRT - Cumplimiento - Cap 04 Anexo II - Cenizas - Rev0

Rev. 0, Página 1 de 1

RENOVACIÓN DE DIA CENTRAL TERMOELÉCTRICA A CARBÓN

RIO TURBIO, SANTA CRUZ

INFORME DE CUMPLIMIENTO: AUDITORIA AMBIENTAL DE CUMPLIMIENTO, INCIDENTES Y MODIFICACIONES

CAPÍTULO 4 – INFORME DE MODIFICACIONES

ANEXO II – DISPOSICIÓN CENIZAS

TEPSA

DISPOSICION CENIZAS VOLANTES TERMICA RIO TURBIO

UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 1 de 54

TEPSA S.A. Tel. 281 05 99 Fax. 372 37 40 Medellín Colombia Web. www.tepsa.com.co E mail: [email protected]

TABLA DE CONTENIDO

1 OBJETIVO 2

2 ALCANCE 2

3 ANTECEDENTES 3

4 DESCRIPCION DEL SITIO 3

4.1 LOCALIZACIÓN 3

4.2 CARACTERISTICAS DEL SITIO Y VECINDADES 9

4.2.1 TOPOGRAFIA 9

4.2.2 GEOLOGIA 12

4.2.3 CLIMATOLOGIA 15

4.2.4 HIDROLOGIA 18

4.3 USOS ACTUALES DEL SUELO 19

5 GENERACION DE RESIDUOS EN COMBUSTION DE CARBON 20

5.1 CARACTERISTICAS 21

5.1.1 Características físicas 21

5.1.2 Características químicas 22

5.1.3 Características de peligrosidad y lixiviación 23

5.2 PRACTICAS DE MANEJO 26 5.2.1 Usos Benéficos de residuos de FCB 30

5.2.2 Métodos de disposición final 31

6 ALTERNATIVAS DE MANEJO DE CENIZAS TERMICA RIO TURBIO 32

6.1 GENERACION 32

6.2 CARACTERISTICAS ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 6.3 ALTERNATIVAS DISPOSICION 32

7 DESCRIPCION ALTERNATIVA PROPUESTA 39

7.1 DISEÑO 40

7.1.1 Caracterización del sitio 40

7.1.2 Preparación del sitio 41

CRISTINA GOYENECHEA Directora Area Ambiente SERMAN & ASOCIADOS S.A.

TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 2 de 54


7.1.3 Compactación 45

7.1.4 Control de polvo 46

7.2 CONSTRUCCIÓN 46

7.3 CONSTRUCCION ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. 7.4 MONITOREO AMBIENTAL 49

7.5 CIERRE ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

8 COSTOS DE DISPOSICION 50

9 ANEXOS 52

1 OBJETIVO

Planteamiento conceptual de la disposición de cenizas a generar en la operación de la central térmica de Río Turbio, Argentina .

2 ALCANCE

• Visita al sitio.

• Análisis de la información existente.

• Elección del sitio de emplazamiento y del sistema de disposición propuestos.

• Dimensionamiento preliminar.

• Recomendaciones.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 3 de 54


3 ANTECEDENTES

En Rio Turbio, provincia de Santa Cruz, Argentina existen unos yacimientos de carbón de propiedad estatal. Dicho yacimiento ha sido explotado durante los últimos 20 años, con una planta de lavado y una central térmica de 8 MW . En el año 2007 el gobierno argentino adjudicó a la UTE ISOLUX CORSAN de España , IECSA de Argentina y TECNA de Argentina la construcción y operación de una central térmica de 240 MW.

Cada grupo de generación esta compuesto por una caldera de lecho fluidizado y una turbina de vapor. El combustible a ser utilizado es carbón mineral tal cual sale de mina es decir con un todos los estériles y pasado previamente por una molienda primaria aun tamaño de partícula del orden de 5 cm, El carbón posee en si mismo un 16 % de cenizas y como es alimentado con los estériles se aumenta la generación de cenizas a un 30 % de lo alimentado.

De otro lado el carbón presenta contenido de azufre del orden de 1-1.5% de S , por lo que debe alimentarse cal para absorber los gases ácidos. Esta cal en polvo queda incorporada en las cenizas. Por lo tanto el balance másico de generación de cenizas volantes, de fondo y cal arroja que por cada tonelada de carbón alimentada se producen entre 40-50% de residuos sólidos o cenizas. Se estima que anualmente se generaran del orden de 500000-550000 TM, las cuales deben ser dispuestas en forma medioambientalmente compatible con la Legislación Ambiental local.

4 DESCRIPCION DEL SITIO

Durante la semana del 26 al 30 de mayo, se realizó la visita al sitio y se tuvieron entrevistas con personal técnico conocedor de la zona y operación actual de la mina. De otro lado se revisó la información contenida en línea base del estudio de impacto ambiental, EIA, que se está elaborando por parte de la UTE. A continuación se presenta un resumen de la información colectada.

4.1 LOCALIZACIÓN

La mina de carbón se encuentra localizada en latitud 51 S y longitud 72 E, esta área corresponde a la Patagonia argentina, provincia de Santa Cruz, municipio de Rio Turbio a 12 Km del paso fronterizo con Chile cerca de la población chilena de Puerto Natales. En la Ilustración 1 se puede apreciar en la vista satelital , tomada de Google Earth,la localización de la mina y el lavadero de carbón. Los estériles que se producen en la operación de lavado son conducidos por una cinta cargadora hacia la escombrera ubicada al frente pasando la vía. De otro lado hay piscinas de sedimentación de lodos del slurry proveniente del lavado. En la


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 4 de 54


Ilustración 3 , Ilustración 4 , Ilustración 5, se pueden apreciar los detalles y panorámicas de esto.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 5 de 54


Ilustración 1 Vista Satelital De la Zona de ubicación de la Mina Río turbio

Lavadero carbón

Boca Mina 5


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 6 de 54


Ilustración 2 Fotografía panorámica Mina y cinta de disposición estériles en escombrera actual


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 7 de 54


Ilustración 3 Imagen satelital lavadero de carbón y escombrera de estériles Mina Río turbio

Cinta tpte estériles


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 8 de 54


Ilustración 4 Foto panorámica escombrera de estériles Mina Río turbio

Ilustración 5 Foto piscina sedimentación

Lavadero Carbón

Cinta de descarga de esteriles


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 9 de 54


4.2 CARACTERISTICAS DEL SITIO Y VECINDADES

4.2.1 TOPOGRAFIA

En las anteriores ilustraciones se puede apreciar la topografía de la zona. El sitio de disposición de esteriles en la escombrera actual está entre dos colinas cuya altura máxima es entre 50-60 m. La nueva central térmica estará ubicada hacia el este de la bocamina , en una zona bastante plana como se puede observar en la Ilustración 6 e Ilustración 7.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 10 de 54


Ilustración 6 Vista Satelital Sitio Ubicación central térmica 240 MW


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 11 de 54


Ilustración 7 Fotografía Sitio Ubicación térmica


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 12 de 54


4.2.2 GEOLOGIA1

1 Tomado de Estudio de Impacto Ambiental Central Termoeléctrica a carbón Río Turbio, Santa Cruz” INFORME DE AVANCE, capitulo 5.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 13 de 54


Ilustración 8 Fotografía suelos

Vista colina de la mina

Vista Suelo colina escombrera


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 14 de 54


Ilustración 9 2 Características geomórficas de detalle de la parte superior del sitio de escombrera actual.

2 Estudio de Impacto Ambiental Central Termoeléctrica a carbón Río Turbio, Santa Cruz” INFORME DE AVANCE, capitulo 5


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 15 de 54


4.2.3 CLIMATOLOGIA


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 16 de 54


Vientos


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 17 de 54


Ilustración 10

Precipitación

Ilustración 11


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 18 de 54


4.2.4 HIDROLOGIA


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 19 de 54


Ilustración 12 Cuenca hidrográfica de la zona

4.3 USOS ACTUALES DEL SUELO

Los usos actuales son minero, y pastoreo. En la Ilustración 13, se puede apreciar animales pastando en la llanura de inundación de la escombrera.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 20 de 54


Ilustración 13 Fotografía pastoreo en la zona

5 GENERACION DE RESIDUOS EN COMBUSTION DE CARBON

La tecnología de lecho fluidizado ( Fluidized bed combustion , FBC, ) es una tecnología usada comercialmente para la combustión de carbones con altos contenidos de cenizas y/o azufre, el combustible es quemado en un lecho de material incombustible, vgr arena o cal, mientras que el aire de combustión es forzado ascendentemente a altas velocidades, haciendo que las partículas se fluidicen. Cuando el combustible empleado es carbón, usualmente se muele a tamaños del orden de 1-2 mm. Las temperaturas de FBC están entre 815-870 C , valores mas bajos que la de los procesos convencionales de combustión como carbón pulverizado. El material del lecho a menudo incluye un absorbente, como la cal o la dolomita, que permite capturar los óxidos de azufre sin necesidad de instalar un lavador a final de la chimenea de descarga como los requeridos en los procesos convencionales de combustión de carbón.

Hay dos tipos de sistemas FBC: lechos fluidizados borboteantes y lechos fluidizados circulantes. La diferencia básica ente ellos es le tamaño de partícula del lecho y la velocidad. En la Tabla 1 se presenta los valores comparativos entre los dos sistemas.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 21 de 54


Tabla 1 Tipo de sistemas FBC, condiciones operación

FBC, lechos fluidizados borboteantes

FBC , lechos fluidizados circulantes

Velocidad aire , m/s 1.5-3.5 9-10

Tamaño de partícula del lecho

mayor Menor

Densidad de partículas en el lecho, g/cm3

0.72 0.56

En la FBC el carbón mezclado con cal o dolomita antes de la inyección en la cámara de combustión es quemado y el azufre del carbón es oxidado a SO2 , el cual es atrapado por reacción con la cal o la dolomita para formar anhydrita, CaSO4. Los subproductos sólidos de la FBC son generalmente una mezcla de una mezcla de oxido de calcio anhidrita, cenizas de carbón y carbón inquemado.

Tres tipos de residuos son generados en las unidades de lecho fluidizado: • cenizas volantes • cenizas del lecho • Combinadas.

5.1 CARACTERISTICAS3

5.1.1 Características físicas

Las cenizas volantes son sólidos compuestos de finas partículas, similar en tamaño a las generadas en las calderas de carbón pulverizado. 60-90% de las cenizas volantes tienen tamaño menor a 100 micrones. Las cenizas del lecho son también partículas sólidas cuyos tamaños dependen del carbón alimentado y del absorbente empleado. Valores típicos están entre 0.1- 2 mm.

En la Tabla 2, se presentan valores de propiedades geotécnicas de mezclas de residuos gruesos de combustión y cenizas volantes.

3 Wastes from the Combustion of Fossil Fuels Volume 2 – Methods, Findings, and Recommendations, capitulo 5. EPA 530-R-99-010, March 1999,


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 22 de 54


Tabla 2 Propiedades geotécnicas de cenizas volantes y residuos gruesos de combustión

Tabla 3 comparación propiedades físicas entre cenizas combustión y hornos cementeros

5.1.2 Características químicas

Tanto las cenizas volantes como las de lecho en un FCB contienen material mineral no combustible, absorbente, y carbón in quemado. Los principales constituyentes son calcio, azufre, sílice, hierro, aluminio y potasio. Muchos de estos se presentan en forma de óxidos. Debido a la presencia del material


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 23 de 54


absorbente, los residuos de FCB contienen una mayor proporción de calcio y sulfato y un menor contenido de alúmina y sílice que en las cenizas de procesos convencionales. De otro lado la presencia de inquemados de carbón en los residuos de FCB son mucho menores, debido a la las bajas concentraciones de combustible en el lecho.

Al igual que las cenizas de procesos convencionales de combustión de carbón los residuos de FBC incluyen en su composición trazas de metales. En la Tabla 4 se presentan valores dados pro la EPA para el promedio de las plantas de FCB instaladas en EUA para 1999.

5.1.3 Características de peligrosidad y lixiviación

Usando los datos disponibles de la composición de residuos de FCB, la EPA evaluó la peligrosidad de ellos con base en CRETI, corrosividad, reactividad, inflamabilidad, toxicidad. Basado en la información disponible y en conceptos de especialistas la EPA no considera que estos residuos sean peligrosos por corrosividad, ignición o reactividad. La EPA evaluó las características de toxicidad realizando pruebas de lixiviación con base en el procedimiento de TCLP, Toxicity Characteristic Leaching Procedure, en la Tabla 5 se presentan estos resultados. Los datos también están disponibles para ensayos de EP, (extraction procedure, una prueba usada por la EPA anteriormente para evaluar toxicidad) cuyos resultados son más bajos o similares que los mostrados en la Tabla 5.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 24 de 54


Tabla 4 Concentraciones de constituyentes trazas en residuos FCB EUA. ( PPM)

Constituent Fly A h

Bed A h

Combined Ash Mean Range Mean Range Mean Range

Antimony 33.4 0.125–259 40.1 0.125–361 14.3 0.065–62

Arsenic 38.1 2.8–176 25.1 2.5–80 25.1 1.4–77.2 Barium 542 31.3–2,690 190 7.3–453 258 39.2–690

Beryllium 3.31 1.08–11.5 3 0.5–8 2.97 0.148–9.5

Boron 366 0.025–2,470 79.1 0.025–304 149 1.25–1,670

Cadmium 1.79 0.013–6.68 1.79 0.0125–7.16 1.53 0.009–5.9

Chromium 46 5.17–97.1 36.4 4.1–86 43.7 12–181 Cobalt 22.3 2.5–79.8 16.9 1.4–75.8 5.6 0.6–18.7 Copper 40.5 2–

9917.5 1.65–37.1 40.1 1.9–192

Lead 30.3 1.03–105 18.9 0.848–58 23.2 0.45–67 Manganese 223 0.05–548 311 52.2–751 88.7 20–211 Mercury 7.86 0.00005–129 1.43 0.00005–

16 20.431 0.0113–1.68

Molybdenum 13.9 2.35–48.6 20.8 6–63.4 9.65 0.125–41

Nickel 179 6.25–923 190 1–945 142 0.77–985

Selenium 19.5 0.47–166 5.45 0.152–45 5.86 0.404–18

Silver 2.35 0.05–11.6 8.75 0.05–87.6 2.75 0.479–21.8

Thallium 9.46 1.25–39 7.63 0.5–25 5.56 0.09–12.5

Vanadium 771 36.4–3,830 987 12–5,240 144 26.3–5,000

Zinc 53 24–143 64.7 17.4–399 3150 11–45,300

Notes: Encompasses wastes generated by facilities burning all types of fuel reported in the CIBO survey (i.e., coal, waste coal,and petroleum coke). All measurements identified as below detection limit were assigned a value equal to one-half the detection limit foruse in the calculations. All concentrations are facility-averaged; i.e., multiple measurements from a single site were averaged, and the

f f


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 25 de 54


Tabla 5 Valores de TCLP en residuos ed FCB EUA, (mg/l)

Constituent

RCRA

Standard

Fly A h

Bed A h

Combined Ash

Mean Range Mean Range Mean Range

RCRA Toxicity C tit t

Arsenic 5.0 0.0498 0.0125–0.17 0.0369 0.0025–0.125 0.102 0.0023–0.365

Barium 100.0 3.40 0.0175–42 0.613 0.025–2.5 1.22 0.0223–10.5

Cadmium 1.0 0.0193 0.0005–0.09 0.0175 0.0005–0.051 0.0181 0.00125–0.096

Chromium 5.0 0.0577 0.01–0.141 0.0526 0.0025–0.14 0.0667 0.0033–0.25

Lead 5.0 0.113 0.0025–0.505 0.0715 0.0025–0.235 0.13 0.001–1

Mercury 0.2 0.000661 0.00005–0 00192

0.00116 0.00025–0.005 0.00198 0.00005–0.0169

Selenium 1.0 0.0739 0.002–0.2 0.0415 0.002–0.158 0.0584 0.00413–0.175

Silver 5.0 0.0258 0.005–0.053 0.0533 0.005–0.25 0.0253 0.0038–0.145 Non-RCRA

C tit tAntimony n/a 0.224 0.0095–0.66 0.218 0.025–0.52 0.121 0.00065–0.27

Beryllium n/a 0.00947 0.00005–0.025 0.01085 0.00005–0.025 n/a n/a

Boron n/a 0.447 0.06–0.76 1.328 0.13–2.6 3.2 0.0367–26.7

Cobalt n/a 0.0725 0.0025–0.19 0.125 0.025–0.225 0.106 0.0065–0.4

Copper n/a 0.042 0.0025–0.077 0.0403 0.0275–0.0633 0.0574 0.00188–0.203

Manganese n/a 0.190 0.00125–0.6 0.403 0.05–1.27 0.208 0.00208–0.507

Molybdenum n/a 0.168 0.11–0.32 0.16 0.119–0.2 0.108 0.0125–0.21

Nickel n/a 0.0926 0.0025–0.3 0.119 0.0167–0.28 0.121 0.0025–0.46

Thallium n/a 0.0229 0.0208–0.025 0.0356 0.025–0.0463 n/a n/a

Vanadium n/a 0.105 0.025–0.185 0.941 0.025–1.858 n/a n/a

Zinc n/a 0.111 0.0025–0.35 0.141 0.015–0.51 0.114 0.0025–0.38 n/a = data not available Notes: Encompasses wastes generated by facilities burning all types of fuel reported in the CIBO survey (i.e., coal, waste coal, andpetroleum coke). All measurements identified as below detection limit were assigned a value equal to one-half the detection limit foruse in the calculations. All concentrations are facility-averaged; i.e., multiple measurements from a single site were averaged, and theresulting population of facility averages was used to generate the statistics in this table. Statistics presented here are based on avarying number of samples, depending on the constituent. For details, refer to the Technical Background Document for the Reporto Congress on Remaining Wastes from Fossil Fuel Combustion: Waste Characterization. S CIBO 1997b


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 26 de 54


Basado en los datos de los ensayos de TCLP y EP, los residuos de FCB rara vez presentan características de toxicidad. Solamente 1 de las 24 plantas evaluadas y que quema carbón residual, presento valores que excedían los umbrales de mercurio. Como se ve en la Tabla 5, también se analizaron antimony, beryllium, boron, cobalt, copper, manganese, molybdenum, nickel, thallium, vanadium, and zinc, que si bien no están considerados en las evaluaciones de toxicidad , presentarían un potencial riesgo para el ambiente y la salud humana. Algunas de las plantas evaluadas suministró datos de constituyentes orgánicos en los lixiviados de los residuos. De 102 análisis para varios orgánicos de 7 plantas 97 estuvieron por debajo de los límites de detección y los 5 análisis que dieron por encima de límite de detección fueron para una planta en particular, pero los valores obtenidos están muy por debajo de lo establecido por la EPA.

5.2 PRACTICAS DE MANEJO

Los residuos generados en la combustión del carbón , CRS, son dispuestos o empleados en usos benéficos. Los usos benéficos de estos residuos incluyen:

• Restauración de minas. • Aplicaciones agrícolas, como agente de encalado. • Usos en cemento • Usos geotécnicos : Subbases en vías de transporte, diques estabilización

En la Ilustración 14 e Ilustración 16 se esquematizan las alternativas de disposición empeladas para este tipo de residuos. En la Ilustración 15 se puede observar un layout típico de un sitio de disposición de cenizas de una térmica, en el que se tiene tanto el método de relleno o landfill y el lagunaje o embalses. De otro lado en un proceso de lavado de carbón se generan lodos sólidos de carbón, (Coal slurry solids, CSS) resultantes de la remoción de pirita y fragmentos de roca. Las partículas finas, piríticas, arcillosas son removidas del carbón y descargadas en una corriente de agua a una laguna de sedimentación. el agua es drenada y recirculada. Cuando la laguna se satura en su capacidad de almacenamiento de sólidos el operador de la mina debe remediar la laguna de alguna modo. Un posible método para la remediación es neutralizar los lodos con CSS con los residuos alcalinos de la combustión de lecho fluidizado, WFCB. Y emplearlos para recuperación de suelos erosionados sembrando especies vegetales Los dos principales aspectos a considerar en esta aplicación son el potencial de lixiviación de contaminantes a la tabla de agua y la capacidad amortiguadora de la acidez de CSS con los residuos alcalinos del lecho

En los Estados Unidos los WFBC son dispuestos en su mayoría en rellenos sanitarios autorizados y no en embalses superficiales como se pueden emplear en térmicas de carbón pulverizado.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 27 de 54


Ilustración 14 Disposición de RCCs

Ilustración 15 Layout tipico Sistema de Disposición final de RCC

F u e n t ed e c a r b ó n

P r e - m o l ie n d ad e c a r b ó n C a ld e r a P r e c ip i t a d o r

e le c t r o s t á t ic o d e ta le g a

T r a n s f e r e n c ia d e l s is t e m a

L a g u n a jeC e n iz a s v o la n t e sS e c a s a u t i l iz a r

S i lo d e a lm a c e n a m ie n t o s e c o

d e c e n iz a s v o la n t e s

C e n iz a s E x c a v a d a s y a p i la d a s

U t i l iz a c ió n

C e n iz a s v o la n t e sA c o n d ic io n a d a s p a r a U t i l iz a c ió n

o D is p o s ic ió n

S e c o *

H ú m e d o *

* C e n iz a s v o la n t e s a c o n d ic io n a d a s p a r a U t i l iz a c ió n o D is p o s ic ió n

F u e n t ed e c a r b ó n

P r e - m o l ie n d ad e c a r b ó n C a ld e r a P r e c ip i t a d o r

e le c t r o s t á t ic o d e ta le g a

T r a n s f e r e n c ia d e l s is t e m a

L a g u n a jeC e n iz a s v o la n t e sS e c a s a u t i l iz a r

S i lo d e a lm a c e n a m ie n t o s e c o

d e c e n iz a s v o la n t e s

C e n iz a s E x c a v a d a s y a p i la d a s

U t i l iz a c ió n

C e n iz a s v o la n t e sA c o n d ic io n a d a s p a r a U t i l iz a c ió n

o D is p o s ic ió n

S e c o *

H ú m e d o *

* C e n iz a s v o la n t e s a c o n d ic io n a d a s p a r a U t i l iz a c ió n o D is p o s ic ió n


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 28 de 54


Ilustración 16 OPCIONES DE MANEJO DE RCCs

C a ldera

C a liza

(C alderas C LF)

A ire

A gua

C en izas de fondo(o m ateria l de

lecho para C LF)E scorias

C arbón, res iduos de carbón

C en izasVolantes

D ispositivo de con tro l de m ateria l particu lado

(p rec ip itador e lectrostático , ta legas)

Lavador de S O 2

Inyección de C a l

(C aO o C aC O 3)

C h im enea

G as (H 2O ,

C O 2, N O x)

G as de desu lfurizac ión

(FG D )

O pciones de m anejo prim ario R C C (R esiduos de C om bustión de C arbón)(una función de las caracte rís ticas de l m ate ria l, oportun idades, econom ía)

1. D isposición enR elleno:*C on o s in recubrim ientodepend iendo de la edad

Posib le generaciónde lix iv iados conconstituyentes qu ím icos

2. D isposición enE m balses superficiales:*C on o s in recubrim iento depend iendo de la edad

3. U so en productosde ingeniería: *C em ento, concreto, llenos de paredes, b loques.*L lenos estructura les, T errap lenes, carreteras

4. D isposición o uso enM inas de carbón: *C om o m ateria l de re lleno, (restaurac ión de m inas abandonadas o en exp lo tac ión)*C om o m ateria l para e l m ejoram iento de l D AM*Los R C C ’s pueden in teractuar positiva o negativam ente con la roca c ircundante,escom bros o carbón de la m ina y m ateria l res idua l de proceso.Se asum e que los

constituyentesquím icos no están d ispon ib les a l am biente

E l m ateria l puede interactuarcon la Superfic ie y/o corrien te de agua subterránea

L levando a potencia les sa lidas de contam inantesV ía Escorrentía o lix iv iac ión . E l potencia l es func iónD e las características de l m ateria l, la técn ica deEm plazam iento y la caracterizac ión de l s itio .

Los em balses puedenin teractuar continuam entecon la superfic ie y/o corrien tede agua subterráneahasta vo lverse contam inantespotencia les vía escorrentía o lix iv iac ión

G ases y cen izas vo lantes

G ases (princ ipa lm ente C O 2, H 2O , SO 2, NO x)

D A M = D rena je Ác ido de M ina

C LF = C a ldera de Lecho F lu id izado

C aldera

C a liza

(C alderas C LF)

A ire

A gua

C en izas de fondo(o m ateria l de

lecho para C LF)E scorias

C arbón, res iduos de carbón

C en izasVolantes

D ispositivo de con tro l de m ateria l particu lado

(p rec ip itador e lectrostático , ta legas)

Lavador de S O 2

Inyección de C a l

(C aO o C aC O 3)

C h im enea

G as (H 2O ,

C O 2, N O x)

G as de desu lfurizac ión

(FG D )

O pciones de m anejo prim ario R C C (R esiduos de C om bustión de C arbón)(una función de las caracte rís ticas de l m ate ria l, oportun idades, econom ía)

1. D isposición enR elleno:*C on o s in recubrim ientodepend iendo de la edad

Posib le generaciónde lix iv iados conconstituyentes qu ím icos

2. D isposición enE m balses superficiales:*C on o s in recubrim iento depend iendo de la edad

3. U so en productosde ingeniería: *C em ento, concreto, llenos de paredes, b loques.*L lenos estructura les, T errap lenes, carreteras

4. D isposición o uso enM inas de carbón: *C om o m ateria l de re lleno, (restaurac ión de m inas abandonadas o en exp lo tac ión)*C om o m ateria l para e l m ejoram iento de l D AM*Los R C C ’s pueden in teractuar positiva o negativam ente con la roca c ircundante,escom bros o carbón de la m ina y m ateria l res idua l de proceso.Se asum e que los

constituyentesquím icos no están d ispon ib les a l am biente

E l m ateria l puede interactuarcon la Superfic ie y/o corrien te de agua subterránea

L levando a potencia les sa lidas de contam inantesV ía Escorrentía o lix iv iac ión . E l potencia l es func iónD e las características de l m ateria l, la técn ica deEm plazam iento y la caracterizac ión de l s itio .

Los em balses puedenin teractuar continuam entecon la superfic ie y/o corrien tede agua subterráneahasta vo lverse contam inantespotencia les vía escorrentía o lix iv iac ión

G ases y cen izas vo lantes

G ases (princ ipa lm ente C O 2, H 2O , SO 2, NO x)

D A M = D rena je Ác ido de M ina

C LF = C a ldera de Lecho F lu id izado CRISTINA GOYENECHEA Directora Area Ambiente SERMAN & ASOCIADOS S.A.

TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 29 de 54


La selección del método de manejo depende no solo del tipo de residuo generado sino también de ubicación geográfica de la térmica. En la Ilustración 17, se muestra la distribución porcentual de las técnicas de manejo empleadas en Europa comparativamente entre los diversos CRS generados.

Ilustración 174 Técnicas de manejo de CRS en Europa

4 PRESENT SITUATION AND PERSPECTIVES CCPS MANAGAMENT IN EUROPE , ECOBA 2003

Fly Ash = Cenizas Volantes; BottomAsh = Cenizas de Fondo; Boiler Slag = Escoria de caldera; FBC Ash = Cenizas de lecho fluidizado; FGD Gypsum= Yeso de desulfurización de gases de combustión

Fly Ash = Cenizas Volantes; BottomAsh = Cenizas de Fondo; Boiler Slag = Escoria de caldera; FBC Ash = Cenizas de lecho fluidizado; FGD Gypsum= Yeso de desulfurización de gases de combustión


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 30 de 54


5.2.1 Usos Benéficos de residuos de FCB

Para el caso especifico de los residuos de FBC, por las características químicas y su contenido alcalino de óxidos de calcio, se favorecen unos usos benéficos sobre otros .

Tabla 6 Usos benéficos de los residuos de FBC

Uso benéfico Aplicación Ventajas y desventajas

Minas • Actividades de remediación de la mina de carbón.

• Control de DAM, drenaje acido de mina.

• Relleno de socavones en minas

• Mezcla de suelos y escombros de mina

• Revegetación, empleando como cobertura final el residuo.

Características alcalinas de los residuos de FCB son útiles para neutralizar o amortiguar la generación de drenajes ácidos de mina

Tratamiento de residuos

• Solidificación y estabilización de residuos peligrosos en una matriz sólida.

Capacidad autocementante que favorece la formación de una matriz sólida

Aplicaciones geotécnicas

• Subbbase de suelos y vías.

• Terraplenes.

Las propiedades granulares y cementosas de los residuos FCB y su contenido de cal mejora la compactación y capacidad de carga portante de suelos

Aplicaciones agrícolas

• Restauración de suelos con alto contenido de sodio

• Disminución de contenidos extractables de Mn, P, Zn, K

• Proveedor de macro y micronutrientes de crecimiento de plantas.

Además de incrementar pH del suelo , también provee incremento en la solubilidad Incremento del enraizamiento en subsuelos ácidos debido a la reducción de toxicidad de aluminio y suministro de calcio y azufre

El mayor problema asociado con uso agrícola es la alta alcalinidad y salinidad que restringe las tasas de aplicación.

Cemento • Mezcla Uso mínimo , factores como bajo fraguado y expansión con el tiempo son limitantes.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 31 de 54


5.2.2 Métodos de disposición final

Cuando no realiza un uso benéfico se debe seleccionar un método de disposición final como:

• Rellenos

• Embalse superficiales

Rellenos : Son sitios en los cuales el residuo es colocado para disposición en el suelo. Se construyen en secciones denominadas celdas. Los residuos son colocados en la celda activa y se compactan, en la medida que se van colocando la celda predeterminada se llena. Las celdas llenas o completas se cubren con suelo u otro material y entonces otra celda activa es abierta. Las celdas pueden ser construidas en el tope de una capa de celdas previamente llenas , denominada elevación ( lift) o depresiones que son excavadas y gradualmente llenadas con el residuo. El residuo puede ser transportado seco desde el punto de generación o `puede ser colocado después de ser dragado de un embalse superficial. Durante la operación del relleno se debe adicionar agua de humectación para control de material particulado. El agua de percolación y de escorrentía debe ser colectada y tratada antes de ser vertida.

Embalses superficiales: Denominados también tranques son depresiones naturales, lagunas artificiales o embalses con diques que contienen una mezcla de liquido y sólidos. La Operación típica de este sitio es que el sólido es bombeado con agua desde el punto de generación al embalse, donde ocurre una sedimentación de las partículas sólidas del slurry depositado, que se van acumulando en el fondo. En la parte superficial se forma una capa de agua relativamente transparente de agua. La distancia entre esta capa de agua y el tope de altura del embalse se denomina borde libre e indica la capacidad remanente del mismo. Este borde libre puede fluctúa dependiendo de la cantidad de residuos dispuesto, del agua lluvia y de si se extrae liquido del embalse para ser descargado a cauces superficiales o ser recirculado al proceso. Lo sólidos que se acumulan een le fondo del embalse pueden ser removidos para deshidratarlos y disponerlos en un relleno o ser usados benéficamente en suelos.

La selección de uno u otro método de manejo de los CRS, deberá considerar :

• Desarrollo de un versátil plan de manejo.

• Selección del método o combinación de opciones de menor costo posible.

• Evaluación y auditoria de la planta para minimizar los impactos ambientales.

• Desarrollo del estado del arte para realizar un diseño técnico económico optimo


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 32 de 54


6 ALTERNATIVAS DE MANEJO DE CENIZAS TERMICA RIO TURBIO

6.1 GENERACION

La central de 240 MW generará entre 1200-1500 TM diarias de cenizas mezcladas. En el sitio de ubicación de la térmica está considerado un almacenamiento temporal de 15 días. Al momento se tiene un análisis preliminar de combustión y cenizas generadas que realizó el proveedor de la caldera, este resultado se encuentra en el Anexo 1. Es de anotar que en este análisis no está incluida la cal ni tampoco se posee información acerca de la lixiviación de las cenizas. Al momento de realizar la ingeniería detallada de la alternativa a implementar se deberá realizar estas pruebas.

6.2 ALTERNATIVAS DISPOSICION

Como se explicó anteriormente los usos benéficos de las cenizas de FBC, podrían ser básicamente en aplicaciones geotécnicas, en empleo en la mina y en usos agrícolas.

Dada la ubicación de la mina de Río turbio, a mas de 1000 Km de centros urbanos de mayor desarrollo industrial, las posibles aplicaciones geotécnicas se pueden ver afectadas por los costos de transporte al sitio final de empleo, si bien puede ser una posibilidad a evaluar a futuro al momento no se considera.

En empleo en la mina como relleno, también se descarta, dadas las características de explotación, excavaciones de hasta 6 Km en profundidades de 100 m, seria inviable económicamente realizarlo5.

Por lo tanto queda solo el empleo benéfico en uso agrícola, pero dada la cantidad de material generado, esta aplicación sería muy puntual para pequeñas fracciones del gran volumen generado. Por ello se debe diseñar un sitio de disposición final como un monorrelleno.

La escombrera actual de estériles, que se encuentra ubicada al frente de la mina pasando la via, como se mostró en la Ilustración 3 e Ilustración 4 sería el sitio que podría ser adecuado para implementar un relleno.

De este sitio no se dispone al momento de una topografía detallada, por ello se recurrió a la herramienta de google earth para tener una idea de la topografia y 5 Opinión del personal técnico de la mina.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 33 de 54


elevación del terreno. En el Anexo 2 se puede visualizar estas tomas. En la Ilustración 18 e Ilustración 19 , se observan dos vistas satelitales del terreno. En la Ilustración 20 se observan fotos del sitio. Es de anotar que se observó una señalización de conducción de gas en le terreno, esto deberá considerarse al momento de la ingeniería detallada en la localización de las celdas.

Ilustración 18 Vista Satelital mina y escombrera actual con sitio de disposición propuesto


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 34 de 54


Ilustración 19 Vista satelital sitio disposición propuesto


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 35 de 54


Ilustración 20 Fotografías Sitio disposición propuesto


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 36 de 54


Rio Turbio


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 37 de 54


Conduccion de gas


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 38 de 54


6.3 TRANSPORTE

Entre el sitio de ubicación de la térmica y el sitio propuesto de disposición hay cerca de 4 Km. En el Anexo 3 se puede observar la ruta propuesta para ubicar el sistema de transporte el cual puede ser tipo cinta, como el empleado actualmente para transportar los estériles de la mina a la escombrera.

6.4 DIMENSIONAMIENTO PRELIMINAR

El periodo de diseño se realizará para 20 años de operación. El área considerada para construir las celdas es la ubicada en la parte superior de las dos colinas de la escombrera actual, en el Anexo 4, se muestra la vista satelital y el área estimada. La franja de terreno seria un rectángulo de 0.2 Km de ancho y largo 1.79 Km, lo que da un área de 38 Ha. Asumiendo. El volumen a disponer por año se calcula con base en 550,000 TM de cenizas, asumiendo una densidad del material compactado de 0.8 TM/m3 daría 687500 m3 que apilados en celdas de 40 m de altura se requeriría por año un área de celdas de 1.72 Ha., que en 20 años ocuprá un area total de 35 Ha, es decir que el sitio permite con un diseño adecuado disponer las cenizas generadas en 20 años.

El diseño preliminar seria celdas dispuestas en pendientes con una altura aproximada de 40 m con dos bermas, en forma de bancos escalonados para una capacidad de 100.000 m3 y disposición en áreas planas con geometría trapezoidal tipo terraplén con una altura de terraplén de 40m.

6.4.1 VÍAS DE ACCESO Y MANEJO DE AGUAS

• Dentro del terraplén se deben adecuar vías de acceso de 20 m de ancho con especificaciones técnicas para vehículos carga pesada de 80-100 ton.

• El manejo de las aguas de escorrentía, su recolección en los frentes de llenado y su conducción por medio de drenajes hacia los sistemas de sedimentación de sedimentación.

• Manejo de agua de infiltración mediante mantos drenantes y chimeneas de recolección central o lateral, igualmente que espaldones de los bancos con sistemas drenantes tipo colchón en gavión.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 39 de 54


6.4.2 INSTRUMENTACIÓN NECESARIA PARA EL CONTROL DE ESTABILIDAD GEOTÉCNICA

• Piezómetros

• Inclinómetros

7 DISEÑO DE ALTERNATIVA PROPUESTA

Para llevar a cabo el diseño detallado de la alternativa propuesta se requiere de realizar previamente análisis de suelo y de las cenizas a disponer, igualmente se debe realizar el levantamiento topográfico detallado.

7.1 MUESTREO Y CARACTERIZACION

En la Tabla 7 se presenta el listado de los parámetros y métodos a emplear en el muestreo y caracterización de las cenizas.

Tabla 7 Muestreo y caracterización de las cenizas a realizarse

DESCRIPCIÓN NORMATIVIDAD

MUESTREO: Es apropiada la práctica D 75 o el Método de ensayo C 311 y la guía D 420 con extracción de muestra de acuerdo a la práctica D 1452, el método de ensayo D 1586 o la práctica D 3550

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y DE INGENIERÍA

Distribución de la granulometría Método de ensayo es el D 422

Gravedad Específica Método de ensayo es D 854

Contenido de agua Método de ensayo D 2216

Compactación

Cenizas volantes Método de ensayo D 698 ó D 1557

Cenizas de fondo Método de ensayo D 4253 y D 4254

Fuerza

Fuerza de cizalladura Método de ensayo D 3080

Fuerza de compresión de la no auto cementación de las cenizas volantes Método de ensayo D 2850


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 40 de 54


DESCRIPCIÓN NORMATIVIDAD

Fuerza de compresión de la auto cementación de las cenizas volantes

Método de ensayo D 2166

Conductividad Hidráulica Método de ensayo D 5084

Compresibilidad Método de ensayo D 2435

Hinchamiento Método de ensayo D 3877

Características Químicas

Composición química Método de ensayo C 311

pH Método de ensayo D 4972

Resistividad Método de ensayo G 57

Sulfatos Método de ensayo C 311

TCLP, lixiviación Método EPA

7.2 DISEÑO

Los delineamientos descritos están acordes con lo recomendado en la Norma ASTM E 2277-03 Standard Guide for Design and Construction of Coal Ash Structural Fills.

7.2.1 Caracterización del sitio

• General: La ubicación y el diseño de un relleno de cenizas de carbón requiere la misma caracterización que los proyectos de movimientos de tierra. Las condiciones geológicas e hidrológicas deben ser conocidas para determinar los parámetros de diseño del relleno. Además se deben tener en cuenta las condiciones ambientales para evitar o minimizar impactos negativos. Se pueden emplear las metodologías de las normas ASTM E 1527 y E 1528 para conocer los impactos a generarse en la construcción del relleno de cenizas.

• Investigación Geológica e hidrológica: Se debe realizar una investigación de la superficie para revisar la información disponible del sitio, reconocimiento del lugar por un Geólogo o Ingeniero, y extracción, clasificación y análisis de muestras de suelo dependiendo del tamaño del sitio y uso que se le vaya a dar al relleno.

• Fuentes Ambientales: Fuentes ambientales sensitivas, tales como: llanuras de inundación, humedales, y especies en peligro de extinción, son protegidas


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 41 de 54


por las ordenanzas y regulaciones federales, estatales y locales. Por ello se debe revisar la normatividad local vigente.

7.2.2 Preparación del sitio

Esta incluye mejoras en la clasificación y drenaje del sitio antes de disponer las cenizas de carbón. Se debe controlar el drenaje de la superficie y tener controles sobre la sedimentación y erosión. Eliminar la vegetación y la maleza del sitio. Y se debe contar con una provisión de suelo para la cobertura final del relleno.

• Drenaje del sitio: Se debe mantener el drenaje del relleno, para así garantizar la condición de insaturación del mismo. Durante el diseño del sistema de drenaje del sitio se debe garantizar el drenaje de las aguas percoladas y fuentes de agua (manantiales) encontradas durante la construcción.

• Manto de drenaje: Para cenizas volantes no auto-cementantes debe usarse un manto de drenaje con un material poroso que facilite la recolección del liquido drenado. El manto de drenaje también sirve como barrera de saturación capilar. Las cenizas de fondo tienen un tamaño de partícula en un rango adecuado para servir como manto de drenaje. La arena, la grava u otros agregados también pueden usarse dependiendo de la graduación de dichos materiales. Debe considerarse e incluirse un filtro adecuado de protección como un geotextil entre el lleno y el manto de drenaje para asegurar un desempeño satisfactorio a largo término. El manto de drenaje debería ser diseñado de tal manera que las salidas mantengan un drenaje libre. Incluir tuberías de salida con mallas es un método usualmente satisfactorio.

• Cobertura de superficie y drenaje: Deben hacerse disposiciones para controlar la erosión de los llenos de cenizas de carbón. Las cenizas volantes son fácilmente erosionadas debido a su grado fino, naturaleza no-cohesiva y no-autocementación. Las cenizas de carbón desprotegidas y compactadas son erosionables cuando la superficie es expuesta a escorrentías o altos vientos. El control de la erosión es normalmente acompañado de un control de aguas de superficie y del establecimiento permanente de un recubrimiento con piedra compactada, pavimento o suelo y vegetación.

• Recubrimiento: Un efectivo recubrimiento para controlar la erosión puede ser el pavimento o suelo dependiendo del uso final de la superficie. La configuración d la superficie debería incluir disposiciones un drenaje positivo y controlado de la escorrentía. Se recomiendan las pendientes mínimas de aproximadamente 1 a 3 % para prevenir encharcamientos entre las superficies y los canales de drenajes de tal manera que puedan acomodarse con las menores variaciones de superficie.

• Espesor del suelo/ vegetación: El espesor de cobertura de suelo requerido varía y dependerá del uso del sitio, clima y el tipo de vegetación a establecer.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 42 de 54


La consideración más importante en el control de los vientos de la superficie y el agua de erosión. En los sitios donde la erosión potencial es pequeña, se puede proveer protección de 0.15 m, pero en muchos casos es más práctico realizarla hasta unos 0.30 m. Cuando la erosión potencial es mayor, o se prevee vegetación de raíces más profundas, debe garantizarse un espesor mayor. Las cenizas/suelo volantes son usadas, en algunos casos, como parte del recubrimiento para reducir la necesidad de suelo ajeno. En esas aplicaciones, debe hacerse pruebas a la mezcla para determinar su adaptación y que conlleve a un crecimiento medio.

• Superficie de Drenaje: Se deben diseñar canales para conducir los flujos de tormentas sin dañar el suelo. Las pendientes en las áreas superficiales deben ser las suficientes para eliminar problemas de mantenimiento.

Desempeño estructural: Cualquier material de relleno debe asegurar soportar su propio peso, así como las cargas a efectuarse en él y tener una sedimentación aceptable.

• Estabilidad de la pendiente: Las pendientes de los terraplenes deben ser estables. Es deseable tener factores de seguridad en un rango de 1.2 (carga sísmica y dinámica) a 1.5 (carga estática).

• Capacidad portante: Debe calcularse la capacidad del relleno para soportar estructuras sobre o dentro de él mediante los métodos convencionales usados para suelos naturales.

• Cimentaciones: Debe considerarse en los análisis la baja unidad de peso de ceniza de carbón comparada con los suelos naturales. Deben tener consideraciones especiales las cimentaciones que son más amplias que el espesor del relleno debajo de dichas cimentaciones o que son ubicadas cerca de filos o pendientes.

• Losas y pavimentos: Debe evaluarse la capacidad del relleno de soportar losas y pavimentos mediante los Test Methods D 1195 o D 1196 o por relaciones de resistencia de los Test Methods D 1883 o D 4429.

• Sedimentación: Debe considerarse en el diseño la sedimentación debida a la consolidación y compresión de los materiales de relleno.

• Presión lateral de tierra: Para estructuras que están fijadas al suelo, los coeficientes de reposo de la presión de tierra usados típicamente en la estimación de cargas son de 0.5. El método de Ranking es usado para determinar las presiones activas de tierra en paredes de retención. El método de Coulomb se usa generalmente para paredes de altura sobre 20 ft (6.1 m).


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 43 de 54


Compactación: Una compactación adecuada y uniforme de las cenizas de carbón puesta en el relleno estructural incrementa la resistencia del material, reduce la compresibilidad y produce un relleno estructural uniforme.

• Cenizas volantes: Debido al grado de finura, las cenizas volantes bajo compactación estática llegan a ser similares a los suelos naturales en cuanto a que la compactación es sensible al contenido de agua. Muchas cenizas volantes tienen una relación de compactación bien definida, así que existe un contenido óptimo de agua en el cual la compactación alcanza un valor máximo seco por unidad de peso. Las características de compactación de las cenizas secas de auto cementación cambian rápidamente con el tiempo después de la exposición al agua. Puede ocurrir una reducción en un máximo de densidad de más de 3 lb/ft³ y debe considerarse en el diseño y procedimientos de compactación.

• Cenizas de fondo: Típicamente, las cenizas de fondo tienen drenaje libre, por lo tanto el contenido de humedad tiene poca influencia en sus características de compactación.

Manto de drenaje: Debe usarse una manta de drenaje en un material de drenaje libre para la no autocementación de cenizas volantes. La manta de drenaje también sirve como barrera de saturación capilar. El fondo de las cenizas tiene un tamaño de partícula en un rango adecuado para servir como manto de drenaje. La arena, la grava u otros agregados también pueden usarse dependiendo de la graduación de dichos materiales. Debe considerarse e incluirse un filtro adecuado de protección como un geotextil entre el lleno y el manto de drenaje para asegurar un desempeño satisfactorio a largo término. El manto de drenaje debería ser diseñado de tal manera que las salidas mantengan un drenaje libre. Incluir tuberías de salida con mallas es un método usualmente satisfactorio.

• Superficie de drenaje y recubrimiento: Deben hacerse disposiciones para controlar la erosión de los llenos de cenizas de carbón. Las cenizas volantes son fácilmente erosionadas debido a su grado fino, naturaleza no-cohesiva y no-autocementación. Las cenizas de carbón desprotegidas y compactadas son erosionables cuando la superficie es expuesta a escorrentías o altos vientos. El control de la erosión es normalmente acompañado de un control de aguas de superficie y del establecimiento permanente de un recubrimiento con piedra compactada, pavimento o suelo y vegetación.

Recubrimiento: Un efectivo recubrimiento para controlar la erosión puede ser el pavimento o suelo dependiendo del uso final de la superficie. La configuración d la superficie debería incluir disposiciones un drenaje positivo y controlado de la escorrentía. Se recomiendan las pendientes mínimas de aproximadamente 1 a 3 % para prevenir encharcamientos entre las superficies y los canales de drenajes de tal manera que puedan acomodarse con las menores variaciones de superficie.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 44 de 54


Espesor y vegetación del suelo: El espesor de cobertura de suelo requerido varía y dependerá del uso del sitio, clima y el tipo de vegetación a establecer. La consideración más importante en el control de los vientos de la superficie y el agua de erosión. En los sitios donde la erosión potencial es pequeña, se puede proveer protección de 6 in (150 mm), pero en muchos casos es más práctico realizarla de 1 ft. Cuando la erosión potencial es mayor, o se prevee vegetación de raíces más profundas, debe garantizarse un espesor mayor. Las cenizas/suelo volantes son usadas, en algunos casos, como parte del recubrimiento para reducir la necesidad de suelo ajeno. En esas aplicaciones, debe hacerse pruebas a la mezcla para determinar su adaptación y que conlleve a un crecimiento medio.

Drenaje de superficie: Se deben diseñar canales para conducir los flujos de tormentas sin dañar el suelo. Las pendientes en las áreas superficiales deben ser las suficientes para eliminar problemas de mantenimiento.

• Desempeño estructural: Cualquier material de relleno debe asegurar soportar su propio peso, así como las cargas a efectuarse en él y tener una sedimentación aceptable.

Estabilidad de la pendiente: Las pendientes de los terraplenes deben ser estables y capaces de ponerse en pie sin abatimientos o deslizamientos. Son deseables factores de seguridad en un rango de 1.2 (carga sísmica y dinámica) a 1.5 (carga estática).

Capacidad de resistencia: Debe calcularse la capacidad del relleno de soportar estructuras sobre o dentro de él mediante los métodos convencionales usados para suelos naturales.

Cimentaciones: Debe considerarse en los análisis la baja unidad de peso de ceniza de carbón comparada con los suelos naturales. Deben tener consideraciones especiales las cimentaciones que son más amplias que el espesor del relleno debajo de dichas cimentaciones o que son ubicadas cerca de filos o pendientes.

Losas y pavimentos: Debe evaluarse la capacidad del relleno de soportar losas y pavimentos mediante los Test Methods D 1195 o D 1196 o por relaciones de resistencia de los Test Methods D 1883 o D 4429.

Sedimentación: Debe considerarse en el diseño la sedimentación debida a la consolidación y compresión de los materiales de relleno.

Presión lateral de tierra: Para estructuras que están fijadas al suelo, los coeficientes de reposo de la presión de tierra usados típicamente en la estimación de cargas son de 0.5. El método de Ranking es usado para determinar las presiones activas de tierra en paredes de retención. El método de Coulomb se usa generalmente para paredes de altura sobre 20 ft (6.1 m).


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 45 de 54


7.2.3 Compactación

Una compactación adecuada y uniforme de las cenizas de carbón puesta en el relleno estructural incrementa la resistencia del material, reduce la compresibilidad y produce un relleno estructural uniforme.

Cenizas volantes: Debido al grado de finura, las cenizas volantes bajo compactación estática llegan a ser similares a los suelos naturales en cuanto a que la compactación es sensible al contenido de agua. Muchas cenizas volantes tienen una relación de compactación bien definida, así que existe un contenido óptimo de agua en el cual la compactación alcanza un valor máximo seco por unidad de peso. Las características de compactación de las cenizas secas de auto cementación cambian rápidamente con el tiempo después de la exposición al agua. Puede ocurrir una reducción en un máximo de densidad de más de 3 lb/ft³ y debe considerarse en el diseño y procedimientos de compactación.

Cenizas de fondo: Típicamente, las cenizas de fondo tienen drenaje libre, por lo tanto el contenido de humedad tiene poca influencia en sus características de compactación.

Ubicación de las cenizas de carbón: Las cenizas de carbón deben ser ubicadas en capas sueltas de espesor uniforme. Cada capa debe compactarse a la densidad requerida debido a la fuerza derivada de la fricción interna. Usualmente se especifica un valor máximo de espesor de capa para asegurar que se logre la densidad requerida.

• Grado de compactación

Cenizas volantes: Un requerimiento típico es que el relleno sea compactado hasta un mínimo de 95% del máximo de la unidad de peso seco

Cenizas de fondo: Las cenizas granulares del fondo son compactadas típicamente hasta un 70% de la densidad relativa, de acuerdo con el Test Method D 4254.

Especificaciones de método de compactación: Éstas especifican el tipo de equipo de compactación, los métodos de ubicación de material de relleno y el número de pasos a ser usados en la compactación. Las especificaciones de método se basan en los resultados de las pruebas de compactación en campo o en ensayos de laboratorio.

Si la fuente del material cambia, o si el material mismo cambia durante la construcción, las pruebas de campo deben repetirse entonces con el material nuevo.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 46 de 54


7.2.4 Control de polvo

La formación de nube de material particulado no debe ocurrir durante la ubicación y compactación de las cenizas de carbón cuando se moldea el contenido de agua de las cenizas hasta alcanzar el grado de compactación adecuada. La formación de dicha nube puede controlarse humectando, aplicando un supresor de polvo, construyendo mallas de viento o vaciando el recubrimiento de suelo final.

7.3 CONSTRUCCIÓN

Los procedimientos de construcción para rellenos estructurales de cenizas de carbón son similares a las operaciones convencionales de movimiento de tierra. Se requieren similarmente los métodos de rutina empleados con relleno de suelos para controlar nubes de material particulado, erosión y sedimentación.

• Restricciones de clima: La construcción debe suspenderse bajo condiciones de clima severas. Las operaciones pueden llevarse a cabo durante períodos de humedad moderada reduciendo la cantidad de agua adicionada en el sitio para compensar la precipitación. Debido a la generación de cenizas volantes directamente en silos o tolvas se disipa calor lentamente, éstas deben ser ubicadas cuando el clima esté frío.

• Control de polvo: Los controles típicos de viento incluyen evitar el acarreo en las superficies de cenizas completadas, el uso de rompe vientos, el acondicionamiento de humedad de las cenizas, el recubrimiento de las áreas de cenizas expuestas, tratamientos químicos a las superficies y pavimentos.

• Control de erosión: Típicamente, las cenizas de carbón no requieren de mediciones de erosión y sedimentación adicionales más allá de las normales que se emplean en los rellenos de suelos de acuerdo con los requerimientos locales.

• Fuente y entrega: Las cenizas de carbón son suministradas comúnmente de fuentes que contienen pocos materiales extraños. Las cenizas volantes no aoutocementantes y las cenizas de fondo son transportadas usualmente en volquetas cubiertas con compuertas selladas. Las cenizas autocementantes se transportan en autotanques neumáticos y acondicionados con agua en el sitio.

• Almacenamiento en sitio: el almacenamiento límite en sitio de cenizas de carbón es la cantidad mínima requerida para cumplir con el cronograma de trabajo. Para pilas de inventario, se deben realizar controles de erosión y sedimentación de acuerdo con los requerimientos locales.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 47 de 54


• Preparación en sitio: La base del relleno deberá ser despojada de vegetación y suelos orgánicos. La subcapa debe ser compactada hasta la unidad de masa seca deseada y hasta os drenajes inferiores cuando se requiera.

• Ubicación y Compactación: La ubicación de las capas de cenizas no debe exceder el espesor especificado. Las cenizas deben ser vaciadas uniformemente, ya que de lo contrario el equipo de compactación rodará sobre picos desiguales en el relleno dando como resultado algunas áreas muy suaves y otras muy duras. El agua, igualmente de rociarse uniformemente. Las cenizas volantes pueden ser ubicadas y compactadas en forma similar a los suelos de grano fino no cohesivos. Las cenizas de fondo pueden ser ubicadas y compactadas en forma similar a los suelos de grano grueso no cohesivos o a los agregados finos.

• Recubrimiento: Las pendientes de los rellenos estructurales deben recubrirse con suelo y revegetarse tan pronto como las operaciones de ubicación lo permitan. Las superficies superiores deberán ser cubiertas prontamente para reducir la infiltración o precipitación y la escorrentía dentro del relleno.

• Control de Calidad: Los programas de control de calidad para los rellenos estructurales son similares a los programas para los proyectos de movimientos de tierra. Éstos programas incluyen típicamente una inspección visual de las operaciones complementado con un análisis de laboratorio para confirmar que la construcción se realizó de acuerdo con lo diseñado.

• Las inspecciones visuales se hacen para verificar el espesor, el número de pasos del equipo de compactación de cada capa y el comportamiento de las cenizas bajo el peso del equipo. Las pruebas de compactación de laboratorio (Test Methods D 698, D 1557, D 4253, D 4254) se desarrollan para controlar la compactación en campo. Los Test Methods D1556, D 2167 ó D 2922 se usan para determinar la unidad de masa del campo y los Test Methods D 2216, D 4643, D 4959 se usan para estimar el contenido de agua.

7.4 OPERACIÓN DEL DEPÓSITO

A continuación se describe, a modo de referencia, la forma de operación del relleno o depósito de Cenizas.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 48 de 54


• Distribución y Compactación

Descargados los residuos, a borde de la celda en operación, se procederá a empujarlos hacia el interior de la misma y dentro de ésta por medio de maquinaria, en acción combinada con un compactador especialmente diseñado para este fin, realizando su distribución en espesores uniformes a determinar alejándolos del área de descarga.

• Cobertura

• Una vez alcanzadas las cotas finales de disposición en cada celda, se procederá a la cobertura final de los mismos con una capa de suelo del lugar de espesor uniforme a determinar. A continuación, una capa de suelo arcilloso e espesor uniforme a determinar, a efectos de minimizar el eventual ingreso de agua de lluvia. Cuando los taludes de residuos, que por la secuencia operativa deban permanecer transitoriamente expuestos, se procederá a la cobertura provisoria de los mismos. La superficie superior del módulo deberá ser uniforme y libre de depresiones que permitan y/o faciliten la acumulación de agua sobre el terreno, y en el caso que se originen asentamientos diferenciales se deberá proceder a su corrección.

• Disposición de Residuos – Etapas de Avance

Teniendo en cuenta que el servicio de disposición de residuos deberá ser prestado en forma ininterrumpida, el Depósito deberá programar sus etapas de avance para tener permanentemente una capacidad receptiva para recibir durante seis (6) meses de operación continuas, como mínimo. Se comenzará a recibir los residuos en la primera celda del sector. A medida que continúe el ingreso de residuos y los mismos alcancen los lugares donde se encuentran las bermas removibles, éstas serán retiradas, total o parcialmente. Este procedimiento se continúa de la misma forma hasta completar el primer sector del Depósito. A continuación y de acuerdo con la secuencia que se hubiera proyectado, la disposición de los residuos podrá realizarse desde la parte superior del módulo, construyendo caminos transitorios sobre la cobertura de los residuos que permitan la circulación de los camiones.

• Control de Asentamientos

Periódicamente deberán realizarse relevamientos del relleno terminado con instrumental topográfico apropiado, a fin de seguir la evolución de eventuales asentamientos.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 49 de 54


• Recolección y disposición de lixiviados y manejo de aguas de escorrentía

7.5 CIERRE DEL DEPÓSITO

Una vez cerrados los módulos del Depósito se podrán producir diferentes magnitudes de asentamientos en distintas áreas, generándose eventuales desniveles o hundimientos en los que se podrá acumular agua que luego podrá infiltrarse al interior del Depósito. Se deberá controlar y corregir la producción de estos asentamientos diferenciales, asimismo, se podrán producir horadaciones por efecto de la erosión hídrica que deteriorarían la cobertura y, por lo tanto, deberán se rápidamente corregidas.

Permanentemente se deberá controlar el estado de los canales de desagüe y efectuando las correcciones y tareas de limpieza que fueran necesarias para mantenerlos permanentemente operativos.

7.6 CONTROL AMBIENTAL

.Las prácticas de control ambiental están orientadas a :

• Control de polvo, por humectación

• Compactación: para prevención de erosión por el viento y disminución de lixiviación.

• Recolección y Control de aguas de escorrentía y lixiviación: mediante diques de contención, zanjas y humedales artificiales.

• Monitoreo ambiental: Adicional a las estaciones de monitoreo de material particulado que se deben instalar para la operación de la térmica se deberán monitorear los pozos de agua subterránea que se construirán en el relleno


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 50 de 54


8 COSTOS DE DISPOSICION

Los costos típicos de disposición para un relleno esta entre 10-30 US/ton, dependiendo del diseño definitivo del sitio y del transporte empleado.

El diseño incluye: Geomembrana a ser empleada, material arcilloso de impermeabilización, recolección de lixiviado, piscinas de almacenamiento y tratamiento de lixiviado, pozos de monitoreo de agua subterránea.

La operación incluye el monitoreo ambiental, la recolección y tratamiento de lixiviado, compactación y cobertura diaria, humectación y control de material particulado.

El cierre incluye: capa vegetal de topsoil y vegetación, capa de arena, arcilla, geomembrana y sistema de drenaje de la cobertura superior.

Posterior al cierre se deben programar actividades de post clausura como: monitoreo ambiental, mantenimiento paisajístico, mantenimiento de taludes, inspección y administración.

Los componentes de costos se deben desagregar en:

• Ingeniería básica y detallada.

• EIA y permisos.

• Transporte.

• Construcción.

• Monitoreo Ambiental.

• Cierre y post clausura.

9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Para el caso especifico de la térmica de Río Turbio se considera que la opción mas viable técnico económica es realizar una disposición final en un relleno o deposito a ser construido en el sitio aledaño a la escombrera actual de estériles de la mina. El transporte de las cenizas desde la térmica hasta el relleno, cerca de 4 Km , se realizará mediante transporte mecánico, el cual deberá ser diseñado.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 51 de 54


Se plantea iniciar la construcción de las celdas del deposito en la parte alta de la escombrera actual, este sitio tiene un área estimada de 38 Ha. El volumen a disponer por año se calcula con base en 550,000 TM de cenizas, asumiendo una densidad del material compactado de 0.8 TM/m3 daría 687500 m3 que apilados en celdas de 40 m de altura se requeriría por año un área de celdas de 1.72 Ha., que en 20 años ocupará un área total de 35 Ha, es decir que el sitio permite con un diseño adecuado disponer las cenizas generadas en 20 años.

El diseño preliminar seria en celdas dispuestas en pendientes con una altura aproximada de 40 m con dos bermas, en forma de bancos escalonados para una capacidad de 100.000 m3 y disposición en áreas planas con geometría trapezoidal tipo terraplén con una altura de terraplén de 40m.

Para llevar a cabo la implementación del sitio final de disposición se deberán ejecutar las siguientes etapas:

• Ingeniería conceptual y básica para elaboración del EIA

• EIA, estudio impacto ambiental del método de disposición para ser presentado a la autoridad

• Aprobación del plan de manejo ambiental del sitio de disposición

• Ingeniería detallada

• Construcción

• Operación y cierre

• Criterios de Diseño (1 Documento) − El alcance de la Ingeniería conceptual y básica es el necesario y suficiente

para dar la sustentabilidad técnica al Estudio de Impacto Ambiental, en desarrollo por terceros. Los entregables de la ingeniera básica deberán ser:

1. Memoria Descriptiva (1 Documento): En este documento se describe el proyecto y se justificará los volúmenes.

2. Diseño básico del sistema de transporte de las cenizas 3. Estudio Hidrológico y Hidrogeológico (1 Documento)

4. Estudio de Mecánica de Suelos (1 Documento)

5. Evaluación de propiedades de las cenizas y test de lixiviación-

6. Estudio Topográfico satelital.


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 52 de 54


7. Diseño Conceptual del Depósito: Se definirá la secuencia del llenado, etapas, alturas, módulos, sectores y celdas. Se entregará planos representativos de la secuencia de construcción del depósito, a nivel Conceptual. Se considerarán planos de plantas y cortes escala 1:2500, que muestren módulos, sectores, celdas tipo, impermeabilización, fosos y contrafosos.

8. Diseño conceptual del manejo de lixiviados.

9. Plan de monitoreo ambiental durante las etapas del proyecto.

10 ANEXOS

Anexo 1

Resultado de ensayos de cenizas, ver archivo pdf adjunto anex V coal simple (1)

Annex_V_Coal_Sample[1].pdf

Anexo 2

Topografía sitio de disposición final, ver archivo adjunto power point, topografía. Y alturas relleno.

topografía.ppt

Alturas zona de relleno.bmp


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 53 de 54


Anexo 3

Distancias entre térmica y sitio de disposición, ver archivo adjunto distancia total

Distancia total.bmp

Anexo 4

Area estimada del relleno para 20 años vida útil, ver archivo adjunto área relleno

Árearelleno.ppt


TEPSA


UT ISOLUX Y OTROS

Elaboro: APRM

Revisó:DJU

DT-08-51 Fecha: 12-06-08

Pag 54 de 54



RENOVACIÓN DE DIA CENTRAL …medioambiente.santacruz.gov.ar/estudios/ctrt/informe_de... · 5.2.2...

Documents

Transcript of RENOVACIÓN DE DIA CENTRAL …medioambiente.santacruz.gov.ar/estudios/ctrt/informe_de... · 5.2.2...