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CONTROL QUÍMICO DE VERTIDOS
Los efluentes líquidos de una central termosolar provienen del circuito de
refrigeración y de los distintos procesos que se llevan a cabo.
En
cuanto al agua de refrigeración sus características dependen del sistema de
refrigeración (circuito abierto o circuito cerrado, con torre de refrigeración)
y del origen del agua que se utilice, del mar o dulce.
Las aguas de
proceso tienen diversos orígenes: efluentes de purga de caldera, aguas que
pueden haber estado en contacto con aceites o combustibles, efluentes de la
planta de producción de agua desmineralizada y aguas sanitarias. Normalmente
cada uno de estos efluentes es depurado por separado, y una vez que tiene la
calidad necesaria, es conducido a una balsa común, en la que se analiza el
vertido de aguas de proceso en su conjunto para comprobar que no se supera
ninguno de los parámetros establecidos en las diversas normativas de
aplicación.
Las aguas de lluvia que se recogen en la superficie ocupada
por la central se vierten sin ningún tipo de tratamiento. Únicamente es
necesario asegurar que esas aguas no entran en contacto con ningún contaminante
(productos químicos, aceites, etc.), y que las conducciones de recogida de aguas
pluviales no son utilizadas en ningún caso para el vertido de otros
líquidos.
Por último, hay algunas aguas que no son vertidas a los cauces
públicos, y que deben ser retiradas por gestores autorizados para su tratamiento
como son las aguas de limpieza de la torre de refrigeración, aguas de limpieza
de caldera, y en general, cualquier agua que pueda contener contaminantes que no
puedan depurarse de forma oportuna. Es conveniente recordar que está
absolutamente prohibido alcanzar los límites de concentración de un contaminante
por dilución.
1.1. AGUAS DE
REFRIGERACIÓN
La mayor parte de las centrales se refrigeran con agua, aunque algunas lo
hacen directamente con aire atmosférico utilizando aerocondensadores, que
condensan el vapor de escape de la turbina mediante intercambio de calor con el
aire atmosférico.
En el resto de las centrales, es el agua el fluido que
se utiliza para evacuar el calor no aprovechable para la producción de energía.
Esta agua puede tener dos orígenes: el mar o los ríos.
Sea un río o el mar el
proveedor del agua de refrigeración, aún existen dos posibilidades, con impactos
ambiéntales diferentes: circuito abierto o circuito cerrado.
1)
Ciclo abierto: el agua se toma del mar o del río, se impulsa
hacia el condensador, produciéndose el intercambio de calor. Así, el vapor se
condensa, y el agua de refrigeración registra un incremento térmico de entre
tres y ocho grados. Realizada su función, el agua se devuelve al mar. El aspecto
medioambiental más significativo de esa agua que se devuelve es el incremento de
temperatura. Esto distorsiona el ecosistema existente en el punto de vertido,
aunque de una forma muy puntual. El caudal de agua de refrigeración en circuito
abierto suele ser importante.
Otro aspecto medioambiental a considerar es la
cloración. El agua que se devuelve al mar o al cauce del río no es exactamente
igual que el agua que se tomó pues es necesario añadirle un biocida que impida
la proliferación de algas o cualquier otro organismo en tuberías o haces
tubulares del condensador. El biocida más utilizado, por su economía, es la
lejía, en cantidades que oscilan entre 0.2-1 ppm. Periódicamente hay que
realizar incrementos de concentración de lejía de forma brusca. Existen, no
obstante otros biocidas usuales, y en ocasiones es necesario recurrir a biocidas
específicos u otras sustancias para aumentar la acción del biocida, productos
específicos para algas o mejillones. Es necesario controlar pues no sólo el
aumento de temperatura, sino la concentración de biocida que acaba en el cauce
público, pues se trata de luchar contra la proliferación de organismos en el
interior de la planta, no en el medio receptor del vertido.
2)
Circuito cerrado de refrigeración: este sistema tiene un
impacto medioambiental menor, por los menores caudales implicados. Si en el
circuito abierto el agua se toma del cauce público, realiza su función en el
condensador y se devuelve, lo que supone el empleo de un caudal de agua de
refrigeración elevado, en el caso de circuito cerrado sólo se necesita aportar
la cantidad necesaria para reponer las pérdidas del circuito. Estas pérdidas
son tres: la cantidad que se evapora, y que es responsable de la refrigeración,
las fugas que pueda haber en el circuito y las purgas de la torre necesarias
para mantener la concentración de sales en el límite requerido. El efluente que
se vierte al cauce público ya no será el agua de refrigeración, sino el agua de
purga de la torre. Si la principal característica del agua del circuito abierto
era el aumento de la temperatura, en el caso de circuito cerrado ese aspecto
medioambiental es casi insignificante, pues en general se devuelve agua a una
temperatura similar a la del medio del que se toma. El aspecto medioambiental
más importante es el aumento de la concentración de sales, provocado
sencillamente porque el agua que se evapora en la torre en agua pura, quedando
cualquier sustancia en el agua que queda en la balsa, y por tanto, aumenta su
concentración.
Otros aspectos medioambientales a considerar en el
efluente de refrigeración en circuito cerrado son la concentración de biocida,
la concentración de otros productos químicos que intervengan en el proceso y la
variación del pH. Para el biocida, hay que hacer las mismas consideraciones que
en el caso anterior. Únicamente hay que constar que por normativa son necesarias
unas limpiezas periódicas de la torre para evitar la proliferación de la
bacteria denominada legionella, causante de enfermedades respiratorias que
pueden incluso provocar la muerte. Las limpiezas de la torre, que se realizan
incrementando la concentración del biocida, lejía, han de hacerse respetando los
límites de vertido de esa sustancia al medio receptor del efluente.
Otros
productos químicos que se añaden al agua de refrigeración en circuito cerrado
son los llamados anti-incrustantes y los antioxidantes, que tratan de proteger
la instalación de depósitos que pudieran obstruir conductos y tratan de evitar
la oxidación de metales. Las fichas de seguridad de estos productos indican su
composición y como pueden afectar al medioambiente, aunque en general suele
tratarse de productos poco agresivos. Su función, además, se ve afectada por el
pH del agua de refrigeración, por lo que habitualmente es necesario modificarlo,
normalmente disminuyéndolo con la adición de ácido sulfúrico. El control del pH
del agua del vertido de purga de torre se hace también necesario, para asegurar
que no se va a afectar el medio receptor.
1.2. AGUAS DE
PROCESO
Después del agua de refrigeración, las aguas de
purgas de calderas suponen el segundo caudal efluente por cantidad. La necesidad
de purgar las calderas proviene del aumento de concentración de sales en la fase
líquida. Estas sales pueden ser arrastradas por el vapor y provocar diversos
daños en la caldera, en el ciclo agua-vapor o en la turbina de vapor. Por ello,
es necesario realizar purgas continuas y discontinuas en calderines y en
diversos puntos de la instalación, para mantener controlada la concentración de
sales.
El agua que se adiciona a la caldera es un agua desmineralizada,
de extraordinaria pureza, pero a la que se añaden una serie de sustancias para
controlar el pH y el contenido en oxígeno disuelto en la fase líquida. Para el
control de pH se suele adicionar amoniaco y fosfatos, que actúan como regulador
en la fase vapor y en la fase líquida. Para el control del oxígeno disuelto se
adiciona hidracina, aunque este producto se está sustituyendo por otros ante la
sospecha de que es cancerígeno. Por tanto, el agua de purgas contendrá amoniaco,
fosfatos e hidracina. El vertido incontrolado de hidracina provocaría una
disminución del oxígeno disuelto en el medio receptor, que afectaría su
ecosistema. Los fosfatos son un poderoso abono, que harían aumentar la flora en
las orillas del cauce o fomentarían la proliferación de algas. El amoniaco es un
biocida. Por ello, es necesario controlar la concentración final de cada un de
estas sustancias para asegurar que cumplen los límites marcados por las
diferentes normativas.
En menor cantidad pero de cierta toxicidad es el agua que ha podido estar en
contacto con aceites y combustibles. Esta agua ha de ser depurada previamente en
depuradoras específicas que faciliten la separación entres las dos fases
líquidas. En general, están basadas en la diferencia de densidad. El aceite que
puedan contener ha de ser retirado de estas depuradoras por un gestor autorizado
para su posterior tratamiento. Aguas que han podido estar en contacto con
aceites son todas las aguas de vertidos ocasionales y accidentales que se
recogen en las naves que alojan los trenes de potencia, en los talleres, y en
general, en cualquier zona que tenga equipos que trabajen con aceite. Estas
zonas deben estar dotadas de un sistema de drenajes que conduzca las aguas
recogidas en cualquier derrame hacia las depuradoras que separarán agua y
aceites.
Las aguas procedentes de la planta de tratamiento de agua son
salmueras y aguas de lavado de resinas de intercambio iónico. Las primeras no
tienen ningún contaminante, y su aspecto medioambiental es que tienen una
concentración mayor en sales minerales. Normalmente se envían sin depurar a la
balsa que contiene el resto de las aguas del proceso, ya que la dilución anulará
su único aspecto medioambiental. Las aguas procedentes de la regeneración de las
resinas de intercambio iónico, también las resinas catiónicas, e hidróxido
sódico, utilizando para la regeneración de las resinas aniónicas. Su aspecto
medioambiental es el pH, que puede ser ácido o básico, dependiendo de que se
haya empleado mayor o menor cantidad de ácido sulfúrico e hidróxido sódico.
Estas aguas se conducen a una balsa de neutralización, donde se ajusta su pH, y
se envían a la balsa donde confluyen los diferentes efluentes de proceso.
Las aguas sanitarias procedentes de los edificios de oficinas o de cualquier
otra zona dotada de servicios deben conducirse a una depuradora específica. Son
pequeñas depuradoras, muy conocidas y estudiadas, que no ofrecen ninguna
complicación si están correctamente operadas y mantenidas.
1.3. AGUAS DE
LLUVIA
Para evitar que el agua procedente de la lluvia
se acumule en lugares inadecuados es necesario, en cualquier instalación
industrial, canalizar esta agua y verterla a un cauce público, que puede ser la
red de alcantarillado de la zona, un cauce cercano, o bien verterse junto a las
aguas de refrigeración o proceso.
Esta agua, si no están contaminadas
por ningún tipo de sustancia con la que se hayan podido mezclarse, suelen
verterse sin sufrir ningún proceso de depuración.
1.4. OTRAS AGUAS DE
DIFERENTES PROCESOS OCASIONALES
En determinados procesos se generan otras aguas residuales que no son
vertidas a cauces públicos, sino que son retiradas por un gestor autorizado de
residuos en camiones cisterna.
Uno de estos procesos en el que es
necesario el retirado del agua resultante es la limpieza de las diferentes
balsas de la planta (balsa de torres, balsa de aguas de procesos, balsa de
neutralización). Los residuos sólidos y el agua de la limpieza no pueden ser
vertidos incontroladamente y deben ser retirados por un gestor
autorizado.
Otro proceso que implica el vertido de gran cantidad de agua
que no cumple las condiciones de vertido es el agua procedente de la limpieza de
caldera. Ocasionalmente, después de una reparación, o tras un periodo de parada
de planta en el que se ha hecho una conservación húmeda de la caldera, se genera
una gran cantidad de agua que supera los límites de vertido en lo referente a
amoniaco e hidracina. El amoniaco puede ser neutralizado y la hidracina puede
ser reducida a nitrógeno y agua, pero las aguas procedentes de la conservación
húmeda de caldera no pueden verterse directamente, y debe ser comprobada su
composición antes de proceder al vertido.
2. CONTROL DE VERTIDOS
Podemos distinguir entre los controles que se realizan dentro de la planta, esto
es, antes del vertido, y los controles que se realizan fuera de la planta, en el
medio receptor.
Respecto a los vertidos de refrigeración antes del
vertido se controla y se registra el caudal, el pH, la conductividad (como
medida indirecta de la salinidad) y la concentración de cloro
libre.
Respecto a los vertidos de proceso, hay que tener en cuenta la
prohibición de alcanzar los límites de concentración impuestos a los distintos
contaminantes por dilución. Como cada uno de los efluentes de proceso tiene
características y composición diferentes, si todos ellos se conducen a una balsa
común y se analiza el contenido de esta balsa, unos efluentes, realmente
influentes en la balsa, estarían diluyendo a otros. Por ello, cada uno de los
vertidos debe ser analizado, controlado y registrado por separado, con
independencia de que se viertan a una balsa común o no.
El medio receptor,
esto es, el mar o el río en el que se realice el vertido, debe ser controlado
también periódicamente. Para ello, se analiza la influencia del vertido en
varios puntos situados a cierta distancia del punto de salida, y se contrasta
con un punto situado en una zona no influida por el vertido, aguas arriba en el
caso de un río, o a varios kilómetros en el caso del mar. Además de la
salinidad, temperatura, cloro y pH hay que controlar cómo se ve afectado el
fondo del cauce y la flora y fauna de éste.
En cuanto a los vertidos de aguas
pluviales, en general no tienen ningún tipo de control, al tratarse de aguas que
no están afectadas por el proceso.
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