GRANDES DESASTRES AMBIENTALES CON CONSECUENCIAS EN LACONTAMINACIÓN MEDIOAMBIENTAL: KINGSTON, TENNESSEE

Andrés Rodríguez Seijo

3 años después. Evolución del desastre medioambiental y

situación actual

Introducción La energía térmica de carbón, es la 2ª fuente de energía más consumida

después del petróleo. En el 2005, el 40% de la energía total consumida, fue carbón.

La electricidad producida por la combustión del carbón es responsable del 30% de las emisiones de dióxido de carbono (CO2) a nivel mundial y el 72% de las emisiones de CO2 de las fuentes de energía (Epstein et al., 2011).

Durante la quema del carbón en las centrales eléctricas se generan emisiones de dióxido de carbono (CO2), óxidos de nitrógeno (NOx), dióxido de azúfre (SO2) o mercurio (Hg) que van a la atmósfera y tienen una implicación en proceso de lluvia ácida.

También se generan otro tipo de residuos, como los producidos durante la combustión (coal combustion waste o CCW por sus siglas en inglés) en forma de cenizas en suspensión que mayoritariamente son recogidas en las chimeneas de las plantas eléctricas, cenizas más pesadas, escorias y otros materiales de la combustión generados durante la quema.

Además de los producidos durante la combustión, se generan residuos líquidos cargados de productos químicos, empleados durante el lavado del carbón para eliminar impurezas y que tenga un mayor rendimiento energético.

Estados Unidos, el país con las reservas de carbón más grandes del mundo, consume el 14% del carbón mundial y el 45% de la energía eléctrica consumida, procede de esta fuente de energía con cerca de 440 plantas térmicas repartidas por todo el país (EIA, 2010).

En 2007, se generaron 131 Millones de Toneladas de residuos producidos durante el proceso de combustión del carbón

El 43% de los residuos fueron reciclados y reutilizados, pero el 57% restante se almacenan en balsas de deposición en las cercanías de las plantas térmicas.

La mayoría de las 1.300 balsas existentes en EE.UU., tienen algún tipo de problema en su estructura (EPA, 2007).

Fotografía de Russ Maddox (2010) – CCW en Alaskahttp://www.groundtruthtrekking.org/photo/ccw-disposal-in-fairbanks/

El desastre de Kingston, Tennessee (Estados Unidos)

Ruptura del dique norte de la balsa de deposición de residuos, adyacente a la planta térmica de carbón de la Tennessee Valley Autorithy (TVA) en la localidad de Kingston (Estado de Tennessee, Estados Unidos) el 22 de Diciembre de 2008, liberando entre 3,1 y 4,1 Millones de m3 de lodos.

La mayor catástrofe industrial en la historia de EE.UU. Volumen de residuos, 5 veces mayor que el derrame de petróleo en la plataforma de Deepwater Horizon de BP en el Golfo de México en 2010 y sobrepasando en más de 100 veces, el derrame del Exxon Valdez de 1989 (Jackson, 2011).

Efectos iniciales

- Inundación de 120 hectáreas de terreno.

- Cierre de los ríos Emory y Clinch. En el Emory se acumularon materiales del lodo en una altura de 9 metros.

- Ruptura de una línea de gas y de tren

- Desalojo de zonas residenciales adyacentes, con zonas inhabitables aún hoy en día.

- No hay fallecidos

Antes del vertido, parte del contenido de la balsa de deposición de Kingston ya se vertía de forma directa o indirecta a las aguas superficiales, como ocurría con los metales pesados (Arsénico, Bario, Cromo, Cobre, Níquel, Vanadio y Zinc), producidos durante el proceso de combustión del carbón.

El vertido, añadió a la lista anterior el Plomo, Manganeso, provocando que algunos de los elementos que ya se vertían, superaran los vertidos de todas las plantas de energía del año 2007.

Los metales que se identificaron con mayores concentraciones en la zona

afectada en comparación con las concentraciones del suelo normal, fueron el

As, Al, Ba, Be, Cr, Co, Cu, Ni, P y V.

Tanto el Fe y el Pb; dos elementos altamente tóxicos, aumentaron pero en poca

proporción con respecto a la concentración original.

¿Por qué son peligrosos todos estos contaminantes?

1 – Son una gran cantidad de contaminantes que salen de golpe al medio, que provocaron una gran acidificación del suelo y un aumento del potencial Redox y de la conductividad eléctrica.

2 – Tienen una gran movilidad en el suelo y son muy solubles en el agua, pudiendo pasar la toxicidad a la cadena trófica.

– El As es un elemento altamente tóxico para plantas y animales por la posibilidad de pasar de As, arséniato y arsenito, con la posibilidad de disolverse disuelto y ser retenido por las arcillas y la materia orgánica. La situación descrita con el As, es similar a la descrita con el P. -La cantidad de Al liberado, fue uno de los grandes causantes de la gran acidifcación que se produjo en las zonas de la inundación y provocó una gran mortalidad de peces y organismos acuáticos. En estas condiciones, el Cu es de muy fácil asimilación y hay toxicidad en las plantas…

-Situación parecida con Cr y Ni, aunque el Cr depende del grado de adaptación de los organismos vegetales como ocurre con las plantas que crecen sobre serpentinas.

- Aunque no se detectó en el suelo, en el río Emory, sí se detectaron importantes cantidades de Hg disuelto (Ruhl et al., 2009), que se pudo transformar a metilmercurio (CH3Hg) por acción de bacterias anaeróbicas, por lo que sepuede provocar una bioacumulación del mercurio en las cadenas alimenticias del ecosistema del río (Hopkins et al., 2002; Ahmad et al., 2005).

Efectos sobre los organismos del ecosistema acuático y de ribera

In vivoLa brusca bajada de pH provocó de forma inmediata, la muerte de la mayoría de peces, moluscos y otros macroinvertebrados de lo ríos y las riberas (TVA, 2009).

La contaminación por Se y As, provocó problemas en la reproducción de algunas especies de peces que no murieron por la bajad del Ph, provocando la disminución de las poblaciones (Jackson, 2011)

In vitroPosteriormente se realizaron estudios en laboratorio para estudiar de forma detallada cómo afectó el vertido a la fauna del ecosistema acuático.

En estudios con anfípodos, quironómidos y moluscos del bentos se exponen a las cenizas disueltas en agua durante 10 días y se observa una reducción en la supervivencia de las especies, debido a la elevada cantidad de As (Wang et al., 2009)

Con 4 especies de peces se observa que todos los elementos estudiados [Ag, As, Co, Fe, Mn, Mn, Mo, Se y TI] estaban en todas las especies estudiadas, en concentraciones muy superiores a las permitidas para la vida acuática por la EPA, (Jackson, 2011) y en todos los tejidos analizados.

¿Qué se hizo al ocurrir la inundación? – Fase rápida

Construcción rápida de una presa de contención "tapón" para evitar que fuera río abajo y se realiza un bypass del río.

Se estabilizan los lodos con una solución soluble en agua de vinilo acrílico

Desde un helicóptero se esparce una mezcla de semillas de centeno (Secale cereale L.) ya fertilizadas con un fertilizante de concentración 12-24-24.

Con maquinaria pesada se extienden 650 toneladas de paja y mantillo para controlar la erosión y la pérdida de suelo que se pudiera producir por las lluvias (estabilizar el terreno adyacente y los nuevos diques) (Sridhar & Vincent, 2009).

En Febrero, se reabre la circulación de embarcaciones en el río, se refuerza la presa de contención y se inicia la retirada del lodo líquido

¿Qué se hizo al ocurrir la inundación? – Fase lenta

Con las labores de limpieza y con el dique en proceso de estabilización ya iniciadas:

- ¿Qué hacer con los residuos?

Se decide llevar los residuos a una vertedero en Alabama para su tratamiento final (EPA, 2011; TVA, 2011.

- ¿Cómo cerrar la zona afectada para evitar que se vuelva a producir un fallo de la balsa de contención? ¿Cómo rehabilitar la zona afectada?

Rediseño de la balsa de contención original con la introducción de nuevas técnicas para evitar la filtración de contaminantes y una nueva rotura.

Se incrementa la distancia y grosor del original con un aumento de las medidas de refuerzo.

Se reduce la altura y capacidad y se ponen medidas de control para evitar filtraciones, etc... con mallas de geotextil.

¿Cómo rehabilitar la zona afectada una vez retirado el lodo?

Los planes se iniciarán a mediados de 2012:

Se rehabilitarán las zonas afectadas mediante zonas de recreo.

Recuperación de la flora natural de la zona (evitando la existencia de flora alóctona).

Recuperación de los humedales afectados para que la humedad y las condiciones de reducción sirvan para la inmovilización de los metales pesados y medidas de fitorremediación vegetal

Situación actual (13/04/2012)

Las labores de limpieza y eliminación de los lodos continuarán hasta finales

de 2012. A mediados de 2012, inicio labores recuperación medioambiental. ¿Final previsto? Primera fase 2014. Se estima que en 2044 se podrá volver

a la situación prederrame ¿Coste global estimado? 1.200 Millones de dólares.

Otros ejemplos de rehabilitación medioambiental en balsas de residuos.

Para evitar nuevos desastres como el de Kingston… ¿Qué hacer con los residuos generados en la combustión del carbón?

Mejora y refuerzo de las condiciones de seguridad de las balsas de residuos.

Las tres erres (Reducir, Reutilizar, Reciclar)

1- ¿Reducción del uso del carbón?

Difícil cumplimiento en los países emergentes (China Rusia) y no tan emergentes (Estados Unidos) ricos en carbón y que lo van a seguir empleando.

2. Reutilización: Terrenos con riesgo de erosión, agricultura…

Los residuos son ricos en minerales y con buenas propiedades para su uso en suelos desnudos y que necesitan una capa de protección. Sin embargo, tienen el gran inconveniente de la existencia de metales pesados en elevadas concentraciones.

Ahmed et al. (2005) , con el conveniente estudio individual de cada suelo y de cada residuo se pueden emplear hasta 10 toneladas/hectárea o 20 T/Ha si se mezclan con cáscara de arroz+ estiércol+arena para mejorar las condiciones de encostramiento superficial del suelo.

3 - Reciclaje de los residuos previo tratatamiento de los metales pesados para su empleo en materiales de construcción, hormigones, relleno en asfaltado de carreteras, etc

El 43% de los residuos generados en Estados Unidos se reciclan para estos fines y se está investigando en la búsqueda de nuevas formas de valorización.

Conclusiones Se tomaron las medidas de forma rápida, intentando minimizar en la medida de lo posible la extensión de los daños

ambientales como la inmediata protección de los ecosistemas de ribera.

Las medidas, a priori, parecen correctas.

Lo ocurrido ha tenido y tendrá a lo largo de 40 años, un fuerte impacto ambiental y económico, que se pudo evitar si se hubieran mejorado las condiciones de seguridad de la balsa de residuos.

El accidente de Kingston, ha servido para que la EPA, revise las condiciones de seguridad de las balsas de este tipo existentes en Estados Unidos, aunque no evita que este tipo de accidentes puedan seguir ocurriendo, por la falta de control y/o que los diques cedan después de tanto tiempo.

Una de las formas más efectivas de evitar estos acúmulos sería la de la reducción del uso del carbón, aunque eso no parece una alternativa viable en la actualidad, debido a la gran demanda energética mundial (Epstein et al., 2011).

La reutilización de los residuos puede ser un alternativa real para reducir el problema de las balsas, mediante su uso como materiales de construcción, aunque tampoco hay que descartar la opción agrícola o la opción en la que se emplean para la evitar la erosión en suelos degradados.

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