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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
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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.
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CAMBIO CLIMATICO Y EL CARBON
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Energy Policy,52,2013,797-809
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Energy Policy,52,2013,797-809
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Emisiones antropogénicas por fuentes de metano. Renewable and Sustainable energy Review,16,2012,5059-5070
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¿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
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Fuel,96,2012,1-14
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⦿ 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
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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
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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
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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
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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
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Análisis Inorgánico De Material Particulado
AE,54,2012,496-501
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IJCG,40,1999,91-101
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ANALISIS FISICOQUIMICOS AL CARBON PARA EVALUAR SU
IMPACTO AMBIENTAL Y DE SALUD
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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
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Afectaciones a la Salud del Polvillo Respirable PM
2.5
Procedía Social and Behaviour Science,85,2013,92-99
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Aeolian Research, 9,2013,203-212
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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
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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
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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.
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CASO RECIENTE DE DECESO DE UN TRABAJADOR MINERO
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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
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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
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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
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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
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Poli aromáticos en el carbón
Recientes reportes
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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
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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
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Atmospheric Research, 149,217-229
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Atmospheric Research 149,2014,217-229
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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
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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
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AFECTACIÓN DEL PAISAJE, FAUNA, VEGETACIÓN Y AGUAS EN LA MINERÍA DEL CESAR
⦿ Fotografías de Omar Solano T.
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ESPECIES AMENAZADAS EN CONSTRUCCIÓN DE TERMOELÉCTRICA A CARBÓN -CÓRDOBA
➢ Fotografías. Shirley Palacios
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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.
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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
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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.
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!MUCHAS GRACIAS¡
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