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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/274070568 Estudio del impacto radiológico de las centrales térmicas de carbón sobre sus entornos. Unidad de producción térmica de Teruel Book · January 2007 DOI: 10.13140/RG.2.1.1625.2966 CITATIONS 5 READS 365 9 authors, including: Juan C. Mora Ciemat-Centro Investigaciones Energéticas, Medioambientales Y Tecnológicas 82 PUBLICATIONS 393 CITATIONS SEE PROFILE Antonio Baeza Universidad de Extremadura 10 PUBLICATIONS 20 CITATIONS SEE PROFILE Beatriz Robles Nuclear Safety Council, Madrid, Spain 49 PUBLICATIONS 229 CITATIONS SEE PROFILE Jose Angel Corbacho Universidad de Extremadura 52 PUBLICATIONS 400 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Juan C. Mora on 26 March 2015. The user has requested enhancement of the downloaded file. https://www.researchgate.net/publication/274070568_Estudio_del_impacto_radiologico_de_las_centrales_termicas_de_carbon_sobre_sus_entornos_Unidad_de_produccion_termica_de_Teruel?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_2&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/publication/274070568_Estudio_del_impacto_radiologico_de_las_centrales_termicas_de_carbon_sobre_sus_entornos_Unidad_de_produccion_termica_de_Teruel?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_3&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_1&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Juan-Mora?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_4&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Juan-Mora?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_5&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/institution/Ciemat-Centro-Investigaciones-Energeticas-Medioambientales-Y-Tecnologicas?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_6&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Juan-Mora?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_7&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Antonio_Baeza3?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_4&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Antonio_Baeza3?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_5&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/institution/Universidad_de_Extremadura?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_6&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Antonio_Baeza3?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_7&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Beatriz-Robles?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_4&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Beatriz-Robles?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_5&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Beatriz-Robles?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_7&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Jose-Corbacho?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_4&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Jose-Corbacho?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_5&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/institution/Universidad_de_Extremadura?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_6&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Jose-Corbacho?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_7&_esc=publicationCoverPdf https://www.researchgate.net/profile/Juan-Mora?enrichId=rgreq-23649c951955e4a82ba30571412e6bb9-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI3NDA3MDU2ODtBUzoyMTEyNTQ5Njc4MzY2NzZAMTQyNzM3ODUxNzQwMQ%3D%3D&el=1_x_10&_esc=publicationCoverPdf ESTUDIO DEL IMPACTO RADIOLÓGICO DE LAS CENTRALES TÉRMICAS DE CARBÓN SOBRE SUS ENTORNOS. UNIDAD DE PRODUCCIÓN TÉRMICA DE TERUEL PROYECTO SUBVENCIONADO POR EL CONSEJO DE SEGURIDAD NUCLEAR (CONVOCATORIA 2004) UPRPYMA/CIEMAT Universidad de Extremadura Responsable: David Cancio Responsable: Antonio Baeza Equipo: Beatriz Robles Equipo: José Ángel Corbacho Ana Suáñez Javier Guillén Gerada Juan Carlos Mora José Vasco Vargas Yolanda Miralles Barranquero Agradecimientos Agradecemos al Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) la financiación de este estudio que presenta los resultados obtenidos en la Unidad de Producción Térmica de Teruel (Andorra – Teruel). El mismo forma parte de un proyecto más amplio que está siendo desarrollado de forma conjunta entre la Unidad de Protección Radiológica del Público y del Medio Ambiente del CIEMAT y el Laboratorio de Radiactividad Ambiental de la Universidad de Extremadura. Agradecemos también su apoyo a ENDESA Generación y a todos los trabajadores que lo han hecho posible, facilitando las labores de muestreo en la instalación y aportando la información necesaria para la realización de las evaluaciones. 1 TABLA DE CONTENIDOS INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 5 OBJETIVO.................................................................................................................................... 5 ANTECEDENTES.......................................................................................................................... 5 MARCO LEGISLATIVO Y RECOMENDACIONES INTERNACIONALES PARA INDUSTRIAS NORM . 8 Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) ........................................................... 8 La Unión Europea y el Reglamento Español................................................................................. 9 Organismo Internacional de Energía Atómica ............................................................................ 10 1.- LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA.............................................................................................. 11 2.- DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA INSTALACIÓN .................................................................... 11 3.- DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LA INSTALACIÓN .............................................. 12 4.- VÍAS DEIMPACTO ................................................................................................................ 15 4.1.- Procesos que pueden afectar al personal laboral ............................................................... 15 4.1.1.- Manipulación del carbón..................................................................................................... 15 4.1.2.- Manipulación de cenizas .................................................................................................... 16 4.1.3.- Manipulación de escorias ................................................................................................... 17 4.1.4.- Manipulación de calizas ..................................................................................................... 17 4.1.5.- Manipulación de yesos....................................................................................................... 18 4.1.6.- Selección de los tipos de trabajadores a evaluar .................................................................. 18 4.2.- Procesos que pueden afectar al público (población en general)......................................... 19 4.2.1.- Efluentes gaseosos............................................................................................................ 19 4.2.2.- Efluentes líquidos.............................................................................................................. 19 4.2.3.- Residuos sólidos ............................................................................................................... 19 5.- PARÁMETROS A CONSIDERAR Y MEDIDAS A REALIZAR PARA LA EVALUACIÓN DE LA EXPOSICIÓN A LOS TRABAJADORES Y AL PÚBLICO............................................................... 23 5.1.- Determinación de actividad en los materiales..................................................................... 23 5.2.- Composición química de las escorias y las cenizas ........................................................... 23 5.3.- Parámetros y muestreos asociados al cálculo del impacto en los trabajadores.................. 24 5.4.- Parámetros y muestreos asociados a efluentes líquidos .................................................... 27 5.5.- Parámetros y muestreos asociados a efluentes gaseosos.................................................. 27 5.6.- Parámetros y muestreos asociados a las partículas resuspendidas procedentes de las balsas de cenizas....................................................................................................................... 28 5.7.- Parámetros y muestreos asociados a suelos...................................................................... 28 2 5.8.- Parámetros y muestreos asociados al cálculo del impacto en el público............................ 28 6.- PUNTOS DE MUESTREO ....................................................................................................... 29 6.1.- Puntos de muestreo de suelos y cenizas ............................................................................ 29 6.2.- Puntos de muestreo de aguas ............................................................................................ 31 6.3.- Puntos de muestreo de aerosoles ...................................................................................... 32 6.4.- Puntos de muestreo de tasa de dosis equivalente ambiental .............................................. 33 7.- ANÁLISIS Y RESULTADOS DE LOS MUESTREOS................................................................. 35 7.1.- Medidas en materiales y productos residuales de la central ............................................... 35 7.1.1.- Determinación de la concentración de radionucleidos naturales y artificiales en el combustible de la central y en los lignitos extraídos de las cuencas mineras cercanas.............................................. 35 7.1.2.- Determinación de las actividades en las cenizas de combustión y en los yesos ...................... 36 7.1.3.- Determinación de las actividades en las balsas de cenizas ................................................... 39 7.1.4.- Granulometría ................................................................................................................... 42 7.2.- Medidas en aguas............................................................................................................... 42 7.2.1.- Valores de conductividad y pH............................................................................................ 43 7.2.2.- Determinaciones del índice de actividad alfa y beta total y beta resto..................................... 45 7.2.3.- Determinaciones de 226Ra, 235,238U, 232Th y 210Po.................................................................. 46 7.2.4.- Análisis químico de las aguas del arroyo Regallo ................................................................. 48 7.3.- Medidas en suelos.............................................................................................................. 48 7.3.1.- Origen de la contaminación................................................................................................ 48 7.3.2.- Análisis estadístico de las medidas de radionucleidos naturales en muestras de suelo mediante espectrometría gamma in situ. ...................................................................................................... 49 7.3.3.- Valores del pH de los perfiles de los suelos ......................................................................... 51 7.3.4.- Resultados de la espectrometría gamma de los perfiles de suelo........................................... 52 7.3.5.- Estudio granulométrico de los perfiles ................................................................................. 60 7.3.6.-Actividades de los radionucleidos naturales en la capa superficial de suelo ............................. 61 7.3.7.- Comparación entre los niveles de actividad determinados mediante técnicas in situ y técnicas convencionales............................................................................................................................ 63 7.3.8.- Mapas de isoactividad........................................................................................................ 64 7.4.- Dosimetría.......................................................................................................................... 67 7.4.1.- Dosimetría en el exterior de la central térmica...................................................................... 67 7.4.2.- Dosimetría en el interior de la central térmica....................................................................... 69 7.5.- Aerosoles ........................................................................................................................... 70 7.5.1.- Determinación de la actividad alfa y beta total ...................................................................... 70 7.5.2.- Determinación de la actividad de 210Po y 226Ra en filtros de aerosoles.................................... 72 8. - METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN RADIOLÓGICA................................................................ 73 8.1.- Cálculo de dosis a los trabajadores .................................................................................... 73 8.1.1.- Dosis Externa.................................................................................................................... 75 8.1.2.- Dosis Interna ..................................................................................................................... 75 3 8.1.3.- Evaluación del grupo A1..................................................................................................... 76 8.1.4.- Evaluación del grupo A2..................................................................................................... 78 8.1.5.- Evaluación del grupo B1.....................................................................................................79 8.1.6.- Evaluación del grupo B2..................................................................................................... 80 8.1.7.- Evaluación del grupo D...................................................................................................... 81 8.1.8.- Evaluación del grupo E ...................................................................................................... 82 8.2.- Cálculo de dosis al público................................................................................................. 82 8.2.1.- Dosis externa .................................................................................................................... 83 8.2.2.- Dosis interna ..................................................................................................................... 84 8.2.3.- Definición del escenario 1................................................................................................... 85 8.2.4.- Definición del escenario 2................................................................................................... 85 9.- RESULTADOS DE LAS EVALUACIÓNES DE DOSIS............................................................... 85 9.1.- Resultados del cálculo de dosis a los trabajadores ............................................................ 85 9.2.- Resultados del cálculo de dosis al público......................................................................... 86 10.- CONCLUSIONES ................................................................................................................. 88 BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................................... 93 4 5 Introducción La aparición de las recomendaciones de la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) en el año 1990 (ICRP 1991) originó una revisión profunda de los criterios básicos de Protección Radiológica, La Unión Europea incorporó estas modificaciones a las Normas Básicas para la protección de los trabajadores y del público, contra los riesgos de las radiaciones ionizantes quedando establecidas mediante la Directiva 96/29 de EURATOM (EURATOM 1996). La Directiva incluía en su Titulo VII, por primera vez dentro de su ámbito de aplicación, aquellas prácticas o actividades laborales que pudieran suponer un aumento significativo de la exposición de los trabajadores y de los miembros del público, a las fuentes naturales de radiación que no puedan considerarse despreciables desde el punto de vista de la protección radiológica. Esta directiva fue transpuesta a la normativa española mediante la revisión del Reglamento de Protección Sanitaria contra Radiaciones Ionizantes (RPSRI 2001), que en el Titulo VII establece “la necesidad de realizar los estudios precisos a fin de determinar si existe un incremento significativo de la exposición de los trabajadores o de los miembros del público...”. En este sentido se especifica que entre las actividades que deben ser sometidas a evaluación están, “las actividades laborales que generen residuos que habitualmente no se consideran radiactivos pero que contengan radionucleidos naturales que provoquen un incremento significativo de la exposición de los miembros del público...”, entre las que se encuentran las centrales térmicas de carbón. Objetivo El objetivo global de este Proyecto es la evaluación del impacto radiológico que ejercen sobre sus respectivos entornos, las cuatro centrales térmicas de carbón de mayor potencia de nuestro país: “As Pontes” (A Coruña), “Compostilla” (León), “Carboneras” (Almería) y “Andorra” (Teruel). Para la realización de este Proyecto se plantean dos objetivos específicos: 1º) La cuantificación de las características de cada uno de los términos fuente, especificando el tipo y cantidad de radionucleidos liberados, las vías de descarga mas relevantes y la localización o localizaciones más afectadas 2º) La determinación de la dosis total para cada una de las vías de exposición, teniendo en cuenta que los radionucleidos liberados son de origen natural e indistinguibles de los constituyentes primordiales del propio entorno. El estudio contempla el impacto producido por este tipo de instalaciones sobre sus trabajadores, entornos y poblaciones más próximas. Las Centrales seleccionadas presentan distintas fechas de puesta en funcionamiento, distintos entornos geográficos y ambientes climatológicos, distintas mezclas de carbones y distintas utilizaciones de las escorias y cenizas generadas. Antecedentes Desde el punto de vista de la protección radiológica, el interés de las centrales térmicas de producción de energía eléctrica mediante la combustión de carbón, se debe al hecho de que el combustible utilizado en ellas posee concentraciones variables de radionucleidos de origen natural procedentes de las series del 238U, 235U, 232Th y del 40K que son concentrados en el proceso industrial. 6 En la tabla 1 se muestran algunos ejemplos de concentraciones de radionucleidos hallados en carbones de diferentes países del mundo (IAEA 2003B). RANGOS Y/O VALORES MEDIOS DE LAS CONCENTRACIÓN (Bq/kg) DE LOS PRINCIPALES RADIONUCLEIDOS PRESENTES EN DIFERENTES CARBONES País 238U 230Th 226Ra 210Pb 210Po 232Th 228Ra 40K Australia 8.5-4.7 21-68 19-24 20-33 16-28 11-69 11-64 23-140 Brasil 72 - 72 72 - 62 62 - Egipto 59 - 26 - - 8 8 - Alemania - - 10-145 - - 10-63 - 10-700 Alemania - - 1-58 - - 1-58 - 4-220 Alemania - - 10 - - 8 - 22 Grecia <390 - 44-206 59-205 - 9-41 - Hungría <480 - - - - 12-97 - 30-384 Polonia <159 - - - - <123 - <785 Italia 23 - - - - 18 - 218 Rumania <415 - <557 <510 <580 <170 - - R.U. 7-19 8-25 7-22 - - 7-19 - 55-314 EEUU 6-7 - 9-59 12-77 3-52 3-21 - - Tabla 1.- Concentraciones de radionucleidos en carbones de diversas procedencias (IAEA 2003B). Para la producción de energía eléctrica, se quema el carbón en hornos que funcionan a temperaturas de alrededor de 1700-1800 ºC. Para producir 1Gwa (3.2 1016 J) es necesario quemar unos 3 109 kg de carbón, dependiendo del tipo de carbón utilizado. En el proceso de combustión parte de la sustancia mineral del carbón se funde formando una ceniza vitrificada. Esa parte más pesada de las cenizas, junto con la materia orgánica que no se ha quemado completamente, cae al fondo del quemador en forma de ceniza gruesa o escoria. Por otro lado, las cenizas más ligeras (cenizas volantes), junto con los gases de combustión calientes y los compuestos minerales volatilizados pasan a través de la caldera y los dispositivos de recuperación de calor y de purificación, hasta la chimenea. En los sistemas de purificación queda retenida una fracción que depende de la eficacia de los dispositivos utilizados, mientras que el resto se descarga a la atmósfera. Los radionucleidos incluidos en las sustancias minerales no combustibles del carbón se concentran y reparten entre las escorias y las cenizas volantes, con la excepción de los gases y los materiales volatilizados que se incorporan directamente a los gases de combustión. En las grandes centrales eléctricas la proporción entre escorias y cenizas volantes suele ser de entre un 15-20% de escorias y un 80-85% de cenizas volantes. Debido a la eliminación del componente orgánico del carbón en la combustión, la actividad específica aumenta aproximadamente en un factor que depende del porcentaje de impurezas de cada carbón. Por ello , las concentraciones de radionucleidos naturales en cenizas y escorias de las centrales térmicas alimentadas con carbón son considerablemente mayores que las encontradas habitualmente en la corteza terrestre. UNSCEAR (UNSCEAR 1988) da como media aritmética de las concentraciones de cenizas volantes los siguientes valores en Bq/kg: 7 CONCENTRACIÓN DE ACTIVIDAD PROMEDIO MUNDIAL PARA LAS CENIZAS VOLANTES (Bq/kg) 40K 238U 226Ra 210Pb 210Po 232Th 228Th 228Ra 256 200 240 930 1700 70 110 130Tabla 2.- Concentraciones promedio de radionucleidos en c enizas (UNSCEAR 1988). Además indica que se puede producir un enriquecimiento de un factor 3 para el 210Pb y de 5 para el 210Po. Esto es debido a la volatilización de estos dos elementos durante la combustión y a una condensación posterior de los dos radionucleidos sobre las cenizas volantes más finas durante la trayectoria de los gases. También el uranio y el radio se ven afectados por este motivo aunque en menor medida. El uranio se encuentra en el carbón en forma de pechblenda (uranita u óxido de uranio UO2 principalmente, con algo de UO3) y de silicatos de uranio (cofinita U(SiO4)1-x (OH)4x ). Esta última forma mineral es la que se encuentra principalmente en las escorias, mientras que el óxido, más volátil, se evapora y se condensa a medida que los gases de salida se van enfriando. El 40K (isótopo primordial de T1/2 = 1277·106 años) se encuentra presente en el carbón en concentraciones similares al resto de la naturaleza. Aunque el potasio en su forma metálica posee una temperatura baja, en forma mineral forma parte de los alumino-silicatos presentes en el carbón (mica blanca KAl2(AlSi3O10)(OH)2, con una temperatura de fusión superior a los 1145 ºC o feldespato KAlSi3O8 con una temperatura de fusión superior a los 1200 ºC). Se considera por tanto (UNSCEAR 1982) que en lugar de evaporarse como el 210Po y el 210Pb, presenta un comportamiento similar al torio, que en parte se funde y en parte forma las cenizas volantes. Radiológicamente este isótopo se considera en control homeostático en el cuerpo humano (UNSCEAR 2000), conteniendo en torno a un 0.18% en adultos. Además, aunque en la combustión el potasio se concentra, permanece constante la relación isotópica, es decir, no existe un incremento en la cantidad del 40K respecto al resto de isótopos del potasio. Debido a esto es independiente el lugar de donde procede el potasio que pueda incorporarse al organismo, ya que la dosis será la misma (165 µSv/a para adultos según UNSCEAR 2000). En resumen, las actividades y actividades específicas de los radionucleidos naturales descargados a la atmósfera por una central eléctrica de carbón y por unidad de energía generada, dependen de varios factores tales como la actividad específica inicial del carbón, el contenido en cenizas del carbón, la temperatura de combustión y la eficacia de los sistemas de filtrado. Si tenemos en cuenta las descargas atmosféricas, las principales vías por las que las poblaciones que viven cerca de centrales eléctricas alimentadas con carbón que están expuestas a mayores concentraciones de radionucleidos naturales, son: la inhalación durante el paso de la nube, la irradiación externa por inmersión y debida al depósito, la inhalación del material resuspendido y la ingestión de alimentos que están afectados por la actividad depositada sobre el suelo. Las cenizas de carbón no suelen descargarse directamente en el medio acuático. Antes se almacenaban en tanques o balsas de cenizas, desde los que podrían infiltrarse ciertos radionucleidos hasta el acuífero. Las aguas subterráneas transportarían luego esos productos lixiviados hasta los cauces cercanos. Sin embargo, el potencial de lixiviación de las cenizas es muy bajo por lo que es poco probable que este tipo de descargas planteen problemas radiológicos a corto plazo. Por tanto, los principales riesgos potenciales debidos a las cenizas depositadas en las balsas se deben de la resuspensión de éstas y a la posible erosión física de las cenizas debida a la escorrentía superficial. 8 Existen estudios que apuntan al hecho de que las dosis recibidas por los trabajadores se deben principalmente a la inhalación de las partículas transportadas por el aire y a la exposición recibida en las operaciones de mantenimiento realizadas en el interior de las calderas. El NRPB calculó dosis efectivas del orden de 150 µSv al año para los grupos más expuestos de trabajadores de las centrales térmicas de carbón (NRPB-R327, SMOPIE, UNSCEAR 1988). En Yugoslavia se encontraron concentraciones apreciables de 210Pb en la orina de trabajadores de una central que utiliza un carbón con una actividad específica alta. Actualmente, en el mundo se producen grandes cantidades de cenizas procedentes de estas centrales. Estas cenizas se utilizan en varias aplicaciones, la más importante de las cuales es la fabricación de cementos y hormigones. Otros usos significativos pero de menor importancia radiológica son como estabilizantes y relleno de carreteras, mezclas asfálticas, fertilizantes, etc.. A nivel global puede estimarse que un 5% de la producción mundial de estas cenizas se utilizan para la construcción de viviendas (UNSCEAR 1988). Este porcentaje se eleva en países altamente industrializados. En 2004 en EE.UU. por ejemplo se reutilizaron el 35% de las cenizas volantes (alcanzando el 62% en el estado de Florida) (DOE 2006). La utilización de los materiales de construcción que contienen este tipo de cenizas pueden dar lugar a dosis por irradiación externa y a la inhalación de los productos de desintegración del radón. La contribución del uso de cenizas volantes a las dosis recibidas es motivo de discusión científica. Siotis y Wrixon (UNSCEAR 1988) midieron las tasas de emanación de radón de los bloques de hormigón fabricados por un fabricante de cemento en condiciones controladas y que utilizaba cemento con proporciones variables de cenizas volantes de alta actividad específica de 226Ra. Se encontró que los bloques de hormigón que contenían cenizas volantes presentaban tasas de emanación de radón más altas que las de los bloques de hormigón sin cenizas volantes. Otros estudios controlados no arrojaron diferencias significativas en la tasa de emanación de radón al sustituir el cemento ordinario por cemento con cenizas volantes. Estas discrepancias pueden atribuirse a diferencias en las propiedades de los componentes del hormigón, en sus actividades específicas relativas de 226Ra o en el proceso de fabricación. Si la actividad específica de 226Ra es menor que una cierta cantidad, la tasa de emanación de radón de las cenizas volantes podría ser menor que la del hormigón que no las usa, de modo que sólo cuando se mezclan el hormigón con cenizas volantes que poseen una actividad específica de 226Ra alta, pueden producirse mayores exposiciones a los productos de desintegración del radón en el interior de los edificios construidos con esos hormigones. Aunque la utilización de cenizas volantes como componentes del cemento y del hormigón utilizados en la construcción de viviendas sólo representa una fracción de la utilización total de las cenizas de carbón a nivel mundial, es difícil calcular las repercusiones de la radiación de las otras aplicaciones como estabilizantes para carreteras, mezclas asfálticas, fertilizantes, etc.(UNSCEAR 1988). Marco legislativo y recomendaciones internacionales para industrias NORM Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) Desde 1928, la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP), es el Organismo encargado de establecer las bases de la protección radiológica, proporcionando las recomendaciones fundamentales que permiten utilizar de forma segura las radiaciones ionizantes. Para ello se basa en 9 datos aportados por otras organizaciones y estudios científicos (UNSCEAR entre otros) y en el juicio de los expertos que componen sus comités. Por primera vez en la Publicación ICRP-60 (ICRP 1991), se consideró la exposición de los trabajadores debida al 222Rn y se incluyeron en el sistema de protección, el almacenamiento y las operaciones con materiales conteniendo cantidades significativas de radionucleidos naturales. También se incluyeron en el sistema las tripulaciones de aeronaves y los vuelos espaciales. En la posterior publicación número 65 (ICRP 1994), se establecieron los Niveles de Actuación para 222Rn en viviendas y lugares de trabajo. Losvalores adoptados para las viviendas fueron de entre 200 y 600 Bq/m3 y de entre 500 y 1500 Bq/m3 en lugares de trabajo. En la publicación número 82 de ICRP (ICRP 2000) se recomiendan rangos de valores de dosis anuales totales para intervención en zonas con exposiciones crónicas, incluyendo aquéllas que presenten valores elevados de radiación natural. El nivel genérico de acción se estableció en unos 10 mSv/año. En la misma publicación se ratifican los valores que se establecieron en el ICRP -65 (ICRP 1994) para el 222Rn y se sugiere que las autoridades nacio nales deberían establecer valores de exención y de intervención para los radionucleidos naturales presentes en los materiales de construcción. En la nueva revisión de las recomendaciones se incluyen los mismos niveles de referencia superiores para el 222Rn (600 Bq/m3 en viviendas y 1500 Bq/m3 en los lugares de trabajo), y en el draft del nuevo documento “the scope of radiological protection regulations” se incluyen los valores de exclusión para concentraciones de radionucleidos naturales en los productos básicos a granel, idénticos a los que aparecen en el documento sobre exclusión, exención y dispensa del OIEA (IAEA 2004A). Este valor de exclusión es de 1 Bq/g para las series naturales del 238U, del 235U y del 232Th y 10 Bq/g para el 40K. La Unión Europea y el Reglamento Español La primera reglamentación importante respecto de las industrias NORM fue la Directiva 89/106 (CEE 1989), relativa a los materiales de construcción, en la cual se limitó el contenido de 40K, 226Ra y 232Th basándose en determinaciones de su emisión de radiación gamma. El Real Decreto 1630/92 (RD 1992) trasladó esa Directiva, pero su requerimiento con relación a la radiactividad en la construcción de viviendas no se ha hecho efectivo en la práctica. En 1990 la Recomendación 90/143 (EURATOM 1990) estableció Niveles de Referencia para el 222Rn a partir de los cuales deberían considerarse acciones de remedio. Éstos se fijaron en 400 Bq/m3 para viviendas existentes y 200 Bq/m3 para las de nueva construcción. La Directiva de las Normas Básicas de Protección (EURATOM 1996) que desarrolló las recomendaciones del ICRP-60 (ICRP 1991), introdujo un nuevo apartado (Título VII) relativo al incremento de la exposición debida a las fuentes naturales tanto para los trabajadores como para el público. En él se establece que cada Estado deberá identificar a través de estudios u otras medidas cuáles son las actividades industriales que pueden ser motivo de consideración. En el Reglamento español de Protección Sanitaria contra las Radiaciones Ionizantes (RPSRI 2001) se traspuso la Directiva Europea y se estableció que la autoridad comp etente, asesorada por el CSN, requiriese a los titulares de las actividades laborales en las que existieran fuentes naturales de radiación, que realizaran los estudios necesarios para determinar si existía un incremento significativo de la exposición a las radiaciones. 10 La Comisión Europea a través del Grupo de Expertos para la aplicación del Artículo 31 del Tratado EURATOM ha ido publicando en la colección Radiation Protection una serie de recomendaciones prácticas para la aplicación del Título VII de la Directiva 96/29 especialmente referido a la consideración de las industrias que tratan materiales con radiactividad natural. Los más significativos son el RP 88 (RADPRO 1997) sobre la aplicación en general del Título VII, el RP 95 (RADPRO 1999) referido a los niveles de referencia para los lugares de trabajo, el RP 107 (RADPRO 1999A) sobre el mismo tema en sus aspectos reguladores, el RP 112 (RADPRO 2000) sobre la radiactividad natural en materiales de construcción, el RP 122 (RADPRO 2001) sobre la aplicación de los conceptos de exención y desclasificación que en su parte segunda se refiere a los materiales radiactivos naturales y el RP 135 (RADPRO 2003) sobre efluentes y control de dosis de las industrias NORM europeas. Organismo Internacional de Energía Atómica El OIEA ha publicado también una serie de documentos referidos a la protección radiológica frente a la radiación natural en diversas industrias no nucleares. Pueden mencionarse las siguientes: la Safety Guide RS-G-1.6 (IAEA 2004) referida básicamente a la minería, el Safety Report Series nº 33 (IAEA 2003) referido al radón en lugares de trabajo distintos de las minas y el Safety Report Series nº 34 (IAEA 2003A) referido a las industrias del gas y del petróleo. Otro documento importante que refleja un consenso internacional único, es la Safety Guide RS-G-1.7 (IAEA 2004A) en la que se recomienda excluir del control regulador a todo material con un contenido radiactivo menor de 1 Bq/g para las series naturales del 238U, 235U y 232Th y de 10 Bq/g para el 40K. 11 UNIDAD DE PRODUCCIÓN TÉRMICA “TERUEL” 1.- Localización geográfica La Central Térmica de Teruel se encuentra situada en el Término Municipal de Andorra al noreste de la provincia de Teruel, a una distancia de 140 Km de la capital y a 30 Km de la localidad de Alcañiz. El acceso a la Central se localiza a 8 Km de la localidad de Andorra, por la carretera autonómica A-1407, que une este municipio con el de Calanda. La Central se sitúa al sur del denominado Desierto de Calanda y al norte del Sector Oriental del Sistema Ibérico Turolense, entre los cauces de los ríos Martín y Guadalope, afluentes ambos del río Vero en su margen derecha. Sus coordenadas geográficas son: Longitud: 0º 19’ 25’’ O Latitud: 40º 57’ 51’’ N Altitud: 595,35 m Figura 1- Situación de la UPT Teruel 2.- Descripción general de la instalación La Central consta de tres grupos iguales, cuyas potencias eléctricas brutas actuales son las siguientes: Grupo I 368,1 Mwe Grupo II 367,7 “ Grupo III 365,6 “ TOTAL 1101,4 “ Cada grupo dispone de una caldera, un turboalternador y una torre de refrigeración. Completan la instalación el parque de carbones y calizas, el sistema de evacuación de cenizas y escorias, la planta de desulfuración y una chimenea común, de 343 m de altura, para la evacuación de los gases de combustión. Además, la Central es propietaria de diversas infraestructuras necesarias para su funcionamiento, entre las cuales se encuentran las siguientes: 12 - Pista particular asfaltada de 12 Km de recorrido, para el tránsito de camiones procedentes de las minas de lignito negro de la cuenca minera turolense próxima, para facilitar el transporte de carbón local. - Ramal de ferrocarril de 40 Km de longitud que une la Central con Samper de Calanda, donde se conecta con la Red Nacional. - Bombeo y conducción de agua del río Guadalope, desde el pantano de Calanda, situado a 25 Km de la Central, para abastecimiento de agua para refrigeración y otros usos. Figura 2.- Vista de la instalación También se dispone de una toma de gas natural, que llega a la Central mediante una conducción de 40 Km de longitud, que se conecta en el término de Escatrón, con el gasoducto que une Tarragona con Zaragoza. La Central cuenta con otros sistemas y componentes auxiliares necesarios que se relacionan a continuación: - Planta de producción de agua desmineralizada y de agua potable - Plantas de tratamiento de efluentes. - Parque eléctrico de potencia, transformadores principales y auxiliares. - Generador diesel de emergencia y sistema de control. - Sistema de seguimiento y control medioambiental con medida de emisión en continuo, torre meteorológica y red de inmisión formada por 9 estaciones automáticas, situadas en un radio de 25 Km alrededor de la Central y conectadas por radiofrecuencia con la Sala de Control. 3.- Descripción del funcionamiento de la Instalación La Central Térmica de Teruel se construyó para llevar a cabo un uso extensivo de los lignitos negros procedentes de las minas locales situadas en la cuenca minera turolense. Para ello utiliza una mezcla de estos lignitos (70-80% en peso) con hullas de importación de Sudáfrica. Ellignito se transporta hasta 13 el Parque de carbones de la Central por camión y la hulla se transporta por barco hasta el puerto de Tarragona. Desde allí se lleva por ferrocarril hasta la Central Térmica. Como combustible auxiliar para el arranque y para el apoyo a la combustión, se utiliza gas natural. El gas llega a una estación reductora situada dentro del recinto de la Central, en donde se reduce la presión de entrada de 15 kg/cm2 a la presión de trabajo de 5 kg/cm2. El gas es necesario para el encendido de la caldera y para el arranque de los molinos, ya que la combustión del carbón requiere de un precalentamiento previo para garantizar la llama. El Parque de carbones de la Central tiene una capacidad de almacenamiento aproximada de 3 millones de toneladas y cuenta con dos parques de homogeneización del carbón para la formación de las mezclas de consumo, constituidos por una apiladora de 2500 t/h de capacidad y dos recogedoras, sistema RASCADOR, de 1200 t/h de capacidad; un parque de carbón importado formado por una apiladora de 1000 t/h y una recogedora de 600 t/h del mismo tipo que las primeras y de un parque de caliza para la Planta de Desulfuración. El parque dispone de un sistema de control de entradas mediante tarjeta magnética, básculas, tomamuestras, tolvas de descarga, dos trómeles, una machacadora y un sistema de cintas trasportadoras de 6000 m de longitud total. Este sistema funciona automáticamente. Desde el parque de homogeneización, la mezcla de consumo alimenta a las tolvas situadas sobre los molinos. La Central tiene 18 molinos, 6 molinos por grupo, de carbón FOSTER WHEELER de 60 t/h de capacidad. Un alimentador volumétrico dosifica la vena de carbón que cae al molino. El carbón pulverizado en cada molino es arrastrado por una corriente de aire primario precalentado a través de 4 quemadores. En total hay 24 quemadores ciclónicos, que introducen el chorro de aire/carbón formando 24 llamas, por caldera. La caldera de FOSTER WHEELER de 90 metros de altura, es de tipo acuotubular de circulación natural, con fuegos frontales, zona de recuperación de calor y una etapa de recalentamiento. Produce 1090 t/h de vapor sobrecalentado a 169 kg/cm2 y 540º C y 960 t/h de vapor recalentado a 540º C, con un rendimiento del 84.24%. Dispone de 2 precalentadores de aire primario tubulares de la marca FOSTER y de otros 2 precalentadores de aire secundario regenerativos de HOWDEN que reducen al mínimo las infiltraciones de aire en el sistema y maximizan el aprovechamiento del calor residual de los gases producidos en la combustión. Después de pasar por los recalentadores, los gases atraviesan el precipitador electrostático de la marca ROTHEMUHLE, formado por 5 filas de dos campos cada una, para la captura de las cenizas volantes mediante el establecimiento de una diferencia de potencial de 70 kV, con un rendimiento del 99,89%. A continuación, los gases se dirigen a la planta de desulfuración que tiene un rendimiento de absorción del SO2 superior al 92%. El sistema de desulfuración de gases seleccionado es del tipo vía húmeda con oxidación forzada, incorporando dos etapas consecutivas con flujo equicorriente y contracorriente en dos cámaras contiguas de absorción de SO2, en donde la lechada de caliza que se adiciona, en contacto con los gases de salida de caldera, absorbe el SO2 transformándolo en sulfito de calcio. Posteriormente, por inyección de aire atmosférico, el sulfito se oxida a sulfato de calcio (yeso), consiguiéndose así la eliminación del dióxido de azufre de los gases de combustión. La piedra caliza se obtiene de la cantera de Horcallana y mediante una carretera particular de 4 km de longitud llega a la Central. El yeso producido se comercializa o bien se destina a la restauración de las escombreras producidas en la minería realizada a cielo abierto. 14 El equipo principal de la planta de desulfuración lo constituye un lavador de gases, o absorbedor, instalado en cada grupo. En estos equipos es donde se produce la reacción química de captación del SO2 que llevan los gases de combustión. Asociados a los absorbedores, existen otros sistemas y subsistemas que producen, almacenan, distribuyen y extraen los diferentes materiales y productos que intervienen en el proceso. Dichos productos son, principalmente, agua bruta, agua tratada, aire comprimido, aire de oxidación, lechada de caliza y lechada de yeso. El agua que se utiliza en el proceso procede de los excedentes de la operación de la Central Térmica, mediante purga de las torres de refrigeración. Al reutilizarla en el proceso de desulfuración, el consumo de agua limpia procedente de los embalses de la zona no se ve incrementado por el funcionamiento de la planta desulfuradora. La instalación de molienda de caliza, está equipada con molinos de bolas horizontales en los que la piedra caliza se mezcla con agua, para producir la lechada de caliza que se envía a los absorbedores y que constituye el reactivo principal del proceso. La extracción del yeso se consigue haciendo pasar la lechada que se produce en los absorbedores por unos filtros de vacío que extraen hasta el 90% del agua presente en la lechada, recuperándola para el proceso. A continuación, los gases de la combustión, limpios y desulfurados, se llevan hasta la chimenea, de 343 m de altura, por donde son vertidos a la atmósfera. La turbina es de la firma MITSUBISHI con 367 MW de potencia. Recibe el vapor a 165 kg/cm2 y 538ºC, gira a 3000 rpm y la presión de escape es de 0.069 kg/cm2. El eje turboalternador tiene 22 m de longitud y está soportado por siete cojinetes. El vapor hace girar los álabes de la turbina, trasmitiendo esta energía mecánica al rotor del alternador, de la marca WESTINGHOUSE, que tiene una potencia nominal de 389 MVA. Está refrigerado por hidrógeno a 4.22 kg/cm2 y genera en el estator una corriente eléctrica a 18 KV. La energía eléctrica generada se lleva hasta un parque de transformación, que cuenta con tres transformadores principales por grupo (uno por cada fase), en donde se eleva la tensión de salida de 18 KV a 400 KV, conduciéndose al exterior mediante dos líneas de alta tensión de Red Eléctrica Española (REE), que conectan la Central con el Parque Aragón, desde donde se distribuye la energía generada a la red de la península. La turbina dispone de 6 extracciones de vapor para las correspondientes etapas de precalentamiento del agua de alimentación a la caldera y el accionamiento de la turbobomba. La refrigeración del vapor se realiza en circuito cerrado, formado por un conjunto torre/condensador por grupo. Los condensadores, de la marca MITSUBISHI, están situados debajo del escape de la turbina de baja presión, son de tipo de dos cajas con doble paso, tienen 23700 tubos de latón-almiralty de 25.4 mm de diámetro y 9.33 m de longitud, con una superficie de intercamb io de 17650 m2 y un salto térmico de 10.9 ºC. Las torres son de tipo hiperbólico con circulación natural, tienen 107.3 m de altura, 81.22 m de diámetro en la base y 50.70 m de diámetro en la coronación. El caudal de recirculación es de 38000 m3/h. La temperatura de diseño a la entrada es de 35.3 ºC y a la de salida de 24,4 ºC. El excedente de la purga del circuito de agua de refrigeración que no se utiliza en la Planta de Desulfuración, se vierte al río Regallo, que desemboca directamente en el río Ebro a la altura de la localidad de Chiprana. 15 4.- Vías de impacto 4.1.- Procesos que pueden afectar al personal laboral 4.1.1.- Manipulación del carbón El carbón es el combustible principal de esta instalación, existiendo dos tipos de carbone s, nacional y de importación, de características bastante homogéneas y caracterizables radiológicamente mediante el análisis radioquímico de muestras adecuadas. El diagrama de flujo de este material se indica en la figura 3. Recepción del carbón nacional El carbón nacional entra en el emplazamiento mediante camiones que lo transportandesde las minas locales. Estos se recepcionan de forma automática, mediante lectores de tarjetas, y se pesan. A continuación se muestrea la carga, también de forma automática, pasando a la descarga mediante volcado del volquete en la tolva correspondiente. Según su origen, el carbón se encuentra ya preparado para su almacenamiento o precisa de una operación de trituración adicional, que se realiza antes de su almacenamiento. Ambas operaciones son totalmente automáticas. A continuación el carbón se apila en las parvas de homogeneización, mediante cintas, o en las zonas de acopio descargando los camiones directamente en las parvas de carbón. En las operaciones descritas la participación humana se limita a: 1.a. La conducción de los camiones. 1.b. El control de los muestreos y de las cintas del parque, que se hace desde un edificio de control cerrado, situado en el acceso al parque. 1.c. Posibles maniobras de apilamiento o carga con pala motorizada, cuando sean necesarias. Esta pala se comparte con el carbón importado, la caliza, las escorias y los yesos. 1.d. Eventuales operaciones de mantenimiento y de reparación de las cintas transportadoras. Recepción del carbón importado El carbón importado entra en el emplazamiento mediante una vía férrea y es descargado de forma automática en las tolvas correspondientes. De ahí pasa, mediante cintas, bien a las parvas de homogeneización, bien a la parva de acopio del carbón importado. En las operaciones descritas la participación humana se limita a: 1.e. La conducción de la maquina de aproximación de los vagones y el control del pesaje y muestreo desde una caseta próxima. 1.f. El control de las cintas del parque , que se hace desde el mismo edificio de control indicado en el punto anterior. 1.g. Las posibles maniobras de apilamiento con pala motorizada, cuando son necesarias. 16 1.h. Las eventuales operaciones de mantenimiento y de reparación de las cintas transportadoras especificas del carbón importado. Formación de la parva de homogenización. Con el fin de crear la mezcla adecuada para la combustión, con fracciones de carbón nacional e importado, existen máquinas de apilamiento en las parvas, con capacidad de depositar carbón de ambas clases en la dirección del eje longitudinal de la misma. Estas máquinas tienen un funcionamiento automático controladas desde la sala de control del parque antes mencionada. La intervención humana relacionada con esta operación, se limita a eventuales mantenimientos de los equipos (1.i). Retirada del carbón de las parvas. Una vez completada la formación de una de las parvas, se puede iniciar la retirada del carbón de la misma para transportarla a los molinos de las calderas. Esta retirada se realiza mediante una máquina capaz de retirar el carbón en la dirección transversal al eje longitudinal de la parva. De esta manera se consigue una homogeneización del carbón que pasa a las calderas. El transporte hasta los molinos previos a la inyección en las calderas, se hace mediante cintas. Estas máquinas y cintas también tienen un funcionamiento automático, aunque están controladas desde la sala de control del parque. La intervención humana relacionada con esta operación se limita a los eventuales mantenimientos de los equipos (1.j). Preparación de la mezcla de consumo e inyección en la caldera Al llegar a la zona de la caldera, el carbón pasa por unos molinos que lo pulverizan y, mediante el aire a presión precalentado, se introduce en la caldera. En esta operación no hay otra intervención de las personas, más que los eventuales mantenimientos de los equipos (1.k). 4.1.2.- Manipulación de cenizas A la salida de la caldera, los humos pasan por unos precipitadores electroestáticos que capturan las cenizas volantes con un rendimiento del 99.89%. Como el combustible utilizado puede considerarse aproximadamente homogéneo en el tiempo, las características de estas cenizas son muy homogéneas y caracterizables radiológicamente mediante el análisis radioquímico de las muestras adecuadas. El diagrama de flujo de este material se indica también en la figura 3. Desde los precipitadores, las cenizas son transportadas en tubo cerrado con aire a presión hasta los silos de cenizas, desde donde son cargadas en los camiones cisterna. En esta operación de carga de cenizas participa un operador de carga que controla el proceso desde una caseta cercana. Una vez cargados los camiones van a la salida del emplazamiento, donde son pesad os y se dirigen a sus destinos. En las operaciones descritas la participación humana será: 2.a. Operador de carga de camiones de cenizas 2.b. Control del transporte neumático de las cenizas, que se hace en el mismo edificio de control indicado en el punto anterior. 17 2.c. Eventuales operaciones de mantenimiento y reparación del sistema de transporte de las cenizas. Antes del año 2000, cuando se inició la venta de las cenizas, éstas se depositaban, junto con las escorias, en dos grandes balsas: Valdeserrana y Más de Perle. Ambas balsas están situadas dentro de la propiedad de la central térmica, aunque son de acceso libre. Para su vertido, las cenizas y las escorias eran depositadas en unas balsas de lodos y allí mezcladas con agua y bombeadas hasta las balsas mencionadas. El agua utilizada para el transporte, una vez decantada en las balsas, se recirculaba. Actualmente, estas balsas se encuentran con un alto grado de llenado. La balsa de Valdeserrana se encuentra en fase de desecado para utilizar su capacidad remanente como vertedero, ya autorizado, para residuos industriales no peligrosos de la central. La capacidad remanente de la balsa de Mas de Perle se utiliza para recoger los efluentes líquidos de la central antes de su descarga. 4.1.3.- Manipulación de escorias Debido a que el combustible utilizado puede considerarse homogéneo en el tiempo, las características de las escorias producidas serán también muy homogéneas, y pueden caracterizarse radiológicamente mediante el análisis radioquímico de las muestras adecuadas. El diagrama de flujo de este material se muestra también en la figura 3. Las escorias se recogen en el fondo de la caldera y de allí son transportadas mediante cintas a los montones de acopio de escorias. Son cargadas en camiones (los mismos que traen el carbón) y retiradas del emplazamiento para su venta a fábricas de material de construcción o para la restauración de las minas de carbón a cielo abierto. En esta operación de carga de escorias participa una pala motorizada. En las operaciones descritas la participación humana es: 3.a. Conductor de la pala de carga de camiones de escorias 3.b. Conductor del camión de transporte de escorias 3.c. Eventuales operaciones de mantenimiento y reparación de las cintas transportadoras. Antes del año 2000, fecha en la que se inició el transporte de las escorias a las minas, éstas se depositaban, junto con las cenizas, en las balsas Valdeserrana y Mas de Perle, como se ha indicado en el punto anterior. 4.1.4.- Manipulación de calizas La caliza es la materia prima utilizada en el proceso de desulfuración de los gases de combustión. Esta caliza se extrae en la cantera Horcallana y se transporta mediante camiones hasta la central. Después del proceso de entrada de los camiones, igual que el de entrada del carbón nacional, la caliza se deposita en la parva de caliza para su almacenamiento. De allí pasa, mediante cintas, a los molinos de trituración y a los tanques de lechada de caliza, desde donde es bombeada por tuberías cerradas a la planta de desulfuración. Las características de esta caliza son bastante homogéneas y por lo tanto pueden caracterizarse radiológicamente mediante un análisis radioquímico de las muestras adecuadas. El diagrama de flujo de este material se indica en la figura 3. 18 Las operaciones descritas en las que hay participación humana son: 4.a. Conducción de camiones de transporte de caliza4.b. Control del transporte por cinta de las calizas, que se hace desde el mismo edificio de control indicado en el punto anterior. 4.c. Eventuales operaciones de mantenimiento y reparación del sistema de transporte de calizas. 4.1.5.- Manipulación de yesos El yeso se forma por reacción química del dióxido de azufre con la caliza, transformándose esta última en sulfito de calcio, que se oxida más tarde, mediante la inyección de aire, a sulfato cálcico. Actualmente se utiliza, igual que las escorias, para la restauración de las minas de carbón a cielo abierto. Por la homogeneidad tanto del combustible como de la caliza se puede afirmar que las características de estos yesos son muy homogéneas, y pueden caracterizarse radiológicamente mediante el análisis radioquímico de las muestras adecuadas. El diagrama de flujo de este material se indica en la figura 4. Los yesos que se extraen de la planta de desulfuración se bombean al edificio de secado que utiliza filtros de banda con aspiración por vacío y de allí son transportados mediante cintas a los montones de acopio de yesos, situados junto a los de las escorias. Después son cargados en camiones (los mismos que traen el carbón) y retirados del emplazamiento. En esta operación de carga de los yesos participa una pala motorizada. En las operaciones descritas la participación humana es: 5.a. Control del transporte por cinta de los yesos, que se hace desde el mismo edificio de control indicado en el punto anterior. 5.b. Conductor de la pala de carga de camiones con yesos. 5.c. Conductor de camiones de transporte de yesos 5.d. Eventuales operaciones de mantenimiento y reparación de las cintas transportadoras y de los filtros de banda. 4.1.6.- Selección de los tipos de trabajadores a evaluar De acuerdo con lo expuesto, el personal laboral potencialmente afectado será el siguiente: - Conductor de camiones de transporte del carbón, escorias, calizas y yesos. - Conductor de transporte de las cenizas . - Conductor de la máquina de aproximación de los vagones de carbón importado. - Operador de la sala de control del parque. - Conductor de la pala motorizada. 19 - Operador de mantenimiento y reparación de las cintas transportadoras, maquinaria de las parvas y molinos. - Operador de carga de camiones de cenizas. 4.2.- Procesos que pueden afectar al público (población en general) 4.2.1.- Efluentes gaseosos Según se ha indicado, los gases de combustión son filtrados en un precipitador electrostático que elimina el 99.89% de las cenizas y posteriormente pasan por la planta de desulfuración que absorbe el SO2. Por ello, se prevé que su contenido en partículas con potencial contenido de radionucle idos y por lo tanto la dosis correspondiente, sea muy bajo. El control de la inmisión convencional se realiza mediante una red de vigilancia de calidad del aire, con 9 estaciones automáticas situadas en la zona de los vientos dominantes que es la Noroeste-Sureste. Estas estaciones tienen instrumentación de medida de concentración de gases y partículas. Estas últimas se miden mediante un analizador gravimétrico de partículas PM10, que se basa en la acumulación de aquellas partículas inferiores a 10 micras en un filtro y el control periódico automático de su peso. 4.2.2.- Efluentes líquidos Como se ha indicado en el punto 3.2, todos los efluentes líquidos de la central, una vez depurados, son derivados a la balsa Mas de Perle para su decantación antes de la descarga al Arroyo Val Común, situado al Este del emplazamiento. Este arroyo es prácticamente un cauce seco hasta la descarga de la central, desemboca en el río Regallo y éste a su vez lo hace en el río Ebro. También se descarga de la balsa Valdeserrana a este arroyo, pero solo los reboses de la balsa producidos por la acumulación del agua de lluvia. Se puede afirmar, por lo tanto, que las aguas descargadas sólo contienen restos de sustancias inocuas y, por su contacto con las cenizas y escorias depositadas en las balsas antes del año 2000, algunos arrastres de las mismas. La caracterización del agua en los dos puntos de descarga al arroyo y antes de su posterior dilución en la incorporación al río Regallo, cuyas aguas proceden de la depuradora de la población de Andorra, puede determinar contenido radiológico de las descargas liquidas si lo hubiera. Con las aguas descargadas, no hay usos agrícolas extensivos, ni de consumo humano aguas abajo de la central. 4.2.3.- Residuos sólidos Como se ha indicado en el punto 3 los residuos sólidos procedentes de la central son las cenizas, las escorias y los yesos. Cenizas Las cenizas son transportadas desde la central a diferentes destinos para su incorporación a materiales de construcción. La proporción de mezcla de estas cenizas con otros materiales es diferente según el producto final que se pretenda obtener. 20 Escorias y yesos Ambos materiales son utilizados para la restauración de las minas de carbón abandonadas. Balsas de cenizas y escorias Hasta el año 2000, las cenizas y escorias se depositaban por vía húmeda en las balsas de Valdeserrana y Mas de Perle. Actualmente estas balsas se encuentran con un alto grado de llenado, existiendo en ambas todavía un cierto volumen de agua. 21 FIGURA 3.- SEGUIMIENTO DE COMBUSTIBLES, CENIZAS Y ESCORIAS PARQUE DE CARBONES CONTADOR GAS TOMAMUESTRAS BÁSCULA AUTOMÁTICO %LIGNITO+%HULLA %LIGNITO LIGNITO NEGRO CONTADOR GASCINTAS PARVAS DE HOMOGENEIZACIÓN CINTAS TOMAMUESTRAS AUTOMÁTICO %HULLA CONTADOR %LIGNITO+%HULLA GAS BÁSCULA TOMAMUESTRAS AUTOMÁTICO HULLA IMPORTACIÓN CONTADOR GENERAL GAS CENIZAS ESCORIAS GAS NATURAL SILOS DE CENIZAS ACOPIO ESCORIAS BÁSCULA ANÁLISIS LABORATORI O CA LD ER A 1 CA LD ER A 2 CA LD ER A 3 ANÁLISIS LABORA- TORIO MUESTRA ANÁLISIS BÁSCULA MUESTRA ANÁLISIS ACOPIO CARBÓN 22 FIGURA 4.- SEGUIMIENTO DE REACTIVOS DE DESULFURACIÓN Y YESOS PARQUE DE CALIZA TOMAMUESTRAS AUTOMÁTICO CINTA CINTA PARVA DE CALIZA CALIZA GASES DE COMBUSTIÓN CHIMENEA LECHADA DE CALIZA SOPLANTESAIRE DE OXIDACIÓN DE AIRE OXID. GASES A CHIMENEA YESOS MUESTRA ANÁLISIS ACOPIO YESO BÁSCULA ANÁLISIS LABORA- TORIO MOLINOS TANQUES LECHADA DE CALIZA LAVADOR DE GASES ANALIZAD O-RES CONTINUO S EMISIÓN BÁSCULA 23 5.- Parámetros a considerar y medidas a realizar para la evaluación de la exposición a los trabajadores y al público 5.1.- Determinación de actividad en los materiales Se identificaron todas aquellas materias primas y residuos de los que se consideró conveniente determinar su contenido en los radionucleidos de interés. De cada una de ellas se recogió una muestra representativa de 2 kg de peso por cada campaña de muestreo. Los muestreos se realizaron en los meses de Diciembre de 2004 y Mayo de 2005. Las muestras tomadas fueron: 1. Lignito negro: representativa de 1 día, molido para laboratorio. 2. Hulla de importación: representativa de 1 día, molida para laboratorio. 3. Lignito y hulla ya mezclados para combustión: antes de su paso a los mo linos. Representativa de 1 día y molida para laboratorio. 4. Cenizas: representativa del mismo día en que se tomó la mue stra de carbón mezclado. 5. Escorias: representativa del mismo día en que se tomó la mue stra de carbón mezclado. 6. Caliza: en la cinta de salida para homogeneización. 7. Yeso: el correspondiente a la caliza. 5.2.- Composición química de las escorias y las cenizas Para la realización del cálculo de dosis externa que reciben los conductores de los camiones y trenes durante el transporte de los materiales, se necesita conocer la composición química de los mismos. En la Tabla 3 aparece detallada la composición química de las escorias y las cenizas. 24 Compuesto Escorias (%) Cenizas (%) Al2O3 23.3 26.0 CaO 5.1 5.4 Fe2O3 23.3 18.0 K2O 1.1 1.2 MgO 1.1 1.2 Na2O 0.1 0.2 SO3 0.2 0.7 SiO2 42.2 43.4 MnO2 0.1 <0.1 P2O5 0.3 0.4 TiO2 0.7 0.9 Tabla 3.- Composición química de escorias y cenizas (Instituto de Ciencias de la Tierra “Jaime Almera” Dic 2004) 5.3.- Parámetros y muestreos asociados al cálculo del impacto en los trabajadores La dosis efectiva recibida por los trabajadores se evaluó mediante la suma de tres componentes: E = D(irradiación externa) + D(inhalación) + D(ingestión) - La componente D(irradiación externa), se cuantificó a partir de medidas de la tasa de dosis equivalente ambiental realizadas in situ y mediante simulaciones informáticas a partir de los datos de las sustancias manipuladas. - La componente D(inhalación), se cuantificó a partir de la medida de las concentraciones de los radionucleidos en los aerosoles depositados en filtros y por modelización aplicando los modelos respiratorios, a partir de los valores anteriores. - La componente D(ingestión) se consideró irrelevante en todos los casos. A continuación se detallan las dos primeras componentes para cada uno de los grupos de trabajadores considerados. Grupo A: Conductores de los camiones que transportan carbón nacional, escorias, calizas y yesos (A1) y conductores que transportan cenizas (A2) La componente D (irradiación externa), se cuantificó mediante una simulación informática de la dosis debida a la carga contenida en el remolque del camión. En la tabla 4 se detallan los parámetros que fueron utilizados en el cálculo de la dosis debida a la irradiación externa. 25 Parámetro Valor Unidad Dimensiones del remolque tipo 1.6x2.5x10 m Dimensiones de la cisterna tipo 2.5x13.5 m Peso de la carga de carbón transportada en cada viaje 27 Tm Peso de la carga de escorias transportada en cada viaje 27 Tm Peso de la carga de caliza transportada en cada viaje 27.5 Tm Peso de la carga de yeso transportada en cada viaje 29.5 Tm Peso de la carga de ceniza transportada en cada viaje 28 Tm Material del remolque Al Espesor de las paredes del remolque 6 mm Material de la cisterna Al Espesor de las paredes de la cisterna 6 mm Distancia del puesto del conductor respecto al frontal del remolque 2.3 m Horas anuales de trabajo 1810 h Nº de veces diarias que un conductor transporta carbón 6 Nº de veces diarias que un conductor transporta escorias 1 Nº de veces diarias que un conductor transporta caliza 9 Nº de veces diarias que un conductor transporta yeso 5 Nº de veces diarias que un conductor transporta cenizas 1 Tiempo de transporte mina de carbón- Central 45 min Tiempo de transporte cantera de caliza- Central 15 min Tiempo de transporte Central- cementera 4.5 H Tiempo que dura la descarga del camión de carbón 10 min Tiempo que dura la carga del camión de escorias 20 min Tabla 4.- Parámetros utilizados en el cálculo de la dosis por irradiación externa e inhalación para los conductores de camiones que transportan carbón nacional, escorias, calizas, yesos (A1) y cenizas (A2) La componente D (inhalación) se consideró durante los procesos de descarga de carbón y carga de escorias. Grupo B: Conductores de la máquina de aproximación de los vagones de carga del carbón importado (B1) y operadores de descarga de los vagones (B2). Para el conductor de la máquina de aproximación de los vagones, la componente D (irradiación externa), se evaluó mediante la simulación informática de la dosis debida a la carga de carbón de los vagones del convoy. Para el operador de descarga se calculó mediante medidas directas en la zona de trabajo de la tasa de dosis equivalente ambiental. La componente D (inhalación) se considera despreciable para el puesto del conductor de la máquina. Para el operador de descarga se evaluó a partir de las medidas de concentración de partículas en los filtros del muestreador de alto volumen ubicado en la zona de descarga. En la Tabla 5 aparecen los parámetros utilizados para realizar los cálculos de las dosis. 26 Parámetro Valor Unidad Nº de vagones de un convoy tipo 16 Dimensiones del vagón tipo 11.6x2.1x2.9 m Distancia entre vagones 7.11 m Volumen útil en cada vagón 70 m3 Material del vagón Acero Espesor de las paredes del vagón 1 cm Distancia del puesto del conductor respecto al frontal del 1er vagón 7 m Horas anuales de trabajo 1920 h Nº de veces diarias que un conductor transporta carbón 4 Tiempo de transporte Samper-Central 50 min Tiempo que dura el proceso de descarga del carbón 20 min Tabla 5.- Parámetros utilizados en el cálculo de la dosis por irradiación externa e inhalación para los conductores de trenes de carbón de importación (B1)
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