Una pila de carbón sin procesar es fotografía desde arriba. La imagen está en tonos grises y negros y está más iluminada en el centro que en las orillas.
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This is an authorized translation of an Eos article. Esta es una traducción al español autorizada de un artículo de Eos.

Núcleos de sedimentos extraídos de cinco lagos en Carolina del Norte revelan la historia de contaminación por cenizas de carbón de las centrales eléctricas en el estado. El análisis de estos núcleos, publicado en la revista Environmental Science and Technology, explica que aunque la deposición de cenizas de carbón ha disminuido en los últimos años, su legado sigue vivo en los contaminantes que la ceniza dejó para filtrarse en el ambiente. Estas toxinas podrían estar afectando la salud de los residentes locales y los ecosistemas.

“Se ve muy prístino y hermoso, pero si excavas, encuentras montones de cenizas de carbón tóxicas.”

“Estos son lagos recreativos”, dijo en un comunicado Zhen Wang, estudiante de doctorado en geoquímica ambiental en la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte, y autor principal del estudio. “Algunos de ellos… se construyeron originalmente para las fábricas de carbón, pero con el paso de los años, se ha convertido en un bien inmueble muy llamativo donde la gente construye las casas de sus sueños. Se ve muy prístino y hermoso, pero si excavas, encuentras montones de cenizas de carbón tóxicas”.

Décadas de contaminación

La ceniza de carbón es el subproducto de la quema de carbón y es una de las formas más frecuentes de desechos industriales en los Estados Unidos: se producen alrededor de 130 millones de toneladas métricas cada año. La ceniza contiene metales tóxicos, incluidos plomo, mercurio, arsénico y selenio, que pueden causar enfermedades respiratorias y cáncer después de una exposición a corto o largo plazo.

El coautor Avner Vengosh, de la Universidad de Duke, y sus colegas han estado investigando la calidad del agua de los lagos y las aguas subterráneas en Carolina del Norte durante más de una década. Parte de su trabajo previo  se ha centrado en la contaminación en los cinco lagos artificiales muestreados en el nuevo estudio: Lago Hyco, Lago Mayo, Lago Belews, Lago Mountain Island y Lago Sutton, cada uno de los cuales está ubicado cerca de una fábrica de carbón.

El equipo recolectó núcleos de hasta 70 centímetros de profundidad de los lagos entre julio de 2020 y agosto de 2021. También recolectaron un núcleo del lago Waccamaw, un lago natural cerca del lago Sutton, para comparar. “Los sedimentos más antiguos que recolectamos tenían una edad de mediados de la década de 1950”, dijo Vengosh, “lo que representa 60 a 70 años de sedimentación”. Algunos de los núcleos se remontan a antes de que se instalaran las fábricas de carbón cercanas y proporcionan una buena base para comprender el impacto ambiental de una planta. Para cada núcleo, los investigadores analizaron la morfología, las propiedades magnéticas y geoquímicas y los isótopos de estroncio de los sedimentos del lago y las cenizas de carbón incrustadas para rastrear la historia de la deposición de cenizas en los lagos.

Los núcleos revelaron tres fases distintas de liberación de cenizas de carbón en los lagos. La primera fase, de la década de 1960 a la de 1970, vio una deposición significativa de partículas de ceniza de grano grueso y fino a medida que la ceniza se vertía directamente en los lagos. Durante la segunda fase, de la década de 1970 a la de 1990, la promulgación de la Ley de Aire Limpio significó que las cenizas de carbón se almacenaban en estanques al lado de la planta. El nivel de contaminación en los lagos cercanos disminuyó durante este tiempo y las partículas más grandes fueron capturadas por los filtros de aire en lugar de ingresar al medio ambiente. La tercera fase, desde la década de 1990 hasta el presente, también vio una disminución en la cantidad de cenizas de carbón depositadas en los lagos a medida que el almacenamiento cambió de estanques húmedos de cenizas de carbón a vertederos secos y algunas plantas cambiaron de carbón a gas natural para la producción de energía.

Usando datos de flujo de corriente de los ríos del Servicio Geológico de EE. UU., el equipo encontró que los lagos acumularon más cenizas de carbón durante las épocas de alto flujo de corriente y precipitación. Este resultado sugiere que la escorrentía de aguas pluviales, las inundaciones y la descarga de efluentes de los estanques de cenizas de carbón y los vertederos secos son algunos de los principales mecanismos por los cuales las cenizas ingresan a los lagos cercanos. La ceniza también puede entrar en el aire, aterrizar en el paisaje circundante y ser arrastrada a los lagos por la lluvia. Los investigadores notaron que el cambio climático continúa aumentando la severidad de las tormentas que azotan a Carolina del Norte, incluidos huracanes como Florence en 2018, lo que no presagia nada bueno para las cenizas de carbón que todavía están almacenadas en estas fábricas.

La investigación especula que las cenizas de carbón ingresan a los lagos de Carolina del Norte a través de tres vías: cenizas en el aire que se depositan en los lagos y el paisaje circundante, escorrentía de aguas pluviales de los estanques de cenizas de carbón y la descarga de efluentes de los estanques de cenizas de carbón. Una vez en los sedimentos del fondo del lago, las cenizas de carbón pueden liberar contaminantes en el agua, aumentando su biodisponibilidad. Crédito: Wang et al., 2022, https://doi.org/10.1021/acs.est.2c04717

Un legado tóxico

“El problema del legado de cenizas de carbón no desapareció con el cambio al gas natural.”

Las fábricas cercanas a los lagos Hyco, Mayo y Belews continúan quemando carbón para obtener energía; la fábrica de Sutton cambió a gas natural y la de Riverbend cerca del Lago Mountain Island se retiró. Pero el legado tóxico de todas estas fábricas de energía continúa. “La ceniza de carbón que se almacenó en los estanques de ceniza de carbón cercanos parece que continúa [siendo] desplazada y transportada a los lagos, específicamente durante los momentos de grandes inundaciones como los episodios de huracanes”, dijo Vengosh. “El problema del legado de cenizas de carbón no desapareció con el cambio al gas natural”.

Una vez en el lecho del lago, la ceniza de carbón se descompone y libera contaminantes en el agua. Esos contaminantes se vuelven biodisponibles, lo cual es una preocupación para los ecosistemas locales y los residentes que viven cerca. Los cinco lagos son destinos para paseos en bote recreativos, pesca y campamentos, y el Lago Hyco también es un área residencial.

Además, el lago Mountain Island es una toma local de agua potable, señaló Amanda Strawderman, directora del programa de responsabilidad de contaminadores de la organización sin fines de lucro Clean Water para Carolina del Norte. Este estudio plantea preguntas apremiantes, dijo. “¿Hasta qué punto se podrían llevar partículas suspendidas de ceniza de carbón al sistema de tratamiento de agua potable municipal? ¿Se está analizando y remediando esta agua para detectar componentes tóxicos de ceniza de carbón? Si se está llevando a cabo la remediación, ¿hasta qué punto esos 800,000 residentes del área de Charlotte/Mecklenburg cargan con el costo de esa remediación a través de las tarifas de agua?”

“La mezcla de contaminantes en las cenizas de carbón es altamente tóxica.”

Este estudio examinó los riesgos ambientales de la bioacumulación de contaminantes de cenizas de carbón, dijo Vengosh, pero “es bien sabido que la mezcla de contaminantes en las cenizas de carbón es altamente tóxica [para las personas]. Hay informes de que muchos trabajadores que participaron en la limpieza del derrame de cenizas de carbón en la Autoridad del Valle de Tennessee [en 2008] se enfermaron gravemente, con un alto porcentaje de cáncer. Muchos de ellos ya han muerto”.

“Este alarmante estudio refuerza la necesidad de regular la generación y el manejo de los desechos de cenizas de carbón para comprender dónde existen las cenizas de carbón”, agregó Strawderman, “y fortalecer las protecciones para las comunidades en Carolina del Norte y más allá”.

Kimberly M. S. Cartier (@AstroKimCartier), Escritora de Eos

This translation by Daniela Navarro-Perez (@DanJoNavarro) was made possible by a partnership with Planeteando. Esta traducción fue posible gracias a una asociación con Planeteando.

Text © 2023. The authors. CC BY-NC-ND 3.0
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