La industria del carbón causa un daño significativo al medio ambiente y es una de las actividades humanas más peligrosas. Las principales consecuencias negativas para la naturaleza incluyen las emisiones de metano durante el desarrollo de las vetas de carbón y el dióxido de carbono de la combustión de combustibles, la contaminación atmosférica con polvo de carbón, la lluvia ácida, la destrucción del suelo, los incendios subterráneos y los desprendimientos de rocas, y la acumulación de desechos tóxicos [1] [ 2] [3] . Sin embargo, debido a su bajo costo, el carbón sigue siendo el combustible más común en el mundo: genera hasta el 40% de toda la electricidad. Y a pesar de los intentos de limitar su uso, las autoridades de países como Rusia , India y China están aumentando activamente el desarrollo, uso y exportación de carbón [4] [5] .
Las minas de carbón, los vertederos y los cortes violan el perfil natural del suelo, destruyen el relieve y la cubierta vegetal, y reducen la superficie de tierras agrícolas y forestales [6] . Ambos métodos de minería, abiertos y cerrados, violan la estructura geológica de las entrañas, lo que conduce a derrumbes, deslizamientos y flujos de lodo. Durante la minería del carbón, los mineros eliminan las capas superficiales del suelo o excavan canteras profundas. Las rocas estériles rara vez se recuperan, en su mayoría simplemente se llevan a vertederos especiales. Se componen de carbón y tierra de baja calidad, se desgastan fácilmente, se convierten en fuentes de contaminación por polvo y son capaces de combustión espontánea [7] [8] [9] . Además, la minería del carbón afecta el nivel de las aguas subterráneas, las fugas en las empresas provocan la contaminación de las masas de agua superficiales y la destrucción de las poblaciones de peces y otros habitantes [10] [11] .
Los contaminadores más potentes del planeta son las centrales térmicas de carbón [12] . Cuando se quema el carbón, se liberan sustancias tóxicas y cenizas volantes a la atmósfera, lo que exacerba los problemas de contaminación del aire en áreas densamente pobladas donde generalmente se ubican las centrales térmicas. Los productos de la combustión del carbón, como el dióxido de azufre (SO 2 ) y los óxidos de nitrógeno (NO x ), provocan que la lluvia ácida, el mercurio y otros metales pesados contaminen los cuerpos de agua y las capas superficiales del suelo, haciendo que los territorios no sean aptos para la vida y la actividad económica [11] . El tamaño de las partículas de ceniza puede alcanzar 0,1 micrones; con este tamaño, pueden penetrar en el cuerpo incluso a través de la piel. Las emisiones más grandes ( PM2.5 o PM10 ) ingresan al cuerpo humano a través del tracto respiratorio, lo que conduce gradualmente al desarrollo de enfermedades respiratorias y oncológicas [13] [14] . Como resultado, ya en 2017, las emisiones de la combustión del carbón eran responsables de al menos medio millón de muertes al año [15] .
No existen tecnologías que permitan producir, transportar y quemar carbón sin daños ambientales significativos [16] . Incluso los sistemas de captura de gases de las centrales eléctricas de carbón no proporcionan una limpieza completa de las emisiones. La Agencia Internacional de la Energía no reconoce que las tecnologías "verdes" existentes para capturar y almacenar dióxido de carbono en las centrales térmicas de carbón las hacen respetuosas con el medio ambiente [17] [18] [19] .
La minería del carbón se lleva a cabo por métodos abiertos y cerrados: el primero es adecuado para vetas poco profundas y ubicadas horizontalmente, el segundo para reservas profundas. Las más peligrosas para el suelo y la estructura geológica son las minas a cielo abierto, ya que durante su desarrollo en vastas áreas se eliminan las capas superficiales del suelo, debajo de las cuales se encuentra una veta de carbón. A escala: durante más de 60 años de extracción de lignito en cuatro minas abiertas en Grecia , solo se extrajeron 1700 millones de toneladas de carbón y más de 8500 millones de metros cúbicos de roca [20] [21] [1] . Por lo general, tales rocas "vacías" e innecesarias se almacenan en montones (vertederos) cerca del sitio de extracción. Ocupan vastas áreas y destruyen paisajes naturales. Solo en China , se forman anualmente alrededor de 7 mil millones de toneladas de carbón residual; en 2019, había 1.600 vertederos en el país cerca de las minas existentes [22] [23] .
La producción de carbón es una de las mayores fuentes de residuos industriales sólidos, lo que provoca daños irreparables a la naturaleza de las regiones. Una evaluación de 3500 grandes empresas mineras en el mundo mostró que anualmente producen más de 100 mil millones de toneladas de desechos sólidos [24] . La mezcla de suelo y carbón de baja calidad arrojada en las montañas de basura es fácilmente arrastrada por el viento, la precipitación se elimina de la masa de sustancias tóxicas de desecho y se transfiere al suelo circundante [23] [1] [2] . La degradación ambiental conduce al agotamiento de la flora y la fauna de las regiones [7] [25] .
Para el desarrollo abierto, las autoridades a menudo retiran tierras agrícolas y la fertilidad de la tierra restante se reduce notablemente. Por ejemplo, en la región de Kemerovo , donde se desarrolla la industria del carbón, la producción real de casi todos los tipos de productos agrícolas va a la zaga de los indicadores nacionales [21] [26] . Esto se debe a que el suelo en las zonas de minería del carbón es propenso a la contaminación con elementos peligrosos (principalmente Cr , Ni , Cu , Zn , Cd y Pb ). En las zonas mineras de China, el nivel de contaminación de las tierras agrícolas es, en promedio, un 34,3 % superior a las normas permitidas [27] .
La minería del carbón destruye los sistemas vegetales existentes y reduce la fertilidad del suelo. El suelo de desecho está sobresaturado con toxinas y no retiene la humedad (escorrentía acelerada), por lo que las plantas no echan raíces en él. Algunos montones de escombros contienen grandes cantidades de esquistos sueltos , que se descomponen rápidamente para formar arcillas. Impiden la penetración del agua, lo que provoca el encharcamiento y la muerte de la microbiota del suelo [28] [29] . La legislación de la mayoría de los países exige el recultivo obligatorio de los terrenos de canteras explotadas, sin embargo, muchos usuarios del subsuelo tratan de evitar estos trabajos por su alto costo. Por ejemplo, en Rusia , la restauración de una hectárea cuesta hasta 270 mil rublos. Durante 2012-2018, la escala anual de recuperación en el país disminuyó 1,7 veces (de más de 1000 hectáreas a 589 hectáreas), aunque el área de tierra perturbada anualmente debido a la minería del carbón aumentó más de 2 veces [30] [31] [32 ] [33] [34] . Como resultado, para 2020, las áreas orientadas a la minería del carbón del Distrito Federal de Siberia lideraban en términos de la escala de contaminación ambiental en el país [35] [36] [37] [31] . Pero incluso en los países desarrollados de Occidente, la cantidad de regiones carboníferas abandonadas que requieren recuperación es tan grande que, por ejemplo, en 2022, las autoridades estadounidenses se vieron obligadas a asignar $725 millones del presupuesto federal para limpiarlas [38] . A menudo, las tierras están tan destruidas que incluso después de la implementación de las medidas aprobadas por las autoridades estatales, no se puede recuperar el nivel inicial de fertilidad. Como resultado, la mayoría de las regiones mineras de carbón recuperadas se están convirtiendo en pastos de bajo valor [39] .
Dado que la minería del carbón requiere importantes recursos de tierra y agua, puede obstaculizar el desarrollo del complejo agroindustrial. Esto es especialmente notable en países dependientes del carbón como Sudáfrica , donde alrededor del 90% de la electricidad proviene de combustibles fósiles baratos. Solo el 3% del territorio del país se considera tierra cultivable, de los cuales casi la mitad se encuentra en regiones mineras de carbón. Como resultado, la industria del carbón se convierte en una amenaza directa para la seguridad alimentaria del país [40] . Además, causa daños a sitios arqueológicos y pequeñas naciones: el desarrollo daña cementerios antiguos y monumentos históricos, se apodera de tierras sagradas y cotos de caza. Muchas empresas mineras operan en sitios del Patrimonio Mundial u otras áreas protegidas. Por ejemplo, en 2020, los mineros serbios destruyeron los restos de barcos romanos enterrados cerca de la antigua ciudad de Viminacium , uno de los sitios arqueológicos más importantes de Serbia [41] . En el mismo año, Rio Tinto destruyó el desfiladero de Juukan en Australia , que estuvo habitado por antiguas tribus durante la última edad de hielo y conserva rastros de su estancia [42] . En países con un alto nivel de corrupción, las empresas de carbón pueden acosar a los residentes locales. Por ejemplo, en Rusia en 2013-2014, los propietarios de la mina a cielo abierto Beregovoy en la región de Kemerovo compraron parte de la tierra del asentamiento de Shor , y las casas de quienes se negaron a vender su propiedad se quemaron en circunstancias poco claras. [43] .
En las zonas mineras, el suelo y las edificaciones cercanas se ven afectados por las vibraciones de voladuras, perforaciones, construcción de instalaciones auxiliares y tránsito de vehículos. Las propias minas de carbón pueden crecer hasta alcanzar un gran tamaño, provocando cambios en el suelo circundante y destruyendo la infraestructura. Por ejemplo, en China, uno de los mayores productores de carbón del mundo, para 2016 se estaban hundiendo 600.000 hectáreas de tierra. Dado que las áreas mineras generalmente se ubicaban cerca de suburbios o pueblos, la mayor parte de la tierra colapsada se cultivó como agricultura [22] . En Rusia, debido al trabajo en la mina de carbón Korkinsky , la más profunda de Eurasia y que alcanza una profundidad de 510 metros, los edificios de los asentamientos circundantes cayeron en mal estado. Los residentes locales pudieron lograr la suspensión de la producción solo a través de protestas masivas [44] [45] [46] [47] . La minería de carbón cerrada también puede provocar flujos de lodo y deslizamientos de tierra. Por ejemplo, en 2008, la minería activa en la región de Saarland de Alemania desencadenó un colapso de la capa superior del suelo de tal magnitud que se cree que causó un terremoto local de magnitud 4 [48] [7] .
Además de las acumulaciones de roca estéril, que son producidas por los mineros del carbón, el estado del suelo se ve afectado por la eliminación de cenizas de las centrales térmicas de carbón. Hay dos formas de eliminar dichos desechos: en estanques de sedimentación o secos en vertederos. Los sumideros de cenizas líquidas pueden filtrar toxinas en el suelo, lo que representa una amenaza para el medio ambiente y las personas que viven cerca de los depósitos. Por ejemplo, en 2000, la Agencia de Protección Ambiental de EE . UU. identificó al menos 600 estanques de sedimentación de este tipo en el país, de los cuales más de 180 no estaban debidamente equipados. El almacenamiento en seco de cenizas es peligroso porque el viento dispersa sus partículas a largas distancias y la precipitación arroja sustancias nocivas a las aguas subterráneas si el fondo de los vertederos no se ha preparado de manera especial. Así, en 2006, en el 45% de los vertederos de EE. UU., se registró la lixiviación de metales que causan oncología en las aguas subterráneas . Hay países donde los residuos de la combustión del carbón se utilizan con fines industriales. Por ejemplo, en países como Italia , Dinamarca y los Países Bajos , en los que en 2005 solo se produjeron 2 megatoneladas de ceniza de carbón al año. Pero otros estados dependientes del carbón reciclan la mayoría de las emisiones de las centrales eléctricas que se capturan: Estados Unidos y Alemania, que producen más de 10 a 75 megatones de cenizas volantes por año, usan solo 42 a 85 %; en India (112 toneladas métricas por año) - 38%; en China (150 toneladas métricas por año) - 65% [49] [50] [51] .
Una de las opciones comunes para el consumo secundario de cenizas de carbón es la producción de fertilizantes. Los metales pesados contenidos en las cenizas, como hierro , manganeso , cobre , plomo , cadmio , cromo , cobalto y otros, son necesarios para el crecimiento de las plantas. Sin embargo, casi todos se vuelven fitotóxicos en altas concentraciones. Sin embargo, existen tecnologías que permiten el uso de cenizas de carbón en la preparación de fertilizantes para cultivos. Esta práctica es especialmente común en el Medio Oeste y Sureste de los Estados Unidos , donde se utiliza para alimentar vegetales, maní y otros cultivos. La ceniza se calienta para destruir las bacterias y se mezcla con sustancias biológicamente activas. Dichos fertilizantes ralentizan la degradación del suelo y tienen una gran capacidad de absorción [51] [49] . Aunque la práctica de su uso se remonta a décadas, los activistas cuestionan su seguridad. Dado que la EPA no clasifica las cenizas como una sustancia peligrosa a nivel federal, no existe una supervisión estatal de su uso y dosis de fertilizantes en la agricultura. Como resultado, cuando se fertilizan en exceso, los vegetales absorben dosis excesivas de arsénico y otras toxinas del suelo. Sin embargo, no se han realizado estudios serios sobre este tema [50] .
Las minas y canteras de carbón abandonadas son un peligro de incendio, ya que cualquier tipo de carbón fósil puede encenderse espontáneamente. Un proceso similar generalmente ocurre dentro de las capas de roca y no se comprende completamente, pero se cree que las razones principales son el comportamiento descuidado de los mineros del carbón y la oxidación del carbón . El calor liberado apoya el proceso de combustión y conduce a muchos años de incendios que son casi imposibles de extinguir. Por ejemplo, la mayoría de los paisajes del oeste de los Estados Unidos son el resultado de extensos incendios antiguos de carbón: rocas quemadas (clinker) formaron mesetas y escarpes. Algunas de estas viejas conflagraciones continúan ardiendo: la edad de uno de los incendios de carbón en Australia se estima en 6 mil años [52] [53] .
Los carbones blandos de baja calidad con un bajo contenido de carbono pueden encenderse espontáneamente ya a 40 °C. Los incendios de carbón o minas pueden ser tanto terrestres como subterráneos [54] [52] . Estos últimos son los más peligrosos, ya que debido a su gran profundidad pueden ser casi invisibles desde el exterior. Por ejemplo, los incendios de carbón de Wyoming de al menos 22 acres (89 000 m²) son visibles desde la distancia solo por las columnas de humo que salen del suelo [55] . En algunas áreas, las temperaturas del suelo y del lecho rocoso pueden alcanzar los 100 °C e incluso los 1000 °C, respectivamente, y las grietas en el suelo liberan gases tóxicos. Por lo tanto, el acceso a los lugares de los incendios es difícil y el peligro persiste durante décadas. Este tipo de incendios se han registrado en China , India , EE. UU., Australia, Indonesia, Sudáfrica , Venezuela , Europa del Este y muchas otras regiones [53] . Los geólogos dicen que en cada cuenca de carbón del mundo hay al menos un incendio que emite sustancias nocivas. Así, por ejemplo, sólo en 2005 en Colorado , Kentucky , Pennsylvania , Utah y West Virginia , las autoridades localizaron 100 incendios [55] .
Cuando las vetas de carbón se encienden, se liberan a la atmósfera gases de efecto invernadero ( dióxido de carbono , metano ) y gases tóxicos ( CO , N 2 O , SO 2 , NO x ), lo que representa una amenaza para el clima y la salud humana. Solo en China en la década de 1990, la quema de depósitos de carbón agregó alrededor de 360 millones de toneladas métricas al total de emisiones nacionales de CO 2 . A modo de comparación, en los EE. UU., tantos fueron desechados por todos los automóviles y camiones en conjunto, en los Países Bajos , por todos los tipos de industrias y economías. Se sabe que la combustión del carbón emite arsénico , flúor y selenio . Sin embargo, la cantidad y el contenido de las emisiones dependen de la composición del carbón, la geología de la región y la profundidad de las vetas [56] [57] . Por ejemplo, en la ciudad de Kemerovo de Kiselevsk , la extracción de carbón activa y los incendios subterráneos en los intestinos causaron un exceso de sustancias nocivas de 7 a 11 veces cerca de las instituciones médicas y para niños. En 2019, después de otro incendio, los residentes recurrieron al primer ministro Justin Trudeau en busca de ayuda , solicitando asilo en Canadá debido a las insoportables condiciones de vida [58] [59] [60] [61] [62] [57] .
Los factores de ignición externos incluyen tanto los fenómenos naturales (caída de rayos, incendios forestales) como la actividad humana descuidada. Por ejemplo, a fines del siglo XX en Indonesia , en solo cinco años, la quema masiva de bosques tropicales para tierras agrícolas provocó más de 3 mil incendios de carbón [54] [52] . Dichos focos son incontrolables y pueden extenderse a largas distancias: por ejemplo, en China, el área afectada por incendios supera los 250 mil km². De esta manera, los incendios amenazan la infraestructura: vías férreas y líneas eléctricas cercanas, asentamientos y tierras de cultivo [53] [57] [63] . Las vetas de carbón quemado provocan hundimientos, deslizamientos de tierra y desprendimientos de rocas, ya que se forman vacíos en su lugar en las entrañas de la tierra. Por ejemplo, de 100 a 200 millones de toneladas de carbón se pierden anualmente en incendios en China [64] . El aire que penetra durante los derrumbes intensifica la ignición, por lo que el fuego puede continuar durante años e incluso décadas [52] .
Apagar tales incendios es laborioso y costoso: los mineros extraen la sustancia que arde y la llevan a zonas desérticas remotas o la aíslan con zanjas huecas especiales del resto de la veta de carbón. Además, los trabajadores cubren la superficie sobre el fuego con materiales sueltos con la esperanza de bloquear el acceso de oxígeno. Un método consiste en bombear la tierra con espuma coloidal, una mezcla de agua, cenizas y productos químicos que reducen el oxígeno. Pero las estrategias existentes son costosas e ineficaces, ya que las vetas de carbón pueden volver a incendiarse pronto [53] [30] [31] . Por ejemplo, en vanos intentos de detener una de estas conflagraciones en Pensilvania , las autoridades gastaron un total de más de mil millones de dólares durante 48 años y finalmente se vieron obligadas a reasentar ciudades cercanas [55] [56] .
La minería interrumpe el equilibrio hídrico de las regiones: las capas de carbón sirven como acuíferos , cuyo agotamiento interrumpe la recarga de los embalses locales y provoca el secado de los pozos. Por ejemplo, la extracción de carbón cerca de la frontera polaco-checa en 2021 provocó una disminución del nivel del agua en las áreas circundantes. Los habitantes de los pueblos de los alrededores se quedaron sin fuentes de agua potable y se vieron obligados a iniciar procedimientos judiciales a nivel internacional. El agua que ha descendido por debajo del nivel de producción se ha convertido en una amenaza de contaminación debido a la filtración de lodos nocivos de los depósitos de lodos . Dichos sitios para la eliminación de desechos de roca o desechos de producción generalmente se ubican lo más cerca posible de las minas, lo que minimiza los costos de transporte. En los países desarrollados, los pozos negros a menudo se encuentran cerca de áreas desfavorecidas y guetos. Estas lagunas, mal construidas, pueden filtrarse, lo que permite que los químicos peligrosos se filtren gradualmente en las capas inferiores del suelo. Debido a su composición tóxica, los relaves son capaces de disolver metales como cobre , aluminio , cadmio y plomo de la roca circundante [10] [65] . Según estimaciones de Greenpeace , por cada tonelada de carbón extraída, se contaminan de 1 a 2,5 metros cúbicos de agua subterránea [66] .
Otro de los efectos negativos de la industria del carbón es la lluvia ácida. Estos últimos se forman debido a las emisiones de dióxido de azufre y nitrógeno durante la combustión del carbón en las centrales térmicas. Al entrar en la atmósfera y mezclarse con el agua de las nubes, forman ácidos peligrosos [1] [16] [67] . Tal precipitación cambia el equilibrio del ph de las aguas de los lagos y ríos, lo que destruye los ecosistemas existentes [68] . También son peligrosos porque ablandan algunos tipos de rocas, lo que puede provocar derrumbes y corrientes de lodo. Por ejemplo, en 2009 en China, 70 personas murieron a causa de un derrumbe de este tipo [69] .
El trabajo de las empresas carboníferas no solo aumenta la acidez de las precipitaciones, sino que también ablanda el agua de los ríos. El óxido de calcio (CaO) en las cenizas de TPP se disuelve fácilmente en las aguas residuales industriales para formar cal apagada (Ca(OH) 2 ), que el agua de lluvia transporta libremente desde los vertederos de cenizas hasta los ríos. Debido a la adición de cal, los iones de calcio y magnesio se depositan en los cursos de agua y también se forma carbonato de sodio . El agua con tal composición no es apta para las actividades agrícolas, ya que su uso para el riego convierte los suelos fértiles en solonetsos [70] .
Al arrojar desechos, las empresas de carbón contaminan las aguas superficiales con metales pesados y compuestos peligrosos. Debido a las emisiones de la industria del carbón en ríos y lagos, se superan los niveles de compuestos del grupo del hierro , manganeso , arsénico , litio , bario , fenoles y amonio . Con un alto contenido en metales, especialmente hierro, el fondo de los cursos de agua está cubierto de una mucosidad de color rojo anaranjado. Los peces y otra vida acuática no pueden vivir en tales condiciones: por ejemplo, en los EE. UU., en las corrientes de agua afectadas por la industria del carbón, el número de habitantes se reduce en un 53% [71] . Por lo tanto, incluso una mezcla mínima (trazas) de cobre disuelto afecta el sistema nervioso de las aves acuáticas y puede provocar daños en las branquias . El mercurio, que se libera al quemar carbón y entra a los ríos con cenizas o aguas residuales, puede dañar el cerebro y el sistema nervioso tanto de los peces como de las personas que lo comen. La sustancia se acumula a lo largo de la cadena alimentaria, y cuanto más grande es el pez, mayor es el contenido de la toxina [72] [73] .
Con una gran cantidad de desechos de la producción de carbón, los lagos en los que ingresan los desechos se convierten en pozos de lodo [74] [58] [62] [65] . Si en los países desarrollados tales situaciones se evitan mediante una regulación estricta de las emisiones de la industria del carbón, en las empresas en desarrollo a menudo ahorran en medidas ambientales en ausencia de normas legislativas claras. Las instalaciones de tratamiento en dichas empresas no existen o están muy desactualizadas. Sin una supervisión adecuada de los volúmenes de contaminación y los vertederos, la minería del carbón puede destruir las tierras protegidas. Por ejemplo, en Rusia en 2016, el 76 % de las aguas residuales de las minas, los vertederos y las plantas mineras y de procesamiento no se trataron en absoluto o no se trataron lo suficiente [6] [35] [75] .
Los accidentes en las minas de carbón representan un peligro particular para la ecología de los sistemas de agua. Por ejemplo, solo en los Estados Unidos, en los primeros quince años del siglo XXI, ha habido al menos cuatro desastres ambientales. En 2000, en Kentucky y Virginia Occidental, un accidente provocado por el hombre en el territorio de Martin County Coal Corp provocó el derrame de 1.130 millones de litros de suspensión de carbón (una mezcla de escoria de carbón y líquidos que contienen metales pesados y elementos radiactivos ) [76] . En 2008, más de 4,1 millones de m³ de cenizas de carbón y lodos tóxicos se derramaron en los ríos Emory y Clinch en la planta de TVA Kingston debido a la falla de una represa . A modo de comparación, los volúmenes de contaminación excedieron el derrame de petróleo resultante del accidente en la plataforma Deepwater Horizon en el Golfo de México [77] . En 2014, se filtraron más de 45 000 litros de líquido de procesamiento de carbón industrial en río Elk Virginia Occidental . Dado que el curso de agua abastecía de agua potable a las ciudades del centro del estado, se recomendó a 300.000 personas de la región que no bebieran agua del grifo [78] . En el mismo año, Duke Energy vertió casi 140.000 toneladas de desechos tóxicos y aguas residuales en el río Dan cerca de Eden 79] .
El polvo de carbón puede ingresar a los mares tanto al cargar carbón en los puertos como con la escorrentía de los ríos. Esto tiene un efecto tóxico en la vida marina y conduce a aguas turbias, lo que reduce las poblaciones de algas, reduce la visibilidad para los depredadores y las vías respiratorias de los habitantes del fondo se obstruyen, como resultado, otras especies se ven obligadas a cambiar sus hábitats. Sin embargo, los estudios completos sobre este tema no son suficientes [80] .
Los mineros utilizan alrededor de 250 litros de agua dulce para extraer cada tonelada de carbón, y cada minuto se consumen alrededor de 3800 litros para quemarlo en una central eléctrica típica de carbón de 1000 MW. Los mineros del carbón utilizan el agua al perforar rocas y atrapar partículas de carbón, y los trabajadores de las centrales térmicas la utilizan para rotar el generador con vapor o para enfriar sistemas, tomándola de embalses, lagos y ríos [12] . Por lo tanto, la minería del carbón y la construcción de centrales térmicas no son rentables en áreas con escasez de agua. Pero incluso en regiones ricas en agua, la industria del carbón puede interrumpir el flujo de los ríos, lo que afecta el transporte marítimo, la pesca y la agricultura [81] [82] [3] .
Una gran proporción de la contaminación por el uso y la extracción del carbón ingresa a la atmósfera: durante el desarrollo, el transporte y el transbordo de fósiles, el polvo de carbón se dispersa por el aire y, durante la combustión, los productos de la combustión. Las centrales térmicas de carbón emiten a la atmósfera una gran cantidad de dióxido de azufre , óxido de nitrógeno y dióxido de carbono, metales pesados, incluido el mercurio , y material particulado [4] [83] [84] . Casi todos los subproductos de las centrales eléctricas de carbón dañan el medio ambiente y la salud humana [12] . Así, solo en Europa , las centrales eléctricas de carbón son responsables de más de 10 gigatoneladas de emisiones de CO 2 al año, o alrededor del 40 % de todas las emisiones de CO 2 de los combustibles fósiles. Sin embargo, debido a su bajo costo, el carbón sigue siendo el combustible más común en el mundo: genera hasta el 40% de toda la electricidad [4] [5] .
Durante la minería, se libera metano del lecho de carbón. En el contexto del calentamiento global, las emisiones de este gas de efecto invernadero son más peligrosas que las emisiones de CO 2 : en una perspectiva de 20 años, su efecto sobre el calentamiento global es 80 veces mayor, y 30 veces mayor - en un horizonte de 100 años [85 ] . Por lo tanto, los expertos llaman al gas "CO 2 con esteroides " [86] . Teniendo en cuenta que las emisiones anuales de metano en todo el mundo pueden alcanzar los 42 millones de toneladas, tiene un mayor impacto en el cambio climático que el transporte marítimo y la aviación combinados [87] .
La minería del carbón representa una parte importante de las emisiones de metano: en 2021, las minas en operación emitieron 52,3 millones de toneladas de este gas. Mientras que solo se perdieron 45 millones de toneladas en la extracción de gas fósil durante el mismo período, en la extracción de petróleo - 39 millones de toneladas Presuntamente, la puesta en marcha de 465 nuevas minas y los cortes previstos en 2022 deberían aumentar las emisiones globales de metano en 11,3 millones de toneladas por año. Al mismo tiempo, en EE. UU., la industria minera del carbón fue responsable del 10% de las emisiones a nivel nacional de este gas. Sin embargo, la minería en China es la más peligrosa para la ecología mundial, donde están registradas 9 de cada 10 empresas, cuyas minas emiten la mayor cantidad de metano al año (de 22 a 88 millones de toneladas de CO 2 equivalente ) [3] [88 ] . En Rusia, la mayor parte de las emisiones de metano de las vetas de carbón recae en la cuenca de Kuznetsk , cuyas minas dan alrededor del 70% de la cifra anual [89] [90] [91] . Fue en la región de Kemerovo donde los satélites canadienses registraron la fuga de gas más grande del mundo: la mina activa Raspadskaya emite casi 90 toneladas de metano cada hora (764 mil toneladas por año) [92] .
Los volúmenes de emisiones de minas específicas dependen de la estructura geológica y la profundidad del desarrollo. Por ejemplo, las minas de Polonia emiten tanto metano como las minas relativamente poco profundas de Indonesia, aunque su producción de carbón es cinco veces menor. Según Global Energy Monitor , las minas de carbón que más gas producen en el mundo pueden emitir 67 veces más metano que las minas con una capacidad similar. Por lo tanto, la eliminación de al menos una cuarta parte de las minas de carbón con peor rendimiento puede reducir las emisiones de metano en más de 20 millones de toneladas [88] . Sin embargo, el gas se libera no solo durante el desarrollo de los yacimientos, sino que incluso las minas cerradas representan un peligro. Solo en los EE. UU., en 2019, las minas abandonadas produjeron el 8 % de las emisiones totales de metano del país, o alrededor del 1 % del total de gases de efecto invernadero [84] .
Limitar las fugas de CMM es una de las formas más efectivas de combatir el cambio climático [88] . Por ello, diferentes países están desarrollando tecnologías para su captura y almacenamiento. Sin embargo, mientras que el metano de lecho de mina es un recurso útil por derecho propio, las compañías mineras de carbón rara vez han implementado tales sistemas. Las empresas prefieren liberar el gas, ya que es explosivo y representa una amenaza para los mineros. La tecnología para capturarlo es costosa y, a su manera, dañina para el medio ambiente. La extracción de metano de lecho de carbón conduce a una caída en el nivel de las aguas subterráneas. Para extraer el gas, las empresas deben bombear volúmenes apreciables de agua subterránea para liberar la presión del agua que retiene el gas en la veta de carbón. Por lo tanto, las estimaciones para las empresas australianas oscilan entre 126 y más de 300 gigalitros por año. Las consecuencias negativas de tales actividades aparecen lentamente y pueden volverse perceptibles solo después de décadas, y la restauración del nivel del agua puede demorar hasta 20 años [93] [86] [94] .
El agua bombeada durante la "deshidratación" de las vetas de carbón para extraer metano contiene una serie de sustancias químicas tóxicas, a veces metales pesados y radionúclidos . Esa agua es prácticamente inutilizable en la agricultura: con el tiempo, las toxinas se acumulan en el suelo en concentraciones que reducen el crecimiento de las plantas. El alto contenido de sodio en el fluido extraído provoca la formación de incrustaciones y perjudica la conductividad hidráulica del suelo, lo que afecta negativamente la disponibilidad de agua y la aireación . La descarga de tales aguas en ríos o lagos representa un riesgo para la salud humana y la condición de los ecosistemas locales. Las empresas bombean las aguas residuales a tanques especiales, solo después de lo cual es posible la limpieza y la desalinización. En promedio, durante 30 años, los tanques de sedimentación de una empresa pueden acumular hasta 21-31 millones de toneladas de sales residuales que no se utilizan [95] [93] [86] .
Las emisiones de CO 2 son uno de los principales contribuyentes al calentamiento global. Desde un punto de vista químico, el carbón es carbono que reacciona con el oxígeno atmosférico cuando se quema. El CO 2 resultante atrapa el calor y contribuye al cambio climático [3] . La Agencia Internacional de la Energía reconoce a las centrales térmicas de carbón como la principal fuente de contaminación por dióxido de carbono. Son responsables de más de 10 gigatoneladas de emisiones de CO 2 al año o, según diversas estimaciones, del 30 al 40 % de las emisiones de la combustión de todos los combustibles fósiles. Si una central eléctrica de gas promedio emite alrededor de 400 kg de CO 2 por MWh, entonces una central eléctrica de carbón emite 988 kg de CO 2 por MWh [96] . Las centrales térmicas que queman el tipo de carbón más barato, el marrón, pueden emitir hasta 1200 kg de CO 2 por MWh [18] [97] [19] [98] a la atmósfera . No obstante, este tipo de combustible sigue siendo el más común: hasta el 40% de la electricidad mundial se genera a partir del carbón [12] [4] [5] .
En términos de calor específico de combustión , el carbón es inferior a todos los productos de petróleo y gas producidos. Debido a su alto contenido de carbono, cuando se quema, el carbón libera más dióxido de carbono por unidad de calor que cualquier otro combustible fósil común. Según el tipo, el carbón puede contener entre un 60 y un 80 % de carbono, por cada gramo de combustión del cual se forman unos 4 gramos de CO 2 [3] [99] [100] . Así, el factor de emisión difiere según la calidad del combustible, por ejemplo, para el carbón europeo oscila entre 96 tCO 2 /TJ en Rumanía y alrededor de 129 tCO 2 /TJ en Grecia. En el mercado mundial, el carbón de Indonesia se considera el más sucio y el carbón australiano se considera el más limpio. Este último también contiene cantidades relativamente pequeñas de azufre, cenizas y elementos radiactivos, lo que lo convierte en uno de los más caros del mercado mundial [101] [102] .
En general, en 2017, el carbón quemado en la Unión Europea agregó un 15,2 % a las emisiones totales de gases de efecto invernadero de la región. El indicador puede aumentar con un aumento en la producción, un aumento en los flujos de tráfico o en inviernos fríos. Por ejemplo, en 2020-2021, durante la recuperación de la economía de la UE tras la pandemia de COVID-19 y el cierre de muchas industrias, se produjo un fuerte aumento de las emisiones de CO 2 del 17 % (hasta 433 millones de toneladas) [4] [5] [103] . A nivel mundial, el aumento de las emisiones del sector energético ascendió al 6% (hasta 36.300 millones de toneladas), lo que supuso un récord en toda la historia de las observaciones. De estos, las centrales eléctricas de carbón son responsables de 15.300 millones de toneladas.El aumento de la demanda de energía en 2021 no solo fue el resultado de un aumento en la producción durante el período posterior a la pandemia, sino también de las condiciones climáticas adversas y el aumento de los precios del gas natural. lo que condujo a un aumento en la participación del carbón en el balance energético. Por ejemplo, durante la mayor parte de 2021, el costo de operar centrales eléctricas de carbón en los EE. UU. y muchos países de la UE fue significativamente más bajo que el de las centrales eléctricas de gas. Esta transición a corto plazo del gas al carbón aumentó las emisiones globales de dióxido de carbono de la generación de electricidad en más de 100 millones de toneladas [104] .
En Australia , la producción de electricidad es la principal causa de la contaminación por carbono, ya que el 73 % de su combinación energética proviene de la combustión del carbón [105] . Como resultado, el país lidera en términos de emisiones de carbón per cápita en el G20 y en el mundo con 5,34 toneladas de CO 2 por año. A modo de comparación, la cifra del segundo país del G20, Corea del Sur , no supera las 3,81 toneladas por año por persona. El australiano promedio produce 5 veces más dióxido de carbono a partir de la energía del carbón que la persona promedio en el mundo y casi 2 veces más que los chinos. Aunque China es el mayor consumidor de energía del carbón del mundo, sigue siendo el quinto en el mundo en términos de emisiones por persona: 2,71 toneladas por año. En los Estados Unidos, la generación a carbón representa el 83 % de las emisiones de gases de efecto invernadero en el sector energético [106] , y las centrales eléctricas a carbón del país ocupan el cuarto lugar en el G20 en términos de emisiones de dióxido de carbono per cápita: 3,08 toneladas por año. año. Así, este indicador en el país es 3 veces superior al promedio mundial [107] .
La cantidad de emisiones de las centrales térmicas de carbón depende directamente de la eficiencia energética: cuanto mayor es, menos combustible quema por unidad de energía y produce emisiones [108] . A medida que los equipos se desgastan, las centrales eléctricas de carbón se vuelven cada vez más peligrosas para el medio ambiente. Por ejemplo, en Rusia, donde cerca del 30% de las capacidades tienen más de 50 años (con el estándar europeo de 40-48 años), la central térmica media emite más sustancias nocivas a la atmósfera que la china. Las emisiones anuales de CO 2 en tales empresas en Rusia ascienden a 190 millones de toneladas [17] [18] [97] [19] . En general, en Rusia, para 2020, las emisiones de la combustión de carbón para cualquier fin alcanzaron los 356,95 millones de toneladas de los 1580 millones de toneladas de emisiones anuales de CO 2 [109] .
El peligro de las centrales eléctricas de carbón está impulsando el desarrollo de la tecnología de captura de carbono (CCS). La industria a menudo promociona estos sistemas como soluciones que pueden proporcionar energía de carbón "limpia". La tecnología contempla la remoción y eliminación de las emisiones de CO 2 en instalaciones especiales de almacenamiento geológico. Sin embargo, incluso con la introducción de la tecnología denominada “carbón limpio”, las emisiones de las centrales eléctricas alcanzan las 800 toneladas de CO 2 por GW. La Agencia Internacional de la Energía no reconoce que las tecnologías existentes para capturar y almacenar dióxido de carbono en las centrales térmicas de carbón las hacen respetuosas con el medio ambiente [17] [18] [19] . Además, la seguridad del sistema de eliminación de desechos que ofrecen los mineros del carbón no se ha probado completamente. Los sistemas CCS no reducirán la cantidad de otras emisiones de las centrales térmicas, y el efecto de reducir las emisiones de dióxido de carbono solo se notará con su implementación generalizada. Pero incluso entonces, son costosos y menos rentables que un cambio directo a la energía renovable [3] [110] [101] .
Las autoridades de diferentes países reducen el daño de las centrales térmicas de carbón aumentando la inversión en fuentes de energía renovable e introduciendo restricciones en la cantidad de emisiones a la atmósfera. Por ejemplo, en la UE hay cuotas que las centrales eléctricas deben comprar según el volumen de contaminación. El Acuerdo de París adoptado en 2015 tiene como objetivo mantener el aumento de la temperatura global "muy por debajo de los 2°C" para 2050. Tras su entrada en vigor, los países del bloque europeo comenzaron a reducir activamente la inversión en proyectos de generación a carbón. En 2015-2020, la inversión promedio en este tipo de desarrollos disminuyó en un tercio (un promedio de 7,8% anual). Sin embargo, la Agencia Internacional de la Energía informó en 2021 que para lograr cero emisiones para 2050, es necesario detener la construcción de nuevas centrales eléctricas de carbón y cerrar todas las existentes para 2040 [111] [112] [113] . Al mismo tiempo, más de cuarenta países se han comprometido a eliminar gradualmente la generación de carbón en una fecha determinada, entre ellos los principales países consumidores de carbón, incluidos Polonia, Vietnam y Chile [114] [115] [116] . Sin embargo, la invasión rusa de Ucrania ha hecho que los ambientalistas desconfíen de un posible aumento en la generación de carbón. El aumento de los precios del gas fósil y la imposición de sanciones a la energía rusa han llevado a algunos países a plantearse la vuelta al uso masivo del carbón: planes de este tipo han sido anunciados por los gobiernos de Alemania , Holanda, Francia y Austria . Presumiblemente, tales medidas darán lugar a un aumento de las emisiones de CO 2 de unos 30 millones de toneladas, o el 4 % de las emisiones del sector energético de la UE en 2021 [117] .
Las emisiones totales de radionúclidos de algunas centrales térmicas de carbón son superiores a las de las centrales nucleares de capacidad comparable [18] y, según algunos científicos, su fondo de radiación es incluso superior al de cualquier central nuclear [118] . Si los radionucleidos no representan un peligro en los depósitos subterráneos de carbón , durante la extracción y la quema entran en la atmósfera y afectan a las personas, los animales y las plantas. Durante la minería, la principal amenaza para los mineros son los aerosoles de productos de descomposición de uranio , torio ( radón y radón-220 , respectivamente), que ingresan al aire durante el desarrollo de las vetas. En áreas de minas sin ventilación, su concentración a menudo excede los límites permisibles. La mayor exposición de los mineros da como resultado un aumento de alrededor del 15 % en el riesgo general de muerte [119] [120] [121] .
Al entrar en el aire desde las chimeneas, las emisiones de radiación se disipan y forman un campo volumétrico complejo. La radiactividad de las emisiones y vertidos de las centrales térmicas depende de las características del propio combustible y de las características de su combustión. Presuntamente, las centrales eléctricas de carbón de todo el mundo emiten anualmente hasta 37,3 mil toneladas de uranio y torio [119] . Por lo tanto, la radiactividad de los suelos y el aire en los territorios adyacentes a las TPP puede exceder varias veces los valores máximos permitidos. Además, debido a su estructura, un elemento radiactivo que se condensa en partículas de aerosol a menudo no es capturado por los precipitadores electrostáticos [120] . Una vez en el cuerpo humano o animal, estos componentes volátiles penetran fácilmente en los tejidos y se acumulan en los huesos, provocando enfermedades graves. La exposición a la radiación contribuye al desarrollo de enfermedades pulmonares y enfermedades oncológicas , y también afecta al cuerpo humano a nivel genético [121] [122] .
El carbón siempre contiene sustancias radiactivas uranio-238 , torio-232 , radio-226 , radón , radón-220 , potasio-40 . Entonces, en las etapas iniciales del desarrollo de la energía nuclear en la URSS , fue el carbón el que sirvió como materia prima para producir uranio . Sin embargo, la concentración de radionucleidos en diferentes vetas de carbón varía cientos y miles de veces. El contenido medio de uranio en la roca es de 3,6 g/t, pero esta cifra es mucho mayor en las minas individuales de Rusia, Kirguistán , Turquía , Francia , EE . UU . y otros países. Por ejemplo, los depósitos con un contenido promedio de uranio de 80 g/t ocurren en Dakota del Norte y del Sur . En los lignitos españoles se ha observado un contenido en uranio muy elevado , de hasta 298 g/t. En Rusia, en las rocas de la cuenca Kansk-Achinsk , el contenido de uranio alcanza más de 100 gramos por 1 tonelada de carbón. En consecuencia, dicho combustible no puede quemarse sin un tratamiento previo especial. Algunos carbones del norte de la región de Kemerovo contienen 139 g de uranio por tonelada, mientras que sus cenizas y escorias formadas durante la combustión contienen 902,6 g/t [120] . Sin embargo, en Rusia, los carbones con un contenido anómalo de uranio suelen extraerse sin ningún control de higiene de las radiaciones ; el carbón se utiliza en centrales térmicas, salas de calderas y viviendas particulares [119] [123] [121] .
Además, el carbón suele contener torio radiactivo, cuya concentración también varía según el lugar de extracción. Se registraron altos contenidos del elemento en carbones pardos de Australia - 17 g/t y en carbones bituminosos de Canadá - 11 g/t. La estimación media del contenido de torio de los carbones siberianos es de 2,4 g/t. Así, 215,8 millones de toneladas de carbón extraídas en la cuenca de Kuznetsk en 2015 contienen al menos 734 toneladas de torio. Y aunque el contenido de este elemento en el carbón es menor, puede suponer una amenaza mayor para las personas que el uranio . Su vida media biológica es de decenas de años. Además, los desechos de cenizas y escorias pueden provocar una exposición adicional del personal de las empresas mineras de carbón y del público. El carbón oxidado de los tanques de sedimentación puede contener radio , y el gas radón radiactivo se libera del subsuelo durante la extracción , lo que aumenta la exposición de los mineros a la radiación [121] [122] .
Entre otras cosas, las centrales eléctricas de carbón emiten una serie de toxinas al aire: óxidos de nitrógeno , óxido de azufre , anhídrido sulfúrico , dióxido de nitrógeno y benzapireno. Se transportan fácilmente con el viento a largas distancias. Los efectos de dicha contaminación en la población pueden variar desde asma y dificultades respiratorias hasta daño cerebral, problemas cardíacos, cáncer , trastornos neurológicos y muerte prematura [3] [124] [125] . Además, el dióxido de azufre provoca la lluvia ácida, que es dañina para las plantas y los animales que viven en el agua. Los óxidos de nitrógeno están implicados en la formación de ozono troposférico , que es tóxico en grandes cantidades y potencia el cambio climático [12] [99] .
Los fabricantes están obligados a controlar el contenido de sustancias nocivas en las emisiones industriales, pero las restricciones varían de un país a otro y, a menudo, no son lo suficientemente estrictas. Incluso en Europa, el sector energético es una de las principales fuentes de contaminación del aire: en 2018 representó el 44% de las emisiones totales de SO2 y el 14% de las emisiones totales de NOx en la región. Para los países miembros de la Agencia Europea de Medio Ambiente, esta cifra es incluso ligeramente superior: la producción de calor representó el 54 % de las emisiones de SO 2 y el 16 % de las emisiones de NO x . Las centrales eléctricas de Polonia y Alemania, que son las principales fuentes de óxidos de nitrógeno en la UE, están a la cabeza en cuanto a la escala de contaminación con óxidos de nitrógeno. El 44% de las emisiones totales de dióxido de azufre (SO 2 ) de las centrales eléctricas de carbón en Europa provienen de solo 10 plantas en Turquía, Serbia , Ucrania, Macedonia del Norte , Bosnia y Herzegovina [124] [125] [126] [127] [128] . Además, las estaciones europeas emiten anualmente hasta 16 toneladas de mercurio y son la principal fuente industrial de este metal tóxico en la región [4] [83] [9] [87] . Según expertos del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente , la combustión de carbón para la generación de electricidad representa el 21% de las 2220 toneladas de fuentes antropogénicas de mercurio emitidas a la atmósfera anualmente [112] .
En los Estados Unidos, las emisiones de 2014 de las centrales eléctricas de carbón incluyeron: 41,2 toneladas de plomo, más de 22 toneladas de compuestos orgánicos volátiles , 34,9 toneladas de arsénico, 4,2 toneladas de cadmio y otros metales pesados tóxicos. Las empresas también fueron responsables del 42% de las emisiones de mercurio en el país [99] . Se estima que la transición de todas las centrales eléctricas de carbón en los Estados Unidos a combustible de gas reducirá las emisiones de dióxido de azufre en más del 90 % y las emisiones de óxido de nitrógeno en más del 60 %. Esto, a su vez, ayudará a reducir el costo del gasto anual en atención médica entre $20 y $50 mil millones [125] .
Si en los países desarrollados las autoridades controlan estrictamente el volumen de emisiones de las centrales térmicas, en los países en desarrollo los indicadores no siempre están disponibles y en la práctica pueden ser más altos de lo esperado [5] [129] . Por ejemplo, las plantas de lignito turcas, puestas en servicio sin desulfuración, continuaron operando en 2019. Las empresas no proporcionaron al gobierno informes de emisiones, ya que se consideran información comercial confidencial. Se sabe que muchas centrales eléctricas de carbón del país carecen de sistemas adecuados de desulfuración de gases de combustión. Se estima que las concentraciones de emisiones de SO 2 de las antiguas centrales eléctricas de carbón turcas son entre 25 y 60 veces superiores a las normas europeas. En 2018, Turquía representó el 33 % de las emisiones anuales de SO2 en el sector energético entre los países de la OCDE [130] .
Países como Turquía, Ucrania y los estados de los Balcanes Occidentales, directa o indirectamente, continúan subsidiando sus centrales térmicas, descuidando los estándares de emisión. La mayoría de las centrales eléctricas de las regiones tienen más de 30 años y mejorar su capacidad sería muy costoso. Ya en 2013, las inversiones necesarias en las empresas de los países de la Comunidad Europea de la Energía para cumplir con los estándares de emisión se estimaron en 7.850 millones de euros. Los países gastaron 2 000 millones de euros entre 2015 y 2019 para subsidiar la energía a base de carbón, a pesar de que los valiosos recursos naturales hicieron que las inversiones en energía eólica y solar fueran más rentables a largo plazo [130] . China, como uno de los mayores países productores de carbón, siguió patrocinando la construcción de plantas de carbón alimentadas con carbón en el extranjero hasta 2021 [131] .
Una proporción significativa de la contaminación ingresa a la atmósfera durante la minería a cielo abierto, el transporte y el transbordo de carbón: las partículas sólidas más pequeñas se dispersan, ingresan a la atmósfera y generan humo y poca visibilidad. Otra fuente importante son las centrales eléctricas de carbón, que contaminan la atmósfera con productos de la combustión de combustibles. El mercurio y los metales pesados en las emisiones de TPP forman cenizas volantes, que son partículas suspendidas que se depositan en plantas y suelos, en ríos o cuerpos de agua [125] [3] . La cantidad de residuos sólidos formados durante la combustión del carbón depende de su calidad: si el contenido de cenizas del combustible de baja calidad puede alcanzar el 40-70 %, entonces el combustible de alta calidad puede alcanzar el 10-12 % o menos. El contenido de azufre de las cenizas de carbón puede variar de 1 a 4% [101] [99] .
Para reducir las emisiones, las empresas están introduciendo dispositivos especiales que controlan el nivel de contaminación. Pero a pesar de esto, solo en los Estados Unidos las centrales eléctricas de carbón producen anualmente más de 100 millones de toneladas de ceniza de carbón. En 2014, esta cifra alcanzó las 197 mil toneladas de partículas finas (de 10 micrómetros de diámetro o menos) [3] [132] . La contaminación del aire a gran escala conduce al desarrollo de bronquitis crónica y asma en la población , enfermedades cardiovasculares e incluso muerte prematura [3] . Las estimaciones del número de personas que mueren cada año a causa de la exposición al polvo de carbón de las centrales térmicas varían de una región a otra. Por ejemplo, en los Estados Unidos, el número llega a 52 mil personas (a modo de comparación, 40 mil estadounidenses murieron en accidentes automovilísticos en 2016) [125] [99] .
Entre los países europeos, el líder en cuanto a contaminación por partículas finas (PM10 y PM2,5), así como por benzo(a)pireno , que suelen emitirse como consecuencia de la combustión del carbón, es Polonia . Históricamente, la calidad del aire en este país es una de las más bajas de Europa, en particular debido al uso masivo de carbón de baja calidad para calentar casas y la gran proporción de generación a carbón a nivel estatal. En 2018, la concentración de PM10 en las zonas carboníferas del país superó el valor límite diario en la UE en más del 50 %. La contaminación del aire ha causado casi 50 000 muertes prematuras, de las cuales 46 300 murieron por exposición a PM2.5. A modo de comparación, 379 000 personas murieron a causa de este tipo de emisiones en la UE, 63,1 000 personas murieron en Alemania y 52,3 000 personas murieron en Italia [133] .
Para mitigar el impacto negativo, las autoridades de diferentes países introducen límites de emisión en un grado u otro. Sin embargo, para 2019, la mayoría de los países de la Comunidad de la Energía no cumplieron con las emisiones permisibles a nivel nacional. En la región europea, las centrales eléctricas de carbón en Ucrania , los Balcanes Occidentales , Turquía, Polonia y Alemania se encuentran entre las principales fuentes de contaminación del aire [124] . En Rusia, de los 22 millones de toneladas de residuos de ceniza y escoria recogidos de las centrales térmicas de carbón, solo se recicló entre el 10 y el 15 %, frente al 64 % en EE. UU. y el 97 % en Japón [126] [127] [128] .
Con una alta concentración de polvo de carbón, las autoridades introducen un modo de emergencia "cielo negro". Este es el nombre de los períodos en los que la cantidad de suspensión en el aire es tan grande que se forman "nubes negras". Por ejemplo, en Rusia, los residentes de las ciudades portuarias de Vladivostok y Nakhodka se encuentran regularmente con este fenómeno [3] [134] [135] . Este último en 2018 se convirtió en el líder en cuanto a contaminación atmosférica en el país [60] [136] .
La industria del carbón causa daños irreparables a la salud de los habitantes de las regiones mineras, los mineros y los empleados de las empresas del carbón. El principal peligro para ellos es el polvo de carbón, cuyas pequeñas partículas se dispersan fácilmente por el aire. Una vez en el cuerpo, penetran en los tejidos del sistema respiratorio y se transportan por todo el cuerpo con la sangre. Las partículas sólidas finas conducen a la formación de un exceso de radicales libres , lo que se asocia con el desarrollo de patologías crónicas del sistema respiratorio. Como resultado, se desarrollan neumoconiosis , bronquitis y otras enfermedades del sistema respiratorio. Las patologías del polvo también provocan enfermedades cardiovasculares , deformación del ventrículo del corazón [137] . En las regiones orientadas a la minería del carbón, las mujeres tienen más probabilidades de tener partos prematuros y mortinatos , hay anomalías en el desarrollo de los recién nacidos y una mayor incidencia de morbilidad en los niños del primer año de vida. Además, en regiones como, por ejemplo, Kemerovo, hay un aumento en la incidencia de neoplasias malignas (en 2010-2013, en un 9,7% en toda la población).
La profesión minera está asociada a una de las tasas de morbilidad ocupacional más altas. Los trabajadores mineros individuales tienen 10 veces más probabilidades de desarrollar cáncer de pulmón que los trabajadores que no son de carbón. Otras enfermedades comunes entre los mineros son la neumoconiosis y la bronquitis , la cardiopatía coronaria , la hipertensión arterial y otras enfermedades cardiovasculares [138] [139] [140] [141] . Además, el trabajo en la industria está asociado con el aumento de lesiones y accidentes laborales (desprendimiento de rocas, explosiones, emisiones de gases). Por lo tanto, en los EE. UU., la tasa de mortalidad como resultado de accidentes es de 10 personas por año, en Rusia: 50 [142] [143] . El peligro surge tanto por negligencia como por negligencia de la administración de la mina: ahorros en equipos de protección, inversión insuficiente en sistemas de seguridad, falta de capacitación obligatoria, baja disciplina de producción, aumento de la producción en busca de ganancias, etc. [143] [30] [144 ] .
La minería del carbón también amenaza la salud de otros residentes de las regiones, ya que el polvo se propaga fácilmente a largas distancias. La contaminación empeora la situación ecológica y conduce al cáncer y otras enfermedades. Los cánceres más comunes en las regiones mineras son los de pulmón , tráquea y bronquios [74] [74] . Como resultado, la esperanza de vida en tales áreas es mucho más baja que los indicadores nacionales, por ejemplo, un residente de Kemerovo vive en promedio 3-4 años menos que un ruso promedio [145] .
El funcionamiento de las centrales térmicas también provoca daños irreparables en la salud de la población, ya que al quemar carbón emiten compuestos volátiles especialmente peligrosos de mercurio , arsénico , selenio , plomo , cadmio , zinc y otros. Una vez en el cuerpo humano, se acumulan en los órganos, dando lugar al desarrollo de tumores malignos y efectos mutagénicos , reduciendo la resistencia a las infecciones. Las partículas más pequeñas con un diámetro de hasta 0,1 micras pueden penetrar en los capilares incluso a través de la piel. La distancia sobre la cual se transportan las partículas de ceniza y su depósito en el suelo junto con la precipitación atmosférica depende de las propiedades físicas de las cenizas y de las condiciones climáticas. Las personas que viven a una distancia de 1 a 2 km del TPP [13] [14] están sujetas a la mayor influencia .
En 2017, más de un millón de muertes se asociaron con la quema de combustibles fósiles, de los cuales más de la mitad fueron con carbón [15] . Según estimaciones para 2021, solo en Europa, abandonar el carbón salvará hasta 100 000 vidas al año [146] . En países dependientes de la generación con carbón, como India , el número de muertes anuales por centrales de carbón existentes y planificadas alcanza anualmente las 112 000. La negativa a construir centrales previstas para 2021 evitará al menos 844 000 muertes prematuras durante toda la vida útil de estas fábricas [147 ] .