BALANCE ENERGÉTICO DE LA RECUPERACIÓN MECÁNICA

Los trabajos de recuperación del hidrocarburo derramado tienen un elevado coste energético, además de provocar una contaminación secundaria causada por el uso de motorizaciones contaminantes.

Además del uso de tecnologías antidiluvianas, la mayor contribución al aumento de la energía consumida durante los trabajos de recuperación es causada por la disminución de la eficacia de los skimmers utilizados, o lo que es lo mismo, el aumento del volumen de agua en la sustancia recuperada.

Por ejemplo, un skimmer de rebosadero sabemos que recupera una elevada cantidad de agua que oscila entre el 50% (espesores de capa superiores a 25 mm) y el 90% (espesores de capa entre 1 y 8 mm), esto significa que si estamos haciendo frente a un derrame de 1.000 m³ de hidrocarburo estaremos recogiendo entre 1.000 m³ y 9.000 m³ de agua. Entre otras cosas, estamos multiplicando por 10 el tiempo invertido en la recuperación.

Un skimmer selectivo (cepillos, discos, tambor) puede trabajar con una eficacia máxima del 95% (5% de agua en la sustancia recuperada) que se verá muy perjudicada por el movimiento de las olas, hasta reducirla a un 50%. En este caso estaremos recuperando entre 50 m³ y 1.000 m³ de agua, siendo este último el caso más probable.

La consecuencia de esta ineficacia de los skimmers es un aumento del coste energético de las operaciones de recuperación desglosado como sigue:

1. Aumento del tiempo de funcionamiento de los skimmers. En el caso de un skimmer trabajando al 50% de eficacia tendremos que operar el doble de tiempo respecto a un funcionamiento ideal (eficacia 100%). Un skimmer selectivo trabajando al 50% consumiría 66 kWh frente a los 35 kWh de un skimmer con una eficacia del 95%.
2. Aumento del consumo total de las bombas de trasiego entre skimmers y tanques de almacenamiento temporal. En el caso de un skimmer de rebosadero trabajando con un espesor de capa superior a 25 mm la energía necesaria para impulsar 1.000 m³ de hidrocarburo derramado más otros 1.000 m³ de agua será de 1.120 kWh mientras que en el caso de espesores inferiores a un centímetro el consumo se dispara hasta los 5.600 kWh. En una situación ideal, considerando una eficacia del 95%, el consumo sería de 590 kWh, entre un 50% y un 90% inferior a los casos reales.
3. Aumento del consumo total de las bombas de trasiego entre los tanques de almacenamiento temporal y el separador de hidrocarburos. Nos encontraremos en una situación similar a la del punto 2.
4. Coste energético de la separación de los dos fluidos. Ya en la embarcación de trabajo separaremos la mayor parte del agua de los hidrocarburos. Este agua deberá tener un contenido en hidrocarburos inferior a 15 ppm, para ello la trataremos en un separador. El coste energético de esta operación asciende a 1.800 kWh en el primer caso estudiado y a 16.200 kWh en el segundo. Si hubiéramos trabajado con un skimmer verdaderamente eficiente (95%) hubiéramos gastado 100 kWh para 1.000 m³ de hidrocarburo derramado.

Los cálculos anteriores son tremendamente aproximativos y pueden sufrir sensibles variaciones en función de innumerables factores pero nos ofrecen una contundente confirmación de la necesidad de mejorar los métodos de recuperación del hidrocarburo derramado, ya que no sólo estamos hablando de un coste económico sino de un coste elevadísimo en términos de operatividad, capacidad de reacción y autonomía de los medios desplazados al lugar del derrame.

EL PROBLEMA DE LA EFICACIA DE LA RECUPERACIÓN MECÁNICA (II)

Como consecuencia a la limitada eficiencia de los medios de recuperación en condiciones reales de trabajo y en presencia de olas la cantidad de agua en los tanques de almacenamiento de la sustancia recuperada es elevada.

En función del entorno de trabajo las consecuencias negativas se acrecientan.

En un ambiente industrial aumenta proporcionalmente el coste de tratamiento (separación / purificación) de los hidrocarburos/grasas ya que los gestores de residuos nos cobrarán por metro cúbico tratado: con la presencia de agua multiplicamos el coste. Además, en caso de que la sustancia recuperada venga tratada in situ, los costes de operación se disparan ya que los grupos de bombeo aumentan su consumo proporcionalmente al aumento de volumen tratado y las depuradoras empeoran su rendimiento amén de aumentar los tiempos de procesado.

En ambiente marítimo, como respuesta a un derrame de hidrocarburos, además de los problemas citados en industria se produce un empeoramiento y aumento notable de la complejidad de las condiciones de operación. Pensemos en los tanques de almacenamiento temporal de las naves presentes en las operaciones de limpieza, claramente ven reducida su autonomía ya que una parte importante del volumen es agua. Para evitar este problema las naves se ven obligadas a tener en dotación un sistema de separación agua/hidrocarburos de tal manera que el agua separada pueda ser devuelta al mar. Este sistema de separación debe ser homologado por las autoridades marítimas internacionales, certificado IMO MEPC y cumplir con las normativas internacionales (como la MARPOL 73/78) y locales, que pueden ser más restrictivas que las primeras.

En cualquier caso, y como veremos más adelante, los tiempos de separación se alargan o resultan caros sea en su implementación que en su operación.

En resumen, nos encontramos con una serie de problemas causados por la ineficacia de los medios de recuperación:

• Reducción de la autonomía de los medios de limpieza
• Aumento del tiempo de resolución del problema, ya que el proceso no acaba con el bombeo de la sustancia recuperada desde el skimmer al tanque de almacenamiento.
• Aumento de costes de instalación, ya que se requieren ulteriores y complejos sistemas de separación.
• Aumento de costes de operación, ya que la presencia de agua multiplica el gasto energético especialmente en bombeo y en la operación de los sistemas de separación.

EL PROBLEMA DE LA EFICACIA DE LA RECUPERACIÓN MECÁNICA (I)

La recuperación mecánica de los hidrocarburos derramados es la técnica de limpieza más utilizada a día de hoy. Se lleva a cabo mediante los dispositivos denominados “skimmer” que recuperan los hidrocarburos y las grasas que flotan en la superficie del agua.

Existen varios tipos de skimmer entre los que destacan por su gran difusión los skimmers de rebosadero y los skimmers oleofílicos.

Los primeros, gracias a la acción de una bomba generalmente instalada en el propio skimmer, generan un flujo de entrada a través de un anillo flotante tarado para flotar en el agua pero no en fluidos más ligeros, como es el caso de la mayoría de los hidrocarburos, de esta manera el fluido entrante es, en teoría, el hidrocarburo derramado.

 

Los segundos  realizan una recuperación más fina gracias a la adhesión del hidrocarburo a una superfice en movimiento, generalmente rotatoria, a la cual no se adhiere el agua. Los skimmers oleofílicos pueden utilizar diferentes superficies de contacto con la que recuperar el hidrocarburo, por ejemplo: cepillos, discos, tambor, mopa.

En todos los casos, tras la recuperación del hidrocarburo éste se bombea hacia unos tanques temporales donde se almacena el producto recuperado mientras se desarrollan las operaciones de limpieza.

A pesar de los esfuerzos de ciertos fabricantes por mejorar la eficacia de sus equipos, la realidad es que la Eficiencia de la Recuperación (RE = Recovery Efficiency, %) de los skimmers es muy inferior al 100%. (La eficiencia de la recuperación se define como el cociente entre el volumen de hidrocarburo y el volumen total recuperado por el skimmer, expresado en puntos porcentuales)

Hay diferentes causas que justifican el variable e imperfecto rendimiento de los skimmers:

• Tipología: Los skimmers de rebosadero tienen una RE inferior a los skimmers oleofílicos. Entre los propios skimmers oleofílicos existen notables diferencias en función de la tipología.
• Material de construcción: En el caso de los skimmers oleofílicos diferentes estudios avalan las sensibles diferencias de RE en función del material utilizado en la construcción del material de contacto (polipropileno, polietileno, aluminio, pvc, acero inoxidable,...).
• Material de construcción: En el caso de los skimmers oleofílicos diferentes estudios avalan las sensibles diferencias de RE en función del material utilizado en la construcción del material de contacto (polipropileno, polietileno, aluminio, pvc, acero inoxidable,...).
• Velocidad de operación: Cada tipo de skimmer tiene una velocidad de operación ideal (dependiente de la viscosidad del fluido recuperado) superada la cual el contenido de agua en la sustancia recuperada aumentará, disminuyendo por lo tanto la RE.
• Viscosidad de la sustancia derramada en el momento de las operaciones de limpieza
• Estado de la mar y meteorología: Cuanto peor sea el estado de la mar y más altas las olas menor será la RE del skimmer.

En definitiva, si la Eficiencia en la Recuperación (RE) en condiciones ideales de los skimmer existentes actualmente en el mercado oscila entre el 50% y el 85-90% podemos afirmar que en condiciones reales la RE difícilmente superará el 50%. Las condiciones ideales sólo se pueden dar en situaciones de mar absolutamente calma y en presencia de una gran concentración de hidrocarburos, además de en instalaciones industriales.

La consecuencia es que la solución al problema del derrame provoca un problema ulterior: la presencia a partes iguales de agua en la sustancia recuperada y, por lo tanto, la necesidad de depurarla para poderla devolver al mar con concentraciones admisibles/legales de hidrocarburos.