jueves, 4 de agosto de 2016

LA APERTURA DE UNA NUEVA VÍA


Podríamos analizar operación por operación intentando adoptar mejores técnicas e integrando motorizaciones con menor consumo, lo haremos, pero hay un trabajo que podemos hacer antes y que contribuirá más que ninguna otra cosa a la mejora global que buscamos: Necesitamos separar la máxima cantidad de agua posible dentro del skimmer y antes de bombear. 

Para ello analizaremos las diferentes técnicas de separación que existen en la industria y buscaremos la manera de integrarlas en los equipos de recuperación.

miércoles, 4 de noviembre de 2015

SOLUCIONES AL PROBLEMA DE LA EFICIENCIA DE LA RECUPERACIÓN MECÁNICA

Como hemos comentado en anteriores post, la baja eficiencia de los medios de recuperación mecánica provoca un elevado sobrecoste de los trabajos de descontaminación y de depuración.

Entre los factores que más inciden sobre la eficienciade la recuperación mecánica hemos citado las condiciones climatológicas y latipología de skimmer. Mejorar las condiciones climatológicas no es algo que esté en nuestras manos pero sí mejorar las prestaciones de los skimmers existentes y crear nuevos sistemas de recuperación.

Skimmers

Varios fabricantes de skimmers y sistemas de recuperación mecánica están realizando importantes esfuerzos en materia de innovación para mejorar sus productos y proponer otros nuevos que mejoren las prestaciones de los anteriores. Por desgracia son solo unos pocos, quizá los más a la vanguardia, los fabricantes que han elegido el camino de la innovación frente a una mayoría que apuesta por los productos tradicionales sin apenas cambios desde su salida al mercado.

En la actualidad se busca el aumento de la eficiencia de los skimmer trabajando sobre la superficie de contacto con el hidrocarburo, material y geometría. En el caso de los skimmers de tambor creando acanaladuras perimetrales que aumentan la capacidad de recuperación y amplian el espectro de hidrocarburos recuperables según su viscosidad. En el caso de los skimmers de disco estas acanaladuras son laterales y aumentan principalmente la capacidad de recuperación.

Se han elegido estos dos tipos de skimmers porque son los que mayor eficiencia ofrecen, aunque en contrapartida están más limitados a la hora de trabajar con fluidos viscosos.

Por lo que respecta a los skimmers de cepillos, más adecuados para fluidos de mayor viscosidad que los anteriores, poco se ha conseguido. Los fabricantes presentan habitualmente cambios en la configuración de los cepillos que parecen más orientados a reducir costes que a aumentar la eficiencia.

Por último, haremos referencia a los skimmers de rebosadero, quizá los más vendidos a nivel mundial. Los avances tecnológicos experimentados por estos skimmers han sido a lo largo de su historia casi inexistentes.


Para mejorar el rendimiento de los skimmers se puede actuar también sobre su entorno. Mejorar las condiciones de trabajo ayuda a aumentar el rendimiento.

En la actualidad hay diferentes sistemas que con la ayuda de barreras de contención y barcazas permiten concentrar el hidrocarburo creando en las inmediaciones del skimmer una capa lo suficientemente gruesa como para minimizar el contenido de agua en la sustancia recuperada.

Por desgracia, y por más que los buenos constructores de skimmers y otros sistemas se empeñen las condiciones meteorológicas acaban siendo determinantes y minimizando los avances conseguidos en materia de innovación. Son mejoras importantes pero no suficientes.


Llegados a este punto, ¿qué nos queda por hacer? ¿por qué no actuar sobre la fase de bombeo para reducir al máximo la presencia de agua?

martes, 7 de julio de 2015

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.


miércoles, 10 de junio de 2015

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.

domingo, 26 de abril de 2015

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.

jueves, 16 de abril de 2015

SITUACIÓN TECNOLÓGICA ACTUAL GLOBAL

Como es bien sabido las nuevas tecnologías están basadas en el ahorro energético y en el uso de energías “limpias”.  En este sentido la recuperación de energía del calor de proceso está siendo implementada a nivel industrial y doméstico con gran éxito. Igualmente el uso de energías renovables y de energías existentes en el lugar de explotación produce grandes ahorros económicos y notables beneficios medioambientales.

Por sectores :



  • Sector de automoción: Vehículo eléctrico y vehículos híbridos. Estamos viviendo el momento de eclosión del vehículo eléctrico y de la industria entorno a él: fabricantes de vehículos, desarrollo de sistemas de recarga, evolución en las baterías,…







  • Sector Náutica: La eclosión del vehículo eléctrico y de las tecnologías relacionadas con él está empujando a otros sectores como el de la náutica al desarrollo de nuevos productos con motorización completamente eléctrica. Las energías renovables están tomando importancia aplicadas directamente como fuente de alimentación principal o secundaria de las embarcaciones eléctricas. 
     



  • Sector Civil: La recuperación de calor del aire de extracción de los locales o de los gases de combustión de calderas y generadores está produciendo notables beneficios económicos a los usuarios y empuja hacia una evolución tecnológica mucho más rápida. Las energías renovables cada vez más juegan un papel relevante en la autonomía energética de las construcciones.





  • Sector Industrial: La crisis económica ha llevado, contrariamente a lo que se pueda pensar, a un aumento de la inversión en mejores técnicas que conlleven ahorro energético y por tanto reducción de costes de producción. Así mismo cada vez más las normativas y reglamentos exigen un mayor control de los residuos generados y la adopción de sistemas de depuración.

En todos los sectores se ha producido un gran salto tecnológico en los últimos años en lo que a gestión energética y respeto del medioambiente se refiere.

SITUACIÓN TECNOLÓGICA ACTUAL OIL SPILL

El sector ambiental marino y, concretamente, el sector de la lucha contra la contaminación causada por derrames de hidrocarburos no está recogiendo correctamente, en general, el mensaje de la sociedad actual. La evolución tecnológica y la tendencia a la reducción de consumos energéticos globales no obtienen reflejo en los equipos disponibles para la lucha contra la contaminación.

  • Motorizaciones diésel altamente ineficientes y contaminantes.
  • Ineficaz gestión de los grupos de potencia y derroche de energía durante el uso.
  • Ausencia total de métodos de recuperación de energía.
  • Presencia mínima de la motorización eléctrica, ausencia de uso de energías renovables.
  • Carencia total de planificación energética.
  • Mínima gestión electrónica por miedo al fallo.
  • Diseños antediluvianos.
  • Nivel tecnológico escaso y, sobre todo,

  • Poca atención a la eficacia real de sus procesos.