Un dispositivo de saneamiento marino ( MSD ) es una pieza de maquinaria o un sistema mecánico que se dedica a tratar, procesar y/o almacenar aguas residuales sin tratar que pueden acumularse a bordo de los buques. No se refiere a dispositivos portátiles como los sanitarios portátiles.
En los Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) establece estándares de desempeño para los dispositivos de saneamiento marino, y la Guardia Costera de los Estados Unidos (USCG) emite regulaciones que rigen el diseño, la construcción, la certificación, la instalación y el funcionamiento de los MSD. [1] [2]
La Guardia Costera de los Estados Unidos ha certificado tres tipos de dispositivos de saneamiento marino. [ cita requerida ]
Un MSD Tipo I tiene un diseño de descarga de flujo continuo. Las aguas residuales se descomponen y procesan mediante el uso de cloración y/o maceración . El recuento de bacterias por cada cien mililitros de agua debe ser inferior a mil. Las descargas de los MSD Tipo I no deben tener sólidos flotantes evidentes. [3] Los MSD Tipo I también dependen en gran medida de la cloración y la maceración para descomponer los sólidos y matar cualquier bacteria presente. [4]
Los MSD de tipo II son similares a los de tipo I, con una descarga continua. Sin embargo, las aguas residuales se descomponen mediante el uso de bacterias aeróbicas o algún otro proceso de digestión biológica. La cantidad de bacterias que se encuentra en cien mililitros de agua producida a partir de este sistema no puede ser mayor a doscientos. [3] [4]
Los MSD de tipo III tienen un diseño diferente al de los de tipo I y tipo II. Por lo general, consisten en un gran tanque de almacenamiento que contiene aguas residuales tratadas o no tratadas que se retienen y se liberan cuando el buque regresa a puerto. En el puerto, la descarga de tipo III se transfiere a una instalación de tratamiento de aguas residuales. [3] Sin embargo, los MSD de tipo III también pueden constar de un tanque de retención con tecnologías avanzadas, que incluyen, entre otras, incineración, recirculación y compostaje. Los residuos no se descargan al agua, sino que se transfieren cuando el buque está en el puerto. [4]
Según la OMI, u Organización Marítima Internacional , MARPOL 73/78 , también conocida como la Convención internacional para prevenir la contaminación por los buques ("Marpol" es la abreviatura de contaminación marina y 73/78 la abreviatura de los años 1973 y 1978). Hay un total de seis anexos que componen Marpol. El Anexo IV trata de la contaminación de las aguas residuales por los buques. En el Anexo IV, hay un total de 11 reglamentos sobre las leyes y reglamentos en torno a la descarga de aguas residuales y las plantas de tratamiento a bordo. No fue hasta que Estados Unidos implementó la Ley para prevenir la contaminación por los buques . [5]
En los EE. UU., no se puede operar ningún buque con un inodoro a bordo a menos que haya un MSD aprobado por la Guardia Costera a bordo del buque que esté en pleno funcionamiento. [2] La Ley de Agua Limpia (CWA) prohíbe la descarga de aguas residuales sin tratar en aguas de los Estados Unidos. También existen restricciones para los fabricantes y operadores de buques. [6] Los fabricantes no pueden vender ningún buque equipado con instalaciones sanitarias a menos que haya un MSD Tipo II o Tipo III operable, o un dispositivo Tipo I operable en un buque que tenga menos de 65 pies (20 m). Ninguna persona puede operar el buque a menos que haya un MSD Tipo II o Tipo III operable o un dispositivo Tipo I operable. Si el buque se encuentra en un cuerpo de agua, la EPA prohíbe la descarga de aguas residuales tratadas o no tratadas, el operador del buque debe asegurar el dispositivo. [5]
La CWA tiene otro medio para abordar las descargas de aguas residuales, mediante el establecimiento de zonas de no descarga (NDZ, por sus siglas en inglés) para las aguas residuales de los buques. Un estado puede prohibir por completo la descarga de aguas residuales tratadas y no tratadas de todos los buques con inodoros instalados en algunas o todas las aguas sobre las que tiene jurisdicción (hasta 3 millas [4,8 km] de la tierra). Para crear una zona de no descarga para proteger las aguas de las descargas de aguas residuales de los buques, el estado debe presentar una solicitud a la EPA bajo una de tres categorías.
Las descargas de desechos sólidos por parte de los barcos están regidas por dos leyes. El Título I de la Ley de Protección, Investigación y Santuarios Marinos (MPRSA, por sus siglas en inglés) se aplica a los cruceros y otras embarcaciones y establece que es ilegal transportar basura desde los Estados Unidos con el fin de verterla en aguas oceánicas sin un permiso o verter cualquier material transportado desde un lugar fuera de los Estados Unidos en los mares territoriales estadounidenses o la zona contigua (dentro de las 12 millas náuticas [22 km] de la costa) o en las aguas oceánicas. [8] La EPA es responsable de emitir permisos que regulan la eliminación de materiales en el mar (excepto la eliminación de material dragado, de la que es responsable el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos ). Más allá de las aguas que están bajo la jurisdicción de los Estados Unidos, no se requiere un permiso de la MPRSA para que un barco descargue desechos sólidos. La descarga rutinaria de efluentes incidentales a la propulsión de los buques está explícitamente exenta de la definición de vertido en la MPRSA. [ cita requerida ]
La Ley para Prevenir la Contaminación por Buques (APPS, por sus siglas en inglés) y sus reglamentos implementan las disposiciones de MARPOL ratificadas por los EE. UU. La APPS prohíbe la descarga de toda basura dentro de las 3 millas náuticas (5,6 km) de la costa, ciertos tipos de basura dentro de las 12 millas náuticas (22 km) de la costa y plástico en cualquier lugar. Se aplica a todos los buques, ya sean de navegación marítima o no, independientemente de su bandera, que operan en aguas navegables de los EE. UU. y la Zona Económica Exclusiva (ZEE). Es administrada por la Guardia Costera, que lleva a cabo programas de inspección para asegurar la idoneidad de las instalaciones portuarias para recibir los desechos sólidos descargados. [ cita requerida ]
La EPA emitió por primera vez sus regulaciones MSD en 1976 bajo la autoridad de la CWA. [1] El objetivo de la ley es prevenir la propagación de enfermedades, mantener el contenido de oxígeno en los cuerpos de agua en un nivel saludable y mantener las aguas saludables en lo que respecta a la apariencia. [5]
El propósito del MSD es tratar las aguas negras y grises entrantes que se acumulan a bordo de un buque flotante. Las aguas grises son las que se drenan directamente de una ducha, un lavabo o una maquinaria ubicada en la cocina. Normalmente, las aguas grises se descargan directamente por la borda, ya que técnicamente no se consideran aguas residuales y no dañan el medio ambiente. Sin embargo, en la mayoría de los puertos del mundo, la descarga de fluidos está estrictamente prohibida. Para compensar esta situación, las tuberías de aguas grises se desvían hacia el MSD. Las aguas negras son otra palabra para las aguas residuales o los desechos corporales humanos y los desechos de los inodoros. Según la organización marítima internacional o la OMI, las aguas residuales sin tratar no se pueden descargar por la borda a menos que se encuentren a 12 millas náuticas de la tierra más cercana. Debido a las regulaciones emitidas por la OMI y la Administración Marítima de los Estados Unidos (MARAD), todos los barcos deben tener un dispositivo de saneamiento marino aprobado a bordo de su barco. Por lo tanto, las aguas negras se tratan a través de un proceso que utiliza cloración y/o tratamiento biológico antes de ser descargadas por la borda. [2]
En los MSD de tipo II, las aguas residuales se descomponen mediante el uso de un componente biológico natural. Por lo general, este componente biológico son bacterias aeróbicas que se encuentran en el tanque de medios. Si bien las aguas residuales pueden tener algunas bacterias aeróbicas de forma natural, la mayoría de la población bacteriana se cultiva en medios ubicados dentro del tanque de medios. Dado que las bacterias aeróbicas necesitan oxígeno para vivir, es necesario algún tipo de bomba de aire para proporcionar suficiente oxígeno a las bacterias. Esta bomba de aire puede ser un ventilador o un soplador de raíces conectado al tanque. Al proporcionar suficiente aire, se elimina la mayor parte del olor causado por las aguas residuales y las bacterias anaeróbicas. [9]
En los MSD de tipo I, las aguas residuales se descomponen generalmente mediante el uso de cloración y/o maceración. El proceso de cloración se realiza generalmente dentro de un tanque grande, a veces denominado cámara de contacto. Al agregar cloro a las aguas residuales, el efluente se desinfecta y se descarga del MSD. El proceso de maceración a bordo de los barcos generalmente se realiza utilizando algún tipo de maquinaria para triturar y pulverizar las aguas residuales entrantes. Sin embargo, dado que una gran parte de las bacterias aún están presentes en las aguas residuales maceradas, estas se consideran aún sin tratar. Debido a esta circunstancia, la maquinaria de maceración generalmente se combina con algún tipo de proceso de cloración en el mismo sistema. Muy pocos lugares en todo el mundo permiten la descarga de aguas residuales sin tratar de un proceso de maceración. [10]
Algunas embarcaciones están equipadas con plantas de tratamiento de agua avanzadas, también llamadas sistemas de Purificación Avanzada de Aguas Residuales (AWP), en lugar de los MSD tradicionales. Se encuentran más comúnmente en barcos que navegan en aguas de Alaska y, a veces, funcionan en paralelo con un MSD a bordo. Royal Caribbean International , por ejemplo, ha instalado sistemas AWP en sus barcos que tratan las aguas residuales utilizando tecnología avanzada. Los sistemas AWP de Royal Caribbean incluyen tres tipos de sistemas de purificación de agua: Scanship, Hydroxyl/Headworks y Navalis. Scanship e Hydroxyl utilizan un tratamiento biológico, mientras que el sistema Navalis utiliza principalmente métodos avanzados de oxidación y filtración. Los sistemas Scanship e Hydroxyl utilizan bacterias para consumir los desechos y, al mismo tiempo, utilizan un producto químico para descomponer y eliminar los sólidos. Los sistemas Scanship e Hydroxyl son muy similares a las plantas de tratamiento de agua basadas en la costa. Esto implica un proceso simple de cinco etapas. La primera etapa implica un prefiltro donde las pantallas eliminan los sólidos pesados y notables del afluente de desechos. Luego, las aguas residuales pasan a través de un reactor biológico que utiliza bacterias beneficiosas para descomponer aún más los sólidos. A continuación, el influente se bombea a través de una unidad de flotación que elimina los desechos que flotan. Después, el agua limpia pasa a través de filtros de pulido que la hacen aún más limpia. La última y última etapa implica un reactor de luz ultravioleta que desinfecta el agua. El producto final puede luego secarse, incinerarse, almacenarse o descargarse en el mar de acuerdo con las regulaciones internacionales. [ cita requerida ]
El sistema Navalis AWP utiliza un proceso de siete etapas para tratar las aguas residuales. [11] La primera etapa implica que las aguas residuales ingresen a las pantallas vibratorias que eliminan cualquier sólido visible. Luego, las aguas residuales pasan a través de un reactor de desbaste AET que ayuda con la ecualización y carga química. Luego, el influente se trata mediante un proceso de eliminación de partículas de tres etapas que involucra floculación química, separación hidráulica, filtración tubular y membranas de ultrafiltración. Luego, el influente de desechos pasa a través de reactores de oxidación que sirven para oxidar contaminantes y ayudar a la producción de gas de dióxido de carbono y agua. La séptima y última etapa consiste en un poderoso reactor ultravioleta en el que el agua ozonizada se descompone en compuestos de oxígeno que brindan un tratamiento adicional del agua. Luego, los sólidos restantes se oxidan, lo que proporciona una bioeliminación segura o una descarga en tierra si es necesario. [5]