Un separador de agua oleosa ( OWS ) (marino) es un equipo específico para la industria naviera o marina. Se utiliza para separar mezclas de aceite y agua en sus componentes separados. Esta página se refiere exclusivamente a los separadores de agua oleosa a bordo de buques marinos. Se encuentran a bordo de los buques donde se utilizan para separar el aceite de las aguas residuales oleosas, como el agua de sentina , antes de que las aguas residuales se descarguen al medio ambiente. Estas descargas de aguas residuales deben cumplir con los requisitos establecidos en Marpol 73/78 . [1]
Las aguas de sentina son un subproducto casi inevitable de las operaciones a bordo. Se trata de fugas de aceite de la maquinaria en funcionamiento, como los generadores diésel, los compresores de aire y el motor de propulsión principal. Los sistemas de agua de sentina modernos tienen alarmas y dispositivos de cierre automático que se activan cuando el contenido de aceite almacenado en las aguas residuales supera un límite determinado (15 ppm: 15 cm3 de aceite en 1 m3 de agua). [ cita requerida ]
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El propósito principal de un separador de agua oleosa (OWS) a bordo es separar el petróleo y otros contaminantes que podrían ser perjudiciales para los océanos. La Organización Marítima Internacional (OMI) publica regulaciones a través del Comité de Protección del Medio Marino (MEPC). [2] El 18 de julio de 2003, el MEPC emitió nuevas regulaciones que cada buque construido después de esta fecha debía seguir. Este documento se conoce como MEPC 107(49) [3] y detalla las directrices y especificaciones revisadas para el equipo de prevención de la contaminación para las sentinas del espacio de maquinaria de los buques. Cada OWS debe poder lograr agua de sentina limpia por debajo de 15 ppm de petróleo tipo C o petróleo altamente emulsionado, y cualquier otro contaminante que pueda encontrarse. Todos los monitores de contenido de petróleo (OCM) deben ser a prueba de manipulación. Además, siempre que se limpie el OWS, el OCM debe estar activo. Un OWS debe poder eliminar contaminantes además del petróleo. Algunos de estos agentes contaminantes incluyen aceite lubricante, productos de limpieza, hollín de la combustión, combustible para calefacción, óxido, aguas residuales y varias otras cosas que pueden ser perjudiciales para el medio ambiente oceánico. [4]
La zona de sentina es la zona más baja de un barco. El agua de sentina que se acumula aquí incluye agua de drenaje o agua sobrante de las calderas, tanques de recolección de agua, agua potable y otros lugares donde el agua no puede desbordarse. Sin embargo, el agua de sentina no solo incluye el agua de drenaje. Otro sistema que drena hacia el sistema de sentina proviene del área de propulsión del barco. Aquí, combustibles , lubricantes , fluido hidráulico , anticongelante , solventes y productos químicos de limpieza se drenan hacia las sentinas de la sala de máquinas en pequeñas cantidades. El OWS está destinado a eliminar una gran proporción de estos contaminantes antes de su descarga al medio ambiente (por la borda al mar). [ cita requerida ]
Todos los equipos OWS, nuevos o viejos, pueden, en un entorno de laboratorio, separar automáticamente el petróleo y el agua para producir agua limpia para descargar al mar que no contenga más de 15 partes por millón de petróleo. El equipo OWS se aprueba probándolo con cócteles específicos de petróleo y agua mezclados. Inicialmente, estas combinaciones eran muy simples, básicamente no más que una mezcla de agua limpia y combustible diésel, pero se han vuelto más sofisticadas bajo MARPOL MEPC 107 (49). [3] [4] La gran mayoría de estos numerosos modelos, fabricantes y tipos de equipos comienzan con algún tipo de separación por gravedad del agua de sentina. Simplemente dejar que el petróleo y el agua se asienten se llama decantación , y esto no siempre cumple con el criterio de 15 ppm, por lo que cada fabricante ha agregado características adicionales a su equipo para garantizar que se pueda cumplir con este criterio. La separación que tiene lugar dentro del OWS permite que el petróleo que flota en la parte superior se elimine automáticamente hacia un tanque de lodos o un tanque de retención de petróleo sucio. [4] No existe un estándar oficial para la convención de nomenclatura de tanques, pero hay algunas propuestas para eso. [5]
Un OWS debe estar equipado con un medidor de contenido de aceite (OCM) que toma muestras del agua de descarga al exterior del OWS para determinar el contenido de aceite. Si el contenido de aceite es inferior a 15 ppm, el OCM permite que el agua se descargue al exterior. Si el contenido de aceite es superior a 15 ppm, el OCM activará una alarma y moverá una válvula de tres vías que , en un breve período de tiempo, recirculará el agua de descarga al exterior a un tanque en el lado de succión del OWS. [4]
Un OCM toma una muestra de goteo de la línea de descarga al mar del OWS y proyecta una luz a través de la muestra hacia un sensor óptico. Dado que las pequeñas gotas de petróleo difractan y difunden la luz, un cambio en la señal en el sensor indicará la presencia de petróleo. En un determinado ajuste de señal que es aproximadamente equivalente a 15 ppm, el sensor concluirá que hay demasiado petróleo pasando por la línea de descarga. [4] Esta calibración generalmente se lleva a cabo en un laboratorio, pero se puede probar mediante el uso de un líquido de tres muestras a bordo del buque. Si el OCM termina muestreando una cierta cantidad de petróleo pesado, el OCM se ensuciará y será necesario enjuagarlo o limpiarlo. [4]
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La limpieza se puede realizar haciendo correr agua fresca a través del OCM mediante una conexión permanente o se puede realizar abriendo el área de muestra del OCM y frotando el área de muestra con un cepillo para botellas. [4]
El agua extraída por el OWS fluye hacia los espacios de recolección de petróleo. Puede haber dos etapas. El filtro de la primera etapa elimina las impurezas físicas presentes y promueve una separación fina. El filtro de la segunda etapa utiliza insertos coalescente para lograr la eliminación final del petróleo. La coalescencia es la ruptura de la tensión superficial entre las gotas de petróleo en una mezcla de petróleo y agua, lo que hace que se unan y aumenten de tamaño. El petróleo de los espacios de recolección se drena de forma automática o manual. En la mayoría de los barcos modernos, el petróleo de los espacios de recolección se drena de forma automática. [6]
Todos los buques de carga a los que se aplica el Convenio MARPOL deben tener un libro de registro de hidrocarburos en el que el ingeniero jefe registrará todas las transferencias y descargas de hidrocarburos o lodos dentro del buque. Esto es necesario para que las autoridades puedan controlar si la tripulación de un buque ha realizado alguna descarga ilegal de hidrocarburos en el mar. [ cita requerida ]
Al hacer las anotaciones en el libro de registro de hidrocarburos , parte I, se insertarán la fecha, el código de operación y el número de artículo en las columnas correspondientes y se registrarán los datos necesarios en orden cronológico tal como se hayan realizado a bordo. Cada operación se registrará íntegramente sin demora, de modo que se completen todas las anotaciones en el libro correspondientes a esa operación. [7]
En 1948, el gobierno federal de los Estados Unidos aprobó una Ley de Control de la Contaminación del Agua (Water Pollution Control Act, WPA). [8] Esta ley otorgó derechos al director general de sanidad pública para elaborar programas destinados a reducir la contaminación de las aguas del mundo. La principal preocupación era ahorrar agua, proteger a los peces y disponer de agua limpia para uso agrícola. La WPA también ayudó a iniciar el proceso de construcción de plantas de tratamiento de agua, con el fin de evitar que las aguas residuales contaminaran el agua potable. En 1972, la WPA se modificó para incluir más requisitos con el fin de garantizar que el agua fuera químicamente sana. Esta enmienda también impulsó las normas para garantizar que la calidad del agua fuera la adecuada. [9] En 1987, la WPA se modificó de nuevo para establecer un control aún más estricto de la contaminación del suministro de agua. Con esta nueva enmienda, las fuentes de agua debían cumplir un conjunto específico de criterios para luchar contra la contaminación. [10]
Marpol 73/78 es el Convenio internacional para prevenir la contaminación por los buques, 1973, modificado por el Protocolo de 1978. ("Marpol" es la abreviatura de contaminación marina y 73/78 es la abreviatura de los años 1973 y 1978.) [11]
El Convenio Marpol 73/78 es uno de los convenios internacionales más importantes sobre el medio ambiente marino. Fue concebido para reducir al mínimo la contaminación de los mares, incluidos los vertidos, la contaminación por petróleo y los gases de escape. Su objetivo declarado es preservar el medio ambiente marino mediante la eliminación completa de la contaminación por petróleo y otras sustancias nocivas y la reducción al mínimo de los vertidos accidentales de dichas sustancias. [11]
Las normas de la Ley de Agua Limpia limitan lo que se puede descargar al mar desde un OWS en aguas de los EE. UU. Los límites actuales son < 15 mg/L de petróleo para descargas dentro de las 12 millas náuticas de la costa o 100 mg/L fuera de ese límite. [12]
Los países europeos y Canadá tienen normas más estrictas sobre las descargas y estas deben contener menos de 5 mg/L de contaminantes. [13]
La descarga de aguas contaminadas con petróleo también está sujeta a controles internacionales como el Convenio internacional para prevenir la contaminación por los buques ( MARPOL ) y la Organización Marítima Internacional (OMI). Estas organizaciones establecen límites estrictos para proteger la vida marina y los entornos costeros. Estas agencias exigen que se mantengan registros de cualquier descarga de agua contaminada. [14]
Un separador de placas por gravedad contiene una serie de placas oleófilas a través de las cuales fluye el agua contaminada. El petróleo en el agua se fusiona en la parte inferior de la placa y finalmente forma gotitas antes de fusionarse en petróleo líquido que flota fuera de las placas y se acumula en la parte superior de la cámara. El petróleo que se acumula en la parte superior se transfiere luego al tanque de petróleo usado en el buque, donde luego se descarga a una instalación de tratamiento en tierra. Este tipo de separador de agua oleosa es común en los barcos, pero tiene fallas que reducen la eficiencia. Las partículas de petróleo de veinte micrómetros o menos no se separan. La variedad de desechos oleosos en el agua de sentina puede limitar la eficiencia de eliminación, especialmente cuando hay petróleos muy densos y altamente viscosos, como el petróleo de combustible . Las placas deben reemplazarse cuando se ensucian, lo que aumenta los costos de operación. [15]
La purificación de aguas residuales de aceites y contaminantes mediante emulsión electroquímica es un tema de investigación y desarrollo activo. La emulsión electroquímica implica la generación de burbujas electrolíticas que atraen contaminantes como lodos y los llevan a la parte superior de la cámara de tratamiento. Una vez en la parte superior de la cámara de tratamiento, el aceite y otros contaminantes se transfieren a un tanque de aceite usado. [16]
La biorremediación es el uso de microorganismos para tratar el agua contaminada. Para los microorganismos se necesita un entorno cuidadosamente gestionado que incluya nutrientes e hidrocarburos como el petróleo u otros contaminantes, y oxígeno.
En estudios a escala piloto, se utilizó la biorremediación como una etapa de un proceso de purificación de varias etapas que incluía un separador de placas para eliminar la mayoría de los contaminantes y fue capaz de tratar contaminantes en concentraciones muy bajas, incluidos contaminantes orgánicos como glicerol, solventes, combustible para aviones, detergentes y fosfatos. Después del tratamiento del agua contaminada, el dióxido de carbono, el agua y un lodo orgánico fueron los únicos productos residuales. [15]
Un separador centrífugo de agua y aceite , un separador centrífugo de aceite y agua o un separador centrífugo de líquido-líquido es un dispositivo diseñado para separar aceite y agua por centrifugación. Generalmente contiene un recipiente cilíndrico que gira dentro de un recipiente estacionario más grande. El líquido más denso, generalmente agua, se acumula en la periferia del recipiente giratorio y se recoge desde el costado del dispositivo, mientras que el líquido menos denso, generalmente aceite, se acumula en el eje de rotación y se recoge desde el centro. Los separadores centrífugos de aceite y agua se utilizan para el procesamiento de aguas residuales y para la limpieza de derrames de petróleo en el mar o en lagos. Los separadores centrífugos de aceite y agua también se utilizan para filtrar diésel y aceites lubricantes eliminando las partículas de desecho y las impurezas de ellos.
En un buque operado correctamente, solo se encuentran pequeñas cantidades de sentina, siempre y cuando no haya fallas en el equipo. Pero incluso los buques mejor operados sufren fallas en el equipo, lo que rápidamente da como resultado sentinas contaminadas. A veces, estos contaminantes son enormes y plantean un serio desafío para la tripulación, que debe lidiar con ellos de manera legal. [4]
Un sistema OWS ideal permitirá a las agencias de control y aplicación de la normativa determinar con claridad y facilidad si se están violando las normas del sistema OWS. En la actualidad, no existe un método claro y eficiente para determinar si se violan o no las normas. En el nivel más básico, la ausencia absoluta de cualquier tipo de estandarización de los sistemas OWS hace que la investigación inicial sea confusa, sucia, lleve mucho tiempo y, a veces, simplemente incorrecta. En la industria marítima existe una larga e importante tradición de "colaboración" en las investigaciones forenses marítimas, en las que todas las partes interesadas examinan las mismas cosas al mismo tiempo. Sin embargo, debido al carácter delictivo de las violaciones del OWS, se abandona el concepto de colaboración, lo que conduce a métodos de investigación técnica muy deficientes y a graves interrupciones innecesarias de las operaciones de los buques. [4]
Se están realizando diversos esfuerzos para mejorar el enfoque general del sistema OWS. En 2015, en la Conferencia de Estudios MAX1 celebrada en Wilmington, Carolina del Norte, líderes marítimos de muchos sectores diferentes se reunieron para discutir problemas y posibles soluciones en relación con la gestión de flujos de desechos. [17]