Un separador de agua y aceite ( OWS ) (marino) es un equipo específico para la industria marítima o naviera. Se utiliza para separar mezclas de aceite y agua en sus componentes separados. Esta página se refiere exclusivamente a separadores de agua oleosa a bordo de embarcaciones marinas. Se encuentran a bordo de barcos donde se utilizan para separar el petróleo de las aguas residuales aceitosas, como el agua de sentina, antes de que las aguas residuales se viertan al medio ambiente. Estos vertidos de aguas residuales deberán cumplir los requisitos establecidos en Marpol 73/78 . [1]
El agua de sentina es un subproducto casi inevitable de las operaciones a bordo de los barcos. Fugas de aceite de maquinaria en funcionamiento, como generadores diésel, compresores de aire y el motor de propulsión principal. Los OWS modernos tienen alarmas y dispositivos de cierre automático que se activan cuando el contenido de aceite almacenado en las aguas residuales excede un cierto límite (15 ppm: 15 cm3 de aceite en 1 m3 de agua). [ cita necesaria ]
.jpg/1280px-Piping_Pic-page0001_(2).jpg)
El objetivo 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 directrices y especificaciones revisadas para equipos de prevención de la contaminación para sentinas de espacios de máquinas de buques. Cada OWS debe poder lograr agua de sentina limpia con menos de 15 ppm de aceite tipo C o aceite muy emulsionado, y cualquier otro contaminante que pueda encontrarse. Todos los monitores de contenido de aceite (OCM) deben ser a prueba de manipulaciones. Además, siempre que se limpie el OWS, el OCM debe estar activo. Un OWS debe poder eliminar contaminantes además de aceite. Algunos de estos agentes contaminantes incluyen aceite lubricante, productos de limpieza, hollín de la combustión, fueloil, óxido, aguas residuales y varias otras cosas que pueden ser perjudiciales para el medio ambiente del océano. [4]
La zona de sentina es la zona más baja de un barco. El agua de sentina que aquí se recoge incluye agua de drenaje o agua sobrante de las calderas, tanques recolectores de agua, agua potable y otros lugares donde el agua no pueda desbordarse. Sin embargo, el agua de sentina no incluye sólo el drenaje de agua. Otro sistema que desemboca en el sistema de sentina proviene de la zona de propulsión del barco. Aquí los combustibles , lubricantes , fluidos hidráulicos , anticongelantes , disolventes y productos químicos de limpieza drenan en pequeñas cantidades a las sentinas de la sala de máquinas. El objetivo del OWS es eliminar una gran proporción de estos contaminantes antes de su vertido al medio ambiente (por la borda al mar). [ cita necesaria ]
Todos los equipos OWS, nuevos o viejos, pueden, en un laboratorio, separar automáticamente el petróleo y el agua para producir agua limpia para su descarga al mar que no contenga más de 15 partes por millón de petróleo. Los equipos OWS se aprueban probándolos con cócteles específicos de mezcla de aceite y agua. Inicialmente estas combinaciones eran muy simples, básicamente no más que una mezcla de agua limpia y combustible diesel, pero se han vuelto más sofisticadas bajo MARPOL MEPC 107(49). [3] [4] La gran mayoría de estos muchos modelos, fabricantes y tipos de equipos comienzan con algún tipo de separación por gravedad del agua de sentina. Simplemente dejar reposar el aceite y el agua se llama decantar , y esto no siempre cumple con el criterio de las 15 ppm, por lo que cada fabricante ha añadido características adicionales a sus equipos para garantizar que se pueda cumplir este criterio. La separación que tiene lugar dentro del OWS permite que el aceite que flota hacia la parte superior sea desnatado automáticamente hacia un tanque de lodos o un tanque de retención de aceite sucio. [4] No existe un estándar oficial para la convención de nomenclatura de tanques, pero hay algunas propuestas al respecto. [5]
Un OWS debe estar equipado con un medidor de contenido de petróleo (OCM) que muestree el agua de descarga al agua del OWS para determinar el contenido de petróleo. Si el contenido de aceite es inferior a 15 ppm, el OCM permite que el agua se descargue por la borda. 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 corto período de tiempo, recirculará el agua de descarga al agua a un tanque en el lado de succión del OWS. [4]
Un OCM toma una muestra de la línea de descarga al agua del OWS y proyecta una luz a través de la muestra hasta un sensor óptico. Dado que las pequeñas gotas de aceite difractarán y difundirán la luz, un cambio en la señal en el sensor indicará la presencia de aceite. Con una determinada configuración de señal que equivale aproximadamente a 15 ppm, el sensor concluirá que hay demasiado aceite pasando por la línea de descarga. [4] Esta calibración generalmente se realiza en un laboratorio, pero se puede probar utilizando un líquido de tres muestras a bordo del recipiente. Si el OCM termina tomando muestras de una cierta cantidad de petróleo pesado, el OCM se contaminará y será necesario lavarlo o limpiarlo. [4]
.JPG/1280px-Engine_Room_(Shipboard).JPG)
La limpieza se puede realizar haciendo correr agua dulce a través del OCM a través de 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 colectores de petróleo. Puede haber dos etapas. El filtro de primera etapa elimina las impurezas físicas presentes y promueve una separación fina. El filtro de segunda etapa utiliza insertos coalescentes para lograr el desengrase final. 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 aceite de los espacios colectores se drena automática o manualmente. En la mayoría de los barcos modernos, el aceite de los espacios colectores se drena automáticamente. [6]
Todos los buques de carga donde sea aplicable el Convenio MARPOL deben tener un libro de registro de hidrocarburos donde 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 barco ha realizado descargas ilegales de petróleo en el mar. [ cita necesaria ]
Al realizar anotaciones en la Parte I del libro registro de hidrocarburos , la fecha, el código de operación y el número de artículo se insertarán en las columnas correspondientes y los datos requeridos se registrarán en orden cronológico tal como se hayan ejecutado a bordo. Cada operación deberá registrarse íntegramente y sin demora, de modo que se completen todos los asientos en el libro correspondientes a esa operación. [7]
En 1948, en Estados Unidos, el gobierno federal aprobó una Ley de Control de la Contaminación del Agua (WPA). [8] Esta ley otorgó derechos al cirujano general del servicio de salud pública para realizar programas para disminuir la cantidad de contaminación en las aguas del mundo. La principal preocupación era ahorrar agua, proteger a los peces y tener agua limpia para uso agrícola. La WPA también ayudó a iniciar el proceso de construcción de plantas de tratamiento de agua. Esto es para proteger contra las aguas residuales que contaminan el agua potable. En 1972, la WPA fue modificada para incluir más requisitos con el fin de garantizar que el agua sea químicamente sana. Esta enmienda también impulsó regulaciones para garantizar que la calidad del agua estuviera a la altura. [9] En 1987, la WPA fue modificada nuevamente para imponer un control aún más estricto a la contaminación del suministro de agua. Con esta nueva enmienda las fuentes de agua debían ajustarse a un conjunto específico de criterios para luchar contra la contaminación. [10]
Marpol 73/78 es el Convenio internacional para la prevención de la contaminación por los buques, 1973, modificado por el Protocolo de 1978. ("Marpol" es la abreviatura de contaminación marina y 73/78, la abreviatura de los años 1973 y 1978.) [11]
Marpol 73/78 es uno de los convenios internacionales sobre medio ambiente marino más importantes. Fue diseñado para minimizar la contaminación de los mares, incluidos los vertidos, el petróleo y la contaminación por gases de escape. Su objetivo declarado es preservar el medio marino mediante la eliminación completa de la contaminación por petróleo y otras sustancias nocivas y la minimización de los vertidos accidentales de dichas sustancias. [11]
Las regulaciones de la Ley de Agua Limpia limitan lo que se puede descargar al mar desde un OWS en aguas de EE. UU. Los límites actuales son < 15 mg/L de petróleo para descargas dentro de 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 descargas y las descargas deben contener menos de 5 mg/L de contaminantes. [13]
Los vertidos de aguas contaminadas con petróleo también están sujetos a controles internacionales como el Convenio Internacional para la Prevención de 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 aceite en el agua se fusiona en la parte inferior de la placa y eventualmente forma gotas antes de fusionarse en aceite 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 barco, 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 disminuyen la eficiencia. Las partículas de aceite de veinte micrómetros o menos no se separan. La variedad de desechos oleosos en el agua de sentina puede limitar la eficiencia de la eliminación, especialmente cuando están presentes hidrocarburos muy densos y muy viscosos, como el aceite de combustible . Las placas deben reemplazarse cuando están sucias, lo que aumenta los costos de operación. [15]
La purificación de aceites y contaminantes de aguas residuales mediante emulsificación electroquímica se encuentra activamente en investigación y desarrollo. La emulsificación electroquímica implica la generación de burbujas electrolíticas que atraen contaminantes como los lodos y los transportan 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. Se necesita un entorno cuidadosamente gestionado para los microorganismos que incluya nutrientes e hidrocarburos como el petróleo u otros contaminantes, y oxígeno.
En estudios a escala piloto, la biorremediación se utilizó como una etapa en un proceso de purificación de múltiples etapas que involucraba 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, los únicos productos residuales fueron dióxido de carbono, agua y un lodo orgánico. [15]
Un separador centrífugo agua-aceite , separador centrífugo aceite-agua o separador centrífugo líquido-líquido es un dispositivo diseñado para separar aceite y agua mediante centrifugación. Generalmente contiene un contenedor cilíndrico que gira dentro de un contenedor estacionario más grande. El líquido más denso, normalmente agua, se acumula en la periferia del recipiente giratorio y se recoge del lateral del dispositivo, mientras que el líquido menos denso, normalmente aceite, se acumula en el eje de rotación y se recoge del centro. Los separadores centrífugos de agua y aceite 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 una embarcación operada correctamente, sólo habrá pequeñas cantidades de sentina, siempre y cuando no haya fallas en el equipo. Pero incluso los buques mejor operados sufren fallas en los equipos, lo que rápidamente resulta en sentinas contaminadas. A veces, estos contaminantes son masivos y plantean un serio desafío para que la tripulación los trate de manera legal. [4]
Un sistema OWS ideal hará que sea claro y fácil para las agencias reguladoras determinar si se están violando las regulaciones del sistema OWS. En la actualidad, no existe un método claro y eficaz para determinar si se infringen 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, lenta y, a veces, simplemente incorrecta. En la industria marítima existe una larga e importante tradición de "colaboración" en las investigaciones forenses marinas, donde todas las partes interesadas examinan las mismas cosas al mismo tiempo. Sin embargo, debido al carácter criminal de las violaciones de OWS, se abandona el concepto de unión, lo que conduce a métodos de investigación técnicos muy deficientes y graves perturbaciones innecesarias en las operaciones de los buques. [4]
Se están realizando varios 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 relacionados con la gestión del flujo de residuos. [17]