INGENIERO QUÍMICO METODOLOGÍA DE ACTUACIÓN ANTE UN VERTIDO DE FUEL-OIL EN LA COSTA ASTURIANA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD DE OVIEDO PROYECTO INDUSTRIAL INGENIERO QUÍMICO METODOLOGÍA DE ACTUACIÓN ANTE UN VERTIDO DE FUEL-OIL EN LA COSTA ASTURIANA SILVIA FERNÁNDEZ NAVA ELISA FERNÁNDEZ PAZ DAVID SÁEZ PÉREZ PATRICIA SÁNCHEZ SÁNCHEZ FRANCISCO JAVIER SUÁREZ PEREIRO MARÍA VEGA ÁLVAREZ JULIO, 2004

2 Agradecimientos Deseamos expresar nuestro más sincero agradecimiento a las siguientes personas por su valiosa ayuda en la realización de este trabajo. Prof. José Ramón Álvarez Saiz, tutor del presente Proyecto. Prof. José Ramón Bergueiro (Universitat Illes Balears). Luis Ríos y Josecely Fernández, inventores de la Chapapotera. Jesús Cortés Echanove, Capitán de Marina. José Francisco Carrasco Fidalgo (Centro de Experimentación Pesquera de Gijón). Eva María Llera González (Centro de Experimentación Pesquera de Gijón). Jorge Luis Alcázar Álvarez (Centro de Experimentación Pesquera de Gijón). Prof. Roberto Fernández Rico (Escuela Universitaria de Marina Civil). Jesús Cabal Naves (Instituto Oceanográfico de Gijón). Pablo Cabriffosse (Autoridad Portuaria de Gijón). Luis del Fresno (Capitanía Marítima de Gijón). Prof. Ricardo Álvarez (Dpto. Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente). Marián Llorca Baragaño (IZAR Astillero Gijón) Personal integrado en Centro del 112 de Asturias. Personal integrado en el Cuerpo de Bomberos de la Ciudad de Oviedo. Prof. José Manuel Sierra y colaboradores ( Dpto. Ingeniería Mecánica, U. de Oviedo)

3 Resumen RESUMEN El presente Proyecto aborda el grave problema medioambiental que suponen los vertidos de fuel en aguas marinas. Es bien conocido que este tipo de derrames no sólo afecta a la vida acuática, sino también a todos los ecosistemas que la rodean. Sin embargo, las actividades cotidianas exigen que el transporte de crudo se realice desde los países productores hasta los consumidores produciéndose, inevitablemente, desastres de la magnitud que aquí se consideran. Consecuentemente, resulta imprescindible el desarrollo de sistemas de recogida eficaces en alta mar que aseguren que una mínima parte del fuel llegue a tierra, así como, que este bien tan preciado no pierda sus propiedades y, por lo tanto, pueda ser tratado directamente como si el vertido no se hubiese producido. Por otro lado, se procede a la comparación entre la recogida de fuel por parte de un barco anticontaminación y esta nueva propuesta, la relativa a la utilización de la chapapotera, la cual está especialmente pensada para los crudos más comúnmente transportados y difíciles de recoger. Se considera vital, asimismo, el desarrollo de una estrategia de respuesta que combine actuaciones en el ámbito marítimo y terrestre, que asegure los medios, la coordinación y la rapidez adecuada para que la actuación sea rápida, conjunta y acorde a la magnitud del desastre. Finalmente, se llevará a cabo una evaluación económica de ambas opciones de recogida, con el fin de establecer la inversión económica y la rentabilidad de cada una de ellas, teniendo presente en todo momento que no se debería escatimar en inversiones enfocadas a la adecuada conservación del medio ambiente, ya que ésta repercute directamente sobre todos y cada uno de los que habitan este planeta. I

4 ÍNDICE GENERAL I. RESUMEN I 1. OBJETO 1 2. CONSIDERACIONES BÁSICAS Vertidos de Hidrocarburos Introducción histórica Causas de los vertidos de hidrocarburos Consecuencias de los derrames de hidrocarburos Evolución de la mancha tras un vertido Características del petróleo Fenómenos que afectan al derrame Extensión del derrame sobre la superficie del agua Desplazamientos de la mancha de crudo Procesos de envejecimiento del crudo Evaporación Disolución Emulsificación Oxidación Biodegradación Modelos de predicción de la evolución del derrame Zonas costeras sensibles al hidrocarburo Clasificación de las costas. Índice de sensibilidad ambiental (ISA) Zonas costeras a tener en cuenta Zona de régimen de marea Fauna y zonas protegidas Los peces, actividades pesqueros, los crustáceos y acuicultura Zonas de importancia socioeconómica Mapas de sensibilidad Estudio de la costa asturiana Técnicas y equipos de limpieza 50

5 2.4.1 Zona marítima. Prevención equipos de contención y recogida. Tratamiento 50 de vertidos in situ Prevención de vertidos Contención y recogida. Métodos mecánicos Uso de sustancias químicas. Métodos químicos Incineración in situ Utilización de técnicas láser Método de limpieza de pequeñas manchas de fuel Biodegradación o biorremediación Degradación natural Zona costera. Técnicas de limpieza en tierra Limpieza natural Limpieza manual Uso de barreras anticontaminación Recogida mecánica Uso de materiales absorbentes Aspiración mecánica Lavado con agua lavado con arena Uso de dispersantes Técnicas de bioestimulación y biodegradación Incineración Técnicas de cribado de suelo Almacenamiento y tratamiento de los residuos de crudo de petróleo Planificación de contingencias Consideraciones generales Estudio general de la planificación de contingencias Estructura e información recogida en un plan de Contingencias Estructura y proceso de elaboración del Plan Operativo DISEÑO DEL PROCESO Barco Anticontaminación Las barreras del barco Sweeping arms o brazos abatibles Diseño del skimmer Las bombas del barco Almacenamiento en los tanques del barco 93

6 Sistema de calefacción del tanque Calderas de calefacción Preparación de los tanques Otros sistemas de almacenimiento Diseño de la chapapotera Descripción de la chapapotera Funcionamiento Cálculo del rendimiento de recogida Cálculo de la potencia de los motores del tambor Fin de la operación de recogida La bomba de la chapapotera Cálculo de la potencia de los motores de la bomba Otras posibles mejoras de la chapapotera Diseño del Plan Operativo Descripción del incidente Alcance y ámbito de aplicación Objeto del Plan Operativo Activación de los Planes de Contingencias. Estructura organizativa y 116 funciones Estructura de dirección y coordinación Estructura operativa Medios técnicos para la actuación en mar Medios de la Sociedad de Salvamento marítimo Otros medios de actuación en mar Clasificación de la costa según el nivel de gravedad Niveles de gravedad en mar Niveles de gravedad en tierra Acción y operaciones Notificación del incidente Predicción de la evolución del vertido Selección de la metodología de limpieza y determinación de la 144 estrategia de respuesta Operatividad y movilización de medios Estimación del rendimiento de las operaciones de recogida de fuel 170 en el mar Control de operaciones DIAGRAMA DE TECNICAS DE LIMPIEZA 191

7 4.1 Diagrama de selección de técnicas de limpieza Diagrama de selección de técnicas de limpieza en el mar Diagrama de selección de técnicas de limpieza en tierra EVALUACIÓN ECONÓMICA Consideraciones previas Activo fijo o capital inmovilizado Costes deoperación Estudio Comparativo de las alternativas Alternativa 1: Alternativa de dos barcos Anticontaminación Alternativa 2: Empleo de la chapapotera Comparativa final Evaluación económica del Plan Operativo Marítimo APÉNDICES Conclusiones del proyecto Fuentes de información Relación de libros, artículos científicos y patentes consultados Direcciones de Internet consultadas Fuentes de información consultadas Comunicaciones personales Lista de símbolos Lista de abreviaturas Lista de tablas Lista de figuras Anexos Seguridad Consideraciones generales Información para la salud Sistemas de protección a emplear Emergencia y primeros auxilios Peligro de fuego o explosión Seguridad colectiva en las operaciones de limpieza Objetivos y principios 237

8 7.1.3 Protección individual en las operaciones de limpieza Protección sanitaria de las personas Descontaminación del personal Nomograma para el cálculo de la longitud equivalente de los obstáculos en la 243 conducción 7.3 Tabla de funcionamiento de la soplante 244

9 1. OBJETO

10 Objeto La creciente preocupación internacional por los accidentes marítimos de buques petroleros que han derramado importantes cantidades de hidrocarburos en el mar, hace necesaria la adopción de medidas adecuadas de prevención y lucha contra la contaminación marina accidental. La intensidad del transporte marítimo de petróleo que transcurre cerca de las costas españolas, las convierte en el escenario propicio para sufrir accidentes marítimos con graves consecuencias a nivel local. Sin embargo, se estima que los derrames originados por accidentes de petroleros contribuyen en un pequeño porcentaje del total de las toneladas de hidrocarburos que contaminan anualmente el mar. A pesar de ello, los desastres ambientales que originan son muy importantes porque producen vertidos de masas de petróleo muy concentradas que forman manchas de gran extensión, provocando graves consecuencias sobre los ecosistemas marinos y la economía de las ciudades costeras de la zona afectada. Los Planes de Contingencias por contaminación marina accidental determinan las líneas de actuación a seguir en estos casos. En ellos se describen esencialmente los aspectos organizativos de los mecanismos de respuesta. Además, deben aportar información sobre el área geográfica cubierta por el Plan, los medios técnicos y humanos disponibles, y deben proporcionar las directrices estratégicas y operativas generales para la lucha contra la contaminación, entre otra información. Es importante la existencia de estos Planes a distintos niveles. En esta línea, han de establecerse Planes de Contingencias a nivel local, territorial y nacional, que han de ser activados en función de la magnitud del derrame producido, según afecte a una determinada instalación, la zona costera de una Comunidad Autónoma o bien el vertido esté mar adentro. 2

11 Objeto Es casi imposible recoger en un Plan de Contingencias todas las estrategias de respuesta posibles, puesto que éstas varían en función del caso concreto, pero sí dan una serie de directrices generales a partir de las cuales se elaboran los Planes Operativos. Dichos Planes se elaboran y ponen en marcha después de una primera evaluación de la situación y es en ellos donde se indican las acciones concretas a llevar a cabo según el caso. Dentro del Plan Operativo hay que distinguir la actuación en dos zonas diferenciadas. Por un lado, hay que desarrollar una estrategia de respuesta en el mar, cuyo fin es evitar en lo posible que el derrame alcance la costa, especialmente las zonas de mayor sensibilidad. Adicionalmente, también es necesaria una estrategia de respuesta a nivel terrestre, ya que es raro el caso en que el derrame no impacte en la costa más cercana como consecuencia de los vientos y las corrientes marinas. Dentro de las operaciones de respuesta en el mar se contemplan las labores de contención, recuperación, dispersión, e incluso el tratamiento del contaminante en función de sus características. Existen barcos específicos anticontaminación que cuentan con los equipos necesarios para llevar a cabo estas operaciones. Las medidas de contención incluyen la utilización de barreras y cercos de distintos tipos. En la recuperación de los contaminantes los sistemas más empleados son los skimmers, los materiales absorbentes y la recogida manual. Las medidas de dispersión suelen utilizarse en episodios de contaminación de pequeña envergadura o en los casos en los que es necesaria una fragmentación de la mancha contaminante para facilitar su retirada. Por último, en caso de que sea necesario el tratamiento del derrame de petróleo en el mar, se pueden emplear agentes hundidores, gelificantes, agentes biológicos y agentes de combustión, según el caso. Por otro lado, dentro de las operaciones de respuesta en tierra se contemplan las labores de limpieza y recuperación del entorno, así como el almacenamiento y la gestión de los residuos. La limpieza en tierra consiste básicamente en recogida manual, uso de agua a presión o el empleo de técnicas como la biorremediación. Actualmente no existe ningún Plan de Contingencias Territorial en Asturias, aunque como consecuencia del accidente del Prestige, la oficina de Protección Civil del Principado de Asturias elaboró un Plan Operativo para la limpieza de fuel en las playas, como previsión de que llegase una pequeña parte de dicho fuel a la costa asturiana. Estas labores de limpieza y restauración terrestres tratan de minimizar el impacto de los hidrocarburos sobre la zona afectada, sin embargo, no existe actualmente ninguna estrategia de respuesta que tenga en 3

12 Objeto cuenta también la contención y recogida del hidrocarburo en el mar, cuando ésta sería la actuación recomendable para la prevención del daño en la costa. Por otro lado, los recientes acontecimientos relativos al accidente del Prestige, han dejado patente la insuficiencia en España, a pesar de sus 7881 km de costa, de los medios materiales necesarios para la adecuada actuación en caso de vertido marino accidental. El objetivo del presente Proyecto de Fin de Carrera es el estudio de la posible adquisición de una embarcación anticontaminación y la elaboración de una propuesta de Plan Operativo en el que se determine la respuesta a seguir ante un supuesto vertido accidental de fuel en la costa asturiana. La información recogida en el Proyecto supone un sistema de ayuda para el posible diseño de un futuro Plan de Contingencias Territorial en Asturias. En el capítulo de consideraciones básicas del presente Proyecto se exponen la historia, causas y consecuencias de los derrames de hidrocarburos, la evolución y los procesos que afectan al vertido, las zonas costeras y recursos más sensibles, así como las técnicas y equipos empleados para la limpieza en mar y en tierra, para finalmente explicar en qué consiste la planificación de contingencias y cómo se elabora un Plan Operativo. El capítulo de diseño se divide en dos partes. En primer lugar, se proponen los equipos anticontaminación, supuesto un vertido de fuel pesado, con que debe contar uno de los dos buques de salvamento y lucha contra la contaminación cuya construcción ya ha sido contratada por la Sociedad de Salvamento y Seguridad Marítima (Sasemar). Como alternativa a este buque con sus equipos, se propone la adquisición de un catamarán de grandes dimensiones que integra un sistema de recuperación especial para hidrocarburos de alta viscosidad; se trata de la patente asturiana conocida como chapapotera. Por otro lado, se aborda el diseño de una propuesta de Plan Operativo para un vertido accidental concreto de fuel en la costa asturiana, realizando una simulación del vertido, un estudio de la zona afectada, la selección de la estrategia a seguir y determinando las acciones operativas a llevar a cabo. En el capítulo siguiente se presentan los organigramas de las estrategias de respuesta para las operaciones tanto en mar como en tierra. Finalmente, se aborda la evaluación económica de las dos opciones de embarcaciones posibles con los equipos dispuestos. 4

13 2. CONSIDERACIONES BÁSICAS

14 Consideraciones básicas 2.1 VERTIDOS DE HIDROCARBUROS Introducción histórica La industria petrolera produce, transporta, refina y comercializa más de 3000 millones de toneladas de crudo al año. Debido a que los países consumidores de crudos de petróleo y productos derivados están alejados de los países productores, es necesario efectuar su transporte (Figura 1), lo que normalmente se lleva a cabo en barcos de gran tonelaje. Cada día, más de 6000 buques petroleros surcan los océanos, muchos de ellos en pésimas condiciones de navegación y, por lo tanto, con el consiguiente riesgo de sufrir accidentes. De hecho, se estima una media mensual de dos derrames accidentales y unos tres millones de toneladas de crudo vertidas al año con graves consecuencias de contaminación para los diferentes ecosistemas marinos. Figura 1. Rutas más importantes de transporte de petróleo por mar (Web 26). Según un informe publicado por la Asociación Internacional Oceana, Europa es el principal receptor mundial de hidrocarburos por mar, llegando a recibir cerca de 500 millones de toneladas de crudo y en torno a 250 millones de productos refinados, como gasolina, fuel, gasóleo, etc. Además, las aguas europeas se encuentran en el camino de muchos otros petroleros que transportan su carga a distintos destinos, por lo que el monto total de crudo cada año en las aguas de la UE sería superior a los 1000 millones de toneladas. Para dar respuesta a esta enorme demanda, unos petroleros operan en las aguas europeas, realizando alrededor de 6000 viajes anuales para abastecer el mercado de crudo. España, que se encuentra en el camino de las dos principales vías de entrada de hidrocarburos en Europa, 6

15 Consideraciones básicas registra en sus puertos el 12% del movimiento de las mercancías por mar. Además, el estrecho de Gibraltar es uno de los puntos más congestionados del tráfico marítimo, siendo atravesado cada año unos buques con mercancías peligrosas. Se estima que más de la tercera parte de la contaminación que soportan las aguas marinas provienen del transporte de crudo. Anualmente se producen unos 300 accidentes en buques petroleros, lo que provoca el vertido de entre y toneladas de hidrocarburos, a los que habría que añadir los procedentes de los vertidos ilegales y las operaciones rutinarias de los buques, que suman cada año a la contaminación marina entre y más de 2.5 millones de toneladas de hidrocarburos. Desde principios del siglo XX se han constatado más de 200 accidentes de buques que han vertido cientos de miles de toneladas de petróleo en todo el mundo. Entre los accidentes más importantes de petroleros se encuentran los mencionados a continuación. 19 Diciembre, Omán- El petrolero surcoreano Sea Star derramó alrededor de toneladas de petróleo en el golfo de Omán. 25 Febrero, El petrolero Liberiano Hawaiian Patriot se incendió en el pacífico Norte vertiendo toneladas. 16 marzo, Francia- Alrededor de toneladas de petróleo se vertieron en la costa francesa afectando a unas 125 millas de costa de Bretaña. 24 marzo, USA- El Exxon Valdez derramó toneladas de sobre las costas de Alaska. 3 Diciembre, España- El petrolero griego Aegean Sea embarrancó y se rompió en dos cerca de La Coruña, vertiendo toneladas de petróleo. 13 diciembre, Francia- El petrolero maltés Erika se hundió en el noroeste de Francia vertiendo toneladas. 19 noviembre, España- El petrolero Prestige, transportando toneladas de fuel oil, se hundió en la costa noroeste de España. 7

16 Consideraciones básicas Sin embargo, la importancia de los grandes vertidos es relativamente baja con respecto al total, ya que se estima que el 85% de los vertidos de hidrocarburos corresponden a derrames menores de 7 toneladas. En los datos recogidos por las estadísticas más fiables desde el año 1970 hasta el año 2002, se observa un decrecimiento significativo tanto en el número de accidentes como en las cantidades vertidas. Así, por ejemplo, la cuantía de vertidos de más de 700 toneladas en la década de los 90 se sitúa aproximadamente en la tercera parte de las acontecidas durante la década de los 70. Esta tendencia a la reducción deriva de las mejoras en prevención y avances en el diseño de infraestructuras dedicadas a la extracción y transporte de hidrocarburos Causas de los vertidos de hidrocarburos En cuanto a las causas que contribuyen a la contaminación marina por hidrocarburos se puede observar, según los datos de la Academia de Ciencias de EEUU (Fig. 2), que las cantidades mayores no son debidas a los accidentes de buques petroleros (12%), sino al lastrado de embarcaciones (33%) y a las descargas de agua de procesos de refinerías costeras, al igual que de otras industrias y residuos de alcantarillados y drenaje urbano (37%). Figura 2. Entradas más importantes de hidrocarburos en el entorno marino (Web 27). También pueden llegar al mar hidrocarburos procedentes de precipitaciones atmosféricas (9%), casi siempre originados por los escapes de vehículos terrestres. Esta última cantidad es muy difícil de cuantificar con exactitud. Además, contribuye a esta contaminación las filtraciones naturales (7%) producidas en regiones de actividad tectónica. Por último, hay que considerar los derrames por explotación y producción en torres petrolíferas (2%). 8

17 Consideraciones básicas Las actividades de exploración y explotación de los fondos marinos, contribuyen en un pequeño porcentaje (2%) a la llegada total de hidrocarburos a los océanos al cabo del año. Existe una pérdida y derrame crónico de petróleo asociado a su producción en plataformas petrolíferas marinas que se estima es de 100 kg de vertido de crudo cada 1000 t extraídas, lo que supone un total de t/año vertidas al mar. Los accidentes en las plataformas petrolíferas fuera de la costa son poco frecuentes aunque se estima que las cantidades derramadas son de t/año. El riesgo de accidentes es menor durante la fase de producción que durante la fase de explotación, aunque un reventón en una plataforma puede contaminar el mar con grandes cantidades de hidrocarburos si no se controla rápidamente. La contaminación marítima por hidrocarburos se produce de forma importante durante las operaciones cotidianas de los buques (33%), ya sea de forma accidental, esto es, rebalse de tanques, roturas de mangueras, de líneas, pérdidas de pequeñas cantidades de casco, errores personales durante maniobras o de forma intencionada como el vertido de lastres sucios, el limpiado de tanques, sentinas, basura, aguas contaminadas, etc. En la Tabla 1 (Bergueiro et al, 1991) se detallan cuáles son las fuentes de hidrocarburos que van a parar al mar, especificando las cantidades y tanto por ciento del total. Tabla 1. Causas de derrames de hidrocarburos (Bergueiro et al, 1991). Fuente del vertido Cantidad vertida (Mt/año) Porcentaje sobre el total (%) Filtraciones naturales Producción mar adentro Transporte LOT No LOT Operaciones en dique seco Operaciones en terminales Fugas en depósitos Accidentes de petroleros Accidentes de otros buques Refinería Atmósfera Residuos municipales Residuos industriales Desagües urbanos Desagües de ríos

18 Consideraciones básicas Del total de las toneladas de crudo de petróleo que contaminan anualmente el mar como resultado de las pérdidas durante transporte, 0.7 millones de toneladas corresponden a los residuos de carga que permanecen a bordo después de la descarga del crudo. La cantidad de crudo que se pega a la estructura interna de los tanques de carga depende principalmente de tipo de crudo transportado (viscosidad, contenido en parafinas, etc.). Normalmente esta cantidad corresponde a un 0.54% de la capacidad de carga, lo que significa que en un petrolero de t de capacidad quedan retenidas 800 t en el casco. Durante las operaciones de limpieza de los tanques y deslastre una gran cantidad de este crudo puede caer al mar si no se toman las precauciones necesarias. Dicha contaminación, proveniente de los tanques, puede minimizarse utilizando procedimientos tales como los Tanques de Lastre Segregados (Segregated Ballast Tank, SBT), Sistemas de Lavado con Crudo (Crude Oil Washing, COW) o el de Carga en Cubierta (Load On Top, LOT). Todas estas cantidades de desechos de hidrocarburo, procedentes de la operación rutinaria de los buques, pueden controlarse mediante una estricta supervisión. Así, si se dispone de instalaciones receptoras adecuadas se puede recuperar todo tipo de residuos, como agua de lastre sucia y grasas provenientes de todo tipo de maquinaria. Los accidentes de buques suponen un 12% del total de los derrames y, dentro de ellos, existen diversas causas. La más importante de ellas es la debida a los derrames por carga y descarga, aunque hay que contemplar también los fallos del casco, varadas, colisiones, tomas de combustible, etc. Los porcentajes estadísticos de las causas varían dependiendo del tamaño de vertido (Figura 3). De todas las causas mediante las cuales se puede derramar un crudo de petróleo o un producto derivado al mar, se estima que en torno a un 75% corresponden a errores humanos, siendo el resto consecuencia de averías en equipos y otros. Mejoras en el adiestramiento del personal, en equipos y en métodos de trabajo hacen posible concebir esperanzas de una reducción del total de contaminantes que llegan al mar. 10

19 Consideraciones básicas Principales causas de derram es de hidrocarburos (m enores de 700 toneladas) O tras operaciones rutinarias 15% C olis ion es 2 % Carga/descarga 37% Incendios y explosiones 1% F allos d el C as c o 7 % Varadas 3% Tom a de combustible 7% O tros 28% Principales causas de derrames de hidrocarburos (7-700 toneladas) Otras operaciones rutinarias 5% Colisiones 24% Carga/descarga 28% Incendios y explosiones 1% Fallos del Casco 8% Varadas 19% Toma de combustible 2% Otros 13% Principales causas de derrames de hidrocarburos (mayores de 700 toneladas) Colisiones 28% Carga/descarga 9% Incendios y explosiones 9% Fallos del Casco 13% Toma de combustible 34% Otros 7% Figura 3. Causas principales de vertidos de petroleros para derrames menores de 7 t, de entre t y mayores de 700 t (Web 27) Consecuencias de los derrames de hidrocarburos En lo que se refiere a los efectos de un vertido, debemos considerar que si las sustancias contaminantes alcanzan la costa, debido a la alta permeabilidad de la arena, los hidrocarburos pueden penetrar hacia el subsuelo, contaminando las capas y dejando rastros irreparables en los reservorios de agua dulce. 11

20 Consideraciones básicas La llegada de una marea negra a las costas provoca una verdadera catástrofe ecológica. Los efectos de la contaminación por petróleo dependen de varios factores: tipos de petróleo (crudo o refinado), cantidad liberada, distancia del sitio de liberación desde la playa, época del año, temperatura del agua, clima y corrientes oceánicas. Los hidrocarburos que llegan al mar se extienden superficialmente debido a la existencia de una importante diferencia de densidades entre ambos líquidos, llegando a ocupar extensas áreas y dificultando por lo tanto sus posibilidades de limpieza. Se crea una capa de unos pocos micrones de espesor lo que imposibilita la interacción entre la flora y la fauna marina con la atmósfera, obstruyendo así el ciclo natural de la vida. Una parte de los hidrocarburos se evapora o es degradado lentamente por la acción de las bacterias marinas. Los hidrocarburos orgánicos volátiles del petróleo pueden provocar la muerte inmediata de varios animales, especialmente en sus formas larvales. Otras sustancias químicas permanecen en la superficie y forman burbujas flotantes que cubren las plumas de las aves que se zambullen, lo cual destruye el aislamiento térmico natural y hace que se hundan y mueran. Los componentes pesados del petróleo que se depositan en el fondo del mar pueden, del mismo modo, provocar la muerte de animales que habitan en las profundidades como cangrejos, ostras, etc. o hacerlos inadecuados para el consumo humano, puesto que los componentes del petróleo tienen efectos tóxicos y cancerígenos que son acumulativos, aumentando su concentración a medida que ascendemos en la red trófica. Además de la catástrofe natural, debe tenerse en cuenta la catástrofe socio-económica que supone un vertido de hidrocarburos, con una extensa lista de pérdidas económicas para la comunidad en diversos sectores económicos como turismo, pesca, además de afectar a miles de empresas vinculadas al litoral, agravadas por las inversiones necesarias para la recuperación de la zona. Dado que el medio marino es una de las fuentes alimenticias actuales más importantes, y que en el futuro se espera que lo sea más, cualquier hecho relacionado con la contaminación marina, tanto por su origen como para su eliminación, tiene un interés cada día más prioritario. 12

21 Consideraciones básicas 2.2 EVOLUCION DE LA MANCHA TRAS UN VERTIDO Características del petróleo El crudo de petróleo está constituido por una amplia gama de hidrocarburos gaseosos, líquidos y sólidos. En términos generales, el fraccionamiento de un crudo de petróleo produce las siguientes fracciones en orden creciente de puntos de ebullición y densidad: GLP (gases licuados), gasolina, queroseno, gas-oil, fuel-oil, lubricantes, parafinas y asfaltos. Las características físicas y químicas de cada una de ellas son diferentes y determinan su comportamiento cuando son derramadas sobre la superficie marina. Peso específico relativo: Es la relación entre la masa de una sustancia y la masa de un mismo volumen de agua. Dado que su valor es menor que la unidad, el crudo flotará en el agua, exceptuando aquellos derrames envejecidos de crudos muy pesados o fracciones pesadas del mismo. Esta magnitud se incrementa con el tiempo debido a los procesos de envejecimiento y afectará al movimiento del derrame, a la extensión y a la dispersión en el agua. Tensión Superficial: Es la fuerza de atracción existente entre las moléculas de la capa superficial de un líquido. Esta propiedad junto con la viscosidad, afecta a la extensión del crudo, tanto en la superficie del agua como en la arena de la playa o en el suelo. Cuanto mayor es la temperatura del crudo derramado, menor es la tensión superficial y mayor es la velocidad potencial de esparcimiento. Viscosidad: Es una medida de la tendencia a fluir de un líquido. Es función de la constitución química del crudo (menor cuanto mayor sea la proporción de fracciones ligeras) y de la temperatura (a menor temperatura mayor viscosidad). La viscosidad influye en la velocidad de esparcimiento, en el grosor final de la mancha, en la penetración del crudo en los sedimentos de las playas y costas, y en la mayor o menor facilidad de bombeo del crudo para su recuperación. Su valor varía con los procesos de envejecimiento. Punto de vertido: Es la temperatura a la cual un crudo deja de fluir al adquirir una estructura plástica o semisólida, como consecuencia de la formación interna de una estructura microcristalina. Los crudos más ligeros son los que tienen menor punto de vertido. Según la temperatura del agua sea superior o inferior al punto de vertido, el crudo llegará a la costa con distinta consistencia, por lo que constituye una de las características más importantes con respecto a su impacto sobre la costa y las técnicas de limpieza a utilizar. 13

22 Consideraciones básicas Punto de inflamación: Es la temperatura a partir de la cual un vapor se inflama cuando es expuesto a una fuente de ignición. Es un factor importante en relación con la seguridad de las operaciones de limpieza. El peligro es mucho mayor cuando predominan las fracciones ligeras, mientras que si son más abundantes las fracciones pesadas este peligro no existe. Solubilidad: Es la capacidad de disolución del crudo (soluto) en el agua (disolvente). Generalmente las fracciones más solubles suelen ser las más ligeras. La solubilidad del crudo en agua es generalmente menor de 5 ppm, aunque incluso a esta concentración puede haber sustancias que produzcan toxicidad a algunos microorganismos acuáticos. Otras propiedades: El color de un crudo de petróleo varía desde el amarillo marrón hasta el negro, en función de su composición. El contenido en ceras y asfaltos de un crudo es otro dato importante, puesto que un elevado contenido de los mismos dificulta determinadas operaciones de combate del derrame y favorece la formación de sedimentos. Las propiedades mencionadas determinan el comportamiento del hidrocarburo en el agua. En la Tabla 2 se indican las propiedades más importantes de algunas clases de hidrocarburos comúnmente transportados. 14

23 Consideraciones básicas Tabla 2. Características importantes de algunas clases de hidrocarburos (Web 26). Clases de hidrocarburos Densidad (kg/l) a 15 ºC Viscosidad mpa a 20 ºC Punto de escurrimiento (ºC) Punto de inflamación (ºC) Petróleo crudo a -35 Variable Gasolina Na < 0 Queroseno < Jet Fuel < Combustible diesel Fuel Oil ligero IFO 60 Fuel Oil medio IFO 180 Fuel Oil pesado IFO a -30 > a 50 ºC +50 a -20 > a 50 ºC +30 a -20 > a 50 ºC +30 a -20 < Fenómenos que afectan al derrame Los procesos que tienen lugar después de producirse un derrame de crudo en el agua, consisten en la extensión y desplazamiento de la mancha, y su gradual envejecimiento, procesos que ocurren simultáneamente. El comportamiento de una mancha de crudo depende del tipo de crudo derramado, las condiciones climáticas y de las características del medio marino. El conjunto de los procesos que afectan al crudo se muestran en la Figura Extensión del derrame sobre la superficie del agua Es el primer fenómeno observable después de que el derrame se ha producido. Las únicas excepciones a esta regla son algunos crudos, fuel-oil pesado y residuos de crudos muy envejecidos que tienen una densidad mayor de 1 g/cc, al igual que aceites que, teniendo un punto de vertido mayor que la temperatura del agua, tienden a solidificarse rápidamente y formar retortas de alquitrán. 15

24 Consideraciones básicas Figura 4. Procesos que afectan al crudo derramado en el mar (Web 25). Este proceso ocurre incluso en ausencia de viento y corrientes marinas. Está causado por la acción de la gravedad y de las tensiones superficiales. Durante el periodo inicial del proceso de extensión, la fuerza de la gravedad es un factor muy influyente, de modo que la velocidad de extensión tiende a ser una función del volumen de crudo derramado. Por tanto en los primeros momentos los grandes derrames se extienden ligeramente más que los pequeños. Sin embargo, en las horas siguientes, es la diferencia entre las tensiones superficiales de la masa acuosa y del crudo la fuerza dominante, por lo tanto la velocidad de extensión disminuye y el volumen del derrame tiene un efecto menor sobre dicha velocidad de extensión. Consecuentemente, el petróleo derramado formará una lente delgada en donde la parte más el interior de la mancha es más gruesa que las zonas de los extremos. Si el coeficiente de esparcimiento del crudo en agua es negativo y, por el contrario, el de esparcimiento de agua en crudo es positivo, se forma una dispersión de crudo de petróleo en agua, mientras que si ocurre lo contrario las gotas de crudo se separan de la fase acuosa formándose una película en la superficie del agua. Por otro lado, las principales fuerzas que retardan o limitan el proceso de extensión, son la viscosidad y la inercia del crudo. 16

25 Consideraciones básicas Desplazamiento de la mancha de crudo Además de la tendencia natural del crudo a extenderse, una mancha se moverá en la dirección resultante de dos movimientos (Figura 5): la velocidad de las corrientes de superficie y de la velocidad del viento, que influye aproximadamente en un 3%. Un derrame se extiende hasta alcanzar un grosor límite promedio de 0.1 mm. En este caso, el hidrocarburo se desintegra en hileras de distintos grosores que se alinean en la dirección del viento y llegan a ser irregulares. Figura 5. Resultante del movimiento de la mancha en función de la velocidad del viento y de las corrientes (Web 26). Aunque las corrientes y los vientos son los factores más importantes, también influye en el movimiento la presencia de excesivos residuos sólidos. Además, hay que tener en cuenta el efecto Coriolis debido a la rotación de la Tierra, ya que como consecuencia del mismo, el movimiento de las manchas en el Hemisferio Norte, es ligeramente hacia la derecha, y en el Hemisferio sur, ligeramente hacia la izquierda Procesos de envejecimiento del crudo El envejecimiento es la etapa concerniente a la pérdida de algunos componentes del crudo mediante una serie de procesos naturales, como son evaporación, disolución, emulsificación, oxidación y degradación bacteriana. Todos estos procesos comienzan cuando el derrame tiene lugar, y continúan mientras el crudo permanece en el medio (Fig. 6). La velocidad de envejecimiento decrece con el tiempo y depende principalmente del tipo de crudo derramado y de las condiciones climáticas ambientales. 17

26 Consideraciones básicas Figura 6. Distribución temporal de los procesos de un derrame de crudo (Bergueiro et al, 1991) Evaporación Mediante este proceso algunas fracciones del crudo son transferidas a la atmósfera. La velocidad de evaporación depende principalmente de la volatilidad de los componentes, ya que los compuestos más ligeros serán evaporados más rápidamente que los más pesados. Otros factores influyentes son las temperaturas del aire y del agua, la turbulencia del agua y del viento, la radiación solar y la velocidad de extensión de la mancha. La turbulencia del agua incrementa la velocidad de evaporación puesto que fomentan la pérdida de crudo en forma de spray y aerosoles, además de por el aumento del área de transferencia de materia hacia la atmósfera. Elevadas velocidades del viento y temperaturas cálidas también incrementan la velocidad de evaporación. Por otro lado, el fenómeno de extensión del derrame también favorece la evaporación debido al aumento del área ocupada por la mancha. Adicionalmente, hay que tener en cuenta que la velocidad de evaporación disminuye con el tiempo. Inicialmente tiene lugar una rápida e intensa pérdida de sus fracciones más volátiles, aunque también afecta a fracciones más pesadas del crudo. Los componentes remanentes llegan a formar un residuo sólido o semisólido que tiene mayor peso específico y viscosidad que el crudo original, pudiendo llegar a sumergirse si su peso específico llegara a ser mayor de 1 g/cc. 18

27 Consideraciones básicas Como consecuencia de la evaporación se producen cambios en el derrame que afectan al volumen y aspecto de los hidrocarburos vertidos. En el caso de un crudo, la evaporación es el factor que más contribuye a la pérdida del volumen después de su derrame ya que velocidades de evaporación del 25% del volumen total en un día no son raras. En el caso de un fuel-oil y fracciones más pesadas, la evaporación tiene menor importancia. Sin embargo, se acentúa en el caso de derrames de gasolinas, querosenos y otras fracciones ligeras, pudiendo desaparecer prácticamente transcurridas 24 horas, e incrementando notablemente el peligro de incendio, puesto que el potencial de ignición de una atmósfera rica en hidrocarburos ligeros llega a ser extremadamente alto Disolución Mediante este proceso algunos compuestos del petróleo se transfieren al seno del agua que soporta la mancha. En general, las pérdidas de materia de un derrame por disolución son menores en comparación con las de otros procesos de envejecimiento, ya que la mayoría de los hidrocarburos presentes tienen una pequeña solubilidad en agua (inferior a 5 ppm). Sin embargo, algunos de los componentes sulfurados y muchas de las sales presentes en el crudo de petróleo presentan una mayor solubilidad. La disolución comienza inmediatamente después de que el petróleo se derrama, simultánea e independientemente de la evaporación, siendo un proceso a largo plazo que continúa mientras el crudo permanece en el agua. La disolución está a su vez influenciada por otros procesos de envejecimiento, debido a que procesos como las oxidaciones de naturaleza química y fotoquímica, al igual que la degradación microbiana de los hidrocarburos, producen constantemente compuestos más solubles en agua que los originales Emulsificación Es el proceso mediante el cual un líquido se dispersa en otro en forma de pequeñas gotas. En este caso, la emulsión resultante que se forma por acción del oleaje, puede ser bien de petróleo en agua, o de agua en petróleo. La emulsificación es un factor importante en la dispersión física del petróleo derramado en agua y juega un papel importante tanto en su envejecimiento como en las posibles operaciones de limpieza que se pueden emprender para eliminar el derrame. Se estima que un 5% del crudo derramado permanece en el agua de esta forma a distintas profundidades. 19

28 Consideraciones básicas La formación, persistencia y estabilidad de una emulsión de crudo en agua resulta favorecida por la acción del oleaje y por la presencia en el medio de agentes de superficie activa o tensioactivos, que tienen la propiedad de disminuir la tensión superficial del medio. En ausencia de estos agentes, las gotas formadas por la acción de las olas son de mayor tamaño y su persistencia en suspensión es menor, pues se adhieren entre sí fácilmente y ascienden a la superficie para formar parte de la mancha residual del crudo que sobrenada en el agua. Los dispersantes están frecuentemente presentes en pequeñas concentraciones en el mismo crudo, o pueden ser añadidos durante las operaciones de limpieza. Una vez que las emulsiones de crudo en agua se han formado, otros procesos de envejecimiento como disolución, fotooxidación y biodegradación se aceleran, debido al amplio incremento experimentado por el área superficial del crudo relativa a su volumen. También contribuyen a la eliminación del crudo los organismos marinos, pues hay evidencias de que las gotas dispersadas en la emulsión pueden ser ingeridas por dichos organismos pudiendo llegar a sumergirse hasta el fondo junto con sus heces fecales. Las gotas de petróleo pueden adherirse además a los organismos planctónicos, el fango y a los detritus presentes en el agua, llegando incluso a ser transportados por las corrientes a otra área distinta de la originalmente afectada por el derrame, lo que puede llegar a dispersar una cantidad considerable. Las emulsiones de agua en crudo pueden formarse cuando aquélla se mezcla con petróleo relativamente viscoso por acción del oleaje de cierta intensidad. En contraste con las emulsiones de petróleo en agua, esta emulsión es extremadamente estable y puede persistir durante meses o años después del derrame. Las emulsiones de agua en crudo que contienen del 30 al 50% de agua, fluyen libremente y tienen apariencia de crudo. Con contenidos de un 50 a un 80% de agua son más comunes y presentan un color marrón pálido de consistencia similar a la grasa Oxidación La oxidación es otro de los procesos que contribuyen al envejecimiento del petróleo. Puede ocurrir cuando el crudo está en la superficie del mar, cuando forma una emulsión y en los sedimentos, aunque no con igual velocidad. Por tratarse de fenómenos de interfase, la oxidación atmosférica se favorecerá mediante el proceso de extensión, mientras que la oxidación en el seno del agua viene favorecida por la agitación y por la emulsificación del crudo. 20

29 Consideraciones básicas La velocidad de oxidación se incrementa por la presencia de sales minerales disueltas en el agua de mar, y por la de algunos metales presentes en el mismo petróleo. La radiación ultravioleta también ayuda a la oxidación de los hidrocarburos presentes en el petróleo derramado. Este tipo de oxidación se conoce con el nombre de fotooxidación, pudiendo dar lugar a un envejecimiento del 1% del crudo derramado por día, dependiendo de la latitud, intensidad de luz y composición del crudo. El proceso de fotooxidación ocurre cuando la luz ultravioleta incide sobre la película de crudo en presencia de iniciadores como compuestos alquil aromáticos o compuestos que contengan azufre y transcurre a través del mecanismo habitual en reacciones radicalarias, es decir, iniciación-propagación-terminación. Los productos finales derivados de la oxidación de un crudo serán habitualmente ácidos carboxílicos (forma oxidada de los hidrocarburos) e hidrógeno como subproducto de la oxidación. Los ácidos carboxílicos formados en la oxidación son agentes de superficie activa por tener parte hidrofílica y lipofílica, por lo que pueden contribuir a dispersar el crudo en el agua y facilitar su biodegradación, contribuyendo a la eliminación de hidrocarburos del medio. Por otro lado, es posible que a partir de algunas especies de radicales libres formadas puedan producirse polimerizaciones, para dar lugar a la formación de especies pesadas como resinas y asfaltos, muy resistentes al envejecimiento, y que con el tiempo forman bolas o retortas de alquitrán. Estas bolas pueden ir al fondo o sobrenadar en el agua en función de una serie de variables como agitación producida por el oleaje, densidad, etc Biodegradación La biodegradación o bioxidación constituye el proceso natural más importante a través del cual se elimina la materia orgánica contaminante de un medio por su transformación en dióxido de carbono y agua. Es llevado a cabo por microorganismos capaces de crecer y desarrollarse en el medio, que utilizan dicha materia orgánica como sustrato y fuente de energía. Más de 100 especies bacterianas, levaduras y mohos son capaces de degradar hidrocarburos, si bien no todas presentan el mismo potencial heterotrófico (actividad como degradantes). 21

30 Consideraciones básicas La mayor parte de hidrocarburos existentes en el crudo son susceptibles de ataque microbiano, aunque para ello es necesario que exista un buen contacto entre ellos, para que el área interfacial entre las fases acuosa y oleosa sea máxima. Así pues, los fenómenos degradativos en el medio marino dependerán de la dispersión existente y de la velocidad a la que difundan y se transfieran las distintas especies que, como reactivos o productos, participan en la reacción (oxígeno, nutrientes, microorganismos, etc.). Mediante el proceso de biodegradación los alcanos C 12 hasta C 18 son rápidamente atacados por la mayor parte de los microorganismos presentes en el medio marino, mientras que los más bajos de la serie serán más volátiles y en algunos casos tóxicos. Los isoalcanos o alcanos ramificados son utilizados por los microorganismos como fuente de energía y materia prima para su crecimiento en menor medida que los alcanos lineales. Por otro lado, los cicloalcanos, hidrocarburos aromáticos, compuestos asfálticos y compuestos heterocíclicos resultan ser menos susceptibles a la bioxidación, ya que en muchos casos presentan acción bactericida y son, por lo tanto, inhibidores del desarrollo bacteriano. De este modo, pueden permanecer inalterados durante años, terminando en los sedimentos y como constituyentes de las bolas alquitranadas. Los agentes externos que influyen en el proceso de biodegradación de crudos de petróleo son, principalmente, los siguientes: Temperatura: Ejerce gran influencia en el proceso de metabolización de hidrocarburos a través de la regulación de la actividad microbiana. Presión: Al incrementarse la presión disminuye la actividad metabólica. Oxígeno: El oxígeno molecular disuelto en el agua es necesario para la metabolización de hidrocarburos. Otras fuentes de oxígeno, en medios anaerobios, son los nitratos y sulfatos, aunque presentan poca importancia en la degradación de crudos. Nutrientes: Son una serie de elementos químicos imprescindibles para el desarrollo celular y su concentración en el medio determina en gran medida la velocidad de degradación. Los más importantes son N y P, pero también intervienen otros como K, S, etc. 22

31 Consideraciones básicas Salinidad y ph: En el medio marino, fuertemente tamponado, y en el que la salinidad puede considerarse constante, su efecto será uniforme durante todo el proceso de biodegradación Modelos de predicción de la evolución del derrame Una vez que el hidrocarburo ha sido derramado, es necesario tomar decisiones urgentes acerca de las opciones disponibles para la limpieza, de manera que se puedan reducir al mínimo los impactos ambientales y socio-económicos. La predicción de la trayectoria de la mancha de hidrocarburos es una información muy importante a la hora de planificar la actuación ante un vertido, ya que permite prever las zonas que serán afectadas por el derrame y calcular el tiempo de respuesta disponible antes de que eso ocurra. Esto permitirá planificar una estrategia de actuación adecuada ante el derrame. El análisis de las trayectorias del vertido es una tarea muy compleja. Cuando se vierte un hidrocarburo en el mar actúan diferentes procesos. El conocimiento de los procesos atmosféricos, oceánicos y las características del crudo y su evolución requieren de herramientas científicas sofisticadas. Existen modelos computerizados de derrames de hidrocarburos que facilitan la labor de predicción de la trayectoria, así como el comportamiento del derrame. Se trata de sistemas que mediante ecuaciones o algoritmos de distinta complejidad, en función de algunas características del producto derramado y de las condiciones ambientales, permiten estimar a distintos intervalos de tiempo la evolución espacial del derrame y sus principales características. Estos modelos presentan una configuración básica resultado de la combinación de modelos hidrodinámicos, para predecir el desplazamiento y esparcimiento de la mancha y de modelos de difusión para predecir los procesos de envejecimiento de dispersión, disolución, emulsificación, etc., sufridos con el tiempo. En general, para efectuar los cálculos y predicciones, todo modelo necesita unos datos de partida: Situación geográfica exacta del derrame. Cantidad derramada y caudal vertido. Propiedades físicas y químicas del producto derramado. 23

32 Consideraciones básicas Velocidad y dirección del viento y cambios previsibles espacial y temporalmente. Corrientes marinas existentes y modificaciones estimables. Temperaturas atmosférica y del agua y características de ésta. Uno de los simuladores más utilizado en casos reales es el EUROSPILL OILMAP TRAJECTORY MODEL, del cual se hace uso en la sección del presente Proyecto. Dicho simulador, en pocas palabras, está basado en dos partes fundamentales: La primera de de ellas supone el cálculo del desplazamiento del vertido, en función de parámetros como las corrientes marinas, la velocidad y dirección del viento, flujo de las olas, etc., mientras que la segunda parte se centra en las propiedades físicas que van variando con el tiempo debido a los fenómenos de envejecimiento del vertido, como la extensión de la mancha, la densidad del fuel-oil derramado, la cantidad de agua que contiene, la fracción evaporada de fuel-oil, etc. Todos estos parámetros están calculados sobre la base de ecuaciones complejas y ensayos reales que han sido verificados, de manera independiente, por organismos tan prestigiosos como el Warren Spring Laboratory y la Environmental Canada Agency. Un esquema básico de la utilización del presente simulador se muestra en la Figura 7. Figura 7. Proceso de predicción de la evolución del vertido mediante simulación (Web 24). 24

33 Consideraciones básicas Sin embargo, se debe tener en cuenta sus límites de aplicación. La procedencia, exactitud y las limitaciones de cada grupo de datos de entrada determinan en buena parte la calidad y precisión de la predicción que efectuarán los modelos. Además, hay que tener en cuenta las dificultades propias de predicción en algunos de los procesos que sufre el hidrocarburo en el agua (por ejemplo, la emulsificación). Por tanto, aunque sea muy útil, la simulación es solamente una herramienta de predicción y nunca puede sustituir la necesidad de seguimiento físico en caso de incidente real. 2.3 ZONAS COSTERAS SENSIBLES AL HIDROCARBURO Las consecuencias de un derrame en un lugar concreto son fáciles de imaginar si se tienen en cuenta las experiencias documentadas en otros incidentes. Si el hidrocarburo es persistente, no se evapora rápidamente ni se dispersa y, por lo tanto, llega a tierra por lo que las implicaciones en cuanto al esfuerzo de limpieza, ecología y las consecuencias económicas, además de las pérdidas de negocio y de reputación, pueden ser considerables. Los hidrocarburos no afectan de igual forma a todas las zonas de la costa. Las zonas de cría de pesca y aves, zonas sensibles como estuarios y marismas saladas, son áreas ambientales en las que hay que actuar con alta prioridad defensiva en caso de derrame de hidrocarburos. Los recursos comerciales que requieren protección incluyen, por ejemplo, industrias pesqueras, de acuicultura y las instalaciones turísticas. Para evaluar adecuadamente la sensibilidad de un tramo de la costa es necesario disponer de información acerca de sus características morfológicas, las zonas de régimen de marea, la existencia de zonas y fauna protegidas, las zonas de actividad pesquera y las zonas de interés socio-económico. También es importante señalar que algunas de las características a tener en cuenta pueden variar de forma estacional a lo largo del año. Sólo disponiendo de esta información es posible realizar una planificación práctica de la protección y limpieza de la costa en caso de vertido accidental. 25

34 2.3.1 Clasificación de las costas. Indice de sensibilidad ambiental (ISA) Consideraciones básicas Generalmente, las costas se clasifican en función de un índice de sensibilidad ambiental o de vulnerabilidad (ISA), basado en el índice original de Gundlach y Hayes (1978). Como se puede observar en la Tabla 3, este índice ordena las costas en una escala de diez puntos siguiendo los principios fundamentales de que la sensibilidad aumenta con el incremento de la protección de la costa contra la acción de las olas, la penetración del hidrocarburo en el sustrato, los tiempos naturales de retención del hidrocarburo en la costa y la producción biológica de los organismos costeros. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el índice ISA sólo ofrece parte de la información necesaria para determinar la sensibilidad real de la zona, puesto que no tiene en cuenta los usos de la costa por parte de las especies animales y los seres humanos. Por ejemplo, una costa rocosa abierta clasificada como ISA 1 (baja sensibilidad) puede ser que albergue una colonia de aves marinas que sería de alta sensibilidad, al menos durante la estación de reproducción. 26

35 Consideraciones básicas Tabla 3. Indices de sensibilidad ambiental de las costas (ISA) en orden creciente de vulnerabilidad al daño del derrame de hidrocarburo, según Gundlach y Hayes (1978). Tipo de costa en función del índice de sensibilidad ambiental (ISA). ISA1. Prominencias rocosas expuestas a la acción de las olas. ISA2. Plataformas expuestas erosionadas por olas. ISA3. Playas de arena de grano fino. ISA4. Playa de arena de grano medio o grueso. ISA5. Playas de arena mixta y sedimentos más gruesos. Zonas intermareales expuestas y compactas. ISA6. Playas de arena, grava, guijarros y rocas mezcladas con alta permeabilidad. ISA7. Playas de gravilla. ISA8. Costas rocosas resguardadas. ISA9. Bancos de arenas de mareas resguardadas. ISA10. Marismas salinas y manglares. Acción del hidrocarburo. La reflexión de las olas mantiene la mayoría del hidrocarburo mar adentro. Tiempos de recuperación generalmente rápidos. La mayor parte del hidrocarburo se elimina por proceso natural en unas semanas. En general, el hidrocarburo no penetra fácilmente en el sedimento. El hidrocarburo puede persistir durante varios meses. La penetración del hidrocarburo puede ser más profunda. Puede llegar a hundirse y enterrarse rápidamente. La permeabilidad al petróleo es media y generalmente con poca productibilidad biológica. La mayoría del hidrocarburo no se adhiere ni penetra bajo la superficie compactada. El hidrocarburo puede penetrar rápidamente en la playa y llegar a enterrarse. En condiciones de energía moderada a baja, el hidrocarburo puede persistir durante años. Igual que la anterior. En los casos de acumulaciones de hidrocarburo pesado puede llegar a formarse una pavimentación de asfalto sólido. Zonas de escasa acción de las olas y alta productividad biológica. El hidrocarburo podrá resistir durante muchos años. Superficies de gran actividad biológica y baja energía de olas. La actividad biológica puede ser una combinación de alta productividad, biomasa y posible biodegradación. El hidrocarburo puede persistir durante años. Son los entornos acuáticos más productivos. El abrigo extremo significa que dichas áreas actúan como trampas de petróleo, a menudo con consecuencias graves sobre la flora y la fauna. El hidrocarburo puede persistir durante años. 27

36 Consideraciones básicas Zonas sensibles a tener en cuenta Zona de régimen de marea Algunas zonas de régimen de mareas, o las especies particulares que usan estas zonas, son sensibles a los derrames de hidrocarburos, pero no ha sido posible desarrollar ningún índice ambiental para ellos porque su sensibilidad está bastante influenciada por las circunstancias específicas del derrame. De esta zona de régimen de marea, por lo general, hay que tener en cuenta la existencia de: Arrecifes de coral: Los organismos se pueden ver gravemente afectados si durante la marea baja el hidrocarburo alcanza al coral, y la dispersión natural o química del hidrocarburo en superficie puede afectar a algunas especies en aguas más profundas. Pradera marina: Pueden darse tanto entre marea como en aguas poco profundas cerca de la costa. La situación más probable para que se produzcan daños tanto en la pradera marina como en los organismos que habitan en esta zona es la de grandes concentraciones de hidrocarburo disuelto. Lechos de laminaria: Las distintas especies de laminaria (algas marrones de gran tamaño) crecen en las partes más bajas de algunas costas rocosas y en las zonas próximas al litoral. Suelen ser bastante resistentes al hidrocarburo, pero otras especies que usan estos lechos de algas pueden ser más sensibles Fauna y zonas protegidas Para determinar la vulnerabilidad de un tramo de la costa, es muy importante tener en cuenta las zonas de mayor sensibilidad para la fauna, como son las de reproducción y alimentación, en donde es probable que, al menos en determinadas épocas del año, haya una gran concentración de individuos. Como ejemplos, se cuentan las aves marinas o los estuarios importantes para las aves migratorias. También se deben resaltar los lugares protegidos para las especies en peligro de extinción. 28

37 Los peces, las actividades pesqueras, los crustáceos y la acuicultura Consideraciones básicas Es necesario tener en cuenta la pesca comercial y la de subsistencia. Deben ser identificadas: Zonas de pesca en aguas poco profundas cerca de la costa, pesca de peces, centollas, langostas, langostinos u otras especies. Recolección de algas. Zona de crustáceos en la zona entre mareas o en las aguas poco profundas cerca de la costa. Zona de desove y cría de crustáceos. Playas con actividades de pesca. Almadrabas permanentes o sempiternamente y plataformas de pesca. Instalaciones de acuicultura para peces, moluscos, crustáceos o algas marinas. Desembocaduras de ríos importantes para los peces migratorios, como el salmón Zonas de importancia socio-económica. Dentro de éstas hay que tener en cuenta: Embarcaderos de diferente naturaleza, tales como puertos, marinas, amarres, varaderos y rampas de botes. Instalaciones industriales de todo tipo, como las entradas de agua de refrigeración para las centrales eléctricas, plantas de desalinización y salinas. 29

38 Consideraciones básicas Recursos de ocio y turísticos, como playas, lugares de baño, deportes náuticos y zonas de pesca deportiva. ella. Lugares de importancia cultural, histórica o científica en la costa o cerca de Mapas de sensibilidad Los mapas de sensibilidad integran toda la información comentada anteriormente, en cuanto a bienes y recursos costeros, y áreas ecológicas sensibles. En el caso de derrame de hidrocarburos, estos mapas de sensibilidad son muy útiles. Haciendo las correspondientes predicciones sobre la evolución del vertido y con la información dispuesta en este tipo de mapas, se puede saber cuáles son los recursos en peligro inmediato y los más sensibles al hidrocarburo y, por lo tanto, las zonas con prioridad de protección y actuación. Esta información es esencial para poder preparar una estrategia de respuesta adecuada Estudio de la costa asturiana Se va a realizar el estudio de los distintos puntos que se deben tener en cuenta para la elaboración del mapa de sensibilidad, pero en exclusivo para la costa asturiana. Así, se elabora teniendo en cuenta los puntos anteriormente mencionados: Zona de régimen de marea: En Asturias no existen arrecifes de coral. Por el contrario, la pradera marina se extiende por toda la costa por igual. Las laminarias se encuentran principalmente en occidente. Se utilizan para obtener alginatos. Estas se recogen al nivel de bajamar cuando baja la marea. Sirve para dar consistencia a productos lácteos (flan), pasta de dientes, etc. Fauna y zonas protegidas: Este es, sin duda, el apartado que representa mayor importancia. Se está catalogando desde las Conserjerías del Medio Ambiente todas las especies vegetales, animales y zonas que sean vulnerables o se encuentren en peligro de extinción. En este apartado se van a recoger todas las playas, paisajes naturales y 30

39 Consideraciones básicas monumentos, que actualmente se encuentran protegidos, junto con su accesibilidad, flora y fauna representativa. Monumento natural de Peñarronda Descripción: Playa, arenal de 600 m formado por la carga sedimentaria tan importante que hasta allí arrastran las corrientes litorales. Estado legal: Declarada por Decreto 126/2002. Protección urbanística a través de Plan Especial de Protección del Paisaje. Catalogada como Playa Natural por las Directrices Subregionales de Ordenación del Territorio para la Franja Costera de Asturias. Declarado Lugar de Importancia Comunitaria. Declarada Zona de Especial Protección para las Aves. Superficie: Aproximadamente 34 ha. Localización: Concejos de Castropol y Tapia de Casariego. Accesos: Desde Tapia de Casariego, siguiendo la N-634 en dirección a Ribadeo y, a partir de Serantes, la Local TC-3 a Santa Gadea. Vegetación representativa: Comunidades de duna. Embrionarias blancas y grises. Gran comunidad de especies propias, como las praderas de barrón, dormidera marítima o nardo marítimo. Figura 8: Vistas Peñarronda (Web 48). 31

40 Consideraciones básicas Fauna representativa: Aves marinas que han nidificado en sus acantilados como el ostrero y al menos diez parejas de cormorán moñudo. También se ha detectado la presencia adicional de la nutria. Playa de Frejulfe Descripción: Playa y pequeño estuario, arenal de unos 800 m. Es abierta, con escaso abrigo y orientada al norte. Estado legal: Declarada por Decreto 125/2002. Catalogada como Playa Natural por las Directrices Subregionales de Ordenación del Territorio para la Franja Costera de Asturias. Declarado Lugar de Importancia Comunitaria. Declarada Zona de Especial Protección para las Aves. Superficie: Aproximadamente 15 ha. Localización: Concejo de Navia. Accesos: Desde Navia, por la Carretera Local NV-2 hasta la localidad de Frexulfe. Vegetación representativa: Comunidades de marisma subhalófila. Destacan sus praderas de escaso porte y cobertura de junquillo salado. También debe destacarse la broza fina y los cañaverales. Sistemas dunares, principalmente dunas blancas en las que predomina la gramínea y fuertes rizomas. Destacan por su rareza la lechetrezma y la algodonosa. Fauna representativa: Aves acuáticas y marinas, como las anátidas, ostrero, cormorán, etc. Todas ellas nidifican en los islotes y acantilados cercanos. Paisaje protegido de la costa occidental Descripción: Franja litoral condicionada por dos variables, la rasa costera y una sucesión de litologías silíceas, principalmente areniscas y cuarcitas. Estado legal: Sin declarar. 32

41 Consideraciones básicas Superficie: ha. Localización: Concejos de Valdés y Cudillero. Accesos: Por la N-634 que es su límite meridional. Vegetación representativa: Comunidades de acantilados. La mayor parte del territorio está ocupado por frondosas carbayedas oligotróficas (bosques de carbayos y abedul, rotos sólo por la presencia de bosques de ribera). También existen bosques naturales de cultivos forrajeros para la ganadería de la zona. Los cañones de los cauces fluviales aparecen ocupados por eucalipto y pino. Figura 9. Vegetación y vistas del Paisaje Protegido de la Costa Occidental (Web 48). Fauna representativa: Aves marinas, principalmente cormorán moñudo. Figura 10. Fauna del Paisaje Protegido de la Costa Occidental (Web 48). 33

42 Consideraciones básicas Monumento natural de Turbera de las Dueñas Descripción: Turbera de esfagnos, se debe a la presencia de la rasa costera y roqueados cuarcíticos impermeables que dificultan el drenaje de las aguas, dando lugar a un medio anóxico en el que no se completan los procesos de degradación de la materia orgánica. Estado legal: Declarada por Decreto 99/2002. Incluido en el Paisaje Protegido de la Costa Occidental. Declarado Zona de Especial Protección para las Aves. Superficie: 26.3 ha. Localización: Concejo de Cudillero. Accesos: Por la N-632 o desde Cudillero por la Local CU-3. Vegetación representativa: Comunidades de turbera de esfagnos, en la que pueden reconocerse los característicos abultamientos de turba, mamelones y depresiones encharcadas. Las especies más abundantes son los musgos del género Sphagnum, la atrapamoscas, árnica y violeta de pantano. En las áreas elevadas existen otras como los brezales de turbera, el brezo Mackay, la brecina o el lastón de llamargas. Figura 11. Vegetación de Turbera de las Dueñas (Web 48). Fauna representativa: El entorno alberga una rica comunidad de invertebrados, así como anfibios, insectos, reptiles y rana patilarga. 34

43 Consideraciones básicas Monumento Nacional de la Isla Deva y el Playón de Bayas Descripción: Playa e islote costero, se considera el arenal más largo de Asturias y se debe a la gran cantidad de sedimentos que le aporta el río Nalón. Estado legal: Declarado por Decreto 20/2002. Catalogada como Playa Natural por las Directrices Subregionales de Ordenación del Territorio para la Franja Costera de Asturias. Declarado Lugar de Importancia Comunitaria. Declarado Zona de Especial Protección para las Aves. Superficie: Total ha. Playón de Bayas y acantilados de la Punta Socollo ha; Isla La Deva 7.71 ha; superficie marítima entre la isla y la costa ha. Localización: Concejos de Soto del Barco y Castrillón, al este de la desembocadura del río Nalón. Accesos: Desde el aeropuerto de Asturias por las Carreteras Locales CT-1 y CT-6 hasta la localidad de Bayas. A pie desde San Juan de la Arena (Soto del Barco). Vegetación representativa: Las comunidades vegetales se distribuyen sobre los depósitos de arribazón depositados por la marea, siendo frecuentes la lechetrezna. Comunidades de duna blanca en las que domina la gramínea rizomatosa, el barrón y el nardo marítmo. En las de duna gris se puede ver espigadilla de mar, lechuguilla dulce o mielga, pero están muy degradadas por las plantaciones de pino y eucalipto. Los acantilados están formados por especies herbáceas, praderas de Festuca rubra y matorrales (tojos y brezos). Fauna representativa: Aves marinas, existiendo unas quince parejas de gaviota patiamarilla. El islote también es usado por el resto de gaviotas comunes, el cormorán grande o la garza. Es de destacar la presencia de especies como el cormorán moñudo, el paíño europeo y el halcón peregrino, así como de la lagartija roquera. 35

44 Consideraciones básicas Figura 12. Vegetación de Isla Deva y Playón de Bayas (Web 48). Playa del Espartal Descripción: Playa y sistema dunar. Estado legal: Sin declarar. Catalogada como Playa Natural por las Directrices Subregionales de Ordenación del Territorio para la Franja Costera de Asturias. Declarada Zona de Especial Protección para las Aves. Superficie: Aproximadamente 50 ha. Localización: Concejo de Castrillón. Accesos: Desde el puerto de Avilés por la carretera a Salinas. Vegetación representativa: Comunidades de duna, sobre todo dunas blancas y grises. Las especies características de las dunas blancasson, elbarrón, la correhuela de las dunas, la Aetheoriza Bulbosa e incluso el nardo marítimo. En las grises, comunidades arbustivas como el madroño, laurel y aligustre. 36

45 Consideraciones básicas Figura 13. Vegetación de la Playa del Espartal (Web 48). Charca de Zeluén y Ensenada de Lloredo Descripción: Estuario y humedal. Estado legal: Declarado por Decreto 100/2002. Declarado Lugar de Importancia Comunitaria. Declarado Zona de Especial Protección para las Aves. Superficie: ha. Localización: Concejos de Avilés y Gozón. Accesos: Desde Avilés por la Carretera Local AS-238. Vegetación representativa: Comunidades de marisma halófila, principalmente son matorrales de sosa de las salinas, salobreña y, en algunos puntos, acelga salada. La mayor parte está ocupada por la especie de alga Fucus Spiralis. Comunidades de dunas blancas, en las que destacan la lechuguilla dulce y la espigadilla de mar. Fauna representativa: Aves migradoras, principalmente limícolas, anualmente se estima que pasan unas veinte-treinta mil aves. Es de destacar la presencia del zapiro real, ostrero eurasiático o cormorán moñudo. 37

46 Consideraciones básicas Figura 14. Fauna de la Charca de Zeulán (Web 48). Durante el verano e invierno la población de aves se limita a menos de cien, mientras que en épocas de paso postnupcial se alcanza el millar. Paisaje de Cabo Peñas Descripción: Franja litoral. Estado legal: Declarado por Decreto 80/95. Sin Plan Protector. Declarado Lugar de Importancia Comunitaria. Declarado parcialmente Zona de Especial Protección para las Aves. Superficie: 1926 ha. Localización: Concejo de Gozón. Accesos: Desde Avilés por la Comarcal AS-238 hasta Luanco. Desde Gijón por la Regional AS-19 hasta El Otero, y luego por la Comarcal AS-239 hasta Luanco. 38

47 Consideraciones básicas Figura 15. Vista del Cabo Peñas (Web 48). Vegetación representativa: Comunidades de duna, las dunas blancas están dominadas por gramíneas, nardo marítimo, espigadilla de mar y se conservan, aunque muy escasamente, adormidera marítima, aldonosa y mielga marítima. Comunidades de acantilado. Figura 16. Vegetación del Cabo Peñas (Web 48). Fauna representativa: Aves marinas nidifantes como gaviota patiamarilla de unas quince parejas reproductoras. Mayor interés en cormorán moñudo y paíño europeo. Entre las aves de tierra destaca la presencia de halcón peregrino y la rana de San Antón. 39

48 Consideraciones básicas Figura 17. Fauna del Cabo Peñas (Web 48). Monumento de la Carbayera de El Tragamón Denominación: Monumento Natural del la Carbayera de El Tragamón. Estado legal: Declarado por Decreto 21/2003. Especies: Quercus robur. Localidad: Cefontes (Gijón). Dimensiones: Carbayera de 4.16 ha que alberga ejemplares centenarios. El mayor de 16 m de altura, 5.2 m de perímetro y 13 m de diámetro de copa. Figura 18. Vegetación de la Carbayera (Web 48). 40

49 Consideraciones básicas Otros datos de interés: Se sitúa junto al arroyo de Peña de Francia, al sur de la Universidad Laboral. Es un conjunto de más de trescientos árboles que forman una dehesa en la que aparecen, además, algunos ejemplares de castaño, laurel y tejo. Yacimientos de Icnitas Descripción: Franja litoral con yacimientos paleontológicos. Estado legal: Declarado por Decreto 45/2001. Extensión: 44.2 km de longitud. Localización: Concejos de Gijón, Villaviciosa, Colunga y Ribadesella. Diversos tramos de costa entre el Cabo Torres (Gijón) y Ribadesella. Se caracteriza fundamentalmente por sus importantes huellas de Dinosaurios que le hacen un ejemplar único en la reconstrucción de lo que fue su vida en esta región. Figura 19. Muestra de los Yacimientos de Icnitas (Web 48). Playa de Gulpiyuri Descripción: Playa interior, situada cien metros tierra adentro. Se forma debido a una inundación de una dolima kárstica, no es más que una dolima desarrollada sobre una sima marina, el mar penetra por las galerías y crea esta playa arenosa. 41

50 Consideraciones básicas Estado legal: Declarada por Decreto 139/2001. Incluida en el Paisaje Protegido de la Costa Oriental. Declarada Zona de Especial Protección para las Aves. Superficie: 3.80 ha. Localización: Concejo de Llanes. Accesos: Por la autovía del Cantábrico hasta Naves. Figura 20: Vistas de Gulpiyuri (Web 48). Vegetación representativa: Formaciones pratenses de uso agrícola que alternan con cultivos, matorral y vegetación halófita. En la zona superior del acantilado se desarrollan ejemplares de Armería Marítima, Plantago Marítima, Daucus Carota y Limonium Binervosum. Fauna representativa: Cormoranes, gaviotas y paseriformes. Paisaje protegido de la costa oriental Descripción: Franja litoral, se caracteriza por su multitud de niveles de arrasamiento marino, rasas y coexistencia de roquedo cuarcítico y calizas. Estado legal: Sin declarar. Declarado parcialmente Zona de Especial Protección para las Aves. 42

51 Consideraciones básicas Superficie: ha. Localización: Concejos de Llanes y Ribadedeva. Accesos: Por la N-634 que es su límite meridional. Vegetación representativa: Comunidades de acantilados. Encinares y Acebuchales. Figura 21. Vistas y vegetación del Paisaje Oriental (Web 48). Fauna representativa: Aves marinas, principalmente paíño europeo. Figura 22. Fauna del Paisaje Oriental (Web 48). 43

52 Consideraciones básicas Monumento natural del Bufón de las Arenillas Descripción: Bufones que se forman fundamentalmente por la disgregación de la roca caliza por efecto de la acción de su disolución en contacto con el agua de lluvia. Se favorece así el agrandamiento de las pequeñas cuevas. Figura 23. Bufones del Bufón de las arenillas (Web 48). Estado legal: Declarados por Decreto 143/2001. Incluido en el Paisaje Protegido de la Costa Oriental. Declarado Zona de Especial Protección para las Aves. Superficie: ha, franja costera de unos 1200 m. Localización: Concejo de Llanes. Entre la desembocadura del río Purón por el oeste y el Pozo Salmoria por el este, próximo a la localidad de Vidiago. Accesos: Por la N-634 hasta Puertas de Vidiago. Vegetación representativa: Comunidades pratenses de uso agrícola y praderías de Agrotis y Festuca Rubra. También herbazales de Molinea Cerulea, matorrales genistas y plantaciones de eucalipto. Vegetación de acantilado y adaptadas a fuertes vientos y gotas saladas como Armeria Marítima, Plantago Marítima etc. Encinas y olivos. Fauna representativa: Cormoranes, gaviotas y aves paseriformes como el colirrojo tizón o la tarabilla común. 44

53 Consideraciones básicas Playa de Corbijeru Descripción: Playas interiores y cuevas situadas en entorno kárstico. Está formada por cantos cuarcíticos, calcáreos y arenas silíceas de tamaño fino y medio. Los materiales del substrato son calizas del carbonífero superior. Figura 24. Vegetación y vistas playa Corbijeru (Web 48). Estado legal: Decreto 140/2001. Incluida en el Paisaje Protegido de la Costa Oriental. Declarada Zona de Especial Protección para las Aves. Superficie: 8.73 ha. Localización: Concejo de Llanes. Accesos: Por la N-634 hasta Buelna. Vegetación representativa: Formaciones pratenses que se alternan con cultivos de la zona, matorral y comunidades de marisma halófila y subhalófila. Existe algún ejemplar de acacia, alisos y sauces. Fauna representativa: Invertebrados del intermareal, cormoranes, gaviotas y paseriformes. 45

54 Consideraciones básicas Monumento natural del Bufón de Santiuste Descripción: Bufón que puede expulsar el agua hasta 40 m. Figura 25. Bufones de Santiuste (Web 48). Estado legal: Declarado por Decreto 141/2001. Incluido en el Paisaje Protegido de la Costa Oriental. Declarado Zona de Especial Protección para las Aves. Superficie: 3.32 ha. Localización: Límite oriental del concejo de Llanes, en las cercanías de la punta del mismo nombre y próximo a las localidades de La Franca y Buelna. Accesos: Por la N-634 a la localidad de Buelna. Vegetación representativa: En las inmediaciones del Monumento predomina la roca desnuda colonizada por plantas que soportan estos áridos ambientes como Armeria, Plantado, etc. Comunidades pratenses se desarrollan por la zona, encinas y laureles. Fauna representativa: Cormoranes, gaviotas, paíños, garcetas 46

55 Consideraciones básicas Todos estos puntos se deben tener en cuenta al nivel de la costa, aunque también preocupan otros colectivos, a pesar de que no sean especies protegidas por el Principado, como son: Las aves: Uno de los más afectados por los vertidos porque es muy fácil que se manchen al posarse sobre el agua. Sus plumas pierden su permeabilidad natural y éstas se mueren de frío. Peces: Para ello se acompaña un mapa con todos los caladeros que existen en las aguas asturianas. Este puede verse en la Figura 26. De forma general, las especies se dividen a lo largo de toda la costa en: Figura 26: Caladeros (Dirección General de Pesca). Pelágicos: Representan el 10% y son aquellas que se capturan en la superficie como la sardina, el bocarte, el atún, tiburones de superficie, aguja, etc. Demersales: representan el 90% y son aquellas que se capturan en el fondo como la merluza, el besugo, el lenguado, crustáceos, etc. A éstos no pertenecen los que están fijos al suelo como el percebe. Actividad pesquera de crustáceos y acuicultura: Las instalaciones de acuicultura más importantes se encuentran en la Ría Eo y relativas al cultivo de moluscos y crustáceos. En Nueva de Llanes hay una planta de engorde de Rodaballo. 47

56 Consideraciones básicas Por último, el marisqueo (recogida) de las almejas, que se da en Villaviciosa y la Ría del Eo. Referente a los crustáceos se debe nombrar al pulpo, que fundamentalmente se encuentra entre el Eo y Avilés con una profundidad de m, el percebe entre Eo y Gijón en la zona intermareal, el erizo de mar entre Eo y Ribadesella (aunque hay un tramo en que no está presente y vuelve otra vez a desarrollarse hasta Bustio). No hay explotaciones comerciales del erizo, simplemente está regulado por la pesca deportiva; La Nécora y el Centollo se desarrollan por toda el litoral entre 0-50 m de profundidad. En cuanto a las algas se puede decir que en toda la costa asturiana existen algas con valor ecológico, pero también las hay con valor económico: - La más importante es la Gelidium sesquipedale. Principalmente se encuentra desde Cabo Peñas hasta Burtio, si bien se puede encontrar en menor cantidad por toda la costa. Esta especie se encuentra entre los 0-25 m de profundidad (zona de mayor profundidad los 12 m) Se utiliza principalmente para la obtención de agar. - Chordus crispus: Se encuentra principalmente en la zona occidental, en el litoral y en los pedreros. Se utiliza fundamentalmente para obtener carrefatos. Tiene los mismos usos que la laminaria. Su recogida puede ser por arribazón: cuando terminan su ciclo vital se desprenden y llegan a la costa ayudadas por los vientos y corrientes (ocle); o por arranque puede ser manual o mecánica (menos eficaz por lo irregular del terreno). Se debe considerar la desembocadura de los ríos más importantes para las especies migratorias. Es conocida la migración del Salmón, así destacan las desembocaduras del Narcea, Sella, Cares, Esva, Eo, Nalón, Navia y Porcía. En cuanto a los aspectos socio-económicos es de destacar que en Asturias no existe ningún tipo de industria que capte agua del mar para sus procesos, ni de desalinización, ni salinas. Sin embargo, por las características de la provincia, sí es importante la pesca, por ello se debe tener en cuenta los puertos pesqueros de: 48

57 Consideraciones básicas Tapia. Ortigueira (Navia). Luarca. Cudillero. Avilés. Luanco. Candás. Gijón. Tazones. Lastres. Ribadesella. Llanes. Es de destacar que, en general, por las características de la costa asturiana, en todas las playas se puede practicar la pesca deportiva y, en algunas más específicas, la recogida de marisco. Como actividades culturales, se debe mencionar el Campeonato de Surf en las playas de Tapia y la fiesta de Las piraguas en Ribadesella. 49

58 Consideraciones básicas 2.4. TECNICAS Y EQUIPOS DE LIMPIEZA Zona marítima. Prevención. Equipos de contención y recogida. Tratamiento de vertidos in situ En el presente apartado se abordará una descripción de los diversos métodos de actuación que hay que considerar en el caso de que ocurra un gran vertido de petróleo en alta mar. Evidentemente, el riesgo de que tal suceso tenga lugar, es razonablemente alto debido al constante trasiego de buques petroleros que tiene lugar, por razones económicas y sociales, en las aguas de nuestro planeta. Existen dos factores fundamentales que han llevado a que se desarrollen métodos de actuación en el caso de que ocurra una catástrofe como la comentada en el apartado anterior. El primero de ellos reside en el gran interés, a nivel internacional, que suscita el transporte de dicho petróleo unido a la gran dependencia que tiene el sistema socio-económico actual por su uso como fuente de energía. Por otro lado, la cada vez mayor concienciación social acerca de los numerosos percances acaecidos en los últimos años ha puesto de relieve la necesidad de desarrollar métodos eficaces para abordar una catástrofe de tal magnitud, ya que los derrames anuales de crudo de petróleo superan los cientos de miles de toneladas (Venticos et al, 2003). A continuación, se recoge una clasificación de los métodos de actuación in situ, es decir, en el propio lugar del suceso, de acuerdo a la secuencia lógica de uso, por lo que es necesario indicar que ningún método excluye a los demás, sino que deben ser considerados como un todo. Por otro lado, es necesario tener en consideración las circunstancias marítimas en que se produce el vertido, la naturaleza del crudo derramado, las características geográficas de la zona afectada, y en definitiva todo lo relacionado con el entorno que rodea a dicho percance Prevención de vertidos Este apartado no se refiere a ningún método de actuación post vertido sino a la prevención de los mismos. Evidentemente, las primeras consideraciones que hay que tener en cuenta es el tratar de evitar que se produzcan, por lo que se deberían tomar una serie de medidas algunas de las cuales se enumeran a continuación: Reducir el uso innecesario y el desperdicio de recursos materiales y energéticos. 50

59 Consideraciones básicas Estimular el desarrollo de alternativas energéticas con un carácter menos agresivo que los combustibles fósiles. Favorecer el reciclaje de sustancias basadas en el petróleo. Analizar la peligrosidad de las sustancias a transportar para saber cómo enfrentarse en caso de que se produzca un vertido. Aplicación de sanciones económicas por el uso de buques en condiciones no adecuadas para el transporte de tan peligrosa mercancía y reglamentar la construcción y operación de los buques-tanque. Diseño de rutas menos peligrosas para no afectar a zonas especialmente sensibles, como bancos pesqueros, zonas de especial interés ecológico o las costas. Equipar con métodos adecuados a los equipos de salvamento marítimo para una pronta actuación en caso de que ocurra un percance. mar. Prohibir el lavado y retiro de los sedimentos de los barcos petroleros vacíos al Redactar un reglamento a nivel internacional que regule el transporte y detalle responsabilidades de una manera clara. Como se puede observar, las medidas descritas anteriormente se pueden resumir en tener una concienciación global de los problemas que se derivan del uso y de la contaminación del mar por el petróleo, por lo que se debe tomar esta última consideración como la más importante de todas Contención y recogida. Métodos mecánicos En este apartado se empieza a describir los aspectos que se derivan de los métodos de actuación que se deben de tener en cuenta en un primer momento, tras haberse producido un vertido importante de petróleo. Como se ha mencionado anteriormente, el uso de estos métodos viene determinado por las condiciones del entorno del vertido, siendo mucho más 51

60 Consideraciones básicas eficaces cuando las condiciones del mar son de relativa calma, es decir, con olas de menos de 2 m. Reparación y remolque del buque siniestrado: Lo primero que se debe de tener en cuenta es la posibilidad de reparar in situ el buque o parte del buque siniestrado, con el objeto de reducir en lo posible las emisiones de crudo al mar. En caso de que esto no pudiera ser realizado, el remolque, siempre que las condiciones marítimas y tonelaje del buque no lo impidan, es una alternativa para la descarga del restante producto que pudiera contener si se dispone de algún elemento que lo permita, es decir, si se está relativamente cerca de alguna refinería o centro similar que permita dicha descarga. Contención del crudo: Debido a las características de baja densidad del crudo, en general, cuando se produce un derrame tiende a dispersarse como una capa superficial por encima del mar. Esto ocurre sobre todo en las primeras horas tras el vertido, ya que de lo contrario, la pérdida de volátiles y el ensuciamiento producido al entrar en contacto con el agua marina, puede derivar en un aumento de densidad por encima incluso del agua del mar, lo cual es muy perjudicial para su recogida. Dado que la eficacia de los procesos de recuperación disminuye al aumentar el área cubierta por el derrame y con el envejecimiento del producto, la contención debe llevarse a cabo lo más rápidamente posible. En cuanto a los elementos que se utilizan para la contención del vertido destacan las barreras flotantes de contención. Dentro de éstas hay varios tipos, dependiendo del lugar donde se vayan a usar. Están compuestas por materiales de origen plástico y, comercialmente, suelen distribuirse en tramos con conexiones de acero galvanizado. Todas presentan los siguientes componentes básicos: Francobordo: Es la parte que sobresale por encima del nivel de flotabilidad de la barrera. Es fundamental que sea adecuado a las características de oleaje en las que se usan, de lo contrario, perderían una gran parte de su eficacia. Calado: Es el faldón que se sumerge en el mar. Sirve para retener las fracciones más densas del petróleo, es decir, las que tienden a hundirse. Flotador: Puede ser de aire o de material flotante. Elemento de tracción: Suele ser una cadena o alambre para resistir los efectos del viento, las olas y las corrientes. 52

61 Consideraciones básicas Como se ha dicho anteriormente, este tipo de elementos se usan para confinar el vertido en una zona determinada o, en caso de encontrarnos con un vertido de gran magnitud, impedir o dificultar el paso del mismo a una determinada zona. Para esto último, es necesario fijar las barreras en un lugar determinado, por lo que cada cierto tramo de barrera (25 m, aproximadamente), se usan contrapesos a modo de ancla, los cuales, a su vez, deben de disponer de una boya para asegurar la flotabilidad. Por otro lado, la manera más común de cercar un vertido puede ser mediante el uso conjunto de dos barcos que puedan rodear la mancha o parte de ella, como se ilustra en la Figura 27. Figura 27. Cercamiento de un vertido pequeño por parte de dos barcos (Web 28). Tipos de barreras: Barreras de flotador macizo: El flotador es de un material ligero como goma-espuma y el faldón es de una lona resistente a los hidrocarburos y al agua, lastrada a lo largo de su borde inferior. Para facilitar el manejo, estas barreras suelen suministrarse en tramos de 15 a 20 m de longitud, que se unen con piezas de conexión. Las ventajas de estas barreras son que no es necesario inflar el flotador y que los pequeños desperfectos pueden no afectar a la flotación. Las desventajas son que requiere un gran espacio de almacenamiento y que es susceptible a la deformación mediante éste. Barreras inflables: Consisten en una cámara de aire o en tubos inflables. En la mayoría de los casos, el aire procede de una bomba a baja presión, pero algunas barreras inflables contienen muelles internos y válvulas de retención que permiten el autoinflado. El 53

62 Consideraciones básicas faldón es de lona resistente a los hidrocarburos y al agua. Algunas grandes barreras inflables tienen una flotación independiente para mantenerlas a flote durante el despligue e inflado. Las ventajas de una barrera inflable son unas buenas características de adaptación a las olas y que requieren relativamente poco espacio de almacenamiento. Las desventajas son que, a menos de ser autoinflables, se tarda tiempo en desplegarlas e inflarlas y que los desgarrones y roturas pueden causar pérdida de flotabilidad. Barreras de valla: Consisten en una sola placa de material que constituye tanto el francobordo como el calado, con flotador y pesos de lastre sujetos a intervalos. Las ventajas de esta barrera son semejantes a las de flotador macizo y además requieren relativamente poco espacio de almacenamiento. Las desventajas son que un largo tramo de barrera tiende a volcarse por efecto de la corriente o de los vientos fuertes. Un ejemplo de este tipo de barreras se ilustra en la Figura 28. Otros tipos de barreras: - Sistema de barrera provista de un órgano de tracción externo que amortigua las tensiones sobre aquella y mejora las propiedades de adaptación al estado del mar. - Barreras de malla para facilitar la retención de los hidrocarburos viscosos sumergidos. Cuando este tipo de barrera se utiliza en la forma que muestra la Figura 27, los barcos remolcadores pueden avanzar de forma continua y a una velocidad mayor que en el caso de las barreras convencionales. - Barreras ignífugas que se usan cuando el método de actuación se reduce a la ignición controlada del vertido; de esta manera cumplen su labor independientemente de la combustión. - Barreras de fabricación artesanal e improvisada a partir de materiales fácilmente disponibles y aplicando cualquiera de los principios anteriormente comentados (con balas de paja o de otros materiales sorbentes empaquetados en redes, postes de madera...). 54

63 Consideraciones básicas Figura 28. Ejemplo de una barrera de valla (Fuente 1). También cabe mencionar la posibilidad de utilizar corrientes de agua o aire a alta presión para contener o desviar la mancha de vertido. Esta técnica da buenos resultados para contener el vertido en una zanja entre barreras flotantes convencionales, o como medida de contención temporal mientras se despliega una barrera. Con estas corrientes de agua o aire se puede, igualmente, dirigir la mancha hacia su lugar de recuperación. Solamente son efectivas cuando la velocidad de la corriente es menor de 26 cm/s. Si excede de 52 cm/s, sólo acentúan el problema al provocar emulsiones del hidrocarburo. El inconveniente más importante es que requieren un uso continuado así como gran habilidad y coordinación. Sweeping arms, botalones o brazos rígidos Son sistemas de recuperación que se localizan en los laterales del barco (en un solo lado o en ambos) y se emplean para mantener rígida la barrera que concentra el petróleo, como se muestra en la Figura 29. En el vértice de la V que se forma entre el brazo rígido y el casco del barco, se localiza un bolsón, en la barrera, que contiene un recolector conectado a una fuente de potencia en cubierta. El hidrocarburo recogido es bombeado hacia tanques de almacenamiento. Uso de skimmers: Este método ha de ser complementario a los métodos de contención mediante el uso de barreras anticontaminación. En general, se trata de recuperar el petróleo del mar, sin cambiar ni las propiedades físicas ni químicas del crudo. Para trabajar con skimmers es necesario que no se supere la fuerza 3-4 (Tabla 4). La altura de las olas (máximo metros) condicionará el uso de unos u otros tipos de skimmers o simplemente lo hará imposible. 55

64 Consideraciones básicas Figura 29. Esquema de un sweeping arm (García y Marañón, 1996). Tabla 4. Correspondencia entre el estado de la mar y el viento (García y Marañón, 1996). Velocidad media del Altura Fuerza Término viento máxima Beaufort descriptivo nudos m/s olas (m) 0 0 a 1 0 a 0.2 Calma a a 1.5 Ventolina a a 3.3 Flojito 0.2 a a a 5.4 Flojo 0.5 a a a 7.9 Moderado 1 a a 21 8 a 10.7 Fresquito 1.6 a a a 13.8 Fresco 2.6 a a a 17.1 Frescachón 4 a a a 20.7 Temporal 5.5 a a a 24.4 Temporal fuerte 7 a a a 28.6 Temporal duro 9 a a a 32.6 Temporal 11.5 a ó superior 32.7 ó superior muy duro Temporal huracanado Superior a 14 56

65 Consideraciones básicas No sólo el estado de la mar es condicionante, la visibilidad, el viento y la cantidad de luz influyen en el resultado. El viento hace que la mancha se mueva, a la vez que es la causa de la generación de olas. Por otro lado, estos dispositivos son eficaces siempre que estén acoplados a un sistema de almacenamiento adecuado, es decir, acoplados a un barco relativamente grande que pueda transportar el vertido recogido. Los sistemas más importantes para la recuperación de crudo se indican a continuación. Tipos de skimmers: Skimmers o desnatadoras: Son aparatos diseñados para la recuperación de crudo del petróleo derramado en la superficie del mar. Es uno de los procedimientos más recomendables, debido a que no produce contaminación adicional ni un cambio en las propiedades físicas o químicas del medio. Cada tipo presenta distinta forma de funcionamiento, pudiendo operar en un lugar fijo o requerir algún sistema móvil, mediante el que se puedan desplazar a lo largo de la zona contaminada. El crudo recuperado puede ser usado nuevamente ya que carece únicamente de las fracciones volátiles y de las solubles en agua. La eficacia del skimmer depende, entre otros factores de: El tipo de crudo derramado, el espesor de la capa de crudo, la presencia de residuos sólidos en la película de crudo o en el agua, las condiciones climáticas, las olas, las corrientes de mareas, los vientos, etc. Según el principio de funcionamiento del elemento que realmente recoge el petróleo de la superficie, los skimmers se pueden clasificar en skimmers de succión o aspiración y en skimmers de adherencia. Skimmers de succión o aspiración: El petróleo es recuperado del agua mediante una bomba hidráulica en el primer caso (succión) o neumática en el segundo (aspiración). Para aglutinar y conducir la mayor cantidad posible de producto en la boca de aspiración-succión con el fin de mejorar el rendimiento de estos aparatos se pueden crear cavidades (rebosaderos), torbellinos o turbulencias. En general, tienden a recoger significativas cantidades de agua, lo que puede representar una ventaja si se trata de petróleo muy viscoso de difícil conducción por tuberías. 57

66 Consideraciones básicas Sin embargo, esto significa que el almacenamiento tendrá que ser voluminoso o incorporar un separador. Skimmers tipo presa. Consta de un vertedero o presa, un tanque de almacenamiento y una tubería conectada con un equipo de succión externo, tal como se indica en la Figura 30. Figura 30. Skimmer tipo presa (Bergueiro et al, 1991). Existen en la actualidad varios modelos comercializados, siendo sus ventajas principales la movilidad y la simplicidad. Los modelos más sofisticados disponen de sistemas complementarios (accesorios) para su autonivelación y ajuste de profundidad. La parte superior se coloca a un cierto nivel con respecto a la superficie del agua, de tal manera que el crudo se introduce dentro del tanque por el borde de éste, ya por sí mismo o por la influencia de corrientes marinas, vientos, etc. El crudo se extrae continuamente del tanque por un sistema de bombeo. La principal dificultad estriba en colocar el extremo superior en la interfase agua-crudo, con el fin de que penetre en el tanque la mínima cantidad de agua, lo que es muy difícil de conseguir en la práctica. El sistema de bombeo suele dar buen resultado cuando se trata de crudos de baja viscosidad, pero su rendimiento disminuye drásticamente cuando se trabaja en aguas muy frías en las cuales algunos crudos pueden estar a temperaturas inferiores a la de su punto de vertido, a la que dejan de fluir. Otro inconveniente del sistema de bombeo radica en el volumen de agua que acompañando al crudo, llega al vertedero, siendo necesario ajustar la posición de la boca del tubo de la bomba en aquél, de forma que la cantidad de agua extraída sea mínima. La presencia de residuos sólidos hace disminuir su eficacia, ya que al quedar retenidos en su entorno, hacen de presa e impiden el flujo de crudo hacia el tanque vertedero. Para evitar esto, se suele colocar alrededor de él un sistema de cortinas o tamices que impida el paso de sólidos y también de crudos muy viscosos. El principal problema que presenta este tipo de skimmers es la gran influencia de las olas sobre 58

67 Consideraciones básicas su rendimiento, ya que suelen balancearse por efecto de aquéllas, lo que puede hacer que la bomba llegue a succionar agua o aire y traer como consecuencia que aquélla se descebe. Su uso se recomienda en ríos, lagos, bahías y puertos, pero no en mar abierto. El límite operacional de este tipo de skimmer se encuentra en el estado de la mar 1. Son skimmers muy sensibles a hidrocarburos de alta viscosidad, emulsiones, olas y desperdicios; se usan preferentemente para hidrocarburos de flujo libre. Skimmers de succión. Son muy semejantes a los del tipo anterior, presentando igualmente problemas de la misma naturaleza. Se colocan en la superficie del agua de tal forma que el sistema de vacío se pueda ajustar a la superficie interfásica agua-crudo tal como se indica en las Figuras 31 y 32. Figura 31. Skimmer de succión (Bergueiro et al, 1991). Debido a sus sistemas de succión suelen emplearse en aguas poco profundas y en muelles, diques, etc. Su capacidad de succión depende de las dimensiones del tubo que conduce a la bomba de vacío, así como de la capacidad de ésta. Figura 32. Elementos de un skimmer de succión (Bergueiro et al, 1991). 59

68 Consideraciones básicas Uno de los principales inconvenientes es la presencia de residuos sólidos, que pueden producir atascos y daños en la bomba de succión, con la consiguiente pérdida de tiempo y material. Cuando la velocidad de las corrientes es superior a 30 cm/s, se produce un efecto de planeo de la cabeza flotante en la zona de succión, que disminuye considerablemente su rendimiento. Este tipo de skimmers es muy efectivo en aguas muy tranquilas y cuando se usan barreras de contención para dirigir el flujo del crudo hacia la cabeza flotante. En zonas de calma muy próximas a la costa, se puede recuperar el crudo mediante succión, bombeo y carga en camiones cisterna, eliminándose por decantación por el fondo de la cisterna el agua que acompaña al crudo. El límite operacional de este tipo de skimmer se encuentra en el estado de la mar 3. Se usan preferentemente para hidrocarburos de viscosidad baja a media, aunque también se pueden usar para materiales más viscosos mediante el incremento del contenido de agua. Skimmers centrífugos. Un remolino producido por un propulsor hace que el hidrocarburo se concentre en el centro del vórtice debido a los efectos centrífugos. El hidrocarburo recolectado es bombeado desde la parte superior y el agua no contaminada sale por la parte inferior, tal como se indica en la Figura 33. Figura 33. Skimmer centrífugo (Bergueiro et al, 1991). Los materiales sólidos que flotan sobre el derrame no presentan problemas, ya que pueden ser separados eficientemente mediante un sistema de retención exterior, que no impide el flujo de crudo. Su eficacia disminuye considerablemente con olas superiores a 60 cm y corrientes de más de 30 cm/s. 60

69 Consideraciones básicas El límite operacional de este tipo de skimmer se encuentra en el estado de la mar 2 y 0.5 nudos de movimiento del agua. Además se usan preferentemente para hidrocarburos de flujo libre. Skimmers de adherencia: Se basan en que los hidrocarburos se adhieren fácilmente a muchas superficies. La forma geométrica de estas superficies determina el nombre que reciben, así los hay de discos, de tambores, cintas (bandas), cuerdas y cepillo. El material de las superficies es el que más afinidad presente por los hidrocarburos, por ello estos skimmers se llaman también oleofílicos. Suelen recuperar menos cantidad de agua que los otros y son más adecuados para hidrocarburos de viscosidad media. El tamaño del aparato está en función del lugar de uso, los oceánicos son de gran capacidad y robustos, los de puerto pequeños, ligeros y sólo operan en aguas casi quietas. Los estáticos son aquellos que no necesitan moverse para realizar su cometido, mientras que los dinámicos no funcionarán si se quedan quietos. Los skimmers que incorporan propulsión propia se hacen muy voluminosos, pesados y caros. Skimmers de correa. Son de dimensiones mucho mayores a las de los skimmers de succión, ya que van acoplados a un sistema de autopropulsión y son capaces, además, de almacenar el crudo recuperado. Una correa transporta el hidrocarburo por adhesión desde la superficie del agua. Las correas rotatorias en movimiento hacia arriba llevan el hidrocarburo hasta el límite superior donde es raspado o exprimido hacia un tanque de almacenamiento. A la inversa, las correas en movimiento descendente, primero sumergen el hidrocarburo que luego flota hacia la superficie por detrás de la correa debido a su flotabilidad, hacia un área definida dentro de la embarcación. El límite operacional para correas con movimiento ascendente se encuentra en el estado de la mar 1, mientras que para correas con movimiento descendente es el estado de la mar 2. Una ilustración de este tipo de skimmers se recoge en la Figura

70 Consideraciones básicas Figura 34. Skimmer de correa (García y Marañón, 1996). La eficacia de estos aparatos es mayor con películas de petróleo muy finas, en contraposición con los otros diseños. Se usan preferentemente para hidrocarburos de viscosidad media, aunque las correas con movimiento ascendente también toleran petróleo más pesado. El skimmer debe avanzar lentamente para evitar que el crudo pueda pasar por debajo del sistema de almacenamiento sin que llegue a ascender al colector. No influye en la eficacia de estos skimmers la presencia de residuos sólidos, aunque algunos modelos llevan un sistema separador para evitar que estos residuos lleguen al tanque recuperador. Aunque las olas influyen en la eficacia de este skimmer, lo hacen en menor extensión que en el resto de los modelos. Skimmers de superficie adsorbente. Estos skimmers constan de una superficie recubierta de material adsorbente (oleofílico), que se desliza continuamente por la superficie de la película de crudo, facilitando su separación del agua y posterior recuperación. La forma de la superficie adsorbente puede ser: en tambor (Figura 35), en cuerda (Figura 36) o de discos (Figura 37), tal como se indica en las siguientes ilustraciones. El crudo absorbido se separa mediante un raspador o un rodillo a presión y simultáneamente se deposita en un container almacén. 62

71 Consideraciones básicas Figura 35. Skimmer de tambor (Web 18). Figura 36. Skimmer de cuerda (García y Marañón, 1996). Este tipo de skimmers es muy eficiente sobre todo con crudos de viscosidad media. El material constituyente del skimmer puede ser plástico, tejidos sintéticos, etc., aunque materiales plásticos y telas tienen mayor eficacia, sobre todo en películas delgadas. Los residuos sólidos interfieren en la eficacia de estos skimmers, ya que pueden causar daños en rodillos, correas, raspadores, etc., aunque son menos susceptibles a ellos que los otros tipos de skimmer. Están poco influenciados por el efecto de las olas, pudiendo ser efectivos aún con olas superiores a 60 cm. De hecho, las olas incrementan su eficacia al aumentar el área de la superficie del crudo en contacto con el absorbente. 63

72 Consideraciones básicas El límite operacional para correas con movimiento ascendente se encuentra en el estado de la mar 3. Son skimmers sensibles a incrementos de viscosidad. Se usan preferentemente para hidrocarburos de viscosidad media. Skimmers de disco. Los discos rotan entre la interfase hidrocarburo-agua. El petróleo se adhiere a la superficie del disco, es removido por unos raspadores hacia un punto de recolección central y es bombeado hacia un depósito. Figura 37. Skimmer de discos (García y Marañón, 1996). El límite operacional para skimmers de discos se encuentra en el estado de la mar 2. Son skimmers sensibles a hidrocarburos emulsificados, olas y desperdicios. Se usan preferentemente para hidrocarburos de viscosidad media. Lo dicho hasta ahora se refiere a las técnicas que existen para la recogida de la mayor parte del petróleo vertido, aun así, siempre quedan restos o galletas que no pueden ser recogidos por estos métodos debido a la falta de eficacia del proceso en estos casos. Por otro lado, cabe destacar también la llamada recogida manual, la cual no se debe de ignorar, sobre todo en el caso de tener malas condiciones en el mar, para ello se puede usar todo tipo de instrumentos, desde palas, ganchos, redes y hasta dragas provistas de cazos de elevadas dimensiones (Bergueiro et al, 1991). 64

73 Consideraciones básicas Bombeo del hidrocarburo recuperado: El hidrocarburo recuperado debe ser transferido desde el skimmer a un receptáculo interno y luego desde éste a un tanque mayor de almacenamiento, transporte o separación, del cual también deberá ser bombeado al sistema definitivo de almacenamiento o evacuación. Las bombas también se utilizan si es posible descargar el hidrocarburo del buque siniestrado. La efectividad de estos procesos es crítica para asegurar la continuidad de las operaciones de limpieza del vertido. Si bien existe una gran variedad de tipos de bombas para hidrocarburo fresco y poco emulsionado, al prolongarse en el tiempo las operaciones de recuperación, el producto se hace más viscoso y aparecen sólidos, con lo que se reduce mucho el número de opciones. Los skimmers que flotan libres pueden tener bombas externas o bien a bordo. En los skimmers más pequeños suele ser externa para reducir peso. Las externas no trabajan bien con hidrocarburos muy viscosos porque tienen que succionarlo. Las bombas a bordo del skimmer pueden ser de desplazamiento positivo, como de pistón o de tornillo de Arquímedes. Como estas bombas empujan el producto toleran altas viscosidades. Sin embargo hacen los skimmers más pesados provocando la entrada de agua al tener aquéllos dificultad para seguir las olas. Aunque las bombas de desplazamiento positivo son las más indicadas para trabajar con fluidos de alta viscosidad, a veces la fricción en la descarga en estos casos puede ser tan alta que el hidrocarburo no se puede mover de forma efectiva. Una solución es la inyección anular de agua o vapor en la succión o en la descarga de la bomba; así, se forma una fina película que recubre la pared interna de la conducción. Esta película lubrica el producto viscoso reduciendo la fricción, resultando en un aumento de la velocidad de flujo y reducción de la presión en la conducción sin provocar la emulsificación del hidrocarburo. Buques de limpieza o anticontaminación: Son buques expresamente diseñados para la recuperación de hidrocarburos. Los hay de muy diversos tipos, desde grandes remolcadores que cuentan además con los equipos necesarios para las operaciones de limpieza en mar abierto, hasta embarcaciones relativamente pequeñas para trabajar en puertos y aguas abrigadas. Un buque anticontaminación cuenta, generalmente, con equipos de recuperación (skimmers), tanques de almacenamiento para los hidrocarburos recuperados, equipo para trasvasarlos a otros buques o instalaciones de almacenamiento, barreras de contención, etc. 65

74 Consideraciones básicas En general, el rendimiento y las características de estos buques dependen principalmente de los equipos de recuperación de que disponen y cuyos tipos principales ya se han explicado. Dichos equipos pueden estar integrados dentro del propio casco del barco o ir en cubierta, caso de los buques grandes, para ser lanzados al mar en la zona del vertido. La capacidad de recuperación de hidrocarburos de estos buques depende principalmente de: El rendimiento de los equipos de recuperación, la anchura de barrido del buque, la velocidad óptima de recogida y la eficacia de la separación entre los hidrocarburos y el agua. En las Figuras 38 y 39 se muestran unos ejemplos de buques de limpieza. Figura 38. Buque de recuperación por adsorción (Organización Marítima Internacional, 1991). En condiciones ideales, el buque debería contar con tanques capaces de almacenar todo el hidrocarburo recuperado en un día de operaciones, pero es aceptable una capacidad menor si el buque puede trasvasar los hidrocarburos regularmente a otra instalación. Si cuenta con un separador de agua e hidrocarburos aumentará considerablemente la cantidad de líquido recuperado que pueda almacenarse. 66

75 Consideraciones básicas Figura 39. Buque anticontaminación remolcador (Web 59). La maquinaria motriz de un buque de recuperación de hidrocarburos tiene que satisfacer dos requisitos contrapuestos: Debe ser capaz de funcionar largo tiempo a baja velocidad durante las operaciones de recuperación, pero también debe ser capaz de funcionar a gran velocidad para llegar al lugar del suceso Uso de sustancias químicas: Métodos químicos Existe una gran controversia respecto de la conveniencia o no de usar métodos químicos para paliar los efectos del vertido de petróleo de un importante volumen ya que existen estudios que sugieren que el uso de agentes químicos trae consigo peores efectos que el propio crudo. El fundamento de los métodos químicos se basa en cambiar las propiedades físicas y químicas del crudo, de manera que pueden ser recogidos, posteriormente, con mayor facilidad por los métodos descritos anteriormente. Existen numerosos agentes que se usan con este fin (Vergetis, 2002): Dispersantes: Son mezclas de agentes químicos que permiten rebajar la tensión superficial entre el crudo y el agua, lo cual permite la separación de la capa de crudo en pequeños agregados de menor tamaño, lo cual puede favorecer en algunos casos la recogida del vertido. Existen varios tipos de dispersantes y su utilización viene marcada pos la sensibilidad del entorno y la naturaleza del vertido de petróleo. Como norma general, no es recomendable su uso en entornos especialmente sensibles y son ineficaces si se usan dos días después de producirse el derrame, ya que la contaminación del petróleo por parte de las aguas marinas inhiben el proceso dispersivo buscado. Su modo 67

76 Consideraciones básicas de aplicación varía, ya que pueden usarse sistemas de aspersión desde aviones, barcos, helicópteros, etc., con el fin de obtener una cierta homogeneidad en el rociado de la mancha. En los últimos años se ha estado ensayando mucho con dispersantes basados en alcoholes de cadena larga, los cuales han demostrado una alta eficacia y un menor impacto ambiental en su uso, lo cual puede paliar en parte uno de los grandes problemas que conlleva el uso de los dispersantes. Básicamente existen tres tipos de dispersantes: Tipo 1: Dispersantes basados en disolventes hidrocarbonatos con un 15-25% de tensioactivos. La dosis típica de dispersante/crudo es de 1:1 ó 1:3 en masa. Tipo 2: Dispersantes basados en el alcohol y el glicol con una alta concentración de surfactante. Su dosis típica de dispersante/crudo es de 1:10. Tipo 3: No llevan disolvente y son similares a los descritos para el tipo 2. En este caso la dilución típica empleada es de 1:30. En el caso de los dos primeros tipos de dispersantes es necesario forzar la mezcla entre el dispersante y el crudo para una buena eficacia mientras que para los de tipo 3, el movimiento de las olas marinas suele ser suficiente para una perfecta mezcla. Otros agentes químicos: Dentro de esta familia de compuestos se pueden mencionar sustancias químicas que favorezcan la separación de crudo y agua en la emulsión de estos componentes, agentes gelificantes usados para dar una cierta consistencia al crudo, agentes que favorezcan el hundimiento de la mancha (siempre que esto favorezca una posterior recogida), agentes de ignición, neutralizantes, etc. En definitiva, estos métodos se basan en tratar químicamente a la mancha de crudo de manera que podamos influir, de una manera favorable a nuestros intereses ulteriores de recogida de la misma, en sus características físicoquímicas Incineración in situ Si ninguno de los métodos anteriores resulta eficaz, siempre cabe la posibilidad de producir una incineración controlada del vertido (Bellantoni et al, 1979). Para ello se debe 68

77 Consideraciones básicas confinar el vertido con barreras de tipo ignífugas y añadir agentes de ignición para conseguir nuestro fin. Evidentemente este método resulta totalmente inadecuado en caso de que los gases de combustión puedan entrar en contacto con entornos de población, áreas especialmente sensibles, etc., así como cuando el crudo derramado contenga altos contenidos de S, cuya oxidación implique la formación masiva de SO x, especialmente nocivos para la flora y fauna terrestre. Además puede darse el caso de formación de residuos de alta viscosidad y densidad durante el proceso de combustión, provocando su inmediato hundimiento e impidiendo su combustión. Este método resulta de gran eficacia cuando la capa superficial de crudo tiene una anchura de entre 2 y 3 mm, lo cual permite contar con el efecto de refrigeración del viento y del mar para un mejor control de la combustión, por otro lado, unas condiciones de calma marítima también favorecen la eficacia de este proceso, ya que la presencia de olas puede provocar la extinción de la reacción. Otro aspecto a tener en cuenta es que la ignición puede no ser controlada, es decir, que se produzca en el momento del accidente o percance del buque en cuestión, por lo que resulta fundamental saber qué tipo de crudo se está quemando para saber los posibles efectos nocivos de la nube tóxica. De nuevo se pone de relieve la importancia de una exhaustiva analítica en origen del crudo transportado, en este sentido, se han sugerido una serie de recomendaciones ambientales que se basan en reducir el contenido en azufre de los transportes marinos, aunque, debido a los enormes intereses económicos que rodean al transporte de crudo de petróleo, no se toman como leyes sino como meras recomendaciones o reglas de buena conducta Utilización de técnicas láser Las técnicas basadas en el láser se fundamentan en producir la volatilización de los componentes más volátiles que conforman el crudo, de este modo, se aumenta la viscosidad del mismo y se reduce la exposición del personal de limpieza a los COV s. Su aplicación suele realizarse mediante cañones láser acoplados a helicópteros y puede ser un primer paso en el tratamiento del vertido Métodos de limpieza de pequeñas manchas de fuel En este contexto se abordarán los métodos que implican la limpieza final de los restos de los vertidos que no pueden ser limpiados totalmente por los medios anteriores y la limpieza 69

78 Consideraciones básicas de pequeños vertidos de crudo. Para ellos se utilizan los llamados materiales absorbentes, los cuales se pueden dividir en: 1. Rollos absorbentes: Se basan en materiales de origen plástico que pueden absorber grandes cantidades de crudo. Normalmente se utilizan por la parte de dentro de las barreras anticontaminación para paliar los efectos de las fugas a través de las mismas y tienen como característica que según se impregnan de crudo pierden flotabilidad y se recogen. 2. Almohadillas: Son fragmentos de aproximadamente 1 m 2 de superficie compuestos de fibras de polietileno de baja densidad que se depositan sobre las manchas de fuel y son capaces de absorber cantidades moderadas de crudo. Como dato curioso es que nunca se hunden, a pesar de estar totalmente impregnadas con crudo. 3. Paños: Son similares a las almohadillas pero de menor tamaño, están constituidas por fibras de polipropileno y son capaces de absorber pequeñas cantidades de crudo Biodegradación o biorremediación En el término de biorremediación se aglutinan todas las técnicas basadas en el uso de agentes de tipo biológico para tratar el vertido provocando su descomposición destacando, dentro de este tipo de agentes, las bacterias aerobias y anaerobias. La idea básica es la de acelerar los procesos naturales de descomposición de la materia orgánica en H 2 O y CO 2 ó CH 4. Aunque no es recomendable su actuación en el mar en la gran mayoría de los casos, debido a la dispersión intrínseca del sistema y a la limitación de temperatura de las aguas (cinética de descomposición lenta), hay que tenerlo en cuenta como una posible alternativa a los métodos anteriores. La biodegradación puede ocurrir en condiciones tanto aerobias como anaerobias, pero como norma general podemos comentar que si el contaminante se encuentra bien disperso en el agua (con o sin empleo de dispersantes) se produce la degradación de tipo aerobio. En cambio cuando se considera una gran mancha de crudo, el proceso que suele tener lugar preferentemente es la degradación anaerobia. Por todo ello es crucial el saber seleccionar el tipo o tipos de microorganismos en función de la situación a la que nos enfrentemos, siendo el más eficaz desde el punto de vista cinético, la degradación aerobia, por lo que debemos de actuar en el sistema maximizando la tendencia a que la degradación vaya por esta vía. 70

79 Consideraciones básicas Por otro lado, es fundamental de dotar al sistema con nutrientes basados en P, N y K, de manera que los microorganismos puedan realizar su labor en las óptimas condiciones. Obviamente la cinética del proceso va a venir determinada por la temperatura de las aguas, por lo que apenas se puede hacer algo en este campo. En consecuencia, estos métodos suelen ser mucho más efectivos y prácticos en mares cálidos y con pocas corrientes Degradación natural La degradación natural es el término que se le da al no hacer nada absolutamente y dejar que el propio sistema evolucione y degrade la mancha de crudo. Obviamente el usar este método sólo es posible cuando el vertido es de reducidas dimensiones y se produce en alta mar. Un caso típico es el lavado de los tanques de fuel de los petroleros y demás barcos. En el caso de enfrentarnos a vertidos del orden de las miles de toneladas, se deben usar todos los medios y métodos disponibles en aras de minimizar el impacto ambiental que dicho derrame produce Zona costera. Técnicas de limpieza en tierra Los métodos de actuación en la costa son los contemplados para la limpieza de las zonas costeras en caso de que el vertido, o parte del mismo, no pueda ser limpiado mediante los métodos de actuación en el mar. Como características generales del crudo que se deposita en la línea de costa destacan su alta viscosidad y su alta densidad debido a la pérdida de COV s en su deriva hacia la costa. En este apartado se realiza una descripción de las diferentes técnicas a tener en cuenta para la limpieza de la costa, así como una preevaluación de las ventajas y desventajas que cada una de ellas plantean; con lo que se puede realizar una estimación de la conveniencia o no de su uso en un caso concreto Limpieza natural Consiste en dejar actuar al mar sobre la zona afectada por el vertido. De este modo, tanto las corrientes marinas como el oleaje ayudan a extraer y dispersar el fuel que impregna dicha zona con lo que puede ser degradado de manera natural en el seno del mar. Se recomienda su posible aplicación en zonas donde el uso de cualquier tipo de limpieza natural pueda ocasionar más daño que el debido al fuel. Sin embargo, no se recomienda su uso en el 71

80 Consideraciones básicas caso de zonas con una población importante de aves y otros mamíferos. Obviamente, en un estadio final no se produce ningún tipo de residuo Limpieza manual Este tipo de limpieza, también denominada limpieza mecánica, consiste en la retirada manual de los residuos de fuel con todo tipo de artilugios como palas, espátulas, etc., debe realizarse por medio de personal perfectamente equipado, así se deben usar mascarillas, gafas de seguridad, guantes y trajes de protección adecuados para cada individuo. Suele ser el método de limpieza más utilizado, sobre todo en el caso de vertidos con una consistencia importante. Como ventajas podemos citar su bajo coste económico pero normalmente la producción de residuos es importante, los cuales han de ser tratados convenientemente. Por otro lado, es necesario dotar a los operarios con los equipos adecuados para llevar a cabos esta función Uso de barreras anticontaminación Como se ha mencionado anteriormente, el uso de barreras anticontaminación es una de las primeras medidas a considerar, ya que evita la llegada del fuel a la costa, sin embargo, el hecho de contar con estos sistemas de una manera limitada debido a su relativo alto coste económico, conlleva que su uso ha de concentrarse en la preservación de zonas de especial importancia. Por otro lado, debemos tener en cuenta tanto las condiciones marítimas para su posible uso como el hecho de que dichas barreras han de ser tratadas como un residuo tras la finalización de su labor contenedora, ya que suelen estar formadas de materiales plásticos a los que se adhiere el fuel Recogida mecánica Este tipo de metodología suele contemplar el uso de maquinaria pesada (excavadoras, cintas transportadoras, palas mecánicas, dragas, etc.) para la recogida de grandes cantidades de residuos derivados del fuel. Su uso está limitado a zonas de fácil acceso y con una sensibilidad baja a dichos elementos mecánicos. Una clara ventaja de este método es la gran capacidad de recogida que presenta, por lo que es muy conveniente en el caso de grandes acumulaciones de fuel en la costa o inmediaciones. El uso de dragas en zonas poco profundas debería estar limitado a la no destrucción de la fauna marina presente en el fondo marino. El problema de este método, al igual que ocurre con la limpieza manual, es la generación de grandes cantidades de residuos que deber ser tratados. 72

81 Consideraciones básicas Uso de materiales absorbentes El uso de material absorbente, como se ha visto para los métodos de actuación in situ, permita la absorción del fuel por dicho material. Debido a que es material de tipo oleofílico, su densidad es baja y, por lo tanto, flotan en el agua. Esto es una gran ventaja ya que presentan poca interacción con los hábitats costeros, así como permite una fácil recogida de los mismos. El problema de este método es que la capacidad de absorción es limitada y genera una gran cantidad de residuos, ya que dicho material ha de ser tratado convenientemente Aspiración mecánica Esta metodología se basa en técnicas de depresión con el consiguiente efecto de aspiración del fuel. Abarca desde el uso de pequeños skimmers o aparatos de succión portátiles cerca de la costa, hasta la utilización de grandes equipos industriales montados en camiones. Su uso es universal, aunque presenta problemas cuando el fuel es muy viscoso y debe tenerse cuidado con la aspiración de otro tipo de materiales, como sedimentos, ya que son el sustrato de la materia vegetal Lavado con agua Esta metodología aúna una serie de técnicas que se basan en el efecto de erosión que supone el chorreo de agua sobre un material contaminado con fuel. Evidentemente, dependiendo del tipo de material impregnado (roca, arena, etc.) y de las características del contaminante, el grado de interacción de dicho fuel es diferente, por lo que se han desarrollado varias alternativas. Lavado con mangueras: Se basa en rociar con agua a baja presión [P(H 2 O)< 0.69 kg/cm 2 ] zonas impregnadas de fuel para diluir y conducirlo hacia una zona de recogida, normalmente el borde del agua, donde puedan actuar los dispositivos por aspiración mecánica o los materiales absorbentes. Esta alternativa está limitada a vertidos poco viscosos que presentan poca interacción con el material a lavar y para zonas en las que exista un control de la evolución del efluente acuoso generado. Lavado con agua a alta presión: En este caso, se utiliza agua a alta presión [6.90< P(H 2 O)< kg/cm 2 ] y tiene una gran utilidad en el caso de querer remover todo tipo de fuel con características altamente viscosas de lechos de rocas, gravas y estructuras 73

82 Consideraciones básicas artificiales (malecones, escolleras, etc.). Lógicamente su uso se contempla cuando la utilización de agua a baja presión no resulta eficaz, pero el gran problema que presenta es que destruye toda forma de vida en contacto con el chorro a alta presión. Por otro lado, su coste económico es mayor, ya que requiere el uso de equipos industriales de presurización. Lavado con agua caliente: Esta técnica es complementaria a la alternativa de agua a temperatura ambiente. La presión que se utiliza es baja, pero al poseer una temperatura elevada (32 ºC< T< 77 ºC) la capacidad para forzar la fluidización del fuel adherido es mayor, aunque sigue teniendo importantes limitaciones. Sirve para conducir el residuo hacia el borde del agua, donde se deben disponer métodos de recogida o absorción adecuados. Debemos tener en cuenta que su uso conlleva la destrucción de parte de la biomasa en contacto con el chorro de agua, aunque dicha capacidad de destrucción puede modularse en base a la temperatura de salida. Lavado con agua caliente y a alta presión: En este caso se combinan las ventajas y desventajas que conllevan el aumento de la presión y de la temperatura del chorro de agua. Se usa cuando el agua caliente no es eficaz y la sobrepresión utilizada no suele ser muy elevada. El rango de temperaturas es similar al descrito para la correspondiente técnica a baja presión. Se debe mantener un gran control del efluente generado, ya que el contacto con aguas poco profundas puede asfixiar a los organismos presentes, ya que es una corriente con una baja solubilidad de O 2. Lavado con vapor a presión: Esta técnica conlleva el uso de vapor de agua muy caliente (77 ºC< T< 100 ºC) a alta presión [P(H 2 O)= 140 kg/cm 2 ]. Tiene las ventajas de que es capaz de desincrustar casi todo tipo de fuel por el gran efecto abrasivo que posee, así como el de generar efluentes acuosos menos importantes que las técnicas de chorro. El inconveniente más claro radica en que es muy destructivo, pudiendo atacar al propio material que se quiere lavar, por lo que su uso se restringe a estructuras artificiales, como escolleras, rompeolas, etc Lavado con arena Contempla las técnicas que se basan en el rociado con arena de materiales impregnados con fuel. Su efecto abrasivo es muy importante, así como el efecto letal que supone para los seres vivos en contacto con el chorro de arena. También suele usarse con estructuras artificiales. 74

83 Consideraciones básicas Uso de dispersantes Esta alternativa también ha sido contemplada en las metodologías de actuación in situ y supone la adición de sustancias que reducen la tensión superficial fuel-agua y permiten una disgregación del mismo para facilitar su degradación natural. A veces la aplicación de esta tecnología agrava el problema, ya que los dispersantes suelen poseer propiedades muy tóxicas de por sí, por lo que su uso puede ser contraproducente Técnicas de bioestimulación y biodegradación Consisten en añadir nutrientes (trifosfato de sodio, ortofosfatos, nitratos, etc.) y microorganismos (bacterias) que aceleren la degradación del fuel en la zona afectada. Estas técnicas están fuertemente limitadas por la naturaleza del fuel y las características de la zona de aplicación. Además debe de controlarse el posible crecimiento desmesurado de microorganismos, sobre todo en climas cálidos, ya que al contar con gran cantidad de nutrientes su generación excesiva puede dar lugar a problemas posteriores Incineración Esta metodología se basa en la combustión controlada del fuel, lo que genera una serie de gases tóxicos cuya inhalación podría representar un gran peligro para la salud humana, por lo que no suele estar aconsejada su aplicación. Aun así, ha de tenerse en cuenta para zonas alejadas de concentraciones urbanas y para pequeñas cantidades de fuel Técnicas de cribado de suelos Este tipo de técnicas se usan cuando parte del petróleo no recogido por las técnicas anteriores ya se ha mezclado con el sedimento, formando capas a pequeña profundidad, por lo que su posible aplicación ha de ser contemplada en un último término. Se basa en realizar una serie de surcos que permitan el contacto atmosférico y la degradación de las capas de fuel. En el caso de estar en la zona influenciada por las mareas (zona mesolitoral), la realización de surcos permite la limpieza natural por medio del mar. Lógicamente, esta metodología está limitada a suelos arenosos, de gravas de pequeño tamaño y a zonas con un fácil acceso de la maquinaria, como suelen ser las playas. 75

84 2.4.3 Almacenamiento y tratamiento de los residuos de crudo de petróleo Consideraciones básicas En cuanto al almacenamiento de los residuos del crudo cabe mencionar que en todo momento deben ser almacenados en zonas perfectamente ventiladas y, en la medida de lo posible, en zonas con poca humedad. En un primer momento, la captación del derrame de crudo conlleva la recogida de una mezcla de petróleo y agua en tanques integrados en barcos de medio a gran tonelaje. En esta etapa la celeridad del proceso es lo más importante, por lo que no se disponen de medidas especiales de almacenamiento. Una vez en tierra, la descarga de los depósitos se suele hacer en camiones de recogida, los cuales transportan el crudo hacia la estación de tratamiento de residuos más cercana. Este tipo de transporte está considerado como peligroso, por lo que es necesario la realización de una ruta lo más alejada de los centros de población por motivos obvios. Una vez en la estación de tratamiento de residuos, es necesario separar la parte acuosa de la emulsión de la parte del crudo propiamente dicha, por lo que pueden usarse agentes químicos para este fin, con el objeto de trabajar con menor volumen de residuo. Por otro lado, este tipo de sustancias pueden usarse in situ, como habíamos planteado con anterioridad, por lo que se evita el transporte de una parte del volumen del residuo. El almacenamiento se realiza de una forma más cuidadosa, facilitando la estabilización de los mismos mediante la adición de agentes químicos que inhiban procesos indeseados. En cuanto al tratamiento de los residuos de crudo, destacan los métodos biológicos, la incineración y la inertización. Inertización: Consiste en alojar los residuos en una zona aislada y perfectamente impermeable y con la ayuda de agentes químicos adecuados poder depositar dichos residuos de manera indefinida con un seguimiento de control por si se producen cambios indeseados. Incineración: Como su propio nombre indica, consiste en incinerar los residuos de petróleo en cámaras que aseguran una alta eficacia de la reacción de oxidación. Una ventaja de este método es que permite integrarlo en un sistema de cogeneración de energía, pero se producen una serie de gases nocivos que pueden generar un ambiente francamente contaminado. Métodos biológicos: Suelen ser los más aconsejables, ya que su aplicación destruye el residuo sin apenas carga contaminante. Destacan entre ellos los que se derivan de la 76

85 Consideraciones básicas aplicación de reactores biológicos en instalaciones altamente tecnológicas y los que se derivan del landfarming, es decir, depositar los residuos en capas de pequeño espesor sobre el terreno (siempre que lo haya disponible) y facilitar el crecimiento biológico con la consiguiente degradación del residuo. El inconveniente de este tipo de metodologías radica en que suelen tardar del orden de varios meses en ser totalmente eficaces, pero su gran ventaja radica en el bajo coste que esto supone. 2.5 PLANIFICACIÓN DE CONTINGENCIAS Consideraciones generales Los riesgos que supone el transporte de hidrocarburos conlleva que los Gobiernos, las Compañías petroleras y los Armadores, reconozcan la necesidad de disponer de una capacidad de gestión bien probada y eficaz en caso de vertido marino accidental. Para ello es necesario profundizar en los aspectos organizativos de los mecanismos de respuesta. Para que la actuación frente a sucesos de contaminación marina accidental tenga posibilidades de éxito, se requiere de un sistema de respuesta definido y coordinado con una estructura de mando y operación que haga eficaz la utilización de los equipos y medios humanos existentes. La experiencia acumulada a través de los episodios de derrames de hidrocarburos ocurridos, indica que los factores tiempo y organización son de primordial importancia y están relacionados íntimamente. Esto hace necesario que la respuesta posea una estructura organizativa clara, sencilla y práctica que ahorre tiempo a la hora de tomar decisiones con el fin de coordinar de forma eficaz los esfuerzos y los medios disponibles que han de intervenir en las operaciones de contención, recuperación y limpieza de un derrame. La planificación de la respuesta al derrame de hidrocarburos se lleva a cabo a través de los Planes de Contingencias. Un Plan de Contingencia es un plan esencialmente organizativo que proporciona las directrices generales y la información necesaria para la lucha contra la contaminación. 77

86 Consideraciones básicas Es un principio generalmente aceptado que los países y las compañías que cuentan con un Plan de Contingencias debidamente desarrollado, están mejor preparados para responder a las emergencias por derrames de hidrocarburos que aquellos que no disponen de él. Entre los beneficios potenciales que proporciona el Plan de Contingencias se incluyen: Una respuesta más eficiente y eficaz al incidente por el uso y desarrollo de estrategias apropiadas para la respuesta a fin de reducir al mínimo los daños ecológicos, y socio-económicos, acelerando en lo posible la recuperación del entorno dañado. El establecimiento de las prioridades ambientales, comerciales o gubernamentales. La mejor comprensión, por parte de la población y los medios de prensa, de los esfuerzos realizados para la protección del medio ambiente. El planteamiento para la planificación de la contingencia ante derrames de hidrocarburos considera tres puntos principales: Para hacer posible la efectividad de la respuesta en circunstancias cambiantes, se deben desarrollar planes basados en una respuesta escalonada, en función de la magnitud del suceso. Se deben identificar los posibles casos de derrames, más razonables y de mayor probabilidad, basándose en un análisis de riesgos en la zona geográfica cubierta por el plan. Es esencial un planteamiento de cooperación de todas las partes que puedan verse afectadas por el derrame para asegurar una respuesta eficaz. Al desarrollar los planes, se debe buscar la cooperación de los que comparten el riesgo y de los que vayan a participar en la respuesta Estructura general de la planificación de contingencias Los riesgos de los derrames de hidrocarburos y las respuestas que requieren deben ser clasificados de acuerdo al tamaño del derrame y el área afectada. Esto nos lleva al concepto de Respuesta Escalonada o graduada en niveles, según se indica en la Figura

87 Consideraciones básicas Figura 40: Niveles de actuación, según el tamaño del derrame y el área afectada (Web 26). Se pueden distinguir, por lo tanto, tres clases de Planes de Contingencias: Nivel 1: Plan Interior o Local de Contingencias. Es aquél cuyo ámbito de aplicación es refiere a una determinada instalación mar adentro, puerto, industria litoral o terminal marítimo de carga y descarga del producto potencialmente contaminante. Suelen ser derrames pequeños de tipo operativo en las propias instalaciones, como consecuencia de sus propias actividades. Generalmente, la instalación afectada será la encargada de suministrar los recursos materiales y humanos para una respuesta inmediata in situ a esta clase de derrames. Nivel 2: Plan Territorial de Contingencias. Se aplica si la contaminación afecta al litoral de una Comunidad Autónoma. También se aplica en el caso en que las instalaciones mencionadas para el Plan Interior no dispongan de medios suficientes para combatir el derrame y éste puede afectar a una zona limitada de litoral o a una gran extensión de la costa. Nivel 3: Plan Nacional de Contingencias. Tiene su ámbito de aplicación en el mar Territorial y Zona económica Exclusiva bajo jurisdicción de la Autoridad Marítima Nacional (Figura 41). Se refiere a todos los casos en que la contaminación sea consecuencia de un accidente marítimo en el que esté involucrado uno o más buques, tal como una colisión, una varada o averías en el caso de un buque. 79

88 Consideraciones básicas Figura 41. Zona española de responsabilidad de búsqueda y salvamento marítimo (Web 51). Dependiendo de las circunstancias, puede ser necesaria la activación de más de un Plan de Contingencias a la vez, lo que hace necesaria su adecuada coordinación en caso de que así sea. Podría definirse un cuarto nivel, que correspondería a un Plan Internacional de Contingencias y que se aplicaría cuando la contaminación puede afectar a dos o más países próximos. En este caso, la Coordinación de la respuesta se ajusta a lo establecido en los Convenios Internacionales y Acuerdos Regionales con los otros países afectados Estructura e información recogida en un Plan de Contingencias Cualquier Plan de Contingencias ante derrames de hidrocarburos debe comprender tres partes: 1. Una Sección de estrategia que describa: 80

89 Consideraciones básicas - El alcance del Plan, incluyendo su cobertura geográfica y su interrelación y coordinación con otros Planes de Contingencias en caso de que fuese necesaria su activación. - Los riesgos posibles, identificando las áreas, instalaciones, bienes y recursos susceptibles de ser afectados y la vulnerabilidad a las distintas hipótesis de peligro en el área considerada, así como las consecuencias previsibles en las situaciones definidas. - Las funciones y responsabilidades de los encargados de la implantación del Plan, y las propuestas de respuesta estratégica. 2. Una Sección operativa y de acción donde se establezcan: - Los procedimientos iniciales de emergencia que permitan la rápida evaluación del derrame. - Las directrices generales para la elaboración de los Planes Operativos, donde se explique la articulación de la respuesta y la movilización de los recursos apropiados. - El control y actualización de las operaciones, las comunicaciones, así como la preparación de informes y comunicados. - La terminación de las operaciones y los procedimientos de revisión del Plan. 3. Un Directorio de información, que contenga todos los mapas pertinentes al caso, la lista de recursos y las hojas de información necesarias que sirvan de apoyo en la conducción de la respuesta a un derrame de hidrocarburos con arreglo a la estrategia acordada Estructura y proceso de elaboración del Plan Operativo El Plan Operativo indica las acciones concretas a llevar a cabo. Es casi imposible recoger en un Plan de Contingencias todas las estrategias de respuesta posibles puesto que éstas varían en función de las condiciones concretas del accidente, por lo que el Plan Operativo se ha de establecer y poner en marcha después de una primera evaluación de la situación. Posteriormente se debe realizar un seguimiento de los hechos de forma que la estrategia pueda ser modificada si fuera necesario. 81

90 Consideraciones básicas La Figura 42 resume el proceso secuencial de planificación de contingencias, indicando qué información se debe recoger, para luego ser interpretada y desarrollada con estrategias apropiadas, para obtener Procesos Operativos como resultado final. Figura 42. El proceso de elaboración de un Plan de Operaciones (Web 26). El primer paso para la elaboración del Plan Operativo consiste en recoger información de dos tipos. Por un lado, se ha de obtener información sobre el lugar, cantidad y características del vertido así como de las condiciones meteorológicas y del mar. Esta información permitirá realizar predicciones sobre la evolución del vertido de hidrocarburo empleando programas de simulación y por tanto conocer qué zonas serán afectadas con mayor probabilidad. Por otro lado es necesario conocer las características medioambientales y socioeconómicas de la zona previsiblemente afectada, con el fin de determinar las zonas más sensibles al derrame. En caso de existir, los mapas de sensibilidad de la región incluyen toda la información necesaria integrada. Sin embargo, no suelen estar hechos, por lo que es necesario un proceso de recopilación de información en los Organismos Oficiales, Asociaciones Ecológicas o bien en estudios especializados sobre todos los aspectos que sean necesarios. Una vez conocidas las zonas previsiblemente afectadas y sabiendo cuales de ellas son más sensibles al vertido, se hace una evaluación de la situación identificando el nivel de gravedad del suceso. En función de esto se elabora la estrategia de respuesta, determinando 82

91 Consideraciones básicas las zonas prioritarias de protección y de actuación así como los equipos y técnicas de contención, recogida y limpieza apropiados para cada zona. El fin último de todo este proceso consiste en la elaboración del Plan Operativo en el que se determinan la estructura organizativa, es decir, los organismos que deben asumir las competencias pertinentes y qué competencias son éstas. También se debe conocer qué Planes de Contingencias han sido activados ante el suceso y los mecanismos de coordinación entre los distintos grupos de respuesta encargados de llevar a cabo las labores de lucha contra la contaminación. Por otro lado, se han de especificar los procedimientos de notificación y comunicación, los medios movilizados y los procedimientos de actuación concretos a llevar a cabo para cada zona según la estrategia previamente determinada. Las informaciones sobre las operaciones llevadas a cabo han de estar documentadas y registradas en los Partes de Operaciones. Además, los datos recogidos sobre el vertido han de ser continuamente actualizados. Esto es necesario para poder llevar a cabo un control adecuado de las operaciones y poder cambiar la estrategia de respuesta en caso de que la evolución del derrame así lo requiriese, o bien en el caso de que las acciones llevadas a cabo hasta el momento no hubiesen tenido el efecto esperado. Se han de establecer los niveles finales y óptimos de limpieza, que den lugar a la terminación de las operaciones, así como los procedimientos de revisión del Plan Operativo. Finalmente es conveniente incluir un listado de los equipos y medios disponibles. 83

92 3. DISEÑO

93 Diseño del proceso 3.1 BARCO ANTICONTAMINACIÓN En este apartado se proponen los equipos de lucha contra el vertido con que debe contar uno de los dos buques anticontaminación, que están siendo construidos en los Astilleros Armón de Vigo. En la Tabla 5 se muestran las características del buque que tienen relevancia a tal efecto. Tabla 5. Características del buque anticontaminación. Eslora 56 m Manga 15 m Calado 4.6 m Velocidad máxima 12 nudos Capacidad de remolque 124 t de tiro a punto fijo a 100 % de pot. Capacidad de almacenamiento 293 m 3 Carga máxima en cubierta 2.5 t/m 2 Tripulación 12 personas Otras características Posicionamiento dinámico Las barreras del barco En la Tabla 6, se muestran las calificaciones de cuatro tipos básicos de barreras en función de distintos criterios operacionales. A la vista de estas indicaciones, se seleccionan las barreras inflables a presión por ser las más adecuadas para trabajar en mar abierto, con olas y por su compacidad y facilidad de manejo. El barco portará 1000 m de barrera Airflex 150 SCF de la casa Aquaguard distribuidos en dos carretes de almacenamiento con 500m de barrera cada uno. Esta barrera está fabricada con una mezcla de uretano y poliester y es de color naranja. Está formada por múltiples segmentos de cámara inflable, de forma que si una cámara es dañada se minimiza el efecto en el resto del tramo de barrera. Posee además un elemento longitudinal de espuma de polietileno, a modo de sistema de flotación secundario, que mantiene la barrera a flote durante las operaciones de inflado y repliegue. Una cadena de acero galvanizado, alojada longitudinalmente en una jareta en la parte inferior del faldón, constituye un sistema combinado de lastre y tensión. Otras características se muestran en la Tabla 7. 85

94 Diseño del proceso Tabla 6. Eficacia y características físicas de los distintos tipos de barreras flotantes. Hs = Altura significativa de las olas; V = Velocidad de la corriente superficial; 1 = Buena; 2 = Regular; 3 = Mala (Organización Marítima Internacional,1991) Condiciones ambientales Eficacia Características físicas Tipo de barrera Mar abierta Hs>1 m V<1 nudo Puertos y bahías Hs<1 m V<1 nudo Aguas interiores protegidas Hs<0.3 m V<0.5 nudos Adapta bilidad a las olas Robustez Facilidad de manejo Facilidad de limpieza Compacta bilidad Flotador macizo Órgano de tracción externo Inflable a presión Autoinflable Valla Tabla 7. Características técnicas de la barrera Airflex 150 SCF de Aquaguard (Web 6) Diámetro del flotador (francobordo) Faldón Peso Altura máxima de olas 50 cm 100 cm 6.6 kg/m 2 m 86

95 Diseño del proceso Figura 43. Barrera oceánica Airflex 150 SCF de Aquaguard (Web 6) La barrera se fabrica en tramos de 30 m, que se unen entre sí mediante conexión rápida estándar (ASTM) o bien mediante conectores universales, si bien se prefiere la utilización de los primeros por ser los de uso más generalizado. En la Figura 44 pueden verse ambos tipos de conexiones. Figura 44. Conexiones de las barreras (Web 12) Los carretes de almacenamiento son el modelo SeaReel 500 de la casa Aquaguard. Las dimensiones de cada carcasa son 5.5 x 1.98 x 2.15 m y el peso en vacío es de 750 kg. Puesto que cada uno alberga 500 m de barrera, el peso total de cada uno es de 4 t. La longitud de barrera propuesta es la máxima posible teniendo en cuenta las limitaciones de espacio y peso en la cubierta del barco. Para el inflado de las barreras, el barco, cuenta con cuatro soplantes URAI del modelo 36 de la casa Dresser (Figura 45). Se ha seleccionado este tamaño, mediante la tabla de funcionamiento de las soplantes, para un flujo de aire de 0.1 m 3 /s y una presión manométrica de inflado de 0.1 atm. 87

96 Diseño del proceso Figura 45. Soplante Universal URAI (Web 6) Dicha soplante consta de dos agitadores de lóbulo rotando en sentidos opuestos (Figura 46). La pequeña separación entre ambos está controlada de forma que no es necesaria lubricación en el espacio del aire. Para una velocidad de operación dada, el volumen de aire impulsado es esencialmente constante, con independencia de la presión. La cubierta es de hierro fundido con una capa de pintura protectora. Sus medidas son 37.2 x 18.4 x 32.5 cm. Unos pies desmontables permiten que la soplante pueda ser instalada horizontal o verticalmente. Figura 46. Posiciones sucesivas de los rodetes en el funcionamiento de la soplante (Web 6) Sweeping arms o brazos abatibles Los brazos abatibles se suelen fabricar de aluminio o de acero galvanizado. Se ha seleccionado un brazo abatible de acero galvanizado puesto que, aunque el de aluminio es más ligero, es menos resistente a la torsión que ejercen sobre él el viento y el oleaje. Ambos brazos tienen 15 m de longitud. Cuanto más largo es el brazo mayor es la longitud de barrera para la que puede servir de soporte y mayor es la superficie de mar barrida (el barrido de la superficie del mar se lleva a cabo para aumentar el grosor de la capa de chapapote). En cambio, si la longitud del brazo es superior a 15 m empieza a verse muy afectado por la torsión que ejercen sobre él el viento y el oleaje. 88

97 Diseño del proceso Estos sistemas pueden operar con olas de hasta 2 m. Para alturas superiores a ésta el sistema tiene grandes dificultades para llevar su misión a cabo. Los brazos abatibles disponen de unas bombas de tornillo vertical para petróleo altamente viscoso. Además, delante del pozo de drenaje del brazo, hay un sistema de agua caliente a presión para hacer que el petróleo viscoso pueda fluir más fácilmente. El sistema opera de manera similar al de las bombas de los tanques del barco, que será desarrollado en el epígrafe referido al almacenamiento de petróleo en el barco Diseño del skimmer De entre todos los tipos de skimmers, se han seleccionado los skimmers de adherencia. Su capacidad de recuperación no es tan grande como la de los skimmers de succión, pero minimizan la cantidad de agua en el producto recuperado, lo que es favorable en este caso, puesto que los tanques de almacenamiento del barco tienen una capacidad limitada y así no habría que ir tan a menudo a puerto a descargar. Para seleccionar el skimmer de adherencia móvil más adecuado se ha tenido en cuenta la Tabla 8. Tabla 8. Estudio comparativo de los diferentes tipos de skimmers de adherencia (Web 18) Trabajo en mar abierto Petróleo viscoso Proporción petróleo/ agua en el producto recuperado Velocidad de recuperación Despliegue en mar abierto De presa De mopa De correa De cepillo Aceptable Bueno Bueno Aceptable Mal Aceptable Bueno Bueno Aceptable Elevada Aceptable Elevada Aceptable Aceptable Aceptable Aceptable Aceptable Fácil Fácil Fácil Tomando como base dicha tabla se ha seleccionado un skimmer móvil de cepillo puesto que, globalmente, sus características son las más adecuadas para este caso. De entre todos los skimmers móviles existentes en el mercado se ha seleccionado el RBS-100, 89

98 Diseño del proceso fabricado por Aqua-Guard, que es ideal para la recuperación de petróleo viscoso y que también da buenos resultados para petróleo de viscosidad media. Su capacidad de recuperación es de 250 m 3 / h. Sus dimensiones son: 250 x 250 x 120 cm. (L x a x H). Tiene 91 cm de calado y 350 kg de peso. El tanto por ciento de petróleo en el producto recuperado puede ser de hasta el 98%. El skimmer está fabricado con aluminio y acero inoxidable y tiene una capa de pintura para protegerlo y que así tenga una mayor durabilidad. En total el barco dispone de 2 skimmers de este tipo, uno a estribor y otro a babor. Figura 47. Skimmer RBS-100 (Web 5) Una vez que el barco está en alta mar, el skimmer se baja al agua mediante una grúa. El barco dispone de una grúa de la marca Aqua-Guard modelo 5052, la cual, en función de que esté más o menos extendida, puede levantar diferentes pesos, desde los 455 kg, cuando está extendida 1.52 m a los 3259 kg cuando está extendida 6 m. La base de la grúa es de acero, mientras que su estructura es de aluminio; toda ella está pintada con una pintura protectora especial. Figura 48. Grúa para bajar el skimmer al agua (Web 3) Para que todos estos tipos de skimmers puedan funcionar, se conecta su cabeza a una fuente de potencia situada en la cubierta del barco mediante una tubería hidráulica flexible. La fuente de potencia también proporciona energía a la bomba de transferencia de petróleo. 90

99 La cantidad de chapapote que recogen entre los 2 skimmers en 1 hora es: Diseño del proceso 2 skimmers 1 hora 250 m 3 /h = 500 m 3 Tomando como densidad del chapapote g /cm 3 (o lo q es lo mismo t/m 3 ), correspondiente a la de una muestra del petróleo del Prestige tomada en superficie, donde la temperatura era de 15 ºC: 500 m t/m 3 = t de producto recuperado. Puesto que el tanto por ciento de petróleo en el producto recuperado puede ser de hasta el 98%, de esas t de producto recuperado la cantidad de petróleo recuperado será, en el mejor de los casos: t 0.98 = t de petróleo recuperado en 1 hora Las bombas del barco Los dos skimmers trabajarán con sendas bombas de tornillo vertical de trabajo pesado DESMI DOP-250 alojadas a bordo de los mismos. La DESMI DOP-250 es una bomba de desplazamiento positivo de tornillo vertical de Arquímedes accionada hidráulicamente. Posee un plato giratorio de sellado con paletas reemplazables. Es capaz de bombear una amplia variedad de líquidos, desde agua hasta lodos y emulsiones altamente viscosos, aún cuando se encuentren mezclados con desechos (puede manejar sólidos de hasta 50 mm de diámetro), pues posee un cuchillo de corte a la entrada del tornillo que los tritura. La tasa máxima de bombeo es de 100 m 3 /h y puede desarrollar presiones de descarga de hasta 10 bar manteniendo un flujo cercano al máximo. Una vez cebada, la bomba puede succionar hasta una profundidad de 5 m. Tanto la carcasa como el tornillo están fabricados en acero inoxidable; sus dimensiones son 550 x 360 x 530 mm y pesa 75 kg. 91

100 Diseño del proceso Además de ser utilizada como bomba elevadora del hidrocarburo recuperado por el skimmer, también se puede instalar en línea a la hora de transferir el producto de los tanques a los sistemas de almacenamiento posteriores. Así mismo, puede emplearse para bombear agua en una posible lucha contra incendio o para ayudar a contener las manchas de vertido mediante chorros de agua a presión. Se ha seleccionado esta bomba por su alta capacidad, relativa compacidad y su probada eficacia en derrames de hidrocarburos. Otra razón, es la posibilidad de ser acoplada a un sistema de inyección anular de agua (DESMI ANNULAR INJECTION FLANGE) para reducir la fricción en la línea cuando el producto es extremadamente viscoso. Cada bomba contará con uno de estos sistemas. La inyección de agua se realiza a la salida de la de la bomba y el caudal de agua debe ser aproximadamente un 5% del caudal de bombeo de la bomba. La inyección de agua permite reducir hasta 10 veces la contrapresión de la manguera de descarga. Para cada bomba se contará con dos tramos de 20 m de manguera antiestática plana (colapsible) de 6 pulgadas de diámetro, fabricadas en poliéster de alta tenacidad con recubrimiento de caucho nitrílico. La presión de trabajo de las mangueras es de 10 bar y la presión de rotura es de 30 bar. Figura 49. Bomba de tornillo vertical de Arquímedes DESMI DOP-250 de inyección anular de agua (Web 50) con sistema Cada bomba será accionada por una unidad multipropósito de potencia hidráulica de 50 Kw. del mismo fabricante. Ambas unidades estarán alojadas en ambos lados de la cubierta del barco. Las dimensiones de la unidad son 2.0 x 1.0 x 1.25 m y su peso es de 1100 kg. 92

101 Diseño del proceso Almacenamiento en los tanques del barco Cuando el petróleo que se va a almacenar es, como en este caso, muy viscoso es necesario que los tanques de almacenamiento dispongan de sistemas de calefacción porque en caso contrario, si la temperatura en el tanque es baja, la viscosidad del petróleo aumentará y será muy complicado bombearlo a la hora de descargarlo. En este caso, el barco está provisto de 3 tanques de acero inoxidable de capacidades 116, y 91.5 m 3 respectivamente, todos ellos provistos de calefacción Sistema de calefacción del tanque El buque está equipado con un sistema de calefacción por aceite térmico capaz de mantener las altas temperaturas que se requieren para el transporte y carga/descarga de petróleo muy viscoso. Cada tanque de carga posee 2 emparrillados de acero negro estirado, diámetro nominal 65 y espesor 5.16 mm, dispuestos en zigzag, en toda la sección transversal del tanque, cada uno de ellos con sus correspondientes válvulas de entrada y salida, que son de paso recto, situadas en la cubierta principal, a proa de la entrada al tanque. Dispone también de 6 torretas de calefacción, situadas una en cada mampara lateral de cada tanque. Sus válvulas de entrada y salida están situadas en la cubierta principal, a ambos lados del tanque, y son también de paso recto. Además de las anteriores hay una serie de líneas de calefacción que van dispuestas a lo largo de todas las líneas de carga, tanto en cubierta como en los tanques. Estas líneas, al igual que las de las torretas, son de diámetro nominal 25 y espesor 3.34 mm. Para descargar el tanque se usan bombas de husillo, con gran capacidad de succión y sistema de autocebado, de tal manera que, si la línea de succión aspira algo de aire, la bomba puede continuar lo suficientemente cebada como para continuar descargando sin que se produzca un descenso del promedio de carga. Al ser usada para un producto muy viscoso la bomba, que dispone de una doble carcasa de protección, está implementada con un sistema de calefacción. Dicho sistema de calefacción tiene 2 circuitos, uno por el interior de la bomba y otro en la carcasa, que han de ser puestos a funcionar al menos media hora antes de empezar la descarga. La finalidad de la calefacción no es calentar el producto, sino, mantenerlo a una determinada temperatura 93

102 Diseño del proceso mientras circula a través del circuito. Además, así se asegura el que no exista tapón en la bomba y se evita que se quede agarrotada Calderas de calefacción El buque dispone de 2 calderas de la marca BONO, modelo OMV 3000, que poseen una potencia de 3488 Kw. cada una y trabajan a una presión de 10 bar. La temperatura máxima de salida del aceite térmico es de unos 300 ºC, proporcionando cada una Kcal./h. Ambas utilizan tanto fuel oil como gasoil como combustible y su funcionamiento es totalmente automático. Las calderas son de tipo unitubular a circulación forzada, con serpentines de tubo estirado de gran espesor. Las calderas están complementadas con 3 bombas eléctricas para la circulación del aceite térmico. Estas electrobombas son de la marca SIHI y tienen un caudal máximo de 160 m 3 /h a una presión máxima de 6 bar. Son bombas de acero de fundición con volante de hierro, estanqueidad externa y prensaestopas refrigerado por agua. Estas bombas deben de poder asegurar una velocidad suficiente de aceite térmico para poder vencer la pérdida de carga en la instalación. El sistema de calefacción está formado también por 2 bombas de la marca AZCUE, modelo HM32D2, para realizar la alimentación de combustible a las calderas. Tiene un caudal máximo de 2000 l/h y una presión máxima de unos 3 kg/cm 2. Están situadas justo en la parte inferior de cada una de las calderas. El aceite térmico se encuentra almacenado en 2 tanques situados en la cámara de máquinas. Uno es de servicio y tiene unos 16.3 m 3 de capacidad, mientras que el otro se utiliza para el almacenamiento de aceite térmico limpio y tiene una capacidad de unos 12.9 m Preparación de los tanques Es necesario que todos los tanques del barco, así como las líneas de carga/descarga, la cámara de bombas y también los manifolds, estén calientes para así asegurarse de que no exista ningún tapón en ninguna de las líneas. 94

103 Diseño del proceso Por ello, en el momento en el que el barco zarpa con destino al lugar donde va a efectuar la recuperación del petróleo derramado, se enciende la caldera y en el momento en que la temperatura de salida del aceite es de 300 ºC se abre la calefacción de los tanques de carga (una parrilla de cada uno de los tanques) y el acompañamiento de las líneas de carga/descarga. Una vez que la carga esté normalizada (haya entrado de forma sucesiva en todos los tanques) se abre la otra parrilla de calefacción y cuando el tanque esté al 50% (más o menos) se abre la calefacción a las torretas. Para realizar la descarga de los tanques, lo que se hace es mantener la calefacción al principio y, cuando los tanques están al 50% de su capacidad, se cierran las torretas de calefacción y finalmente, con el tanque descargado, se cierran las parrillas para facilitar su enfriamiento y que el barco pueda ser lastrado. También se cierra la calefacción de los acompañamientos de la línea de carga/descarga en cubierta y en la cámara de bombas (Rimada, 2002) Otros sistemas de almacenamiento Además de almacenar el petróleo recuperado en los depósitos del barco, se puede almacenar en otros dispositivos tales como tanques portables o tanques remolcables, que se caracterizan por su montaje rápido y fácil, su construcción ligera y resistente y su gran capacidad de almacenamiento. El barco puede admitir en su cubierta 2 depósitos portables, teniendo la precaución de que el peso máximo que soporta la cubierta es de 2.5 t/m 2. De entre todos los tanques existentes en el mercado se han seleccionado los tanques de almohadilla de la marca Elastec, que son envases plegables de almacenaje temporal de líquidos, que se pueden utilizar en las cubiertas del barco. Los tanques estándares se fabrican con la tela de Xr-5b que proporciona resistencia a la luz ultravioleta y al producto químico. En concreto, se han seleccionado los tanques del modelo CAC 3000T por ser los de mayor capacidad. Sus dimensiones son x 2.15 m (L x a), tienen capacidad para 11.5 m 3 y su peso es de 59 kg. Si el mar no está demasiado agitado, también se podrían usar tanques remolcables, que son tanques de diseño hidrodinámico con paneles de flotación externos soldados al cuerpo del tanque, que le proporcionan una flotación auxiliar, permitiendo su uso y remolque en alta mar, incluso con fluidos de alta densidad tales como hidrocarburos envejecidos. 95

104 Diseño del proceso Figura 50. Depósito remolcable de alta capacidad (Web 32) El tanque puede ser remolcado a una velocidad de 6 nudos cuando está lleno y de 10 nudos cuando está vacío. La cámara interior de aire hinchable les permite mantener la proa elevada cuando el tanque está atracado. Están construidos para ser desplegados y recuperados desde un muelle o una escollera. También pueden ser manejados por una grúa. El tanque está fabricado con un material flexible resistente a los hidrocarburos. Todas las uniones se realizan mediante soldadura por alta frecuencia. Son plegables para facilitar el almacenamiento y el transporte. De entre todos los modelos existentes en el mercado se han seleccionado los fabricados por la marca Markleen por su robustez. En concreto, se han seleccionado los de modelo FCB 125, por ser los de mayor capacidad (50 m 3 ). Sus dimensiones son 14.3 x 12.3 m (L x Ø) y tienen un peso de 818 kg. 96

105 Diseño del proceso 3.2 DISEÑO DE LA CHAPAPOTERA. La chapapotera va en el centro de un catamarán para que esté protegida del oleaje (Figura 51); colocar la máquina en la parte delantera o en un costado del barco haría que el mar la sometiera a una gran torsión, tanto mayor cuanto más grande fuese la máquina. Además, colocándola en el centro del catamarán se va canalizando la mancha. A cada lado del mismo también se pueden colocar barreras de contención que vayan cercando el vertido y ayuden a la máquina a recogerlo. Figura 51. Catamarán con chapapotera entre los dos cascos (Web 43) Debe señalarse que, aunque se hace referencia a un catamarán, este sería bien distinto a los habituales, siendo más parecido, en sus prestaciones, a un petrolero y teniendo sólo en común con aquellos la forma (dos cascos en medio de los cuales pueda ir alojado el sistema recogedor). Se propone con una capacidad de almacenamiento de 5000 t de vertido. Las medidas aproximadas del barco para que esto sea así son las que se muestran en la Tabla 9. Tabla 9. Medidas aproximadas del buque-chapapotera. Eslora 50 m Manga de cada casco 10 m Altura total 9 m Tripulación 16 97

106 Diseño del proceso Otra característica del buque que cabe mencionar aquí, es que debe contar con sistemas de calentamiento en los tanques, como es habitual en los buques petroleros, para reducir la viscosidad del producto y pueda ser bombeado con mayor facilidad en la descarga Descripción de la chapapotera La chapapotera se descuelga del catamarán mediante unas guías, dejando que flote sobre la superficie del mar. Esta consta de un cilindro que gira y eleva a la parte más alta de la máquina el chapapote por medio de unas paletas o haces de placas verticales (Figura 52). El cilindro, que tiene 4 m de longitud y un diámetro de 2.5 m, es estanco, cerrado y flota. La altura de flotabilidad del cilindro es la mínima posible, generalmente ¼ de la altura del cilindro porque si está muy hundido empuja al agua y va alejando el vertido. Este tiene 3 paletas porque cuando una de ellas recupera el petróleo de la superficie del mar se requiere un tiempo para conducir el petróleo al depósito, tiempo en que la máquina no estaría recogiendo; así, mientras una conduce el petróleo al depósito y se limpia, las otras estarían trabajando. Si se colocaran muchos haces de paletas cada uno de ellas recogería muy poco chapapote. Figura 52. Cilindro y juego de paletas (Web 44) Para que el chapapote impregne las paletas, éstas deben tener una película pequeña del mismo que le facilite su adherencia. Las paletas no son placas planas de aluminio, sino que están formadas por una serie de discos o pestañas, como se observa en la Figura 53, que aumentan la superficie de adherencia, 98

107 Diseño del proceso ya que cuando recogen el petróleo éste va descendiendo por ambas caras del disco a la vez que se pega a ellas, dificultando su caída de nuevo al agua. Además para conseguir este último fin, se propone que estén inclinadas respecto al eje del cilindro (no perpendicular). Figura 53. Paleta constituida por discos o pestañas (Web 43) Cada disco o pestaña, de los mencionados anteriormente, tiene una longitud de 1.5 m y un espesor de unos 4-5 mm. Estos se prolongan hasta el final de la paleta, en unos surcos de 8 cm de profundidad (Figura 54). Las pestañas están separadas entre sí 10 cm; distancia adecuada para asegurar que el petróleo no se escape entre ellas y tenga que colocarse una red adicional. Además, se colocan unas 300, con lo que, se asegura que el esfuerzo se reparte entre todas ellas. Figura 54. Surcos de 8 cm de profundidad El uso de las redes adicionales se sitúa en casos de vertidos muy poco viscosos, cuando las paletas, por sí mismas, no son capaces de recoger el petróleo o, cuando la capa del 99

108 Diseño del proceso mismo sea tan pequeña que no puedan impregnarse de él. Por lo tanto, su colocación no es imprescindible para el buen funcionamiento de la máquina. Estas redes son de acero inoxidable 304 y se ajustan por su parte central a la pestaña, dejando a ambos lados de ella una serie de púas. Así las púas de una red se entrelazan con las de la red contigua en el espacio entre 2 pestañas, formando así, la red propiamente dicha. Se colocan a presión en la paleta. Cuanto más junta esté la red, más fluidos son los vertidos que recoge. En cambio, cuanto más separada esté más viscosos serán los vertidos que pueda recoger. Estas pueden verse en la Figura siguiente: Figura 55. Redes de la Chapapotera Su material, acero inoxidable, es elegido porque en el proceso de limpiado se ven sometidas a fatiga y este es capaz de soportarla. En cambio, el cilindro y las paletas son de aluminio, que es ligero y se amolda bien a las olas del mar Funcionamiento Las paletas recogen el chapapote del mar y ascienden debido al giro del cilindro. Cuando empiezan a descender, por acción del giro, se encuentran con una placa que tiene muchas ranuras, como se observa en las figuras siguientes. Para que el cilindro pueda seguir girando cada pestaña debe atravesar una de esas ranuras. Debido a la estrechez de las mismas, el chapapote adherido a la pestaña queda retenido en la parte superior de la placa y sólo la pestaña pasa a través de dicha ranura. 100

109 Diseño del proceso Figura 56. Ranuras para la limpieza de las pestañas Figura 57. Limpieza de las pestañas y las redes. Ambos dispositivos comienzan a atravesar las ranuras 101

110 Diseño del proceso Figura 58. Limpieza de las pestañas y las redes. Ambos dispositivos atraviesan las ranuras Como a cada pestaña se encuentra unida una red, cuyas púas se entrelazan con las de las redes contiguas, para que la pestaña y la red, unida a ella, atraviesen la ranura, las púas se desentrelazan y así se rompe la fina película de chapapote que pudiera quedar entre ellas. Si esta película no se rompiera, cuando las púas se juntaran de nuevo y la red volviera otra vez al agua, ésta actuaría como una pala, porque retendría tanto el chapapote como el agua. Además, para evitar la formación de dicha película se hace que una púa de la red sea más larga que la que tiene al lado (y así sucesivamente), lo que contribuirá a que la película se rompa. La placa tiene un tamaño de ranura máximo, sin embargo este es regulable mediante unas láminas que están situadas a ambos lados bajo la rendija, de manera que, las láminas inferiores se pueden mover para cerrar la ranura de la placa superior. Además, el cilindro lleva a ambos lados un cierre para que la última paleta de cada lado se apoye en él y se limpie. Se puede asegurara que las redes no salen de la paleta tras el limpiado, ya que estas son presionadas en la misma dirección en la que ellas están introducidas en la paleta. El desgaste que pudiera sufrir la máquina se disminuye mediante la lubricación, que se asegura por el tipo de fluido que se está recogiendo. Para evitar que los troncos, peces muertos u otros sólidos que pudiera haber sobre la superficie del mar lleguen a la bomba junto con el chapapote y la dañen, existe una reja 102

111 Diseño del proceso metálica situada delante de la entrada de la bomba, cuyos barrotes están separados 10 cm, en la que quedarían retenidos Cálculo del rendimiento de recogida Esta máquina, es tanto más eficaz para la recogida de derrames de petróleo cuanto más viscoso sea éste, como se puede ver en la Figura 59. Esto supone una gran innovación en la recogida de los vertidos de petróleo en el mar, ya que, hasta ahora, se llevaba a cabo con barcos anticontaminación que operan generalmente con sistemas de succión, cuya eficacia es tanto menor cuanto más viscoso sea el vertido. Figura 59. Cálculo aproximado del rendimiento de recogida de petróleo de la chapapotera Todas las pestañas juntas forman una paleta de 1.5 m de largo y 4 m de ancho, con lo que cada paleta puede recoger: 1.5 m 4 m = 6 m 2 de chapapote. Suponiendo un espesor de capa de chapapote de 4 cm: 6 m m = 0.24 m 3 de chapapote. Como el cilindro tiene 3 haces de paletas: 103

112 Diseño del proceso m 3 = 0.72 m 3 de chapapote (por cada vuelta o revolución del cilindro). Tomando como densidad del chapapote g/cm 3 (o lo q es lo mismo t/m 3 ), correspondiente a la de una muestra del petróleo del Prestige tomada en superficie, donde la temperatura era de 15 ºC: 0.72 m t/m 3 = 0.71 t de chapapote (por cada vuelta o revolución del cilindro). Como el cilindro gira a 10 r.p.m. en 1 hora dará 600 vueltas (revoluciones) y recogerá: 600 r.p.h t /rev. = t (en 1 hora). Debido al innovador sistema de discos o pestañas del que está compuesto cada paleta, el petróleo recuperado está libre de agua y puede ser reutilizado. En el caso de que se empleen redes, la cantidad de chapapote que se puede recoger es mayor puesto que el entrelazado de las púas forma una superficie en forma de V entre las pestañas que hace que sea mayor la superficie disponible para que el chapapote se adhiera Cálculo de la potencia de los motores del tambor Para calcular el par máximo al que está sometido el tambor, supondremos que toda la carga está concentrada en el punto medio de una de las paletas. Esta carga será: kg 3 paletas 4 m 1.5 m 0.40 m kg = 7200 kg 3 m donde se ha supuesto un espesor de la capa de vertido de 0.40 m, bastante superior al esperado. 104

113 Diseño del proceso Figura 60. Esquema del tambor para el cálculo del par m Peso = 7200 kg N 2 s Por tanto, el par al que está sometido el tambor es: Par = N 2 m = Nm Este par estará distribuido entre dos motores, uno a cada lado del tambor, por lo que el par soportado por cada uno será de Nm. La potencia de cada motor será: rad 2 π Potencia = Par ω = N 10 rpm rev W = 74.4kW s 60 min Por tanto, el tambor está movido por dos motores, derecho e izquierdo, cada uno de una potencia superior a 80 Kw. y par de, al menos, 80 kn Fin de la operación de recogida Cuando finaliza la operación se eleva la máquina. La bomba se debe limpiar con disolvente. Para limpiar la tubería que conduce el chapapote al depósito se introduce una bola, y mediante aire a presión, esta va avanzando a la vez que la va limpiando. 105

114 Diseño del proceso La eficacia de la máquina se basa en la recogida del chapapote de manera instantánea, no dejando que este se fragmente con el paso del tiempo, y así tenga las condiciones óptimas para su recogida mediante este sistema La bomba de la chapapotera El vertido, separado de las paletas, cae en una cavidad que lo conduce a la entrada de la bomba, siendo impulsado hacia los tanques de almacenamiento. Se trata de una bomba de paleta excéntrica dispuesta de forma paralela al cilindro recogedor y de igual longitud que éste, al igual que la entrada y la salida de la misma. En la Figura 61 puede verse la sección transversal de la bomba. Figura 61. Sección transversal de la bomba. (1) Entrada del vertido; (2) paleta;(3) las líneas discontinuas indican las sucesivas posiciones de la paleta; (4) salida del vertido La bomba está formada por un cilindro hueco de 4 m de longitud y 120 cm de diámetro en el que, gira de forma excéntrica, otro cilindro de igual longitud y 80 cm de diámetro a través del que se desliza la paleta. Se apoya en las paredes internas del cilindro externo y empuja el vertido desde la entrada a la salida de la bomba. La velocidad de giro de 106

115 Diseño del proceso la bomba será de 20 r.p.m. La bomba está fabricada íntegramente en acero inoxidable excepto la paleta, que es de fibra de carbono para evitar el gripado. La salida de la bomba está conectada a dos tuberías, izquierda y derecha, que conducen el fluido a los respectivos depósitos en sendos cascos del catamarán. En las Figuras se muestran las vistas de la bomba y sus medidas. Figura 62. Vista de alzado de la bomba, mostrando su posición entre ambos cascos del catamarán. Se ha omitido la representación del tambor recogedor para mayor claridad 107

116 Diseño del proceso Figura 63. Vista de planta de la bomba, mostrando la disposición de las tuberías a la salida y sus medidas Figura 64. Vista de perfil de la bomba y medidas 108

117 Diseño del proceso Cálculo de la potencia de los motores de la bomba Se calculará la potencia de la bomba a partir del máximo caudal de descarga. Se estima suponiendo que en cada revolución de la paleta se descarga el volumen total que puede contener la bomba. Este volumen es: 2 3 [( π ( 0.60 m) ) ( π ( 0.40 m) )] m 4 m = El caudal de la bomba es por tanto: 3 ( m 20 rev 1 min 3 Q = = m / s rev min 60 s Y el caudal másico es: m 993 kg Q = 3 = 832 kg / s s m Se plantea el balance de energía mecánica entre un punto del fluido en el tanque colector del vertido justo a la entrada de la bomba (punto 1) y otro en los tanques de almacenamiento del buque-chapapotera (punto 2). P 1 ρ v gh 1 P2 + ηŵ = ρ v gh 2 + Ê v ( = ) J kg Donde: P i : presión en el punto i, ρ: densidad del fluido, v i : velocidad del fluido en el punto i, h i : altura del fluido en el punto i, 109

118 Diseño del proceso η: eficacia de la bomba, Ŵ : trabajo por unidad de masa de fluido, comunicado a éste por la bomba, Ê v : pérdidas por fricción por unidad de masa. Puesto que en los puntos 1 y 2 el fluido se encuentra a la misma presión (atmosférica) y su velocidad es aproximadamente nula en ambos puntos, la anterior ecuación se reduce a: ( h 2 h1 ) Ê v η Ŵ = g + El término de pérdidas por fricción tiene la forma: 1 2 L m Ê = v f F 2 i 2 R h s 2 = v J ( = ) ( ) kg donde L es la longitud de tubería o, en su caso, la longitud de tubería equivalente correspondiente a los obstáculos que el fluido se encuentra tras la descarga de la bomba; R h es el radio hidráulico, que se calcula como el cociente entre la sección transversal de la conducción y el perímetro mojado de la misma; f F es el factor de fricción de Fanning; v es la velocidad media del fluido aguas abajo del obstáculo. Puesto que la descarga de la bomba se efectúa a través de dos tuberías en las que están presentes los mismos obstáculos, y el valor de v es igual para todos ellos, el término de pérdidas por fricción es: Ê v L R f 2 = v F h Se calculan a continuación las longitudes equivalentes para estos obstáculos (véase Anexo 7.2), teniendo en cuenta que el diámetro de la tubería es de 0.60 m: - Expansión brusca con diámetro inferior de 0.60 m: L eq = 20 m 110

119 Diseño del proceso - Contracción brusca a la salida de la bomba, con diámetro inferior de 0.60 m: L eq = 10 m - Codo de gran curvatura: L eq = 15 m m de tubería de acero lisa Estos 2.42 m corresponden a la longitud de tubería necesaria para introducir el vertido en los tanques a 1 m de altura por encima de la bomba y con una inclinación de 45º (por el teorema de Pitágoras se obtiene una longitud de 2 m, o sea 1.42 m) más 1 m de tubería desde la pared del casco del buque hacia el interior del mismo. Entonces: L= 20 m + 10 m + 15 m m = m 50 m A continuación se calculan el resto de términos. 3 3 ( m m Q s s v = = = 2 = 1.482m / s 2 S ( 0.60 m) m 2 π 4 R ( 0.60) 2 Sección tubería π 4 = = Perímetro mojado π(0.60m) h = 0.15 m A continuación se calcula el factor de fricción. Este tipo de fuel suele ser newtoniano o bien pseudoplástico, es decir, su viscosidad no es constante con el tiempo, sino que decrece al aumentar el gradiente de velocidad. En este caso, debe utilizarse el número de Reynolds generalizado, que incluye unos parámetros, que es preciso determinar experimentalmente. El número de Reynolds generalizado tiene la forma: 111

120 Diseño del proceso Re ' = D n v K 8 2 n n 1 ρ Y para régimen laminar el factor de fricción se calcula como: f = F 16 ' Re Ante la imposibilidad de conocer los valores de los parámetros n (índice de comportamiento al flujo) y K (índice de consistencia), se calculará el factor de fricción suponiendo régimen laminar y utilizando el número de Reynolds para fluidos newtonianos: D v Re = µ ρ Y el factor de fricción de Fanning se calculará como: 16 f F = Re Este tratamiento se justifica al tener en cuenta que la viscosidad que presenta el fluido en reposo disminuirá con el esfuerzo cortante al que estará sometido durante el transvase. De todas formas, en fases posteriores del cálculo se aplicará un sobredimensionado para compensar la posible incertidumbre. A continuación, se muestra la sucesión de ecuaciones que se emplearán en el cálculo de la potencia. Debido a que el término de pérdidas por fricción es muy superior al de aumento de energía potencial, y debido a la incertidumbre que existe en la diferencia de alturas (h 2 -h 1 ) -ésta dependerá del grado de llenado de los tanques del buque, puesto que el punto (2) se ha supuesto en la superficie-, se desprecia dicho término y el balance de energía se reduce a: η Ŵ = Ê v = ( ) J / kg 112

121 Diseño del proceso Ê Ŵ = v = η ( ) J / kg La potencia necesaria para la bomba vendrá dada por: Pot = W ˆ Q ( = ) J / s El fuel tiene una viscosidad cinemática de cst a 15 ºC cuando está recién vertido. Con el tiempo, debido a los fenómenos de envejecimiento, la viscosidad va aumentando hasta alcanzar los cst en torno al séptimo día después del vertido, encontrándose en este punto formando una emulsión que contiene alrededor del 40% de agua. En la Tabla 10 y el gráfico de la Figura 65 se muestran los requerimientos de potencia para este intervalo de viscosidades, calculados según las ecuaciones anteriormente expuestas y los valores determinados de v, µ, L y R h. Se ha supuesto un valor de la eficacia del 40%, lo suficientemente bajo para no errar por defecto en el cálculo de la potencia. Potencia al freno, kw viscosidad cinemática, cst Figura 65. Requerimientos de potencia de la bomba en función de la viscosidad cinemática del producto 113

122 Diseño del proceso Tabla 10. Cálculo de la potencia necesaria para la bomba en función de la viscosidad cinemática del producto Viscosidad cinemática, cst Viscosidad dinámica, kg/ms Número de Reynolds Factor de fricción de Fanning Potencia al freno, kw Dado que la chapapotera debe actuar inmediatamente después de producirse el vertido para que su eficacia sea óptima y desarrolle su actividad antes de que la mancha esté demasiado fragmentada, es poco probable que el producto supere la viscosidad de cst. Aún así, a efectos de sobredimensionado, se toma para el diseño la viscosidad de cst. Por tanto la potencia necesaria será de 2742 kw. Esta potencia será suministrada por dos motores, derecho e izquierdo, de un mínimo de 1500 kw cada uno Otras posibles mejoras de la chapapotera El chapapote, en sí, es menos denso que el agua, sin embargo, este puede situarse entre aguas (en vez de en la superficie). Se debe a que se forma una superficie más o menos plana sobre la que el mar se va depositando, de manera que el petróleo que no puede mantenerse en la superficie. Esto presenta serios problemas para su recogida, para paliar este inconveniente, el sistema permite la colocación de unas tuberías transversales perforadas (Figura 66), en la zona de la quilla de proa. Mediante la inyección de aire comprimido, los millones de burbujas producidos, la mancha sumergida es empujada hacia arriba (efecto bolla-flotador) favoreciendo la recogida total. Se debe tener en cuenta que también el agua es elevada, con lo que, se recomienda esperar a que dicha capa de agua se desaloje para poder recoger el chapapote. Así se establece, que la mejor forma de usar esta técnica es crear surcos, es decir, la elevación del chapapote por zonas y no todo de una vez. 114

123 Diseño del proceso Figura 66. Tuberías transversales perforadas (Web 45) Es de destacar que, en principio, este sistema nace para la recogida de grandes cantidades de chapapote en el mar, pero también es factible la construcción a una escala más pequeña para recoger los derrames producidos en los puertos. Además, esto supondría una bajada en los seguros de los barcos petroleros debido a que por su rápida actuación, el impacto ambiental también sería menor. 3.3 DISEÑO DEL PLAN OPERATIVO Descripción del incidente Se supone un vertido de toneladas de fuel-oil tipo IFO 380 en aguas asturianas, en el punto de coordenadas 44º00 N 006º00 W, situado a 25.4 millas náuticas de la costa en línea recta que, dependiendo de los vientos y las corrientes marinas, podría llegar a la costa asturiana y contaminar su litoral, afectando a la economía pesquera local, a la fauna y flora de la costa Alcance y ámbito de aplicación El ámbito de aplicación del Plan integra las actuaciones a llevar a cabo mar adentro, así como, en la parte afectada del frente costero Asturiano, sus playas, acantilados y pedreros. 115