FUELÓLEO PESADO IFO 380 Funcionamiento de un buque con combustible Xbee

Transcripción

1 Descripción del contexto La compañía Brittany Ferries expresó su deseo de llevar a cabo labores de evaluación de la biotecnología Xbee. El ferry M/F Mont St Michel fue elegido como buque laboratorio de la compañía con varios objetivos: Demostrar una reducción de las emisiones; y Demostrar la medida en que esta biotecnología es capaz de limpiar los motores. Descripción de las labores llevadas a cabo a bordo del ferry Mont St Michel 1 ) El ferry M/F Mont St Michel realiza el trayecto Ouistreham (Francia) - Portsmouth (Reino Unido) a razón de veinte rotaciones por semana. 2 ) El experimento tuvo lugar de octubre de 2006 a diciembre de ) Características del buque (n IMO ) Ferry de 174 m, construido el 2002, con capacidad para pasajeros Propulsión 4 motores MaK 6M43 con una potencia de kw cada uno, velocidad de rotación de 500 rpm 6 cilindros en línea con turbocompresor de la marca MaK Combustible IFO líneas de ejes con una velocidad de 150 rpm y una hélice de paso variable Producción de energía eléctrica 3 alternadores diésel de kw 9 cilindros en línea de la marca Wärtsilä 2 alternadores acoplados de kw. 1

2 [ RESUMEN ] DEMOSTRAR UNA REDUCCIÓN DE LAS EMISIONES DE GASES NOCIVOS Metodología empleada Síntesis de los resultados de las mediciones del ferry Comentarios Pág. Pág. Pág. Pág. DEMOSTRAR LA MEDIDA EN QUE XBEE PUEDE LIMPIAR LOS MOTORES --- Pág Pág. 8 Pág. 9 Pág. 9 Anexo 1 Anexo 2 Anexo

3 DEMOSTRAR UNA REDUCCIÓN DE LAS EMISIONES DE GASES NOCIVOS En el contexto de esta labor, se midió un conjunto de emisiones de gas, haciendo hincapié en el dióxido de azufre. Dados los objetivos de reducción de emisiones de SO 2 establecidos por la OMI, resulta interesante evaluar la influencia positiva que la biotecnología Xbee puede ejercer sobre el nivel de las emisiones. Metodología empleada El laboratorio escogido para medir las emisiones fue Ascal ( el cual está acreditado por COFRAC y cuenta con la autorización del Ministerio de Ecología y Desarrollo Sostenible. Cronograma de las mediciones efectuadas: Primera medición, 8 de octubre de 2006, antes de la utilización de la biotecnología Xbee. A partir del 13 de octubre de 2006, en cada toma de combustible se incorporó el bioaditivo en una proporción de un litro por cada litros de combustible. Segunda medición, 8 de noviembre de 2006, un mes después de incorporar la enzima Xbee en los tanques de combustible. Tercera medición, 13 de diciembre de 2006, al cabo de dos meses de funcionamiento con combustible Xbee. Cuarta medición, 29 de marzo de 2007, al cabo de seis meses de funcionamiento con combustible Xbee. Quinta medición, colofón del programa anual, realizada el día 18 de octubre de NB: A partir de comienzos de 2007, unas modificaciones en el motor MP4 y un cambio en la calidad del fuelóleo utilizado impidieron obtener una buena legibilidad de los resultados. La cuarta y la quinta medición se llevaron a cabo en presencia de dos técnicos de la Dirección Nacional de Asuntos Marítimos. Por lo tanto, se estudió como poco un año de utilización de esta biotecnología a través de cinco campañas de medición correspondientes a quince muestreos de treinta minutos cada uno. Las mediciones normalizadas se efectuaron en la chimenea del motor principal MaK n 4, a razón de tres secuencias de medición de treinta minutos cada una, repartidas en dos horas y con el motor a un régimen constante. Desde el comienzo de esta labor, se incorporaron en el momento de la toma de combustible cincuenta litros de Xbee a doscientas toneladas de fuelóleo IFO 380, a razón de dos tomas por semana. En estas campañas se midieron los siguientes parámetros: La temperatura de los gases de escape; La humedad (NF EN 14790); El caudal de gases de escape (ISO 10780) ; La concentración de polvo o masa ponderal (NF EN y NF X44-052); Los COV (Compuestos Orgánicos Volátiles - NF X ); y Los siguientes gases: SO2 Dióxido de Azufre (NF ISO ) O2 Oxígeno (NF X y FD X ) CO Monóxido de Carbono (NF X y NF X ) CO2 Dióxido de Carbono CH4 Metano NO Óxido de Nitrógeno (NF X y NF X ) NOx Dióxido de Nitrógeno (NF X y NF X ) 3

4 Síntesis de los resultados de las mediciones del ferry M/F Mont St Michel Parámetros medidos IFO 380 IFO 380 IFO oct-06 - Xbee - - Xbee - 08-nov dic-06 evolución la 3ª respecto a la 1ª IFO 380 IFO Xbee - - Xbee - 29-mar oct-07 media la 4ª respecto a la 1ª O2 % sobre gas seco 12,6 14,0 14,7 + 16,7% 12,6 13,3 + 8,33% CO2 % sobre gas seco 6,1 5,6 4,7-22,9% 5,8 5,6-11,07% CO mg/nm3 sobre gas seco 98,4 69,7 56,2-42,9% 66,9 57,7-36,36% CH4 ppmv sobre gas húmedo <9 <9 <9 estable <9 <9 estable COV ppmv sobre gas húmedo 76,9 71,3 45,6-40,7% 64,9 59,3-21,62% SO2* mg/nm3 sobre gas seco g/kwh , , ,37-18,00% % ,31 NA (2.07)** -6,25% - 18,97% NO ppmv sobre gas seco ,5% ,96% Nox ppmv sobre gas seco ,3% ,07% Polvo mg/nm3 sobre gas seco g/kwh 99,3 0,53 61,6 0,33 59,65 0,33-39,92% -37,73% 60,2 0,30 53,0 0,27-40,97% - 42,43% 306 C 300 C 267 C -12,70% 303 C 280 C -6,05% ,20 % , ,40 % , ,70 % , ,70 % , ,80 % ,3 Temperatura de los humos Caudal de los gases Nm3/h sobre gas seco Potencia sobre línea de ejes MP3 & 4 (contador en kwh) *** RPM Gas de escape antes de TC Paso Torque knm Velocidad RPM PMax media - bares * partiendo de un fuelóleo con un contenido en azufre de un 1,5 % máx. ** la cifra de 2,07 g/kwh corresponde a los muestreos normalizados efectuados por el laboratorio Ascal a lo largo de las tres secuencias de treinta minutos. Se realizaron comprobaciones del procedimiento y del material: nada pudo permitir la invalidación de este resultado! El índice de azufre del combustible empleado en el momento de las mediciones era del 1,43 %, por lo que no es responsable de esta evolución. *** tras una corrección de +4 % para reflejar las pérdidas ocurridas antes de contador. 4

5 Comentarios Ya sea durante el breve espacio de tiempo de los dos primeros meses de funcionamiento con combustible Xbee (en los que las condiciones técnicas son las más equivalentes) o más adelante, bajo condiciones que se alejan progresivamente de las existentes el 11 de octubre de 2006, los resultados suscitan en general los mismos comentarios. O2 Un aumento significativo del Oxígeno, con un incremento respectivamente de +16,7 % y +8,33 %, demuestra una mejora patente en la combustión. CO2 La evolución de la emisión de CO 2 (Dióxido de Carbono) siempre resulta reveladora por cuanto afecta a la evolución del consumo. Una reducción, que aquí se midió en una disminución de -22,9 % y -11,07 %, no significa evidentemente que se produjera una reducción idéntica del consumo, pero sí prueba de forma irrefutable una verdadera disminución del mismo (aunque resulte difícil medirlo, teniendo en cuenta la gran cantidad de parámetros existentes). Recordemos que el coste de Xbee es tan sólo de un 1,5 %! CO La evolución de la emisión de CO (Monóxido de Carbono) siempre resulta reveladora por cuanto afecta a la evolución de la combustión. Ya se trate de una combustión de -42,9 % o -36,36 %, la combustión está en un claro proceso de mejora. Y la reducción de la descarga de polvo de cerca del -40 % lo confirma de nuevo. COV Reducción de -40,7 % y -21,62 %. La mejora de la calidad de la combustión reduce en la misma medida la cantidad de hidrocarburos sin quemar que componen una parte importante de los COV (Compuestos Orgánicos Volátiles). SO2 - En consonancia con las emisiones de CO 2, medimos una disminución considerable de las emisiones de Azufre de cerca del -18 %, expresada en g/kwh. En lo relativo a las emisiones de Azufre, la teoría nos precisa que la liberación total de Azufre se mantiene idéntica al consumo de combustible; las enzimas contenidas en este bioaditivo transforman las moléculas del Azufre en nuevas moléculas: los Sulfitos y los Sulfatos. La sustitución del SO2, altamente nocivo, por compuestos más estables, atenúa el impacto ambiental y está en consonancia con los objetivos del Anexo VI de MARPOL. Véase asimismo el comentario ** del cuadro de la página 4 en relación con la última medición del Azufre efectuada. NO y NOx Al igual que ocurre con el CO 2, la disminución del caudal de los gases hace que los NO (Óxido de Nitrógeno) y NOx (Dióxido de Nitrógeno) disminuyan en cerca de un -24 % y -5 %, lo que confirma que la enzima Xbee puede reducir el CO2 sin modificar los NOx. Polvo La masa ponderal muestreada en los gases de escape, en descenso al 40 %, confirma la mejora de la combustión constatada gracias a los demás parámetros. Esta reducción masiva es sin duda uno de los resultados medidos más significativos. La reducción de las emisiones de partículas es un verdadero objetivo de sanidad pública, y a los buques que funcionan en el muelle cerca de zonas urbanas les conviene reducir inmediatamente su nivel de emisiones. 5

6 DEMOSTRAR LA MEDIDA EN QUE ESTA TECNOLOGÍA PUEDE LIMPIAR LOS MOTORES Hacia finales de diciembre de 2007, tras catorce meses de funcionamiento continuo, dejó de añadirse Xbee y el buque entró el 8 de enero de 2008 en el astillero Remontowa de Gdansk, Polonia, para su primera revisión de treinta mil horas. 6

7 Estas constataciones no son en realidad sino la traducción visual de lo que las diferentes campañas de medición de emisiones ya habían cifrado con precisión: ascenso significativo del Oxígeno y reducción muy importante a -42,9 % y 36,36 % del CO (Monóxido de Carbono), el gas revelador de la combustión. Esto lo confirma de nuevo otra medición: la reducción del -40 % de las emisiones de Polvo. Esta evolución de las emisiones sólo puede darse con motores muy limpios. Unos motores así de limpios al cabo de las treinta mil horas tienen que emitir muchos menos gases nocivos y deben consumir menos. Es sencillamente me-cá-ni-co! 7

8 ANEXOS Anexo 1 Plano del circuito del combustible Características del circuito del combustible Dos (2) tanques de combustible de 212,5 m3 Dos (2) tanques de decantación de 101,6 m3 Dos (2) tanques de servicio diario de 72,9 m3 8

9 Anexo 2 Modo de incorporación del bioaditivo El bioaditivo Xbee se incorpora al combustible en el momento de la toma de combustible mediante pulverización. Pulverizador Punto de incorporación Anexo 3 Ilustración de los muestreos Sonda de medición continua y sonda de muestreo localizada en el conducto de la chimenea del MP4. 9

10 Analizadores Muestreo del azufre y filtros de muestreo del polvo 10