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Una revolución en los combustibles marinos: cinco características de comportamiento

Lo que sabemos colectivamente sobre las LSFO dentro de la industria y lo que los respondedores deben tener en cuenta

  • By Andy Nicoll
  • 10 min read
  • may. 3, 2021

Una revolución en los combustibles marinos: cinco características de comportamiento de los respondedores de LSFO deben saber

El tema del fueloil bajo en azufre (LSFO) se puso en el centro de atención en julio de 2020 cuando el buque MV Wakashio encalló en Mauricio. En ese momento, los periodistas señalaron que este combustible es relativamente nuevo en el mercado, algunos se refieren a él como un "combustible Frankenstein" y, por lo tanto, en este artículo, analizamos lo que sabemos colectivamente sobre los LSFO dentro de la industria de respuesta a derrames de petróleo, y lo que los respondedores deben tener en cuenta cuando se trata potencialmente de futuros incidentes de LSFO.

Hace más de 30 años, cuando servía en petroleros en la Marina Mercante del Reino Unido, nos preocupamos por solo dos tipos de combustible marino: Fuel Oil (FO) y Marine Diesel Oil (MDO). FO representaba la gran mayoría del combustible utilizado para largos pasajes oceánicos. Era negro, de espesor almibarado y requería calefacción antes de ser inyectado en las calderas de un barco o directamente en el motor. Estos buques también utilizaron el MDO de menor viscosidad al principio y al final de los pasajes oceánicos, específicamente para maniobrar dentro y fuera del puerto. Era esencial tener el sistema de combustible preparado con MDO cuando el motor estaba detenido (es decir, en el puerto) para protegerse contra problemas al reiniciar.

En los años que he estado en tierra, el Comité de Protección del Medio Marino de la Organización Marítima Internacional (OMI) ha desarrollado e implementado una serie de regulaciones de control de emisiones. Por conducto de la Organización, los Estados Miembros han tratado acertadamente de reducir la contaminación atmosférica asociada al uso de estos combustibles marinos tradicionales en el consumo operacional que, como ahora sabemos, tienen cuatro componentes perjudiciales principales: 

  • Óxido de azufre (SOX)
  • Óxidos de nitrógeno (NOX)
  • Compuestos orgánicos volátiles (COV)
  • Material particulado (PM) 

Las emisiones de combustión de combustible transmitidas por los buques pueden contribuir al cambio climático. En el período 2007-2012, las emisiones anuales de gases de efecto invernadero del transporte marítimo ascendieron a aproximadamente 1000 Mt de CO2, lo que representa aproximadamente el 3% de las emisiones globales causadas por el hombre (OMI, 2015). Reducir esta carga es importante en términos de los compromisos del Acuerdo de París y podemos esperar más regulaciones en el futuro en el impulso en curso para descarbonizar el transporte marítimo. 

Sin embargo, la reducción de las emisiones de azufre de los buques está destinada principalmente a proteger la salud humana de los efectos respiratorios indeseables.  De hecho, el 40 % de la población mundial vive en la costa o cerca de ella y podría estar en riesgo por los efectos adversos de la contaminación atmosférica causada por los buques. 

El Límite Global de Azufre es la normativa de control de emisiones más reciente introducida por la OMI.  El límite limita el contenido de azufre al 0,5 % y entró en vigor el 1 de enero de 2020.  Además, los buques que comercian dentro de determinadas regiones costeras designadas definidas como zonas de control de emisiones (ECA) deben restringir aún más el contenido de azufre de sus emisiones a menos del 0,1 %.

Cumplimiento del límite global de azufre

Hay dos formas principales en que los operadores de buques pueden cumplir con las regulaciones: 

  • Uso de combustible conforme (que implica el uso de combustibles destilados como el diesel marino y/o el uso de fracciones o mezclas de petróleo con bajo contenido de azufre más pesadas).  Colectivamente, estos se denominan fuelóleo con bajo contenido de azufre (LSFO), de los cuales actualmente existen dos normas:
    • Fuelóleo de azufre muy bajo (VLSFO, contenido de azufre no superior al 0,5%)
    • Fuelóleo de azufre ultra bajo para uso en ECA (ULSFO, contenido de azufre no superior al 0,1%)
  • Continuar utilizando combustibles tradicionales con alto contenido de azufre, pero invirtiendo en el tratamiento posterior de los gases de escape para eliminar ("exfoliar") el azufre de los gases de escape. 

En consecuencia, el mercado tradicional de combustible de búnker marino se ha complementado con una amplia gama de nuevos combustibles más limpios de próxima generación, diseñados para cumplir con las especificaciones prescriptivas requeridas en virtud del Global Sulphur Cap. Como ciudadanos del mundo, podemos aplaudir estas medidas de control que están diseñadas para mejorar nuestra atmósfera a partir de los efectos de las operaciones marinas. Pero, ¿qué sucede cuando uno de estos nuevos combustibles se derrama accidentalmente en el medio marino?  Los respondedores, como OSRL, están familiarizados con las características del fuel oil convencional y el diesel oil marino, junto con las respectivas técnicas de limpieza que se pueden aplicar en caso de derrame, pero los combustibles de nueva generación son potencialmente un juego de pelota completamente diferente.  Fundamentalmente, cada vez que se derrama un tipo de aceite desconocido, hay cinco preguntas que los respondedores deben saber:

1) ¿Fluirá?

El punto de fluidez es la temperatura por debajo de la cual el aceite deja de fluir. Esto está determinado por la química del aceite, incluida la presencia (o ausencia) de cera y otros compuestos constituyentes.

El petróleo derramado en un ambiente marino asume rápidamente la temperatura ambiente del mar circundante, sin embargo, si la temperatura del mar está por debajo del punto de fluidez del petróleo, el petróleo dejará de fluir y se comportará como un material semisólido y altamente viscoso.

Este es típicamente el caso con el FO tradicional con alto contenido de azufre, sin embargo, los combustibles mezclados de nueva generación con bajo contenido de azufre tienen una gama mucho más amplia de puntos de fluidez que pueden ser más bajos que la temperatura ambiente del mar en el momento y lugar de un derrame.   

En este escenario, el petróleo continuará fluyendo y extendiéndose fácilmente, con implicaciones para qué técnicas de respuesta son más efectivas. 

2) ¿Se extenderá?

La viscosidad de un aceite es una medida de la resistencia interna al flujo, y aquí nuevamente, vemos algunas amplias variaciones en los combustibles marinos en uso hoy en día.

Un derrame de MDO tiene una viscosidad baja a todas las temperaturas ambiente y se extenderá finamente en todas las direcciones a través de una amplia zona marítima.  Sin embargo, con los LSFO mezclados de nueva generación, no existe un estándar establecido para la viscosidad a temperatura ambiente, siempre que el combustible cumpla con los criterios de contenido de azufre y otros parámetros físico-químicos necesarios para un funcionamiento eficiente en las calderas y motores de los buques.

En el incidente de MV Wakashio (Mauricio, 2020) muchos socorristas y observadores se sorprendieron al ver cuán fluido era el LSFO derramado, que se extendía ampliamente a través de las lagunas de marea protegidas de la isla. 

En retrospectiva, podemos ver que esto es solo un síntoma de la variabilidad de las características fluidas que acompañan a los combustibles marinos de nueva generación.   

3) ¿Se puede dispersar?

Los dispersantes aplicados desde aeronaves, buques de superficie o submarinos a veces se utilizan para tratar derrames de petróleo crudo.

Normalmente, esta técnica se descarta normalmente para los derrames de fuel oil debido a la mayor viscosidad que rápidamente hace que esta técnica sea ineficaz.  Sin embargo, la menor viscosidad de algunas mezclas de LSFO puede permitir una ventana de oportunidad más larga durante la cual el dispersante puede ser efectivo. 

En condiciones de derrame en el mundo real, hay muchas variables relacionadas con las condiciones ambientales y las propiedades del petróleo derramado que dificultan la predicción de la ventana de oportunidad.

Aunque el uso de dispersantes no fue apropiado en el reciente derrame de petróleo de Mauricio debido a la proximidad a la costa y al entorno sensible de la laguna costera de aguas poco profundas, sería interesante comprender si, dados los diferentes escenarios, el mismo petróleo podría dispersarse de manera efectiva.  La posibilidad de que los combustibles mezclados de nueva generación puedan ofrecer mayores oportunidades para el tratamiento de dispersantes es una perspectiva interesante para los respondedores y merece más investigación.

4) ¿Se puede recoger?

Los aceites viscosos pesados pueden tener características de propagación limitadas, pero son problemáticos de recuperar, en parte porque estos materiales semisólidos son muy difíciles de bombear. Los fabricantes de skimmers han desarrollado varios métodos innovadores para superar este obstáculo, pero esto hace que la selección de equipos sea crítica al construir existencias para la preparación y en el momento de una respuesta.

Además, el Fuel Oil (FO) convencional puede ser muy pegajoso, adherido a cualquier sustrato o material que encuentre. Estas propiedades nuevamente tienen implicaciones para la respuesta que ya son bien entendidas por los respondedores.

Por ejemplo, las plumas improvisadas hechas de paja o bagazo, que tienen una superficie de alto contacto, pueden ser una defensa efectiva de áreas sensibles que podrían verse afectadas por un derrame de petróleo viscoso pesado.

Los informes de los socorristas en Mauricio, sin embargo, indican que el LSFO derramado en el incidente de MV Wakashio fue más fluido y menos pegajoso que el FO tradicional y posteriormente penetró en algunas de las defensas improvisadas. 

5) ¿Cómo se puede mejorar la planificación de la respuesta a un derrame de combustible marino?

Ya me he referido al reciente derrame de LSFO en Mauricio, pero más allá de esto, hay muy poca evidencia de casos históricos relacionados con los derrames de LSFO de nueva generación.  Institutos científicos como SINTEF y CEDRE están llevando a cabo estudios respaldados por la industria petrolera y la comunidad de respuesta para comprender mejor los desafíos de respuesta y otras lagunas de conocimiento relacionadas con LSFO.  Quizás los más importantes son los proyectos IMAROS y EPPR-PAME, ambos están siendo coordinados por la Administración Costera de Noruega.

Uno de los problemas a los que se enfrentan los respondedores es que los parámetros físico-químicos que se proporcionan en las hojas de datos de seguridad y otras especificaciones que acompañan al combustible marino, generalmente se relacionan con la composición basada en la refinería o las características operativas de combustión en lugar del destino y el comportamiento del "mundo real" cuando se derraman en un entorno marino.

El desafío no solo se limita a la LSFO de nueva generación, sino que se aplica a todos los combustibles marinos, incluidas las nuevas tecnologías que ahora se utilizan para alimentar buques como la RAE de Macao®,  el gas natural licuado (GNL) y, por supuesto, el fuelóleo tradicional con alto contenido de azufre que todavía se usa ampliamente.

La comunidad de respuesta es adaptable e ingeniosa para encontrar soluciones a problemas prácticos de combatir el petróleo derramado de manera que simpatice con el medio ambiente. "El petróleo sigue siendo petróleo" y es probable que muchos de los componentes de la caja de herramientas de opciones de respuesta del respondedor existente sigan siendo relevantes en los escenarios de LSFO.   

Pero los respondedores necesitan información más detallada relacionada con el destino y el comportamiento de una gama cada vez mayor de productos, cuando se derraman accidentalmente. Debido a la variación potencialmente amplia en las características del producto, sin conocer las características reales del petróleo que se ha derramado, los esfuerzos de respuesta podrían verse obstaculizados con consecuencias potencialmente perjudiciales para los recursos afectados. 

En 2013, la industria del petróleo y el gas elaboró directrices sobre la caracterización del petróleo para informar la planificación de derrames y la toma de decisiones, pero ahora se requiere más trabajo para aplicar estas directrices a la gama cada vez mayor de combustibles marinos en el punto de suministro.

La conversación más amplia

En este artículo, me he centrado en los desafíos de respuesta en la transición de los combustibles marinos convencionales a una amplia gama de variaciones bajas en azufre que ahora se utilizan en los buques de todo el mundo. 

Sin embargo, este es solo un aspecto de una transición mucho más amplia que tiene lugar para hacer que el envío sea más limpio y eficiente. En la carrera hacia la descarbonización, algunos barcos ya están propulsados por Gas Natural Licuado (GNL).

Otros combustibles que tienen el potencial de contribuir a esta revolución incluyen el gas licuado de petróleo (GLP), el metanol, los biocombustibles, el metano sintético, el hidrógeno, el amoníaco y, sin duda, otros. 

A medida que se desarrollan nuevos combustibles y se llevan al mercado, haríamos bien en tener en cuenta la experiencia de MV Wakashio. La planificación y la preparación siguen siendo clave para una respuesta eficaz y, a este respecto, se deben tener en cuenta los posibles desafíos de respuesta que podrían enfrentarse antes de que algo realmente salga mal.          

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