Sistemas de Depuración

Oil Tanker

Sistemas de Depuración: principios de funcionamiento

Los depuradores se han convertido en una tecnología importante y consolidada en el negocio marítimo desde la introducción en 2015 de las zonas ECA de emisiones de SOx en Europa y en Norteamérica.

¿Cómo funcionan?

Los flujos de gases de escape pasan al interior del lavador, donde hay un material de lavado alcalino para neutralizar la naturaleza ácida de los gases y eliminar cualquier partícula del escape.

El material de lavado usado se recoge con el agua de lavado, que puede almacenarse o eliminarse inmediatamente como efluente. Los gases de escape limpios salen del sistema y pasan a la atmósfera.

El material de lavado se elige por su capacidad para eliminar impurezas específicas -como el SOx o el NOx- mediante reacciones químicas. Para la desulfuración, los depuradores marinos utilizan cal o sosa cáustica para producir, tras el tratamiento, sales a base de azufre, que pueden descargarse fácilmente al ser seguras para el medio ambiente.

Los depuradores pueden utilizar agua de mar, o agua dulce con adición de sorbentes de calcio/sodio, o gránulos de cal hidratada, como medio de lavado debido a su naturaleza alcalina. En función de su funcionamiento, los depuradores marinos pueden clasificarse en versiones húmedas y secas.

Tipos de depuradores

Secos

Secos emplean cal sólida como material de lavado alcalino, que elimina el dióxido de azufre de los gases de escape. Los depuradores húmedos utilizan agua, que se rocía en los gases de escape con el mismo fin.

Húmedos

Húmedos se clasifican a su vez en los de circuito cerrado y los de circuito abierto. Los lavadores de circuito cerrado pueden utilizar agua dulce o agua de mar como líquido de lavado. Cuando se utiliza agua dulce, la calidad del agua que rodea al barco no tiene ningún efecto sobre el rendimiento y las emisiones de efluentes del lavador. Los lavadores de circuito abierto consumen agua de mar en el proceso de lavado.

Híbridos

Híbridos pueden utilizar los modos de funcionamiento cerrado y abierto, al mismo tiempo o alternando entre ambos. Los depuradores híbridos de agua de mar pueden funcionar en modo cerrado o abierto, utilizando el agua de mar como medio de depuración.

En un lavador húmedo, el líquido de lavado utilizado puede ser agua de mar o agua dulce con aditivos químicos. Los aditivos más utilizados son la sosa cáustica (NaOH) y la piedra caliza (CaCO3). El líquido de lavado se pulveriza en la corriente de gases de escape a través de boquillas para distribuirlo eficazmente.

En la mayoría de los depuradores, el diseño es tal que el líquido de lavado se mueve aguas abajo; sin embargo, también existen depuradores con un movimiento ascendente de los líquidos de lavado.

La entrada de los gases de escape se encuentra en el lateral o en la parte inferior de la torre. Los diseños garantizan que los óxidos de azufre presentes en los gases de escape pasen por el líquido de lavado, reaccionando con él para formar ácido sulfúrico.

Al diluirse con agua de mar alcalina, el ácido sulfúrico (de naturaleza altamente corrosiva) puede neutralizarse. El agua de lavado se vierte en mar abierto después de ser tratada en un separador para eliminar los lodos y el escape limpio sale del sistema.

Los separadores de gotas se utilizan en las torres de lavado para eliminar la niebla ácida que se forma en la cámara, separando las gotas presentes en el gas de entrada de la corriente de gas de salida. La normativa MARPOL exige que se controle el agua de lavado antes de su vertido para garantizar que su valor de PH no sea demasiado bajo.

Sistema de depuración de circuito abierto

Este sistema utiliza el agua de mar como medio de lavado y neutralización; no se necesitan productos químicos adicionales. La corriente de escape del motor o de la caldera pasa al depurador y se trata únicamente con agua de mar alcalina; el volumen de esta agua de mar depende del tamaño del motor y de su potencia.

Este sistema es muy eficaz, pero requiere una gran capacidad de bombeo, ya que utiliza una gran cantidad de agua de mar. Un sistema de circuito abierto funciona bien cuando el agua de mar utilizada para el lavado tiene suficiente alcalinidad, pero el agua de mar con una temperatura ambiente elevada, así como el agua dulce o salobre, no son eficaces y no pueden utilizarse.

Por estas razones, un depurador de circuito abierto no se considera una tecnología adecuada para zonas como el Báltico, donde los niveles de salinidad no son elevados.

Sistema de depuración de circuito cerrado

El sistema de circuito cerrado funciona con principios similares a los del sistema de circuito abierto: utiliza agua dulce tratada con un producto químico (normalmente hidróxido de sodio) en lugar de agua de mar como medio de lavado. El SOx del flujo de gases de escape se convierte en sulfato de sodio inocuo.

Antes de ser recirculada para su uso, el agua de lavado de un sistema de lavado de circuito cerrado pasa por un tanque de proceso donde se limpia. Los barcos pueden llevar agua dulce en tanques o generar el agua necesaria con generadores de agua dulce a bordo.

Pequeñas cantidades de agua de lavado se retiran a intervalos regulares a tanques de retención, donde se puede añadir agua fresca para evitar la acumulación de sulfato sódico en el sistema. Un sistema de bucle cerrado requiere casi la mitad del volumen de agua de lavado que la versión de bucle abierto, pero el sistema requiere más tanques.

Estos incluyen un tanque de proceso o tampón, un tanque de retención a través del cual se prohíbe la descarga al mar, así como un tanque de almacenamiento capaz de regular su temperatura entre 20º y 50ºC para el hidróxido de sodio, que se suele utilizar como solución acuosa al 50%.