Doc_05 Dispersantes - Gobierno de Canarias

DOCUMENTO Nº 5: EMPLEO DE DISPERSANTES
REV.3.- Noviembre 2005
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
REGISTRO DE CAMBIOS
REV.
FECHA
MODIFICACIONES
INTRODUCIDAS
0
Nov/04
3
Nov/05
Edición inicial.
Cambio de formatos
APARTADO
PÁRRAFO MODIF.
--
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
ÍNDICE
1.
INTRODUCCIÓN
1
2.
DESCRIPCIÓN DE LOS DISPERSANTES
3
2.1. Principio de Funcionamiento
4
2.2. Tipos
4
2.3. Limitaciones de los Dispersantes
5
2.4. Ventajas y Desventajas
6
MÉTODOS DE APLICACIÓN
9
3.1. Consideraciones Previas a la Aplicación
10
3.2. Aplicación en el Mar
13
3.
3.2.1.
Aplicación de dispersantes desde aeronaves
13
3.2.2.
Aplicación de dispersantes desde embarcaciones
15
3.2.3.
Estrategias de aplicación en el mar
17
3.3. Aplicación en Línea de Costa
18
CÁLCULOS PRELIMINARES
19
4.1. Ventanas de Aplicación de Dispersantes
20
4.2. Dosificación
20
4.3. Limites Geográficos De Aplicación
21
5.
RESUMEN
22
6.
BIBLIOGRAFÍA
24
4.
APÉNDICE 1: ANEXO FOTOGRÁFICO
APÉNDICE 2: RELACIÓN DE RECURSOS TÉCNICOS PARA LA APLICACIÓN
DE DISPERSANTES
APÉNDICE 3: MARCO NORMATIVO PARA EL EMPLEO DE DISPERSANTES
Empleo de Dispersantes
I
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
1. INTRODUCCIÓN
Empleo de Dispersantes
Página 1
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
El empleo de dispersantes químicos en el tratamiento de vertidos de hidrocarburos en el
mar es una opción a considerar, especialmente cuando el vertido se produce en alta mar. Estas
sustancias permiten disgregar las manchas de hidrocarburos en pequeñas partículas que se
distribuyen por la columna de agua, acelerando así su dilución y biodegradación.
La dispersión química evita la formación de emulsiones que incorporan agua en el
hidrocarburo, que incrementan considerablemente el volumen del vertido y dificultan su limpieza;
además, esta solución se convierte casi en la única opción para eliminar la lámina oleosa e
impedir la contaminación de las costas cuando la contención y recuperación del residuo es
inviable.
Este documento detalla el principio químico de funcionamiento de los dispersantes
químicos, evaluando la eficacia, ventajas e inconvenientes de los distintos tipos y ofrece
recomendaciones útiles para su aplicación, con el objetivo de maximizar su eficacia.
Empleo de Dispersantes
Página 2
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
2. DESCRIPCIÓN DE LOS DISPERSANTES
Empleo de Dispersantes
Página 3
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
2.1.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Los hidrocarburos vertidos en el mar flotan sobre el agua y tienden a extenderse por la
superficie formando una mancha. Bajo la acción mecánica de las olas y la turbulencia debida a
mareas y corrientes, una parte de estos hidrocarburos puede segmentarse en pequeños
fragmentos, que pueden ser arrastrados hacia el fondo y expuestos a la degradación natural.
Este proceso, denominado dispersión natural, está complementado con otro proceso
paralelo conocido como emulsificación, que consiste en la inclusión de agua en la lámina de
hidrocarburo, dando lugar a la formación de un residuo más denso y de mayor volumen.
Mientras que las emulsiones son más viscosas, persistentes y difíciles de limpiar en la
línea de costa, los hidrocarburos dispersados pueden diluirse en la columna de agua hasta
alcanzar concentraciones muy bajas que no suponen un perjuicio para la vida marina. Las tasas
relativas de dispersión natural y emulsificación dependen de las condiciones del mar y de la
composición del vertido.
Los dispersantes son agentes químicos que modifican el comportamiento físico de los
hidrocarburos en la superficie del mar, de manera que son capaces de alterar el balance natural
entre dispersión y emulsión, favoreciendo el primer proceso e inhibiendo el segundo.
Consisten en una mezcla de agentes tensioactivos, disuelta en un solvente que facilita su
penetración en los hidrocarburos. Dichos tensioactivos poseen grupos hidrofílicos que se asocian
con moléculas de agua y colas hidrófobas que lo hacen con los hidrocarburos, de manera que
reducen la tensión superficial entre ambas sustancias facilitando la formación de inclusiones de
hidrocarburos en agua, y, una vez fragmentada la película oleosa, actúan como barrera entre las
partículas dispersadas impidiendo que vuelvan a agregarse.
2.2.
TIPOS
Los dispersantes químicos utilizados en la actualidad se diferencian en dos tipos
principales:
•
Convencionales: también denominados “ordinarios”, “de base hidrocarbonada” o de Tipo
1 (clasificación del Reino Unido), están compuestos por disolventes acuosos o a base de
hidrocarburos y contienen entre un 15 y un 25% de surfactantes. Se aplican sin diluir
previamente, con relaciones dispersante:hidrocarburo de entre 1:1 y 1:5.
Empleo de Dispersantes
Página 4
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
•
Concentrados: se conocen también como “dispersantes de tercera generación”, y están
compuestos por una base disolvente de alcohol o glicol y una mayor concentración de
surfactantes y humectantes, de manera que contienen una mayor cantidad de ingredientes
activos que los ordinarios y es necesario un menor volumen de los mismos para dispersar
una mancha. Se pueden emplear diluidos en agua de mar o sin diluir, con tasas de
aplicación comprendidas entre 1:5 y 1:30.
2.3.
LIMITACIONES DE LOS DISPERSANTES
El uso de dispersantes no resulta siempre una opción eficaz, dado que no todos los tipos
de hidrocarburos son alterados por estas sustancias. Cuanto mayor es la viscosidad o la
temperatura de fluidez de un hidrocarburo, menor es la eficacia de los dispersantes químicos,
puesto que su penetración en la lámina de hidrocarburos resulta mucho más difícil.
En la Tabla 1 pueden verse la aplicabilidad de los distintos tipos de dispersantes con
varios tipos de hidrocarburos.
Tipo de Dispersante
Convencional
Tipos de Hidrocarburos
Concentrado
Disolvente
acuoso
Disolvente a base de
hidrocarburos
SI(1)
SI(1)
SI(1)
Productos y crudos de baja viscosidad
SI
SI
SI
Crudos asfálticos, hidrocarburos residuales
y meteorizados de alta viscosidad
NO
SI(3)
SI(3)
Crudos céreos
NO
SI(3)
SI(2,3)
Emulsiones de agua en aceite
NO
SI(3)
SI(3)
Destilados ligeros combustibles
Hidrocarburos de muy alta viscosidad o
temperatura de fluidez
NO
Tabla 1. Eficacia de distintos tipos de dispersantes en el tratamiento de vertidos de distintos hidrocarburos (Fuente:IMO).
Únicamente con la finalidad de contrarrestar un riesgo de incendio.
Mayor eficacia diluido con disolventes de base hidrocarbonada
Eficacia limitada.
Empleo de Dispersantes
Página 5
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
En general, los hidrocarburos de viscosidad superior a 2.000 cSt o aquellos cuya
temperatura es inferior a su punto de fluidez son difíciles de dispersar, y los dispersantes resultan
claramente ineficaces en el tratamiento de hidrocarburos con viscosidades mayores a los 5.000
cSt. Por otra parte, los aceites lubricantes también muestran resistencia a la dispersión, debido a
los aditivos que contienen.
Los combustibles líquidos ligeros, en cambio, se dispersan de manera natural y tan
rápidamente que el uso de dispersantes con este tipo de vertidos es innecesario, a no ser con el
objetivo de reducir el posible riesgo de combustión del combustible.
Otro de los factores limitantes en la aplicación de dispersantes es el estado de la mar;
dado que la acción de los dispersantes consiste en acelerar la velocidad del proceso de dispersión
natural, que se produce por la acción hidrodinámica que potencia la mezcla agua-hidrocarburos, la
eficacia de los mismos requiere de una mínima turbulencia. En general se considera que una
fuerza del viento superior a 3 en la escala de Beaufort es suficiente para generar dicha turbulencia.
En caso de vientos de intensidad inferior, la turbulencia podría generarse de forma mecánica
mediante dispositivos mezcladores o utilizando las hélices del buque para agitar la mancha.
2.4.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
La dispersión química ofrece un gran número de ventajas, siempre y cuando su uso se
produzca dentro de sus límites de aplicación:
•
La retirada del vertido contaminante de la superficie marina supone un claro beneficio para
las poblaciones de aves, mamíferos marinos, y para todos aquellos hábitats litorales
susceptibles de ser impregnados por los hidrocarburos en flotación.
•
La formación de múltiples inclusiones del hidrocarburo en agua favorece su
biodegradación al incrementar la superficie expuesta a la acción bacteriana.
•
Los hidrocarburos dispersados pueden mantenerse suspendidos en la columna de agua
durante mucho tiempo, agregados a sedimentos en suspensión, de manera que la acción
de las corrientes los distribuye de manera muy difusa, reduciendo rápidamente su
concentración inicial.
•
El viento deja de ser un factor determinante en el transporte de los vertidos dispersados
en la columna de agua, que quedan únicamente a merced de las corrientes marinas. Este
hecho convierte a la dispersión en una excelente técnica de protección de la línea de
costa cuando el viento sopla hacia la misma.
•
Permite reducir los volúmenes de residuos recuperados y, por tanto, los problemas de
transporte y almacenaje de los residuos.
Empleo de Dispersantes
Página 6
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
•
Los dispersantes pueden ser aplicados mediante aeronaves o helicópteros, de manera
que permiten tratar grandes áreas en comparación con otros métodos de respuesta.
Figura 1. Evolución de la concentración de hidrocarburos en la columna de agua a lo largo del tiempo tras la aplicación de
dispersantes (Fuente: IMO).
El inconveniente principal de este método de intervención es el asociado al incremento
temporal y localizado de la concentración del contaminante en la columna de agua, el cual puede
tener un efecto nocivo en los organismos acuáticos presentes en los primeros 10 metros de la
columna de agua (Véase Figura 2). Además, dado que el hidrocarburo se dispersa en una mayor
superficie horizontal, puede afectar a organismos y especies comerciales localizadas en zonas
distantes del foco del derrame.
Figura 2. Evolución en profundidad de la concentración de hidrocarburos en el agua tras una dispersión química.
(Fuente:
IMO).
Empleo de Dispersantes
Página 7
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Por otra parte, los dispersantes realmente no eliminan el hidrocarburo del agua, sino que
lo desplaza temporalmente de la superficie a la columna del agua o al fondo, si tiene además
efectos floculantes. A largo plazo, debido a cambios de temperatura o por efectos dinámicos,
algunos tipos de hidrocarburos pueden volver a ascender a la superficie y formar agregados, o
llegar a las costas de forma dispersa.
Otra desventaja de esta estrategia de intervención frente a otros métodos es la asociada a
la limitación en la ventana temporal de aplicación de dispersantes; dado que la meteorización de
los hidrocarburos vertidos en medio marino reduce la eficacia de la dispersión química, este es un
método que únicamente resulta efectiva si se aplica durante las primeras horas tras el derrame, lo
cual no siempre es técnicamente viable.
Empleo de Dispersantes
Página 8
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
3. MÉTODOS DE APLICACIÓN
Empleo de Dispersantes
Página 9
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
3.1.
CONSIDERACIONES PREVIAS A LA APLICACIÓN
En general, los sistemas de rociado ideales serán aquellos que permitan una distribución
uniforme, maximizando la mezcla entre el hidrocarburo y el dispersante y minimizando la deriva
por viento.
La elección de la técnica más adecuada de aplicación de dispersantes sobre vertidos de
hidrocarburos en el medio marino debe tener en cuenta tres factores principales: el tiempo
necesario y el disponible para su aplicación efectiva, el coste de la misma y las condiciones
operativas.
La intervención debe ser lo más inmediata posible, antes de que se produzca la
meteorización del hidrocarburo vertido, y en muchos casos, antes de que el vertido alcance zonas
sensibles. Para minimizar el tiempo de intervención es indispensable conocer de antemano la
situación de los recursos necesarios (localización de aeródromos, inventario de recursos, etc.
véase Apéndice 2), así como las restricciones al uso de dispersantes en el litoral (véanse las
fichas operativas por sectores contenidas en el Anejo 10).
Figura 3. Efecto de la distancia del vertido a la base de operaciones en el tiempo necesario para llevar a cabo una
dispersión química desde distintas plataformas (Fuente:IMO).
Empleo de Dispersantes
Página 10
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Se debe tener en cuenta que la utilización de dispersantes en aguas bajo jurisdicción
estatal está limitada y regulada por una normativa específica (véase Apéndice 3), de tal forma que
todo producto dispersante a utilizar debe estar homologado en el Estado Español y haber sido
autorizada su aplicación en cada caso concreto por la Dirección General de la Marina Mercante
(véase la relación de productos dispersantes homologados en el Apéndice 2).
En los costes de la intervención habrá que tener en cuenta, además de la adquisición del
dispersante, la entrega del mismo y el personal necesario para su aplicación Las condiciones
operativas incluyen factores meteorológicos o topográficos que puedan influir en el desarrollo de la
intervención.
El diseño del equipo de rociado es fundamental para que la aplicación resulte efectiva, de
manera que se deberá ensayar previamente a su utilización para comprobar que la tasa de
rociado es la adecuada, tal que las gotas sean de un tamaño suficiente como para no ser
arrastradas por el viento lejos de su objetivo ni atraviesen la capa de hidrocarburos. Puede verse
los principales sistemas de aplicación de dispersantes y el rendimiento típico de cada uno en la
Tabla 2.
Grandes aeronaves
polimotor
Pequeñas
aeronaves
Helicópteros
Embarcaciones de
tamaño medio
30-60
12-18
15-24
12-30
240-310
110-150
75-150
9,5-19
7.600-21.000
380-1.140
380-2.300
100-1.000
6,5-56
2,5-6,5
2,5-7,5
0,32-1,25
650-1.300
140-280(g)
75-220(h)
Varios cientos
320-480
150-185
150-185
18,5-37
Longitud mínima de
despegue (m)
1.500
600
-
-
Velocidad de cobertura(b)
(Ha/min)
12-31
2,2-4,5
1,9-6
0,2-1
6,3-19,5
2,5-2,9
2,5-5,1
Cientos-miles
193,8-233,9
5,6-13,2
4,75-30,7
Cientos-miles
Anchura de barrido (m)
Velocidad de barrido (km/h)
Carga útil de dispersante
(litros)
Flujo de bombeo
(litros/seg.)
Autonomía a plena carga(a)
(km)
Velocidad de tránsito (km/h)
Tiempo para agotar la
carga(c) (min)
Superficie dispersada por la
carga(d) (Ha)
Empleo de Dispersantes
Página 11
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Grandes aeronaves
polimotor
Pequeñas
aeronaves
Helicópteros
Distancia máxima a base
(km)
>300
Variable
(típ<16)
Variable
(típ<16)
Dosis típica aplicable
(litros/Ha)
3-30
3-15
3-38
Tiempo estimado(e)
(min/Km2)
4 min
23 min
25 min
4 horas
Capacidad de maniobra
Mala
Media
Excelente
Buena
16-160
8-24
8-38
16-160
Volumen dispersado(f) (m3)
(j)
Embarcaciones de
tamaño medio
Variable
(i)
3-120(k)
Tabla 2. Sistemas de aplicación de dispersantes en el mar y características técnicas y operativas de cada uno. (Fuente:
IMO).
(a) Máxima distancia de ida.
(b) Velocidad de cobertura(Ha/min)=
velocidad (km / h) × anchura _ barrido(m)
600
(c) Tiempo para agotar la carga (min)=
c arg a(litros )
flujo _ bombeo(litros / seg.) × 60
(d) Superficie dispersada (Ha)=velocidad de cobertura(Ha/min) x tiempo para agotar la carga (min)
(e) Tiempo necesario para rociar 1 km2 de superficie contaminada.
(f) Volumen dispersado con una carga útil suponiendo proporción dispersante:hidrocarburos=1:20.
(g) En general la autonomía de estas aeronaves se limita a la distancia de planeo a la costa, por razones de
seguridad.
(h) La autonomía de los helicópteros monomotor puede estar más limitada por razones de seguridad
(i) Depende del tamaño de la embarcación.
(j) Basada en una velocidad mínima de rociado de 75 km/h.
(k) Basada en una velocidad mínima de rociado de 9 km/h.
En lo referente a la dosificación del producto dispersante, se atenderá a las indicaciones
del fabricante, que son aplicables por unidad de superficie (véase Figura 4 de dosificación) en el
momento del vertido inicial.
Empleo de Dispersantes
Página 12
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Figura 4. Cantidad de dispersante necesaria por hectárea según el espesor de la mancha y la dosificación requerida
(Fuente: IMO)
3.2.
APLICACIÓN EN EL MAR
En la aplicación en el mar de dispersantes hay dos sistemas principales, cuya elección
dependerá de la evaluación de los factores anteriormente indicados.
3.2.1. Aplicación de dispersantes desde aeronaves
Esta técnica de aplicación de dispersantes supone la respuesta más ventajosa de cara al
factor tiempo, dado que las aeronaves pueden desplegarse con rapidez desde cualquier base
distante del lugar del derrame (véase el inventario de aeródromos en el Apéndice 2).
Para que este tipo de aplicación sea efectivo, únicamente se recomienda el empleo de
dispersantes del tipo 3 (concentrados), dado el rociado aéreo no se complementa con acciones
que favorezcan la mezcla del dispersante con el vertido, y esta solo se produce de forma natural.
Tipos de aeronaves
Para la realización de operaciones en el mar se suelen emplear, por motivos de seguridad,
aeronaves de al menos dos motores, aunque en la práctica pueden servir para el empleo de
dispersantes helicópteros o cualquier aeronave capaz de operar a baja altitud y velocidad
relativamente baja (entre 50 y 150 nudos).
Empleo de Dispersantes
Página 13
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
En general, las aeronaves empleadas para la aplicación de dispersantes pertenecen a dos
categorías principales: avionetas diseñadas específicamente para la realización de operaciones de
rociado de fertilizantes o plaguicidas, y aeronaves modificadas (véase Tabla 4 del Apéndice 2).
Las primeras suelen ser avionetas de un solo motor con baja capacidad de carga, mientras que el
segundo tipo incluye aeronaves multimotor de diverso tamaño, aunque generalmente existen en
menor número que las anteriores, dado el elevado coste de su adaptación a esta función. Los
helicópteros, en cambio, suelen ser fácilmente adaptables para las funciones de rociado, dado que
la mayoría pueden transportar una cuba con dispositivo atomizador.
Las pequeñas aeronaves tienen menor capacidad de carga y autonomía de vuelo, pero
consumen menos combustible y pueden maniobrar con mayor facilidad sobre zonas dispersas de
hidrocarburos. Las grandes, en cambio, cumplen con ventaja los requerimientos de autonomía,
capacidad de carga, rapidez y seguridad en el tratamiento de vertidos a gran distancia de la costa,
pero tienen los inconvenientes de requerir trayectorias más largas, un mayor tiempo de giro y una
visibilidad y maniobrabilidad más reducidas.
Los helicópteros son mucho más manejables que las aeronaves de ala fija, por lo que su
empleo es muy ventajoso en el tratamiento de pequeños derrames o vertidos situados en zonas
de difícil acceso. Si bien su capacidad de carga es limitada, el tiempo de reabastecimiento puede
disminuir con el empleo de varias cubas colgantes, de manera que mientras el helicóptero
descarga una, el personal de tierra reabastece la otra.
Equipo de rociado aéreo
Los sistemas de rociado aéreo pueden ser fijos o portátiles. Un sistema de bombeo,
propulsado por el motor del aparato o mediante una hélice aeropropulsada, envía el dispersante
con un flujo constante desde uno o varios depósitos hacia un tangón rociador, que suele estar
situado bajo el fuselaje o a lo largo de las alas.
En lo referente al rociado desde helicópteros, existen dos sistemas para la aplicación: el
sistema integral o de “a bordo”, y el sistema de cuba suspendida. El primero consta de un tanque y
una bomba alimentada por el motor o electricidad, que están instalados en el mismo helicóptero,
además de un tangón rociador de configuración similar al instalado en aeronaves de ala fija. En el
segundo sistema todo el equipo rociador va transportado en una barquilla bajo el helicóptero,
cuyas bombas de rociado suelen ser alimentadas por motor autónomo controlado desde la cabina.
Tanto la tasa de aplicación como la separación entre las boquillas del tangón rociador son
determinantes a la hora de obtener la máxima eficacia del dispersante, acorde con la dosificación
recomendada por el fabricante del producto.
Empleo de Dispersantes
Página 14
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
3.2.2. Aplicación de dispersantes desde embarcaciones
Esta estrategia resulta más lenta que la realizada desde aeronaves, y supone el
mantenimiento preventivo de un stock de dispersantes en puntos estratégicos del litoral para
agilizar el proceso. Sin embargo, a pesar de ello en algunos casos la rápida meteorización o
expansión de los hidrocarburos hacen que este método de intervención no resulte viable.
Tipos de embarcaciones
Prácticamente cualquier tipo de embarcación puede adaptarse para la aplicación de
dispersantes. Los buques de gran porte pueden transportar grandes cantidades de dispersantes y
permanecer durante mucho tiempo realizando operaciones de rociado; las pequeñas
embarcaciones también pueden resultar eficaces en el tratamiento de pequeñas manchas en
aguas poco profundas o en zonas más restringidas.
Equipo para el rociado desde embarcaciones
Existen equipos de rociado especializados de diversas dimensiones, que pueden estar
permanentemente instalados en buques especializados en estas tareas o ser portátiles, como los
empleados para el rociado en tierra, que pueden ser fácilmente instalados a bordo de
embarcaciones de buques de menor tamaño.
Figura 5. Diagrama de un dispositivo rociador típico instalado en una embarcación. (Fuente: IMO).
En este caso los tangones de rociado se extienden a ambos costados del buque y
generalmente en la proa del mismo, para evitar la separación de los hidrocarburos producida con
el paso del buque (véase Apéndice 1). Las boquillas generan un chorro plano en forma de
abanico.
Empleo de Dispersantes
Página 15
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Figura 6. Sistema de rociado de dispersantes en la proa de la embarcación. (Fuente: IMO).
Un sistema típico es el constituido por una unidad portátil de baja presión y capacidad de
descarga de aproximadamente 75 litros/minuto, sin diluir o con dilución en agua de mar. Otros
sistemas más pequeños y adaptables a embarcaciones menores tienen capacidades de descarga
en torno a los 20 litros/minuto, y también existen sistemas de tangón rociador con descargas de
hasta 1.000 litros/minuto.
Los tangones están sostenidos por mástiles y alambres, que deben ser ligeros,
desmontables y estar protegidos contra la corrosión; la longitud máxima será tal que los extremos
no penetren en el agua.
Cuando no se dispone de equipos especializados, los sistemas contraincendios pueden
ser empleados para la aplicación del dispersante, mezclándolo con el chorro de agua mediante un
eyector. En este caso el disolvente es menos eficaz, puesto que está diluido, por lo que se
recomienda el empleo de disolventes concentrados. Además es fundamental controlar las tasas de
aplicación y la dilución del mismo, dado que la aplicación es menos homogénea y se tiende al
sobretratamiento local del vertido. Debe procurarse ajustar su concentración en agua en torno al
10%.
Las tasas de aplicación se pueden controlar modificando la velocidad del buque (que suele
variar entre los 4 y 10 nudos), o cerrando alguna boquilla.
Empleo de Dispersantes
Página 16
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Para facilitar la mezcla del dispersante con el hidrocarburo, necesaria sobre todo cuando
se utilizan dispersantes convencionales, además de la acción turbulenta de la hélice y de la ola de
proa, se pueden remolcar dispositivos mecánicos de mezcla.
3.2.3. Estrategias de aplicación en el mar
Dada la dificultad en el avistamiento de manchas de hidrocarburos en el mar, es necesario
que una aeronave de exploración guíe a los buques o aeronaves de rociado (que vuelan a menor
altura) hacia la zona donde debe procederse al rociado, mediante la localización de la mancha en
cuadriculas con coordenadas.
El dispersante debe aplicarse a la parte más espesa de la mancha, que suele
caracterizarse por tonalidades negra, parda o anaranjada, y se localiza generalmente hacia el
borde de la misma en dirección del viento o cerca de la fuente de contaminación.
El rociamiento se efectúa normalmente contra el viento, aunque puede realizarse a favor
de viento si su velocidad es lo suficientemente baja.
Figura 7. Pauta típica de rociado de dispersantes desde una aeronave (sólo rocía cuando vuela contra el viento). Fuente:
IMO.
Empleo de Dispersantes
Página 17
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
3.3.
APLICACIÓN EN LÍNEA DE COSTA
Aunque su aplicación en tierra es limitada y poco recomendable, ocasionalmente los
dispersantes también pueden resultar útiles en la limpieza de determinadas tipologías de la línea
de costa, para eliminar los últimos restos de hidrocarburos una vez retirada la mayor parte de la
contaminación. En caso de considerarse conveniente su aplicación deberá ponerse especial
atención a la capacidad de dilución de las aguas receptoras de los residuos dispersados, y
disponer la recogida de los mismos en caso de que esta capacidad sea reducida.
En este ámbito suelen emplearse dispersantes convencionales de base hidrocarbonada,
pues aunque son menos efectivos que los concentrados, son los únicos compatibles con los
equipos de rociado terrestre, y además resultan eficaces con hidrocarburos de alta viscosidad,
puesto que el solvente hidrocarbonado facilita la penetración. La dosificación aplicable es la misma
utilizada en ámbito marino, aunque no siempre es fácil prever la efectividad de los dispersantes en
manchas aisladas en tierra. Es recomendable efectuar antes del tratamiento un pequeño ensayo
previo.
Los dispersantes pueden ser aplicados mediante rociadores portátiles de mochila, desde
vehículos todoterreno equipados a tal efecto o con camiones, dependiendo del tipo de costa, la
accesibilidad y la escala de la actuación.
El rociado debe realizarse de manera que pueda ser eliminado por la marea tras 30-60
minutos de exposición, con el objetivo de minimizar la penetración de los residuos dispersados en
el sedimento. En costas con poca marea o donde la energía hidrodinámica no sea suficiente para
eliminar los residuos, podrá realizarse el lavado mediante chorros difusos de agua de mar a través
de mangueras.
Esta estrategia debe emplearse exclusivamente sobre estructuras artificiales o áreas poco
sensibles desde el punto de vista biológico, asegurando en caso necesario la recogida del residuo.
Puede ser necesaria la utilización de cepillos para facilitar la mezcla y la utilización de chorros a
presión para la eliminación de los residuos en paredes verticales o en la parte inferior de las
estructuras o formaciones.
Empleo de Dispersantes
Página 18
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
4. CÁLCULOS PRELIMINARES
Empleo de Dispersantes
Página 19
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
4.1.
VENTANAS DE APLICACIÓN DE DISPERSANTES
La influencia de la viscosidad del hidrocarburo a tratar en la eficacia del dispersante
determina claramente la viabilidad de la utilización de este método, puesto que la emulsificación se
convierte en un factor limitante: la meteorización producida por la acción hidrodinámica incrementa
la viscosidad del hidrocarburo de forma que en muchos casos su tratamiento con dispersantes
deja de tener eficacia tan solo algunas horas después del vertido.
Por ello resulta fundamental conocer con rapidez el tipo de hidrocarburo vertido y movilizar
inmediatamente las operaciones de dispersión química en el caso de que el hidrocarburo sea
susceptible de meteorización. Debe evaluarse previamente la eficacia de los dispersantes
disponibles frente al tipo de hidrocarburo derramado, a fin de determinar si la operación es viable o
no.
En la Tabla 1 se muestran distintos tipos de hidrocarburos y la eficacia de los distintos
tipos de disolventes con cada uno de ellos.
4.2.
DOSIFICACIÓN
Para el cálculo de las tasas de aplicación de los dispersantes es importante conocer el
grosor medio de la capa superficial de hidrocarburos. Generalmente la mayor parte de los
hidrocarburos se distribuyen al ser derramados en el mar hasta alcanzar un grosor aproximado de
0,1 mm. Con este grosor orientativo, el volumen de hidrocarburos contenido en una mancha de
una hectárea es:
10 −4 m × 10 4 m 2 = 1 m 3 = 1000 litros
Para una dosificación aproximada de 1:20, la cantidad de dispersante a rociar por
hectárea sería de 50 litros. El cálculo de la tasa de aplicación necesaria para rociar dicho volumen
de dispersante se calculará en función de la tasa de rociado y la velocidad de la embarcación o
aeronave que la distribuye, de la siguiente manera:
Tasa de descarga = tasa de aplicación x velocidad x anchura del haz de aplicación
(litros/min)
(litros/m2)
(m/min)
(m)
De esta manera, el cálculo de la tasa de descarga estará determinada, en primer lugar,
por el grosor de la lámina de hidrocarburos, y en segundo lugar, por las características de los
equipos rociadores y la velocidad a la que se desplaza la plataforma de soporte.
Empleo de Dispersantes
Página 20
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
4.3.
LIMITES GEOGRÁFICOS DE APLICACIÓN
La aplicación de dispersantes presenta una limitación adicional en el aspecto geográfico,
relacionada con el impacto en el medio biológico del incremento de la concentración de
hidrocarburos en la columna de agua generado tras una dispersión. Estas concentraciones
pueden llegar a ser muy elevadas en zonas poco profundas o con bajas tasas de renovación de
las aguas. Por esta razón, se establecen una serie de zonas o sectores de la costa en los cuales
no es recomendable el empleo de dispersantes.
Esta delimitación se basa principalmente en la profundidad y distancia a la costa, aunque
incluyen también áreas consideradas como zonas especialmente sensibles a la contaminación
difusa en la columna de agua, como zonas de cría y alevinaje, instalaciones de acuicultura, etc.
Fuera de dichas zonas el empleo de dispersantes no produce impactos relevantes en el medio
ambiente.
En general, atendiendo a las condiciones determinadas por la naturaleza y posición del
derrame, se pueden establecer unos límites geográficos para el empleo de dispersantes en
función de la profundidad y la distancia a la costa, tal y como se muestran en la tabla siguiente:
Volumen a dispersar
Profundidad mínima
Mínima distancia a la costa
<10 ton
5m
0,5 millas náuticas
10-100 tons
10 m
1 milla náuticas
100-1000 tons
15 m
2,5 millas náuticas
Tabla 3. Definición de límites geográficos para la aplicación de dispersantes. Fuente: ITOPF
Empleo de Dispersantes
Página 21
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
5. RESUMEN
Empleo de Dispersantes
Página 22
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
La aplicación de dispersantes potencia la rotura natural de las manchas de hidrocarburos
en pequeñas partículas que se dispersan por la columna de agua, protegiendo de la impregnación
la línea de costa y recursos sensibles a la contaminación superficial.
Existen dos tipos de dispersantes: los de base hidrocarbonada y los concentrados. Sólo el
segundo grupo puede aplicarse diluido, dado que tiene componentes más activos, aunque su
efectividad es mayor si se aplica sin diluir.
Existen diversos métodos de aplicación de dispersantes, tanto en el mar como en la costa.
Su elección dependerá de la disponibilidad, magnitud del vertido, distancia a la costa, accesibilidad
y de la relación coste/eficacia de cada uno.
La aplicación de dispersantes no siempre es una opción adecuada:
•
Los dispersantes sólo son efectivos con hidrocarburos de viscosidad baja-media no
meteorizados. Esto supone que la dispersión solo es viable con determinados tipos de
vertidos y dentro de unos límites de tiempo de reacción.
•
La dispersión química incrementa la concentración temporal de hidrocarburos en la
columna de agua, lo que puede resultar nocivo para el medio biológico. Por ello los
dispersantes sólo son recomendables en áreas marinas donde este incremento suponga
un impacto admisible.
La aplicación de dispersantes en la costa debe emplearse únicamente para eliminar la
contaminación residual siempre que se pueda evitar la penetración de los residuos dispersados en
los sedimentos.
Empleo de Dispersantes
Página 23
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
6. BIBLIOGRAFÍA
Empleo de Dispersantes
Página 24
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
ITOPF (1982): Aerial application of Oil Spill Dispersants. Technical Information Paper Nº3. ITOPF,
Londres.
ITOPF (1982): Use of Oil Spill Dispersants. Technical Information Paper Nº4. ITOPF, Londres.
IMO (1991): Lucha contra los derrames de hidrocarburos. Manual sobre la Contaminación
Ocasionada por Hidrocarburos. IMO, Londres.
IPIECA (1991): Dispersants and their Role in Oil Spill Response. Ipieca Report Series, Vol. Five.
ITOPF, Londres.
REMPEC (1998): Guidelines for the use of dispersants for combating oil pollution at sea in the
Mediterranean. Regional Information System, Part D, Operational Guides And Technical
Documents, Section 2. REMPEC, Malta.
Páginas web consultadas:
http://response.restoration.noaa.gov/photos/dispers/dispers.html
http://www.itopf.com/dispersa.html
http://www.amsa.gov.au/Marine_Environment_Protection/National_Plan/General_Information/D
ispersants_Information/
Empleo de Dispersantes
Página 25
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Apéndice 1: Anexo Fotográfico
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Figura 8. Aplicación de dispersantes
sobre manchas aisladas.
(Fuente: NOAA)
Figura 9. Aplicación de dispersantes
desde una aeronave de uso agrícola.
(Fuente: ITOPF)
Figura 10. Aplicación de
dispersantes desde aeronaves
multimotor.
(Fuente: NOAA)
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Figura 11. Empleo de un avión Hercules
C-130 con un sistema de rociado de
dispersants.
(Fuente: NOAA)
Figura 12. Aplicación de dispersantes mediante un
helicóptero dotado de una cuba rociadora.
(Fuente: NOAA)
Figura 13. Despegue de un helicóptero dotado con un dispositivo de rociado independiente.
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Figura 14. Detalle de la cuba rociadora.
(Fuente: ITOPF)
Figura 15. Helicóptero realizando operaciones de rociado (Fuente: ITOPF)
Figura 16. Aeronave bimotor adaptada para la aplicación de dispersantes (Fuente ITOPF)
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Figura 17. Detalles de una bomba y tangones de rociado tipo instalados en la aeronave (Fuente ITOPF)
Figura 18. Aplicación de dispersantes
desde una embarcación adaptada.
(Fuente: NOAA)
Figura 19. Adaptación de equipos de rociado a
una embarcación de pequeño tamaño. (Fuente:
NOAA)
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Figura 20. Plan de rociado con varias
embarcaciones para manchas de
grandes dimensiones. (Fuente: NOAA)
Figura 21. Aplicación de dispersantes
mediante mangueras con un inyector.
(Fuente: NOAA)
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Figura 22. Aplicación de dispersantes en la línea de costa. (Fuente: ITOPF)
Figura 23. Dispositivo rociador portátil y uso de la dispersión química en paredes verticales. (Fuente: ITOPF)
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Figura 24. Aspecto de un vertido de hidrocarburos tras la aplicación efectiva de dispersantes.
(Fuente: NOAA)
Figura 25. Ejemplos del resultado de una eficaz aplicación de dispersantes. (Fuente: NOAA)
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Apéndice 2: Relación de Recursos Técnicos para
la Aplicación de Dispersantes
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
I. AERONAVES COMUNES PARA LA APLICACIÓN DE DISPERSANTES
Aeronaves monomotor
específicas de uso agrícola
Propulsión
Capacidad
(litros)
Velocidad
Tránsito
Longitud mínima
de barrido (m)
Aerospace Fletcher Cresco
Aerospace Flatcher
Antanov An 2 R
Basant
Cessna Agtruck
Desmond Norman Fieldmaster
EBM 701 Ipanema
IAR-822
Pilatus Porter PC-6
Piper Brave 300
Piper Pawnee D
PZL Dromader M18
PZL 106ª Kruk
Super AgCat B
Thrush Commander
Turbo Thrush
Transavia Air Truk
Turbina
Pistón
Pistón
Pistón
Pistón
Pistón
Pistón
Pistón
Turbina
Pistón
Pistón
Pistón
Pistón
Pistón
Pistón
Turbina
Pistón
1530
1045
1400
900
1060
2640
680
600
950
850
570
2500
1400
1135
1365
2275
820
140
115
100
100
100
145
105
80
110
125
90
100
90
100
100
125
95
Aeronaves modificadas
Propulsión(*)
Capacidad
(litros)
Velocidad
Transito
2 Pistón
2 Pistón
3 Pistón
2 Pistón
2 Pistón
4 Pistón
4 Pistón
1 Pistón
2 Pistón
2 Turbina
2 Turbina
2 Turbina
450
480
1250
5300
4600
9460
13250
2000
570
1200
2100
1100
200
140
145
160
130
190
210
200
175
170
170
220
Propulsión(*)
Capacidad
(litros)
Velocidad
Transito
1 Turbina
1 Turbina
1 Pistón
1 Turbina
2 Turbina
1 Pistón
1 Turbina
1 Pistón
1140
1100
400
680
1515
500
680
400
80
120
75
115
125
80
115
70
300
245
150
215
400
175
465
300
180
295
245
250
220
180
300
250
335
Longitud minima
de barrido
(metres)
410
170
395
915
1000
1525
1525
915
300
510
320
510
Longitud minima
de barrido
(metres)
-
Beech Baron
BN Islander
BN Trislander
Canadair CL 215
DC3
DC4
DC6
Grumman Avenger
Piper Aztec
Shorts Sky Van
Twin Otter
Volpar Turbo Beech 18
Helicópteros (equipo
integrado)
Aérospatiale Lama
Aérospatiale AS 350
Bell 47
Bell 206
Bell 212
Hiller UH-12E
Hughes 500
Enstrom F-28C
Tabla 4. Características de distintos tipos de aeronaves utilizadas en el rociado de dispersantes. (Fuente: ITOPF).
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
II. INVENTARIO DE AEROPUERTOS Y AERÓDROMOS EN CANARIAS
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
Apéndice 3: Marco Normativo para el Empleo de
Dispersantes
Plan Específico de Contaminación Marina
Accidental de Canarias (PECMAR)
MANUALES OPERATIVOS
La legislación vigente sobre el uso de dispersantes y otros productos para combatir los
derrames de hidrocarburos está recogida en las siguientes normativas estatales:
•
ORDEN MINISTERIAL de 27 de Mayo de 1971 sobre regulación del uso de detergentes
para combatir los derrames de hidrocarburos en el mar (BOE nº 131 del 2/6/71).
•
ORDEN MINISTERIAL de 27 de Mayo de 1971 sobre medidas para combatir la
contaminación del mar (BOE nº 131 del 2/6/71). Las refinerías de petróleos, industrias
petroquímicas y estaciones de abastecimiento de combustibles líquidos que posean
terminales de carga y descarga de hidrocarburos en los puertos o mar litoral dispondrán
de, al menos una embarcación, debidamente equipada, para verter sobre la superficie del
agua las mezclas de detergentes y dispersantes aprobados por la Subsecretaría de la
Marina Mercante.
•
ORDEN MINISTERIAL de 7 de Junio de 1971 sobre homologación de productos
tensioactivos utilizados para eliminar en el mar las manchas de petróleo (BOE nº 147 del
21/6/71). Para determinar el grado de toxicidad de los productos, los correspondientes
ensayos se efectuarán en laboratorios oficiales o privados que expresamente señale el
Ministerio de Comercio. El método consiste en determinar la concentración de detergente
en el agua del mar a la que mueren la mitad de los individuos de la especie examinada en
cuarenta y ocho horas.
•
ORDEN MINISTERIAL de 23 de Noviembre de 1974 por la que se modifica la del 27 de
Mayo de 1971 sobre regulación del uso de detergentes para combatir los derrames de
hidrocarburos en el mar (BOE nº 286 de 22/12/74). La prohibición existente del uso de
productos detergentes tóxicos para la eliminación de manchas de hidrocarburos en el mar
se hace extensiva a la limpieza de tanques de transporte de crudos y sus derivados y de
los tanques de combustible líquido.
Los dispersantes actualmente homologados por la Dirección General de la Marina
Mercante son los siguientes:
•
SUPERALL#38
•
ARROW EMULSOL, L.W.
•
NOKOMIS 3 C
•
BIOVERSAL