Contención
Para la contención de hidrocarburo flotante es necesaria la utilización de algún tipo de barrera, para luego recuperarlo o desviarlo hacia zonas de sacrificio y así alejarlo de las áreas sensibles. Se han desarrollado varios tipos diferentes de barreras para hidrocarburos como ser:
- Barreras disponibles comercialmente
- Sistemas de redes
- Barreras de burbujas
- Barreras químicas
- Barreras sorbentes
- Barreras y vallas improvisadas
Las condiciones particulares de cada lugar determinarán la selección de la barrera más adecuada. Asimismo la disponibilidad y la posibilidad de acceso influyen en dicha selección.
1) Barreras disponibles comercialmente:
Si bien los diseños varían, poseen en general características comunes:
- Francobordo (Evita o reduce el sobresalpicado).
- Faldón (Porción sub-superficial que evita o reduce el escape de hidrocarburo por debajo de la barrera).
- Tensor (Componente de tensión longitudinal para soportar el efecto del viento, las olas y las corrientes, manteniendo tenso el faldón. Dicho componente puede ser una cadena, alambre o el mismo material de la barrera).
- Flotación por aire o algún material flotante.
El material con el que están hechas puede ser de PBC, las cuales pueden resecarse con el sol e hidrocarburos; o de caucho con cubierta de poliamida.
Hay dos categorías generales de diseños de barreras:
- Barreras de Cortina: Poseen un faldón o malla flexible sub-superficial continua que se sostiene por una cámara de flotación sólida o de aire, generalmente de sección transversal circular. Las barreras de flotación por aire ocupan poco espacio de almacenamiento ya que se desinflan, mientras que las de flotación sólida, que son más resistentes a los daños, ocupan un gran espacio de almacenamiento. Las barreras de cortina poseen una buena capacidad de adaptarse a las olas, velocidades de escape moderadas y son relativamente fáciles de limpiar.
- Barreras de Valla: Poseen una sección transversal más plana manteniéndose verticalmente en el agua por flotación integral o externa. En estas barreras se utiliza más la flotación sólida, en caso de utilizar flotadores externos estos pueden generar turbulencias que ocasionen escapes de hidrocarburos en corrientes de mediana velocidad. Además son voluminosos para almacenar y difíciles de limpiar. Por lo general las barreras de valla son más adecuadas para ser utilizadas en aguas tranquilas con bajas velocidades de corrientes, como golfos, dársenas con poca amplitud de mareas entre otros.
Ambos tipos de barreras, los de cortina y de valla, poseen características similares, como ser el apuntalamiento y/o lastre integral para mantenerlas verticales en el agua, conectores para unir las secciones, y puntos para remolque y anclaje.
Rendimiento y Limitaciones:
La efectividad de una barrera depende de su capacidad de contención o desviación de hidrocarburo, que a su vez está determinada por su comportamiento en relación al movimiento del agua: Necesita flexibilidad para adaptarse a las olas y rigidez suficiente como para retener la mayor cantidad de hidrocarburo posible. Si se coloca la barrera en ángulo recto a una corriente con velocidades muy superiores a 1 nudo, ninguna barrera podrá contener el hidrocarburo. La forma como escapa el hidrocarburo y su relación con la velocidad del agua está en función del tipo de hidrocarburo y del diseño de la barrera. Los hidrocarburos de baja viscosidad escapan a velocidades menores que los más viscosos. El hidrocarburo más viscoso tiende a acumularse en la cara de la barrera y fluir verticalmente hacia abajo y por debajo del faldón, mientras que los de baja viscosidad son llevados por debajo de la barrera como pequeñas gotas desprendidas de la parte inferior de la capa de hidrocarburo. Por otro lado las corrientes, el viento y las olas pueden generar velocidades de agua superiores a la velocidad de escape y causar el salpicado del hidrocarburo contenido.
El comportamiento de una barrera y su efectividad dependen del tamaño y longitud de sus secciones y del lugar donde se las utilice, por lo que el tamaño optimo de una barrera está muy relacionado con el tipo de ambiente y estado del mar (Tamaño del oleaje) donde será utilizada. En general la profundidad del faldón debe ser de dimensiones similares a las del francobordo, el cual debería tener una medida mínima necesaria para evitar el sobresalpicado. Si bien las secciones cortas pueden facilitar el manejo de las barreras y proteger la integridad de estas generalmente de producirse una falla en una sección, hay que compensar estas ventajas contra la dificultad y el tiempo necesario para conectar o reconectar las secciones en forma debida. Las conexiones interrumpen el perfil de la barrera, por lo que de ser posible, no deben coincidir con el punto de mayor concentración de hidrocarburo. El diseño de los conectores debe permitir un fácil enganche y desenganche durante el despliegue y también mientras la barrera está en el agua.
Es fundamental contemplar otras características importantes como la resistencia, facilidad y velocidad de despliegue, seguridad de funcionamiento, peso y costo. Debe tener resistencia estructural y durabilidad, especialmente para soportar las fuerzas del agua y el viento sobre si al ser remolcada o anclada (Ver ejemplo). Asimismo la facilidad y velocidad de despliegue junto con la seguridad de funcionamiento son importantísimas en situaciones rápidamente cambiantes.
2) Sistema de redes:
El uso de redes para recuperar grumos sólidos de alquitrán y contener hidrocarburos viscosos puede presentar una serie de ventajas sobre la utilización de barreras convencionales. La ventaja principal es la estructura abierta que ofrecería menos resistencia al movimiento del agua, por lo que se podrían fabricar secciones livianas pero resistentes, lo suficientemente largas como para cercar el hidrocarburo derramado sobre un área extensa en el mar. De esta manera sería posible operar en corrientes mayores y a mayor velocidad de lo que puede realizarse con las barreras convencionales.
Utilizando la experiencia de la industria pesquera se han desarrollado dos diseños de redes principales:
- Una red doble, larga, en forma de bolsa que permite cercar o recolectar el hidrocarburo flotante, que también puede ser anclada para proteger áreas susceptibles,
- Una red de arrastre con extremo desmontable en forma de cola de pez, que puede ser remolcada.
En ambos casos, si el hidrocarburo se adsorbe sobre la red, la malla se bloquea y disminuye su capacidad de retención de hidrocarburo.
3) Barreras de Burbujas:
Se trata de una red de burbujas ascendente producida por el bombeo de aire a una tubería perforada colocada debajo de la superficie del agua. De esta manera las burbujas de aire crean una contra corriente en la superficie del agua reteniendo el hidrocarburo contra un flujo de agua de hasta 0,7 nudos. Este tipo de barreras es útil en aguas calmas, bocas de bahías, ríos, puertos, etc. Sin embargo, el mantenimiento de estos sistemas es muy costoso ya que resulta esencial mantener los huecos de la tubería libres de sedimentos de lodo u organismos marinos.
4) Barreras químicas:
Existen ciertos compuestos químicos, denominados aglutinantes, que inhiben el espaciamiento de los hidrocarburos de baja viscosidad al reducir la tensión superficial del agua que lo rodea. Dichos compuestos pueden ser rociados a tasas muy bajas (30 litros/km alrededor del perímetro de la mancha) desde embarcaciones o helicópteros, rodeando la mancha con el objetivo de concentrarla para su posterior recuperación. En la práctica, la aplicación de dichos compuestos es limitada debido a su alto costo y a su efecto de corta duración.
5) Barreras sorbentes:
Se trata de un tubo de malla o algún tejido relleno de un material sorbente sintético o natural. Tienen poca resistencia inherente y en algunos casos pueden requerir apoyo adicional para evitar su hundimiento al saturarse de hidrocarburo. Se utilizan en caso de derrame de hidrocarburos livianos, y en áreas de velocidades de corrientes bajas para recoger películas delgadas de hidrocarburos, ya que su eficiencia de recuperación disminuye al saturarse de hidrocarburo las capas externas del material sorbente. Es importante tener en cuenta que la eliminación de las barreras sorbentes saturadas de hidrocarburo también puede causar complicaciones importantes.
6) Barreras y vallas improvisadas:
Utilizando materiales disponibles localmente, pueden improvisarse barreras de contención flotantes: con maderas, tambores de aceite, mangueras y llantas; y barreras sorbentes: con redes de pesca o malla de alambre rellena con paja.
En aguas poco profundas, como en arroyos, riachos y ríos, se pueden sostener mallas o esterillas de distintos materiales clavando estacas.
Operaciones Costa fuera
En la mayoría de los casos, la estrategia para el despliegue de barreras determinará las operaciones de recolección de hidrocarburo, para que éstas puedan actuar eficientemente.
- Operaciones con varias embarcaciones
Para evitar el esparcimiento del hidrocarburo y hacer máxima la tasa de encuentro, dos embarcaciones pueden remolcar 300 metros de barrera en configuración de U, V o J. El dispositivo recolector debe ser mantenido en la parte más gruesa de la mancha de hidrocarburo sin rozar ni dañar la barrera, y puede ser remolcado junto con la formación de barreras, o bien puede ser desplegado por una tercera embarcación detrás de la barrera.
Debe evitarse que la reflección de las olas creada por recolectores grandes interfiera con la recuperación del flujo del hidrocarburo. Se requiere entonces de un manejo especializado del equipo que se adapte fácilmente a los cambios de condiciones.
- Configuración en V remolcada por dos embarcaciones. El dispositivo recolector remolcado con la formación de barrera y el hidrocarburo es transferido a una tercera embarcación.
- Configuración en J remolcada por dos embarcaciones, una de las cuales despliega un dispositivo recolector.
- Configuración en U remolcada por dos embarcaciones. El dispositivo recolector remolcado es desplegado por una tercera embarcación.
Anclaje de barreras
Barreras de protección de playas
