Los combustibles marítimos en la era de las bajas emisiones de azufre | Revista Ingeniería Naval

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Los combustibles marítimos en la era de las bajas emisiones de azufre

Los combustibles marítimos en la era de las bajas emisiones de azufre
noviembre 16
16:04 2021

El mercado mundial de los combustibles marítimos se enfrenta a grandes transformaciones ahora que el sector se prepara para entrar en una nueva era: la era de las bajas emisiones de azufre. El 1 de enero de 2020 entraron en vigor las nuevas normas de la Organización Marítima Internacional (OMI), destinadas a reducir drásticamente el azufre que los buques emiten a la atmósfera.

Para comprender el impacto que tendrá este cambio en el sector, vamos a analizar los combustibles que se utilizan actualmente, el mix de combustibles de caldera que probablemente aparecerá en los próximos años y el reto que supondrá para los operadores la amplia gama de combustibles disponibles.

Soplan nuevos vientos: el fin de las emisiones de azufre

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Suele decirse que la nueva normativa de la OMI ha marcado el inicio de la era de las bajas emisiones de azufre, y así es: el 2020 inaugura nuevos tiempos caracterizados por las bajas emisiones de azufre en el sector.

El azufre es un elemento que está presente de forma natural en todos los combustibles fósiles. Es esencial para la vida, pero su presencia en la atmósfera en forma de óxidos de azufre (SOx) puede causar, en altas concentraciones, muchos y graves problemas de salud y medioambientales.


Hasta ahora, el sector del transporte marítimo ha sido uno de los mayores emisores de SOx: en 2007, por ejemplo, los buques emitieron 15 millones de toneladas de SOx, lo que representa en torno al 5-8% de las emisiones mundiales. Una situación que va a cambiar rápidamente.

La primera iniciativa de la OMI para regular el impacto ambiental del transporte marítimo fue el MARPOL 73/78 (Convenio Internacional para Prevenir la Contaminación por los Buques, de 1973, modificado por el Protocolo de 1978).

Posteriormente, en 2005, entró en vigor el Anexo VI del Convenio, que limitaba por primera vez los niveles de óxido de azufre (SOx) y óxido de nitrógeno (NOx) emitidos por los buques. En cuanto al SOx, el primer límite global de azufre que se estableció fue del 4,50% masa/masa (m/m) en fuelóleo. Además, el Anexo VI también establecía Zonas de Control de Emisiones (ZCE), un pequeño número de zonas en torno a núcleos de población importantes, donde el límite de azufre se fijó mucho más bajo.

En 2012, el límite general se redujo al 3,50% m/m. Posteriormente, en 2015, el límite de las ZCE se redujo al 0,10%. En 2020, se mantiene el límite de las ZCE, pero el límite general se bajó al 0,50%.

Pese a que tanto la industria naval como la del refinado expresaron su preocupación y que necesitarían más tiempo para prepararse, la OMI confirmó que no tenía intención de ampliar el plazo para cumplir con el límite del 0,50% y que todos los buques deberían cumplirlo el 1 de enero de 2020 o se enfrentarían a duras sanciones, incluyendo la posibilidad de ser declarado como no apto para navegar.

Los combustibles de la era de las bajas emisiones de azufre

Aunque los cambios de la última década han afectado a la variedad de combustibles disponibles en todo el mundo, la mayoría de los buques sigue utilizando fuelóleo pesado.

Pero las nuevas normas, que reducen el contenido actual de azufre en un 85%, traerán consigo cambios nunca vistos en el sector. Los operadores que no estén al tanto de los requisitos relacionados con los combustibles y con su manipulación corren el riesgo de incurrir en costes y problemas importantes.

En una reciente reunión de Lloyd’s List, los ponentes señalaron que, aunque no existe un enfoque coordinado por parte de las refinerías, está claro que el sector se dirige hacia un futuro multicombustible.

Profundizando, podemos suponer que los combustibles posteriores a 2020 se clasificarán en cinco categorías principales:

  • Fuelóleo ultra bajo en azufre (ULSFO), máximo 0,10%.
  • Fuelóleo muy bajo en azufre (VLSFO), máximo 0,50%.
  • Fuelóleo pesado, máximo 3,50%.
  • GNL (gas natural licuado)
  • Otros

Demanda_Combustible_Marino

ULSFO 0,10% S

Se seguirán utilizando los nuevos combustibles que entraron en el mercado para cumplir con los requisitos del 0,10% de las ZCE. Aunque la mayoría de estos combustibles son destilados puros, también podrían ser híbridos: gasóleo mezclado con aceite residual. En general, estos combustibles funcionan bien con las configuraciones de motores estándar, aunque pueden requerir cambios operativos. Por ejemplo, los destilados tienen niveles de viscosidad relativamente bajos, que necesitan una gestión cuidadosa. Además, algunos de los nuevos híbridos utilizan productos que no se emplean tradicionalmente en el sector marítimo, lo que genera incertidumbre respecto a su estabilidad, compatibilidad y contaminación. Estos combustibles tienen una demanda potencialmente alta, por lo que el sector marino puede tener que competir con otras industrias, lo que acabará encareciendo los combustibles.

VLSFO 0,50% S

Las refinerías siempre necesitarán utilizar proactivamente sus residuos. Es posible mezclar productos residuales adecuados con destilados bajos en azufre para crear combustibles de buena calidad y que cumplan con la normativa.

Estas mezclas pueden contener hasta un 40% de residuos, y aun así mantenerse por debajo del límite de 0,50% de azufre.

Sin embargo, presentan un alto riesgo de inestabilidad y pueden ser hipersensibles a la mezcla con otros combustibles a bordo

Fuelóleo pesado (HFO) con depuradores

Aunque la normativa de la OMI se expresa en contenido de azufre en el combustible, se considera que un buque cumple la normativa si dispone de depuradores (también llamados «scrubbers») capaces de «limpiar» el azufre de los gases de escape. Los scrubbers que ya están en funcionamiento han demostrado su capacidad para limpiar altos niveles de azufre del combustible, permitiendo a los operadores seguir utilizando los combustibles residuales, baratos y abundantes, que ya conocen. Aunque no son aptos para todos los buques, sin duda son una opción atractiva para muchos.

GNL

En teoría, el contenido de azufre del GNL es muy inferior al límite permitido y su combustión es limpia, lo que le convierte en una opción muy atractiva. Pero en la práctica, coste de adaptación, fabricación, transporte y almacenamiento (tanto en tierra como a bordo) lo descartan como una opción viable para la mayoría de los operadores. El GNL está compuesto principalmente por metano -un peligroso gas de efecto invernadero-, por lo que el vertido supone una importante preocupación medioambiental. Y la combustión del GNL libera más dióxido de carbono de lo que mucha gente cree. En la actualidad, solo hay unos 200 buques de GNL en funcionamiento o encargados, una cifra que crecerá constantemente en las nuevas construcciones; de hecho, ExxonMobil prevé que el 12% del combustible utilizado en 2040 será gas. En otras palabras, el GNL puede convertirse en el combustible más utilizado en el sector marítimo en el futuro, pero ese futuro sigue estando a décadas de distancia.

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Otros

También han entrado en el mix otros tipos de combustibles. Entre ellos se encuentran los biocombustibles llamados como FAME (éter metílico de ácidos grasos), combustibles extraídos de residuos de plástico o metanol, y otros nuevos que todavía no han salido al mercado.

Algunos de estos combustibles presentan características problemáticas para el uso marítimo, como el alto riesgo de proliferación microbiana. Sin embargo, el biodiésel no contiene azufre y su lubricidad es relativamente alta. Aunque estos combustibles siguen siendo demasiado caros para resultar atractivos por sí solos, pueden ser útiles mezclados con otros combustibles para reducir el contenido de azufre.

 

El reto del transporte marítimo

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El paso a la era del 0,50% no admite transición gradual: como ya hemos dicho, se exige un cumplimiento estricto desde el primer día. En este sentido, el mayor reto al principio no estará tanto en el mar sino en la cadena de suministro, donde habrá que limpiar y preparar las barcazas bunker y llenar los depósitos con combustible que cumpla con la normativa.

Sin embargo, para los propietarios de buques, la disponibilidad de combustibles bajos en azufre no será el principal problema. Su verdadero quebradero de cabeza será anticiparse a los distintos tipos de combustibles disponibles y saber utilizarlos, solos y combinados con otros. Como explica Tim Wilson, el experto en combustible de Lloyd’s Register:

 

«El propietario del buque debe ser consciente del riesgo que corre si no cuenta con un plan de gestión de combustible claramente definido que tenga en cuenta la tremenda diversidad y variedad de fórmulas de combustibles que se va a encontrar con cada bunker. Se arriesga a sufrir graves problemas de funcionamiento a bordo».

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Inestabilidad

Se considera que un combustible es estable si conserva sus propiedades a lo largo del tiempo. Los combustibles inestables se alteran químicamente muy pronto, lo que puede causar graves problemas de funcionamiento.

Los destilados son inestables sufren la oxidación de los hidrocarburos insaturados, produciendo resinas, gomas y barnices.

En los combustibles residuales inestables, los asfaltenos y otras moléculas de hidrocarburos aromáticos y polares tienden a acumularse, formando espesos lodos en los depósitos. Estos lodos son pegajosos y muy viscosos.

Los combustibles inestables obstruirán los filtros, los separadores y las tuberías del buque. Si las bombas de combustible se sobrecargan, pueden producirse problemas de encendido y de combustión, con riesgo de provocar daños permanentes en los pistones, los segmentos y los revestimientos de los cilindros. En casos extremos, se pueden llegar a detener los motores principales y auxiliares, poniendo en grave peligro al buque y a su tripulación.

Incompatibilidad

Aunque dos o más combustibles puedan ser estables solos, combinarlos puede dar lugar a mezclas inestables. Es lo que se llama incompatibilidad.

Por ejemplo, es muy probable que si mezclamos HFO y VLSFO obtengamos un fuelóleo inestable. Y los ULSFO pueden tener problemas de compatibilidad con los HFO, los VLSFO e incluso con otros ULSFO. En el año 2020 han aparecido más tipos de combustibles que nunca, por lo que cabe esperar que la incompatibilidad se convierta en un problema más extendido y complejo para la industria.

Una buena práctica es limpiar los tanques regularmente para reducir la posibilidad de que se formen lodos en el mar. También las tripulaciones deberán estar atentas a los signos de incompatibilidad cuando cambien de un combustible a otro

La importancia de comprobar los combustibles y limpiar los depósitos

Todo apunta a que los problemas de estabilidad y compatibilidad que vienen produciéndose desde la creación de las Zonas de Control de Emisiones (ZCE) se generalizarán a partir de 2020, debido a las mezclas que crearán los proveedores para agotar las existencias de las bunker o a los nuevos combustibles que añadirán los buques en depósitos con restos de combustibles.

De ahí la extrema importancia de realizar pruebas de estabilidad a los nuevos combustibles. En este sentido, los grupos de trabajo de la ISO WG6 (ISO 8217) y la CIMAC WG7 trabajan actualmente en desarrollar nuevas técnicas que permitan conocer mejor los problemas de estabilidad y compatibilidad. La cooperación entre las refinerías y los laboratorios de pruebas también contribuiría a un mejor conocimiento de los nuevos productos.

Además, los operadores deben asegurarse de que los diferentes combustibles estén separados a bordo y que sus tanques y líneas de tratamiento estén diseñados para funcionar de forma independiente, para mitigar los riesgos de obstrucción. Si la mezcla de combustibles es inevitable, se deben realizar primero pruebas de compatibilidad. Aunque es posible realizar pruebas sencillas a bordo, las pruebas exhaustivas de laboratorio proporcionan las mayores garantías.

Otras consideraciones

El nuevo mix de combustibles marítimos hará más complejos la manipulación y el acondicionamiento del combustible en otros aspectos. En resumen, algunos de los otros desafíos serán:

  • Temperatura: cada tipo de combustible tendrá una viscosidad y un punto de inflamación diferentes. Por tanto, las temperaturas de trabajo deben gestionarse cuidadosamente tanto para garantizar un flujo de combustible constante sin provocar un choque térmico en las bombas y otros aparatos como para evitar riesgos de incendio.
  • Lubricidad: las tripulaciones tendrán que conocer el nivel de lubricación que proporciona cada combustible y hacer los ajustes necesarios para proteger los motores.
  • Partículas catalíticas: para eliminar el azufre del combustible se necesitan catalizadores que desprenden partículas pequeñas y duras que pueden dañar los motores y otros equipos si no se separan del combustible. Además, los combustibles con bajo contenido de azufre pueden tener más cantidad de partículas catalíticas.
  • Contaminación por agua: algunos tipos de combustible atraen el agua más que otros, lo que puede reducir la economía del combustible y corroer los motores y otros componentes si no se elimina eficazmente.
  • Contaminación microbiana: los biocombustibles son muy propensos a la proliferación de microbios, que pueden causar obstrucciones y corrosión.

 

A la vanguardia del conocimiento

Dado que el sector marítimo va a cambiar tanto de forma tan acelerada -y dado que muchos aspectos de la situación del combustible después de 2020 seguirán siendo inciertos-, es fundamental seguir estando comprometidos, especialmente durante la transición a la nueva era.

Los conocimientos y la concienciación serán las claves del éxito, por lo que todas las partes interesadas deben compartir conocimientos, buscar opiniones de expertos y participar en el debate.

Alfa Laval, como compañía comprometida con la sostenibilidad en la división de Marina tiene como objetivo informar y fomentar el debate. Toda la información referente a la Línea de Combustible de Alfa Laval está recogida en su página web.

Si trabajamos juntos como industria -propietarios y operadores de buques, astilleros, aseguradoras, refinadores, fabricantes de equipos y motores, y proveedores- conseguiremos navegar sin peligro por las procelosas aguas que nos esperan.

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Artículo técnico elaborado por Alfa Laval



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