CAPÍTULO 2 MEMORIA DESCRIPTIVAbibing.us.es/proyectos/abreproy/20263/fichero/VOLUMEN+1%2FCAPÍ… · 2.2.1 Por "sustancia activa" se entiende una sustancia u organismo, incluido un

CAPÍTULO 2

MEMORIA DESCRIPTIVA

GESTIÓN DEL AGUA DE LASTRE EN UN BUQUE QUIMIQUERO DE 24.000 T PM Proyecto Fin de Carrera Memoria Descriptiva

Manuel Jesús Pacheco Arenas Dpto. de Ingeniería Química y Ambiental

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2. MEMORIA DESCRIPTIVA

2.1 OBJETIVOS CONCRETOS DEL PROYECTO

El objetivo de este proyecto consiste en diseñar un sistema de gestión para el

tratamiento de las aguas de lastre que reduzca al mínimo y, en último término, elimine

los riesgos medioambientales y sobre la salud humana resultantes de la transferencia de

organismos y sustancias perjudiciales, por medio del control y la gestión de las aguas

de lastre y los sedimentos de un buque quimiquero con una capacidad de trasporte de

18.000 m3.

Las dimensiones principales del buque considerado son,

Eslora total 140 m

Eslora entre perpendiculares 133,80 m

Longitud total de los espacios de carga 99,75 m.

Manga de trazado 22,00 m

Puntal de trazado a la cubierta principal 23,80 m

Calado de escantillonado 11,35 m

Calado de diseño 15,80 m

Calado en lastre 8,30 m

Capacidad total de carga 18.000 m3

Capacidad tanques de residuos 2 × 200 m3

Capacidad para lastre 5.164 m3

Capacidad agua dulce 200 m3

Peso Muerto (TPM) 24.000 Tm.

Se buscará la solución más eficaz en la lucha contra los agentes patógenos y que

conlleve un presupuesto económico lo más ajustado posible.



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Para cumplir con lo expuesto en el Convenio y en la G8, se declaran como metas a

conseguir, el diseño de un sistema de gestión cuyos límites máximos de concentración

de microorganismos no supere nunca los establecidos en la sección D: “Normas para la

gestión del agua de lastre”, la cual estipula en su regla D-2: “Norma de eficacia de la

gestión del agua de lastre”, lo siguiente:

o El agua descargada debe de contener menos de 10 organismos por metro

cúbico, (debe querer decir por mililitro), si estos miden más o igual a 50 µm en

su menor dimensión.

o Menos de 10 organismos por mililitro si estos miden entre 10 y 50 µm en su

menor dimensión.

o Tampoco se pueden exceder las concentraciones especificadas por el

indicador de microbios:

• Menos de una colonia o menos de una unidad formadora de colonias

(ufc) de Toxicogénicos Vibrio Cholerae por cada 100 mililitros o por cada

gramo de muestra de zooplancton.

• Menos de 250 ufc por cada 100 mililitros de Escherichia Coli.

• Menos de 100 ufc por cada 100 mililitros de Intestinal Enterococci.



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2.2 DEFINICIONES

Ahora se definirán los términos que se van a emplear a lo largo del proyecto, aunque

algunos se hayan usado ya, pero no las abreviaturas ya que estas quedarán definidas al

final del documento en un anexo del mismo.

A continuación se llevarán a cabo las definiciones pertinentes.

2.2.1 Por "sustancia activa" se entiende una sustancia u organismo, incluido un virus o

un hongo, que ejerza una acción general o específica contra los organismos

acuáticos perjudiciales y agentes patógenos.

2.2.2 Por "sistema de gestión del agua de lastre" se entiende cualquier sistema de

tratamiento del agua de lastre que satisfaga o exceda la norma de eficacia de la

gestión del agua de lastre establecida en la regla D-2. El sistema incluye el

equipo de tratamiento del agua de lastre, todo el equipo de control conexo, el

equipo de vigilancia y las instalaciones de muestreo.

2.2.3 Por "plan de gestión del agua de lastre" se entiende el documento mencionado

en la regla B-1 del Convenio, en el que se describen el proceso y los

procedimientos relativos a la gestión del agua de lastre implantados a bordo de

cada buque.

2.2.4 Por "equipo de tratamiento del agua de lastre" se entiende el equipo que emplea

procedimientos mecánicos, físicos, químicos o biológicos, ya sea

individualmente o en combinación, para extraer o neutralizar los organismos

acuáticos perjudiciales y agentes patógenos existentes en el agua de lastre y los

sedimentos, o para evitar la toma o la descarga de los mismos. El equipo de

tratamiento del agua de lastre podrá utilizarse durante la toma o la descarga del

agua de lastre, durante el viaje, o en una combinación de estas actividades, tal y

como se comentó en el Apartado 3 del Capítulo1.

2.2.5 Por "equipo de control" se entiende el equipo instalado necesario para hacer

funcionar y controlar el equipo de tratamiento del agua de lastre.

2.2.6 Por "Convenio" se entiende el Convenio internacional para el control y la

gestión del agua de lastre y los sedimentos de los buques.



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2.2.7 Por "equipo de vigilancia" se entiende el equipo instalado para evaluar la

eficacia del funcionamiento del equipo de tratamiento del agua de lastre.

2.2.8 Por "instalaciones de muestreo" se entienden los medios para realizar el

muestreo de agua de lastre tratada o no tratada, según sea necesario, previstos en

las presentes Directrices y en las "Directrices para el muestreo del agua de

lastre" (D2) elaboradas por la Organización.

2.2.9 Por "prueba a bordo" se entiende un ensayo completo de todo un sistema de

gestión del agua de lastre llevado a cabo a bordo de un buque, con arreglo a la

parte 2 del anexo de las presentes Directrices, para confirmar que el sistema

cumple las normas prescritas en la regla D-2 del Convenio.

2.2.10 Por "capacidad nominal de tratamiento" se entiende la capacidad continua

máxima, expresada en metros cúbicos por hora, para la que está homologado el

sistema de gestión del agua de lastre. Determina la cantidad de agua de lastre

que el sistema puede tratar por unidad de tiempo para cumplir la norma

establecida en la regla D-2 del Convenio.

2.2.11 Por "pruebas en tierra" se entienden los ensayos del sistema de gestión del agua

de lastre llevados a cabo en un laboratorio, en una fábrica de equipo o en una

planta piloto, incluida una gabarra de pruebas amarrada o un buque de pruebas,

con arreglo a lo dispuesto en las partes 2 y 3 del anexo de las presentes

Directrices, para confirmar que el sistema de gestión del agua de lastre cumple

las normas estipuladas en la regla D-2 del Convenio.

2.2.12 Por "organismos viables" se entienden los organismos vivos, en cualquier etapa

de su ciclo biológico.

2.2.13 Por “microorganismo” se entiende al amplio conjunto que incluye varios grupos

de gérmenes patógenos. Difieren en forma y ciclo de vida, pero son semejantes

por su pequeño tamaño y simple estructura relativa. Los cinco grupos

principales son virus, bacterias, hongos, algas y protozoarios.

2.2.14 Por “desinfección” se entiende la reducción de la concentración de patógenos a

niveles no infecciosos.



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2.3 TANQUES DE LASTRE

Existen varias geometrías para los tanques de lastre variando estos desde depósitos

dispuestos a lo largo del navío hasta compartimentos estancos en el doble casco del

buque.

En el caso de emplear depósitos para el almacenamiento del lastre, estos depósitos

podrán colocarse a la misma altura que la cubierta del barco, los cuales se considerarán

tanques altos, o en la parte baja del buque, recibiendo en este caso la denominación de

tanques de fondo. Esta configuración es independiente de la geometría de los buques, ya

que buques con almacenamiento en doble casco pueden tener tanto tanques altos como

bajos, al igual que los buques de casco simple [23].

Figura 3. Disposición de los compartimentos de lastre en un buque de doble casco.

En el diseño del monocasco, o casco simple, sólo hay una pared entre el cargamento del

buque y el mar. Un choque no muy grande o la falta de mantenimiento pueden provocar

la aparición de un vertido al mar. Estos accidentes son bastante frecuentes y las

consecuencias adyacentes suelen ser de gran envergadura [24].

El diseño de doble casco, supone una mejora frente a esta problemática. En la Figura 3

se ve otro diseño para el mismo barco. Aquí, la zona de carga está protegida por una

segunda pared. Salvo que el choque fuese demasiado violento, no se derramaría nada de

la carga que estuviese transportando el barco evitándose de esta manera cualquier tipo

de vertido.



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Figura 4. Configuraciones disponibles para casco de buques.

Los buques quimiqueros deben de construirse con la geometría de doble casco, debido a

que la IMO establece para los buques de transporte de mercancías peligrosas la

obligatoriedad de construirlos con este tipo de configuración para evitar un vertido al

mar de las sustancias transportadas, en el caso de una posible colisión o rotura del

casco.

Con el fin de no dejar el espacio entre los dos tanques inutilizado, se emplea este

espacio para albergar los tanques de lastre, es decir, será en este doble casco donde se

albergue el agua de mar tomada para lastrar el buque durante las operaciones en las que

dicho procedimiento sea necesario.

2.3.1 Tanques de lastre segregado

Los tanques de lastre segregado reciben este nombre porque son tanques diseñados

exclusivamente para almacenar las aguas de lastre.

Los tanques de lastre segregado son los compartimentos donde se albergarán las aguas

de lastre durante las maniobras de descarga del buque o durante operaciones de

navegación, cuando se requiera aumentar el peso del buque, para lograr una mayor

estabilidad [25].



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2.3.2 Lastre sucio

Los tanques de lastre segregado se diseñan con un dimensionamiento adecuado que

asegure la estabilidad del buque durante la navegación. Pero en algunos casos, debido a

las inclemencias del temporal, el buque puede requerir una mayor cantidad de lastre

para poder operar con seguridad, es en estos casos cuando algunos tanques destinados a

almacenar mercancía se destinan a almacenar agua de lastre. Como es obvio, estos

tanques deberán encontrarse vacíos en el momento de su carga.

Este lastre contenido en un recipiente donde se albergó, con anterioridad, otro tipo de

sustancias es el denominado lastre sucio y ha de ser acondicionado adecuadamente antes

de ser descargado [26].

2.3.3 Llenado de los tanques de lastre

En cualquiera de las dos configuraciones que se han comentado es imprescindible

realizar, para cualquier situación de carga, un llenado completo de los tanques que

vayan a contener el lastre para evitar la formación de “oleaje” en el interior de los

depósitos, los cuales podrían influir en la estabilidad, pero sobre todo en los esfuerzos a

los que se vea sometido el casco del barco.

2.3.4 Cajas de mar

Las cajas de mar son los puntos por los que se introduce el agua de mar necesaria

para la navegación al interior del buque (sistema de lastre, sistema de refrigeración,

sistema de baldeo, etc.). Estos compartimentos también reciben el nombre de cajas de

fangos o tomas de mar.

En función del tonelaje del buque, el tamaño de las cajas de lastre puede variar entre

más de 1 m2 para grandes buques y 30 cm2 para el caso de remolcadores.

Las diferentes configuraciones de las cajas de mar que existen se nombran en función de

la geometría que adquiere el flujo al pasar a través de ellos, estas geometrías pueden ser



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de dos tipos, de paso angular o de paso recto. A continuación se presentan dichas

configuraciones.

Paso recto Paso angular

Figura 5. Configuración de caja de mar.

Para evitar que se produzcan incrustaciones de especies como el mejillón cebra y otros

bivalvos que obturen la entrada de agua a las tomas de mar, se colocan en estas cajas

una protección catódica. Esta protección emite impulsos eléctricos que impiden la

adhesión de estos organismos al casco del buque y en especial a las rejillas de entrada a

las cajas de mar. De este modo también se evita que dichos organismos se incrusten en

las tuberías de las instalaciones del interior del barco previniendo un gran número de

infortunios.

El sistema de cátodos distribuidos a lo largo del casco del buque, evita la contaminación

mediante transferencia de organismos no nativos adheridos a este. Esta contaminación

tiene la misma naturaleza que la que se está pretendiendo reducir con el desarrollo de

este proyecto, por lo que para llevar a cabo un cumplimiento de la totalidad del fin

requerido sería conveniente instalar ambos métodos en la embarcación [27].



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2.4 LÍNEAS DE LASTRE

2.4.1 Conceptos Generales

La distribución del lastre se realiza a través de tuberías que recorren todo el barco,

las cuales regulan el paso de caudal mediante el uso de válvulas de compuertas, dichas

válvulas permiten o deniegan el paso hacia los tanques en los que se van a almacenar el

lastre, intentando conseguir de este modo la estabilidad del navío.

La siguiente figura muestra un esquema simplificado del sistema de lastre de un barco.

Figura 6. Esquema de las líneas que conforman el sistema de lastre de un

buque.

Los compartimentos destinados a almacenar el agua de lastre aparecen distribuidos por

toda la planta del barco. Los puntos 8, 9, 10, 11, 12 y 13 representan la situación de los

depósitos de lastre. El punto 1 representa una caja de mar mientras que el punto 5

esquematiza la boca de expulsión por la que el sistema de lastre arroja el agua al

exterior.

Cada uno de estos depósitos posee dos líneas de tubería conectadas al sistema de

impulsión. La primera de estas líneas está destinada a vaciar el compartimento, en el

caso de que fuese necesario, por lo que dicha línea está unida a la línea de aspiración de

la bomba, mientras que la segunda permanecerá conectada a la boca de impulsión de la

bomba para su llenado durante una operación normal de lastrado. Estas líneas están

provistas de válvulas accionadas por motores eléctricos, las cuales son controladas

desde el panel de control ubicado en la sala de máquinas [27].



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El agua de lastre será impulsada por dos bombas centrífugas, con capacidad, cada una

de ellas, de llevar a cabo la operación. Estarán localizadas en la sala de bombas.

En los tanques del sistema de lastre debe de existir la posibilidad de poder realizar una

conexión de emergencia entre la línea de gas inerte y la de lastre, con el fin de poder

realizar, en el caso de que fuese necesario, la inertización y desgasificación de los

tanques de lastre.

Un eyector de lastre succionará, mediante la presión ofrecida por las bombas, el agua

del interior de los tanques hacia el colector principal del sistema de lastre. Siempre que

se pueda se emplearán eyectores.

Las válvulas principales de aspiración se manejan hidráulicamente y estarán localizadas

a continuación de las cajas de mar. Se disponen a su vez de filtros, situados en las cajas

de mar, para proteger a las bombas principales del sistema de lastre de los sólidos en

suspensión que pudiese contener el agua de mar. Las bombas de lastre se controlan en la

sala de control central por CCR (receptores de control de cámara). La velocidad máxima

del agua por el interior de las tuberías de aspiración del lastre no debe superar en ningún

caso los 3,5m/s, aplicable a todo el sistema de tuberías de lastre [29].

2.4.2 Válvulas

Todo el sistema de válvulas está compuesto por válvulas de corte ya que el uso de

estas se limita a permitir o impedir la circulación del fluido y no a regular el caudal que

pasa por ellos.

La regulación del caudal es llevada a cabo mediante el empleo de un variador de

frecuencia que ajusta la velocidad de giro del motor que acciona la bomba del sistema

con el propósito de aportar un mayor o menor caudal al circuito.

Existen cuatro tipos de válvulas a emplear en este tipo de instalaciones.

o Válvulas de mariposa.

o Válvulas de compuerta.

o Válvulas de pie.

o Válvulas de bola.



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2.4.2.1 Válvulas de mariposa

El elemento de cierre de estas válvulas es un disco giratorio que puede ser accionado

mediante una palanca o un tornillo [29].

2.4.2.2 Válvulas de compuerta

La válvula de compuerta es una válvula que abre mediante el levantamiento de una

compuerta o cuchilla (la cuál puede ser redonda o rectangular) permitiendo así el paso

del fluido.

Lo que distingue a las válvulas de este tipo es el sello, el cual se hace mediante el

asiento del disco en dos áreas distribuidas en los contornos de ambas caras del disco.

Las caras del disco pueden ser paralelas o en forma de cuña. Las válvulas de compuerta

no son empleadas para regulación [29].

Ventajas

o Alta capacidad.

o Cierre hermético.

o Bajo costo.

o Diseño y funcionamiento sencillos.

o Poca resistencia a la circulación.

Inconvenientes

o Control deficiente de la circulación.

o Se requiere mucha fuerza para accionarla.

o Produce cavitación con baja caída de presión.

o Debe estar cubierta o cerrada por completo.

o La posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco.



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2.4.2.3 Válvulas de retención

Dispositivos que consisten en una compuerta giratoria, cuya apertura se produce al

paso de líquido y su cierre es por gravedad, impidiendo el retroceso.

Es obligado instalar válvulas de retención en puntos estratégicos de la instalación para

proteger a la red de las sobre presiones producidas por el golpe de ariete [29].

2.4.2.4 Válvulas de pie

La válvula de pie es un caso particular de válvula de retención que se instala en la

base de la tubería de aspiración para evitar su vaciado (descebado), ya que debe estar

llena de agua para su funcionamiento [30].

2.4.2.5 Válvulas de bola

Una válvula de bola sirve tanto para cortar un flujo como para regularlo. Se

caracteriza porque el mecanismo regulador situado en el interior tiene forma de esfera

perforada.

Este tipo de válvulas no ofrecen una regulación muy precisa y por este motivo se han

elegido como válvulas de corte en el diseño de nuestra línea de lastre. Un inconveniente

de este tipo de válvulas es que pueden ser cerradas rápidamente, con el riesgo de que se

produzca un golpe de ariete [31].

Las válvulas de bola, con cuerpo de una sola pieza, son de pequeña dimensión, lo que

hace que este tipo de válvulas tenga un precio reducido [29], lo que constituye un gran

ventaja.

En función de la naturaleza del actuador de la válvula, estas pueden ser:

o Válvula de actuador eléctrico.

o Válvula de actuador hidráulico.

o Válvula con actuador neumático.

2.4.2.3 Válvula con actuador eléctrico (electroválvulas)

Se accionan de forma eléctrica, y son típicas de instalaciones automatizadas en las

que el paso del fluido se programa en función del tiempo [31].



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2.4.2.4 Válvula con actuador hidráulico

Se accionan hidráulicamente, pudiendo ser de dos tipos: normalmente abiertas y

normalmente cerradas [31].

2.4.2.5 Válvula con actuador neumático

Se accionan mediante la presión ejercida por un gas, normalmente aire. Existen dos

tipos de válvulas neumáticas, en función de la actuación del aire: AO, aire para abrir, o

AC, aire para cerrar [31] y [32].

2.4.3 Eyectores

En un buque siempre se intentará evitar, en la medida de lo posible, cualquier riesgo

de accidente, es por este motivo por el cual se pretende emplear eyectores para impulsar

los fluidos cada vez que sea posible.

La principal ventaja que presenta el uso de eyectores es la ausencia de cualquier tipo

mecanismo que pueda averiarse a lo largo de la travesía. En comparación con una

bomba centrífuga, los eyectores no poseen álabes, ni cojinetes, ni son accionados por un

motor [29].

Es recomendable que el eyector se sitúe a una cota no superior del líquido de para que

este no tenga que vencer una importante pérdida de carga. En el caso de no poder

limitar esta distancia, habrá que reducir considerablemente la capacidad de la línea o

emplear otro equipo de impulsión.

La línea por donde circula el fluido presurizado que se inyecta al eyector debe equiparse

con una válvula antirretorno para, en el caso de una caída de presión de la línea, el

fluido a impulsar no se vea conducido hacia el interior de dicha línea.

Este sistema de impulsión no podrá ser instalado para realizar el bombeo de la carga, ya

que podría generar electricidad estática debida al flujo turbulento del fluido presurizado.

En el caso de que la carga esté compuesta por material inflamable, algo bastante común

en la vida diaria de los quimiqueros, la electricidad estática generada podría provocar un

incendio o una explosión en el sistema de caga [31].



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2.5 SISTEMA DE BOMBEO

2.5.1 Definición

Todos los tanques se lastran mediante el empleo de las bombas, pero a la hora de

proceder al deslastre existen dos configuraciones posibles, por gravedad cuando los

tanques se encuentran por encima del nivel del mar y mediante las bombas cuando los

compartimentos que se pretendan vaciar sean los que se encuentran situados por debajo

de la línea de flotación.

El sistema de bombeo se diseñará para que se encargue exclusivamente de la expulsión

del agua al exterior del navío durante el deslastrado y de la redistribución de las aguas

de lastre entre los diferentes tanques para alcanzar una navegación segura, en lo

referente a la estabilidad. La redistribución se suele llevar a cabo vaciando los tanques

llenos hacia el exterior y llenando los vacíos con agua del mar, es decir, no es común el

trasiego de agua desde unos compartimentos a otros.

Aunque existan varios estancamientos destinados al agua de lastre y estos aparezcan

repartidos por todo el barco, el sistema de bombeo está formado únicamente por dos

bombas, tal y como indica la legislación del SOLAS [33].

El vaciado de los diferentes compartimentos se lleva a cabo mediante la abertura de las

válvulas que conectan cada compartimento con la línea de tubería central que dirige el

flujo hacia la bomba del sistema, la cual es la encargada de impulsar dicho flujo al

exterior del navío a través de las bocas de salida. La altura a la que se encuentran las

bocas de salida deberá de ser lo suficientemente elevada para garantizar que estas

siempre permanezcan por encima de la línea de flotación. Para que esto suceda, en el

barco que está siendo objeto de estudio, dichas bocas de expulsión deben de estar a una

cota superior a 15,80 metros, esta es la cota de calado de diseño.

En el caso de que los tanques de lastre se encuentren por encima de la línea de flotación

serán descargados directamente al mar mediante las fuerzas de la gravedad.



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Las líneas por las que circula el lastre deben ser totalmente independientes de las líneas

de carga de productos para evitar la contaminación de los productos por las aguas de

lastre y viceversa.

Debido a dificultades en la navegación, en ocasiones la capacidad de los tanques de

lastrado del buque no es suficiente como para mantener la estabilidad, en estas

situaciones es preciso emplear algunos tanques de carga para albergar lastre. Debido a

ello, las líneas de lastre no permanecen totalmente aisladas de las líneas de carga como

se apuntó en el párrafo anterior.

2.5.2 Instalación Contra Incendios

El buque destinatario de este proyecto es un buque quimiquero, y según la

normalización que se acaba de redactar, el sistema de contra incendios constará de una

línea de baldeo y contra incendios y un sistema de contra incendios por espuma.

El sistema de contra incendios por espuma exige para su funcionamiento unos valores

bastante altos de caudal (Aproximadamente unos 580 m3/h y con una presión de unos

11,20 kg/cm2). Valores que prácticamente sólo se encontrarían en las curva

scaracterísticas de bombas alternativas o centrífugas.

Sopesando las ventajas e inconvenientes de estas bombas, parece más oportuno elegir

una bomba centrífuga. Esta elección se apoya básicamente en el hecho de un menor

mantenimiento y un menor peso para el mismo caudal.

Como el buque que se considera supera las 1.000 toneladas de arqueo bruto, se requiere

de al menos dos bombas de accionamiento independiente según el Apartado 3.1.2 de la

regla 4 de SOLAS [33]

Además, según el Punto 2.2.3.3 de la Regla 10 del Capítulo II-2 de SOLAS [33]:

“Además, en los buques de carga en que en un espacio de máquinas haya instaladas

otras bombas, como las de servicios generales, de sentina, de lastre, etc., se tomarán

medidas para asegurar que al menos una de estas bombas, que tenga la capacidad y la

presión prescritas en los párrafos 2.1.6.2 y 2.2.4.2, pueda suministrar agua al colector

contra incendios.”



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Como el sistema de sentina maneja caudales de rangos menores que el sistema de lastre

y la altura requerida es muy inferior a la necesaria para expulsar el agua de lastre al

exterior del buque a través de las bocas de descarga, no se va a tener en cuenta las

especificaciones de este sistema a la hora de diseñar la bomba, ya que se asume que si

cumple las especificaciones impuestas por el sistema de lastre, como es obvio, cumplirá

las especificaciones impuestas por el sistema de sentina.

No ocurre lo mismo a la hora de hablar del sistema de baldeo y contra incendios, ya

que la presión que requiere el flujo destinado a este sistema es muy superior al que

requiere el sistema de bombeo. Por este motivo hay que realizar el diseño de la bomba

necesaria para cumplir los requisitos de la instalación contra incendios y,

posteriormente, comparar dicha bomba con la obtenida mediante el cálculo de las

especificaciones impuestas por el sistema de lastre.

Las reglas referentes a la instalación contra incendios quedan registradas en el Anexo 1

de este documento y los cálculos para la caracterización de la bomba aparecen en el

Capítulo 3 de este proyecto.

2.5.3 Diseño de la línea de lastre

El diseño de la línea de lastre se ha llevado a cabo teniendo en cuenta el máximo

caudal que es capaz de suministrar las bombas de lastre, el cual viene impuesto por la

capacidad de almacenamiento del barco y el caudal máximo que pueden llegar a

impulsar las bombas de carga y descarga, y considerando, para este caso, una velocidad

moderada de flujo a través de las líneas de aproximadamente 1,5 m/s. La velocidad del

flujo a través de la tubería de lastre no deberá superar nunca los 3,5 m/s.

Como la elección de la bomba se realizará en función de la característica de la línea, se

toman como únicos parámetros condicionantes para dimensionar la línea el caudal de

lastre, calculado en el Apartado 3.2, igual a 175 m3/h.

Resolviendo los cálculos pertinentes, (véase Memoria de Cálculo), se obtiene que la

dimensión característica de la línea de lastre es de DN 10”.



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2.5.4 Localización del sistema de bombeo

El sistema de impulsión se situará dentro de la sala de bombas y lo más próximo

posible a las bombas de lastre.

La sala de bombas se encuentra localizada entre el mamparo de proa y el mamparo de

popa, en una sala contigua a la sala de máquinas donde se sitúan los motores que

accionan las bombas necesarias para realizar las labores de a bordo. Estos motores no se

sitúan cerca de las bombas porque una pequeña fuga de estos productos podría provocar

un incendio ya que todas las bombas están accionadas por motores eléctricos.

Un esquema del enclave donde se ubican las bombas encargadas de impulsar el lastre

del barco se puede ver en la Figura 7.

Figura 7. Localización del sistema de impulsión de agua de lastre.

En esta sala se disponen 6 bombas centrífugas agrupadas de la siguiente manera: 3

bombas de carga y descarga de mercancía, 2 bombas de lastre y una bomba de sentina.

Las bombas contra incendios se sitúan en el mamparo de proa por lo que están en un

habitáculo independiente de estas bombas.



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El enclave descrito es el más habitual en el diseño de los buques de carga, aunque existe

otra posibilidad de disponer las bombas del sistema de lastre. Esta disposición menos

habitual queda recogida en la patente estadounidense US 4314519 “Ballast Pumping

System”. En esta patente se recoge la posibilidad de introducir la bomba de lastre dentro

de uno de los tanques de lastre o de las cajas de fangos o cajas de mar. La gran ventaja

que presenta este método es el empleo de una única bomba dentro de cada una de las

cajas de mar o dentro de un tanque de lastre [34].

En el caso de depositar esta bomba dentro de la caja de fangos, esta deberá ser una

bomba multifuncional ya que esta bomba deberá de ser capaz de cumplir con todos los

requisitos que exijan todos y cada uno de los sistemas que necesitan aspirar agua de las

tomas de mar (sistema de lastre, sistema de refrigeración, sistema de sentina,…).



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2.6 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE SEGURIDAD

Los buques quimiqueros, como el que se pretende abordar en este proyecto, son

diseñados para transportar sustancias que por definición se consideran sustancias

peligrosas. Por este motivo, todos los depósitos de dichos buques empleados para

almacenar la mercancía se consideran, a su vez, áreas con un alto índice de riesgo

implícito.

Aunque no se pretende que contengan gases o líquidos de hidrocarburos, los espacios

adyacentes a los tanques, incluyendo los tanques de lastre y la sala de bombas, deben

ser diseñados para satisfacer las necesidades de un área peligrosa. Las normas de

desarrollo aplicables a zonas de riesgo son desarrolladas por las sociedades de

clasificación para cumplir con la Convención Internacional para la Seguridad de la Vida

Humana en el Mar (SOLAS). La ABS (Oficina Naval Americana) ofrece la siguiente

definición.

“Aquellas áreas donde normalmente se encuentren presentes sustancias formadoras

de atmósferas inflamables o explosivas deben de ser consideradas como de riesgo

continuo y ser revisadas de forma periódica”.

Las reglas ofrecidas por la ABS para la construcción y clasificación de buques de acero,

Tomo 5, en los Capítulos 1 y 2, establece limitaciones en cuanto a las tuberías que se

pueden emplear a la hora de trasegar sustancias entre los compartimentos denominados

como peligrosos y los compartimentos denominados como no peligrosos.

Las normas ABS 5.1.7/1.7.2 sugieren el empleo de lastre segregado para los buques que

poseen mamparos comunes con los tanques de carga. Con esta segregación se pretende

evitar la presencia de líquidos y/o vapores de sustancias peligrosas en zonas

especificadas como áreas de no peligrosidad.

Esta regulación implica que todos los equipos que componen el sistema de gestión de

las aguas de lastre deben ser emplazados, exclusivamente, en las zonas definidas como

áreas de riesgo. Esta medida es, en ocasiones, ineficiente e impracticable debido a que

es preferible instalar dicho sistema en un área considerada no peligrosa por motivos

como: la existencia de los sistemas de electricidad, la necesidad de acceder a los



43

equipos para llevar a cabo las tareas rutinarias de mantenimiento, llevar a cabo labores

de reparación de los equipos que conforman el sistema, etc.

Hay una serie de excepciones a las normas de ABS sobre la interfase entre las zonas

peligrosas y no peligrosas cuando se aplican a la entrega o la recirculación de los fluidos

entre los espacios de máquinas y la zona de carga. Estas excepciones incluyen:

o La transferencia de líquidos de sentina a los tanques de decantación.

o Instalaciones de gas de muestreo.

o Sistemas de aceite térmico y los sistemas de calefacción por vapor.

o El colector del sistema de lastre (crossover).

o Los sistemas de gas inerte.

En cada caso, las reglas específicas han sido desarrolladas por las sociedades de

clasificación para eliminar o mitigar los posibles riesgos. En ausencia de normas

específicas que regulan las comunicaciones entre los espacios peligrosos y no peligrosos

para un sistema de tratamiento de lastre, el equipo de análisis llevará a cabo una

evaluación completa del riesgo y comparará sus resultados con los requisitos

establecidos para la transferencia entre los espacios de máquinas de líquidos de sentina

al tanque de decantación.

Este planteamiento teórico valdría si el equipo pudiese comparar sus resultados

preliminares a las reglas que rigen los sistemas que involucran a otros como condiciones

[35].

Centrándonos en la seguridad referente al sistema de gestión de las aguas de lastre, para

que dicho sistema esté acreditado por la IMO como un sistema de gestión seguro y

fiable, debe de cumplir los requisitos de seguridad expuestos por dicha organización.

Estas pautas impuestas por la IMO vienen redactadas en la guía G8, la cual se sigue

fielmente en la elaboración de este proyecto.



44

En esta guía la IMO expone los siguientes puntos en cuanto a la seguridad del sistema

de gestión.

o El sistema no deberá contener ni utilizar ninguna sustancia de carácter

peligroso, a menos que se hayan tomado las medidas adecuadas para su

almacenamiento, aplicación, atenuación y manipulación en condiciones de

seguridad que la Administración considere aceptables, a fin de mitigar cualquier

peligro que represente.

o En caso de que se produzca un fallo que comprometa el correcto

funcionamiento del sistema, deberían activarse alarmas sonoras y visuales en

todos los puestos desde los que se controlen las operaciones con el agua de

lastre.

o Todas las partes móviles del sistema que puedan desgastarse o sufrir daños

deberían ser fácilmente accesibles a efectos de mantenimiento. El fabricante

debería definir claramente las pautas para el mantenimiento de rutina del sistema

y los procedimientos para la investigación y reparación de averías en el Manual

de funcionamiento y mantenimiento. Se deberían registrar todas las actividades

de mantenimiento y reparaciones.

o Para evitar la manipulación indebida de los sistemas de gestión del agua de

lastre, se deberían incorporar en ellos los siguientes elementos.

• Todo acceso al sistema que no sea estrictamente necesario a efectos del

punto anterior, debería requerir la rotura de un precinto de seguridad.

• Si procede, el sistema debería estar construido de manera que siempre

que esté funcionando con fines de limpieza, calibración o reparación, se

active una alarma visual y quede constancia de esas actividades en el

registro del equipo de control.

• Para los casos de emergencia deberían instalarse medios idóneos de

desvío o de neutralización para proteger la seguridad del buque y del

personal.

• Todo intento de eludir el sistema debería activar una alarma y debería

quedar registrado por el equipo de control.



45

o Se deberían facilitar medios para comprobar, durante los reconocimientos de

renovación y conforme a las instrucciones del fabricante, el funcionamiento de

los componentes de medición del sistema. A fines de inspección debería

conservarse a bordo el certificado de calibración en el que conste la fecha de la

última verificación del calibrado. Únicamente el fabricante o personas

autorizadas por él podrán llevar a cabo verificaciones de la precisión.

Siguiendo estas pautas mínimas de seguridad, se procederá a estudiar los diferentes

equipos necesarios para llevar a cabo la desinfección de las aguas en cada una de las

etapas definidas en el Apartado 2.3 de este proyecto [21].



46

2.7 TRATAMIENTO DE LAS AGUAS DE LASTRE

Como se citó en el Apartado 1.3 antes de seleccionar los tratamientos hay que

estudiar del proceso para obtener los resultados más favorables.

Tras haber consultado una amplia cantidad de patentes, estudios, publicaciones y otros

artículos científicos, la primera conclusión que se obtiene es que no se debe realizar

todo el tratamiento en una única etapa.

Debido a que la calidad del agua descargada puede estar condicionada por las

exigencias impuestas por el Estado gestor del puerto receptor, tal y como indica la IMO,

existen dos posibilidades a la hora de diseñar el sistema de tratamiento [20].

o Realizar un diseño con un tratamiento muy severo, lo cual puede llegar a ser

desproporcionado.

o Realizar el diseño cumpliendo las especificaciones mínimas impuestas por la

IMO e instalar un sistema que permita regular la calidad del agua desembarcada.

Como se ha concluido actuar sobre las tres fases del lastrado según el parámetro a tratar

en cada momento, habrá que examinar qué es lo que se quiere eliminar o reducir en

cada una de las fases para posteriormente seleccionar el método a emplear en cada una

de las diferentes etapas del tratamiento. Las etapas que debe superar el agua captada se

representa esquemáticamente en la Figura 8.

ETAPA DE

DESINFECCIÓN

ETAPA DE

ALMACENAJE

ETAPA DE

SEPARACIÓN

ETAPA DE

CONTROL

LASTRADO DESLASTRADO

RECIRCULACIÓN

Figura 8. Diagrama general de tratamiento del agua de lastre.



47

2.7.1 Etapa de separación

En esta primera etapa se llevará a cabo un proceso de separación en el cual se

retendrá la materia sólida presente en el agua de mar captada. El objetivo de esta etapa

consiste en eliminar los sólidos presentes en el agua que se pretende almacenar. Este

proceso es de vital importancia por dos motivos [2]:

o El principal motivo es el de proteger a los equipos situados aguas debajo de

la instalación de impactos y erosión debido al contacto entre estos y los sólidos

en suspensión.

o El segundo motivo se debe al incremento de la dificultad a al hora de retirar

los sedimentos, ya que estos son más difíciles de eliminar una vez que ya se

encuentran depositados en el interior de los tanques de lastrado.

Una vez a bordo, los sedimentos pueden servir de refugio a virus y bacterias

propagadores de enfermedades.

Otros motivos por los cuales conviene eliminar los sólidos en la primera etapa del

lastrado están debidos a que dichos sedimentos pueden provocar un incremento de la

inestabilidad del buque durante la navegación debido a que su disposición en el interior

del buque reduce la capacidad de maniobrabilidad durante la navegación y además

reduce el control para almacenar la cantidad suficiente de agua de lastre.

Se considera oportuno llevar a cabo este proceso durante el lastrado del barco, de forma

que los sedimentos sean descargados en el mismo enclave geográfico del que fueron

extraídos.

Realizando la separación de los sólidos en la fase de lastrado se evita el transporte de

material innecesario a bordo del barco, lo cual reduce la capacidad de transporte del

navío.



48

2.7.2 Etapa de desinfección

Una vez que la mayoría de los sólidos han sido eliminados del agua lastre, se

procede a tratar dicha agua para eliminar cualquier organismo existente en ellas. Este

proceso se debe realizar durante la carga del lastre.

Los tratamientos llevados a cabo en esta etapa pueden ser de tres tipos:

o Tratamientos físicos.

o Tratamientos físico-químicos.

o Tratamientos químicos.

Esta última familia de tratamientos conlleva la adición de sustancias que promuevan la

eliminación de las sustancias viables.

El diseño de sistemas basados en este tipo de tratamientos deben de seguir las

directrices impuestas por la guía: “Procedimientos para la aprobación de los sistemas de

gestión del agua de lastre en los que se utilicen sustancias activas”. A partir de ahora, se

hará referencia a dicha guía como G9 [22].

Los procesos que se vayan a llevar a cabo en esta etapa se realizarán en los propios

conductos por los que circula el agua al ser embarcada.

2.7.3 Etapa de almacenaje

Una vez que el agua ha sido tratada a lo largo de su transporte a través de los

conductos de carga, se procede a su almacenamiento en los tanques o en los

compartimentos destinados a almacenar el agua de lastre.

Los diferentes elementos de almacenaje deben permanecer interconectados mediante

válvulas y bombas, las cuales deben de operar cuando sea necesario para repartir el

líquido estabilizador entre unos compartimentos y otros buscando siempre la

estabilidad del navío [19].

Durante el almacenamiento del agua se debe tener un control importante de manera que

los organismos que hayan resistido a los tratamientos previos al confinamiento no se



49

reproduzcan de forma incontrolada. Para llevar a cabo este control se instala en el

sistema de lastrado la etapa de muestreo.

2.7.4 Etapa de control

La etapa de muestreo indica un punto de toma de muestras y vigilancia donde el

sistema de gestión verifica la calidad del agua alojada en los tanques de lastre y

confirma el correcto funcionamiento del sistema de tratamiento. Este sistema se

encargará, de manera automática, de la recirculación de las aguas almacenadas en el

caso de no cumplir con los parámetros expuestos en la legislación del Estado rector del

puerto, de manera que este sistema de muestreo deberá ser capaz de cumplir los

siguientes puntos:

o En el caso de que el agua a desembarcar no cumpla con las especificaciones

impuestas por el Estado rector, este sistema procederá a recircular el agua de

lastre a la etapa de desinfección ajustando, en dicha etapa, la dosis o intensidad

del tratamiento necesario u otros aspectos del sistema del buque que, aunque no

afecten directamente al tratamiento, sean necesarios para su debida

administración.

o El equipo de control debería incorporar una función continua de auto

verificación durante el funcionamiento del sistema, de manera que evite la

proliferación de los seres que habitan en el lastre. Deberá recircular las aguas de

lastre desde el almacenamiento a la etapa B cuando los parámetros medidos

queden fuera de los especificados por la Administración o por el Estado rector

del puerto de destino.

o El equipo de vigilancia debería registrar si el sistema de gestión del agua de

lastre funciona debidamente o si existe algún fallo.

o Para facilitar el cumplimiento de la regla B-2, el equipo de control también

debería poder almacenar datos durante 24 meses como mínimo y visualizar o

imprimir un registro para las inspecciones oficiales, según se requiera. En caso

de que se sustituya el equipo de control, deberían habilitarse medios para

garantizar que los datos registrados con anterioridad a la sustitución continúen

disponibles a bordo durante 24 meses.



50

o Se recomienda instalar a bordo medios sencillos para verificar la variación

del cero de los mecanismos de medición que formen parte del equipo de control,

la posibilidad de repetir la lectura de dichos mecanismos y de retornar a cero los

mecanismos de medición del equipo de control.

Estos dos últimos puntos forman parte del Apartado 4.Especificaciones Técnicas de la

guía G8 publicada por la IMO.

Instalando cada una de estas etapas del proceso, se pretende llegar al puerto de destino

con un agua tratada cuyos parámetros se encuentran dentro de los límites impuestos por

el Estado rector del puerto y por la Administración.

Una vez que ya se ha descrito cada una de las etapas con las que se van a llevar a cabo

el tratamiento de las aguas, hay que definir los medios y las tecnologías aplicables en

cada una de las anteriores etapas, pero antes de poder proseguir con la descripción de

los equipos que van a instalarse en cada una de las etapas, se va a dejar plasmado todas

las pautas de seguridad que la IMO impone en la G8.



51

2.8 SISTEMAS DE TRATAMIENTO

Una vez que ya se conocen las especificaciones exigidas por la Administración, se

puede iniciar la búsqueda de los sistemas, para el tratamiento de las aguas de lastre,

existentes para poder llevar a cabo una gestión de las aguas de lastrado.

Para poder realizar una evaluación de los tratamientos disponibles, se han de tener

presentes las siguientes consideraciones técnicas.

1. Mecanismo de actuación del sistema de tratamiento.

2. Tipos de organismos y etapa de su desarrollo en las que son más o menos

vulnerables al tratamiento.

3. Rango de tamaños de los organismos que han de ser tratados.

4. Condicionantes para la desinfección en función del origen del lastre.

5. Dosis óptima del sistema de desinfección.

6. Condicionantes para la aplicación del sistema en el buque.

7. Si se emplean sustancias activas, inconvenientes y/o subproductos que

puedan generarse con su utilización.

Los principales sistemas de tratamiento existentes pueden agruparse en tres familias

fundamentales.

o Tratamientos convencionales.

o Intercambio en el mar.

o Depósito en puerto.

El depósito en puerto está muy poco extendido y se limita a descargar el agua

almacenada en las instalaciones portuarias encargadas de depurar dichas aguas.

Hoy día son muy pocos los puertos que poseen instalaciones para la recepción de las

aguas de lastre, por lo que este método esta bastante limitado. Además, este tipo de



52

instalaciones se escapan de la finalidad con la que se ha abordado este proyecto por lo

que no se volverá a comentar a lo largo de este documento [15].

En los siguientes apartados se estudiarán brevemente los tratamientos convencionales y

el intercambio en el mar.



53

2.9 TRATAMIENTOS CONVENCIONALES

En este apartado se estudiarán las operaciones más comunes, que pueden ser

utilizadas en algunas de las etapas del sistema de tratamiento que se está diseñando. Se

describen brevemente cada una de estas operaciones, indicando la etapa del proceso en

la que pudiera ser instalada. En la Tabla 1 se muestran las operaciones que han sido

consideradas.

Tabla 1. Operaciones disponibles para el tratamiento de las aguas de lastre.

MECÁNICOS FÍSICOS QUÍMICOS

Filtración Tratamiento por Calor Cloración

Microfiltración Tratamiento por Frío Ozono

Filtración Centrífuga UV Hipoclorito de Sodio

Sedimentación y Flotación Radiación Gamma Cloraminas

Velocidad de bombeo Ultrasonidos Desoxigenación

Cavitación Campos Magnéticos Glutaraldehído

Peróxido de hidrógeno


Para la extracción de los sólidos de la corriente de agua introducida en el barco

existen, principalmente, dos sistemas: Filtros, Hidrociclones y Velocidad de bombeo [].

a) Filtración

La filtración es una de las técnicas de separación más antiguas. Es un método

mecánico empleado en la separación de mezclas de sustancias compuestas por

diferentes fases.



54

El medio filtrante está compuesto por un medio poroso. Este medio es atravesado por

las aguas de lastre con el fin de dejar las partículas sólidas retenidas en la superficie o en

el interior del medio filtrante, en función de la geometría que presente el filtro.

En función del problema o bien de la finalidad de la filtración, se distingue entre

filtración de separación o filtración clarificante. Es este último tipo de filtración el que

va a ser empleado durante el tratamiento de las aguas de lastre, ya que nuestra finalidad

es limpiar el líquido de componentes sólidos (especies activas).

A la hora de elegir o diseñar el tipo de filtro, en el caso en que se decline por emplear

este sistema de separación, hay que tener en cuenta lo siguiente [37].

o Cantidad y tamaño de las partículas a separar.

o Naturaleza de los sólidos.

o Volumen y temperatura del medio a filtrar.

o Precisión requerida.

Como los diferentes sólidos residentes en las aguas de lastre pueden variar mucho en

cuanto a estos cuatro parámetros que se acaban de mencionar, no sería válido el empleo

de un solo tipo de filtro, tal y como se recoge en la Figura 9.

Figura 9. Tamaños de microorganismos y elementos filtrantes.



55

En esta figura puede apreciarse que un filtro de membranas no sería apto para eliminar

los tamaños más grandes de sólidos ni el zooplancton entre otros, si embargo sería el

único tipo de filtro que podría eliminar los virus habitantes de las aguas de lastre.

La filtración es un procedimiento con una efectividad entre el 95 y el 98% para

partículas mayores de las que pueden pasar por una malla [38].

Los inconvenientes que presenta este método de separación a la hora de aplicarse a la

gestión de las aguas de lastre provienen de los grandes volúmenes que se han de filtrar y

de que los procedimientos de microfiltrado para retener partículas más pequeñas no han

sido probados con grandes cantidades de agua de lastre y sedimentos. Así mismo, los

residuos procedentes de la limpieza de los filtros se descargarán en las aguas portuarias

en las que se está realizando durante el propio lastrado sin ningún tipo de tratamiento.

Otro de los grandes inconvenientes presentes en la operación de filtrado es la elevada

perdida de carga que supone un sistema de filtrado, lo que se traduce en un incremento

de la potencia de las bombas encargadas del lastrado del barco, es decir, un incremento

en el coste operacional de la instalación.

Como es obvio, a menor tamaño de luz de malla habrá una separación mayor, pero se

incrementarán tanto las pérdidas de carga del sistema como la bajada del rendimiento

del tamiz debido a las obstrucciones de los orificios.

Los microorganismos que se quieren separar de las aguas de lastre están compuestas por

microorganismos con tamaños comprendidos entre 80 y 10 µm. El rendimiento de

separación de estas sustancias mediante, el empleo de un filtro convencional, es

insuficiente por lo que se tendrá que recurrir al empleo de la microfiltración.

b) Microfiltración

Este procedimiento se utiliza habitualmente en las plataformas petrolíferas marinas

con una capacidad de filtración de unos 5.000 m3/h, aproximadamente. Para filtros con

mallas de 500 µm y 50 µm, es preciso disponer de una superficie de filtrado entre 3 y 4

m2.

El sistema de microfiltrado propuesto para instalar en la línea de lastre de los buques

consiste en dos grupos de filtros, uno para gruesos (300 µm de malla) seguido de otro



56

para finos (25 µm de malla); estos filtros están confeccionados con material sintético y

pueden disponer de un sistema de autolimpieza.

Los filtros de gruesos retienen la mayor parte del zooplancton de mayores dimensiones,

en tanto que los filtros de finos recogen el pequeño zooplancton y gran cantidad de

fitoplancton de medio y gran tamaño. Es posible disponer de filtros con una capacidad

de 1.000 m3/h. Si las bombas de lastre se encuentran por debajo de esta capacidad, no

se reducirá el ritmo de lastrado o deslastrado; por el contrario, con bombas de mayor

volumen será necesario aumentar la resistencia de los filtros.

Para evitar daños mayores a los filtros que componen este sistema, sería conveniente la

instalación de un filtro con una luz de malla mayor aguas arriba del sistema de

microfiltrado para que las partículas de tamaños mayores no lleguen al filtro de 300 µm

evitando así que se produzcan daños en las telas.

c) Filtración Centrífuga

Este sistema de separación, también conocido por hidrociclón, está basado en la

acción de las fuerzas centrífugas. La separación se produce gracias a la velocidad de

rotación que se genera al ser inyectada el agua de forma tangencial en el interior del

cuerpo del hidrociclón.

Como consecuencia de la fuerza centrífuga, las partículas sólidas se desplazan hacia la

pared del cono de hidrociclón, donde prosiguen una trayectoria espiral descendente

motivada por la fuerza de la gravedad.

De esta forma, las partículas sólidas son arrastradas a la parte inferior del hidrociclón

por donde son expulsadas al exterior.

El agua limpia sale del hidrociclón a través del tubo situado en la parte superior.

Este sistema de separación conlleva una menor pérdida de carga, por lo que en términos

económicos supone un menor coste de operación que en caso de los filtros.



57

Otras ventajas que presenta este método de separación son [40]:

o Los hidrociclones pueden colocarse en paralelo para aumentar así su

capacidad de filtración.

o Funcionan con una pérdida de carga constante, no existiendo posibilidad de

obturación.

El principal inconveniente que presenta este método de separación radica en su

principio de funcionamiento, es decir, los hidrociclones requieren que exista una

diferencia de densidad entre las partículas y el medio, en este caso el agua del mar. En

la mayoría de los casos la densidad de los microorganismos se asemeja mucho a la

densidad del medio que los porta. Es por este motivo que un hidrociclón por sí mismo

no sería suficiente para llevar a cabo una depuración de las aguas de lastre [41] y [42].

Figura 10. Esquema de funcionamiento de un hidrociclón.

El hidrociclón se instalaría aguas abajo de la bomba del sistema de lastrado debido a

que la instalación de este equipo previamente a la aspiración de la bomba podría

provocar la aparición del fenómeno de cavitación en el interior de la misma.



58

Aunque se optase por este medio de separación habría que instalar un sistema de filtrado

previo para evitar la erosión de la bomba provocada por los sólidos en suspensión, ya

que estos no serían separados hasta la etapa posterior a su paso por el sistema de

impulsión.

d) Sedimentación y Flotación

La sedimentación es un sistema de separación basado en las fuerzas gravitatorias.

Las partículas sólidas presentes en el seno de un fluido sedimentan por efecto de estas

fuerzas. La condición necesaria para que una partícula sedimente es, simplemente, que

la densidad del sólido sea mayor que la del fluido. En este caso el fluido se refiere al

agua del mar.

Los sólidos cuya densidad es aproximadamente igual o menor que la del agua, no se

pueden separar por sedimentación, debido a que estos sólidos sedimentarían sólo muy

lentamente o permanecerían en suspensión. El objetivo de la flotación es aumentar el

empuje ascensional de los sólidos (ver Figura 11). Esto se logra mediante la generación

de burbujas de gas finas. Las burbujas de gas se adhieren a los sólidos y los transportan

a la superficie del agua, desde donde se pueden retirar los sólidos flotados.

Figura 11. Principio de funcionamiento de flotación.

La condición para poder emplear este sistema de separación es que los sólidos sean

hidrófobos, es decir, que sean más afines al aire que al agua. Los sólidos separados

reciben el nombre de flotantes. El factor clave para la flotación es el tamaño de las

burbujas de gas. Mientras más pequeñas son, tanto menor es su velocidad de ascensión.



59

Esto se compensa por el hecho de que las burbujas de gas pequeñas se adhieren a los

sólidos en mayor número que las burbujas grandes. El principal método usado en

tratamiento de aguas es la flotación por aire disuelto.

Se pueden emplear sustancias coagulantes para favorecer la sedimentación y la

flotación, por tanto, incrementar la velocidad de operación.

La unión de ambos sistemas de separación eliminaría, casi en su totalidad, los sólidos en

suspensión de las aguas de lastre.

Este sistema aplicado a los buques precisa dedicar algunos tanques de lastre para la

sedimentación debido al alto tiempo de operación que sería requerido, lo que lo hace

poco recomendable, siendo más adecuado para instalaciones de recepción en tierra.

Además este sistema implica la presencia de sólidos en el interior del buque por lo que

estos son transportados inútilmente y conllevan otro inconveniente implícito como es el

desembarco de dichos sólidos [43].


En esta etapa se llevan a cabo los sistemas de tratamientos secundarios, los cuales

pueden variar en función de la naturaleza del proceso empleado, tal y como quedó

plasmado en el Apartado 2.7.

Atendiendo a dicha clasificación, los más importantes son:

a) Tratamiento por velocidad de bombeo

El aumento de la velocidad de bombeo es un procedimiento mecánico que reduce la

supervivencia de los macroorganismos por el impacto mecánico que produce sobre

ellos. La instalación de bombas adicionales de alta velocidad supone un coste elevado

que no compensa la posible eficacia del método.



60

Además, el sistema sólo eliminaría los organismos de mayor tamaño dejando

prácticamente inalterados a los microorganismos inferiores, por lo que, aparte de su

elevado coste, habría que instalar otro equipo adicional.

b) Tratamiento por alta temperatura

Temperaturas por debajo de los 60º C pueden desactivar los organismos que

habitualmente se encuentran en el agua de lastre y permite eliminar muchos de los de

carácter tóxico. Por ejemplo, una exposición de 2 a 6 horas, a una temperatura entre 36

y 38º C es suficiente para matar a los mejillones cebra que se fijan en las tuberías.

Para el caso de determinadas algas más resistentes será preciso aplicar temperaturas de

50º C o más elevadas; en general, una exposición de 8 minutos a 40º C es letal para la

mayor parte de los organismos marinos.

El tiempo de exposición para llegar a la eliminación total de los organismos está

directamente relacionado con la temperatura alcanzada en el agua de lastre, tal y como

puede verse en la tabla 2.

Tabla 2. Relación entre la temperatura de tratamiento y el tiempo de

exposición.

Temperatura alcanzada (ºC) Tiempo transcurrido hasta la muerte de los organismos (s)

50 Muerte instantánea

45 30

43 60

40 90

El procedimiento de calentamiento del agua de lastre puede realizarse aprovechando el

calor desprendido por el sistema de refrigeración del motor principal, mediante la

colocación de un intercambiador en el circuito de refrigeración.



61

El principal inconveniente que presenta este método de desinfección se debe al esfuerzo

al que se somete el casco del barco, o el tanque de lastre, ante los cambios bruscos en la

temperatura. Habría que considerar los límites de fluencia del material con el que han

sido elaboradas las paredes del depósito de lastre [44].

c) Tratamiento por baja temperatura

Este tipo de tratamientos son menos eficientes que los tratamientos por calor,

dependen del tipo de organismo, su efecto es bacteriostático. La muerte se da por

formación de cristales proteicos.

No merece la pena ahondar más en ellos ya que sólo son prácticos para un limitado

grupo de organismos y no para todos los microorganismos que puedan estar presentes

en el lastre.

d) Tratamiento por radiación ultravioleta

El blanco principal de la desinfección mediante la luz ultravioleta es el material

genético de los microorganismos. La desinfección mediante radiación ultravioleta se

basa en la destrucción del material genético de las microorganismos de los organismos

mediante un ataque directo empleando una radiación adecuada para poder provocar un

daño fotoquímico a la microorganismo. Este daño es causado a consecuencia de la baja

longitud de onda que presenta este tipo de radiación, la cual está comprendida entre 240

y 280 nm.

A menor longitud de onda asociada a una radiación implica una mayor cantidad de

energía implícita. Esta elevada cantidad de energía penetra a través de la membrana

celular y es absorbida por el ADN. La absorción de esta radiación ultravioleta por el

ácido nucleico provoca una reordenación de la información genética, lo que interfiere

con la capacidad reproductora del microorganismo, provocando en él una modificación

en la capacidad reproductora del mismo, es decir, el daño ocasionado por la radiación

UV inhabilita de forma permanente cualquier forma de reproducción del

microorganismo que ha sido víctima de dicho ataque.

Cualquier organismo que no pueda reproducirse es considerado muerto o inactivado,

porque ya no se multiplicará, por consiguiente, dicha población acabará sucumbiendo a

la desaparición.



62

La máxima absorción de luz ultravioleta que es capaz de admitir el ADN ocurre con una

longitud de onda de 260 nm. La Figura 12 muestra la relación entre la habilidad de la

luz ultravioleta para destruir a las células de E. Coli y la longitud de onda de dicha

radiación emitida [46].

Figura 12. Destrucción de la población de las E. Coli frente a la longitud de

onda de la luz ultravioleta

La población de las E. Coli es una de las poblaciones restringidas con un valor máximo

de concentración en las aguas de lastre según el Apartado D-4 de la Convención

redactada por la IMO, y la habilidad de las células de E. Coli para absorber la luz

ultravioleta.

La gran ventaja del uso de luz ultravioleta en efluentes se basa en la no adición al agua

de ningún componente, es decir, cuando el efluente es descargado en un cuerpo

acuático, el agua está prácticamente libre de contaminantes; cumple con los límites de

microorganismos y no transmite subproductos nocivos al medio receptor, por lo que se

evita así la instalación de un sistema de adecuación del agua antes de deslastrar.



63

Otras de las grandes ventajas de este método de desinfección son:

o Es uno de los métodos más empleados y eficaces.

o No se necesitan tanques de contacto; apenas algunos segundos son

suficientes para la desinfección, por lo que la desinfección se puede llevar a cabo

directamente en las líneas de carga del lastre.

o No presenta riesgos al usuario.

o El mantenimiento es muy simple, ya que sólo necesita un reemplazo anual

de la lámpara y limpieza del tubo de cuarzo de vez en cuando.

Aunque este método parece el idóneo, presenta una serie de inconvenientes que hacen

dudar a la hora de emplearlo como sistema de desinfección. Algunos de estos

inconvenientes son:

o La resistencia de algunos protozoos parásitos a la desinfección UV, existe

actualmente un debate sobre este tema por lo que no es un inconveniente claro.

o La presencia de sólidos en suspensión reducen la efectividad de la

desinfección como muestra la Figura 13.

Figura 13. Influencia de sólidos en suspensión en la efectividad del tratamiento.



64

o Los compuestos orgánicos también pueden interferir en la dosis empleada,

debido a que estos compuestos absorben parte de la radiación.

Debido al segundo de los inconvenientes citados, la aplicación de este método requeriría

la implantación de un sistema de separación de sólidos, lo cual ya se ha tenido en cuenta

en la etapa anterior del tratamiento, y la instalación de un filtro de carbón activo para la

eliminación de los compuestos orgánicos [46], [47] y [48].

e) Tratamiento por rayos Gamma

Los rayos gamma son un tipo de radiación electromagnética que emiten los

elementos radioisótopos, es decir, elementos radiactivos generados en reactores

nucleares o en aceleradores de partículas. Estos elementos radiactivos se obtienen

bombardeando núcleos de elementos estables con neutrones o con partículas cargadas.

El principal radioisótopo y el más idóneo es el Cobalto 60 [49].

Debido a la elevada energía que los caracteriza, este tipo de radiación es interesante por

su elevado poder de penetración en el interior de los microorganismos expuestos a ellos.

Este tipo de radiación tiene una enorme capacidad para alterar tanto las moléculas

orgánicas como las inorgánicas.

Las principales ventajas de este método radican en: la elevada confianza, es decir, en su

altísima efectividad, también presenta elevados efectos colaterales beneficiosos y otra

gran ventaja que presenta es la ausencia de sustancias residuales al finalizar el

tratamiento. En cambio este método también presenta tres grandes inconvenientes que,

actualmente, lo mantienen fuera de operación, como son: las altas medidas de seguridad

que hay que tener en cuenta, con sus respectivos costes, debido a los riesgos para la

salud que presenta este tipo de radiación a las personas que permanecen expuestas a

ellos, un elevado coste de inversión, como se mencionó en el párrafo anterior, y la poca

experiencia desarrollada en la utilización de esta tecnología.

Aunque este proceso posee una alta efectividad, se suele desestimar a consecuencia del

elevado coste que lleva implícito, como se acaba de describir en el párrafo anterior.



65

f) Tratamiento por ultrasonidos

El uso de los ultrasonidos para el control de las incrustaciones del casco de los

buques data de la década de 1950 y su aplicación al tratamiento del agua de lastre está

siendo investigada desde 1963.

El efecto de los ultrasonidos, aunque no inmediato, provoca reacciones fatales para los

organismos marinos; al generar calor, ondas deflectoras de presión y cavitación que

provocan la desgasificación del agua liberando el oxígeno. Altas frecuencias, altas

temperaturas y bajas concentraciones de materia en disolución contribuyen a

incrementar el efecto de los ultrasonidos.

La efectividad de este método en el tratamiento del agua de lastre depende del tiempo

de exposición, el diámetro de las tuberías y su longitud.

El sistema requiere la instalación de transceptores en la línea de lastre puesto que es

poco probable que penetre en los sedimentos del fondo de los tanques. Con objeto de

proporcionar un tiempo de exposición suficiente para provocar una mortandad

significativa de organismos marinos y, a la vez, evitar una disminución en el caudal de

bombeo, es aconsejable instalar un sistema de tuberías en paralelo [50].

El coste real de la instalación de un sistema de ultrasonidos a bordo no está calculado.

g) Tratamiento por cavitación

El principio físico en el que se basa este método de desinfección es muy similar al

método de desinfección por medio de los ultrasonidos.

La cavitación hidrodinámica es un proceso de desinfección consistente en la formación

de micro burbujas de vapor producidas de forma mecánica a causa de variaciones en la

presión, las cuales provocan una serie de implosiones de una alta carga energética.

Este método actúa como desinfectante ya que destruye la carga microbiológica del

fluido sobre el que se aplica gracias al efecto que las implosiones tienen sobre la

membrana celular. Estas implosiones que se comentan destruyen completamente la

membrana provocando, de este modo, una disgregación total de los microorganismos

expuestos [51].



66

El tratamiento de agua fría requiere un mayor nivel de potencia para que el proceso de

cavitación sea efectivo, por lo que este método no está siendo empleado a gran escala,

aunque si se están empezando a implantar en buques como método experimental.

h) Tratamiento por campos magnéticos

Este método de desinfección consta de dos etapas en serie. Durante la primera etapa,

se le adiciona agentes coagulantes al agua captada. Estos agentes coagulantes deben de

poseer la capacidad de crear flóculos magnéticos al reaccionar con los microorganismos

en el agua (plankton, algas, esporas, bacterias,…).

El segundo paso consiste en hacer pasar este fluido magnetizado a través de un campo

magnético que atraiga las sustancias magnetizadas.

Este método no deja, o al menos no en principio, restos de las sustancias añadidas o

subproductos en el agua de lastre, una vez atravesado el campo magnético.

Los grandes problemas que presenta este método son: impone la necesidad de

almacenar las sustancias coagulantes, requiere un alto tiempo de residencia para que los

elementos coagulantes tengan efecto y, más importante aún, la dificultad de operar con

sedimentos, lo residuos a eliminar están presentes en este estado, en el interior del

buque.

Es muy similar al método de floculación sedimentación que se ha descrito en la etapa de

separación [52].

Otros modos de desinfección se basan en la inhibición de la actividad enzimática de las

células a partir de agentes oxidantes, tales como: el ozono, el cloro gas, el hipoclorito,

etc. Estas sustancias pueden alterar la estructura química de las enzimas dando lugar a

su desactivación. A continuación se procede a comentar aquellos sistemas basados en

este principio de actuación.



67

i) Tratamiento con ozono

El ozono es un gas inestable de color azul pálido y con olor muy característico que

se ha de producir justo en el lugar donde se vaya a emplear. Su producción se realiza

mediante una reacción a partir de cualquier gas que contenga oxígeno, mediante una

descarga eléctrica.

La molécula de ozono es un poderoso pero inestable agente oxidante debido a la

formación de los radicales HO- y O2H- que destruyen con rapidez virus y bacterias,

incluidas esporas.

Cuando se utiliza como desinfectante en los tratamientos convencionales del agua se

descompone en oxígeno en menos de 30 minutos, a 20º C., por lo que la dosificación

hay que hacerla de forma escalonada para conseguir un buen tiempo de contacto.

Sus efectos son rápidos, bastando una exposición entre 5 y 10 minutos con una

dosificación de 1 a 2 mg/litro; disminuyendo estos con valores altos de pH, aunque por

lo general no es un agente que se vea claramente influenciado ni por el nivel de pH ni

por la temperatura del sistema [53] y [54].

Combinado con cloro resuelve problemas de desinfección en efluentes de tratamiento

terciario en depuradoras, por lo que podría ser un buen argumento para emplear esta

dupla de agentes en el tratamiento de las aguas de lastre.

Este gas tiene el gran inconveniente de su alta toxicidad y se detecta por el olor en

concentraciones de 0,01 ppm, por lo que han de adoptarse especiales medidas de

seguridad durante su aplicación. Su alta corrosividad es otro de los factores que influyen

a la hora de desestimarlo de entre las opciones, ya que este inconveniente puede afectar

a toda la instalación del sistema de lastrado.

Otro de los inconvenientes es la necesidad de instalar un equipo generador de ozono en

el mismo buque ya que esta sustancia al ser tan inestable y tóxica no puede ser

almacenada a bordo.



68

j) Tratamiento por oxigenación-desoxigenación

Este método pertenece a la familia de los procesos secundarios de naturaleza

química. Se compone de dos pasos básicos: en el primero de ellos se inyecta oxígeno al

agua entrante desde el fondo del tanque con la intención de eliminar todos aquellos

seres anaeróbicos que residan en el agua.

A continuación se lleva el agua del depósito a otro tanque donde se adicionan agentes

reductores como pueden ser el dióxido de azufre o el sulfito de sodio. Estas sustancias

se utilizan para liberar oxígeno del agua y crear condiciones anaerobias erradicando, de

este modo, cualquier presencia de seres aeróbicos residentes en dichas aguas. No

obstante, sus efectos son muy limitados.

La implantación de este tratamiento a bordo lleva implícito una serie de dificultades

como pueden ser, entre otras: problemas de suministro de los agentes activos en el

buque, los problemas de corrosión provocados por los compuestos de azufre y la

descarga posterior al mar de estos compuestos, inaceptables para el medio ambiente

marino, cumplimiento de los requisitos adicionales impuestos por la G9, debido a que

este método conlleva la adición de sustancias activas al agua de lastre. Por estos

motivos este sistema pierde consistencia a la hora de ser el tratamiento electo para

encargarse de la desinfección del agua de lastre del buque que está siendo objeto de

estudio [55] y [56].

k) Tecnologías avanzadas de oxidación (AOT)

Este sistema se fundamenta en la eliminación de los microorganismos mediante la

producción de radicales químicos capaces de destruir su membrana celular. La

destrucción de dicha membrana ocasiona de forma directa la disgregación de todas las

sustancias presentes en el citoplasma, lo que provoca la muerte celular de manera

instantánea.

Los radicales producidos por este método tiene una vida media de milisegundos,

tiempo suficiente para ejecutar la misión para la que son creados. Debido a este corto

espacio de tiempo en el que se extinguen, este tipo de sustancia no deja restos de ellos

tras el tratamiento, es decir, se puede suponer que dicho tratamiento no conlleva la

creación de subproductos contaminantes del agua como en el caso de los métodos



69

basados en la adición de compuestos halogenados (hipoclorito, cloraminas, cloro

gas,…)

La creación de los radicales destructores de la membrana celular se lleva a cabo

mediante la exposición de una placa de catalizador, formado básicamente por dióxido

de titanio, a los rayos ultravioletas, por lo que puede considerarse este método como una

ampliación del método descrito anteriormente basado exclusivamente en la exposición

de las aguas a estas ondas electromagnéticas.

Como ya se ha podido comprobar en las fases experimentales a las que ha sido expuesto

este método de desinfección, basándose en los resultados obtenidos tras aplicarlo, se

concluye que el empleo de este método cumple con todas las especificaciones impuestas

por la OMI en el Apartado D-2 de la Convención (esta tecnología puede reducirse la

cantidad de organismos de más de 50 µm por debajo de 10 individuos por metro cúbico

y los inferiores a este tamaño a 10 individuos por cada mililitro, que son los límites que

exige la IMO) [16].

Este método de desinfección comparte las mismas ventajas que todos los métodos,

citados anteriormente, que no requerían la adición de ninguna sustancia activa durante

el tratamiento de las aguas. Además, la placa de dióxido de titanio actúa como un

catalizador por lo que, en principio, esta sustancia va a permanecer en el sistema de

forma indefinida.

l) Tratamiento por cloración. Cloro gas

El cloro es uno de los elementos más comunes para la desinfección del agua. El

cloro se puede aplicar para la desactivación de la gran mayoría de los microorganismos,

y es relativamente barato.

El cloro de fórmula molecular Cl2 y con una apariencia amarillo-verdosa, de ahí su

nombre, es uno de los elementos más reactivos de la naturaleza. Este compuesto es

capaz de formar uniones con otros elementos muy fácilmente, como ejemplo de esta

reactividad cabe decir que es capaz de reaccionar con metales para formar sales

solubles.



70

El cloro es un gas muy reactivo y corrosivo. Por este motivo, se deben seguir una serie

de precauciones de seguridad al transportarlo, almacenarlo y al utilizarlo. Como dato

interesante referente a la peligrosidad del cloro, cabe mencionarse el uso, en Holanda,

de trenes totalmente específicos para su transporte por tierra.

Cuando el agua ha sido tratada con cloro, esta se debe proteger de los rayos directos del

sol, ya que el cloro puede romper sus enlaces, dentro de la molécula del ácido

hipocloroso, por la influencia de la radiación UV que compone la luz del sol. La

radiación UV, por sí sola, tiene la energía suficiente para romper las moléculas del ácido

hipocloroso formado tras la adición del cloro al agua (HClO).

Cuando se añade cloro gas al agua se genera la siguiente reacción:

Cl2 + H2O ⇔ H+ + Cl- + HClO

El cloro es uno de los desinfectantes mas utilizados, pues se dosificar y medir

fácilmente.

El cloro se ha utilizado en muchas aplicaciones, como la desactivación de patógenos en

agua potable, piscinas y aguas residuales, como casi todos los métodos que se emplean

en la desinfección de las aguas de lastre.

El cloro es capaz de matar microorganismos, como las bacterias y los virus, rompiendo

las uniones químicas de sus moléculas. Los desinfectantes basados en compuestos

clorados pueden intercambiar átomos con otros compuestos de las células, como por

ejemplo con las encimas.

Cuando las encimas entran en contacto con el cloro, uno o más de sus átomos de

hidrógeno es substituido por el cloro. Esto provoca que dicha encima se transforme o se

rompa y, basándose en el hecho de que si la encima no funciona correctamente tiene

como consecuencia la muerte de la célula o de la bacteria, esta se muere.

Cuando se añade cloro al agua, se forma ácido hipocloroso, tal y como muestra la

siguiente reacción.

Cl2 + H2O ⇔ HClO + H+ + Cl-



71

Una vez que se ha formado el ácido hipocloroso, dependiendo del valor del pH, este es

capaz de descomponerse en iones de hipoclorito en mayor o menor medida, regulado

por su constante de acidez (ka). A continuación se muestra la ecuación química de la

formación de los iones hipoclorito.

HClO + H2O ⇔ H3O+ + ClO-

Una desinfección con cloro tendrá su óptimo con valores del pH comprendidos entre 5,5

y 7,5, es decir, cuando predomina ligeramente la presencia de las moléculas del ácido

hipocloroso. El HClO reacciona más rápidamente que los iones CLO-, como se

explicará más adelante. Con el rango de pH anterior, entre 5,5 y 7,5, se puede hablar

de una efectividad en la desinfección que oscila entre el 80 y el 100%.

Para ver con mayor claridad el efecto del pH en la producción de HClO y de ClO- hay

que decir que el nivel de concentración de ácido hipocloroso disminuirá cuando el valor

del pH sea más alto, por ejemplo con un valor de PH de 6 el nivel de acido hipocloroso

es de un 80% y el resto son iones hipoclorito, en cambio cuando el valor del pH es 8

ocurre lo contrario. Las concentraciones se igualan para un de pH de 7.5.

Siguiendo con las reacciones que provoca la adición de cloro en el agua, los iones

hipoclorito se descomponen, a su vez, en átomos de oxígeno y en iones cloruro,

ClO- ⇔ Cl- + O

El ácido hipocloroso (HClO), el cual es eléctricamente neutro, y los iones hipoclorito

(ClO-), reaccionan para formar cloro libre. Este cloro libre es el que provoca la

destrucción de los microorganismos.

El ácido hipocloroso es un agente más reactivos y fuerte que el hipoclorito. Este ácido

hipocloroso se puede dividir en acido clorhídrico (HCl) y oxígeno atómico (O). La

producción de átomos de oxigeno crea un medio muy desinfectante debido al elevado

poder de oxidación de estos átomos. De ahí que se diga que las propiedades de

desinfección del cloro en agua se basan en el poder de oxidación de los átomos de

oxígeno libre, aparte de en las reacciones de sustitución del cloro como es obvio.



72

Otra de las propiedades del ácido hipocloroso es que es capaz de penetrar en la pared

celular de los microorganismos patógenos mejor que los iones hipoclorito, debido a su

carácter neutro. Como la pared celular de los microorganismos está cargada

negativamente repelerá más fácilmente a los iones hipoclorito que también poseen

carácter negativo. Por este motivo, la pared celular, como se ha dicho anteriormente, es

penetrada por el acido hipocloroso neutro, en lugar de por el anión hipoclorito.

Cuando se aplica el cloro se tienen que tener en cuenta las reacciones que provocan con

el agua. La dosis debe ser suficientemente alta para que exista una cantidad de cloro

residual para la desinfección.

La cantidad de cloro necesario viene condicionada por la cantidad de materia orgánica

en el agua, el pH del agua, el tiempo de contacto y la temperatura.

El cloro gas puede obtenerse en estado gaseoso almacenado en recipientes a 10 bares de

presión.

Este desinfectante es muy soluble en el agua, pudiéndose disolver hasta tres litros de

cloro en un litro de agua. Sin embargo, la eliminación de bacterias requieren poca

cantidad de cloro, alrededor de 0,2-0,4 mg/L. La concentración de cloro añadida en el

agua es normalmente más alta.

Actualmente el gas cloro se usa únicamente en grades instalaciones de purificación del

agua municipal e industrial a gran escala. Para pequeñas aplicaciones se añade

generalmente hipoclorito de sodio [57].

La OMS (Organización Mundial de la Salud) determina que para una desinfección

satisfactoria deben añadirse al agua entre 2 y 3 mg / l de cloro, también hay que dejar

una cantidad residual para mantener la desinfección en el agua. El contenido máximo de

cloro que puede utilizarse es de 5 mg / l [58].

Hoy en día, el uso del cloro se intenta minimizar. Esto es debido a los subproductos

peligrosos que aparecen durante la desinfección, como por ejemplo los trihalometanos

(THM).



73

m) Tratamiento por cloración. Hipoclorito Sódico

La adición de hipoclorito sódico para el tratamiento de las aguas viene empleándose

desde hace más de 80 años en el ámbito de la desinfección de las aguas, tanto a nivel

industrial como a nivel de municipios, debido en gran medida a su efectividad y a su

bajo coste asociado.

El sistema de desinfección mediante el empleo de hipoclorito sódico, más conocido

como sistema de cloración, se basa en la realización de una oxidación, provocada por la

presencia de aniones de hipoclorito, y de su consecuente desinfección.

Un sistema de desinfección de las aguas de lastre basado en la adición de hipoclorito

como agente desinfectante opera de la siguiente manera:

Durante la captación de las aguas de lastre hacia el interior del buque, se inyecta

hipoclorito sódico, de fórmula molecular NaClO, en las líneas de captación justo

después de la impulsión de la bomba y con una concentración comprendida entre 5 y 8

ppm [57].

La adición de este agente provoca la oxidación del agua mediante la presencia del ácido

hipocloroso formado, tal y como muestra la siguiente ecuación química:

NaOCl + H2O ⇔ HClO + NaOH

Una vez que el medio ha adquirido este estado de oxidación las sustancias activas

quedan eliminadas, por el mismo mecanismo que desarrolla la adición de cloro gas,

pero partiendo del punto en el que el hipoclorito ya aparece en la disolución.

Una vez que el hipoclorito ya ha reaccionado con las especies activas ubicadas en el

medio esta concentración debe quedar reducida a valores inferiores a las 3 ppm y

permanecer con una concentración entre 1 y 3 ppm para garantizar la desinfección

durante todo el viaje de las aguas depositadas en el interior del tanque de almacenaje del

sistema de lastre.

Se recomienda el uso de hipoclorito con el 10-15% de cloro disponible, ya que para esta

concentración la vida media a 25ºC es de unos 100 días.



74

En el momento de llevar a cabo la descarga de lastre hay que inyectar bisulfito sódico a

la línea de descargar con el fin de neutralizar las trazas de hipoclorito disuelto en el

lastre. La regulación de la concentración de hipoclorito y de la concentración de

bisulfito se lleva a cabo mediante regulación automática, lo cual implica la instalación

de un analizador en la línea de salida.

El hipoclorito sódico es sensible a la luz y se ha de almacenar en zonas secas, frescas y

oscuras para que este conserve sus propiedades pero en ningún caso supone un peligro

ni su transporte ni su almacenamiento.

Una de las ventajas que presente este método frente al uso de ozono es su mayor

solubilidad en el agua pero en su contra juega la aparición de sustancias residuales tras

su uso, por lo que hay que emplear otras sustancias para la neutralización de estos

residuos.

En lo referente a la dosificación de cloro en forma de hipoclorito sódico, su diferencia

con el cloro-gas es que en la hidrólisis acepta protones con lo que sube el pH. Hasta 10

mg/l de dosis, la variación de pH no afecta a la eficiencia germicida.

Puede ser fácilmente transportado y almacenado cuando se produce en el sitio. El

hipoclorito de sodio es tan efectivo como el gas cloro para la desinfección.

Las mayores desventajas se asientan en la toxicidad y corrosividad, por lo que hay que

tomar las pertinentes medidas de seguridad.

En el caso de que existan poblaciones de Giardia Lambia y/o Cryptosporidium no es útil

este tratamiento ya que ambos organismos son inmunes a los efectos tanto del

hipoclorito como del cloro gas [57].

La elección de uno u otro procedimiento viene determinada por el espacio disponible

para la instalación. El hipoclorito por almacenamiento, uso y transporte es más seguro

que el cloro gas. Pero también más caro porque se pierde cloro disponible durante su

almacenamiento.

Para terminar, todo manejo de sustancias cloradas es regulado por el Real Decreto R.D.

379/2001 “Reglamento de almacenamiento de productos químicos” y su instrucción



75

complementaria MIE APQ-003 “Almacenamiento de cloro”, dicho decreto resulta de

obligado cumplimiento [41], [57] y [59].

n) Tratamiento por cloración. Cloraminas

Las cloraminas son aminas que contienen al menos un átomo de cloro, directamente

unido a átomos de nitrógeno (N). Las cloraminas inorgánicas se forman mediante la

reacción del cloro (Cl2) y amoniaco (NH3). Durante esta reacción se forman tres tipos

diferentes de Cloraminas, dependiendo del pH presente en el medio de reacción:

monocloramina (NH2Cl), dicloramina (NHCl2) y tricloramina (NCl3). En cambio se

denominan.

De entre estos tres tipos principales de cloraminas la más efectiva en la desactivación de

los microorganismos es la monocloramina porque reacciona de manera directa con los

aminoácidos del material genético de los microorganismos.

Cuando el sistema es ligeramente alcalino, es decir, tiene un pH igual o ligeramente

mayor que 7, hay una mayor concentración de monocloraminas, debido a que la

selectividad en la reacción de formación de las cloraminas, como se dijo anteriormente,

depende del valor del pH existente en el medio. Hay que dejar claro que el pH influye

sólo en la reacción de formación de las cloraminas pero no en la efectividad de estas

durante la desinfección.

También se consideran cloraminas, en este caso cloraminas orgánicas, a cualquier

compuesto orgánico de la familia de las aminas en el que el cloro aparezca directamente

ligado a un átomo de nitrógeno (N). El cloro libre y las cloraminas orgánicas están

relacionadas en cuanto a su composición química y pueden transformarse entre ellas con

facilidad, de modo que estos compuestos no pueden encontrarse de manera aislada.

Volviendo a las cloraminas inorgánicas, hay que destacar que no son compuestos muy

persistentes, pero aún así son más persistentes que los compuestos libres de cloro.

Investigaciones demuestran que la mitad de la vida de cloraminas inorgánicas puede

variar de uno a veintitrés días, en función de las condiciones físicas a las que estén

expuestos.



76

Cuando las cloraminas se usan como desinfectante, se añade el amoniaco al agua tratada

con cloro, es decir, el amoniaco es añadido después de haber añadido el cloro, con el fin

de disminuir el tiempo de contacto necesario para producir la reacción.

Las cloraminas eliminan las bacterias penetrando en la membrana celular y bloqueando

su metabolismo, en el caso de los virus el mecanismo de actuación consiste en eliminar

la capa protectora de estos y desactivar su información genética.

Al igual que el cloro, las cloraminas son reactivas de manera selectiva y pueden llegar a

tener efectos dañinos cuando permanecen durante largos periodos de tiempo en el agua.

Otra similitud entre las cloraminas y el cloro es la efectividad en la desactivación de

bacterias y otros microorganismos ya que ambos son agentes oxidantes. Aunque la

efectividad sea muy similar, en el caso de las cloraminas los mecanismos de reacción

son bastante más lentos que en el caso del cloro.

Al igual que otras moléculas, las cloraminas contribuyen a la cantidad total de sólidos

disueltos en el agua.

Cuando las cloraminas están presentes, hay generalmente trazas de amonio e hipoclorito

en el agua.

A la hora de eliminar los restos de cloraminas que todavía permanecen cuando se va a

deslastrar hay que tener en cuenta que las cloraminas apenas son iónicas, son difíciles

de eliminar del agua por medio de osmosis inversa o ablandamiento del agua, debido a

su bajo peso molecular y tampoco se pueden utilizar las substancias que se emplean

para la eliminación del cloro. El método adecuado para llevar a cabo su eliminación es

exponerlas a la luz del sol y aireación pero este proceso es lento y, por tanto, no

aplicable. Así que se prosigue a emplear filtros con carbón activo granular que permiten

disminuir las cloraminas de 1-2ppm a menos de 0.1ppm.

Un filtro de carbón activo también remueve otros compuestos como el cloro (reducción

del cloro), sulfuro de hidrógeno, compuestos orgánicos, THM, pesticidas y radón. Así

que cuando estas sustancias están presentes en el agua, esto influye en la capacidad del

filtro [57].



77

ñ) Tratamiento con Glutaraldehído

Es un ácido orgánico muy empleado, en especial en equipos médicos y como

esterilizante. Su eficacia en el tratamiento de aguas ha sido demostrada frente a un alto

número de especies, aunque se ha demostrado que dicha efectividad depende de la

sustancia a la que haya que enfrentarse y de otros factores como el grado de dilución, la

concentración y la temperatura, su capacidad biocida es directamente proporcional con

la temperatura.

Una dilución acuosa de glutaraldehído con una concentración del 2% para un medio con

un pH ligeramente básico, entre 7,5 y 8,5, y a temperatura ambiente, es capaz de

destruir las bacterias del medio en, aproximadamente, 2 minutos, produce la

desactivación de los virus en menos de 20 minutos y elimina esporas de Clostridium y

Bacillus en un promedio de 3 horas.

Este reactivo requiere una activación previa, después de la cual posee una vida media de

32 días. La desactivación del glutaraldehído se produce debido a que sus moléculas se

van polimerizando, provocando el bloqueo de los grupos aldehído que son el centro

activo de la molécula.

No es un compuesto corrosivo pero si puede llegar a ser tóxico e irritante para las

personas que lo manipulen.

Hay tirillas que permiten asegurar que su concentración no está por debajo del 1 o el

1,5%, para evitar así que se tenga una importante pérdida de actividad.

El uso de este desinfectante a gran escala, como podría definirse el uso en el sistema de

lastre de nuestro buque, podría llegar a costes muy elevados, por lo que el empleo este

método, debido a este motivo, queda muy condicionado. De hecho, se han realizado

pruebas en aguas con presencia de sedimentos, sistema representativo de las aguas de

lastre, las cuales han requerido una concentración de 500 mg / l y un tiempo de

exposición de 24 horas para alcanzar una efectividad del 90 %, en la mortandad de los

organismos presentes en el medio. Con estas concentraciones y el volumen de lastre que

es capaz de albergar nuestro barco, se estima un coste aproximado de 5.000 dólares por

cada tratamiento, a capacidad completa, que se le realice al sistema de lastre [60] y [61].



78

o) Tratamiento con peróxido de hidrógeno

El peróxido de hidrógeno, más conocido popularmente como agua oxigenada, posee

una alta actividad biocida Este agente desinfectante, poseedor de un pH ácido y de una

alta estabilidad, conlleva un alto poder de oxidación capaz de destruir el 100 % de los

organismos durante su etapa de crecimiento con dosis aproximadas de 10.000 ppm.

Este reactivo cuenta con la ventaja de ser una sustancia muy conocida y empleada,

debido que sus usos la han llevado a ser objeto de estudio desde bastante tiempo atrás.

Es fácilmente asequible, casi, en cualquier parte del mundo, y comercialmente se

encuentra en concentraciones del 3%.

Tras reaccionar con el medio, las moléculas de peroxide de hidrógeno se descompondrá

en moléculas de agua y átomos de oxígeno, por lo que los residuos presentes no

conllevan ningún riesgo implícito para la tripulación pero si conlleva un elevado

deterioro de la embarcación debido al elevado carácter corrosivo que presenta al generar

una gran cantidad de oxígeno disuelto tras la reacción.

Las principales víctimas de su poder corrosivo son los materiales elaborados a partir de

zinc y latón, cuando se usa a una concentración del 6%, es decir, cuando se emplea para

desinfección de alto nivel.

La premezcla de peróxido de hidrógeno al 7.5 % con ácido fosfórico al 0.85%, para

mantener un pH ácido, es un compuesto esterilizante. Su efectividad cuando se usa

durante 10 minutos es comparable a la del glutaraldehído al 2% durante 20 minutos. Por

lo que esta mezcla requiere un menor tiempo de contacto [57].



79

2.9.3 Etapa de almacenaje

Esta etapa del proceso de tratamiento consiste en el almacenamiento y conservación

de la calidad de las aguas tratadas, por lo que se puede aplicar cualquiera de los métodos

que se han descrito en la etapa de desinfección, siempre que estos puedan llevarse a

cabo en el depósito donde se almacenan dichas aguas.

Otra de las alternativas, es realizar una recirculación de las aguas de lastre a la etapa de

desinfección, cada vez que el analizador detecte una concentración de microorganismos

mayor que le permitida por el Convenio o por la Administración encargada de la gestión

del puerto receptor.

Esta segunda alternativa reduciría el gasto de inversión y de mantenimiento, debido a

que no sería necesario instalar un nuevo equipo en cada uno de los tanques donde se

almacenen las aguas de lastre y llevar a cabo el mantenimiento de los mismos durante la

vida del buque, pero aumentaría los costes variables durante la navegación, siempre y

cuando el sistema no requiera de la adición de algún producto cuyo uso implique

también un incremento de los costes variables superior al de recircular el fluido.

Estudiando las ventajas y los inconvenientes de estas dos alternativas se opta por

emplear la segunda de ellas como método almacenaje, o como el uso de la lógica

remarcaría, se eliminará esta etapa del proceso como tal.



80

2.10 INTERCAMBIO EN EL MAR

Esta familia de procedimientos de gestión de las aguas de lastre incluye los

siguientes métodos de depuración.

o Intercambio secuencial de las aguas de lastre (BWE).

o Sistema de dilución.

o Sistema de flujo continuo.

o Lastre libre.

a) Intercambio Secuencial de las Aguas de Lastre (BWE)

Este método fue tratado en el Apartado 1.3 como uno de los dos principales métodos

empleados en la lucha contra la invasión de especies a través de las aguas de lastre.

Se fundamenta en la idea de que las formas de vida que viven en las costas no pueden

sobrevivir en alta mar y viceversa, por lo que lleva a cabo un intercambio completo de

las aguas de lastre tomadas en el puerto una vez el barco ha llegado a alta mar.

En este caso sólo se aplica un pequeño incremento a la carga de trabajo a la que se

somete el sistema de lastre y la renovación de las aguas es prácticamente total. Sin

embargo, este método requiere de una planificación muy cuidada para prevenir los

riesgos a los que están expuestos tanto la tripulación como el buque durante la

operación. Además de las condiciones ambientales, las cuales juegan un papel

importante a la hora de llevar a cabo este tratamiento, hay que tener en cuenta los

esfuerzos dinámicos que aparecen al ir vaciándose los depósitos, estos esfuerzos son:

aparición de oleajes e inercia del lastre.

A pesar de todas estas desventajas, es la solución más factible existente a día de hoy

para los buques ya construidos y a efectos inmediatos [15].

b) Sistema de dilución

Este método consiste en hacer que el agua entre a los tanques por la parte alta de los

mismos saliendo de ellos por el fondo. Esta operación se repite de modo que exista un

flujo continuo dentro del tanque [62].



81

El mayor problema que conlleva el empleo de este método reside en la mezcla entre

los organismos y sedimentos de diferentes enclaves que se produce y la presencia y

deposición de estos abordo.

c) Sistema de flujo continuo

Este sistema consiste en llenar los tanques de lastre con agua del mar y una vez

llenos se efectúa una recirculación continuada de agua de lastre de mar abierto, de

forma que se produce un desplazamiento del lastre no deseado mediante la situación que

se produce de rebose [62].

Figura 14. Esquema simplificado de la depuración mediante Flujo Continuo.

Con este método desaparecen los problemas típicos del intercambio de agua como son

los problemas de escora, asiento, resistencia longitudinal y estabilidad del barco.

Las investigaciones demuestran que hay que bombear varias veces el volumen del lastre

almacenado para conseguir una depuración adecuada. Con esto se evitan las influencias

de zonas estancadas y puntos muertos.

Figura 15. Momento del rebose del agua de lastre en un proceso de flujo continuo.



82

El principal problema que aparece a la hora de ejecutar este sistema de depuración

reside en la geometría con la que han sido construidos los estancos de lastre porque no

todos los tanques están diseñados ni provistos de válvulas de rebose. Además, algunas

configuraciones de los tanques limitan la efectividad del flujo a través de ellos, por lo

que sería necesaria la implantación de un conjunto de tuberías adicionales.

El otro inconveniente que presenta este método es el riesgo de que, a temperaturas

ambientales muy bajas, se produzca la congelación del agua acumulada en cubierta.

A parte de estos inconvenientes operacionales, existe un inconveniente económico de

bastante importancia como es el incremento de carga de trabajo que experimentan tanto

las bombas como las tuberías del sistema [63].

d) Lastre libre

Este sistema aporta un gran cambio sobre el concepto de lastre al sustituir los típicos

tanques de lastre por unos conductos situados en el doble fondo a lo largo de toda la

estructura longitudinal del buque, tal como se muestra en la Figura 16.

Figura 16. Esquema de un buque con el sistema de lastre libre.

Estos conductos están comunicados con el mar por un colector en proa y uno en la popa.

El lastrado del buque se consigue mediante la inundación de estos conductos mediante

el aprovechamiento del diferencial de presión existente entre los colectores de proa y

popa para la creación de un flujo continuo, evitando así el estancamiento de agua y sus

problemas asociados y provocando una circulación continua del agua de lastre [62].



83

Dentro los conductos siempre habrá agua “local” eliminando de esta forma la

posibilidad de introducción de microorganismos ya que el agua de los conductos se

renueva una vez cada hora.

Cuando se esté cargando la carga en el puerto, los conductos serán aislados del mar por

válvulas y achicados usando las bombas de achique comunes [64].

Ninguna de las directrices que se mencionan en el Convenio serviría para el sistema de

lastre libre porque en todo momento se hace referencia a buques con tanques de lastre.

Por el contrario si que se puede decir que el sistema de lastre libre cumpliría

perfectamente las disposiciones generales del convenio, obviando aquello que no es

posible cumplir por ser normas innecesarias en la aplicación al sistema.

En este último apartado, se han podido reconocer tres tipos de sistemas de gestión de las

aguas de lastres que estarían basados, exclusivamente, en un proceso de bombeo para

llevar a cabo la adecuación de las aguas antes de devolverlas al mar.

Los sistemas de gestión que se basan en el intercambio de las aguas de lastre para poder

adecuar los valores de sus parámetros a los valores que han quedado impuestos en el

Convenio realizado por la IMO, quedan fuera del objetivo marcado en la realización de

este proyecto. Aun así, estos procedimientos presentan una serie de virtudes y defectos

que no se podrían pasar por alto. Por este motivo, se ha elaborado una tabla resumen

con las ventajas e inconvenientes de dichos tratamientos.

En la Tabla 3 se recogen las ventajas e inconvenientes que presentan cada uno de los

sistemas estudiados.



84

Tabla 3. Ventajas e inconvenientes de los métodos basados en el intercambio de lastre en el mar.

MECÁNICOS VENTAJAS INCONVENIENTES

Sistemas de Dilución • No requieren ningún equipo adicional.

Sistema de Flujo Continuo

• No requiere ningún equipo adicional.

• Seguridad en cuanto a la estabilidad.

• Gran dependencia del sistema de bombeo.

• Riesgos para la tripulación a bajas temperaturas.

• Limitaciones geométricas del tanque.

Sistemas de intercambio • No requiere ningún equipo adicional.

• Posible inestabilidad durante la operación.

• Gran consumo energético.

• Gran dependencia del sistema de bombeo.



85

2.11 ELECCIÓN DE LOS TRATAMIENTOS A EMPLEAR

El sistema de tratamiento a implantar, será aquel satisfaciendo las consideraciones

técnicas planteadas en el Apartado 2.8, presente un diseño, operación y mantenimiento

económicamente más favorable.

Ninguna de las tecnologías disponibles hoy día es capaz de eliminar, por sí sola, toda la

variedad de microorganismos existentes, por lo que habrá que considerar el uso de

varios de estos sistemas de forma complementaria para un correcto tratamiento.

La elección del sistema de tratamiento de las aguas de lastre se basará en un proceso de

descarte, por el que se desecharán aquellas opciones que no cumplan con los requisitos

exigidos.


Como es de sobra conocido, la principal finalidad que tiene esta etapa del proceso es

tratar de eliminar todas aquellas sustancias sólidas que puedan dañar a los equipos de

impulsión del sistema de lastre.

Se ha elaborado la Tabla 4 en la cual aparecen las principales ventajas e inconvenientes

de cada uno de los sistemas estudiados.

Teniendo en cuenta las ventajas y desventajas de cada uno de estos sistemas, se

considera que la configuración más adecuada para llevar a cabo la eliminación de los

sólidos, fin que se ha propuesto para la primera etapa del proceso, esté formada por una

filtración seguida de una microfiltración para tener el mayor rango posible de tamaño de

sólidos eliminados.

El hidrociclón ha quedado descartado por su bajo rendimiento a la hora de separar del

agua aquellas sustancias con una densidad similar. La densidad de los microorganismos

es del mismo orden de magnitud que la del agua del mar.

El tratamiento mediante sedimentación y flotación se ha descartado debido a que el

transporte de los sólidos resultantes de la sedimentación provoca muchos problemas en

la navegación. La aparición de sólidos en las líneas de lastre obliga a instalar un sistema



86

de gestión de sólidos para evitar obstrucciones en las líneas, problemas de asiento en el

buque, inestabilidad en la navegación, etc.

Debido a que dicho sistema irá colocado aguas arriba de la bomba de impulsión y que a

medida que crece el ensuciamiento aumenta la pérdida de carga, habrá que instalar un

sistema para la limpieza de los filtros.

Tabla 4. Principales ventajas e inconvenientes de los métodos a emplear en la

ETAPA DE SEPARACIÓN.

MECÁNICOS VENTAJAS INCONVENIENTES

Filtración

• Alta efectividad, entre el 95 y el 98%, en la retención de gruesos.

• Ausencia de partes móviles.

• Necesidad de emplear varios tipos de filtros.

• Alta pérdida de carga. • Bajos rendimientos para

retener partículas entre 80 y 10 µm.

Microfiltración

• Retiene sólidos hasta tamaños de 25 µm con altos rendimientos.

• Alta capacidad de filtrado, hasta 5000 m3/h.


• Requiere una filtración de gruesos previa para proteger las mallas.

• Pérdida de carga alta y variable en función del grado de obturación de los orificios.

Filtración Centrífuga

• Pérdida de carga baja y constante.


• Adecuado para cualquier capacidad.

• Requieres una diferencia de densidad aceptable entre el medio y los sólidos a separar.

• Debe colocarse aguas debajo de las bombas, para evitar cavitaciones.

• Requiere un sistema de filtrado previo a las bombas.

Sedimentación y Flotación • Eliminación de casi la

totalidad de los sólidos presentes.

• Alto tiempo de residencia • Transporte de los sólidos

durante la travesía.



87


Una vez que ya han sido seleccionados los sistemas que van a conformar la primera

etapa del tratamiento se prosigue, empleando el mismo método de selección, a

seleccionar el método, o métodos, que integren esta etapa. En este caso existe una

pequeña diferencia, habrá que tener en cuenta la decisión que se ha tomado en la etapa

anterior a la hora de decidir que método seleccionar.

Como en el caso anterior, se va a elaborar una tabla para facilitar el proceso de

selección y donde aparezcan cada una de las ventajas e inconvenientes de todos y cada

uno de los posibles métodos a elegir para la configuración de esta etapa.

Tabla 5. ETAPA DE DESINFECCIÓN. Ventajas e inconvenientes.

MÉTODO VENTAJAS INCONVENIENTES

Tratamientos por Calor

• Eliminación de una gran parte de los organismos.

• Aprovechamiento del calor desprendido por el motor (ahorro energético).

• Aparición de nuevos esfuerzos, en este caso térmicos, en las paredes del buque.

• No elimina la totalidad de los microorganismos.

Tratamientos por Frío • -------------- • No radica todas las

poblaciones presentes en el agua.

Radiación UV

• Pérdida de carga baja. • Ausencia de partes móviles. • Ajustable a cualquier

capacidad.

• Requiere un sistema de filtrado previo a las lámparas.

• Requiere un sistema para el mantenimiento del agua (posible proliferación).

Rayos Gamma • Eliminación de casi la

totalidad de los organismos presentes.

• Alto Coste de inversión. • Supone un riesgo para la

tripulación. • Fase experimental.

Ultrasonidos

• Útil para incrustaciones en el casco (otro vector de contaminación).

• Tratamiento en línea • Eliminación súbita de los

microorganismos.

• Efecto no inmediato. • Proceso en investigación. • Necesidad de otra

instalación en paralelo. • Habría que calentar el

agua o elevar potencia de los ultrasonidos.



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Tabla 6. ETAPA DE DESINFECCIÓN. Ventajas e inconvenientes. Continuación.


Campos Magnéticos • No genera subproductos. • Alto tiempo de contacto. • Presencia de sedimentos.

Cavitación • No requiere instalación. • Rápida destrucción de los equipos de bombeo.

• Baja efectividad.

Oxigenación-desoxigenación

• Eliminación de casi todo tipo de organismos.

• Requiere trasiego de lastre (inestabilidad).

• Adición de sustancias químicas (SO2 y Na2SO3).

• Tratamiento del efluente de descarga.

• Corrosivo.

Hipoclorito sódico

• Mayor solubilidad en agua que el ozono.

• Alto poder oxidante. • Método muy conocido.

• Necesidad de almacenar tanto hipoclorito como bisulfito.

• Requiere analizador en la descarga.

• No elimina todos los organismos.

• Tóxico y Corrosivo. • Genera sustancias

residuales.

Cloro gas

• Bajo coste de adquisición.

• Alta efectividad. • Muy conocido.

• Muy Tóxico y Corrosivo. • Sólo se emplea en

grandes instalaciones. • Genera sustancias

residuales.

Dióxido de titanio (AOT)

• Actuación rápida. • Mayor poder de

eliminación que los UV. • No requiere adición de

sustancia activa.

• Requiere instalación del método UV.

• Necesidad de incorporar placas de óxido de titanio (catalizador).

Glutaraldehído

• Alta efectividad. • No Corrosivo. • Efectivo en presencia de

sedimentos.

• Elevado coste. • Tóxico. • Alto tiempo de

residencia.



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Tabla 7. ETAPA DE DESINFECCIÓN. Ventajas e inconvenientes. Continuación.


Peróxido de hidrógeno

• Conocido. • Efectividad del 100%. • Acción Rápida. • No Tóxico. • Estable.

• Corrosivo. • Requiere ajuste de

concentración. • Necesidad de Fosfórico

para mantenerle el pH.

Cloraminas

• Alto poder de oxidación. • Se desactiva mediante

carbón activo. • Se puede eliminar del

agua con aireación y su exposición al sol (proceso muy lento).

• Genera cloro libre. • Más persistentes que otros compuestos de cloro.

• Necesidad de almacenar NH3 y Cloro.

• Tóxicos. • Proceso de actuación muy

lento. • Difíciles de eliminar del

agua. Se requieren filtros de carbón activo.

Ozono • No genera subproductos

que eliminar. • Alto poder de oxidación.

• Requiere instalación de generación de O3.

• Requiere Cl para desinfección completa.

• Tóxico. • Corrosivo.

En el primer paso para la selección del tratamiento adecuado se descartarán aquellos

tratamientos que sean poco eficaces o que estén en proceso de experimentación. Por este

motivo quedan descartados los tratamientos mediante Rayos Gamma y mediante

ultrasonidos, ambos se encuentran en fase experimental y, por tanto, la IMO sólo

permite su instalación para este fin. El otro tratamiento a desestimar es el tratamiento

por frío ya que presenta una pésima efectividad.

La IMO deja claro en el Convenio que cualquier sistema de gestión de las aguas de

lastre que conlleve un riesgo para la tripulación o el navío no deberá ser instalado [10].



90

Como se pretende cumplir con todas las pautas marcadas por la IMO en la realización

de este proyecto, quedan descartados los siguientes tratamientos.

o Tratamientos por Calor. Esfuerzos por calentamiento del casco del buque.

o Ozono. Tóxico y Corrosivo.

o Cloro gas. Muy Tóxico y Corrosivo.

o Hipoclorito. Tóxico y Corrosivo.

o Cloraminas. Tóxico.

o Glutaraldehído. Tóxico.

En el siguiente paso se evitará el empleo de los métodos que dependan de la adición de

agentes externos. Esto supondría las siguientes ventajas.

o No se requiere almacenamiento.

o Se evitaría el riesgo de fuga de dicha sustancia.

o Se evitaría el riesgo de una sobre dosificación, que pudiera tener un gran

impacto, no sólo sobre el agua a tratar, sino también sobre la propia estructura

del buque.

o Se evitaría el riesgo de falta de suministro en algunos emplazamientos, que

retrasaría la salida del buque o bien implicaría un tratamiento incorrecto.

o Reducción de los costes de la navegación.

Los métodos que quedan descartados ahora son:

o Oxigenación-Desoxigenación.

o Peróxido de Hidrógeno.

Después de haber seguido las pautas marcadas en el proceso de elección, solamente nos

quedan 2 métodos para elegir, estos métodos son.

o Lámparas UV.

o Dióxido de titanio (AOT).



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Debido a la similitud entre el proceso de las placas de dióxido de titanio y el proceso

basado, de forma exclusiva, en las lámparas de radiación ultravioleta, se descarta este

último método en base a la mayor efectividad de la tecnología AOT.



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2.12 TRATAMIENTOS COMERCIALES

Debido a la posible entrada en vigor de la nueva normativa internacional elaborada

por la IMO, muchas empresas ha comenzado a realizar proyectos para implantar a bordo

de los buques nuevos sistemas de gestión de las aguas de lastre.

La mayoría de estos sistemas de gestión se basan en los sistemas comentados en el

Apartado 2.8 de este proyecto. Además, muchos de los nuevos sistemas no son más que

la cooperación de varios de los métodos anteriores para mediante el uso de un segundo

sistema suplir las carencias del primero y de esta forma incrementar el rendimiento de la

desinfección.

A continuación se describirán algunos de estos sistemas, que ya han obtenido la

aprobación de la IMO, para demostrar lo dicho en el párrafo anterior, que no son más

que simples agregados de los sistemas citados con anterioridad.

a) BALPURE SYSTEM®

Este sistema se basa únicamente en la cloración mediante el empleo de hipoclorito

sódico con la única peculiaridad de que dicho hipoclorito es creado por el sistema

mediante la realización de la electrólisis al agua extraída del mar. Dicha electrólisis

solamente se efectúa a la cantidad de agua suficiente para crear la dosis de hipoclorito

conveniente, por lo que las líneas por las que transcurren las aguas de mar están

formadas por un by-pass, en el cual se encuentra emplazado el sistema ejecutor de la

electrólisis.

Este diseño de esta tecnología se realizó para que fuese empleada en tratamientos en

tierras, es decir, aquellos tratamientos que en el inicio del Apartado 2.9 se denominaron

como métodos de aislamiento [65].



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b) ECOCHLOR BALLAST WATER SYSTEM®

Este otro sistema de depuración desarrollado en Alemania, está compuesto por una

primera etapa donde se lleva a cabo una filtración seguida por una segunda etapa en la

que se inyecta una solución diluida de dióxido de cloro como agente desinfectante [65].

c) ECOBALLAST SYSTEM®

Es un sistema de abordo desarrollado por Hyundai y basado en el hecho de no usar

ningún agente químico.

El sistema consiste en una filtración inicial seguida de un tratamiento mediante la

exposición del agua a una fuente de radiación ultravioleta. Con esta tecnología se

pretenden eliminar casi la totalidad de la microorganismos presentes en el agua.

Como se ha podido comprobar, aunque hay más ejemplos en la página oficial de la

IMO, estos sistemas no son más que el resultado de la búsqueda de métodos más

eficientes a partir de los ya conocidos [65].

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CAPÍTULO 2 MEMORIA DESCRIPTIVAbibing.us.es/proyectos/abreproy/20263/fichero/VOLUMEN+1%2FCAPÍ… · 2.2.1 Por "sustancia activa" se entiende una sustancia u organismo, incluido un