La purificación de combustible marino es fundamental para mantener la calidad del combustible y proteger los motores de los buques modernos. La industria del transporte marítimo consume grandes volúmenes de combustibles de diferentes características, desde destilados marinos hasta combustibles residuales y sus mezclas. Para garantizar el funcionamiento fiable de los sistemas de propulsión y de los equipos auxiliares, es necesario utilizar combustibles que cumplan las especificaciones técnicas aplicables, como las establecidas en la norma ISO 8217.
Los armadores y operadores marítimos se enfrentan constantemente a problemas relacionados con la contaminación, compatibilidad y estabilidad del combustible. El suministro de combustibles que no cumplen las especificaciones puede provocar averías en los motores, aumentar los costos de mantenimiento, reducir la eficiencia operativa y generar pérdidas económicas. Por esta razón, el muestreo adecuado, los análisis de laboratorio y el tratamiento del combustible a bordo son operaciones esenciales para mantener la fiabilidad de los sistemas de alimentación.
Un purificador de combustible marino permite eliminar agua y determinadas partículas sólidas, reduciendo el riesgo de daños en los componentes del sistema de inyección y otros equipos sensibles. Sin embargo, la capacidad de eliminación de contaminantes depende de la tecnología utilizada, ya que la filtración, la separación de agua y el tratamiento por adsorción actúan sobre diferentes tipos de impurezas.
La norma ISO 8217:2017, utilizada como referencia en numerosas operaciones de suministro de combustible marino, establece requisitos para diferentes propiedades del combustible, entre ellas:
- Viscosidad;
- Densidad;
- Índice de cetano;
- Contenido de azufre;
- Punto de inflamación;
- Contenido de sulfuro de hidrógeno;
- Índice de acidez;
- Contenido de sedimentos y residuos carbonosos;
- Propiedades de fluidez a bajas temperaturas, incluidos el punto de enturbiamiento, el punto de fluidez y la temperatura límite de filtrabilidad (CFPP), según el tipo de combustible;
- Aspecto del combustible;
- Contenido de agua y cenizas;
- Lubricidad;
- Contenido de metales y elementos traza, como vanadio, sodio, aluminio, silicio, calcio y zinc.
Contaminación por agua y purificación de combustible marino
El agua puede introducirse en el combustible marino debido a condiciones inadecuadas de almacenamiento, fallas en válvulas y conexiones, condensación o contaminación durante las operaciones de suministro. Su presencia puede favorecer la formación de lodos y emulsiones, provocar obstrucciones en los filtros y acelerar la corrosión de determinados componentes del sistema de combustible.
La contaminación por agua de mar resulta especialmente peligrosa debido a su contenido de sales. Los compuestos de sodio pueden reaccionar con el vanadio presente en determinados combustibles residuales y formar depósitos de bajo punto de fusión que se adhieren a las válvulas de escape y a las superficies de los turbocompresores. Estos depósitos pueden favorecer la corrosión a altas temperaturas y afectar negativamente al funcionamiento del motor.
Aunque la contaminación por agua dulce generalmente presenta un menor riesgo de corrosión salina, también puede provocar la formación de emulsiones, lodos y problemas en el sistema de alimentación. Por ello, la eliminación de agua del combustible marino es una etapa importante de su acondicionamiento antes de la combustión.
Los buques equipados con tanques de sedimentación correctamente diseñados y separadores bien mantenidos pueden reducir considerablemente el contenido de agua del combustible, incluso cuando la contaminación inicial alcanza aproximadamente el 3 %, dependiendo de las características del producto y de las condiciones de separación.
Para el tratamiento de aceites y determinados productos petrolíferos con un contenido elevado de humedad, GlobeCore ofrece equipos como las unidades CMM-1.0CF y CMM-2.0CF. Estas instalaciones están diseñadas para separar agua de líquidos oleosos y, según las características del producto y la configuración del equipo, pueden procesar mezclas con proporciones de agua y aceite de hasta 50:50 o superiores.
La eliminación de agua se realiza mediante un proceso de coalescencia y filtración. Durante el tratamiento, las pequeñas gotas de agua se agrupan sobre los elementos coalescentes y forman gotas de mayor tamaño, que posteriormente se separan del líquido y se acumulan en un recipiente de decantación. El agua recogida puede evacuarse mediante una válvula de drenaje.
Además, las unidades pueden incorporar filtros de cartucho con grados de filtración de 1, 3, 5 o 25 µm para eliminar partículas mecánicas. Las capacidades de procesamiento de estos equipos son de aproximadamente 1 a 2 m³/h, dependiendo del modelo.
Partículas catalíticas, cenizas y contaminantes sólidos en el combustible marino
Las partículas de aluminio y silicio, conocidas en la industria marítima como cat fines o finos catalíticos, proceden principalmente de los procesos de craqueo catalítico utilizados en las refinerías. Estas partículas son altamente abrasivas y pueden provocar desgaste acelerado de bombas de combustible, inyectores, segmentos de pistón y camisas de cilindro.
La norma ISO 8217:2017 establece para determinadas categorías de combustibles residuales un límite máximo de 60 mg/kg para la suma de aluminio y silicio (Al + Si). Sin embargo, los fabricantes de motores suelen recomendar concentraciones considerablemente inferiores en la entrada del motor, por ejemplo, inferiores a 10 mg/kg, utilizando valores cercanos a 15 mg/kg como referencia de advertencia, según las recomendaciones aplicables.
El contenido de cenizas y determinados elementos, como vanadio, sodio, calcio y hierro, también puede influir en el comportamiento del combustible durante la combustión. Algunos de estos componentes favorecen la formación de depósitos en turbocompresores, válvulas de escape y superficies de calderas, lo que puede reducir la eficiencia térmica y aumentar las necesidades de mantenimiento.
La filtración de combustible marino permite reducir la concentración de partículas sólidas y proteger los componentes sensibles de los sistemas de alimentación. No obstante, la eliminación de metales disueltos y otros compuestos químicos requiere tecnologías específicas y no puede garantizarse únicamente mediante filtración mecánica.
Entre las soluciones de GlobeCore para la eliminación de partículas se encuentra la unidad CMM-4.0F, destinada a la filtración de aceites lubricantes y aceites dieléctricos directamente en el lugar de operación. El equipo está diseñado para trabajar con líquidos cuya viscosidad no supere los 70 cSt. Su posible utilización con combustibles marinos debe evaluarse según las propiedades del producto y la compatibilidad técnica de la instalación.
Purificación de combustibles marinos de baja viscosidad
Los combustibles marinos de baja viscosidad se utilizan en diferentes tipos de motores diésel, incluidos motores de velocidad media y alta. Algunos presentan características similares a las del diésel automotriz, aunque pueden diferir en parámetros como la viscosidad, el índice de cetano y el contenido de azufre, dependiendo de su categoría y formulación.
Las regulaciones ambientales aplicables al transporte marítimo establecen límites al contenido de azufre de los combustibles utilizados por los buques. El cumplimiento de estos requisitos exige seleccionar combustibles adecuados o utilizar tecnologías autorizadas de control de emisiones. Además, antes de su utilización, puede ser necesario realizar operaciones de acondicionamiento para eliminar agua, partículas sólidas y otros contaminantes.
Los métodos convencionales de tratamiento, como la filtración, la sedimentación gravitacional y la separación centrífuga, permiten reducir el contenido de agua y partículas mecánicas. Sin embargo, su eficacia es limitada frente a determinados compuestos disueltos, productos de oxidación y otras sustancias que pueden afectar a la calidad del combustible.
Para el tratamiento por adsorción de combustibles marinos de baja viscosidad, GlobeCore ofrece la unidad CMM-6RL. Esta instalación utiliza un método de purificación basado en el contacto del combustible con un material adsorbente.
La unidad dispone de seis columnas llenas de un adsorbente natural conocido como tierra de Fuller. Durante el procesamiento, el combustible pasa a través de las columnas, donde determinados contaminantes y productos de envejecimiento son retenidos por el material adsorbente. Este tratamiento puede contribuir a mejorar las características del combustible, dependiendo de su composición inicial y de la capacidad de adsorción del sorbente.
Una característica importante de la CMM-6RL de GlobeCore es la posibilidad de reactivar el adsorbente directamente dentro de la instalación mediante un tratamiento térmico controlado. Este procedimiento permite reutilizar el material durante varios ciclos, reduciendo la frecuencia de sustitución y la cantidad de residuos asociados al uso de adsorbentes desechables.
La unidad CMM-6RL funciona mediante una secuencia de etapas tecnológicas:
- Purificación del combustible: aproximadamente 6 horas, con una potencia indicada de 1,5 kW;
- Preparación del adsorbente: aproximadamente 1 hora, con una potencia indicada de 6,25 kW;
- Ignición: aproximadamente 1 hora, con una potencia indicada de 17,5 kW;
- Tratamiento térmico del adsorbente: aproximadamente 15 horas, con una potencia indicada de 25,5 kW;
- Rellenado: aproximadamente 0,5 horas, con una potencia indicada de 6,5 kW.
La combinación de las etapas de purificación y reactivación permite organizar ciclos sucesivos de tratamiento del combustible y reutilización del adsorbente. La operación debe planificarse teniendo en cuenta la duración de cada etapa y la capacidad de almacenamiento necesaria para mantener el suministro de combustible durante los períodos de reactivación.
Importancia de la purificación del combustible marino para la fiabilidad de los motores
La purificación de combustible marino desempeña un papel esencial en la protección de los motores y sistemas auxiliares de los buques. La eliminación de agua, partículas abrasivas y determinados contaminantes contribuye a reducir el desgaste de los componentes, mejorar la fiabilidad operativa y disminuir el riesgo de averías relacionadas con la calidad del combustible.
Las tecnologías de filtración, separación de agua y tratamiento por adsorción cumplen funciones complementarias dentro del sistema de acondicionamiento del combustible. La selección del equipo adecuado depende de las características del combustible, los contaminantes presentes y los requisitos del motor.
Las unidades de la serie CMM de GlobeCore ofrecen soluciones para diferentes etapas del tratamiento de líquidos oleosos y combustibles compatibles, incluyendo la eliminación de agua, la filtración de partículas y la purificación por adsorción. Su aplicación, junto con un control adecuado de la calidad del combustible, puede contribuir a mejorar la seguridad y la eficiencia de las operaciones marítimas.
