Progreso en materia de carbono negro (BC) y soluciones para combatirlo
A finales de marzo, el subcomité de Prevención y Respuesta a la Contaminación (PPR) de la OMI celebró su octava reunión. Esta fue otra encrucijada para el debate sobre el carbono negro (BC), que giraba en torno a la cuestión de qué hacer a continuación. Durante mucho tiempo, parecía que no se podían tomar decisiones dada la opinión predominante, a saber, que el carbono negro se controlaría mediante la prohibición del fuelóleo pesado en el Ártico. Parecía que los últimos 11 años de debates e investigaciones habían sido en vano.
Sin embargo, un último intento, fruto de la excelente cooperación entre los países árticos, vino al rescate. La PPR llegó a un acuerdo basado en un enfoque gradual y basado en objetivos. La OMI debe:
- «... desarrollar, como punto de partida, directrices sobre medidas de control recomendadas basadas en objetivos para reducir el impacto en el Ártico de las emisiones de carbono negro procedentes del transporte marítimo internacional, teniendo en cuenta las medidas de control candidatas identificadas...», y
- «... seguir considerando la posibilidad de regular o controlar directamente de otro modo las emisiones de carbono negro de los motores diésel marinos (gases de escape) para reducir el impacto en el Ártico de las emisiones de carbono negro del transporte marítimo internacional, teniendo en cuenta las medidas de control candidatas identificadas...» [PPR 8/13]
Entonces, ¿qué significa esto en la práctica? Presumiblemente, la idea es comenzar con medidas de control voluntarias (o recomendatorias) de BC, un término que traduciré en un momento. Esto significa, con algunas expectativas por parte de los reguladores, que los barcos, centrándose en los que operan en el Ártico, deberían tratar de reducir el BC a un cierto nivel. En una etapa posterior, si así se acuerda, estas medidas de control voluntarias pueden hacerse obligatorias en base a la experiencia adquirida.
El término «basado en objetivos» es importante, porque indica que los medios para reducir la contaminación por hidrocarburos son menos importantes. No se prescribe ningún medio ni se rechaza ninguno, siempre que la contaminación por hidrocarburos no se transforme en otro tipo de contaminación como resultado. Una «medida de control» podría ser, por tanto, un límite fijo o un conjunto de límites, pero también podría ser la utilización de la «mejor tecnología disponible» (MTD).
En este momento, no está claro qué expectativas tienen los reguladores sobre una «medida de control». Supongo que cada país tiene una idea diferente al respecto. El problema es que no tenemos ningún régimen existente en el que apoyarnos. A partir de la regulación de camiones y coches, la industria naviera adoptó un paralelismo directo: reducir el SOx a través del combustible y el NOx a través del postratamiento. Incluso los niveles de emisión estaban disponibles como referencia. Para el BC no tenemos nada, la OMI tiene que inventarlo.
Alfa Laval ha deseado durante mucho tiempo que el punto del orden del día sobre el carbono negro hubiera sido en su lugar un debate sobre las partículas en suspensión (PM) y/o el número de partículas (PN). Si hubiera sido así, la cuestión se habría resuelto más fácilmente en lo que respecta a la supervisión, el establecimiento de límites, las tecnologías de reducción, etc. Cuando se reducen las PM/PN, también se reduce el carbono negro. Hasta cierto punto, este punto de vista está integrado en la nueva cartera de productos que Alfa Laval está explorando y desarrollando.
Cuando se trata de tecnologías para reducir el BC (y el PM), los beneficios de la aplicación dependen mucho más del tipo de barco y del patrón operativo que los de SOx y NOx. Esto significa que se necesita una amplia cartera de productos, pero el denominador común de todas las tecnologías es que el BC debe reducirse al menos en un 90 %. Asimismo, todas deben ser adecuadas para uso marino.
Un precipitador electrostático húmedo (WESP) es una solución excelente como reacondicionamiento de un EGCS existente o como parte de una nueva instalación de EGCS. También se puede instalar como unidad independiente. Un WESP funciona cargando eléctricamente un haz de tubos para atraer las partículas en los gases de escape, que luego son atrapadas por el agua que corre por los tubos. Esta es una tecnología robusta que funciona bien para la navegación y puede utilizarse ampliamente en todo tipo de barcos y patrones operativos.
Los filtros de partículas diésel (DPF) son otra tecnología muy conocida. Estos filtros recogen partículas más grandes que su tamaño de malla y deben limpiarse periódicamente de hollín acumulado, lo que significa que la ceniza es un subproducto. La tecnología es simple y fácil de mantener, pero su desventaja es la alta contrapresión. Por lo tanto, los filtros deben instalarse en el lado de presión del turbocompresor. Aunque la principal aplicación hasta ahora ha sido en motores de dos tiempos y en la navegación de altura, no existen limitaciones técnicas que impidan el despliegue de DPF también en motores de cuatro tiempos.
Una tercera tecnología que es una buena solución para la navegación es el DPF catalítico (o CDPF). Estos filtros tienen un catalizador que «quema» las partículas y recoge la ceniza muy fina que queda. Esto significa que los subproductos se eliminan más o menos, y con ellos se eliminan los problemas de contrapresión. Hemos experimentado una eliminación de partículas de más del 98 % con estos filtros, en función de la masa. Dado que la temperatura de funcionamiento del catalizador es de unos 350 °C, la principal aplicación son los motores de cuatro tiempos que funcionan en zonas de control de emisiones de NOx, lo que convierte a CPDF en una tecnología perfecta para cruceros, transbordadores, etc.
Con estas tecnologías en continuo desarrollo, Alfa Laval acoge con satisfacción el resultado de PPR 8. Estamos trabajando activamente con las soluciones marinas para lograr un mundo más limpio, ya sea centrándonos en el carbono negro o en las partículas en su conjunto.
26-05-2021
Cuadro de datos
Las partículas en suspensión (PM) son un nombre colectivo para las partículas finas sólidas o líquidas añadidas a la atmósfera por procesos en la superficie de la Tierra. Las partículas en suspensión incluyen polvo, humo, hollín, polen y partículas de tierra [Agencia Europea de Medio Ambiente, 27 de abril de 2021, https://www.eea.europa.eu/themes/air/air-quality/resources/glossary/particulate-matter]. En relación con las emisiones de gases de escape, las PM comprenden, por tanto, hollín, polvo y humo.
La cantidad de PM se expresa normalmente en términos de masa. Sin embargo, también puede expresarse en combinación con tamaños específicos de partículas. Un ejemplo es PM 10, que es la masa de partículas mayores de 10 micrómetros.
El número de partículas (PN) es solo otra forma de cuantificar las PM. Dentro de un volumen determinado, se puede contar el número de partículas, independientemente de su tamaño.
El carbono negro (CN) es la parte negra de la materia particulada en el gas de escape. La OMI ha definido el CN* como:
[…] un tipo distinto de material carbonoso, formado únicamente en las llamas durante la combustión de combustibles a base de carbono. Se distingue de otras formas de carbono y compuestos de carbono contenidos en el aerosol atmosférico porque tiene una combinación única de las siguientes propiedades físicas:
1. Absorbe fuertemente la luz visible con una sección transversal de absorción de masa de al menos 5 m2g-1 a una longitud de onda de 550 nm;
2. Es refractario; es decir, conserva su forma básica a temperaturas muy altas, con una temperatura de vaporización cercana a los 4000 K;
3. Es insoluble en agua, en disolventes orgánicos como el metanol y la acetona, y en otros componentes del aerosol atmosférico; y
4. Existe como un agregado de pequeñas esferas de carbono.
*Basado en: Bond, T.C. et al. (2013). Bounding the role of Black Carbon in the climate system: A scientific Assessment, Journal of Geophysical Research: Atmosphere, 118, 5380-5552, doi:10.1002/JGRD.50171