¿Qué es una barrera flotante para derrames de petróleo? Tipos, componentes y cómo elegir una.

Una barrera flotante contra derrames de petróleo es una barrera que contiene, desvía, desvía o excluye el petróleo de la superficie del agua. No elimina el petróleo por sí sola, sino que concentra la mancha para que los skimmers, absorbentes u otros equipos de recuperación puedan recogerla. La barrera adecuada para cada caso depende del cuerpo de agua, la velocidad de la corriente y la rapidez con la que se necesite desplegar. Este artículo explica la función de una barrera flotante, sus componentes, los principales tipos y cómo elegir la más adecuada.

Qué efecto tiene una barrera flotante contra derrames de petróleo en el agua.

Una barrera flotante temporal para contención de derrames de petróleo concentra el crudo derramado. Su eficacia depende de la altura de las olas, la velocidad de la corriente y la solidez de su anclaje. En lugar de absorber el petróleo, la barrera retiene el crudo en una capa superficial más gruesa. Posteriormente, los desnatadores o absorbentes actúan sobre dicha capa. Esto es importante porque una mancha de petróleo delgada y extendida sobre aguas abiertas es mucho más difícil de recuperar que una contenida en una zona compacta.

Una pluma puede amarrarse a una estructura fija, como un muelle o uno de los boyas que rodean un puerto. También puede ser remolcado por remolcadores y otras embarcaciones. El método depende de si la barrera debe mantener su posición o barrer el petróleo hacia un punto de recuperación.

Las barreras flotantes cumplen cuatro funciones, y la función requerida determina su configuración. La contención retiene el petróleo para su recuperación in situ. La desviación dirige el petróleo hacia un punto de recolección. La deflexión lo aleja de un área sin recuperarlo. La exclusión sella un sitio sensible, como una toma de agua en un pantano, impidiendo que el petróleo llegue a él. La configuración elegida depende de la dirección del viento y de la corriente, por lo que una misma barrera puede realizar diferentes funciones en distintos días.

¿Por qué una barrera de contención contiene petróleo pero no puede limpiarlo?

Una barrera de contención retiene y concentra el petróleo en la superficie, pero la recuperación requiere equipo adicional, como desnatadores o material absorbente. Por sí sola, una barrera no limpia un derrame. Esta es la idea errónea más común en la planificación de derrames. Los compradores asumen que una barrera más larga implica una limpieza más rápida, cuando en realidad solo prepara el terreno para la etapa de recuperación posterior.

Las barreras flotantes también tienen un margen de operación limitado, y es ahí donde la contención falla silenciosamente. La EPA de EE. UU. señala que la mayoría de las barreras dejan de funcionar bien cuando las olas superan aproximadamente un metro o las corrientes alcanzan aproximadamente un nudo. El límite exacto depende del diseño de la barrera, el ángulo de despliegue, el tipo de petróleo y las condiciones del lugar. Por encima de esos umbrales, el petróleo se desliza por encima del francobordo o se filtra por debajo de la falda. En aguas rápidas, la falda suele ceder primero, plegándose bajo la corriente y permitiendo que el petróleo pase por debajo. Una barrera planificada sin verificar estos límites en condiciones reales puede terminar conteniendo muy poco.

Componentes principales de una barrera flotante de contención de petróleo

Cada barrera de contención comparte cuatro partes estructurales, y cada una se corresponde con un riesgo de fallo que puede comprobar antes de comprarla. Los diseños varían, pero la anatomía sigue siendo la misma:

• Francobordo — la parte que se encuentra por encima de la línea de flotación y que impide que el petróleo salpique por encima. Un francobordo demasiado bajo para las olas locales permite que el petróleo escape por encima de la barrera.
• Falda (borrador) — la parte que se encuentra bajo la superficie y que impide que el petróleo se filtre por debajo. Una faldilla poco profunda en corrientes fuertes permite que el petróleo pase por debajo de la barrera.
• Flotación — espuma, cámaras de aire o flotadores sólidos que mantienen la botavara erguida y a flote. El tipo de flotador determina la relación flotabilidad-peso, que influye en cómo se comporta la botavara en aguas agitadas.
• Elemento de lastre y tensión — una cadena o cable a lo largo de la parte inferior que lastra la botavara y soporta la carga del viento y las olas. Funciona con el mismo principio de carga que una botavara marina dimensionada. cadena de ancla. Sin la resistencia a la tracción suficiente, una barrera tendida a lo largo de un canal puede romperse por la corriente.

Lea la hoja de especificaciones como una relación, no solo como una altura. Compare el francobordo, el calado, la flotabilidad y la altura total en conjunto. Una botavara construida para aguas abiertas tiene un equilibrio muy diferente al de una construida para un puerto deportivo protegido. La norma ASTM F1523 es la referencia formal para las dimensiones mínimas de la botavara según la clase de agua. La norma ASTM F818 establece la terminología estándar para estas piezas.

Los principales tipos de barreras flotantes para la contención de petróleo y sus usos típicos.

Las barreras de contención de petróleo se clasifican en varios tipos principales, y cada una se adapta a condiciones específicas del agua y a un escenario de derrame determinado. La elección correcta depende de la ubicación de la barrera, la intensidad del oleaje y si se requiere contención o absorción. La tabla compara los tipos más comunes según los factores que influyen en la elección.

Cortinas y barreras de valla

Las barreras de cortina y las barreras de contención son los dos elementos básicos para la contención rutinaria, y la diferencia entre ellas radica en la energía del agua. Las barreras de cortina utilizan flotadores de espuma redondeados, que se adaptan mejor a las olas y se mantienen más estables en aguas abiertas. Su idoneidad para aguas agitadas depende de la relación flotabilidad-peso, la flexibilidad, la resistencia de los conectores y la clase de oleaje y corriente nominal. Las barreras de contención utilizan un flotador plano y rígido, y son más adecuadas para aguas costeras tranquilas. Su perfil plano se enrolla en un carrete para un almacenamiento y despliegue rápidos.

Barreras de contención costera, inflables y contra incendios

Las barreras de contención costeras, inflables y contra incendios se adaptan a condiciones que las barreras de cortina estándar no pueden cubrir. Una barrera de contención costera sustituye la falda por cámaras de lastre llenas de agua. Se apoya y sella contra el suelo expuesto durante la marea baja, lo que resulta adecuado para marismas, pantanos y bordes de la costa. Las barreras inflables ofrecen una alta relación flotabilidad-peso y permiten una rápida liberación en caso de emergencia en aguas turbulentas. Las barreras contra incendios resisten incendios in situ. Mantienen el petróleo fresco unido el tiempo suficiente para incendiarse y solo funcionan cuando el petróleo es reciente y el agua está en calma.

Bombas de sorbente

Una barrera absorbente absorbe el petróleo en lugar de represarlo. Su núcleo oleofílico e hidrofóbico absorbe los hidrocarburos a la vez que repele el agua. Al no tener faldón, una barrera absorbente no puede retener el petróleo por mucho tiempo. Funciona mejor como línea de respaldo, capturando la capa de petróleo dentro de un anillo de contención o alrededor de la maquinaria. Una vez que el núcleo se satura, se retira y se reemplaza.

Selección de una barrera flotante según las condiciones del agua y las directrices de la ASTM.

La selección de barreras de contención comienza con el cuerpo de agua, y las variables de decisión son la altura de las olas, la velocidad de la corriente y el tiempo que la barrera debe permanecer en su lugar. ASTM International publica normas para este fin. La norma F625 clasifica los cuerpos de agua para el control de derrames. La norma F1523 orienta la selección de barreras de contención según esas clasificaciones. Trabajar desde la clasificación del cuerpo de agua hasta la selección de la barrera es mejor que simplemente elegir una barrera según una etiqueta imprecisa como "el puerto".“

La siguiente matriz relaciona las condiciones comunes del agua con un tipo de barrera flotante y la variable que más conviene comprobar antes de comprar:

Varias normas ASTM permiten probar una hoja de especificaciones comparándola con un método específico en lugar de una afirmación de marketing:

En la práctica, el problema radica en elegir en función del precio en lugar de la clase de agua. Una barrera de contención ligera es barata y adecuada para un puerto deportivo protegido. Si se coloca la misma barrera en un canal de mareas, se sumerge y pierde aceite bajo la falda cuando aumenta la corriente. La comprobación es sencilla: basta con que la altura de ola y la corriente nominales de la barrera coincidan con las peores condiciones reales del lugar, no con el promedio de un día tranquilo.

Un límite merece ser nombrado. El sistema de amarre y anclaje que sostiene una barrera contra la corriente es una tarea de ingeniería independiente. Los ingenieros lo dimensionan a partir de un estudio del sitio y cálculos de carga, aparte de la selección de la barrera. Elegir el tipo de barrera y especificar el amarradero Que algo lo mantenga en su lugar son dos decisiones distintas. Tratarlas como una sola es un error común de planificación.

Modos comunes de fallo de la pluma en obra.

Las fallas en la pluma siguen algunos patrones recurrentes, y cada una se debe a una incompatibilidad entre la pluma y las condiciones del día. Conocer estos patrones antes del despliegue es más útil que cualquier especificación numérica.

• Sumersión — Una corriente o una falda de tamaño insuficiente arrastran la barrera hacia abajo, y el petróleo se escapa por debajo en forma de gotas que ascienden detrás de la línea.
• Salpicaduras — Las olas superan el francobordo y envían petróleo por encima de la barrera.
• Retorcer y sumergir — La barrera flotante está colocada en un ángulo incorrecto con respecto a la corriente, lo que provoca que se rompa el sello en la línea de flotación.
• De despedida — La tensión a lo largo de un tramo supera la capacidad de carga del elemento de tensión, y las secciones se rompen.

El rendimiento de las barreras de contención debe observarse, no darse por sentado. Si se instala una barrera sin comprobar la velocidad de la corriente en relación con la clase de agua, el resultado habitual es la inmersión. En ese caso, se vuelve a tensar bajo presión, en medio de la respuesta, cuando la reparación es más difícil. La monitorización es fundamental para las barreras fijas amarradas. Las mareas y los vientos cambiantes modifican la carga a lo largo del día y pueden desestabilizar silenciosamente una barrera que parecía segura en aguas tranquilas. La respuesta al desastre de Deepwater Horizon en 2010 demostró tanto el alcance como las limitaciones de las barreras de contención. Se desplegaron millones de pies, pero la altura de las olas, la corriente, la calidad del despliegue y la monitorización limitaron su rendimiento.

Cómo elegir la pluma adecuada para su sistema de agua y derrames.

La elección de la botavara depende de tres variables interrelacionadas: la clase de agua, la peor altura de ola y corriente posibles, y la tarea a realizar. Si se eligen correctamente, el francobordo, la profundidad del faldón y el tipo de botavara resultarán ventajosos. Si se eligen incorrectamente, incluso una botavara larga y costosa puede sumergirse, volcarse o romperse en el momento más crítico.

La mayoría de las deficiencias de la botavara se deben a un desajuste: el francobordo de la botavara frente a la altura real de las olas del día. Un defecto en la botavara rara vez es la causa. Como proveedor de equipos marinos, Nuestro equipo parte de la clasificación del agua del sitio y los datos actuales. A continuación, especificamos el tipo de botavara y el equilibrio entre el francobordo y la altura para esas condiciones. El diseño del amarre es un elemento aparte que requiere su propia confirmación a nivel de proyecto.

¿Está planificando la preparación ante derrames para un puerto, terminal o embarcación? Comience documentando cuatro aspectos clave: el tipo de agua (puerto, río, mar adentro o zona intermareal), la corriente y la altura de las olas en el peor de los casos, el petróleo o combustible que maneja y el tiempo de respuesta requerido. Con esta información, podemos seleccionar el tipo y las especificaciones de barrera de contención más adecuadas para su emplazamiento y confirmar los detalles que dependen de sus condiciones.