Tipos de desnatadores de aceite y cómo funcionan
Skimmers de aceite Se elimina el petróleo que flota en el agua para poder almacenarlo y reciclarlo, tratarlo o desecharlo. Si bien todos los skimmers realizan la misma función básica, los distintos diseños recogen el petróleo de diferentes maneras. Algunos permiten que la capa superficial fluya sobre un vertedero, mientras que otros utilizan tambores, discos, cepillos o cintas que atraen el petróleo. Los skimmers de succión extraen los líquidos superficiales directamente hacia un sistema de recuperación.
El diseño adecuado depende del petróleo, el espesor de la mancha, las condiciones del agua, los residuos, el método de despliegue y las bombas y sistemas de almacenamiento disponibles. Comprender el funcionamiento de cada mecanismo facilita la selección de un sistema que equilibre la tasa de recuperación, la selectividad del petróleo y los requisitos prácticos del terreno.
¿Qué es un skimmer de aceite?
Un desnatador de petróleo es un dispositivo mecánico que recoge el petróleo de la superficie del agua. Los desnatadores se utilizan para la respuesta a derrames en ríos, lagos, puertos, aguas costeras y entornos marinos. Los sistemas fijos o montados también pueden eliminar el petróleo no deseado de tanques, fosas, lagunas y aguas residuales de procesos industriales.
Un skimmer es solo una parte de un sistema de recuperación. Según la aplicación, el sistema completo puede incluir también una barrera de contención, una bomba o fuente de vacío, mangueras, una unidad de potencia y almacenamiento temporal. Cada componente debe ser compatible con la viscosidad del producto recuperado y la distancia de transferencia requerida.
Cómo funcionan los separadores de aceite
La mayoría de los skimmers aprovechan el comportamiento del petróleo en la interfaz agua-petróleo. Muchos productos derivados del petróleo son menos densos que el agua, por lo que tienden a flotar y formar una capa superficial. Sin embargo, la densidad no es el único factor. El petróleo y el agua no se mezclan fácilmente, y la tensión interfacial ayuda a mantener los líquidos separados, a la vez que influye en cómo se extiende el petróleo formando una mancha. La erosión, la emulsificación, la sedimentación y la turbulencia pueden alterar este comportamiento, por lo que no todos los derrames permanecen como una capa limpia y uniforme.
La química de la superficie también determina cómo un líquido moja un material sólido. Las superficies oleófilas tienen mayor afinidad por el aceite que por el agua. Cuando un tambor, disco, cinta o cepillo oleofílico pasa a través de una mancha de aceite, este recubre la superficie de recolección. Posteriormente, unos rascadores o limpiadores retiran el aceite y lo dirigen a un depósito. Este proceso selectivo generalmente recupera una mayor concentración de aceite que un dispositivo que recoge toda la capa superficial.
Los skimmers de vertedero y de succión utilizan un enfoque diferente. El vertedero se coloca en la interfaz agua-aceite o justo debajo de ella, de modo que la capa superficial fluye hacia una tolva. Un cabezal de succión utiliza presión negativa para aspirar el material superficial hacia una manguera. Estos métodos no selectivos pueden proporcionar una alta recuperación total de fluido, pero pueden acumular más agua junto con el aceite.
La ruta de recuperación del petróleo
- El petróleo se encuentra contenido o concentrado en los lugares donde el skimmer puede detectarlo.
- El cabezal de recogida recoge la capa de aceite por desbordamiento, adhesión o succión.
- Mediante limpiaparabrisas, raspadores, gravedad o succión, el líquido recuperado se desplaza hacia un sumidero o una manguera.
- Una bomba o una fuente de vacío transfiere el aceite o la mezcla de aceite y agua a un lugar de almacenamiento temporal.
- El material recuperado se separa, recicla, trata o elimina de acuerdo con el plan de respuesta y los requisitos aplicables.
Los principales tipos de desnatadores de aceite
Los desnatadores de petróleo se pueden agrupar según su mecanismo de recuperación. Dentro de cada grupo, el tamaño, los materiales, los sistemas de bombeo y las configuraciones de despliegue pueden variar considerablemente.
Skimmers de Weir
Un desnatador de vertedero elimina la capa superficial del líquido. El petróleo y parte del agua fluyen sobre un borde ajustable o autoajustable hacia una tolva central, desde donde el fluido recuperado se bombea al depósito. Dado que cualquier líquido en la superficie puede cruzar el vertedero, estos desnatadores se consideran no selectivos.
- Resulta útil cuando es importante una alta recuperación total de fluidos o cuando el petróleo es demasiado espeso o irregular para una superficie selectiva.
- Puede procesar muchos aceites que conserven la fluidez suficiente para fluir sobre el vertedero.
- Puede acumular una cantidad considerable de agua, especialmente durante las olas o cuando el vertedero está colocado a una altura demasiado baja.
- Los residuos flotantes pueden interferir con la entrada o la bomba aguas abajo.
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Skimmers de tambor
Los desnatadores de tambor utilizan tambores oleofílicos giratorios que atraviesan la capa de aceite. El aceite se adhiere a la superficie del tambor, mientras que gran parte del agua se drena. Unas cuchillas limpiadoras eliminan el aceite y lo dirigen a un depósito de recogida para su posterior bombeo y almacenamiento.
- La recuperación selectiva puede reducir la cantidad de agua que se envía a almacenar.
- Las superficies de recogida, lisas, ranuradas o intercambiables, pueden adaptarse a diferentes aceites y condiciones de funcionamiento.
- El rendimiento depende de la viscosidad del aceite, el espesor de la capa de aceite, la velocidad del tambor y la capacidad del aceite para llegar a los tambores.
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Skimmers de disco acanalado
Los desnatadores de discos utilizan una hilera de discos oleofílicos giratorios. A medida que los discos se desplazan por la mancha de aceite, este recubre sus superficies. Unos rascadores eliminan el aceite en cada rotación y lo dirigen a un depósito. La presencia de varios discos proporciona una amplia zona de recogida en un cabezal de desnatado compacto, mientras que las ranuras aumentan la superficie disponible para transportar el aceite.
- La recolección selectiva generalmente limita la recuperación del exceso de agua.
- La geometría del disco y la velocidad de rotación deben adaptarse al aceite y al entorno operativo.
- La gestión de los residuos y la inspección periódica de las raspadoras son importantes para un funcionamiento constante.
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Desnatadores de pincel
Los desnatadores de cepillo recogen el petróleo mediante hileras de cerdas oleófilas. Los cepillos giran a través de la mancha de petróleo y se peinan o raspan al regresar al desnatador, liberando el petróleo recuperado en un depósito. La rigidez y la separación de los cepillos influyen en el tipo de petróleo que el desnatador puede procesar.
- Se suele recomendar para aceites viscosos, deteriorados o emulsionados que se adhieren a las cerdas.
- Puede configurarse como una unidad independiente, incorporarse a una embarcación o adaptarse a otro diseño de skimmer.
- Las cerdas y los componentes de limpieza requieren inspección cuando se trabaja cerca de residuos.
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Skimmers de cinturón
Los desnatadores de cinta mueven una cinta oleófila continua a través del petróleo. La cinta extrae el petróleo del agua, y un rascador o escurridor lo deposita en un sumidero o tanque. Los desnatadores de cinta pequeños y fijos son comunes en aplicaciones industriales, mientras que los sistemas de cinta flotantes o móviles de mayor tamaño se utilizan en la respuesta a derrames.
- La correa puede llegar al interior de tanques, fosos o áreas confinadas donde el conjunto de accionamiento debe permanecer por encima del líquido.
- El material de la correa y el diseño de la superficie se pueden seleccionar para diferentes aceites y temperaturas.
- La alineación, la tensión, el estado del rascador y la acumulación de residuos afectan al funcionamiento.
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Skimmers de succión y vacío
Los skimmers de succión utilizan un cabezal flotante o una herramienta de recogida conectada a una bomba o sistema de vacío. El operador coloca la entrada en la interfaz agua-aceite, y la presión negativa aspira el líquido superficial a través de una manguera hasta un tanque de recuperación. Dado que el sistema recoge todo lo que entra por la entrada, no es selectivo.
- Portátil y útil en lugares donde una manguera puede alcanzar el aceite acumulado o contenido.
- Puede recuperar petróleo, agua y pequeños residuos simultáneamente, lo que aumenta las necesidades de almacenamiento y separación.
- Deben tenerse en cuenta el diámetro de la manguera, la altura de aspiración, la compatibilidad con la bomba y el potencial de obstrucción.
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Skimmers flotantes, fijos y de avance
El mecanismo de recolección es solo una parte de la selección del skimmer. La configuración de implementación también es importante.
- Los dispositivos flotantes de recogida de residuos funcionan en la superficie del agua y pueden sujetarse con cables, desplegarse desde la costa o manejarse desde una embarcación.
- Los skimmers fijos o montados permanecen en un tanque, foso, separador u otro lugar controlado para la eliminación rutinaria de petróleo.
- Los skimmers estacionarios de respuesta a derrames recuperan el petróleo que llega al cabezal de recogida mediante una barrera flotante, la corriente de aire o mediante posicionamiento manual.
- Los skimmers de avance se desplazan a través de la mancha de petróleo o utilizan el movimiento del buque para introducir el crudo en el sistema de recuperación. Su rendimiento depende en gran medida de la frecuencia de encuentro y la velocidad de operación.
Cómo seleccionar el skimmer de aceite adecuado
Comience por las condiciones en las que debe operar el sistema de recuperación completo. Los siguientes factores influyen tanto en la elección del skimmer como en su rendimiento en el campo.
- Propiedades del aceite. Identifique el producto, la viscosidad esperada, la resistencia a la intemperie, la emulsificación y la temperatura de funcionamiento.
- Espesor de la capa de aceite y tasa de encuentro. Un skimmer no puede recuperar el petróleo más rápido de lo que este llega a su superficie de recolección.
- Condiciones del agua. Las olas, la corriente, el viento y el movimiento de la embarcación pueden cambiar la posición de la entrada, aumentar la captación de agua y alejar el petróleo del skimmer.
- Escombros y hielo. El material flotante puede bloquear las compuertas, ensuciar los cepillos o discos y obstruir las mangueras o bombas.
- Selectividad de aceite requerida. Una capacidad limitada de almacenamiento o separación posterior puede favorecer un sistema que minimice la captación de agua.
- Compatibilidad de la bomba y la manguera. El fluido recuperado debe circular a través de la bomba y la manguera de descarga con la viscosidad y la altura de elevación esperadas.
- Capacidad de almacenamiento. La recuperación total de fluidos, no solo la recuperación de petróleo, determina la rapidez con la que se llenan los tanques.
- Recursos para el despliegue. Considere el personal, las embarcaciones, las grúas, los vehículos, la energía eléctrica, el aire comprimido y el acceso disponible al derrame.
- Entorno operativo. Las condiciones peligrosas o corrosivas pueden requerir materiales compatibles y un sistema de accionamiento adecuado.
- Preparación y mantenimiento. Inspeccione las superficies de recolección, los raspadores, los sellos, las mangueras, las bombas y las unidades de potencia, y capacite a los operadores antes de que ocurra un incidente.