UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMA FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA TECNICO EN SISTEMAS ELECTRICOS MÁQUINAS ELÉCTRICAS 2 PROYECTO SEPARADOR DE AGUA OLEOSA INTEGRANTES DEL GRUPO: FRIAS, AARON 8-940-1897 PEREZ, DANIEL 8-800-2305 SILVERA, JONATHAN 8-856-143 VALDÉS, ULICES 8-977-2046 GRUPO: 1TX231 PROFESOR: ALBERTO QUIROZ 2022 INTRODUCCIÓN En el interior del casco, en la parte inferior, suelen acumularse los denominados líquidos de sentina, formados en su gran mayoría por residuos líquidos procedentes del agua de mar, aguas de limpieza, aceite y combustible. Se trata de una mezcla generada por operaciones propias de la navegación, el mantenimiento o la reparación de los buques, por eso está calificado como residuo peligroso según el CER (Clasificación Estadística de Residuos). Las sentinas son, como se entiende en el párrafo anterior aquella zona más baja de un barco, e inmediatamente superior a la quilla de la embarcación. Antiguamente, en los navíos de línea ya existía este espacio, aunque se llamaba caja de aguas, se situaba en la parte inferior de las bodegas y a él llegaban las tuberías de las cubiertas superiores. CONTENIDO Marco Teórico Un separador de agua aceitosa (OWS) (marino) es un equipo específico para la industria del transporte marítimo o marítimo. Se utiliza para separar mezclas de aceite y agua en sus componentes separados. Este informe se refiere exclusivamente a los separadores de agua aceitosa a bordo de embarcaciones marinas. Se encuentran a bordo de barcos donde se utilizan para separar el petróleo de las aguas residuales aceitosas, como el agua de sentina, antes de que se descarguen en el medio ambiente. Estos vertidos de aguas residuales deben cumplir con los requisitos establecidos en Marpol 73/78. El agua de sentina es un producto casi inevitable de las operaciones a bordo. Fugas de aceite de maquinaria en funcionamiento, como generadores diésel, compresores de aire y el motor de propulsión principal. Los OWS modernos tienen alarmas y dispositivos de cierre automático que se activan cuando el contenido de almacenamiento de aceite de las aguas residuales supera un cierto límite (15ppm: 15 cm3 de aceite en 1m3 de agua). Propósito El propósito principal de un separador de agua oleosa (OWS) a bordo es separar el petróleo y otros contaminantes que podrían ser dañinos para los océanos. La Organización Marítima Internacional (OMI) publica reglamentos a través del Comité de Protección del Medio Marino (MEPC). El 18 de julio de 2003, el MEPC emitió un nuevo reglamento que debía seguir cada buque construido después de esta fecha. Este documento se conoce como MEPC 107 (49) y detalla las directrices y especificaciones revisadas para los equipos de prevención de la contaminación para las sentinas de los espacios de máquinas de los buques. Cada OWS debe poder lograr agua de sentina limpia por debajo de 15 ppm de aceite tipo C o aceite muy emulsionado, y cualquier otro contaminante que pueda encontrarse. Todos los monitores de contenido de aceite (OCM) deben ser a prueba de manipulaciones. Además, siempre que se esté limpiando el OWS, el OCM debe estar activo. Un OWS debe poder eliminar los contaminantes y el aceite. Algunos de estos agentes contaminantes incluyen aceite lubricante, productos de limpieza, hollín de combustión, fueloil, óxido, aguas residuales y varias otras cosas que pueden ser dañinas para el medio ambiente oceánico. Diseño y Operación Todos los equipos de OWS, nuevos o viejos, pueden, en un laboratorio, separar el aceite y el agua, hacerlo automáticamente y producir agua limpia para su descarga por la borda que no contenga más de 15 partes por millón de aceite. El equipo OWS se aprueba probándolo con cócteles específicos de mezcla de aceite y agua. Inicialmente, estas combinaciones eran muy simples, básicamente no eran más que una mezcla de agua limpia y combustible diésel, pero se han vuelto más sofisticadas bajo MARPOL MEPC 107 (49). La gran mayoría de estos muchos modelos, fabricantes y tipos de equipos comienzan con algún tipo de separación por gravedad del agua de sentina. Simplemente dejar reposar el aceite y el agua se llama decantación, y esto no siempre cumple con el criterio de 15 ppm, por lo que cada fabricante ha agregado características adicionales a su equipo para garantizar que este criterio se pueda cumplir. La separación que tiene lugar dentro del OWS permite que el aceite que flota hacia la parte superior se extraiga automáticamente a un tanque de lodo o tanque de almacenamiento de aceite sucio. No existe un estándar oficial para la convención de nomenclatura de tanques, pero hay algunas propuestas al respecto. Un OWS debe estar equipado con un medidor de contenido de aceite (OCM) que muestrea el agua de descarga al agua del OWS para determinar el contenido de aceite. Si el contenido de aceite es inferior a 15 ppm, el OCM permite que el agua se descargue por la borda. Si el contenido de aceite es superior a 15 ppm, el OCM activará una alarma y moverá una válvula de tres vías que, en un corto período de tiempo, recirculará el agua de descarga por la borda a un tanque en el lado de succión del OWS. Un OCM toma una muestra de goteo de la línea de descarga por la borda del OWS y proyecta una luz a través de la muestra hacia un sensor óptico. Dado que las pequeñas gotas de aceite difractan y difunden la luz, un cambio en la señal en el sensor indicará la presencia de aceite. Con una cierta configuración de señal que es aproximadamente equivalente a 15 ppm, el sensor concluirá que hay demasiado aceite pasando por la línea de descarga. Esta calibración generalmente se lleva a cabo en un laboratorio, pero se puede probar mediante el uso de un líquido de tres muestras a bordo del recipiente. Si el OCM termina tomando muestras de una cierta cantidad de aceite pesado, el OCM se ensuciará y será necesario enjuagarlo o limpiarlo. La limpieza se puede realizar haciendo correr agua dulce a través del OCM a través de una conexión permanente o se puede realizar abriendo el área de muestra del OCM y restregando el área de la muestra con un cepillo para botellas. El agua extraída por el OWS fluye a los espacios de recolección de aceite. Puede haber dos etapas. El filtro de la primera etapa elimina las impurezas físicas presentes y promueve una fina separación. El filtro de la segunda etapa utiliza insertos coalescentes para lograr el desengrase final. La coalescencia es la ruptura de la tensión superficial entre las gotitas de aceite en una mezcla de aceite / agua que hace que se unan y aumenten de tamaño. El aceite de los espacios colectores se drena automática o manualmente. En la mayoría de los barcos modernos, el aceite de los espacios de recolección se drena automáticamente. Historia de las regulaciones para la descarga de agua tratada En 1948 en los EE. UU., El gobierno federal aprobó una Ley de Control de la Contaminación del Agua (WPA). Esta ley otorgó derechos al cirujano general del servicio de salud pública para realizar programas para disminuir la cantidad de contaminación en las aguas del mundo. La principal preocupación era ahorrar agua, proteger a los peces y tener agua limpia para uso agrícola. La WPA también ayudó a iniciar el proceso de construcción de plantas de tratamiento de agua. Esto es para evitar que las aguas residuales contaminen el agua potable. En 1972, la WPA fue enmendada para incluir más requisitos a fin de asegurar que el agua sea químicamente sana. Esta enmienda también promovió las regulaciones para asegurar que la calidad del agua estuviera a la altura. En 1987, la WPA fue enmendada nuevamente para poner un control aún más estricto sobre la contaminación del suministro de agua. Con esta nueva enmienda, las fuentes de agua tenían que ajustarse a un conjunto específico de criterios para luchar contra la contaminación. MARPOL Marpol 73/78 es el Convenio internacional para prevenir la contaminación por los buques, 1973, modificado por el Protocolo de 1978. ("Marpol" es la abreviatura de contaminación marina y 73/78 la abreviatura de los años 1973 y 1978.) Marpol 73/78 es uno de los convenios ambientales marinos internacionales más importantes. Fue diseñado para minimizar la contaminación de los mares, incluida la contaminación por vertidos, petróleo y escape. Su objetivo declarado es preservar el medio marino mediante la eliminación completa de la contaminación por petróleo y otras sustancias nocivas y la minimización de la descarga accidental de dichas sustancias. Normativa Vigente Estados Unidos Las regulaciones de la Ley de Agua Limpia limitan lo que puede descargarse al mar desde un OWS en aguas de EE. UU. Los límites actuales son <15 mg / l de hidrocarburos para descargas dentro de las 12 millas náuticas de la costa o 100 mg / l fuera de ese límite. Europa y Canadá Los países europeos y Canadá tienen reglas más estrictas sobre vertidos y los vertidos deben contener menos de 5 mg / l de contaminantes. La descarga de aguas contaminadas con hidrocarburos también está sujeta a controles internacionales como el Convenio internacional para prevenir la contaminación por los buques (MARPOL) y la Organización Marítima Internacional (OMI). Estas organizaciones establecen límites estrictos para proteger la vida marina y los entornos costeros. Estas agencias requieren que se mantengan registros de cualquier descarga de agua contaminada. Tipos Separador de placas por gravedad Un separador de placas por gravedad contiene una serie de placas oleofílicas a través de las cuales fluye el agua contaminada. El aceite en el agua se fusiona en la parte inferior de la placa y eventualmente forma gotitas antes de fusionarse en aceite líquido que flota fuera de las placas y se acumula en la parte superior de la cámara. El aceite que se acumula en la parte superior se transfiere luego al tanque de aceite usado en el barco, donde luego se descarga a una instalación de tratamiento en tierra. Este tipo de separador de agua aceitosa es común en los barcos, pero tiene fallas que disminuyen la eficiencia. Las partículas de aceite de veinte micrómetros o menos no se separan. La variedad de desechos aceitosos en el agua de sentina puede limitar la eficiencia de remoción, especialmente cuando están presentes petróleos muy densos y viscosos, como el petróleo para búnker. Las placas deben reemplazarse cuando están sucias, lo que aumenta los costos de operación. Electroquímica La purificación de aceites y contaminantes de aguas residuales mediante emulsificación electroquímica se encuentra activamente en investigación y desarrollo. La emulsificación electroquímica implica la generación de burbujas electrolíticas que atraen contaminantes como los lodos y los llevan a la parte superior de la cámara de tratamiento. Una vez en la parte superior de la cámara de tratamiento, el aceite y otros contaminantes se transfieren a un tanque de aceite usado. Biorremediación La biorremediación es el uso de microorganismos para tratar el agua contaminada. Se necesita un ambiente cuidadosamente manejado para los microorganismos que incluye nutrientes e hidrocarburos como aceite u otros contaminantes y oxígeno. En estudios a escala piloto, la biorremediación se utilizó como una etapa en un proceso de purificación de múltiples etapas que incluía un separador de placas para eliminar la mayoría de los contaminantes y fue capaz de tratar contaminantes en concentraciones muy bajas, incluidos contaminantes orgánicos como glicerol, solventes, combustible para aviones, detergentes y fosfatos. Después del tratamiento del agua contaminada, el dióxido de carbono, el agua y un lodo orgánico fueron los únicos productos residuales. Centrífugo Un separador centrífugo de agua y aceite, un separador centrífugo de aceite y agua o un separador centrífugo de líquido y líquido es un dispositivo diseñado para separar el aceite y el agua mediante centrifugación. Por lo general, contiene un recipiente cilíndrico que gira dentro de un recipiente estacionario más grande. El líquido más denso, generalmente agua, se acumula en la periferia del recipiente giratorio y se recoge desde el lateral del dispositivo, mientras que el líquido menos denso, generalmente aceite, se acumula en el eje de rotación y se recoge en el centro. Los separadores centrífugos de agua y aceite se utilizan para el procesamiento de aguas residuales y para la limpieza de derrames de petróleo en el mar o en lagos. Los separadores centrífugos de aceite y agua también se utilizan para filtrar diésel y aceites lubricantes al eliminar las partículas de desecho y las impurezas. Eléctrico El dispositivo adopta la combinación de calentamiento por vapor (eléctrico); la separación de fusión y gravedad de la placa de onda de cono de la primera etapa, el filtro de fibra de la primera y segunda etapa y la permeación de la membrana de la tercera etapa para hacer que el agua de sentina tratada cumpla con los requisitos del estándar de descarga de las resoluciones de IMO MEPC. Problemas En una embarcación que funcione correctamente, solo habrá pequeñas cantidades de sentina siempre que no haya fallas en el equipo. Pero incluso las embarcaciones mejor operadas sufren fallas en los equipos, que luego rápidamente resultan en sentinas contaminadas. A veces, estos contaminantes son masivos y representan un serio desafío para la tripulación para tratarlos de manera legal. Un sistema OWS correctamente diseñado hará que sea claro y fácil para las agencias reguladoras de cumplimiento determinar si se están violando las regulaciones del sistema OWS. En la actualidad, no existe un método claro y eficiente para determinar si se violan o no las regulaciones. En el nivel más básico, la ausencia absoluta de cualquier tipo de estandarización de los sistemas OWS hace que la investigación inicial sea confusa, sucia, requiere mucho tiempo y, a veces, simplemente incorrecta. En la industria marítima existe una larga e importante tradición de "unión" en las investigaciones forenses marinas, en la que todas las partes interesadas examinan las mismas cosas al mismo tiempo. Sin embargo, debido al carácter criminal de las violaciones de OWS, se abandona el concepto de unión, lo que conduce a métodos de investigación técnica muy deficientes y graves interrupciones innecesarias de las operaciones de los buques. Se están realizando varios esfuerzos para mejorar el enfoque general del sistema OWS. En 2015, en la Conferencia de Estudios MAX1 celebrada en Wilmington, Carolina del Norte, los líderes marítimos de muchos sectores diferentes se reunieron para discutir los problemas de posibles soluciones con respecto a la gestión del flujo de residuos. DIAGRAMA PLAN DE MANTENIMIENTO Equipo Diariamente Mensualmente Anualmente Bomba de agua Contactores Se le hace una inspección visual en medida de determinar posibles defectos técnico Desmontaje del Procedimiento de contactor para limpieza ajustar los tornillos de de exceso polvo y los contactos (1 vez por fluidos, para evitar semana). corrosión (periodo de cada 3 meses) Tuberías Inspecciona miento visual de las tuberías, evitar posibles fugas Resistencia Inspecciona miento visual (2 veces por semana) Relés Termostato Botonera Se des energiza para engrasar el motor y verificar conexión de la fuente (periodo de cada 6 meses) Limpieza interna de las tuberías mediante un producto formula 83, limpieza del filtro. (periodo de cada 3 meses) Superficial mente la limpieza de la resistencia (periodo de cada 3 meses) Desmontaje de los relés y limpieza de contactos (periodo de cada 2 meses) Se desmonta el motor para hace una limpieza total del rotor y estator de exceso de polvo, fluidos y cambio de tornillos de borneras, engrasamiento posteriormente. Desmantelar el contactor del panel y se procede a abrirse para limpieza de la bobina y buen estado de esta y cambio de tornillos de los contactos. Desajustar las tuberías para cambiarlas por unas nuevas, con pegamento nuevo. Desarmar la resistencia para proceder la limpieza de esta. Desmontaje de los relés para limpieza de los Inspeccionar los relés contactos y desmontaje de las bases. De samblaje del termostato para Verificar el buen Se lubrica la perilla del limpieza del bulbo y estado de la perilla y termostato (periodo de lubrica miento de la del bulbo cada 3 meses) perilla y limpieza del exceso de polvo Ajustar las conexiones Limpieza del exceso de Inspeccionar el estado de los terminales polvo de la botonera y de esta (periodo de cada 3 cambio de tornillos meses) Selector Ip principal Ip de distribución Inspeccionar el estado Limpieza de los de la perrilla en caso de contactos (periodo de mal funcionamiento cada 4 meses) Verificar los tornillos Inspeccionar los de conexión (periodo mecanismos de cada 2 meses) Verificar los Inspeccionar las ensamblajes de los conexiones componentes (periodo de cada 4 meses) PRESUPUESTO Cambio de tornillos y exceso de polvo Desmontaje del Ip y limpieza de borneras Desmontaje y limpieza del panel de distribución. PRESUPUESTO/COSTO DEL PROYECTO DESCRIPCION PRECIO CANTIDAD Conector macho electrico 3.99 Panel de dos circuitos 8.99 1 Caja de paso 12x12x4 23.99 1 Bomba de agua periferica 39.99 1 Breaker dos polos 10.99 1 Codo liso de pvc 1" 0.59 2 Adaptador macho pvc 1" 1.77 1 Conector Romex 3/8" 0.50 6 Teflon cinta de 3/4" 0.99 1 Pegamento gris pvc 3.59 1 Grapa para cable 0.49 2 Cable plastico 3x14 0.45 10 pies Tornillos para madera 1.00 1 Loctite epoximil 4.99 1 Llave de paso de 1" 2.55 1 Masking tape 3M 3.99 1 Spray prime gris 2.99 1 Storage box 9.95 1 Platina de zinc de 2" x 1/2" 2.99 1 Rele de 14 pines y base 120v 6A 14.99 3 Interrutor de flotador horizontal 6.99 2 Contactor HC1 120v 2 polos 10.29 2 Estufa electrica 16.99 1 Super 33 cinta electrica 3M 5.59 1 Cordon cauco cuadruple 12 awg 0.75 10 pies Olla de aluminio redonda 16.99 1 Botonera star stop 14.99 1 Selector 3 posisciones 27.69 1 Termostato mecanico 65.99 1 Luces piloto 2.50 2 Toggle switch 6.99 1 Broca escalonada 19.99 1 Disco de corte metal 3.99 1 Zunchos plasticos 0.99 1 Juego de brocas para metal 12.99 1 Bloque de terminales de tornillo 5.00 3 Bisagras 0.99 1 Paquete de terminales 10.00 1 Funda espiral para cables electricos 1.22 3 pies Pintura 4.99 1 Tubo pvc de 1 " 6.99 1 ITBMS 7% TOTAL CONFECCIÓN TOTAL 3.99 8.99 23.99 39.99 10.99 1.18 1.77 3.00 0.99 3.59 0.98 4.50 1 4.99 2.55 3.99 2.99 9.95 2.99 44.97 13.98 20.58 16.99 5.59 7.50 16.99 14.99 27.69 65.99 5.00 6.99 19.99 3.99 0.99 12.99 15.00 0.99 10.00 3.66 4.99 6.99 459.27 32.14 491.41 © Probando potencia del calentador Instalación de Estructura Comienzo de instalación eléctrica Estableciendo control lógico del sistema. Equipo trabajando en conjunto. Mejorando aspecto y solucionando fallas del sistema. PROYECTO FINALIZADO CONCLUSIÓN En el transcurso del tiempo, las sentinas han evolucionado al igual que lo han hecho los barcos o buques, pero siguen teniendo la misma función de acumular líquidos de diferente procedencia. Estos líquidos son perjudiciales para el medio ambiente marino, por su composición a base de detergentes, aceites, agua de mar y productos de limpieza. Así como las sentinas, la manera de extraer estos líquidos han presentado cambios a lo largo del tiempo. Las aguas de sentina eran usualmente vertidas al mar, durante las reparaciones o mantenimientos se vertían al alcantarillado sin pasar ningún tratamiento previo. Realizar este tipo de vertidos durante la navegación, provoca un impacto mucho mayor en zonas cercanas a la costa, donde el impacto ambiental y visual es mayor afectando también a las actividades propias del turismo y a la pesca local.
