Las emisiones combinadas de metales y otras sustancias peligrosas para el medio ambiente de los barcos están poniendo en peligro el medio ambiente marino según un nuevo estudio de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia.
por la Universidad Tecnológica de Chalmers
Cuando los investigadores calcularon la carga contaminante de estas emisiones al ambiente marino en cuatro puertos, se encontró que el agua descargada de los lavadores de los barcos, cuyo propósito es limpiar sus gases de escape, representa más del 90% de los contaminantes.
«Los resultados hablan por sí mismos. Una regulación más estricta del agua de descarga de los depuradores es crucial para reducir el deterioro del medio ambiente marino», dice Anna Lunde Hermansson, estudiante de doctorado en el Departamento de Mecánica y Ciencias Marítimas de Chalmers.
Tradicionalmente, las evaluaciones de riesgo ambiental (ERA) de las emisiones del transporte marítimo se basan en una fuente a la vez. Por ejemplo, la ERA podría analizar el riesgo del cobre en las pinturas antiincrustantes. Pero como ocurre con todas las industrias, el transporte marítimo es una actividad en la que existen múltiples fuentes de emisiones.
«Un solo barco es responsable de muchos tipos diferentes de emisiones. Estas incluyen aguas grises y negras, es decir, descargas de duchas, inodoros y desagües, pintura antiincrustante y agua de descarga de depuradores. Por eso es importante observar el riesgo ambiental acumulativo en los puertos. ”, dice Anna Lunde Hermansson quien, con sus colegas Ida-Maja Hassellöv y Erik Ytreberg, está detrás del nuevo estudio que analizó las emisiones del transporte marítimo desde una perspectiva acumulativa.
Un depurador se puede describir como un sistema de limpieza de los gases de escape que surgen de la combustión de fuel oil pesado, que ha sido el combustible más común utilizado en los barcos desde la década de 1970.
El agua de mar se bombea y se rocía sobre los gases de escape para evitar que las emisiones de azufre en el aire lleguen al aire. Los depuradores significan que los barcos pueden cumplir con los requisitos introducidos por la Organización Marítima Internacional (OMI) en 2020. El único problema es que el agua no solo absorbe el azufre de los gases de escape, lo que provoca la acidificación del agua del depurador, sino también otros contaminantes como metales pesados y compuestos orgánicos tóxicos. A continuación, el agua de depuración contaminada se bombea directamente al mar.
Cientos de metros cúbicos de agua contaminada cada hora
«No hay un paso de limpieza en el medio, por lo que se pueden bombear hasta varios cientos de metros cúbicos de agua altamente contaminada cada hora desde un solo barco. Aunque las nuevas pautas para las ERA de descargas de depuradores están en progreso, las ERA aún solo evalúan una fuente de emisiones a la vez, lo que significa que la evaluación general del riesgo ambiental es inadecuada», dice Lunde Hermansson.
En este nuevo estudio, los investigadores de Chalmers observaron cuatro tipos diferentes de entornos portuarios para determinar las concentraciones de contaminantes de cinco fuentes diferentes. Se utilizaron datos reales de Copenhague y Gdynia para dos de los puertos. Fueron seleccionados debido a los altos volúmenes de tráfico marítimo, y una proporción sustancial de estos barcos tenían depuradores.
Los resultados mostraron que los niveles de riesgo acumulado en los puertos fueron, respectivamente, cinco y 13 veces superiores al límite que define el riesgo aceptable. Las descripciones de puertos utilizadas internacionalmente en las ERA se utilizaron para los otros dos entornos portuarios. Uno de estos entornos tiene características típicas de un puerto del Mar Báltico, mientras que el otro representa un puerto europeo con un intercambio de agua eficiente debido a una gran amplitud de mareas.
Los investigadores encontraron que tres de los cuatro entornos portuarios eran propensos a riesgos inaceptables según el modelo de evaluación utilizado. También vieron que eran las emisiones de la pintura antiincrustante y el agua de descarga del depurador las que representaban los niveles más altos de sustancias peligrosas en el medio ambiente marino y tenían la mayor contribución al riesgo. Más del 90 % de los metales peligrosos para el medio ambiente y los PAH (hidrocarburos aromáticos policíclicos) provinieron del agua de descarga del depurador, mientras que las pinturas antiincrustantes representaron la mayor carga de cobre y zinc.
La carga total es lo que causa el daño.
«Si observa solo una fuente de emisiones, el nivel de riesgo de daño ambiental puede ser bajo o aceptable. Pero si combina varias fuentes de emisiones individuales, obtiene un riesgo inaceptable. Los organismos marinos que están expuestos a contaminantes y toxinas no importa de dónde vienen los contaminantes, es la carga total la que causa el daño», dice Lunde Hermansson.
El único entorno portuario que mostró un riesgo aceptable en el ERA de los investigadores fue el modelo con el mayor intercambio de agua por período de marea, lo que significa que se intercambia un gran volumen de agua en el puerto a medida que la marea sube y baja.
«Es importante recordar que el agua contaminada no desaparece simplemente, sino que se transporta a otro lugar. En los entornos portuarios estudiados, podría haber una especie de aceptación del daño ambiental, que en este entorno en particular hemos decidido que tendremos una industria y que resultará en contaminación. Sin embargo, cuando el agua contaminada se arrastra al mar, puede terminar en áreas marinas vírgenes y tener consecuencias aún mayores. Esto es algo que abordamos en nuestra investigación. Analizamos la carga total , cuánto se descarga realmente en el medio ambiente», dice Lunde Hermansson.
Tener depuradores en un barco no es un requisito. Se instalan y utilizan como alternativa al cambio a combustibles más limpios y caros que emiten menores volúmenes de metales y HAP. Los depuradores permiten que los barcos continúen utilizando el fuelóleo pesado mucho más barato y más contaminante. El fuel oil pesado es un producto residual en la destilación del petróleo crudo, y ahora se usa solo en el transporte marítimo.
Económicas para instalar depuradores
Desde mediados de la década de 2010, ha aumentado la cantidad de barcos con depuradores instalados. En un estudio realizado en 2018, se descubrió que había 178 barcos con depuradores operando en el Mar Báltico. Hoy, los investigadores estiman que hay el triple de ese número. A nivel mundial, hay alrededor de 5.000 barcos de este tipo, lo que representa alrededor del cinco por ciento de la flota total.
«Sin embargo, son los barcos grandes con un alto consumo de combustible los que instalan depuradores, porque les resulta más económico hacerlo. Por lo tanto, anticipamos que representarán alrededor del 30 por ciento del consumo total de combustible en el transporte marítimo», dice Lunde Hermansson.
Ella señala que el uso de fueloil pesado como combustible para barcos también contradice los compromisos que la OMI ha dicho que quiere hacer, como reducir las emisiones de gases de efecto invernadero del transporte marítimo en un 50 por ciento para 2050. La Agencia Sueca para la Gestión Marina y del Agua y la Agencia Sueca de Transporte han presentado una propuesta al Gobierno sueco para prohibir la descarga de agua depuradora en aguas internas, es decir, aguas que se encuentran dentro del archipiélago sueco.
«Es un paso en la dirección correcta, pero nos hubiera gustado ver una prohibición más fuerte que se extienda a áreas marinas más grandes, mientras que también entendemos el desafío que enfrentan los países individuales para regular el transporte marítimo internacional», dice Erik Ytreberg, profesor asociado de la Departamento de Mecánica y Ciencias Marítimas de Chalmers.
El artículo, «Evaluación del riesgo ambiental acumulativo de metales e hidrocarburos aromáticos policíclicos de las actividades de los buques en los puertos», ha sido publicado en la revista Marine Pollution Bulletin . Los autores son Anna Lunde Hermansson, Ida-Maja Hassellöv y Erik Ytreberg, todos trabajando en el Departamento de Mecánica y Ciencias Marítimas de Chalmers, y Jukka-Pekka Jalkanen del Instituto Meteorológico de Finlandia.
Cómo se realizó la evaluación de riesgos en los cuatro puertos
El trabajo de evaluación del riesgo ambiental en los puertos se llevó a cabo siguiendo un enfoque bottom-up (ver ilustración).
En el paso 1 (en la parte inferior), se calcularon las cargas de varias fuentes de emisión del transporte marítimo. Los volúmenes se estimaron utilizando STEAM, un modelo que evalúa las emisiones del tráfico de barcos. Los volúmenes se combinaron con concentraciones específicas de las sustancias dentro de cada fuente de emisión para calcular la carga de las diferentes sustancias.
En el paso 2 , se utilizó la carga diaria para estimar las concentraciones resultantes en el ambiente, denominadas PEC o concentración ambiental prevista, utilizando el modelo MAMPEC. El modelo calcula la PEC para un entorno definido (en este caso un puerto), utilizando las propiedades de las sustancias (en este caso de nueve metales y 16 hidrocarburos policíclicos) y la carga diaria de las sustancias (del paso 1). MAMPEC calcula la PEC para una sustancia a la vez con una carga constante.
En el paso 3 , los resultados se combinaron para permitir la inclusión de más sustancias y cargas de diferentes fuentes de emisiones simultáneamente. Para calcular el riesgo ambiental se compara el PEC con los valores límite que representan la concentración que se puede considerar segura, es decir, donde no se encuentra ningún efecto negativo sobre el medio marino . Esto también se conoce como PNEC (Concentración prevista sin efecto). Si el PEC es superior al PNEC, se dice que existe un riesgo inaceptable.
En el paso 4 , se sumaron los índices de caracterización de riesgos (RCR) de varias sustancias, lo que significa que puede calcular el riesgo acumulativo y presentar una evaluación de riesgos ambientales más completa dentro de un área.
Más información: Anna Lunde Hermansson et al, Evaluación de riesgos ambientales acumulativos de metales e hidrocarburos aromáticos policíclicos de las actividades de los buques en los puertos, Marine Pollution Bulletin (2023). DOI: 10.1016/j.marpolbul.2023.114805
