Respondiendo a la convocatoria de respuestas ambientales

Alex Balsey

El equipo del proyecto RDC posa en USCGC Hollyhock luego de completar la prueba de prototipo del sistema de mitigación en el mar. De izquierda a derecha, LT Charles Clark, Alexander Balsley y Coast Guard Academy Cadet 2 / c Valerie Hines.)

El prototipo del sistema de mitigación en el interior que muestra la incorporación de la tela X-Tex en el diseño de la barrera. Esto está destinado a desviar el petróleo hacia la costa para una recuperación más fácil.

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La Guardia Costera ha desarrollado dos prototipos de sistemas de mitigación diseñados específicamente para el interior y el mar y los ha probado en el río Kalamazoo y el lago Hurón.

Siempre que haya necesidad de petróleo, siempre existirá el riesgo de derrames de petróleo. Esto no es menos cierto para las arenas bituminosas, comúnmente conocidas como arenas petrolíferas o arenas bituminosas. Las arenas petrolíferas se encuentran principalmente en Alberta, Canadá, y se componen de betún, arena, arcilla y agua. Son típicamente viscosos, con una textura similar a la mantequilla de maní. Las compañías petroleras de Alberta transportan su producto a las refinerías costeras fuera de Alberta sin salida al mar. Un método de transporte consiste en agregar diluyentes, como condensados ​​de gas natural, a arenas bituminosas para reducir la viscosidad y facilitar el transporte por ferrocarril o por tubería. La nueva mezcla de productos se llama betún diluido o diluido.

Hoy en día, los científicos e investigadores continúan estudiando las propiedades de los diluidos, así como su destino y comportamiento si se derraman en el medio ambiente. Las características de Dilbit son similares a las del petróleo crudo, pero la experiencia del mundo real demuestra que se comporta de manera diferente durante un incidente de derrame. En 2010, aproximadamente 877,000 a 1 millón de galones de dilución fluyeron en el río Kalamazoo desde una tubería explotada. Más de 20 millas de costa se vieron afectadas, lo que lo convirtió en uno de los mayores derrames de petróleo en el interior de la historia de los Estados Unidos. Los que respondieron se enfrentaron al desafío atípico de tratar de mitigar los impactos del petróleo en movimiento y hundido. Los Coordinadores en el lugar de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) y las Organizaciones de Remoción de Derrames de Hidrocarburos (OSRO) probaron varios enfoques para recuperar el petróleo en movimiento y hundido con diversos grados de éxito. Era evidente que se necesitaba un mejor enfoque de mitigación no solo para derrames de hidrocarburos en ríos y arroyos, sino también para otros posibles derrames de petróleo con contenido diluido o no flotante en el entorno costero y en grandes lagos.

• Encontrar una mejor manera

En 2016, el Centro de Investigación y Desarrollo de la Guardia Costera de los EE. UU. (RDC) asumió este desafío y comenzó proyectos para identificar, diseñar y probar nuevos métodos para responder a derrames de petróleo no flotantes, incluida la detección y eliminación de hidrocarburos hundidos en el fondo y suspendido en la columna de agua. Con el apoyo financiero de la EPA a través de su programa Iniciativa de restauración de los Grandes Lagos (GLRI), la Guardia Costera desarrolló dos prototipos de sistemas de mitigación diseñados específicamente para el interior y el mar y los evaluó en el río Kalamazoo y el lago Hurón, respectivamente.

El prototipo del sistema de mitigación fue implementado en la porción aguas arriba del Lago Morrow en Kalamazoo, Michigan, en abril de 2018. Esta ubicación fue seleccionada debido a su proximidad a los Grandes Lagos donde los interesados ​​en GLRI tendrían la oportunidad de observar el equipo y hacer preguntas. del equipo del proyecto. Lake Huron fue seleccionado como el sitio de prueba para el prototipo del sistema de mitigación en alta mar por la misma razón.

El prototipo del sistema de mitigación del interior incluye una barrera de 75 pies que consta de tres segmentos separados de 25 pies conectados entre sí. Fue diseñado para desviar el petróleo hundido y en movimiento hacia la costa, para usar en aguas rápidas con corrientes de hasta 3 a 4 nudos. Este diseño está diseñado para permitir una recuperación más fácil del aceite hundido, ya que se desviaría a un área con una corriente mínima. Dos segmentos de la barrera (un total de 50 pies) tienen 3 pies de alto y el último segmento (25 pies) más cercano a la costa mide 2 pies de alto para tener en cuenta la disminución de la profundidad del agua y la corriente más baja. El ángulo de despliegue de la barrera (o ángulo de deflexión) con respecto a la costa depende de la corriente del río; cuanto mayor sea la corriente, menor será el ángulo. Esto asegura que el material de la tela de la barrera no está expuesto a los niveles dañinos de presión ejercidos por la corriente del río.

La barrera en sí misma está compuesta de tela X-Tex y material de polietileno de alta densidad (HDPE) con solapas de desgaste rígidas por tiras de fibra de vidrio en los lados aguas arriba y aguas abajo de la barrera. El objetivo principal de la aleta de fregado es evitar el arrastre de aceite, que es probable en regiones de alta corriente. La parte inferior de la barrera está cargada con cadenas de eslabones de acero, mientras que la parte superior está equipada con flotación para ayudar a mantener la barrera en posición vertical durante el despliegue.

En el río Kalamazoo, RDC probó dos métodos de anclaje diferentes para el sistema de barrera interior, que dependen del tipo de sustrato del fondo y la profundidad del agua. Si el río es relativamente poco profundo (menos de 10 pies) y tiene un fondo arenoso, la porción aguas arriba de la barrera se puede anclar a un poste conducido al fondo del río con el extremo aguas abajo atado a un árbol u otro accesorio adecuado en la costa . En aguas más profundas o áreas de ríos con sustratos inferiores más duros, el extremo aguas arriba de la barrera puede anclarse a una barrera Jersey con el otro extremo de la barrera atada a la costa. RDC pudo aprender lecciones sobre el despliegue y la recuperación de la barrera y monitoreó varios aspectos del desempeño de la barrera, incluyendo posición, movimiento, comba, socavación y tensión utilizando células de carga, unidades del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y cámaras de video.

• Foco costa afuera

Después de la finalización de la prueba de campo del sistema de barrera interior en Kalamazoo, el foco se centró en probar el prototipo del sistema de mitigación en alta mar en el Lago Hurón cerca de Port Huron, Michigan. US Coast Guard Cutter Hollyhock, una lancha submarina de 225 pies de eslora, se utilizó para desplegar el prototipo offshore, que fue diseñado especialmente para entornos de menor corriente (menos de 2 nudos) y con el objetivo de recoger petróleo en forma de "U" configuración en lugar de desviar (como el sistema de barrera interior). Este prototipo se compone de cuatro secciones separadas de 50 pies que se conectaron para una longitud total de 200 pies. La barrera en sí está hecha completamente de HDPE, mide aproximadamente 3 pies de alto y puede sujetarse al fondo del lago con anclas y estacas con la ayuda de buceadores. Similar al sistema de barrera interior, está cargado con cadenas de eslabones de acero, pero la parte superior está atada a boyas, por lo que la barrera puede permanecer vertical mientras se despliega en el fondo del lago.

En el transcurso de tres días en mayo de 2018, RDC probó el despliegue de barreras en dos ubicaciones diferentes del lago, una en un área de baja corriente (menos de 1 nudo) y otra con una corriente ligeramente más alta. RDC recopiló las lecciones aprendidas sobre cómo implementar y recuperar mejor la barrera. El rendimiento de la barrera fue monitoreado con cámaras de video y un instrumento de sonar.

• La investigación de hoy arroja la estrategia de respuesta del mañana

RDC continúa analizando sus hallazgos y presentará los resultados preliminares de estos dos primeros prototipos en noviembre en Nueva Orleans. RDC también está trabajando para desarrollar un tercer prototipo de sistema de mitigación interior para realizar pruebas en el mismo lugar en el río Kalamazoo en abril de 2019. Después de completar la tercera y última prueba, RDC informará los hallazgos y recomendaciones sobre cada uno de los tres prototipos. El informe se pondrá a disposición del público en septiembre de 2019.

RDC finalizará el proyecto mediante el desarrollo de una ayuda de trabajo que describirá los equipos y tácticas útiles para la detección, el monitoreo y las opciones de respuesta para la respuesta de productos de arenas petrolíferas. Estará disponible para el público en 2020 y brindará todas las opciones para responder a derrames de productos de arenas petrolíferas. Con el desarrollo de estos tres prototipos para mitigar los impactos del petróleo en movimiento y hundido, la Guardia Costera estará equipada con un mayor conocimiento sobre los métodos para responder a este tipo de derrames de petróleo.

El Centro de Investigación y Desarrollo de la Guardia Costera (RDC), ubicado en New London, Connecticut, es la instalación de la Guardia Costera para realizar investigación, desarrollo, prueba y evaluación en apoyo de las principales misiones del servicio. RDC es responsable de evaluar la viabilidad y la asequibilidad de las soluciones de ejecución de la misión y proporcionar análisis operativos y de gestión de riesgos en todas las etapas del proceso de adquisición. RDC también opera una instalación de prueba marítima en Mobile, Alabama.

Alexander Balsley es ingeniero ambiental y ha sido gerente de proyectos en RDC desde 2010. Está principalmente involucrado con el programa de Respuesta ante Derrames de Hidrocarburos de RDC y es un experto en este campo. Balsley tiene una Maestría en Ingeniería Ambiental del Instituto Politécnico de Worcester y una Licenciatura en Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad Northeastern. Es un ingeniero profesional registrado en Massachusetts.

Este artículo apareció por primera vez en la edición impresa de septiembre de la revista MarineNews .