Para evitar posibles inundaciones del motor con agua de mar, existen requisitos adicionales en cuanto a la distancia a la que debe situarse el colector de agua del escape (silenciador) por debajo del codo de escape. Una recomendación general es que sea de un mínimo de 12 pulgadas (30 cm).
El agua de mar debe entrar en el escape como mínimo 4 pulgadas (10 cm) por debajo del colector de escape. Esto puede no ser fácil de ver. A menudo, la sección del tubo de escape que sale del motor tiene una camisa de refrigeración de agua de mar. El agua de mar sale de la camisa de refrigeración en el punto donde se conecta la manguera de escape. La boquilla de inyección de agua estará por encima de este punto, dando la impresión de que está demasiado alta; lo importante aquí es el punto en el que el agua sale del codo. Si usa el codo de escape original del fabricante del motor, no debería tener de qué preocuparse.
Si las dimensiones físicas de la embarcación no permiten que colector de agua del escape (silenciador) se sitúe lo suficientemente bajo como para alcanzar estos desniveles mínimos, se puede añadir al motor un elemento denominado «elevador de escape » para elevar primero los gases de escape y crear así el desnivel necesario. Algunos elevadores de escape cuentan con una camisa de refrigeración, en la que normalmente se inyecta el agua de mar, mientras que otros no. Estos últimos alcanzan temperaturas extremadamente altas y requieren algún tipo de revestimiento aislante o escudo térmico.
Medidas estándar del sistema de escape, pero consulte el manual de su motor
Un elevador de escape puede proporcionar la caída necesaria para los motores montados en posición baja
Otra forma en que el agua de mar puede entrar en el motor es cuando las olas empujan el agua hacia la salida del escape mientras el motor está parado, lo cual vuelve a llenar el colector de agua del escape (silenciador), hasta que el agua se cuela en el motor.
Cuello de cisne: un mecanismo compacto que permite elevar el tubo de escape hasta la parte inferior de una cubierta baja antes de bajarlo hasta la salida al exterior. Notar aquí que una de las abrazaderas es demasiado larga, y que los tornillos deberían haberse colocado de forma escalonada.
En el lado de descarga del colector de agua del escape (silenciador), es esencial que la manguera de escape se eleve lo suficiente por encima de la línea de flotación para evitar que el agua de las olas penetre por la salida del escape y entre en el silenciador, incluso cuando la embarcación esté cargada al máximo y bajo todas las condiciones de navegación imaginables. El ABYC exige que «en embarcaciones caracterizadas por un balanceo y cabeceo extremos, el escape debe conducir, en la medida de lo posible, directamente desde el colector de agua del escape (silenciador) hasta un punto elevado de la manguera, lo más cerca posible de la línea de crujía de la embarcación y a la mayor altura posible, para minimizar la posibilidad de que el agua de mar inunde el escape durante condiciones meteorológicas adversas cuando el motor no esté en marcha».
Si esto no es posible, bajo ningún concepto debe haber un recorrido descendente desde la salida de escape en el casco hasta el colector de agua del escape (silenciador): debe haber un tramo elevado de la manguera de escape.
La otra consideración se refiere a las embarcaciones con dos motores y/o un generador. La ABYC exige que «los sistemas de escape se diseñen de tal manera que durante la marcha atrás [es decir, cuando la embarcación navega hacia atrás] no pueda forzar la entrada de agua hacia el colector de escape de un motor auxiliar que no esté en funcionamiento, como un generador».
En aquellas embarcaciones en las que no es posible elevar la manguera de escape a la altura adecuada (por ejemplo, una embarcación con una cubierta baja que no se eleva mucho por encima de la línea de flotación), una válvula antirretorno, tipo válvula de lengüeta, situada en el exterior de la salida de escape ayudará a minimizar la entrada de agua.
Si el tubo de escape tiene un tramo horizontal lo suficientemente largo, se puede instalar una válvula antirretorno. En cualquier caso, debe evitarse que, con el paso del tiempo, se vaya acumulando agua de mar en el colector de agua del escape (silenciador) y se inunde el motor.
Válvula antirretorno para el escape (Fuente: Centek Marine)
El codo de escape del generador está por encima de la línea de flotación, pero ¿está lo suficientemente alto como para soportar el oleaje que golpee el barco?
Otro tipo de colector de agua del escape (silenciador). El ABYC exige el uso de abrazaderas dobles en los sistemas de escape; esta instalación no cumple con la normativa.
El colector de agua del escape (silenciador) debe tener un volumen suficiente para contener la cantidad máxima de agua que pueda regresar a él de la sección ascendente del tubo de escape una vez se apague el motor. Incluso en las peores condiciones de movimiento de la embarcación, este agua no debe salpicar hacia arriba y llegar al turbocompresor (si lo hay) ni al colector de escape del motor.
Los generadores montados fuera de la línea de crujía de la embarcación son especialmente propensos a inundarse. Si la embarcación adquiere una escora importante, el generador puede acabar situándose bastante por debajo de la línea de flotación.
¿Qué se entiende por «volumen suficiente» en un silenciador o colector de agua del escape?
Vetus, uno de los principales fabricantes de estos silenciadores, sigue el siguiente procedimiento para determinar la capacidad mínima:
1. Calcular el área de la sección transversal de la manguera de escape. Si las mangueras de entrada y salida tienen diámetros diferentes, calcularlo por separado para cada manguera.
La fórmula es la que aprendimos en el instituto para calcular el área de un círculo: donde 
(el
radio) es la mitad del diámetro interno 
de la manguera y 
es aproximadamente 
. He aquí un ejemplo en milímetros.
La manguera tiene un diámetro interno de 89 mm (este es un tamaño de manguera habitual). La mitad de este es 
. 
. Ahora multiplicamos esto por 22 y dividimos por 7, lo que nos da 
.Esta es el área de la sección transversal en milímetros cuadrados.
2. Mida la longitud de la manguera desde el colector de escape del motor (codo de escape) hasta el lado de entrada del silenciador, y desde el lado de salida del silenciador hasta el punto más alto de la manguera. Esta es la longitud de manguera que podría llenarse de agua cuando se apaga el motor; este agua bajará hacia el silenciador donde quedará recogida.
Supongamos que ambas mangueras tienen el mismo diámetro (por lo que no necesitamos calcular el volumen de cada una por separado) y que esto suma una longitud total de 2,5 metros, es decir, 2.500 mm. Multiplicaremos el área de la sección transversal por esta longitud para obtener el volumen en mm cúbicos, y luego dividimos por 
milímetros cúbicos que hay en un litro para obtener los litros. En nuestro ejemplo tenemos 
.
litros. Este es el volumen máximo de agua que, en circunstancias normales, puede drenarse hacia el silenciador.
3. Cuando los gases de escape se mezclan con el agua de refrigeración para expulsar el agua fuera del escape, Vetus asume que solo hay una concentración de agua del 25 %. Esto significa que solo hay 15,56 x 0,25 = 3,9 litros que pueden drenarse hacia el silenciador cuando se apaga el motor. Pero Vetus aplica aquí un margen de seguridad, por lo que esta cifra la multiplica por 2, lo que nos da 7,8 litros como volumen mínimo del silenciador de elevación hidráulica.
4. ¡Hasta aquí todo bien! Pero hay otro aspecto que hay que tener en cuenta, y es la cantidad de agua residual que hay ya dentro del silenciador en el momento de apagar el motor. Hay que suponer que este nivel del agua es lo suficientemente alto como para bloquear el tubo de salida dentro del silenciador, por lo que necesitamos saber a qué altura se encuentra este por encima del fondo del silenciador y restar este volumen del volumen interno del silenciador.
Esto suena complicado, pero en realidad se trata de simple aritmética. Recuerde que todo esto es para calcular un tamaño mínimo del silenciador.
Existe un enfoque tradicional, y muchísimo más conservador, para determinar el volumen del silenciador, que consiste en tomar el volumen de las mangueras calculado anteriormente y multiplicarlo por 1,3 (130 %). Esto nos da 15,56 x 1,3 = 20,23 litros. Esto es más de dos veces y media lo que se obtiene de la fórmula de Vetus.
Un valor intermedio entre ambos proporcionará un margen sustancial para la entrada inesperada de agua, teniendo siempre en cuenta que nada podrá con un diseño erróneo del sistema de escape o con la falta de mantenimiento del sistema anti-sifón, lo que dará lugar a una entrada de agua que desbordará el silenciador.
Para realizar el mismo cálculo en el sistema imperial, partimos de los siguientes datos:
Diámetro interior de la manguera de 89 mm = 3,5 pulgadas, y longitud total de la manguera de 2.500 mm = 98 pulgadas. El radio de la manguera es 
pulgadas. El área de la sección transversal es 
. El volumen es 
pulgadas cúbicas. Para convertirlo a galones, se divide por 231. Esto nos da 
galones (de EE.UU.).
Utilizando la fórmula de Vetus, necesitamos un volumen mínimo del silenciador de 2,05 galones. Utilizando el enfoque del 130 %, necesitamos uno de 5,33 galones.
Si el sistema anti-sifón también se instala descentrado, también podría acabar quedando por debajo de la línea de flotación, con lo que dejará de funcionar. Una vez más, es fundamental que el sistema anti-sifón se instale por encima de todos los niveles de agua externos imaginables.
Cuando el barco escora, la salida de escape también puede quedar muy sumergida, inundando el colector de agua del escape (silenciador). Existe un dispositivo, un separador de agua, que se instala con frecuencia en los escapes de los generadores para evitar esto. Actúa de forma similar a un sistema anti-sifón gigante. Y cuenta con su propia línea de drenaje. Desafortunadamente, estas líneas de drenaje pueden ser propensas a obstruirse con el tiempo.
Un separador de agua puede evitar que el motor se inunde. ¡Pero asegúrese de que el conducto de drenaje no esté obstruido!
Separador de agua: el escape y el agua de refrigeración entran por un lado provenientes del motor y del silenciador; el agua se escurre por el desagüe central; los gases de escape continúan hasta salir de la embarcación. Si el agua vuelve a entrar por la salida de escape del casco (debido a la acción de las olas cuando el motor está apagado), el agua se drenará por el desagüe en lugar de dirigirse al silenciador y al motor. El ABYC exige el uso de abrazaderas dobles en los sistemas de escape; esta instalación no cumple con la normativa.
Cada año, Nigel recibe correos electrónicos de personas que pueden haber usado sus embarcaciones durante años sin haber tenido nunca problemas de inundación, pero que ahora se encuentran con el motor o el generador inundados. Hay dos causas comunes: una es que la embarcación se ha enfrentado a un mar bastante más agitado de lo habitual. Esto ha elevado temporalmente el nivel del agua en la salida del escape hasta el punto de que, cada vez que pasaba una ola, se introducía una cantidad de agua en el colector de agua del escape (silenciador), hasta que esta se llenó y luego inundó el motor. La otra causa común de inundación por agua de mar es la falta de mantenimiento de la válvula anti-sifón. Como señalamos en la última lección, en sus clases presenciales sobre motores diésel, Nigel siempre pregunta quién ha limpiado esta válvula en el último año y, por lo general, ¡casi nadie lo ha hecho!
Las inundaciones por agua de mar se producen con mucha más frecuencia de lo que deberían, tanto en los motores de los veleros como en los de los generadores. Revise todas las mangueras de los sistemas de refrigeración y de escape y asegúrese de que sean adecuadas para su función y de que estén bien instaladas. Algunos de ustedes descubrirán que no es así, en cuyo caso deberán solucionarlo. ¡Y limpien las válvulas antisifón al menos una vez al año!
Independientemente de si la instalación es adecuada o no, debe existir un sistema para drenarla. El ABYC exige que «se prevea un sistema de drenaje para todos los componentes del sistema de escape que puedan acumular o retener agua de refrigeración, agua de lluvia, agua de mar o condensación, si dichos componentes pueden resultar dañados por la congelación del agua o por la acción química acelerada debida a la presencia de agua cuando el sistema está fuera de servicio».
Mangueras de escape
El ABYC y la ISO establecen requisitos muy específicos para las mangueras de escape marinos. Entre ellos se incluye la exigencia de que, en caso de fallo del circuito de refrigeración por agua de mar (por ejemplo, si el filtro se obstruye o falla el impulsor de la bomba de agua de mar), la manguera de escape resista un tiempo de funcionamiento en seco antes de quemarse. Esto da tiempo a que la alarma de alta temperatura del lado del agua dulce avise al operador. Mejor aún, como ya hemos mencionado, es una alarma de alta temperatura en el propio escape que sonará con poco o ningún retraso.
Todas las mangueras de escape deben ir identificadas como «J2006», «ISO 13363, o «Manguera de escape marina», lo que indica que cumplen los requisitos del ABYC y de la ISO. También pueden llevar la etiqueta «R1» o «R2», indicando esta última que están reforzadas con alambre. El refuerzo de alambre se utiliza para evitar que la manguera se colapse cuando se llena de agua de refrigeración si hay tramos horizontales relativamente largos sin soporte, pero en general es mejor garantizar un soporte adecuado y evitar el alambre.
Doble abrazadera
Cualquier conexión de manguera de escape (por ejemplo, al colector de escape y a la salida del casco) debe fijarse con dos abrazaderas. Este es un requisito del ABYC. Según el ABYC, las mangueras de escape y las mangueras de llenado del depósito de combustible son las únicas mangueras de una embarcación que deben fijarse con dos abrazaderas. La norma ISO también exige la doble sujeción de las mangueras que estén situadas por debajo de la línea de flotación. La razón para sujetar con doble abrazadera el escape es una medida de precaución para evitar posibles fugas de gases de escape y el potencial riesgo de intoxicación por monóxido de carbono (véase más abajo).
Además, el ABYC exige que estas abrazaderas tengan un ancho mínimo de 12 mm (1/2”) y que sean de acero inoxidable. ABYC: «No se utilizarán abrazaderas que dependan exclusivamente de la tensión de un resorte». Las abrazaderas T-bolt (perno en “T”), que llevan un perno que une dos puntos de la abrazadera para tensarla, son ideales para esta aplicación.
Los tornillos de apriete de las dobles abrazaderas deben colocarse de forma escalonada y no uno al lado del otro. Es fundamental asegurarse de que ambos estén completamente asentados sobre la superficie de sujeción, y de que ninguno de ellos quede a medio apretar, ya que podría dañar la manguera. Como norma general, el tornillo de sujeción no debe situarse en el lado más bajo de la manguera si existe la posibilidad de que se acumule agua y penetre en el alojamiento del tornillo.
Si hay más de un motor en una embarcación, cada uno debe tener su sistema de escape independiente. No está permitido conectar dos o más motores en T a un escape común. Esto es, una vez más, para evitar cualquier posible migración de monóxido de carbono al interior de la embarcación.
Intoxicación por monóxido de carbono
Cuando están en funcionamiento, todos los motores que funcionan con combustibles fósiles generan una cierta cantidad de monóxido de carbono. Los motores de gasolina con carburador (como en muchos generadores portátiles) son mucho más perjudiciales en este sentido que los motores diésel (aunque los motores de gasolina con inyección de combustible —la mayoría de los generadores marinos de gasolina con instalación fija— son comparables a los motores diésel y quizá incluso menos contaminantes).
El monóxido de carbono es un gas inodoro, incoloro, insípido y un poco más ligero que el aire, por lo que tiende a permanecer por ahí. Si hay monóxido de carbono en el aire que respiramos, nuestro cuerpo lo absorberá antes que el oxígeno, incluso aunque haya un suministro disponible de aire fresco y oxígeno. TEl monóxido de carbono sustituye a las moléculas de oxígeno esenciales de la hemoglobina de la sangre para formar carboxihemoglobina (COHb), lo que nos envenena (la carboxihemoglobina reduce la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre). El resultado es una falta de oxígeno en los tejidos, con la consiguiente muerte de estos y, si la exposición se prolonga, la muerte de la persona.
Una vez unido a la hemoglobina de la sangre, el monóxido de carbono es relativamente estable. Por este motivo, la exposición prolongada a niveles bajos de monóxido de carbono puede provocar una intoxicación progresiva. Los síntomas iniciales son similares a los del mareo, la gripe o la intoxicación alimentaria, y van evolucionando hacia la incapacidad para pensar con claridad, dolores de cabeza, somnolencia, náuseas, mareos, fatiga, vómitos, colapso, coma y muerte. Si el monóxido de carbono está presente mientras las personas duermen, es posible que no se despierten.
Cada año, la intoxicación por monóxido de carbono provoca varias muertes en embarcaciones. El mejor remedio contra esto es, por supuesto, un sistema de escape instalado correctamente (según las normas ABYC e ISO). La norma genérica del ABYC es la P-1 –Instalación de sistemas de escape para motores de propulsión y auxiliares— y, para los generadores de corriente alterna, es la A-27 – Grupos electrógenos de corriente alterna (CA)—.
Independientemente del tipo de sistema de escape, hay situaciones en las que pueden llegar a bordo niveles potencialmente letales de monóxido de carbono, o bien formarse bolsas de gas alrededor del espejo de popa de una embarcación cuando hay personas allí sentadas o nadando cerca. Entre ellas se incluyen el funcionamiento de un motor de propulsión o generador cuando la embarcación está parada, especialmente si está amarrada junto a otras embarcaciones o en un espacio cerrado como un cobertizo para embarcaciones, o bien pegada a un rompeolas o muelle; o el funcionamiento con lonas de cabina instaladas que cubren gran parte de la misma, lo que puede crear un efecto que empuje los gases de escape hacia el interior de la cabina; navegar con vientos de popa lo suficientemente fuertes como para empujar los gases de escape de vuelta a bordo; y amarrar o fondear en una zona donde los motores de otras embarcaciones estén en marcha. La producción de monóxido de carbono siempre es sustancialmente mayor cuando los motores están fríos que cuando están calientes.
La ABYC exige la instalación de detectores de CO en «todas las embarcaciones que cuenten con uno o varios compartimentos de alojamiento cerrados». En concreto, «en cada espacio destinado al descanso separado por mamparos o estructuras sólidas y puertas o tabiques fijos». Las alarmas domésticas de monóxido de carbono, que se pueden adquirir fácilmente en ferreterías, NO SON ADECUADAS. A temperaturas bajo cero, las placas de circuitos pueden agrietarse y fallar. Los detectores de CO marinos deben cumplir con la norma UL 2034 o ISO 12133 y estar etiquetados como tales. Deben adquirirse en un proveedor de artículos náuticos.
Si se activa una alarma de monóxido de carbono, siempre que sea seguro hacerlo, cierre todas las posibles fuentes de monóxido de carbono y compruebe si hay fuentes procedentes de otras embarcaciones. Ventile los espacios afectados. Traslade a cualquier persona que presente síntomas de intoxicación al aire libre y solicite asistencia médica. Administre oxígeno si está disponible. Si la persona no respira, practíquele la respiración artificial o reanimación cardiopulmonar (RCP) hasta que llegue la ayuda médica. Una actuación rápida puede marcar la diferencia entre la vida y la muerte.