Contaminación por agua
El agua puede entrar en un depósito de combustible de tres maneras:
- Con el gasóleo,
- Directamente a través de respiraderos y accesorios de llenado mal situados, y
- A través de la humedad que entra en el depósito por el movimiento del aire que entra y sale del respiradero del depósito debido a los cambios de temperatura.
Cuanto más bajo es el nivel de combustible en un depósito, mayor es el movimiento de aire y mayor la probabilidad de que se condense humedad en las superficies del depósito.
Los depósitos de combustible de las embarcaciones son especialmente susceptibles a la contaminación por agua porque, a diferencia de lo que ocurre en el sector de la automoción, la ventilación suelen estar abierta a la atmósfera en un entorno especialmente húmedo.
Una de las causas de la entrada de agua, especialmente en los veleros, es la mala ubicación de los respiraderos de los depósitos en el costado del casco o junto a la bañera. Cuando el barco adquiere una fuerte escora, o bien está entrando agua en cubierta, o si le golpean grandes olas de popa, no es raro que los respiraderos de los depósitos queden sumergidos de forma intermitente, lo que provoca que entren ciertas cantidades de agua en el depósito de combustible. Tampoco es raro ver que los racores de llenado del depósito de combustible estén situados cerca de los puntos más bajos de la cubierta lateral. Si la junta tórica u otra junta del racor de llenado deja de ser estanca y empieza a tener fugas, el agua que baja por la cubierta se colará en el depósito (estas juntas tóricas deben revisarse cada año aproximadamente y sustituirse si muestran signos de daño o envejecimiento).
Nigel tenía un depósito de combustible debajo de la litera de proa de su barco «Nada». Lo utilizó como depósito de lastre durante los experimentos de propulsión híbrida para equilibrar el peso de unos 450 kg (1.000 libras) de baterías, además de un pesado generador instalado en la popa. El respiradero del tanque estaba situado en la parte alta del costado de la cabina de proa. Aun así, durante una travesía agitada por el mar del Norte, de Noruega a Escocia, casi dos galones del agua de las olas que rompían sobre la proa del barco se colaron en el tanque. Nigel detectó el agua con su sistema de muestreo del tanque antes de que llegara al motor y causara ningún problema. En un momento veremos cómo.
Agua extraída del depósito de combustible de Nigel mediante su bomba de muestreo
Suponiendo que la toma de ventilación esté bien situada y no va a estar expuesta a la entrada directa de agua, existe en el mercado un dispositivo, el Air Vent Dryer (AVD; véase www.H2Out.com), que se puede instalar fácilmente en la mayoría de los conductos de ventilación de los depósitos y que absorberá cualquier humedad que entre en el depósito a través de la toma de ventilación. El dispositivo contiene cristales higroscópicos que se van saturando poco a poco con la humedad y que luego deben sustituirse (cuando se saturan, los cristales cambian de color, pasando de azul a rosa). Por lo general, transcurren uno o dos años antes de que sea necesario su reemplazo. Nigel recomienda la instalación de un AVD (y no tiene ninguna afiliación comercial con H2Out).
Un «secador de ventilación» higroscópico; cuando están secos, los cristales son azules, y cuando se saturan de humedad se vuelven rosas
Se pueden añadir líquidos absorbedores de agua a los depósitos de combustible. Sin embargo, ¡esto no elimina el agua! Simplemente la mantiene en suspensión en otro líquido (normalmente alcohol), lo que permite que pase a través de los filtros y se elimine durante la combustión. En motores que se utilizan de forma intermitente o que permanecen inactivos durante meses, esto agrava el problema del agua en suspensión, que se acumula en el sistema de inyección de combustible. Es mucho mejor eliminar el agua del depósito de combustible que intentar absorberla.
Contaminación microbiana
La presencia de agua, especialmente en climas cálidos, favorece el crecimiento microbiano. La eliminación del azufre del ULSD ha suprimido un agente antimicrobiano clave de nuestro suministro de combustible, lo que hace que la contaminación sea ahora más probable que en el pasado.
Colonias microbianas
Existen más de un centenar de cepas diferentes de bacterias, hongos y mohos que pueden encontrarse en el combustible diésel, ya sea en forma planctónica (individuales) o en un biofilm. Las más comunes son las bacterias. Algunas de estas bacterias son aeróbicas, lo que significa que necesitan oxígeno para sobrevivir (el oxígeno suele estar presente en el diésel, especialmente tras el repostaje debido a la turbulencia que se produce), y otras son anaeróbicas. Las bacterias aeróbicas y anaeróbicas pueden coexistir en una relación simbiótica en la que las aeróbicas consumen oxígeno, creando un entorno local en el que prosperan las anaeróbicas.
La coexistencia de diferentes microbios se conoce como consorcio. Las bacterias que dan lugar a las biopelículas superficiales generan una sustancia similar al almidón, a menudo denominada «limo», que alberga al consorcio. El limo puede presentarse como una fina película en las paredes de los depósitos, o bien en forma de lodos de combustible en el fondo del depósito. Los biopelículas pueden desprenderse y formar colonias flotantes. Un consorcio da lugar a un microambiente con una cadena alimentaria compleja en la que las bacterias se multiplican de forma más o menos insensible a las condiciones del resto del tanque.
Dentro de un consorcio podemos tener bacterias que metabolizan hidrocarburos y, en el proceso, generan sustancias químicas que pueden ser utilizadas por otros microbios. Las bacterias de la colonia que utilizan hidrocarburos descomponen ciertas moléculas de hidrocarburo, lo que da lugar a moléculas de hidrocarburo residuales inestables. Estas reaccionan con otras moléculas inestables para formar partículas sólidas microscópicas de hidrocarburo. Estas pueden aglomerarse en partículas más grandes que bloquean los filtros, con aspecto de posos de café, y que se denominan comúnmente asfaltenos. Son estas partículas de combustible sólido, combinadas con agua, limo bacteriano y bacterias inactivas, las que se depositan en el fondo de los tanques, formando un lodo anaeróbico que constituye un caldo de cultivo para más reproducción bacteriana. Si las partículas son lo suficientemente pequeñas como para atravesar los filtros, pueden causar graves problemas en los sistemas de inyección de combustible, especialmente en los inyectores de los motores common rail de alta presión (HPCR).
Las bacterias presentes en los filtros de combustible suelen provocar que estos desprendan un olor a azufre.
Kits de análisis de combustible
Nigel ha encontrado unos kits de análisis relativamente económicos y fáciles de usar para detectar agua disuelta y contaminación bacteriana. Son de la marca Dieselcraft, de EE.UU. Otra empresa que podría suministrar kits de análisis bacteriano es Conidia.
El kit de agua de Dieselcraft consiste en un polvo que se vuelve rosa si se detectan más de 200 partes por millón de agua (este es el umbral máximo de agua disuelta en diversas normas internacionales; véase la siguiente lección). La prueba de agua se debe realizar en el combustible diésel extraído del filtro de combustible secundario, cuando se cambia; esto es para comprobar si el agua disuelta está pasando a través del elemento filtrante separador de agua que casi siempre se encuentra en el filtro primario (próxima lección).
El análisis bacteriológico se debe realizar en una muestra de combustible extraída del fondo del depósito, que es el lugar donde es más probable que se concentren las bacterias.
El agua es vida
Uno de los subproductos de los procesos químicos del biofilm que tiene lugar en los depósitos de ULSD es el ácido acético y otros ácidos orgánicos. Estos ácidos son corrosivos para los depósitos de combustible metálicos y para los sistemas de combustible. Otros subproductos bacterianos habituales son los tensioactivos o surfactantes, que aumentan la capacidad del combustible para mantener el agua en suspensión, lo que a menudo da lugar a una capa turbia de combustible emulsionado en el fondo del depósito, justo por encima del agua libre que se acumula en la base del depósito.
Las bacterias necesitan esta agua para crecer. En los depósitos de combustible, encuentran el agua en forma de condensación en las paredes, disuelta en el combustible y, sobre todo, como una capa de agua en el fondo de los depósitos (que casi todos los tanques tienen). Algunos microbios habitan la parte del combustible de la interfaz y otros, la del agua. Los microbios pueden introducirse a bordo con los suministros de combustible o bien ser transportados a través de las ventilaciones de los depósitos sobre partículas de polvo o gotas de vapor de agua, a medida que se quema el combustible y desciende el nivel del depósito, lo que hace que entre aire. Intercambios adicionales de aire se producen cuando los depósitos parcialmente llenos respiran debido a las variaciones de temperatura.
La conclusión es la siguiente: la química y los procesos mediante los cuales se introducen y reproducen los microbios son muchos y complicados, lo que dificulta su prevención y erradicación.
Diesel 'pegajoso'
Están apareciendo informes, sobre todo procedentes del Reino Unido, sobre motores que funcionaban correctamente antes de un parón invernal y que, al volver a ponerse en marcha tras dicho parón, funcionan de forma irregular o ni siquiera arrancan. Al investigar el caso, se ha descubierto que los pistones de la bomba de inyección y las agujas de los inyectores estaban pegadas debido a una sustancia marrón y pegajosa, que provoca fallos en el sistema de inyección de combustible. A este fenómeno se le ha dado el nombre de «diésel pegajoso».
Por el momento, la causa de este fenómeno no se conoce con certeza, aunque se han planteado diversas teorías. La que tiene una base científica más sólida de las que hemos visto hasta ahora proviene de Marine 16, en el Reino Unido. Creen que se está produciendo una reacción entre algunas de las sustancias químicas utilizadas en el proceso de desulfuración para crear ULSD y las sustancias que surgen de una reacción entre elementos del FAME (biodiésel) y el agua presente en el diésel. El mejor antídoto es eliminar todo el agua del depósito de diésel (la próxima lección).
Los depósitos de combustible de Jan estaban seriamente afectados...
Cuando Jan compró su barco anterior, llevaba cuatro años amarrado en un clima mediterráneo con los depósitos llenos. Jan sospecha que lo que encontró en el fondo de los depósitos era «gasóleo pegajoso». El combustible desprendía un olor similar al de la trementina y los depósitos gomosos formaban en las paredes de los depósitos una capa parecida al barniz. La única forma de limpiar los depósitos fué frotarlos con acetona.
... con lo que parece haber sido «gasóleo pegajoso»