Los actuales sistema de desinfección, limpieza y reciclaje de combustible están basados en agentes biocidas, que tienen una deficiente eficiencia y un coste alto para los resultados obtenidos.
Con esta patente se construirá una máquina que tiene la capacidad de limpiar, desinfectar y reciclar el combustible que contienen los depósitos de hidrocarburos (máquinas, automóviles, barcos y depósitos de combustibles de distribuidoras). Así como de eliminar los químicos y colorantes contenidos en de manera adicional en dicho combustible.
Necesidades que cubre
Los tanques de almacenamiento de combustible con el paso de los años y por culpa de la humedad del ambiente acumulan una capa de agua en su base que hace que en ella se generen una serie de microorganismos que se desarrollan y proliferan dando lugar a un alga densa y filamentosa que en el mejor de los casos obtura los filtros del motor y detiene el mismo. Dichos microorganismos son corrosivos y dañan el depósito que los contiene llegando a perforarlo, ni que decir tiene que esto en un barco es crítico.
Además de esto, existen carburantes sucios ¿A qué nos referimos cuando hablamos de carburante sucio? pues a gasóleos o gasolinas que tienen exceso de partículas de azufre, polvo y otras sustancias contaminantes.
Los efectos de la suciedad en los carburantes son evidentes: todos esos elementos que flotan en el gasoil son un peligro para el motor: Pueden estropear el motor y otras piezas importantes como los inyectores.
Tipos de combustibles afectados por contaminación microbiana en depósitos:
- Díesel
- Biodíesel
- Fuel oil o fuelóleo (fuelóleos pesados).
La presente invención cubre la necesidad de solucionar de manera fácil, definitiva, económica y eficiente este problema, ya que las soluciones planteadas hasta este momento, no cumplen ninguna de esas características.
Sector al que va dirigida la patente
Todos los sectores con depósitos de hidrocarburos, ya que éstos sufren degradación y contaminación, pudiendo provocar graves problemas en el momento de su uso en barcos, trenes, camiones, generadores de reserva, etc.
Los combustibles almacenados durante largos períodos de tiempo pueden sufrir polimerización, oxidación, emulsiones, y contaminaciones bacterianas y de hongos. Estos problemas pueden formar residuos y gomas. El envejecimiento de estos residuos y gomas de combustible puede causar serios problemas en los motores y sistemas de combustible.
Sectores:
- Industria Naval, barcos de recreo, ferris y barcos de carga. Los depósitos de los barcos tienen a medio plaza problemas con la acumulación de agua en la superficie de los mismos.
- Estaciones de servicio (EDS). Los depósitos están enterrados en la tierra y allí es fácil acumular humedad.
- Compañías dedicadas al almacenamiento, transporte y distribución de combustible. Los microbios están presentes en los tanques de almacenamiento del combustible y petróleo crudo causan serios y costosos daños de bio-deterioro en los inventarios y las infraestructuras.
Las bacterias y los hongos pueden crecer y desarrollarse en los tanques de almacenamiento de petróleo crudo y combustibles. Biológicamente, los tanques de almacenamiento contaminados experimentan problemas relacionados con la calidad y la infraestructura. Entre los problemas de contaminación microbiana que afectan al rendimiento de los vehículos se incluyen la acumulación de limo, bloqueo de los filtros, inyectores, decoloración del producto, lodo, corrosión de tanques y tubos, emulsificación y mezcla de combustibles con agua, y costosa degradación de la calidad del combustible.
- Automoción. Los vehículos que circulan por zonas de mucha humedad padecen este problema, especialmente si permanecen tiempo sin ser utilizados.
Los tanques de almacenamiento de combustible
- Características
En la actualidad, los tanques de almacenamiento de combustible son fabricados comúnmente en fibra de vidrio, existen tanques de materiales antioxidables como el acero, aluminio o pvc, sin embargo, desde la problemática causada por el uso de combustibles las estaciones de servicio se han visto en la obligación de utilizar revestimientos de materiales compuestos reforzados con fibra de vidrio por su mayor resistencia a medios agresivos o un cambio de tanque.
En su totalidad, los tanques de fibra de vidrio están construidos con poliéster reforzado con fibra de vidrio FRP (fiberglass reinforced plastic). La barrera corrosiva de esta clase de tanques está construida con resina poliéster para el almacenamiento de combustibles con mezclas de alcoholes que oscila desde un 30% hasta un 100%. Estos tanques son compatibles para almacenamiento de materiales como gasolina, gasoil y mezclas de gasolina – alcohol.
- Microorganismos en tanques de almacenamiento de combustible
La presencia de microorganismos en los combustibles se ha convertido en una problemática que ha afectado directamente a la industria desde que se empezó a observar los primeros indicios de crecimiento microbiano dentro de los tanques de almacenamiento a causa de que estos utilizan como fuente de carbono los hidrocarburos del petróleo o de combustibles refinados para su crecimiento y proliferación. Lo anterior genera desgaste biológico en la superficie de los tanques, además de biodegradación y biocontaminación en los combustibles como se observa en la figura 6 y figura 7.
Los microorganismos que más se encuentran son bacterias, mohos y levaduras. Las Pseudomonas son el género que con mayor frecuencia se aísla de ambientes contaminados; se conocen por su capacidad de crecer sobre una amplia variedad de hidrocarburos del petróleo como benceno, naftaleno y tolueno (gasolina y diesel). En su gran mayoría las bacterias degradadoras de hidrocarburos se encuentran en el grupo de gram negativas; los lipopolisacáridos presentes en sus membranas ayudan a la formación y estabilización de emulsiones de hidrocarburos en sistemas acuosos y contribuyen al incremento en la superficie de ataque sobre el contaminante.
También se encuentran bacterias sulfato reductoras (SRB), organismos tanto aerobios como anaerobios facultativos. A continuación, en el cuadro 3 podemos ver los tipos de microorganismos más comunes que se pueden encontrar en los combustibles.
Los principales factores que favorecen la reproducción de microorganismos en combustibles son el agua (se necesitan cantidades iguales o menores al 0,5%), la reducción de azufre, el contenido de oxígeno y la disponibilidad de minerales como el fosforo y el nitrógeno, además de la presencia de biocombustibles (B10, E10) por su carácter higroscópico.
Con respecto a los tanques de almacenamiento, los microorganismos pueden hospedarse dentro, adhiriéndose a la superficie de la pared, donde una matriz de polisacáridos forma un biofilm generalmente compuesto por bacterias y hongos (fase de Pared-Líquido). Estos biofilms proveen protección y un ambiente único para el desarrollo de los mismos.
Los microorganismos también pueden alojarse en el fondo del tanque, donde generalmente se forma una interfase de combustible-agua, con la que los microorganismos aumentan el contenido de agua, al excretar polisacáridos que actúan como biosurfactantes extracelulares. Así mismo, la actividad metabólica conlleva a la formación de peróxidos y ácidos, que disminuyen la estabilidad térmica y la volatilidad del combustible, como el incremento de sólidos suspendidos y residuos de corrosión.
El cuadro 4 que se mostrará a continuación, resume las problemáticas que se pueden presentar en los sistemas de combustible y cuáles son los agentes microbiológicos responsables.
El aceite crudo y sus subproductos contienen componentes nutritivos, con los cuales también favorecen la actividad metabólica de los microorganismos, que no solo aceleran el biodeterioro de los combustibles y sus aditivos, sino también perjudica las propiedades fisicoquímicas y operacionales del producto, llevando a pérdidas económicas y hasta a incidentes por la saturación de filtros, tuberías y corrosión de los equipos.
Síntomas de contaminación microbiana del gasóleo:
- Agregación de la biomasa observada como decoloración, turbidez y suciedad.
- Los biosurfactantes promueven la turbidez del agua y la dispersión de partículas que afectan a los filtros de tapón, las bombas y los inyectores.
- Picaduras en el tanque.
- El flujo de combustible no uniforme y las variaciones en la combustión pueden acelerar las tasas de desgaste de los anillos del pistón y del cilindro y afectar al par del árbol de levas.
- Tecnologías actuales para la prevención de microorganismos en los depósitos de combustible
Actualmente existen una gran variedad de métodos cualitativos que permiten la detección de microorganismos específicamente en combustibles de una forma rápida y sencilla, puesto que no necesitan mucha preparación de la muestra; cabe destacar que a la hora de evaluar la contaminación microbiológica en el combustible hay que tener presente la fase acuosa presente en el fondo, ya que es donde mayor carga microbiana se va a encontrar[1]. Generalmente, uno de los mejores tratamientos para el control y mitigación de microorganismos en los combustibles son las buenas prácticas de aseo, como los son la limpieza dentro del tanque y los drenajes periódicos del agua. Sin embargo, es difícil realizar este tipo de limpiezas periódicamente, ya que conllevan grandes costos, además de la pérdida de ventas por días de limpieza al año.
Cabe resaltar que este tipo de mantenimientos se consideran de alto riesgo debido a la desgasificación del tanque, a la desconexión de los sistemas eléctricos y neumáticos, entre otros. Por tal razón, este tipo de mantenimiento debe realizarse como complemento a un control microbiológico. Dentro de los métodos que utilizan las EDS para combatir los problemas de fondo y contaminación microbiológica podemos encontrar las siguientes:
- Equipos de micro filtración. Son sistemas que se instalan antes del surtidor, con el fin de filtrar el combustible que sale del tanque de almacenamiento y que el consumidor recibe en su vehículo. Cuentan con filtros de entre 3 y 5 micras, lo cual asegura una amplia retención de partículas contaminantes.
- Limpieza de tanques. También llamada diálisis, consiste en la recirculación del combustible ubicado en el fondo del tanque, usando una sonda. Esta sonda extrae el combustible del fondo, lo pasa por una serie de filtros, los cuales retienen los diferentes contaminantes. Finalmente, el combustible limpio es devuelto al tanque de almacenamiento.
Estos métodos no aseguran la remoción de bio-películas adheridas en las paredes del tanque de almacenamiento y tampoco la disminución de carga microbiológica en el combustible. Generalmente se utilizan para mejorar la apariencia del combustible presente en el fondo del tanque o para eliminar posibles depósitos de agua.
En nuestro caso, incorporamos elementos que desinfectan el combustible y que al devolverlo al tanque se hace de forma que arrastre todas las impurezas y microorganismos, de manera que en el tiempo que dura el proceso de actuación de la máquina todos hayan sido filtrados y pasen por la cámara de desinfección de nuestra maquina.
Hay que remarcar la calidad del proceso de desinfección, en el cual no hay que añadir ningún aditivo ni biocida al combustible y tampoco se degrada en el proceso la calidad del mismo.
- Prevención de la presencia de microorganismos en combustibles utilizando Agentes biocidas
Los productos biocidas son “sustancias capaces de eliminar o controlar la proliferación de microorganismos capaces de provocar alteraciones sobre los seres humanos, animales y sobre el medio ambiente. Las distintas familias químicas de compuestos biocidas poseen perfiles de actuación variados, pero todos ellos comparten la característica de ser letales a los microorganismos bajo cierta conjunción de circunstancias que hacen de ellos el ser viables para su comercialización”, pero tiene los siguientes problemas:
- No tienen la misma capacidad de mitigar la concentración de microorganismos tanto en la fase acuosa como en el combustible.
- Suelen tener espectro limitado de actividad microbiana.
- Tiene un efecto inhibidor en presencia de otras sustancias.
- Suele ser corrosivo en sistemas de combustible.
- Degrada las propiedades del combustible.
- No suelen ser seguros tanto para el uso humano como para el medio ambiente.
- Alto coste. Precio aproximado de unos 50 € por cada 1.000 litros de combustible.
- Te obliga a utilizarlo de manera indefinida una vez ha aparecido el problema.
Pero el principal problema es que no resuelven de manera definitiva el problema porque en el caso de que haya quedado una pequeña cantidad de residuo microbiano, éste se reproducirá con el paso de los meses. Por ello que se hace imprescindible el mantenimiento indefinido en caso de una primera detección de microbios.
- Prevención de la presencia de microorganismos en combustibles utilizando Desinfección con biocidas
La desinfección mediante la dosificación con una agente biocida presenta las siguientes dificultades:
- No es posible utilizarlos en todos los depósitos, debido a su morfología y ubicación.
- El coste depende mucho de la dificultad de acceso al depósito. Por ejemplo, supone 30.000 € de media para un barco con un depósito de 10.000 litros de combustible (El gasto: 15.000 € de retirada del combustible contaminado y traslado a una estación de reciclaje, 5.000 € en limpieza del depósito y filtros, y 10.000 € de la reposición combustible).
El barco tipo del estudio, es un barco con un depósito de 10.000 litros de combustible, que se corresponde con un barco medio dentro de la náutica de recreo. Para este barco es para el que hemos calculado el precio de venta al público de una máquina a 5.000 €.
[1] GAYLARDE Christine, BENTO Fatima, KELLEY Joan. Microbial contamination of stored hydrocarbon fuels and its control. En: Revista de microbiología. Febrero de 1999. Vol 30, no 1, p. 01- 10. ISSN 0001-3714