Presentación
Organigrama
Oficina Técnica
Banco de datos
Investigación e Informes Técnicos
Divulgación científica
Normativa
Eventos
Enlaces
Dossier de prensa
Inicio
Buscar
Investigación Prestige Acciones Especiales Urgentes
Equipo investigador
Metodología
Resumen de conclusiones
Resultados finales
Producción científica
Descripción
Ver todas

Acción Especial

Modelización de la evolución del fuel oil retenido en el pecio del buque Prestige y determinación de sus propiedades fisicoquímicas.

Resumen

El tipo de fuel-oil contenido en los tanques del buque Prestige se sabe que presenta una viscosidad fuertemente dependiente de la temperatura, aumentando cuando ésta disminuye. Esta dependencia se hace aún mayor a bajas temperaturas y hace que la predicción de la evolución temporal de la temperatura en los tanques constituya una cuestión crucial a la hora de establecer estrategias de actuación y toma de decisiones, que estarán fuertemente determinadas por la fluidez del fuel-oil.

Para conocer el estado del fuel-oil remanente en los tanques del buque Prestige y predecir su posterior evolución dinámica, dada su difícil accesibilidad, se hace necesario efectuar una simulación numérica de su proceso de enfriamiento, para lo cual es preciso conocer, mediante la determinación experimental o el cálculo, la evolución de las propiedades térmicas y físicas del combustible (densidad, viscosidad, conductividad térmica, calor específico) con la presión y la temperatura.

En una primera etapa se determinaron algunas propiedades físicas, en particular la densidad y viscosidad, para valores de presión y temperatura análogos a los que reinan en los alrededores del pecio del Prestige. Por otra parte, la dificultad del problema de simulación numérica del comportamiento térmico y dinámico del fuel-oil en el interior de los tanques, que radica sobre todo en el amplio rango de escalas espaciales involucradas, aconsejaba que éste no fuese resuelto con el uso de un único código, sino que los resultados fuesen garantizados por la coherencia entre las predicciones que con distintos códigos se pudiesen hacer de un mismo problema. Con este fin, se decidió plantear la resolución de un problema tipo bien definido a una serie de grupos con experiencia en la dinámica de fluidos computacional.

Previamente, mediante un análisis cualitativo, se puso de manifiesto que, en el interior de los tanques, el fuel se pone en movimiento por dos mecanismos distintos. El primero de ellos se debe a que el fuel-oil adyacente a la pared vertical del tanque, que está en contacto con el agua, se enfría y desciende en forma de una fina capa que se estratifica en el fondo del depósito. El movimiento inducido transporta el fuel-oil caliente desde el interior del tanque lateral hasta la pared vertical y de esta manera toda la masa de fuel-oil se va enfriando lentamente. En segundo lugar, se induce un movimiento asociado a la presencia de la pared superior del depósito, en posición aproximadamente horizontal, que se encuentra en contacto, por su parte inferior, con fuel-oil caliente. El movimiento aparece cuando en la capa de fuel-oil pegada a la pared y más caliente por abajo, las fuerzas de flotación llegan a superar a los fenómenos viscosos y conductivos.

Varios grupos de investigación utilizaron códigos comerciales, mientras otros pusieron a punto y usaron códigos propios. Adicionalmente, se consideró el uso de correlaciones fenomenológicas para describir macroscópicamente el proceso de enfriamiento. Las simulaciones muestran que el fuel-oil experimenta un enfriamiento inicial de unas horas de duración dominado por la pura conducción de calor hacia el océano y, a partir de este período, se inician los mecanismos antes aludidos. Una vez establecidos estos dos mecanismos, las simulaciones numéricas revelan que la temperatura media del fuel-oil en los tanques alcanza un valor cercano a los 10 ºC, a los tres meses del hundimiento en los tanques laterales y al cabo de cinco meses en el tanque central. Posteriormente, consideraciones teóricas acerca del efecto de la presión sobre las propiedades del fuel-oil, llevaron a la conclusión de que, con buena aproximación, bastaba con multiplicar por un factor seis los valores de viscosidad medidos a presión atmosférica. Este incremento de viscosidad disminuye la intensidad de los movimientos inducidos y ralentiza el enfriamiento, alargando en un par de meses la predicción anterior. Por último, se tuvo también en cuenta el efecto de los refuerzos longitudinales metálicos de los tanques. Los cálculos muestran que dicho efecto aumenta significativamente la transferencia de calor durante los dos primeros meses de enfriamiento pero, a partir de entonces, el efecto se va reduciendo y a penas influye en el valor medio de la temperatura alcanzado al cabo de los 6 meses.

En conclusión, se demostró que en el proceso de enfriamiento el fuel-oil no experimenta un cambio brusco hacia un estado sólido, sin embargo su viscosidad va aumentando y dificultando el movimiento según disminuye la temperatura. Concretamente, al cabo de unos seis meses, la temperatura del fuel-oil en los tanques ronda en torno a los 10 ºC y se encuentra en malas condiciones de fluidez para su bombeo o trasvase.

Cambiar idioma a: Castellano | English | Galego Mapa de la Web | Código deontológico
© 2003-2007 OTVM
Fecha: 19/11/2017
Oficina Técnica de Vertidos Marinos
Universidade de Vigo