Cambio zavorra
Le necessità
Il petrolio greggio trasportato dalle navi cisterna ingloba fondami pesanti e composti pressoché impompabili. Asfalteni, paraffine, grumi ed altri fluidi con alto punto di scorrimento si scaricano con difficoltà e molti residui rimangono a bordo. Nella seconda metà degli anni Settanta, le navi cisterna non hanno ancora il doppio scafo, il petrolio greggio è contenuto in cisterne in cui le strutture sono in vista. Il fondo delle cisterne, costituito da madieri, parametrizzarli e correnti, limita la velocità ed il rendimento dello strippaggio. Le strutture del fondo delle cisterne sono una vera e propria trappola per i condensati.
La struttura del fondo della cisterna impedisce un completo deflusso dei residui del carico.
Discarica e zavorramento.
Le petroliere “pre-MARPOL” hanno cisterne, pompe e collettori adibiti alternativamente al carico ed alla zavorra, non hanno ne cisterne ne doppifondi esclusivamente per il contenimento della di zavorra. Gli unici spazi dedicati ad acqua mare sono il gavone prodiero ed il gavone poppiero, che da soli sono del tutto insufficienti a garantire sia l'assetto sia l'immersione e la stabilità per la partenza.
Alcune navi "pre-MARPOL" sono dotate di una coppia di cisterne laterali e di un "deep tank" prodiero "dedicati" alla zavorra. Questi volumi non sono bastevoli ad un viaggio sicuro, ma sono previsti per accelerare le fasi di discarica, a contenere gli stress ed agevolare il cambio della zavorra.
Per avere la giusta immersione, assetto, stabilità e moderato stress dello scafo, si utilizzano come depositi temporanei della zavorra alcune cisterne che in precedenza hanno trasportato il carico di petrolio greggio.
In linea di massima, per garantire la "seaworty" della nave in condizioni di viaggio normali, si dovrebbe imbarcare una quantità di zavorra attorno al 30/35% del DWT.
La zavorra posta nelle cisterne che in precedenza hanno contenuto il carico, è inquinata dai residui rimasti a bordo. Si crea così una miscela di acqua ed olio che prende il nome di "zavorra sporca".
I contenuti d'olio, di tale zavorra,sono tali che non ne è consentita la discarica in mare. Si devono effettuare le operazioni di "cambio zavorra" al fine di avere a bordo la sola zavorra dedicata e la zavorra pulita. Queste due tipologie di zavorra si possono scaricare in mare.
Operazioni per il cambio della zavorra
Nave a pieno carico (080)
All'arrivo della nave al porto di discarica, tutte le cisterne del carico sono colme al 98% del volume. I gavoni, la cassa alta e le cisterne di zavorra dedicata sono vuoti. Prima dell'inizio della discarica si appronta il programma di movimentazione dei fluidi.Esso tiene conto della disposizione delle cisterne, del numero di linee disponibili e delle indicazione del "libretto di caricazione". Ciò al fine di terminare la discarica con un adeguato assetto per la navigazione in zavorra.
Nave alla discarica (081)
Le cisterne 1, 3, 4 e 5 Centro-nave, 1-6 laterali e slop tank sono scaricate. Nel contempo, tramite linee dedicate (indipendenti dal servizio del carico), si zavorrano le due cisterne laterali della zavorra dedicata e la cassa alta prodiera. La nave è appoppata per favorire la discarica e lo strippaggio.
Imbarco zavorra sporca (082)
Si sospende la discarica. Con le stesse linee, usate per il carico, si immette acqua di mare nelle cisterne 3 e 5 centrali. La zavorra di queste due cisterne si inquina con i residui impompabili del carico. L'inquinamento è tale che la zavorra sporca non si può scaricare in mare a causa del suo elevato inquinamento da idrocarburi.
Fine discarica (083)
Completata la discarica si zavorra il gavone di poppa per dare maggiore immersione all'elica. La nave è ora in assetto di navigazione e può prendere il mare. La nave è insellata, ma gli stress sono contenuti nei limiti imposti dal progettista.
Lavaggio cisterne (084)
La nave è in navigazione. Inizia il cambio zavorra.
Si lavano le cisterne 2 e 5 centro nave. I residui oleosi sono inviati alle due slop tank per il trattamento di separazione. Il lavaggio delle due cisterne si effettua tramite macchine BTW portatili con acqua a 60° e pressione 10 bar.
Cambio della zavorra
Nel corso del viaggio in zavorra si procede alla "pulizia" di alcune cisterne con il sistema di lavaggio in uso a quell'epoca: il Butterworth (BTW):
Il sistema è realizzato per proiettare acqua di mare calda, a forte pressione con due getti contrapposti.
Il getto in pressione esercita un azione meccanica sulle paratie ed il fondo delle cisterne, mentre l'alta temperatura dell'acqua fluidifica gran parte dei fondami, agevolandone il drenaggio. I fluidi sono trasferiti prima al separatore e poi alle slop tamk.
L’impianto di lavaggio utilizza acqua riscaldata tramite uno scambiatore di calore a vapore posto in locale A.M.; esso innalza la temperatura dell’acqua sino a 60°C. A valle di esso, una pompa con prevalenza di circa 10 bar, spinge l'acqua riscaldata in un collettore dedicato a questo servizio, posto in coperta. Sono previsti numerosi stacchi nelle prossimità dei portelli BTW delle cisterne.
Ad ogni stacco si può collegare una robusta manichetta di gomma alla cui estremità è posta la macchinetta BTW. Il diffusore è realizzato in materiale anti scintilla, generalmente in bronzo. La macchinetta ha due ugelli opposti disallineati fra di loro, tali da genera la rotazione su un asse orizzontale, mentre un sistema di ingranaggi posti al suo interno genera la rotazione ad asse verticale.
Sezione trasversale della nave PRE-MARPOl con le calate delle macchine BTW e le zone d'ombra
La macchinetta di lavaggio, così congegnata, orienta i suoi getti secondo una sfera. Così tutte le superfici interne della cisterna sono sottoposte al lavaggio per 4 a 6 ore, a seconda delle caratteristiche del carico precedentemente trasportato.
Il primo ufficiale, accertato l’esito positivo della pulizia, provvede all'imbarco di nuova zavorra nei compartimenti puliti. L'acqua immessa nelle cisterne lavate e drenate è denominata zavorra pulita (clean ballast).
L’acqua della zavorra pulita non è totalmente priva di residui di idrocarburi, ma il contenuto oleoso residuo è esiguo. Questa zavorra si può scaricare nelle acque del terminale prima o durante la caricazione. La zavorra pulita ha un contenuto oleoso inferiore a 15 ppm e rispetta i limiti previsti dalla MARPOL annex I.
Scambio zavorra (085)
Le cisterne 2 e 6 sono pulite, possono imbarcare la zavorra finale (colore verde).
Nel contempo si svuotano le cisterne della zavorra sporca 3 e 5 (rosso).
L'acqua inquinata da idrocarburi sarà immessa nelle slop tank, ove l'acqua si separa quasi totalmente dall'olio. Ottenuta una miscela compatibile con i limiti della norma, la si potrà riversare in mare (effluvio in conformità). L'operazione di scarico a mare dell'acqua pulita è monitorata in tempo reale e controllata dall'oil meter approvato.
Nave in zavorra (086)
Le cisterne 2 e 6 (verde) contengono zavorra pulita. Le slop tank contengono i residui del lavaggio e delle due ex cisterne di zavorra sporca; sono pronte per il load on top.
La nave è zavorrata con acqua di mare posta nei gavoni, nella cassa alta e nelle due cisterne della zavorra dedicata (bl) e con zavorra pulita nelle cisterne 2 e 6 (verde). Tutta la zavorra è ora scaricabile a mare.
Zavorra sporca e acque provenienti dal lavaggio delle cisterne
La zavorra sporca e le acque provenienti dal lavaggio delle cisterne 3 e 5 c.n., inquinate da idrocarburi, sono convogliate al separatore e successivamente alle due cisterne slop per la decantazione dell’olio.
L'acqua separata dall'olio si scarica in mare fuori dalle aree speciali, con l'ausilio di un sistema di monitoraggio e controllo.
L'analizzatore monitora in continuo l'effluente e ne arresta l'efflusso ove si superino i limiti imposti.
Dal disegno si vede la situazione del sistema slop tank con acqua separata dall'olio, emulsione, olio puro e spazio vuoto in alto.
Nella seconda colonna l'acqua è totalmente scaricata, mentre rimane a bordo una parte non scaricabile dell'emulsione e tutto l'olio ancorché commerciabile.
Nel terzo diagramma, la nave è al terminale di caricazione, Il nuovo olio si è carica sopra ai residui accumulati.
La procedura, già approvata dall'OILPL '54 e successivamente incorporata nella MARPOL è denominata "load on top".
OILPOL 1969
Emendata OILPOL 54: introdotto “Load on top”; Consentita discarica a mare di acqua con residui oleosi in determinate condizioni (movimento, Q per miglio, sistema di monitoraggio, etc.).
- Acqua decantata, esente da idrocarburi, sarà scaricata in mare,
- emulsione acqua ed olio non ancora separati; interfaccia fra acqua decantata ed olio scevro da acqua,
- olio senza alcun contenuto d'acqua,
- spazi vuoti,
- emulsione residua non scaricabile in mare,
- Oil "loaded on top" dei residui commercializzabili.
NOTA: La discarica in mare è regolata dall'annesso I della MARPOL73-78.
MARPOL ANNEX I – Regola 1.17
Zavorra pulita è quella,zavorra proveniente,da,una,cisterna che, dopo aver trasportato olio, è stata pulita in modo tale che se gli effluenti fossero scaricati dalla nave ferma in acqua calma e pulita in una giornata limpida, non produrrebbe tracce visibili di idrocarburi sulla superficie dell’acqua o su litorali adiacenti o non provocherebbe il deposito di fanghi o emulsioni al di sotto della superficie dell’acqua o su litorali adiacenti.
Se la zavorra pulita fosse scaricata attraverso un sistema di monitoraggio e controllo dello scarico dell'olio, di tipo approvato dall'Amministrazione le prove basate su tale sistema secondo cui il contenuto di olio dell’effluente non supera le 15 p.p.m. determinerà che la zavorra era"pulita", nonostante la presenza di tracce visibili.
