PROPUESTA - NORMA TÉCNICA REGULACIÓN DE EMISIONES CONTAMINANTES DE MOTORES MARINOS QUE UTILICEN HFO EN ZONAS ECA DE ECUADOR Y GALÁPAGOS AUTORES: JUAN SEBASTIÁN ÁLVAREZ-TORRES, RUBÉN CRIOLLO, LUIS DORFFLINGER, GUSTAVO MORÁN DIRECTOR: PHD. MARCOS GUTIERREZ
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PROPUESTA - NORMA TÉCNICA
REGULACIÓN DE EMISIONES CONTAMINANTES DE MOTORES MARINOS QUE UTILICEN HFO EN ZONAS ECA
DE ECUADOR Y GALÁPAGOS AUTORES: JUAN SEBASTIÁN ÁLVAREZ-TORRES, RUBÉN CRIOLLO, LUIS DORFFLINGER, GUSTAVO MORÁN DIRECTOR: PHD. MARCOS GUTIERREZ
1. OBJETIVO
Establecer los límites permitidos de emisiones contaminantes producidos por buques que
circulan en las costas y puertos ecuatorianas.
2. ALCANCE
a. Esta norma se aplica para buques con motores de una potencia superior a 1400 kW.
b. Esta norma se aplica para motores náuticos.
c. Esta norma no se aplica para motores de vehículos terrestres y motores
estacionarios.
3. DEFINICIONES:
Potencia: La potencia se define como el trabajo o la energía la cual es desarrollada en una unidad
de tiempo, esta se puede obtener en cualquier régimen multiplicando el par motor por la velocidad
angular. (Murias, 2018)
HFO: Es un combustible con una gran capacidad para generar movimiento, este posee una muy
alta densidad y viscosidad, es un combustible de tipo residual el cual se crea durante la destilación
del petróleo crudo. (Recope, 2011)
MDO: es un combustible de tipo marino el cual posee una gran cantidad de azufre, también es un
combustible denso y viscoso, se lo considera como un combustible muy contaminante. (Sánchez,
2015)
Diesel: El diésel es un conjunto de hidrocarburos obtenido de la destilación fraccionada del
petróleo y posee una gran cantidad de minerales y azufre, sin embargo, este otorga un 18% más de
energía que el combustible conocido como gasolina. (Recope, 2011)
Dual Fuel: Este consiste en una mezcla de varios combustibles para hacer funcionar solo uno,
como ejemplo podemos decir la combinación de gasolina y gas de tipo natural. (MoldTrans, 2017)
Emisión: Es la cantidad de contaminante el cual es vertido al ambiente en un periodo de tiempo
determinado. (Madrid, 2021)
Factor de emisión: Se define como un valor representativo que intenta relacionar la cantidad de
contaminantes emitidos a la atmosfera con una actividad asociada a la emisión de contaminantes.
(Observatorio ambiental de Cartagena, 2020)
Factor de carga: El factor de carga es un indicador que relaciona el consumo real de energía de
una planta contra el consumo de energía proyectado en la planta. (CNFL, 2020)
Gas: Es una sustancia o materia en un estado en el que se expandirá libremente para llenar la
totalidad de un recipiente, sin forma ni volumen fijos. (Oxford, 2020)
Monóxido de carbono ( ): Se define como un gas de tipo inodoro, incoloro y toxico.
(GreenFacts, 2021)
Dióxido de carbono ( ):): Se define como un gas de origen natural procedente de la
combustión de combustibles fósiles con origen de los depósitos de carbono fósil. (Chile, 2017)
Óxidos de nitrógeno ( y ): Se define como un gas contaminante y reactivo el cual contiene
nitrógeno y oxígeno. (Epa, 2020)
Óxidos de azufre ( y ): Es un gas incoloro y no inflamable, el cual es de olor fuerte e
irritante de tipo contaminante. (España, 2007)
Tier: Se las define como normativas para la reducción de contaminantes. (Soutullo, 2020)
Tier I: Se prohíbe el funcionamiento de todo motor diésel marino instalado en un buque construido
(salvo en las excepciones antes mencionadas) entre el 1 de enero de 2000 y el 1 de enero 2011, a
menos que la cantidad de óxidos de nitrógeno emitidos por el motor se encuentren dentro de los
límites. (Soutullo, 2020)
Tier II: Se prohíbe el funcionamiento de todo motor diésel marino instalado en un buque
construido (salvo en las excepciones antes mencionadas) el 1 de enero 2011 o posteriormente, a
menos que la cantidad de óxidos de nitrógeno emitidos por el motor se encuentren dentro de los
límites. (Soutullo, 2020)
Año de fabricación: Tiempo o fecha especificada donde se suscitó la fabricación de un objeto.
(KDICTIONARIES, 2020)
Prueba ISO 8178-2: Es una medición de emisiones estandarizada para diferentes motores que no
funcionan en carretera. (Diesel Net, 2013)
Factor Lambda (λ): Es la relación de aire-combustible que debe existir en la mezcla dentro del
cilindro para obtener una combustión óptima. (AS, 2003)
Eficiencia de combustión: La eficiencia de combustión es el cálculo / medición, en porcentaje,
de qué tan bien su equipo está quemando un combustible específico. (Bacharach, 2019)
Émbolo: Pieza la cual se forma parte del cilindro, esta se mueve de arriba abajo impulsando un
fluido o de la misma forma recibiendo el impulso de el mismo. (Oxford, 2020)
Cilindraje: Se lo define como el recorrido completo del émbolo del cilindro. (Oxford, 2020)
DWT: Deadweight tonnage o toneladas de peso muerto, es la sumatoria de los pesos de carga,
combustible, agua fresca, aguas de lastre, provisiones, pasajeros y tripulantes. (Britannica, 2009)
Tonelaje bruto (GT): Es el volumen del buque entre el plan y la cubierta alta con todos los
espacios cerrados sobre ella, También conocido como arqueo o tonelaje brutos registrado. (Bolivia,
2020)
Nudos: Unidad de medida de velocidad utilizada en el mar, es igual a una milla náutica por hora.
(Britannica, 2014)
4. DELIMITACIÓN ZONA ECAS ECUADOR Y GALÁPAGOS
Los territorios marítimos del Ecuador son todos los espacios marítimos jurisdiccionales, en donde
el estado ecuatoriano ejerce soberanía, derechos de soberanía y jurisprudencia con el fin de
garantizar su gobernabilidad y el desarrollo de los intereses marítimos nacionales y la protección
o defensa de su soberanía e integridad (Ministerio de defensa nacional del Ecuador, 2017)
El Ecuador lleva un historial jurídico con declaraciones y nuevas normas para la delimitación
marítima y estas son las siguientes:
1952: Declaración zona marítima: durante el gobierno de José María Velazco Ibarra los gobiernos
de Chile, Perú y Ecuador proclamaron la jurisdicción y extensión marítima de cada país mediante
un acuerdo lo que determinó que el terreno se expande hasta 200 millas marinas partiendo desde
el margen de la costa.
1971: líneas de base del Ecuador: Estas fueron proclamadas por un decreto supremo llamado 959
A, en la fecha del 28 de junio de 1971 donde se declara que las líneas desde las cuales se deberá
medir la anchura del mar territorial de la república.
1975: Convenio sobre delimitación de áreas marinas y submarinas: este se realizó entre Ecuador
y Colombia en la fecha, 23 de agosto de 1975, donde se define como límite la línea del paralelo
geográfico la cual corta el punto de la frontera terrestre Colombia-Ecuador.
2010: Carta náutica IOA 42, delimitación marina entre Perú, Lima y Ecuador: en la fecha 2 de
agosto del 2010 el expresidente Rafael Correa firma un decreto conocido con el número ejecutivo
N450 con su adjunto el cual la carta náutica, este tiene base en lo decretado en 1952 y lo restaura
con una carta gráfica de los límites en cuestión.
2011: Notas revérsales entre Ecuador y Perú: en la fecha 2 de mayo del 2011 se recibe una carta
de Perú aceptando la propuesta marítima emitida en el 2010, junto con la carta marítima.
2012: Declaración conjunta Ecuador - Colombia para la determinación de las coordenadas Boca-
Rio Mataje.
Reitera el convenio de 1975 entre Ecuador y Colombia, donde se suscribe una declaración conjunta
la cual fue elaborada por la comisión técnica binacional del río Mataje, en esta se aplica la carta
náutica IOA 41.
2013 y 2014: Convenio entre la república del Ecuador y la república de Costa Rica: desde 1978 se
han tratado de limitar los espacios marítimos de las Galápagos ya que el convenio es de 200 millas
desde la costa, después en 1985 fue suscrito el convenio para delimitar tanto áreas marinas como
submarinas, las cuales responden a normas internacionales, sin embargo estos términos no se
adecuaban al derecho internacional del mar vigente, sin embargo en el 21 de abril del 2014 se
suscribe el convenio por parte de Costa Rica y Ecuador.
Para los SOx la Organización Internacional Marítima (IMO) dispone que la cantidad de azufre
en el combustible (%m/m) no puede ser mayor al 3,5%, este límite permite calcular a partir de
la ecuación de combustión la cantidad de SOx máxima que puede producirse con 3,5% de
azufre presente. Por lo tanto, la cantidad de SOx máxima con esa concentración de azufre es
de 0,736 mol de , con esa cantidad el EF sería de 22,16 g/kWh. Ese es el límite que podría
emitir un motor con esa concentración de azufre en el combustible. A diferencia de la
concentración de azufre del HFO considerado para realizar el estudio este tiene una
concentración de 1,6%, con esa cantidad de azufre las moles de son de 0,050 mol y el EF
es de 6,27 g/kWh.
En consecuencia, se plantea un EF a partir del % máximo permitido en el combustible, es decir
3,5%.
Para plantear los límites de NOx se toma en cuenta el anexo VI de los límites de emisiones
según la MARPOL. Estos límites son planteados en función de las revoluciones y son
diferentes para categorías de motor TIER 1 y TIER 2.
Para TIER 1 el límite de emisiones se determina de la siguiente manera:
Para plantear los límites de emisiones se tomó en cuenta que la tabla 2, de donde se obtuvo la
muestra para el resto de los cálculos, representa la medición de emisiones contaminantes a un
régimen de 600 rpm.
Para TIER 2 la fórmula varía de la siguiente manera:
De aquí se obtiene la variación entre lo que dictan las normativas y los factores de emisión
calculados.
Variación de emisión respecto a normativa NOX
TIER 1 Medido Límite
Medidas 14.69 12.52
Factor C. 15%
TIER2 Medido Límite
Medidas 17.98 10.10
Variación 44%
Tabla 7: Límites de NOx.
En la tabla 7 se puede observar una clara variación entre los límites establecidos para las
emisiones contaminantes y los datos calculados en base a mediciones reales. Es un indicativo
de que se tienen que reducir los NOx.
Para delimitar la cantidad de CO se toma en cuenta nuevamente el anexo VI de los límites de
emisiones según la MARPOL. Aquí se menciona que el factor de emisiones máximo para CO
es de 5g/kWh. De esto se busca nuevamente la diferencia obtenida entre los datos calculados
y los emitidos por la regulación, esto se de forma clara presenta en la tabla 8.
Variación de emisión respecto a normativa CO
MARPOL Medido Límite
Medidas 0.41 5
Variación 12.15
Tabla 8: Límites de CO.
Se observa que el límite es 12.15 veces mayor al factor de emisiones calculado, esto puede
darse debido a una combustión altamente eficiente (Faires V. M., 1983) en el motor de donde
se obtuvieron los datos que sirvieron como base para los cálculos, por lo que se decide mantener
el límite de 5g/kWh para emisiones contaminantes de CO.
Para las emisiones de no se establece un límite, esto debido al funcionamiento y
limitaciones de la tecnología de inyección y quema de combustible en general de la actualidad.
Debido a las limitaciones presentadas por los cálculos teóricos y las mediciones se debe
mencionar que cada uno
7. TABLA DE LÍMITES PARA EMISIONES CONTAMINANTES DE MOTORES MARÍTIMOS PARA HFO.
Tabla 9: Tabla representativa de los límites de emisiones establecidos para la zona ECA de Ecuador y Galápagos en orden con las pruebas estandarizadas ISO 8178-E1.
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