1

CAPITOLUL III

METODE DE INTERVENTIE SI ECHIPAMENTE

UTILIZATE IN ZONA ACVATICA,

2

III. 1 MONITORIZAREA SI EVALUAREA

• Salvarea vietilor omenesti aflate in pericol imediat ;

• Evaluarea situatiei, acumularea a cat mai multor informatii legate de accident, zona, marfa, conditii hidro-meteo, impact;

• Stabilirea strategiei optime de interventie.

3

Monitorizarea si evaluarea

• Evaluare la fata locului si modelarea pe PC;

• Monitorizarea se efectueaza cu personal specializat, prin observare vizuala, scanare cu infrarosu, ultraviolet;

• Se utilizeaza:

mijloace aero

mijloace navale

4

ECHIPAMENTE NECESARE• CAMERE VIDEO, FOTO• SCANERE INFRAROSU, ULTRAVIOLET, GPS• STATII RADIO• TRUSE DE PRIM AJUTOR• HARTI CU ZONELE POLUATE• ECHIPAMENT PENTRU PRELEVAT PROBE• NOTEBOOK, CREIOANE, REZISTENTE LA APA

Obiective :acumularea tuturor informatiilor necesare alegerii strategiei optime, a locatiei si a

momentului interventiei (daca este cazul)

5

A - pozitie cunoscuta; B - pozitia estimata dupa 24 h in conditii hidro-meteo cunoscute si stabile Viteza vant=25Nd, Viteza curent=0,5 Nd

Vp=0,03 x Vv + Vc

Traseu de supraveghere

6

7

8

9

10

Recunoastere aeriana(exemplu)

• Daca - viteza aeronavei = 150Nd;- un survol pe lungime dureaza = 65 secunde;- un survol pe latime dureaza = 35 secunde

• Atunci - lungime petei de petrol 65x150 = 2,7 Mm 3600

- latime petei de petrol 35x150 = 1,5 Mm 3600

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

Nor inchis la culoare care lasa pe apa o umbra asemanatoare unei pelicule de petrol

28

EVALUAREA DUPA ASPECT Aspect Culoare Grosime Volum

(mc/kmp)

• STRALUCITOR gri-argintiu > 0,1μm 0,1

• CURCUBEU fluorescent/curcubeu > 0,3μm 0,3

• METALIC albastru/verzui/rosu > 0,5 μm 5

• BRUT Fragmentat negru/maron > 0,1mm 100

Continuu maron inchis/negru > 0,5 mm 500

• EMULSIE maron/portocaliu >1mm 1000

APA IN PETROL

29

STRALUCITOR

CURCUBEU

30

NEGRU/MARON INCHIS FRAGMENTAT

31

PETROL MARON INCHIS CONTINUU

32PETROL EMULSIONAT

33

EVALUAREA tip/cantitate dupa: culoare (neagra) suprafata-50% din ½ kmp pelicula fragmentata

34

EVALUAREA DUPA ASPECT Aspect Culoare Grosime Volum

(mc/kmp)

• STRALUCITOR gri-argintiu > 0,1μm 0,1

• CURCUBEU fluorescent/curcubeu > 0,3μm 0,3

• METALIC albastru/verzui/rosu > 0,5 μm 5

• BRUT Fragmentat negru/maron > 0,1mm 100

Continuu maron inchis/negru > 0,5 mm 500

• EMULSIE maron/portocaliu >1mm 1000

APA IN PETROL

35

EVALUAREA tip/cantitate dupa: culoare-neagra/maron; suprafata-80% din ½ kmp pelicula continua

36

PROGRAM DE MODELARE ADEPLASARII POLUANTULUI IN

MEDIUL MARIN

37

DATE DE INTRARE

• TIPUL SI CANTITATEA DE POLUANT DEVERSAT

• CONDITIILE HIDRO-METEO

• LOCUL SI MOMENTUL ACCIDENTULUI

38

DATE OBTINUTE

• VECTORUL DEPLASARII PELICULEI

• SUPRAFATA PELICULEI

• FRONTUL DEPLASARII

• LOCALIZAREA PELICULEI LA UN MOMENT DAT

• ESTIMAREA TRASEULUI IN TIMP SI SPATIU

39

LOCATIE:44035’N/29041’E

DATA 21.09.2001 ORA 09 33

CANTITATE DEVERSATA= 5000mc

VANT 10 m/s DIN W

EXEMPLU DE MODELARE

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

Rezultatele obtinute in cadrul procesului de monitorizare trebuie sa cuprinda urmatoarele date

• Despre poluant : cantitate, tip, suprafata, grosime, caracteristici, evolutia /degradarea peliculei in timp, vectorul deplasarii, latimea frontului de deplasare;

• Despre zona de impact cu tarmul, tip tarm,

evaluarea impactului;

• Despre predictiile hidro – meteo;

50

III.2 METODE DE INTERVENTIE PENTRU ZONA ACVATICA

• Metode de interventie

In prezent se cunosc cinci tipuri de tehnici de interventie si anume:

– Degradarea naturalã,– Transferul marfii in barje de stocare,– Aederea in situ,

– Dispersia in masa apei,– Concentrarea si recuperarea hidrocarburilor de pe

suprafata apei.

51

III.2.1 DEGRADAREA NATURALÃ (nu se intervine)

• Gradul de agitatie al marii 5-6Beaufort(fizic nu se poate interveni)

• Pelicula se deplaseaza spre larg

52

• Pelicula ajunge intr-o zona stancoasa greu accesibila

( pericol de accidente )

• Pelicula polueaza o zona mlastinoasa (pericol amplificare

pagube ecosistem)

• Monitorizarea peliculei

Exemple

53

EXEMPLU

• Braer : 85.000t petrol (1993)

• Esueaza pe coastele Scotiei (Shetland).

• Pierde toata marfa.

• Vremea nefavorabila si conformatia stancoasa a tarmului favorizeaza dispersia masiva a poluantului.

54

III.2.2 TRANSFERUL MARFII IN TANCURI SAU BARJE DE STOCARE

•Metoda implica risc datorat posibilelor: coliziuni/scantei/gaze/explozie.

•Se aplica in conditii hidro meteo propice( mare calma, fara vant).

•Risc datorita apropierii de tarm/zone stancoase/nisip/pericol de esuare a navei de transfer marfa.

55

Echipament necesar: nave tanc/rezevoare flotante/ furtune/pompe de transfer/ancoraje/mijloace

transport aeriene/macarale/personal specializat.

56

Nava avariata este inconjurata cu baraje antipetrol

Protectie impotriva raspandirii poluantului

57

Exempletanckuri petroliere esuate

• EXXON VALDEZ transferat 160.000 t

• KHARK 140.000 t

• SEA EMPRESS 58.000 t

58

III.2.3 ARDEREA IN SITU

• OBIECTIVE: Curatarea zonei poluate prin arderea titeiului.

• CERINTE / LIMITE:

- Grosimea min. de aprindere = 2 - 3 mm

- Vant max. = 15 Nd

- Inaltime val max. = 1 m

- Pelicule emulsionate max. = 25%

- Temperaturi >15° C - Aprinderea si arderea pe apa (de

preferinta

in zona offshore)

59

ARDEREA

Poluarea se transfera de pe suprafata apei in atmosfera prin emisiile masive de fum si gaze.

60

ARDEREA

• ARDEREA IN SITU SE POATE APLICA IN

PRIMA FAZA A POLUARII

• ECHIPAMENTE : Baraj flotant antifoc

Nave de trulare

Sisteme de aprindere

61

ARDEREA

CONFIGURATIA SITEMULUI DE TRAULARE BARAJ - NAVE

d cabluri de remorcare directia de traulare directia vântului remorchere directia curentului petrol aprins baraj antifoc d = distanta dintre fundul barajului si punctele de prindere

62

Sectiune transversalã prin barajul in stare de functionare

bordul liberdirectia de inaintare a barajului

petrol concentrat

1/3 jupã

jupã

63

Concluzii

• Grosimea poluantului acumulatde barajul in traulare nu trebuie sã depãseascã 1/3 din lãtimea jupei barajului pentru a nu avea scãpãri de petrol pe sub baraj.

• Viteza de traulare nu trebuie sã depãseascã 1Nd.

• Traularea se va efectua pe directia si în sens contrar rezultantei vectorului sumã --- V = Vcurent + Vvânt.

• Conditii hidro-meteo propice.

64

ARDEREA

• AVANTAJE:

Timp redus de interventie

Minim de personal

Costuri reduse

Pelicula de petrol poate fi distrusa in proportie 80 %

65

ARDEREA• DEZAVANTAJE :Necesitatea concentrarii cu baraje flotante specializate,

Metoda este riscanta, Necesita personal specializat, Emisia de fum este masiva la

inaltimi de circa 100-300m putind fi purtata de vant la distante de zeci de km.

• Poluarea se transfera de pe suprafata apei in atmosfera

66

CONCLUZII• NU EXISTA O SINGURA METODA

EFICIENTA DE DEPOLUARE

• NU E SUFICIENT UN SINGUR TIP DE MIJLOACE MATERIALE

• RECUPERAREA MECANICA ESTE CEA MAI SIGURA, EFICIENTA SI CURATA

• CELE MAI BUNE REZULTATE SE OBTIN IN CAZUL COMBINARII METODELOR.

67

III.2.4 DISPERSIA CHIMICÃ IN MASA APEI

68

UTILIZAREA DISPERSANTILOR

• Permisiune de utilizare - organism abilitat

• Tip dispersant - lista aprobata

• Regulament de interventie pe baza de disperanti care cuprinde: zone, metode, rata de aplicare, etc.

• Organisme implicate : Departamente care trebuiesc consultate

agricultura, piscicol, mediu,etc.

69

LIMITE DE APLICARE

• Se aplica in primele ore 24h - (evaporare)

• Grosimea peliculei 2 µ - 1 mm

• Viscozitatea < 2000 cSt

• Temperatura apei > t°de congelare

• Starea de agitatie a marii 2 - 6 º B

• Zona offshore - dincolo de izobata de 50 m

70

VERIGILE LANTULUI DE INTERVENTIE PRIN DISPERSIE

• Evaluare/Monitorizare – informatii despre: vectorul deplasarii, volumul si tipul poluantului (suprafata, grosime, caracteristici); conditii hidro-meteo

• Alegerea dispersantului - tip/concentratie/volum

• Alegerea mijloacelor de impastiere in functie de distanta/viteza de reactie/capacitate transport

aeronave /nave

71

VERIGILE LANTULUI DE INTERVENTIE PRIN DISPERSIE

Permisiune de aplicare

Mijloace de monitorizare

Volumul si tipul de poluant: suprafata/grosime/deplasare

Conditii hidrometeo: distanta de la baza

Volumul si tipul

dispersantului rata si

momentul aplicarii

Mijloace de imprastiere a

dispersantilor: echipament,

transport

72

DISPERSANTI

• Agent tensioactiv

Componente cu caracter hidrofil (ch) si oleofil(of);

• Produc scindarea in

picaturi fine de circa

70 microni care se mentin in masa apei

73

poluant pe suprafata apei, max. 1mm poluant peste care a fost pulverizat

dispersanti

formarea picaturilor=70microni

prin amestecare naturala (energia valurilor) sau artificiala

diluarea(imprastierea) picaturilor de petrol dispersat in coloana de apa

Mecanismul de dispersie

1

4

3

2

74

TIPURI RATA DE APLICARETip1 -25% agent tensioactiv+75% solvent organic,

densitate=0,8kg/dm3, vascozitate<10cSt eficacitate 1:1 - 1:3 dispersant / titei.

(se utilizeaza nediluat)

Tip2- agenti tensioactivi+amestecuri de alcooli/glicoli solubili in apa, mod de utilizare 10%in solutie cu apa, eficacitate 1:3 solutie/apa.

(se utilizeaza diluat)

Tip3-continut mai ridicat de compusi tensioactivi- eficacitate :1:5-1:30 dispersant /apa

(partial solubili in apa).(se utilizeaza nediluat)

75

MOD DE TRANSPORT

76

Raport dispersant/titei (%)

Vascozitatea (cSt))/tipul de dispersanti

<1000 1000-2000 >2000

Produsi conventionali a II-a generatie

30-50%

Pana la 100% usor eficace

Ineficace

Produsi din a III-a generatie diluati 10% in apa

5-10%

Ineficace

Ineficace

Produsi din a III-a generatie raspanditi in stare pura

5-10% disp./titei

10%

Ineficace

77

F=nu este permisa utilizarea dispersantilor.

R1=dispersanti cu o concenratie max. 1000 ppm si DL50=72 h

R2= dispersanti cu o concentratie max, 1000-2000 ppm si DL50=40h

78

Gama de echipamente necesara aplicarii dispersantilor

pompe pentru apa de mare;

pompe pentru dispersant;

amestecator;

generator de putere;

cisterne de stocare;

rampa de pulverizare cu duze;

echipament personal de protectie;

sisteme care asigura turbulenta apei.

79

SISTEM DE IMPRASTIERE A DISPERSANTILOR

80

DISPOZITIV DE APLICAREA DISPERSANTILOR

81

DUZA REGLABILA PENTRU IMPRASTIEREA DISPERSANTILOR (debit/finetea picaturilor)

82

ECHIPAMENT DE PROTECTIE Ochelari, masca, combinezon protectie, manusi,

cizme,casca

83

Mod de montare a echipamentului de pulverizare

Exista trei tipuri clasice de sisteme:

Nave / Avioane mari / Elicoptere

pentru a putea face o comparatie referitor la eficienta lor consideram:

v =viteza de deplasare

w= latimea de lucru

D = eficienta dispersarii (raportul cantitate de hidrocarburi dispersata/ survolata)

P= debitul de pompare al dispersantului

84

APLICARE DISPERSANTI

• Imprastietoare de dispersanti montate pe nave• V= 5 la 10 Nd• W= 10 la 30 m• D = 20% la 70%• P = 75 l/min.• Imprastietoare de dispersanti montate pe aeronave mici• V= 75 la 150 Km/h• W= 15 la 20 m• D = 20% la 70%• P = 500 l/min.• Imprastietoare de dispersanti montate pe aeronave mari• V= 200 la 300 Km/h• W= 30 la 60 m• D = 20% la 70%• P = 3500 l/min.

85

PRODUCTIVITATEAViteza de acoperire/sistem

Va= Vx W (ha/min)

CAZ 1 Va = 0,18-0,94 ha/min

CAZ 2 Va =1,5 - 6 ha/min

CAZ 3 Va = 11,5 - 33 ha/min

86

DISPOZITIV AMPLASAT LA BORDUL NAVEI

87

88

89

Aplicarea dispersantilorde la bordul navelor

90

Aplicarea disperantilor de la bordul avioanelor mici

91

92

De la bordul avioanelor mari

93

De la bordul helicopterelor

94

95

Calculul cantitatii de dispersant

C (litri/hectar ) = 10.000 x t x R

t = grosimea peliculei in mmR = rata dilutiei dispersant/solvent (specificata de

producator )

Calculul debitului de aplicare

Q ( litri/secunda ) = 0,278 x N x S x t x R

N = viteza navei ( Nd )S = latimea zonei la o trecere ( m )

96

Trasee de pulverizare/ directia deplasarii poluantului

Vectorul deplasarii poluantului sub actiunea vantului si a curentului de suprafata

tarm

Directia vantului / curentului

97

PARAMETRII METODEI

• Alegerea procedeului, aero sau naval;• Traseul unei trceri;• Viteza de survol;• Latimea unei treceri;• Durata survolului;• Tipul si dozajul dispersantului, debitul/finetea

pulverizarii;• Cantitatea totala de dispersant, apa;• Tipu/cantitate echipament (vezi 12);

• Costuri

98

AVANTAJE• Metoda este rapida

• Se poate aplica in conditii hidro meteo dure

• Amplifica dispersia petrolului in masa apei oprind inaintarea acestuia spre

tarm

• Impiedica formarea emulsiei apa/titei

• Costuri reduse

99

DEZAVANTAJE• Efecte negative asupra organismelor

marine

• Nu sunt compatibili cu orice tip de petrol

• Nu se pot utiliza in zona tarmului

• Nu se pot utiliza decit in primele ore

100

CONCLUZII

• Dispersantii redistribuie poluantul in coloana de apa.

• Dispersia poate afecta utilizarea altor metode.

• Metoda se poate aplica in combinatie cu recuperarea mecanica ( in faza ei finala ) .

101

III.2.5 CONCENTRAREA SI RECUPERAREA MECANICA A

POLUANTULUI

Obiectiv limitarea/concentrarea/colectarea/transferul

titeiului de pe suprafata apei in unitatile de stocare

102

LIMITE OPERATIONALE

• Viteza vant max. 15Nd• Inaltime val max. 3 m

• Starea de agitatie a marii 3 - 4° B

• Viteza curentului de suprafata max. 1,5Nd

• Se poate aplica pe pelicule cu grosimi mai

mari de 10-2 mm

103

LIMITE OPERATIONALE

• Se poate aplica in orice moment si in orice zona ( offshore , onshore ) indiferent de gradul de degradare al pluantului

• Necesar ridicat de echipamente (costuri mari )

Succesul operatiunii depinde de:

- cantitatea si calitatea echipamentelor,

- mijloacele aero si navale de transport, si evaluare

- capacitãtile de stocare, preluare si tratare terestre

104

OPERATIUNI/ECHIPAMENTE NECESARE

• Monitorizare, evaluare;

• Transport echipamente in zona;

• Limitare , concentrare: baraje limitatoare/ nave de traulare/material auxiliar;

• Recuperare, transfer amestec apa/titei:skimmere/furtune/pompe de transfer

105

OPERATIUNI/ECHIPAMENTE NECESARE

• Stocare intermediara, separare primara apa/titei: bazine, nave, unitati de decantare.

• Transport, prelucrare deseuri: transport auto specializat, rafinare, unitati de incinerare, spatii pt. biodegradare

• Echipamente auxiliare: nave de transport, unitati generatoare de energie, mijloace aero si auto

106

Verigile lantului de interventie prin concentrare/recuperare

Mijloace de monitorizare

Tipul si volumul hidrocarburilor

Conditii hidro-meteo

Mijloace de limitare/concentrare

: nave/baraje

Mijloace de recuperare

Stocare deseuri

(recuperate)

107

Exemplu privind etapele parcurse in cazul depoluarii prin metoda de limitare/recuperare

Utilizarea softului de modelare a deplasarii poluantului pe suprafata apei

Date de intrare:LOCATIE: 44035’N/29041’E

DATA 21.09.2001 ORA 09.33

DEVERSAT 5000mc

VANT 10m/s din E

108

LOCATIE: 44°35’N/29°41’EDATA 21.09.2001 ORA 09.33DEVERSAT 5000mcVANT 10m/s din E

109

21. 09. ora 13.33

Distanta de la baza de interventie la locul accidentului = circa 100 km

110

Monitorizare/informare

111

EVALUAREA INFORMATIILOR DATE OBTINUTE

SUPRAFATA SI GROSIMEA PELICULEI

DIRECTIA, SENSUL SI VITEZA ACESTEIA

LATIMEA FRONTULUI DE DEPLASARE

DISTANTA BAZA-PELICULA LA UN MOMENT DAT

CARACTERISTICILE SI COMOPOZITIA POLUANTULUI

112

DATE OBTINUTE

SUPRAFATA PELICULEIDIRECTIA, SENSUL SI VITEZA

LATIMEA FRONTULUI DE DEPLASAREDISTANTA BAZA-PELICULA

CARACTERISTICI SI COMOPOZITIE

113

114

SE POT EVALUA

METODA DE INTERVENTIE

TIPUL SI CANTITATEA NECESARA DE ECHIPAMENT

LOCUL SI MOMENTUL INTERVENTIEI

115

22. 09. ora 09.33

NECESAR DE ECHIPAMENTE

BARAJ ANTIPETROL (TIP/CANTITATE/AMPLASAMENT/SISTEM)

NAVE DE TRANSPORT/AUXILIARERECUPERATOARE ( TIP/CANTITATI)

SISTEME DE STOCARE INTERMEDIARE

116

22. 09. ora 11.33INTERVENTIA IN ZONA DE LARG

117

Dispunerea barajelor antipetrol in sistem U in vederea limitarii, concentrarii si recuperarii poluantului.

118

119

Poluantul scapa de sub control

120

Protejarea tarmului: in cazul în care din diverse motive poluantul scapa de sub control si ajunge in zona tarmului

se procedeaza in acelasi sistem constand in limitare/ concentrare/recuperare/stocare.

1. Protejarea pe cât posibil a zonelor sensibile prin devierea poluantului spre zonele caracterizate prin indecsi de sensibilitate scazuti.

2. Limitarea, zonelor de tãrm poluate, protejarea zonelor adiacente nepoluate si depoluarea acestora.

121

Protejarea tarmului cu baraje deflectoare

122

POLUANTUL SE DEPLASEAZA SPRE TARM

123

INTERVENTIA IN ZONA TARMULUI

SUNT POLUATI CIRCA 20 KM DE TARM

124

AVANTAJE

• Procedeul poate fi aplicat în orice moment de la deversarea initialã.

• Este singurul procedeu care se poate aplica pentru recuperarea grosierã din zona porturilor, tãrmurilor, golfurilor.

• In general procedeul de depoluare mecanicã este cel mai indicat în zona tãrmului.

• Procedeul nu intrduce în mediu alte substante nocive.

125

DEZAVANTAJE

• Procedeul este eficient doar în conditii hidro-meteo : înãltime max. val = 3m; vitezã vânt max. = 15Nd;starea de agitatie = 3 ÷ 4 grd.B;

• Necesarul de echipamente este ridicat, fiind greu de transportat la distante mari.

• Numãrul de operatori este ridicat, necesitând conditii de cazare, masã etc. pe termen lung.

• Din aceste motive procedeul este foarte costisitor, de lungã duratã, cu o eficientã variabilã în functie de factorii specifici temporali.

126

Sisteme de concentrare/recuperare

Pentru a putea face o comparatie referitor la eficienta lor consideram

v =viteza de deplasare (Nd)

w= latimea de lucru (m)

R= eficienta recuperarii (%)

(raportul: cantitate recuperata/traulata teoretic)

P= debitul de pompare ( litri/min. )

:

127

Recuperatoare mici 10 m lungimeCaracteristicile tipice de operare sunt:v = 0,25 la 0,75 Nd (0,5-1,5 km/h);W = 1,5 la 8,0 m;R = 50% la 75%;P = 400 l/min.

128

Caracteristicile tipice de operare sunt:

v= 0,50 la 1,00Nd (1,0 – 2,0 km/h);

W = 15,0 la 30,0 m;R= 50% la 75%;

P = 1.200 l/min.

Recuperatoare medii în sistem V sau J, cu aripi de baraj de maxim 50 m,

129

Recuperatoare mari sistem U, J, V de traulare

Caracteristicile tipice operare sunt:

V = 1,00 la 2,00 Nd (2,0 – 4,0 km/h);

W = 50,0 la 75,0 m;R= 50% la 75%;P = 2.200 l/min.

130

131

Viteza de acoperire (ha/min.)

Va = V x w ( ha/min)

CAZ 1 Va = 0,001 -0,02 ha/min

CAZ 2 Va = 0,025 - 0,095 ha/min

CAZ 3 Va = 0,140 - 0,470 ha/min

132

Activitatea de recuperare mecanicã

• LIMITAREA EXTINDERII SI CONCENTRAREA PELICULEI DE PETROL;

• RECUPERAREA MECANICÃ A PRODUSILOR PETROL SI APÃ-PETROL;

• STOCAREA SI SEPARAREA PETROLULUI.

133

III.2.5.1. Limitarea extinderii si concentrarea peliculei de petrol

BARAJE ANTIPETROL( obiective )

Limitarea raspandirii si deplasarii peliculei pe suprafata apei

Micsorarea suprafetei, marirea grosimii

Dirijarea peliculei spre recuperatoare

Protejarea zonelor sensibile

134

Baraj colector

Furtun transfer

Lest

Flotor

Conducta

Baraj de suprafata

Baraj de fund

Suprafata apei

Poluant evacuat

135

Caracteristicile tehnice ale barajelor trebuiesc corelate cu

conditiile hidro-meteo de functionare

Offshore Pentru tãrm si port

Bord liber (mm)

1300 600 400 300 200

Jupã (mm)

1500 1100

600 500 300

Greutate lant balast (kg/m)

36 17 6 5 4

Rezistenta la rupere (kN)

400 200 100 90 50

Inãltime val (m) maxim

6 4 3 1,5 0,5

136

Pentru zona de port, coasta(onshore)

Bord liber=400-200

Jupa= 600-300

Greutate=4-0.5kg/m

si ape interioare

137

TIPURI CONSTRUCTIVE: CLASIFICARE DUPA ZONA UNDE POT FI UTILIZATE

Pentru zona offshore Bord liber=1300-600 mm

Jupa =1500-1100mm

Greutate= 36-16Kg/m

138

Suprafata apei

Titei la suprafata apei

Jupa

Element flotant

LANT DE LESTARE

Baraj cu elemente flotante

Baraj cu bule de aer

Baraj

Jet de bule de aer

139

Bord liber

Jupa

Lant de lestare

BARAJ elemente componente

Punct de ancorare

Flotor

Conector

Cablu de tractiune

Bride

Sistem de capat

140

BARAJE FLOTANTE

CARACTERISTICI TEHNICE

• Rezistenta la rupere

• Greutate/metru

• Rezistenta la UV

CARACTERISTICI FUNCTIONALE

Inaltime val (max)

Stabilitate in curent (max)

Temperatura de lucru

141

MATERIALE UTILIZATE LA CONSTRUCTIA BARAJELOR

• Material textil PES/PA (poliester/poliamida) placat cu cauciuc/PVC, tabla inox, pentru bord liber si jupa;

• Polietilena expandata/poliester/fibra de sticla pentru flotori

• Otel galvanizat, inox pentru lant;

• Otel inox/fibra de sticla pentru cuplarile dintre tronsoane;

• Ancore, parame pentru fixare/tractiune/ancoraj

142

Baraj tip A – BARAJE CU FLOTORI INCORPORATI

cablu

lest

cablulant

CaracteristiciUrmareste valul

Usurinta in desfasurare

Costuri

Grad de retinere titei

Bine

Buna

Foarte scazute

Eficient

Bine

Buna

Scazute

Eficient

Satisfacator

Buna

Moderate

Scazut

Insuficient

Buna

Moderate

Scazut

Bine

Buna

Moderate

Eficient

Stocare si transport acceptabil

143

BARAJE CU FLOTORI INCORPORATI

Flotori incorporati , (permanente)

Se utilizeaza pentru poluari cronice (permanente)si accidentale

Improvizate OCUPA SPATII DE STOCARE MARI

SUNT MAI GROAIE DECAT CELE GONFLABILE

SE LANSEAZA MAI GREU

SUNT MAI SIGURE SI MAI REZISTENTE

144

FLOTORI INCORPORATI

145

Baraje tip B : BARAJE CU FLOTORI ATASATI

Sistem de prindere a flotorului

Greutati Greutati

Cablu de tractiune

Cablu de tractiune

Flotor Flotor

Caracteristici

Urmareste valul

Usurinta in desfasurare

Costuri

Grad de retinere titei

Stare de agitatie a marii = 0 - 1

Bine

BunaScazute - moderate

Eficient

Greu

Buna

ModerateScazut

Material flotor: polietilena spuma, polistiren

Sistem de prindere a flotorului

Stocare si transport dificil

146

FLOTORI ATASATI•FOARTE GRELE

•REZISTENTE

•SPATII DE DEPOZITARE FOARTE MARI

Pentru poluari permanente

147

BARAJE CU FLOTORI ATASATIINSTALATE PERMANENT

Maner

Cleme

flotor

Intarituri verticale si montura pentru

flotor

Flotor

Intaritura verticala

Balast

Flotor Rotiri flotor

Greutati

CaracteristciFiabilitate

Costuri

Eficienta la retinerea titeiului

Mare grad = 0-1

Mare

Foarte mari

Buna

Mare

Mari

Buna

Mica

Mari

Buna

Mare

Mari

Buna

148

149

Baraj tip C - BARAJ CU CABLU DE TRACTIUNE

Intarituri verticale Intarituri verticale

Cablu tractiune

Frau

Flotor cu spuma

Frau

Cablu tractiune

Aer sau CO2

Greutate plumb

Buzunar cu apa

CaracteristiciUrmareste valul

Usurinta in desfasurare

Cost

Grad de retinere titei

Stare de agitatie a marii <3

Excelent

Foarte dificila

Mare

Eficient

Excelent

Dificila

Mare

Eficient

150

Baraje tip D - BARAJE AUTOGONFLABILE

Supapa de admisie a aerului in flotor

Supapa de admisie a aerului

in flotorArcuri de

plsatic

Arcuri helicoidale

Incarcatura cu spuma solida

Lant

Pereche de inele Lant Lant

Caracteristici

Urmareste valul

Usurinta in desfasurare

Costuri

Eficienta in retinerea titeiului

Bine

Buna

Moderate-mari

Buna

Bine

Buna

Moderate-mari

Buna

Bine

Buna

Moderate

Buna

Stocare rapida pe tambur

151

Baraje tip E - BARAJE GONFLABILE

Supape pentru aer

Supape pentru aer

Aer

ApaLanturi

LantCaracteristici

Urmareste valul

Usurinta in desfasurare

Costuri

Eficienta in retinerea titeiului

Grad mare <3

Bine

Buna

Mari

Satisfacatoare

Excelent

Foarte buna

Foarte mari

Buna

Excelent

Buna

Foarte mari

Satisfacatoare

Stocare rapida pe tambur

152

BARAJE GONFLABILE

• Flotori gonflabili,autogonflabili se umfla cu aer (se utilizeaza pentru poluari accidentale)

• Ocupa spatii de depozitare mici ( pe tamburi actionati hidraulic)

• Se lanseaza rapid

• Se pot sparge si scufunda

Supapa

153

FLOTORI GONFLABILI

154

155

Baraje gonflabile pentru tarm, jupa se umple cu apa, pentru a se asigura etanseitatea in zona baraj/sol.

156

BARAJE ANTIFOCSunt realizate din materiale rezistente la foc

157

MODURI DE UTILIZARE

• MODUL DINAMIC

• MODUL PASIV

158

MODUL DINAMIC

• Tractat (traulare) de doua nave in formatie de U, J , V, W, sau nave cu tangoane;

• Viteza maxima de traulare =1Nd;• Fiecare 1CP dezvoltat de motorul navei

asigura o forta de tractiune de 20kgf;

• Deschiderea minima intre nave 80m

• Se utilizeaza circa 300-800m lugime de baraj.

159

MOD DINAMIC

• Se utilizeaza in cazurile accidentale/in zona de larg, pentru limitarea si concentrarea poluantului in vederea recuperarii

• Echipamente auxiliare: nave de tractare,avioane pentru monitorizarea operatiunii

• Personal specializat

160

161

Petrol emulsionat colectat cu un dispozitiv J

Lungimea barajului = 200 - 500 m

Doua nave de traulare dintre care una recupereaza si stocheaza

Dispozitiv J

162

Utilizarea a doua dispozitive “J” in cascada, pentru captarea unei pete de titei in miscare

163

164

Latimea = 0,5 – 0,75 x lungimea barajului

Doua nave de traulare + o nava de recuperare/stocare

Dispozitivul poate utiliza pana la 800 m baraj

Latimea = 0,5 pana la 0,75 X 800 metri

Dispozitiv U

165

Utilizarea a doua dispozitive “J”+ unul “U” in cascada, pentru captarea unei pete de titei in miscare

166

Lungimea barajului este dependenta de marimea navei de recuperare

Nava recuperare

Salupe de tractare

Dispozitiv V

BRIDE

.

‘

167

.

Sistemul necesita o singura nava

•Flexibilitate, usor de controlat, deplasare rapida in zona

SISTEM CU TANGOANE

•Intr-un bord sau in ambele borduri

•Latime de lucru = 15/30 m

Titei emulsionat colectat prin traulare de un sistem cu tangoane

.

Tangon

Aripa de baraj

Recuperator

.

168

MODUL PASIV

• Se utilizeaza pentru limitarea / concentrarea poluantului in vederea recuperarii

• Pentru protejarea/inchiderea unor zone sensibile

• Pentru deflectarea poluantului spre zonele de recuperare/spre alte zone mai putin sensibile

SE UTILIZEAZA IN ZONA DE TARM SAU PE APELE INTERIOARE

169

MOD PASIV – LIMITAREA UNEI ZONE POLUATE SCURGERI DIN NAVE AVARIATE

Baraj

170

Limitarea zonei poluate

171

PROTEJAREA ZONELOR SENSIBILE

172

PROTEJAREA ZONELOR SENSIBILE

173

Deflectarea undei de poluant

CURENTAncore dispuse la 20 – 40m

Punct de ancoraj

Priza de apa

174

DEFLECTAREA POLUANTULUI/PROTEJAREA ZONELOR SENSIBILE

175PROTEJAREA ZONELOR SENSIBILE

176

PROTEJAREA ZONELOR SENSIBILEECHIPAMENTE UTILIZATE

177

CURENT

BARAJ DISPUSIN UNGHI FATA DECURENT

Ancore amplasate la 20 -

40m

Punct de colectare poluant

Punct de ancorare

Concentrarea poluantului in vederea recuperarii

178

Ancoraje / amplasare in curent

179

PROTEJAREA ZONELOR SENSIBILE

180

Limitarea / concentrarea poluantului in vederea recuperarii

181

O CANTITATE PREA MARE DE POLUANT TRAULATA RISCA SA TREACA PE SUB BARAJ

CURENTII DE SUPRAFATA DE PESTE 0.583 Nd POT PRODUCE TRECEREA POLUANTULUI PE SUB BARAJ

0,583 – 1 Nd

182

DISPUNERE IN CURENT(APE INTERIOARE)

Sectiune transversala prin canal/ mal in panta. Curentul are viteza maxima in centru

Sectiune transversala prin canal/mal abrupt.Curentul are aceasi viteza/Poluantul trece pe sub baraj in zona malurilor

183

DISPUNERE IN CURENT(APE INTERIOARE)

Dispunerea barajelor astfel incat sa existe posibilitatea navigatiei.

A. Montare corecta

B. Montare incorecta

184

MOD DE ANCORARE IN ZONE CU APE PUTIN ADANCI

Ancorare pe malul unei ape curgatoareModuri de ancorare

Lant a = D/4 Parama b=5D

185

Caracteristicile tehnice ale barajelor trebuiesc corelate cu

conditiile hidro-meteo de functionare

Offshore Pentru tãrm si port

Bord liber (mm)

1300 600 400 300 200

Jupã (mm)

1500 1100

600 500 300

Greutate lant balast (kg/m)

36 17 6 5 4

Rezistenta la rupere (kN)

400 200 100 90 50

Inãltime val (m) maxim

6 4 3 1,5 0,5

186

a

bc

Curentul maxim perpendicular pe baraj pentru care acesta este eficient nu trebuie sã depãseascã 0,583 Nd sau 0,3m/s

Calculul unghiului de montare al barajului in functie de vectorul

vitezei curentului.

Se cunosc:

• vectorul perpendicular pe baraj Vp=ab=0,583Nd

• vectorul viteza curent Vc= bc

Sin α = ab/bc

Cu cat viteza curentului apei este mai mare cu atat valoarea unghiului α scade iar lungimea de baraj utilizata creste.

αV=0,583 Nd

V> 0,583 Nd

187

Vitezã criticãVitezã curent sinα unghiα (0)Noduri m/s0.583 0.30 1.000 900.7 0.36 0.833 560.9 0.46 0.652 411.1 0.57 0.526 321.3 0.67 0.448 271.5 0.77 0.390 231.7 0.88 0.341 201.9 0.98 0.306 182.1 1.08 0.278 162.3 1.18 0.254 152.5 1.29 0.233 132.7 1.39 0.216 122.9 1.49 0.201 123.5 1.80 0.167 104.5 2.32 0.129 7

188

CALCULUL FORTELOR CE ACTIONEAZA ASUPRA UNUI BARAJ

(exemplu de calcul)

DATE CUNOSCUTE

•LUNGIME BARAJ= 100m

•BORD LIBER =0,6m,

• JUPA= 1m

• VANT =20Nd •VITEZA CURENT= 0,4Nd

189

CALCULUL FORTEI DE TRACTIUNE F = Fc+ Fv

Fc = k x As x Vc2

Fv = k x Aa x (Vv/40)2

• Unde F = forta totalã (kgf)

• Fc = forta exercitatã de curentul de apã asupra jupei barajului (kgf).

• Fv = forta exercitatã de vânt asupra bordului liber (kgf)

• As = suprafata jupei (zonei imersate)(m2)

• Vc = viteza curentului apei (Nd)

• k=constant de proportionalitate = 26

• Aa = aria suprafetei bordului liber,zona emersa (m2)

190

CALCULUL FORTEI DE TRACTIUNE• Vv = viteza vântului (Nd)

• In concluzie pentru 100m de baraj având• bord liber = 0,6m;• Jupã = 1m;• care functioneazã în urmãtoarele conditii:

• Vitezãcurent = 0,4Nd pe aceeasi directie

• Vitezãvânt = 20Nd

• obtinem o fortã totalã (F)

– F = 26[100 x 1 x 0,42 + 100 x 0,6 x (20/40)2] = 806kgf

191

Forta de ancorare pentru soluri diferite(kgf)

Greutate (kg) Mâl Nisip Argilã

15 200 250 300

25 350 400 500

35 600 700 700

Fc + Fv baraj

ancore

192

CRITERIILE DE ALEGERE A BARAJELOR

Retinerea hidrocarburilor

Fiabilitate

Conditii de utilizare

Marteriale folosite

Costuri

Garantii

193

Matricea de selectare a barajelor

Zone de actiune Conditii hidro-meteo

Performante operationale Caracteristici Operare-întretinere

Pret

Tip baraj Offshore H>1

m V<1 Nd

Porturi

Golfuri

H<1m V<1 Nd

Tãrmuri

Protejate

H<0,3m

V<0,5Nd

Curenti

puternici

V>2Nd

Ape putin

adânci Adânc. <0,3m

Sensibilitate la

resturi pluti toare

Flotabilitate

Urmãreste

valul

Rezist.

tractiune

Usor de

manipulat

Curãtire

(spãlare)

Stocare

(vol)

cost/m

a Flotori din spumã sau

PEE încorporati

2 1 1 2 1 1 2 2 2 2 1 3 1

b Flotori rigizi aplicati

3 2 1 3 2 3 3 3 2 2 3 3 1

c Autogonflabil

2 1 1 1 1 3 1 1 3 1 2 2 2

d Gonflabil 1 1 2 1 2 2 1 2 1 1 1 1 2

e Cu instalare permanentã

3 1 1 3 3 2 3 3 1 2 2 3 2

H = înãltimea valului (m) PEE = polietilenã expandatã V = viteza curentului de suprafatã (Nd) 1 = bun 2 = acceptabil 3 = mai putin acceptabil

194

III.2.5.2 Recuperarea mecanicã a produsilor petrol si apã-petrol

Recuperatoare (skimmere)

OBIECTIVE:

• colectarea propriu-zisã a poluantului de pe suprafata apei;

• separarea primarã a apei din amestec;

• transferul hidrocarburilor în rezervoarele proprii sau în barje plutitoare de stocare;

• stocarea si transportul acestora la tãrm sau la o navã colectoare.

195

CARACTERISTICI TEHNICO/FUNCTIONALE• Vascozitatea maxima a amestecului colectat/transferat;• Debitul maxim de colectare; • Gradul de selectivitate – procentul de hidrocarburi din cantitatea

de amestec colectata ;• Productivitate – cantitatea de hidrocarburi colectata/cantitatea

traulata• Dimensiunile de gabarit/greutate ;• Sensibilitate la resturi solide plutitoare;• Utilizarea actionarilor hidraulice in vederea eliminarii pericolului

de explozie ;• Usurinta in exploatare;• Caracteristici de stocare si intretinere

196

RECUPERATOARELE POT ACTIONA

INDEPENDENT IN REGIM STATIC ( petrol concentrat/suprafete mici grosimi mari de poluant)

197

MONTATE PE NAVE, BARAJE IN REGIM DINAMIC (pentru petrolul aflat pe suprafete intinse avand grosimi mici), acestea sunt dotate cu: sisteme

de plutire, transfer, deplasare, alimentare cu energie, stocare.

Recuperator deversor

Recuperator cu plan inclinat

198

MONTATE PE BORDUL NAVELOR, in regim dinamic, in tandem cu barajele flotante

Skimmer cu discuri

199

CLASIFICARE• Cu aspiratie vacuumatica

• Cu element deversor

• Cu vortex

• Cu bandã transportoare

• Prin submersie

• Recuperatoarele oleofile

- cu disc

- cu tambur

- cu banda

- cu coardã

200

Recuperare prin aspiratie vacuumatica: putin selectiv, util pe tarm, toate tipurile de poluant.

Aspiratie

Rezervor colectorSeparator aer/lichid

Pompa vacuumatica

Furtun: 6 – 8 inch

Esapament pompa

VIDANJE actionand pe tarm in zona acvatica

201

Aspirator actionand pe tarm

202

Recuperator cu element deversor: mai selectiv, se utilizeaza in ape linistite. Elementul deversor este construit in mai multe variante, de regula este articulat, urmareste valul permitand doar titeiului care pluteste pe apa sa intre in cuva de aspiratie

Element deversor

Pompare spre rezervorul de stocare

Titei

Articulatie

Element deversor ajustabil dupa val

Pompare spre rezervorul de stocare

203

Recuperator cu element deversor

APA

Element deversor ajustabil

Element - deflector hidrauluic

Apa curgatoare

Pompa de transfer

Linie de viteza redusa

TITEI

204

Skimmer cu element deversor circular

205Skimmer cu element deversor circular

206

Skimmer cu element deversor circular pentru pelicule subtiri de poluant

207

Element deversor cu balama

208

Skimmer cu vortex: selectivitate= 40- 80%vascozitatea titeiului < 1000cSt

inaltime val=1,5m

ROTOR

SENZOR

Camasa exterioaraELECTROD

Pompa de aspiratie

209

SKIMMER CU VORTEX

210

Recuperator cu banda transportoare si racleti

Banda transportoare

211

RECUPERATOR CU BANDA

212

Recuperatoare prin submersie

Poluantul este antrenat pe sub apa fiind apoi descarcat in cuva de transfer - pompa – unitate de stocare

Selectivitate = 90 %

Pompa de transfer

213

Discuri

214

Recuperatoare prin submersie

215

Recuperatoare din materiale oleofilecu discuri di aluminiu sau polipropilena

Disc din alminiu

Poluant recuperat

Razuitor

Apa

216

Recuperatoare din materiale oleofilecu discuri din aluminiu sau polipropilena

217

Skimmer Generator/actionare hidraulicaRezervor stocare

218

219

Recuperatoare din materiale oleofilecu tambur din polipropilena

220

221

Skimmere amovibile: cu tambur/discuri

ACTIONARE HIDRAULICA

222

Skimmer cu banda oleofila

Raclare poluant

Titei

Banda oleofila

223

RECUPERATOR CU COADA DE VULPE

224

RECUPERATOR CU COADA DE VULPE

225

226

Eficienta unor tipuri de skimmere in functie de vascozitatea titeiului

PERII

227

Caracteristici recuperatoare (skimmere)

Limite de functionare Tip recuperator Tip

hidrocarburi în functie de vâscozitate

(cSt)

Conditii hidro-meteo

Capacitate recuperare m3/h

Sensibilitate la resturi

plutitoare

Selectivitate la recuperare.Procentaj de petrol din tot produsul

recuperat

Observatii

Gravitationale Hidrocarburi cu υ<1000cSt

Înãltime val

max 0,3m max 50 foarte sensible 0÷80% Trebuie conectat la o

pompã de combustibil Cu pompe de vid Toate tipurile

de hidrocarburi

Pot fi utilizate în porturi si

zona de coastã

max.200 foarte sensibile 0 ÷ 80% Colecteazã multã apã, sunt eficiente pentru

produse vâscoase Vortex/Centrifugal

e υ<1000cSt Înãltime val

max 1,5m max 700 sensibile 40% ÷ 80% Pot fi utilizate în regim

dinamic Bandã oleofilã υ<1000cSt Înãltime val

max 2m max 300 sensibile 50% ÷90% Regim dinamic

Cu discuri υ<3000cSt Înãltime val max 2m

max 400 sensibile 50% ÷90 Pot fi independente sau trebuie montate la

bordul navei si actionate hidraulic

Frânghie oleofilã υ redusã si medie

Înãltime val max 2m

Max 50 sensibile 40% ÷90% Sunt amovibile fiind utilizate în regim static

Cu tambur Toate tipurile de

hidrocarburi

Înãltime val max 2m

max 60 sensibile 50% ÷90 Trebuie utilizate în regim dinamic

Baraje recuperatoare

υ<5000cSt Înãltime val max 2m

max 500 sensibile Selectivitate acceptabilã Trebuie utilizate în regim dinamic, traulare în functie de grosimea

peliculei Bandã

transportoare Toate tipurile Înãltime val

max 2m max 300 Nu prezintã

sensibilitate Selectivitate bunã Sunt montate pe nave

necesitând actionare hidraulicã, utilizate în

regim dinamic.

228

Matricea de selectare a sistemelor de recuperare

Tip recuperator Crietrii de evaluare

Zone de operare – Conditii hidro-meteo Vâscozitatea petrolului Caracteristici functionale

Offshore

H>1mV<1Nd

PortH<3

mV<0,

7Nd

Tãrm protej

atH<0,3V<0.5

Apã curgãto

areV<2Nd

Ape putin adânc

i <0,3m

Resturi plutitoa

re

>1000 cSt

100 – 1000 cSt

<100

cSt

Capacitate de

stocare

Procentul

petrol/apã

recuperat

Productivitate

Razade

desfãsurare

A.Bandã oleofilã frontalã

2 1 1 2 3 1 2 1 2 1 2 2 1

A.Bandã oleofilã operare pupa

2 1 1 1 3 2 2 1 1 1 2 2 1

A.Discuri oleofile 1 1 1 3 2 3 1 1 1 3 1 1 1

A..Frînghie oleofilã 1 1 1 2 1 1 2 1 2 2 1 3 2

A..Gravitational cu vid/aspiratie

3 2 1 3 1 3 2 1 1 3 3 2 1

A..Gravitational cu vortex

2 1 1 2 2 3 2 1 1 3 2 2 2

A..Gravitational cu surub

2 2 1 2 3 2 2 1 2 3 2 3 2

A.Vortex 2 1 1 2 3 21 2 1 1 2 1 2 2

A.Hidrociclon 2 2 1 2 3 3 2 1 1 3 3 2 2

A.Jet de apã 2 2 1 2 3 2 2 1 1 1 2 3 2

A.Tambur 3 2 2 3 2 1 1 2 3 2 2 2 2

229

CRITERII DE SELECTARERECUPERATOARE

• Tip/cantitate de poluant (viscozitatea amestecului);

• Coditiile hidro-meteo;

• Caracteristici tehnice ale acestora;

• Zona de operare;

• Costuri;

230

II. 2.5.3 Stocarea si separarea petrolului recuperate din amestecul apa-petrol.

Unitati de stocare

• Unitatile de stocare au rolul de a prelua amstecul apa/hidrocarburi recuperate cu ajutorul skimmerelor atat in zona offshore cat si in cea de tarm.

• Operatiunea de separare este îndeplinitã cu succes în cazul în care procentul final de apã din amestec se reduce la circa 1÷ 5%.

231

Au capacitãti de ordinul zecilor de tone putând fi utilizate si în baterii.

Tip unitateFlotantã

stocare-transportAmplasat pe tãrmstocare-separare

gravitationalã

Capacitate stocare (m3)

10÷ 25 2÷ 20

Material PVC PVC

Greutate (kg) 200÷ 400 70÷ 100

Caracteristici dimensionale(m)

0,8x2,2x0,5 0,7x2x0,5

232

Alegerea acestor unitati atat in faza de achizitionare cat si pentru inerventie trebuie sa

tina cont de mai multi factori cum ar fi:

• Tipul si cantiatatea de poluant recuperata,

• Debitul unitatilor de recuperare,

• Zona de utilizare,

• Conditiile hidro-meteo din teren,

• Modul de transport,

• Modul de amplasare in teren.

233

ECHIPAMENTE STOCARE

234

ECHIPAMENTE STOCARE

235

ECHIPAMENTE STOCARE

236

ECHIPAMENTE STOCARE

237

CONCLUZII• Metoda de concentrarea si recuperarea mecanica a

poluantului este recomandata deoarece este cea mai « curata », poluantul fiind recuperat in intregime fara a fi transferat in coloana de apa sau atmosfera ca in celelalte cazuri (dispersie, ardere).

• Metoda necesita anumite conditii hidro-meteo limita dar se poate desfasura in orice moment si pe orice tip de poluare.

• Metoda este costisitoare dar, odata finalizata este sigura (nu necesita reluari, fiind completa).

• Succesul operatiunii, are la bazã o serie de elemente interdependente care constau in evaluarea corecta a necesarului de echipamente si personal, a sistemului de interventie ales, a facilitatilor auxiliare de suport logistic.