Aceite combustible

El fueloil es cualquiera de las diversas fracciones obtenidas de la destilación del petróleo crudo. Estos aceites incluyen destilados (las fracciones más ligeras) y residuos (las fracciones más pesadas). Entre los fueloiles se encuentran el fueloil pesado (fueloil de búnker), el fueloil marino (MFO), el fueloil para hornos (FO), el gasóleo (gasóleo), los aceites para calefacción (como el gasóleo para calefacción doméstica), el gasóleo y otros.

El término fueloil generalmente incluye cualquier combustible líquido que se quema en un horno o caldera para generar calor ( aceites de calefacción ) o que se utiliza en un motor para generar energía (como combustibles para motores ). Sin embargo, no suele incluir otros aceites líquidos, como aquellos con un punto de inflamación de aproximadamente 42 °C (108 °F) , ni los aceites que se queman en quemadores de mecha de algodón o lana. En un sentido más estricto, el fueloil se refiere únicamente a los combustibles comerciales más pesados ​​que se pueden obtener del petróleo crudo, es decir, aquellos combustibles más pesados ​​que la gasolina y la nafta .  

El fueloil se compone de hidrocarburos de cadena larga , en particular alcanos , cicloalcanos y aromáticos . Las moléculas pequeñas, como las del propano , la nafta, la gasolina y el queroseno , tienen puntos de ebullición relativamente bajos y se eliminan al inicio del proceso de destilación fraccionada . Los aceites derivados del petróleo más pesados, como el gasóleo y el aceite lubricante, son mucho menos volátiles y se destilan más lentamente.

El petróleo tiene muchos usos; calienta hogares y negocios y alimenta camiones , barcos y algunos automóviles . El diésel produce una pequeña cantidad de electricidad , pero es más contaminante y más caro que el gas natural . A menudo se utiliza como combustible de reserva para centrales eléctricas de punta en caso de que se interrumpa el suministro de gas natural o como combustible principal para pequeños generadores eléctricos . En Europa, el uso de diésel generalmente se limita a automóviles (alrededor del 40%), SUV (alrededor del 90%) y camiones y autobuses (más del 99%). El mercado de calefacción doméstica con gasóleo ha disminuido debido a la amplia penetración del gas natural y las bombas de calor . Sin embargo, es muy común en algunas zonas, como el noreste de Estados Unidos .

El fuelóleo residual (también conocido como fuelóleo pesado) es menos útil debido a su alta viscosidad , que requiere un sistema de calentamiento especial antes de su uso, y a que puede contener cantidades relativamente altas de contaminantes , en particular azufre , que forma dióxido de azufre al quemarse. Sin embargo, estas propiedades indeseables lo hacen muy económico. De hecho, es el combustible líquido más barato disponible. Dado que requiere calentamiento previo, el fuelóleo residual no puede utilizarse en vehículos terrestres, barcos ni embarcaciones pequeñas, ya que el equipo de calentamiento ocupa un espacio valioso y aumenta el peso del vehículo. Calentar el combustible también es un procedimiento delicado, poco práctico en vehículos pequeños y de alta velocidad. No obstante, las centrales eléctricas y los grandes buques sí pueden utilizar fuelóleo residual.

El uso de fuelóleo residual era más común en el pasado. Se utilizaba para alimentar calderas , locomotoras de vapor y barcos de vapor . Sin embargo, las locomotoras ahora funcionan con diésel o electricidad; los barcos de vapor ya no son tan comunes como antes debido a sus mayores costos operativos (la mayoría de los buques metaneros utilizan plantas de vapor, ya que el gas de evaporación emitido por la carga puede usarse como combustible); y la mayoría de las calderas ahora usan gasóleo de calefacción o gas natural. Algunas calderas industriales todavía lo utilizan, al igual que algunos edificios antiguos, incluso en la ciudad de Nueva York . En 2011, la ciudad de Nueva York estimó que el 1% de sus edificios que quemaban fuelóleos n.° 4 y n.° 6 eran responsables del 86% de la contaminación por hollín generada por todos los edificios de la ciudad. Nueva York hizo la eliminación gradual de estos grados de combustible como parte de su plan ambiental, PlaNYC, debido a las preocupaciones por los efectos en la salud causados ​​por las partículas finas, ^{[ 1 ]} y todos los edificios que usaban fueloil No. 6 se habían convertido a un combustible menos contaminante para finales de 2015. ^{[ 2 ]}

El uso de combustible residual en la generación de electricidad también ha disminuido. En 1973, el fueloil residual produjo el 16,8% de la electricidad en los EE. UU. Para 1983, había caído al 6,2%, y a partir de 2005La producción de electricidad a partir de todas las formas de petróleo, incluyendo el diésel y el fueloil residual, representa solo el 3% de la producción total. Esta disminución se debe a la competencia de precios con el gas natural y a las restricciones ambientales sobre las emisiones. Para las centrales eléctricas, los costos de calentar el petróleo, el control adicional de la contaminación y el mantenimiento adicional requerido después de su combustión suelen superar el bajo costo del combustible. La combustión de fueloil, en particular del fueloil residual, produce emisiones de dióxido de carbono uniformemente más altas que el gas natural. ^{[ 3 ]}

En muchas centrales termoeléctricas de carbón, se siguen utilizando fuelóleos pesados ​​en el sistema de encendido de calderas. Este uso es similar al de usar leña menuda para encender un fuego. Sin este paso, resulta difícil iniciar el proceso de combustión a gran escala.

El principal inconveniente del fuelóleo residual es su elevada viscosidad inicial, especialmente en el caso del fuelóleo n.º 6, que requiere un sistema de almacenamiento, bombeo y combustión diseñado específicamente. Aunque suele ser más ligero que el agua (con una densidad relativa que oscila entre 0,95 y 1,03), es mucho más denso y viscoso que el fuelóleo n.º 2, el queroseno o la gasolina. De hecho, el fuelóleo n.º 6 debe almacenarse a unos 38 °C (100 °F) y calentarse a entre 65 y 120 °C (149 y 248 °F) antes de poder bombearse fácilmente; a temperaturas más bajas, puede solidificarse formando un semisólido alquitranado. El punto de inflamación de la mayoría de las mezclas de fuelóleo n.º 6 es, por cierto, de unos 65 °C (149 °F) . Intentar bombear fuelóleo de alta viscosidad a bajas temperaturas era una causa frecuente de daños en las tuberías de combustible, los hornos y los equipos relacionados, que a menudo estaban diseñados para combustibles más ligeros.      

A modo de comparación, el fuelóleo pesado BS 2869 Clase G se comporta de manera similar, requiriendo almacenamiento a 40 °C (104 °F) , bombeo a unos 50 °C (122 °F) y finalización para la combustión a unos 90–120 °C (194–248 °F) .      

La mayoría de las instalaciones que históricamente quemaban aceite residual n.° 6 u otros aceites residuales eran plantas industriales e instalaciones similares construidas a principios o mediados del siglo XX, o que habían cambiado del carbón al petróleo como combustible durante ese mismo período. En ambos casos, el aceite residual se consideraba una buena opción porque era barato y fácilmente disponible. La mayoría de estas instalaciones han sido posteriormente cerradas y demolidas, o han sustituido sus fuentes de combustible por una más sencilla, como el gas o el aceite residual n.° 2. El alto contenido de azufre del aceite residual n.° 6 —hasta un 3,5 % en peso en algunos casos extremos— tenía un efecto corrosivo en muchos sistemas de calefacción (que generalmente se diseñaban sin una protección anticorrosión adecuada), acortando su vida útil y aumentando los efectos contaminantes. Esto ocurría especialmente en los hornos que se apagaban con regularidad y se dejaban enfriar, porque la condensación interna producía ácido sulfúrico .

Las labores de limpieza ambiental en este tipo de instalaciones suelen complicarse por el uso de aislamiento de amianto en las tuberías de alimentación de combustible. El petróleo n.° 6 es muy persistente y no se degrada rápidamente. Su viscosidad y pegajosidad también dificultan enormemente la remediación de la contaminación subterránea, ya que estas propiedades reducen la eficacia de métodos como el desorción por aire .

Cuando se vierte en el agua, como en un río o un océano, el petróleo residual tiende a dispersarse en manchas o grumos —mezclas de petróleo y partículas como limo y materia orgánica flotante— en lugar de formar una sola mancha. Un promedio de entre el 5 % y el 10 % del material se evapora a las pocas horas del vertido, principalmente las fracciones de hidrocarburos más ligeras. El resto suele depositarse en el fondo de la columna de agua.

Debido a la baja calidad del fuelóleo pesado, su combustión resulta especialmente perjudicial para la salud humana, provocando enfermedades graves y muertes. Antes de la entrada en vigor del límite de azufre de la OMI en 2020, se estimaba que la contaminación atmosférica procedente del sector naviero causaba alrededor de 400 000 muertes prematuras anuales por cáncer de pulmón y enfermedades cardiovasculares, así como 14 millones de casos de asma infantil al año. ^{[ 4 ]}

Incluso después de la introducción de normas sobre combustibles más limpios en 2020, se estima que la contaminación atmosférica derivada del transporte marítimo sigue siendo responsable de alrededor de 250.000 muertes al año y de unos 6,4 millones de casos de asma infantil anuales.

Los países más afectados por la contaminación atmosférica procedente de los barcos son China, Japón, el Reino Unido, Indonesia y Alemania. En 2015, la contaminación atmosférica causada por el transporte marítimo provocó la muerte de aproximadamente 20.520 personas en China, 4.019 en Japón y 3.192 en el Reino Unido. ^{[ 5 ]}

Según un estudio del ICCT, los países ubicados en las principales rutas marítimas están particularmente expuestos y pueden presentar un alto porcentaje de muertes totales por contaminación atmosférica del sector del transporte. En Taiwán, el transporte marítimo representó el 70% de todas las muertes por contaminación atmosférica atribuibles al transporte en 2015, seguido de Marruecos con el 51%, Malasia y Japón ambos con el 41%, Vietnam con el 39% y el Reino Unido con el 38%. ^{[ 5 ]}

Además del transporte marítimo comercial, los cruceros también emiten grandes cantidades de contaminación atmosférica, lo que perjudica la salud de las personas. Hasta 2019, se informó que los barcos de la mayor compañía de cruceros, Carnival Corporation & plc , emitían diez veces más dióxido de azufre que todos los automóviles de Europa juntos. ^{[ 6 ]}

En el ámbito marítimo se utiliza otro tipo de clasificación para los combustibles:

Combustible para buques

El fuelóleo pesado o crudo pesado es técnicamente cualquier tipo de combustible utilizado a bordo de embarcaciones . Su nombre deriva de los depósitos de carbón, donde originalmente se almacenaba. En 2019, los grandes buques consumieron 213 millones de toneladas métricas de fuelóleo pesado. ^{[ 12 ]} La Aduana Australiana y la Oficina de Impuestos Australiana definen el fuelóleo pesado como el combustible que impulsa el motor de un buque o aeronave.

El combustible Bunker A es fuelóleo n.º 4, el Bunker B es n.º 5 y el Bunker C es n.º 6. Dado que el n.º 6 es el más común, «fuelóleo Bunker» se usa a menudo como sinónimo de este. El fuelóleo n.º 5 también se denomina fuelóleo especial de la marina ( NSFO ) o simplemente fuelóleo especial de la marina ; los n.º 5 y 6 también se conocen comúnmente como fuelóleo pesado ( HFO ) o fuelóleo para hornos ( FFO ); su alta viscosidad requiere calentamiento, generalmente mediante un sistema de vapor recirculado a baja presión , antes de que el combustible pueda bombearse desde un tanque Bunker. En la práctica marítima moderna, los combustibles Bunker rara vez se etiquetan de esta manera.

Desde la década de 1980, la Organización Internacional de Normalización (ISO) ha sido el estándar aceptado para los combustibles marinos (bunkers). El estándar se encuentra bajo el número 8217, con actualizaciones recientes en 2010 y 2017. La última edición de la especificación de combustible para bunker es ISO 8217:2017. El estándar divide los combustibles en combustibles residuales y destilados. Los combustibles residuales más comunes en la industria naviera son RMG y RMK. ^{[ 13 ]} Las diferencias entre ambos radican principalmente en la densidad y la viscosidad, con RMG generalmente suministrado a 380 centistokes o menos, y RMK a 700 centistokes o menos. Los buques con motores más avanzados pueden procesar combustible más pesado, más viscoso y, por lo tanto, más barato. Los organismos gubernamentales de todo el mundo, por ejemplo , California, la Unión Europea, han establecido Zonas de Control de Emisiones (ECA) que limitan el azufre máximo de los combustibles quemados en sus puertos para limitar la contaminación, reduciendo el porcentaje de azufre y otras partículas del 4,5 % m/m a tan solo el 0,10 % a partir de 2015 dentro de una ECA. A partir de 2013, se seguía permitiendo un 3,5 % fuera de una ECA, pero la Organización Marítima Internacional ha reducido el requisito de contenido de azufre fuera de las ECA al 0,5 % m/m para 2020. ^{[ 14 ]} Aquí es donde entran en juego los combustibles destilados marinos y otras alternativas ^{[ 15 ]} al uso de fuelóleo pesado. Tienen propiedades similares al diésel n.° 2, que se utiliza como diésel para vehículos en todo el mundo. Los grados más comunes utilizados en el transporte marítimo son DMA y DMB. ^{[ 16 ]} Las emisiones de gases de efecto invernadero resultantes del uso de fuelóleos internacionales se incluyen actualmente en los inventarios nacionales. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

El fuelóleo pesado sigue siendo el combustible principal para los cruceros , un sector turístico asociado a una imagen limpia y respetuosa con el medio ambiente. En marcado contraste, las emisiones de gases de escape —debido al alto contenido de azufre del fuelóleo pesado— dan como resultado un balance ecológico significativamente peor que el de la movilidad individual. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

El término « bunkering » se refiere, en términos generales, al almacenamiento de productos derivados del petróleo en tanques (entre otros significados diversos). El significado preciso puede ser más específico según el contexto. Quizás el uso más común y especializado se refiere a la práctica y el negocio del reabastecimiento de combustible a buques. Las operaciones de bunkering se ubican en puertos marítimos e incluyen el almacenamiento de combustible para buques y su suministro a las embarcaciones. ^{[ 22 ]}

Alternativamente, el término "bunkering" puede referirse a la logística a bordo del buque para cargar combustible y distribuirlo entre los depósitos disponibles (tanques de combustible a bordo). ^{[ 23 ]}

Finalmente, en el contexto de la industria petrolera en Nigeria , el bunkering ^{[ 24 ]} ha llegado a referirse a la desviación ilegal de petróleo crudo (a menudo refinado posteriormente en instalaciones improvisadas en combustibles de transporte más ligeros) mediante el corte no autorizado de agujeros en oleoductos de transporte, a menudo por medios muy rudimentarios y peligrosos y causando derrames .

En 2018, se utilizaron aproximadamente 300 millones de toneladas métricas de fueloil para el abastecimiento de buques. El 1 de enero de 2020, según las regulaciones establecidas por la Organización Marítima Internacional (OMI), todos los buques de transporte marítimo deberán utilizar fueloil con muy bajo contenido de azufre (0,5 % de azufre) o instalar sistemas de depuración de gases de escape para eliminar el exceso de dióxido de azufre. Las emisiones de los buques generalmente se han controlado mediante los siguientes límites máximos de azufre en cualquier fueloil utilizado a bordo: 3,50 % a partir del 1 de enero de 2012 y 0,50 % a partir del 1 de enero de 2020. ^{[ 25 ]} Una mayor eliminación de azufre implica costos adicionales de energía y capital ^{[ 26 ]} y puede afectar el precio y la disponibilidad del combustible. Si se fija un precio adecuado, el exceso de combustible barato pero contaminante podría llegar a otros mercados, incluyendo el desplazamiento de parte de la producción de energía terrestre en países con baja protección ambiental. ^{[ 27 ]}

El fueloil se transporta por todo el mundo mediante flotas de buques petroleros que realizan entregas en puertos estratégicos de tamaño adecuado, como Houston (EE. UU.), Singapur , Fujairah ( Emiratos Árabes Unidos ) , Balboa (Panamá) , Cristóbal (Panamá), Sajá ( Egipto ) , Algeciras (España) y Róterdam (Países Bajos). Cuando no existe un puerto marítimo conveniente, el transporte terrestre puede realizarse mediante barcazas . Los fuelóleos más ligeros también pueden transportarse a través de oleoductos . Las principales cadenas de suministro terrestres de Europa se encuentran a lo largo del río Rin .

Las emisiones derivadas de la quema de fuelóleo pesado en los buques contribuyen al cambio climático y a los niveles de contaminación atmosférica en muchas ciudades portuarias, especialmente donde se han controlado las emisiones de la industria y el tráfico rodado . El cambio de los motores auxiliares de fuelóleo pesado a gasóleo en el puerto puede generar grandes reducciones de emisiones, sobre todo de _SO₂ y PM . Las emisiones _de CO₂ procedentes de los fuelóleos pesados ​​vendidos no se suman a las emisiones nacionales de GEI. Para los países pequeños con grandes puertos internacionales, existe una diferencia importante entre las emisiones en aguas territoriales y las emisiones totales del combustible vendido. ^{[ 18 ]} En la Tercera Conferencia de las Partes de 1997 en Kioto, Japón, los países acordaron eximir a los fuelóleos pesados ​​y a las operaciones militares multilaterales de los totales de emisiones nacionales tras la insistencia de la delegación estadounidense sobre el cambio climático para que se aplicaran dichas exenciones. ^{[ 28 ]}

Las emisiones del fuelóleo convencional en el transporte marítimo han provocado un aumento en el uso de combustibles alternativos para motores y sistemas de propulsión naval, incluyendo GNL , amoníaco y metanol , entre otros. ^{[ 29 ]} Se espera que el uso de fuelóleo en los buques disminuya como resultado del uso de combustibles alternativos tras las enmiendas al Convenio MARPOL . ^{[ 30 ]}

• Servicio de Parques Nacionales – Combustible. Archivado el 10 de junio de 2007 en Wayback Machine.
• Cómo funciona el refinado de petróleo – HowStuffWorks
• Asociación Internacional de la Industria del Búnker
• Tipos de petróleo de la NOAA