Il problema dei cat fines – origini e rischi

L’industria marittima è abituata ad affrontare sfide su larga scala, dalla logistica complessa del commercio globale ai rischi posti da tempeste e mareggiate. Tuttavia, una delle minacce più insidiose è rappresentata da minuscole particelle note come cat fines. I cat fines presenti nei combustibili residuali rappresentano un pericolo significativo se non vengono rimossi in modo efficace, e il primo passo per contrastarli è comprendere la loro origine e il loro potenziale distruttivo.

Cosa sono esattamente i cat fines?

Il termine “cat fine” è l’abbreviazione di “catalytic fine”, ovvero particelle microscopiche residue presenti negli oli combustibili dopo la raffinazione. Le raffinerie moderne iniziano con la distillazione atmosferica e sotto vuoto, che estrae i prodotti più volatili e di maggior valore dalla parte superiore della colonna di distillazione. Successivamente, si ricorre a processi termici e catalitici per suddividere ulteriormente il greggio rimanente.

Il cracking catalitico utilizza zeoliti cristalline sintetiche – composti minerali porosi a base di alluminio e silicio – per rompere le molecole di olio più resistenti. Inevitabilmente, una parte di questi catalizzatori zeolitici finisce nei prodotti residui, dando origine ai cat fines.

Le particelle variano in dimensione: da meno di un micron fino a circa 100 micron, ovvero da una polvere invisibile fino alla larghezza di un capello umano. Anche la loro densità è variabile: le particelle più grandi possono depositarsi, mentre quelle più piccole e leggere rimangono sospese nel carburante.

Il problema principale è che i cat fines sono estremamente duri e abrasivi, con una durezza che può raggiungere 8,2 sulla scala di Mohs – sufficiente a graffiare o penetrare le superfici in acciaio, in particolare quelle tra le parti in movimento dei motori marini.

I danni causati dai cat fines

Quando i cat fines superano i sistemi di protezione e raggiungono l’iniettore del motore, possono incastrarsi tra la fascia del pistone e la camicia del cilindro – uno spazio misurabile in micron. A ogni corsa del pistone, queste particelle vengono schiacciate contro le superfici lisce, scavando solchi che si accumulano nel tempo. I danni abrasivi possono verificarsi non solo nei cilindri, ma anche negli iniettori, nelle pompe del carburante e nelle valvole.

Anche le particelle più piccole possono causare danni significativi, e il rischio non si limita all’usura meccanica a lungo termine. In alte concentrazioni, i cat fines possono provocare danni acuti e catastrofici in tempi sorprendentemente brevi.

Un report disponibile online descrive un caso in cui un attacco da cat fines ha compromesso un motore in sole 100 ore di utilizzo. Una volta smontato, gli ingegneri hanno scoperto che “tutti i pistoni e le camicie erano completamente distrutti e da sostituire”. Secondo quanto riportato al CIMAC, il team PrimeServ di MAN ha attribuito ai cat fines 190 casi su 226 (84%) di danni alle camicie dei cilindri in un periodo di tre anni.

Riparare questi danni è estremamente costoso, con richieste di risarcimento che vanno da 300.000 a 1,5 milioni di dollari. Questo rende i cat fines un problema non solo per armatori e operatori, ma anche per le compagnie assicurative.

Un problema che persiste

I danni causati dai cat fines sono noti nel settore marittimo fin dagli anni ’80. L’aumento dei prezzi del petrolio negli anni ’70 spinse le raffinerie a intensificare l’uso del cracking catalitico, per estrarre più prodotti di valore dal greggio disponibile. Tuttavia, per rispettare i limiti attuali sul tenore di zolfo nei carburanti marini, è necessario un cracking ancora più intensivo – il che rende il processo più diffuso che mai, così come il rischio legato ai cat fines.

Peggio ancora, l’introduzione di nuovi catalizzatori potrebbe generare cat fines ancora più duri. Considerando che i catalizzatori sono costosi, si potrebbe pensare che le raffinerie facciano di più per tenerli fuori dai carburanti bunkerati. In realtà, le raffinerie recuperano e riutilizzano quanto più catalizzatore possibile, ma oltre un certo punto, non è più economicamente sostenibile fare di più.

In altre parole, il problema dei cat fines è destinato a rimanere. Anzi, i livelli di cat fines nei carburanti stanno diventando sempre meno prevedibili, sia nei bunker stessi che a causa delle miscele di carburanti. Ciò che è certo è l’importanza di una linea di alimentazione efficace, capace di adattarsi alle variazioni del carburante – anche quando cambiano a bordo.