UV o EC? Scegliere il giusto sistema di trattamento delle acque di zavorra per l’ambiente – e per l’immagine del tuo business

Quanto sono “reali” i test per l’omologazione dei sistemi?

Può sembrare sorprendente, ma il processo di type approval per i sistemi di gestione delle acque di zavorra può generare rischi ambientali – almeno nel caso dei sistemi a elettroclorazione (EC). Per testare sia i sistemi UV che quelli EC viene utilizzata acqua “challenge” preparata, ma i risultati dei test differiscono molto in termini di aderenza alle reali condizioni operative.

Cosa trascurano i test sugli impianti EC

Durante l’omologazione dei sistemi EC, l’acqua “challenge” preparata viene utilizzata per valutare la concentrazione obiettivo del disinfettante ossidante che rende non vitali gli organismi – oltre al tempo di ritenzione e/o all’aggiunta di sostanze chimiche necessarie a neutralizzare i total residual oxidants (TRO) prima dello scarico. Questa concentrazione obiettivo viene poi applicata in modo uniforme, ovunque navighi la nave.

Il problema è che gli ossidanti non vengono consumati solo dagli organismi viventi. Tutte le acque naturali hanno una propria “domanda di ossidanti”, cioè la velocità con cui i TRO vengono consumati in base alla quantità e al tipo di carbonio organico presente. Tuttavia, questa domanda di ossidanti non viene misurata durante il type approval – né viene monitorata dai sistemi di gestione delle acque di zavorra in esercizio.

Di conseguenza, il disinfettante generato da un sistema EC può essere consumato più velocemente o più lentamente nella realtà, a seconda delle aree di navigazione. Quando la domanda di ossidanti dell’ambiente è diversa da quella dell’acqua “challenge” utilizzata nei test di omologazione, si possono avere trattamenti non conformi, rilascio dannoso di TRO non neutralizzati e/o formazione di sottoprodotti di disinfezione (DBP) dannosi. Questi rischi esistono anche se il sistema EC è gestito perfettamente – e nonostante il processo di approvazione finale IMO G9 applicato ai sistemi che utilizzano sostanze attive.

Test UV vs condizioni reali

Per i sistemi UV di trattamento delle acque di zavorra, che non impiegano sostanze attive, la situazione è diversa. Durante i test di type approval, la corretta dose UV viene correlata all’intensità della luce UV che raggiunge un sensore UV fisso. Poiché lo stesso setup di sensori viene utilizzato in esercizio, la relazione tra intensità e dose non cambia mai – anche se cambiano le caratteristiche dell’acqua.

Questo significa che le prestazioni UV sono costanti. Anzi, se il sistema dispone di una gestione intelligente della potenza, può ridurre in sicurezza la luce UV applicata in condizioni di acqua più limpida. L’intensità richiesta viene mantenuta, ma si utilizza meno energia per rendere conforme l’acqua di zavorra.

Evita la non conformità e il rischio di ricrescita

Trascurare fattori come la domanda di ossidanti durante l’omologazione dei sistemi a elettroclorazione (EC) mette a rischio la conformità degli scarichi di acqua di zavorra. Se l’acqua “challenge” ha una bassa domanda di ossidanti, verrà convalidata una concentrazione obiettivo più bassa. Di conseguenza, lo scarico della nave può risultare non conforme in aree del mondo in cui la domanda di ossidanti è elevata. Nella pratica reale, il disinfettante “correttamente” dosato può essere consumato prima che tutti gli organismi siano resi non vitali – un sottodosaggio di fatto, che mette in pericolo gli ecosistemi acquatici.

I rischi possono moltiplicarsi nei serbatoi

Anche quando i sistemi EC rendono inizialmente conforme l’acqua di zavorra, la ricrescita biologica nei serbatoi può riportarla fuori conformità. A differenza dei sistemi UV, i sistemi EC trattano l’acqua solo durante il pompaggio in ingresso. Poiché la concentrazione di total residual oxidants (TRO) diminuisce nel tempo, i pochi organismi sopravvissuti al trattamento possono ricrescere durante viaggi più lunghi. Così, un’acqua che era conforme al momento dell’imbarco può risultare non conforme al momento dello scarico.

I sistemi UV eliminano questo problema. La loro dose UV è adattata all’acqua ambiente e la maggior parte dei sistemi tratta nuovamente l’acqua in fase di scarico. Se si verifica una ricrescita dopo l’imbarco, il problema viene quindi eliminato al momento del deballastaggio. Inoltre, il trattamento UV danneggia il DNA dei microrganismi, il che significa che, anche se dovessero sopravvivere per un breve periodo, non saranno in grado di riprodursi.

Combattere gli organismi all’interno della nave – non all’esterno

Nella gestione delle acque di zavorra con sistemi a elettroclorazione (EC) o altri che utilizzano sostanze attive, un dosaggio eccessivo è problematico tanto quanto uno insufficiente. Eppure, nei campionamenti presentati nel rapporto di analisi dei dati (MEPC 78/4/1) per la phase di raccolta esperienza (EBP) della Convenzione IMO sulla gestione delle acque di zavorra, un terzo dei sistemi che utilizzano sostanze attive ha superato la concentrazione massima ammissibile allo scarico (MADC) per i total residual oxidants (TRO).

Le cause possono essere molteplici, ad esempio sensori TRO malfunzionanti o problemi nel dosaggio delle sostanze neutralizzanti. In alcuni casi, potrebbe dipendere persino dal fatto che l’acqua ambiente presenti una domanda di ossidanti inferiore rispetto all’acqua “challenge” usata nel type approval, rendendo di fatto insufficiente la dose “corretta” di sostanze neutralizzanti. Qualunque sia la causa, il rischio per l’ambiente è preoccupante. Questa preoccupazione è condivisa da quasi tre esperti su quattro di Global TestNet, una rete globale di specialisti coinvolti nei test dei sistemi di gestione delle acque di zavorra, nella loro submission al MEPC riguardante la experience-building phase (EBP) collegata alla Convenzione IMO sulla gestione delle acque di zavorra.

Sostituire un problema con un altro?

I livelli elevati di scarico di TRO sono oggi al centro del dibattito tra gli esperti, perché l’attuale standard di scarico IMO D-2 non include limiti sui TRO. Sebbene i sistemi EC abbiano una MADC definita, nessun superamento può essere individuato durante le ispezioni del Port State Control, che verificano solo i parametri D-2. Con le regole attuali, le navi dotate di sistemi EC possono danneggiare la vita acquatica senza esserne consapevoli.

Purtroppo, aumentare la quantità di sostanze chimiche neutralizzanti non è la soluzione. Un eccesso di agenti riducenti i TRO può favorire la crescita batterica e la deplezione di ossigeno, con ulteriori effetti dannosi sugli ecosistemi marini. Un recente studio del Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection (GESAMP)-Ballast Water Working Group (BWWG) lo evidenzia chiaramente.

Il modo più semplice e sicuro per evitare i problemi legati alle sostanze attive è scegliere un sistema UV per la gestione delle acque di zavorra.

Conosci i sottoprodotti di disinfezione (DBP) e i loro rischi

Forse una preoccupazione ancora maggiore rispetto ai livelli elevati di total residual oxidants (TRO) allo scarico è la formazione di sottoprodotti di disinfezione (DBP) da parte dei sistemi a elettroclorazione (EC). I DBP si formano per ossidazione della materia organica e di altre sostanze presenti nelle acque naturali. Poiché non vengono demoliti dai prodotti chimici usati per neutralizzare i TRO, rimangono nell’acqua anche dopo la neutralizzazione, dove possono avere effetti acuti o cronici sull’ambiente acquatico. Il potenziale di bioaccumulo non è stato ancora escluso del tutto.

Numero e tipologia dei DBP creati dipendono dalla composizione dell’acqua. Poiché l’acqua di mare contiene spesso bromo, tra i DBP più comuni figurano bromoformio, acido dibromoacetico e bromoacetonitrile, sostanze associate a cancerogenicità e mutazioni.

L’IMO G9 non garantisce che i sistemi EC siano sicuri?

Per valutarne l’impatto su sicurezza, salute e ambiente, i sistemi di gestione delle acque di zavorra che utilizzano sostanze attive sono esaminati secondo l’IMO G9. In teoria, il processo di final approval IMO G9 dovrebbe mantenere la tossicità entro limiti accettabili.

Tuttavia, i test IMO G9 vengono svolti con acqua “challenge” preparata, contenente carbonio organico disciolto e particolato come definito dalla normativa. Nella realtà, la formazione di DBP è influenzata dai tipi più diversificati di carbonio organico e ioni presenti nell’acqua, oltre che dalla temperatura e dal tempo di ritenzione. Poiché questi fattori variano, variano anche i DBP effettivamente generati dai sistemi EC – e quindi la tossicità dell’acqua scaricata in ambiente.

La discrepanza tra tossicità valutata e concentrazioni di DBP misurate in esercizio è stata evidenziata in recenti submission al MEPC. In una submission al MEPC 81, l’Australia ha segnalato che le concentrazioni misurate di due gruppi di DBP – trihalometani (THM) e acidi aloacetici (HAA) – sono significativamente più alte rispetto a quanto riportato nei documenti di approvazione. La stessa osservazione è stata ripresa dalla Danimarca nella submission al MEPC 82, ed è stata ribadita con forza nella successiva submission australiana allo stesso meeting. Quest’ultima ha richiesto un audit delle concentrazioni di DBP rispetto a quelle dichiarate nelle type approval, oltre a proporre l’introduzione di MADC sia per i THM che per gli HAA.

Rimuovere i filtri aumenta i rischi legati ai DBP

Nonostante le crescenti preoccupazioni, i rischi connessi ai DBP potrebbero aumentare anziché diminuire. Negli ultimi anni si è diffusa la tendenza a rimuovere il filtro dai sistemi di gestione delle acque di zavorra che utilizzano sostanze attive. Sebbene l’obiettivo sia migliorare l’efficienza operativa, la conseguenza indesiderata può essere un aumento drastico del carico di DBP.

Il Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection (GESAMP)-Ballast Water Working Group (BWWG) ha riconosciuto i rischi legati alla rimozione dei filtri, ma non ha ancora definito come debbano essere gestiti. La Danimarca ha basato la propria submission al MEPC 82 sulla parte non confidenziale dei documenti di approvazione presentati al GESAMP-BWWG, presentando uno studio su quattro sistemi di gestione delle acque di zavorra privi di filtro. Per tutti e quattro i sistemi, la concentrazione di DBP nell’acqua di scarico è aumentata in modo significativo dopo la rimozione del filtro; nel caso peggiore, è risultata 299 volte superiore.

In un webinar Riviera post-MEPC 82, il CEO di Mouawad Consulting, Jad Mouawad, ha richiamato l’attenzione sui livelli elevati di DBP riscontrati in alcune aree. Ha evidenziato in particolare le possibili conseguenze in ambienti marini a bassa salinità e chiusi, invitando alla prudenza nell’uso di sistemi senza filtro. «I filtri fanno molto più che rimuovere gli organismi», ha osservato Mouawad. «Ridimensionano il rischio di interazioni chimiche dannose che possono generare sottoprodotti tossici.»

Si possono migliorare le omologazioni dei sistemi per le acque di zavorra?

Come visto in precedenza, l’approvazione dei sistemi a elettroclorazione (EC) solleva molte preoccupazioni che non riguardano i sistemi UV. Non sorprende quindi che, durante la experience-building phase (EBP) collegata alla Convenzione IMO sulla gestione delle acque di zavorra, gli esperti del settore marittimo abbiano posto domande come queste:

• In che modo i sistemi di gestione delle acque di zavorra possono essere valutati in modo più equo – e più corretto – durante il type approval?
  Le omologazioni dei sistemi EC potrebbero riflettere le prestazioni reali con la stessa accuratezza dei sistemi UV, ad esempio valutando la domanda di ossidanti nell’acqua “challenge”?
• Come evitare di risolvere un problema ambientale creandone un altro?
  Alla luce dei documentati elevati livelli di TRO allo scarico dei sistemi EC, i limiti sui TRO dovrebbero essere applicati dal Port State Control come parte dello standard IMO D-2?
• Alcuni rischi ambientali chiave sono stati trascurati?
  Man mano che aumentano le conoscenze sul destino e sulla tossicità dei sottoprodotti di disinfezione (DBP), le linee guida IMO G9 dovrebbero essere ulteriormente riviste – e magari riapplicate ai sistemi più datati?

La salute e la sicurezza dell’equipaggio contano

La gestione delle acque di zavorra riguarda l’ambiente marino, ma la sostenibilità ha un orizzonte più ampio che include anche gli equipaggi delle navi. Entrambi devono essere protetti.

Sulle navi dotate di sistemi a elettroclorazione (EC), il disinfettante ossidante viene prodotto all’interno del sistema stesso. Tuttavia, l’equipaggio deve comunque maneggiare le sostanze chimiche utilizzate per neutralizzare i total residual oxidants (TRO). Questi prodotti comportano rischi specifici per salute e sicurezza, il che richiede procedure rigorose per stoccaggio, dispositivi di protezione individuale e formazione dell’equipaggio.

I sistemi UV, non usando sostanze attive, non richiedono alcun prodotto chimico in nessuna fase del trattamento. La formazione dell’equipaggio resta fondamentale per garantire una gestione conforme delle acque di zavorra, ma non si introducono ulteriori rischi nell’ambiente di lavoro a bordo.

Proteggere l’ambiente fa bene al business

Scegliendo una tecnologia sostenibile per la gestione delle acque di zavorra, dai ai tuoi clienti un motivo in più per scegliere te. Man mano che l’industria marittima diventa più green, optare per il trattamento UV aumenta il tuo potere competitivo. Dimostra ai clienti e agli altri stakeholder che:

• Valuti la sostenibilità e consideri con attenzione il tuo impatto
• Scegli la conformità senza sostanze attive
• Eviti esiti incerti e sottoprodotti discutibili
• Lavori per l’obiettivo ambientale – non solo per rispettare le norme

Un profilo green ripaga in molti modi

Gli argomenti sopra rafforzano la tua credibilità ambientale, facilitando l’ottenimento di certificazioni green – o di finanziamenti a condizioni più favorevoli. Considerando che il trattamento UV può significare anche minori CAPEX e OPEX più bassi, la decisione dal punto di vista del business diventa ancora più semplice.

Tecnologia UV – da sempre la scelta chiara per Alfa Laval

Alfa Laval è stata la prima a introdurre sul mercato un sistema commerciale per la gestione delle acque di zavorra, lanciando Alfa Laval PureBallast nel 2006. Ma il nostro punto di partenza è stata l’analisi delle problematiche. Quando lo sviluppo di PureBallast è iniziato, nel 1997, puntavamo a una soluzione semplice ed efficace, senza impatti ambientali indesiderati. La tecnologia UV è stata la risposta naturale.