Piense en una carga peligrosa y puede que le vengan a la mente desechos tóxicos o explosivos. Pero las cargas granulares como el mineral triturado y las arenas minerales son responsables de la pérdida de numerosos barcos cada año. De media, Diez buques de "carga sólida a granel" se han perdido en el mar cada año durante la última década.

Las cargas sólidas a granel, definidas como materiales granulares cargados directamente en la bodega de un barco, pueden cambiar repentinamente de un estado sólido a un estado líquido, un proceso conocido como licuefacción. Y esto puede ser desastroso para cualquier barco que los lleve, y para su tripulación.

En 2015, el 56, Granelero de 000 toneladas Bulk Jupiter se hundió rápidamente a unos 300 km al suroeste de Vietnam, con solo uno de sus 19 tripulantes sobreviviendo. Esto provocó advertencias de la Organización Marítima Internacional sobre la posible licuefacción de la bauxita de carga sólida relativamente nueva (un mineral de aluminio).

Se sabe mucho sobre la física de la licuefacción de materiales granulares de la ingeniería geotécnica y sísmica. El fuerte temblor de la tierra hace que la presión en el agua subterránea aumente a tal nivel que el suelo se "licua". Sin embargo, a pesar de nuestra comprensión de este fenómeno, y las pautas establecidas para evitar que ocurra, todavía está provocando que los barcos se hundan y se lleve a su tripulación con ellos.

Cargas sólidas a granel

Las cargas sólidas a granel suelen ser materiales de "dos fases", ya que contienen agua entre las partículas sólidas. Cuando las partículas pueden tocarse, la fricción entre ellos hace que el material actúe como un sólido (aunque haya líquido presente). Pero cuando sube la presión del agua, estas fuerzas entre partículas se reducen y la resistencia del material disminuye. Cuando la fricción se reduce a cero, el material actúa como un líquido (aunque las partículas sólidas todavía están presentes).

Una carga sólida a granel que aparentemente es estable en el muelle puede licuarse porque la presión en el agua entre las partículas se acumula a medida que se carga en el barco. Esto es especialmente probable si, como es práctica común, la carga se carga con una cinta transportadora desde el muelle hasta la bodega, que puede implicar una caída de altura significativa. La vibración y el movimiento del barco desde el motor y el mar durante el viaje también pueden aumentar la presión del agua y provocar la licuefacción de la carga.

Cuando una carga sólida a granel se licua, puede moverse o chapotear dentro de la bodega de un barco, haciendo que el recipiente sea menos estable. Una carga licuada puede desplazarse completamente hacia un lado de la bodega. Si recupera su fuerza y ​​vuelve a un estado sólido, la carga permanecerá en la posición cambiada, provocando que el barco se incline permanentemente o se "escoja" en el agua. La carga puede volver a licuarse y desplazarse más, aumentando el ángulo de la lista.

En algún momento, el ángulo de escora se vuelve tan grande que el agua entra en el casco a través de las tapas de las escotillas, o la embarcación ya no es lo suficientemente estable para recuperarse del movimiento de balanceo causado por las olas. El agua también puede moverse desde el interior de la carga a su superficie como resultado de la licuefacción y el posterior chapoteo de esta agua libre puede afectar aún más la estabilidad del buque. A menos que se pueda detener el chapoteo, el barco corre peligro de hundirse.

La Organización Marítima Internacional tiene códigos que rigen la cantidad de humedad permitida en la carga sólida a granel para evitar la licuefacción. Entonces, ¿por qué sigue sucediendo?

La respuesta técnica es que la orientación existente sobre estiba y envío de cargas sólidas a granel es demasiado simplista. El potencial de licuefacción depende no solo de la cantidad de humedad que haya en una carga a granel, sino también de otras características del material. como la distribución del tamaño de partícula, la relación entre el volumen de partículas sólidas y el agua y la densidad relativa de la carga, así como el método de carga y los movimientos del buque durante el viaje.

La producción y transporte de nuevos materiales, como la bauxita, y un mayor procesamiento de minerales tradicionales antes de su transporte, significa que se transporta más carga cuyo comportamiento material no se comprende bien. Esto aumenta el riesgo de licuefacción de la carga.

Las agendas comerciales también juegan un papel. Por ejemplo, la presión para cargar los buques conduce rápidamente a una carga más dura, aunque se corre el riesgo de elevar la presión del agua en las cargas. Y la presión para entregar el mismo tonelaje de carga que se cargó puede desanimar a la tripulación del barco que drena las cargas durante el viaje.

¿Cual es la solución?

Para abordar estos problemas, la industria del transporte marítimo debe comprender mejor el comportamiento de los materiales de las cargas sólidas a granel que se transportan actualmente y prescribir las pruebas adecuadas. La nueva tecnología podría ayudar. Los sensores en la bodega de un barco podrían monitorear la presión del agua de la carga a granel. O se podría monitorear la superficie de la carga, por ejemplo usando láseres, para identificar cualquier cambio en su posición.

El desafío es desarrollar una tecnología que sea lo suficientemente barata, Rápido de instalar y lo suficientemente robusto para soportar la carga y descarga de la carga. Si estos desafíos pueden superarse, La combinación de datos sobre la presión del agua y el movimiento de la carga con información sobre el clima y los movimientos del barco podría producir una advertencia en tiempo real de si la carga estaba a punto de licuarse.

Entonces, la tripulación podría actuar para evitar que la presión del agua en la carga aumentara demasiado, por ejemplo, drenando el agua de las bodegas de carga (para reducir la presión del agua) o cambiando el rumbo del barco para evitar un clima particularmente malo (para reducir los movimientos del barco). O si eso no fuera posible, podrían evacuar el buque. De este modo, este fenómeno de licuefacción de cargas sólidas a granel podría superarse, y se perderían menos barcos y tripulación en el mar.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.