o t INTRODUCCION n e i m Almacenamiento del Petróleo a n El almacenamiento constituye un elemento de sumo valor e c en la explotación de los servicios de hidrocarburos ya a que: m • Actúa como un pulmón entre producción y transporte l A para absorber las variaciones de consumo. e • Permite la sedimentación de agua y barros del crudo d antes de despacharlo por oleoducto o a destilación. s • Brindan flexibilidad operativa a las refinerías. e • Actúan como punto de referencia en la medición de u despachos de producto, y son los únicos aprobados q n actualmente por aduana. a T
o t CLASIFICACIÓN n e Clasificación i m a n Construc Con strucción ción e c a m l A e Uso d s e u q n Producto a T
Vertical Horizont Hori zontal al
techo fijo techo flotante int techo flotante ext a patm (camiones) a p>patm (cigarros)
Esferas Doble pared (criogénicos - GNL) Produccion (refinería) Produccion Yacimiento Terminal de despacho Reserva Crudo Naftas LPG, etc.
o t USOS n e Durante el curso, centralizaremos la atención en tanques de gran i capacidad, tanto verticales como a presión. Los horizontales se utilizan m para alamcenar volúmenes relativamente chicos. a n Tipo de tanque Producto e c Techo fijo, sin calefaccionar Gas oil, slop, JP1 a Techo fijo, calefaccionado Fuel oil, gas oil pesado, m l crudo pesado. A flotante, sin calefaccionar Naftas, aeronaftas, e Techo crudo liviano. d (interno o externo) Crudo liviano con s Techo flotante, calefaccionado e parafinas u Esferas, cigarros. LPG q n a T T a n q u e s v e r t i c a l e s
o t nNORMAS APLICABLES e i m American Society for Testing Materials •ASTM a American Petroleum Institute •API n e National Fire Protection Association •NFPA c Steel Tank Institute •STI a Underwriters Laboratories Inc. (E.U.A.) •UL m l Underwriters Laboratories of Canada •ULC A e En nuestro país, comunmente se diseña según normas API d que hacen referencia a los materiales fijados por las normas ASTM, y se siguen las normas de seguridad dadas por s e NFPA. u q n a T
o t nNORMAS APLICABLES e i m API 650: es la norma que fija la construcción de tanques soldados a para el almacenamiento de petróleo. La presión interna a la que n pueden llegar a estar sometidos es de 15 psig, y una temperatura e máxima de 90 °C. Con estas características, son aptos para c a almacenar a la mayoría de los productos producidos en una refinería. Hay otras además de esta (API 620, API 12B, etc.) m l A Para productos que deban estar a mayor presión (ej. LPG) o mayor e temperatura (ej. Tanques de asfaltos) hay otras normas que rigen d su construcción. s e En aplicaciones especiales, se utilizan tanques criogénicos (ej. u Almacenamiento de gas natural licuado), que se rigen por una q norma específica. n a T
o t nGENERALIDADES e i mTanques verticales – techo fijo o flotante a •Boca de sondeo: para la medicion manual de nivel y temperatura, n y para la extracción de muestras. e c •PAT: en función del diámetro del tanque, existe un mínimo fijado a por la norma. m• Pasos de hombre: son bocas de aprox. 600 mm de diámetro l el ingreso al interior del tanque. La cantidad mínima A para la fija la norma en función del diámetro del tanque. e necesaria d • Bocas de limpieza: se colocan cuando se considera necesario. Son aberturas de 1.2 x 1.5 m aprox dependiendo del diámetro del s tanque y de la altura de la primer virola. e u • Base de hormigón: se construye un aro perimetral de hormigón q sobre el que debe apoyar el tanque para evitar hundimiento en el n terreno y corrosión de la chapa. a T
o t nGENERALIDADES e i m Tanques verticales – techo fijo o flotante a • Telemedición: hay distintos sistemas, cada uno con sus n e ventajas y ámbito de aplicación. Entre ellos podemos c mencionar para la medición de nivel: a • HTG: medición hidrostática de tanques. Los últimos modelos m acusan una precisión del 0.02% l A •Servomecanismos: un palpador mecánico sigue el nivel de líquido. Precisión de 1 mm aprox. e d •Radar: se envía una señal por medio de una antena, que rebota y vuelve a la fuente. Precisión 1 mm aprox. s e u Para la medición de temperatura, se utilizan tubos con q varias termocuplas ubicadas en distintas alturas, para n medirla a distintos niveles de líquido (estratificación). a Precisión hasta 0.05°C T
o t nGENERALIDADES - telemedición e i m a n e c a m l A e d s e u q n a T
o t nGENERALIDADES e i m Tanques verticales – techo fijo o flotante a • Instalación contra incendios: debe cumplir con lo dispuesto n por la ley 13660. Deben contar con fumais que suministren e espuma dentro del recipiente, y con un anillo de incendios c a que sea capaz de suministrar el caudal de agua mínimo que exige la ley. m l • Serpentín de calefacción: empleado en productos como el A crudo (sedimentación de parafinas) y fuel oil (mantener e viscosidad adecuada), son tubos de acero por los que d circula vapor a baja presión. s • Agitadores: se utilizan para mantener uniforme la masa de e u hidrocarburos dentro del tanque. Son hélices accionadas q por un motor externo que giran dentro de la masa de n producto. a T
o t nGENERALIDADES e i m Tanques verticales – techo fijo o flotante a • Recinto: según lo exige la ley 13660, debe existir alrededor n del tanque un recinto capaz de contener hasta el 10% más e de la capacidad máxima del tanque. En caso de haber más c a de un tanque dentro del recinto, el mismo deberá ser capaz de contener la capacidad máxima del tanque más grande, m l más el 50% de la capacidad total de los tanques restantes. A Dicho recinto estará delimitado por un muro o por un talud e de tierra. Los tanques de 10.000 m3 de capacidad o d mayores deberán ubicarse en recintos individuales. s • Drenajes: por seguridad, la apertura del drenaje del recinto e u debe poder hacerse siempre desde el exterior del muro de q contención, para recuperar el producto en caso de rotura del n tanque. a T
o t nGENERALIDADES – techo fijo e i m Tanques verticales a • VPV (válvulas de presión y vacío): son necesarias ya n e que el tanque “respira” debido a: c vaciado / llenado a m alta TVR del hidrocarburo almacenado l A aumento de la temperatura e d exposición al fuego s e u En hidrocarburos pesados (fuel oil, asfaltos, lubricantes), q n se colocan cuellos de cigüeña con arrestallamas. a T
o t nGENERALIDADES – techo flotante e i m Tanques verticales a Constan de una membrana solidaria al espejo de n e producto que evita la formación del espacio vapor, c minimizando pérdidas por evaporación al exterior y a reduciendo el daño medio ambiental y el riesgo de m formación de mezclas explosivas en las cercanías del l A tanque. e El techo flotante puede ser interno (existe un techo fijo d colocado en el tanque) o externo (se encuentra a cielo s abierto). e u En cualquier caso, entre la membrana y la envolvente q n del tanque, debe existir un sello. a T
o t nGENERALIDADES – techo flotante interno e i m Tanques verticales a Los nuevos techos internos se construyen en aluminio, y se n e coloca un domo geodésico como techo fijo del tanque. Las c ventajas que presenta el domo con respecto a un techo a convencional son: m • Es un techo autoportante, es decir, no necesita l columnas que lo sostenga. Esto evita el tener que perforar A la membrana. e d • Se construye en aluminio, lo cual lo hace más liviano. • Se construyen en el suelo y se montan armados s e mediante una grúa, evitando trabajos riesgosos en altura. u Cuando se coloca un techo interno flotante, no se colocan q n VPV, sino que se practican ventanas en la parte superior de a la envolvente contra el techo. T
o t nGENERALIDADES – fotos e i Estructura techo flotante interno m a n e c a m l A e d s e u q n a T
Techo domo con techo flotante interno
o t nGENERALIDADES – techo flotante e i m Tanques verticales a Pontones: son cilindros estancos que flotan sobre el n e espejo de producto y sustentan al techo. No deben ser c un componente estructural del techo sometidos a a esfuerzos, ya que esto produciría su pinchadura y m posterior hundimiento. l A Techo interno flotante e d s e u q n a T
o t nGENERALIDADES – techo flotante e i Tanques verticales m a •Membranas: como alternativa a los pontones, se pueden n colocar membranas de contacto total. Estas evitan el espacio e vapor que queda entre el líquido y el techo flotante con c a pontones. Pueden ser de aluminio o polímeros patentados. m•Sellos: se encargan de minimizar las fugas de vapores en la l A unión entre el techo flotante y la envolvente del tanque. Hay de e distintos tipos y para obtener buenos resultados se coloca un d sello primario y uno secundario. El sello primario, que es s indispensable, puede ser del tipo pantográfico de zapata o de e espuma montada en fase líquida. El sello secundario se monta u sobre el primario y puede tener rodamientos que apoyen q n contra la pared del tanque. a T
o t nGENERALIDADES - sellos e i m Tanques verticales – techo flotante – sello primario a tipo pantógrafo. n e c a m l A e d s e u q n a T
o t nGENERALIDADES - sellos e i m Tanques verticales – techo flotante a Sello primario de espuma Sello secundario n e c a m l A e d s e u q n a T
o t nGENERALIDADES – techo flotante e i m Tanques verticales a •Drenaje del techo flotante exterior: debido a que es un n e techo que se encuentra a cielo abierto, debe poder c drenar el agua de lluvia que caiga sobre él. Para esto, a se diseña con un punto bajo y una válvula antirretorno, y m una cañería (o manguerote) que pasa por el interior del l A tanque y en contacto con el producto almacenado hasta e que sale por un punto bajo de la envolvente (para que d no interfiera con el techo). s Algunos diseños, permiten la inyección de espuma por e el drenaje del techo para casos de emergencia. u q n a T
o t nGENERALIDADES – drenaje de techo e i m a n e c a m l A e d s e u q n a T
o t nLPG – esferas y cigarros e i m Conceptos básicos: a n Si se dispusiera almacenar gas licuado de petróleo a presión e atmosférica, se requerirían tanques que mantuvieran una c temperatura de –42°C, con toda la complejidad que ello a implica. Por esto, se utilizan recipientes a presión con forma m esférica o cilíndrica que trabajan a una presión interior de 15 l A kg/cm2 aprox y a temperatura ambiente. e Estos recipientes se diseñan de acuerdo a normas API, que d consideran el diseño del recipiente a presión como lo hace el s Código ASME sección VIII. e Comparados con un tanque, la ventaja fundamental que u q presentan estos equipos es que cuando se los saca de n servicio se los puede inspeccionar visualmente a ambos lados a de la chapa en su totalidad (piso de tanques) T
o t nLPG – esferas y cigarros e i m Conceptos básicos: a n La linea de llenado ingresa al recipiente por la parte e superior, y la de aspiración toma producto por la parte c inferior. Por norma de seguridad, deben contar con a válvulas de bloqueo de accionamiento remoto para el m caso de siniestros que pudieran ocurrir. l A e Como todo recipiente crítico a presión, deben contar d con doble válvula de seguridad independientes, doble s sistema para la lectura de nivel independientes, dos e medios independientes para la lectura de presión. u q Cuentan también con su instalación contra incendios, n comprendida por rociadores, monitores, instalaciones a de espuma, etc. T
o t nLPG – esferas y cigarros e i m Conceptos básicos: a n Estos recipientes no utilizan VPV ni ningún otro sistema e para el vaciado o llenado. Esto se debe a que se trabaja c con el equilibrio líquido – vapor del GLP que haya en su a interior. Al bajar la presión (vaciado), más producto m pasa a la fase vapor. Durante el llenado, el aumento de l A presión hace que el producto vuelva a la fase líquida. e La presión es aproximadamente constante. d s De todas formas, las válvulas de seguridad ventean a la e línea de antorchas ante cualquier aumento de presión u (ej: aumento de temperatura en verano) q n a T
o t nLPG – esferas e i m Las esferas se construyen en gajos utilizando chapas a de acero. Se sostienen mediante columnas que deben n ser calculadas para soportar el peso de la esfera e c durante la prueba hidráulica (pandeo). a Al igual que en los cigarros, todas las soldaduras deben m l ser radiografiadas para descartar fisuras internas que A se pudieran haber producido durante el montaje. e d Cuentan con una escalera para acceder a la parte s superior para el mantenimiento de las válvulas de e seguridad, aparatos de telemedición, etc. u q n a T
o t nLPG – cigarros e i m Los recipientes horizontales (cigarros) se emplean a hasta un determinado volumen de capacidad. Para n recipientes mayores, se utilizan las esferas. e c Los casquetes de los cigarros son toriesféricos, a semielípticos o semiesféricos. Sus espesores están en m l el orden de (para una misma p, T y φ): A • semielíptico: es casi igual al de la envolvente. e d • toriesférico: es aproximadamente un 75% mayor s que el semielíptico. e u • semiesférico: es casi la mitad del semielíptico. q n a T
o t nLPG – esferas y cigarros e i m a n e c a m l A e d s e u q n a T
REFERENCIAS Libros: •Biblioteca del IAPG: http://www.iapg.com/ •El abece del petróleo y del gas: http://www.educ.ar/educar/superior/biblioteca_digital/disciplinas/verdocbd.jsp?Document o=116436 • Apuntes de Cátedra de la materia “Proyecto de Instalaciones Térmicas”, FIUBA. Generalidades sobre combustibles: •Manual del combustible: http://www.repsolypf.com/esp/argentina/bienvenidoalinfinito/manualcombustible/manual. htm • Administración de Energía de los EEUU: http://www.eia.doe.gov/oiaf/ieo/index.html Tanques de almacenamiento de hidrocarburos: •BTE: http://www.baillietank.com/products.htm •ENRAF: http://www.enraf.com •Pefow: http://www.pefow.com/default.htm •Petrogreen: http://www.petrogreen.com.ar •ISI: http://www.isiven.com/presentaciones/cubiertas_flotantes.PDF •HMT: http://www.diorcaindustrial.com/hmt/aluminator.htm •Technodyne: http://www.lpg-tanks.co.uk
