Sistemas de Gas Inerte y Seguridad en Buques Petroleros y Gaseros

ATMÓSFERA DE UN TANQUE DE UN BUQUE PETROLERO. SISTEMA DE GAS INERTE. ANALIZADORES DE GASES

Generalidades. Atmósfera del tanque

Cuando tenemos hidrocarburo en un tanque, debemos evitar que entre aire para evitar una atmósfera inflamable. El convenio SOLAS exige que el porcentaje de O₂ tiene que ser inferior al 8%, quedando así un margen de seguridad hasta el 11%, que es cuando habría una atmósfera inflamable. En los tanques, puede ser que queden algunos espacios escondidos o no queden bien ventilados y que el contenido de O₂ en el aire sea mayor, y por este motivo se deja el margen entre el 8 y el 11%. Hay terminales, sin embargo, que exigen que la atmósfera del tanque tenga un porcentaje de O₂ inferior al 8%, como por ejemplo el 6%.

El gas inerte se genera quemando combustible. Hay generadores de gas inerte, calderas o el propio motor del barco. Si el motor está parado, se pueden utilizar los generadores de gas inerte, poniendo aire y combustible. El gas inerte es CO₂ + H₂O + N₂ + CO₂ + gases nobles + SO₂ + O₂. La mayoría del gas inerte es N₂.

El sistema de gas inerte tiene 1,5 veces más capacidad que las bombas de descarga del buque. De este modo no se podrá hacer el vacío y siempre habrá suficiente flujo de entrada de gas inerte.

Cuando cargamos el buque, el gas se empieza a comprimir y aumenta la presión. Al llegar a una determinada presión, el gas sale por las válvulas P/V (presión/vacío).

No acostumbran a haber válvulas repetidas, pero a veces hay válvulas P/V y válvulas P/V con un tubo hasta el fondo del tanque. Las válvulas P/V funcionan con columna de agua.

El primer oficial firma la autorización para que una persona entre en un tanque. Para entrar es necesario el 21% de O₂ y 0% de hidrocarburos. Habrá que llevar el tanque a una atmósfera parecida a la que indica el punto C, rodeando siempre la curva de explosividad, no se puede entrar en ella. Si abrimos directamente los tanques, podríamos entrar dentro de la zona explosiva. Primero deberemos poner una atmósfera con un 6% de O₂. Luego, bajaremos el porcentaje de hidrocarburos de la atmósfera del tanque hasta el 0%. Para hacerlo, haremos entrar gas inerte en los tanques y que salgan por las P/V, ventilando los tanques con gas inerte. Finalmente, pondremos aire normal en los tanques hasta el 21% de O₂.

Cuando bajamos en los tanques, hay que llevar siempre analizadores de aire portátiles. El proceso puede tardar más o menos en función del buque y de la manera en que pongamos el gas inerte, entre 1h y 6h.

Para ventilar bien todo el tanque, es necesario ir cambiando las turbulencias del aire. Para hacerlo, se pueden ir abriendo aperturas de los tanques, registros, para que el aire circule por distintos espacios del tanque. Este sistema es el sistema de disolución, donde el gas inerte entra a mucha presión. El otro método es el de desplazamiento, donde el gas inerte entra muy lento y va bajando hasta llegar al fondo del tanque. Depende del barco, un sistema va mejor o peor. En el momento que tenemos el 0% de hidrocarburos y, por lo tanto, tenemos el tanque lleno de gas inerte, deberemos introducir aire normal. Este aire se puede introducir abriendo simplemente los registros de los tanques, o bien podemos introducir aire normal con los mismos ventiladores con los que poníamos gas inerte. De esta manera, introducimos aire con los ventiladores y dejamos los registros de los tanques abiertos para que el gas inerte pueda escapar.

Para el proceso de carga, también tendremos que substituir el aire por gas inerte antes de cargar. Habrá que purgar el aire con gas inerte de la misma manera que antes.

Sistema de gas inerte del buque

El gas inerte se genera en la combustión de una caldera. Los gases van a la torre de lavado, entrando por la parte baja y saliendo por la parte alta. Las duchas de la torre de lavado enfrían el gas sacando las impurezas del gas que ha entrado. También se eliminan restos de azufre. Después el aire de desplaza a unos ventiladores que envían el aire hacia cubierta, siempre son 2. Un solo ventilador tiene la capacidad de 1,5 la capacidad de las bombas de descarga para evitar siempre el vacío. Una vez a cubierta, tenemos el sello hidráulico.

Deck gas water seal: está en cubierta en la línea de gas inerte, comunicada a todos los tanques y actuará después de actuar las P/V de cada tanque. Sirve para evitar que el gas inerte recorra las tuberías en sentido inverso. Podría pasar en el caso de que la presión en las tuberías fuera mayor. Evitamos que el gas inerte llegue a los ventiladores. También nos encontramos la P/V breaker, para evitar sobrepresión.

Consultar ..\Apuntes Atenea\Parcial\Otros documentos\Inert Gas System.pdf para más información sobre sistemas de gas inerte

Entrada a tanque

Para poder entrar debemos tener una atmósfera del 21% de O₂, pero para llegar a este punto debemos rodear la curva de explosividad.

Entrada a tanque con bajo nivel de O₂

Solo de deberá entrar en caso necesario para rescatar a otras personas. Todo el personal deberá entrar con aparatos de respiración y líneas de vida. Estás líneas de vida irán hacia al exterior del tanque y serán individuales. Por cada hombre dentro del tanque, habrá otro a fuera esperando. Se deberán comprobar todos los sistemas antes de entrar al tanque. Cada persona que acceda al tanque deberá llevar una barra de luz y una luz de destellos. La ventilación en el tanque será la mayor posible.

COW – Crude Oil Washing

Cuando se limpia el tanque, el chorro de agua es muy muy rápido y puede generar atmósferas explosivas por las descargas electrostáticas. Por este motivo siempre deberá haber gas inerte.

Debemos tener una atmósfera inferior al 8% de O₂, luego haremos la limpieza con agua.

Analizadores. Analizador de oxígeno

Indica el contenido de oxígeno de la atmósfera, en porcentajes entre el 0 y el 25%. Tiene una bomba se succión manual o automática, y se le acoplan unos tubos de medición de distintas longitudes. Para calibrar el 0% de O₂, necesitamos un tanque de Nitrógeno. Ponemos nitrógeno y ajustamos al 0%.

Analizadores. Medidor de hidrocarburos - Tankscope

Mide la cantidad de hidrocarburos de una atmósfera, el porcentaje en volumen de gases combustibles. Las escalas van del 0 al 100% y del 0 al 25%. El 0% de hidrocarburo se mide puede calibrar con el aire normal, y con un gas probeta de un 20 o 30% o con una botella de metano/butano puro para ajusta al 100%. Es espacialmente útil en las operaciones de purgado con gas inerte. También es muy útil en buques LNG para controlar el momento en que se llega al 100% de gas.

Analizadores. Explosímetros

Son instrumentos que detectan gases y vapores inflamables en una mezcla con aire. La concentración del gas es expresada en % del LEL (lower explosive limit), Suelen tener escalas de 0-25% y 0-100%. Están basados en un puente de wheastone, con una de las resistencias de filamento de plata, cuyo valor varía en función de su combustión al paso de una mezcla de gases combustibles en aire. Los equipos también constan de un tubo flexible de medición y una bomba de succión. Para calibrar el explosimetro también hay gases probeta compuestos de aire y gases de hidrocarburos, pero con mucha poca cantidad. El 0% se calibra con el aire. Con un gas probeta de un 20% de LEL se ajusta el 20%.

Analizadores. Tubos para la detección de gases

Son tubos colorimétricos usados para medir concentraciones de distintos gases, la mayoría de ellos, perjudiciales para la salud. Son tubos de cristal rellenos con distintas sustancias que en contacto con el gas en cuestión reaccionan químicamente cambiando de color. Los tubos llevan inscritos la escala para realizar la lectura. Para un mismo gas, hay distintas escalas en función de si hay que medir bajas o altas concentraciones. Los tubos hay que romperles ambas puntas, para luego ser introducidos en la bomba manual.

Control de reboses

Es un sistema que debe estar dispuesto de forma que pueda evitar la salida del producto de los tanques. Estos dispositivos deben entrar en acción cuando los procedimientos normales de carga de los tanques no hayan impedido que el nivel de líquido cargado en el tanque exceda del que corresponda normalmente a la condición lleno. Deben emitir un aviso previo al rebose y en caso de rebose una nueva alarma. También deberá emitir una señal convenida para hacer que sucesivamente dejen de funcionar las bombas en tierra y se cierren las válvulas, al igual que las bombas y válvulas del buque.

Instrumentos de medición

• Dispositivo abierto: Hace uso de una abertura en el tanque y puede exponer el elemento medidor a la carga o a su vapor
• Dispositivo de paso reducido: Penetra en el tanque y cuando se está haciendo uso de él permite que una cantidad pequeña de vapor de la carga o de la carga líquida, quede expuesta a la atmósfera; cuando no se esté haciendo uso de él se mantienen el dispositivo completamente cerrado. Al abrir el dispositivo no se debe producir una fuga del contenido del tanque
• Dispositivo cerrado: Penetra en el tanque, pero como parte de un sistema cerrado y que impide que el contenido del tanque salga.

Atmósfera inflamable

• Flammability range: Indica las proporciones de vapor inflamable en el aire necesario para que sea una combustión.
• Lower explosive limit – LEL: Indica la concentración mínima de vapor en % de volumen de aire para formar una mezcla inflamable
• Upper explosive limit – UEL: Indica la concentración máxima de vapor en % de volumen de aire para formar una mezcla inflamable.

Sistema fijo de detección de gas

• Detectores infrarrojos: Se basan en el principio de qué porcentaje de luz infrarroja es absorbida por el gas metano (HC) y se compara con la muestra normal en aire. Es utilizado principalmente para las zonas de carga, líneas de carga y cámaras de bombas. Los analizadores, al detectar un cierto nivel de metano en el aire, activan una alarma.
• Detectores catalíticos: Los sensores, ubicados en zonas donde puede acumularse el gas, proporcionan impulsos eléctricos proporcionalmente a la cantidad de gas presente. Utilizados principalmente en zonas cerradas como la habilitación, sala de máquinas y pañol de proa. Pueden activar el cierre del aire acondicionado al detectar un nivel determinado de gas.

SISTEMA DE LUCHA CONTRA INCENDIOS (FIRE FIGHTING SYSTEMS) Y MEDIDAS DE SEGURIDAD EN PUERTO

Sistema de lucha contra incendios

Los buques tanque deben estar dotados de sistemas de detección y extinción de todo tipo de fuegos. La elección del sistema de extinción de incendios dependerá de la naturaleza del fuego y su ubicación. Al principio, cualquier fuego debe de ser atacado con medios portátiles de extinción, pero si no son suficientes, tendremos que usar uno de los siguientes: CO₂, espuma, polvo seco o agua. El CO₂ va muy bien en cualquier situación, pero especialmente en fuegos originados por la electricidad.

Medidas de seguridad en puerto

• Máquina atendida y en Stand-by
• Antenas de radar y HF/MF apagadas
• Radios VHF y AIS en 1W
• Alambres de seguridad a proa y popa
• Izado de la bandera Bravo
• Control de accesos en la escala
• Prohibido el uso de aparatos electrónicos que no sean intrínsecamente seguros, fuera de la habilitación
• Limitar el número de accesos a la acomodación
• Comunicación permanente con la terminal
• Sistemas CI listos
• Continuas rondas de seguridad
• Medidas de protección acorde al plan de protección del buque

MARPOL ANEXO 1. LIBRO DE REGISTRO DE HIDROCARBUROS. CERTIFICADO IOPP

Certificado IOPP

Es el Certificado internacional de prevención de la contaminación por hidrocarburos que debe tener un barco. Este certificado acredita que el buque cumple con el Anexo 1. Tiene una duración de 5 años. Es necesario para buques de 400 TRB o 150 TRB si son buques tanque.

Libro de registro de hidrocarburos

El Marpol exige a los buques a llevar a bordo su Libro de registro de hidrocarburos. Se trata de un cuaderno donde hay que anotar cualquier operación con hidrocarburos que se realice al barco. Se deben anotar todas las operaciones con hidrocarburos. No se puede descargar en áreas especiales.

El Anexo 1

El Anexo 1 del MARPOL 73/78 prohíbe cualquier descarga en el mar de las sustancias definidas en el mismo anexo, menos cuando se cumplan determinadas circunstancias.

Existen modos de descubrir posibles infracciones mediante una inspección cuidadosa del libro de registro de HC, tanques de lodos y el sistema de control de descarga de HC. Muchos países han establecido la vigilancia superficial y aérea con equipos sofisticados capaces de descubrir las descargas e identificar a los infractores.

• Regla 1: se define HC como petróleo en cualquier forma, incluso petróleo crudo, fuel-oil, lodo, aceite y productos refinados y petroquímicos.
• Reglas 8, 9, 10: Certificado IOPP

La descarga de HC está prohibida en las “áreas especiales”, que son: Mar Mediterráneo, Mar Negro, Mar Báltico, Mar Rojo, Golfos, Golfo de Adén, Antártida y agua del Noroeste de Europa.

Los puertos deberán tener las instalaciones adecuadas para la descarga de los residuos oleosos retenidos a bordo de los buques. Los buques petroleros deben ser capaces de operar con el sistema de “carga sobre residuos” (LOT) para retener residuos aceitosos a bordo. Este sistema incluye: tanques de decantación (SLOPs), detectores de interfaz de HC/agua, sistemas de control y monitoreo de descarga de HC y sistemas de tuberías y bombas adecuados.

• Regla 15: Condiciones restrictivas bajo las cuales se permite la descarga de HC en el mar. Se podrá hacer cuando el petrolero no está dentro de un área especial, se está a más de 50 millas de la tierra más cercana, el buque está en ruta, el régimen de descarga no es de más de 30 litro por millas, la cantidad total descargada no es más de 1/30.000 de la carga total transportada y el petrolero tiene en operación un sistema de control y monitoreo de la descarga de HC y un tanque de decantación como se especifica en la regla 15.

Exigencias para el control de descargas de HC dentro de áreas especiales

Cualquier descarga de mezclas de HCs o aceitosas está prohibida, a menos que se trate de lastre limpio (menos de 15ppm). Está prohibida cualquier descarga excepto el agua de sentina tratada de espacios de máquinas cuando se cumplan las condiciones siguientes:

• El agua de sentina ni proviene de sentinas de cámaras de bombas de carga
• El agua de sentina ni esté mezclada con residuos de carga de HC
• El barco procede esté en ruta
• El contenido de HC de las aguas residuales sin dilución no excede 15ppm
• El barco tiene en operación un equipo de filtración que cumple con la Regla 14
• El sistema de filtración está equipado con un dispositivo de alarma y parada automática cuando el contenido de HC de las aguas residuales exceda las 15 ppm.

Exigencias principales para el control de la contaminación operacional

• Tanques de lastre segregado:
• Tanques de lastre limpio (CBT): espacios dedicados al agua de lastre que cumple con la definición del lastre limpio (menos de 15ppm). La operación con CBT puede originar contaminación si no se realiza del modo apropiado.
• Tanques de decantación: Los petroleros tendrán uno o varios tanques de decantación para recibir el residuo derivado del lastre sucio y de los lavados de los tanques de carga. La capacidad de los tanques de decantación no será menor del 30% de la carga de HC del barco.
• Detectores de interfaz de petróleo/agua: Los detectores serán capaces de descubrir interfaces de líquidos que tengan una amplia variedad de diferencias de densidades.
• COW: El petróleo crudo durante el viaje va sedimentando en el fondo del tanque unos residuos, parafinas que, si no se disuelven de nuevo en la carga, quedan depositadas en el tanque una vez descargado. La mejor manera es disolver estas parafinas en el mismo disolvente que las contenía, es decir, su propio crudo antes de descargarlo, esto es el COW.
• Separador de sentinas: Equipos de separación y monitorización de la descarga de sentinas limitada a 15 ppm de HC. Básicamente si excede de estas 15 ppm, cierra la descarga al mar y la envía al tanque de lodos.
• Equipos de filtración de HC: el equipo de filtración separa el agua que contiene menos de 15 ppm y ésta puede ser descargada en el mar. El residuo de HC (lodo) es retenido a bordo para ser descargado a las instalaciones de recepción en puerto.
• Tanques de lodos: El residuo de HC (lodo) es producto del equipo de filtrado y separadores, es retenido a bordo en el llamado tanque de lodos, para ser descargado a las instalaciones de puerto.
• ODM (Monitor de descargas): Fecha, hora, caudal de descarga, contenido de HC, velocidad, litros/milla, total.

EJERCICIOS DE PARTES POR MILLÓN

COW SAFETY CHECK LIST

• ¿Se ha aislado el calentador de limpieza del tanque y la línea con el cepillo de línea del sistema de lavado con hidrocarburo?
• ¿Se han aislado las líneas de descarga principal y de stripper por la borda?
• ¿Está la placa ciega montada en el cofre de mar? ¿Se ha probado la integridad del mar?
• ¿Se han comprobado todos los sellos de las válvulas de mar en la sala de bombeo?
• ¿Se han aislado todas las válvulas de las líneas de derivación para la máquina de limpieza de tanques portátiles por medio de cortinas de línea?
• ¿Se han cerrado todas las válvulas de las máquinas de limpieza de tanques y líneas de drenaje al tanque?
• ¿Se ha realizado una prueba de presión de la línea de limpieza del tanque? ¿No hay fugas? Fecha de la prueba (...........) // Presión probada (....... kg / cm²)
• ¿Los medidores de presión (remota y local) para la línea principal de limpieza de tanques están en buen estado de funcionamiento?
• ¿Se ha comprobado el sistema de extracción, equipo de monitoreo?
• ¿Están los manómetros de carga, bombas de lastre y eductores en buen estado de funcionamiento?
• ¿Están los medidores de nivel y los sistemas de alarma de alto nivel en buen estado de funcionamiento? ¿Se ha llevado a cabo y verificado el control (COC) y el lado local (flotante) pruebas y verificación de alarmas (audibles y visuales)?
• ¿Se han probado los sistemas de comunicaciones internas del buque utilizados para la operación de la carga y se han mantenido listos (Carga de la batería)?
• ¿Se publica el horario de vigilancia de la carga con los datos de contacto, los deberes y las responsabilidades, incluido el registro de la persona encargada de la transferencia de petróleo?
• ¿Se han planificado los procedimientos de descarga y de lavado del aceite crudo de acuerdo con la guía establecida en el Manual de lavado de crudo del buque y los miembros de la tripulación debidamente instruidos?
• ¿Ha confirmado que no hay fugas de las escotillas de los tanques (cúpulas), vent-lines y I.G. líneas?
• ¿Se ha ajustado la presión de los tanques de carga en el rango adecuado?
• ¿Se han informado los resultados de los controles y pruebas al terminal / agente? ¿Dónde el terminal tiene una lista de verificación de radio estándar, se ha completado y se ha transmitido?

Comprobación después de la llegada

• ¿Todos los artículos y condiciones de verificación antes de la llegada están en buen estado?
• ¿Se ha llevado a cabo la verificación de seguridad antes del inicio de la descarga mediante la descarga de la lista de verificación y la lista de verificación de seguridad de la embarcación o lista de verificación de la expedición de la embarcación a la embarcación según se requiera?
• ¿Se han discutido los detalles de la operación de lavado de petróleo / descarga con el personal de la nave y el personal de tierra y se acuerda un plan acordado para facilitar la consulta?
• ¿Se han discutido con la terminal las condiciones para la suspensión de C.O.W? ¿Se informa a los oficiales de las acciones a tomar en caso de fracaso de I.G.S?
• ¿Tener todas las válvulas de C.O.W. Line ha sido re-confirmado cerrado?
• ¿Todos los tanques de carga tienen presión positiva?
• ¿El contenido de oxígeno de cada tanque es inferior al 8% en volumen?
• ¿Tengo I.G. ¿Se han abierto las válvulas de descarga de los tanques de descarga?
• Para el crudo calentado, ¿es la temperatura de CO Lavar el aceite de suministro adecuadamente ligeramente superior a la temperatura de descarga, pero dentro de los límites según la limitación del terminal?
• ¿Las máquinas Programable C.O.W están correctamente ajustadas según el patrón de lavado deseado? (Teniendo en cuenta la naturaleza de la carga y la temperatura circundante)

Comprobación antes de las operaciones de COW

• ¿Se colocan las marcas de precaución en lugares prescritos?
• ¿El sistema de gas inerte funciona correctamente y el contenido de gas inerte se entrega por debajo del 5% en volumen?
• ¿El contenido de oxígeno de los tanques es de petróleo crudo lavado por debajo del 8% en volumen y se ha confirmado antes de que comience el lavado?
• ¿Los tanques de limpieza tienen presión positiva? (Más de 200mmAq)
• ¿Son yo Sistemas y tanques de carga y aberturas herméticamente cerradas para evitar fugas de gas a la atmósfera?
• ¿Se ha notificado al terminal de inicio de C.O.W. ¿Y la posibilidad de reducción de la tasa de descarga?
• ¿Se ha informado al personal de la nave del inicio del lavado?
• ¿Se ha confirmado la asignación de la operación para cada persona responsable y responsable?
• ¿Está el sistema de comunicación entre las operaciones de lavado de carga y petróleo crudo en buen estado?
• ¿Se ha colocado un equipo razonable para verificar la fuga de las líneas de limpieza? ¿Se ha colocado personal según el plan de C.O.W.?
• ¿Se ha levantado el indicador del flotador de los tanques a limpiar? (si es aplicable)
• ¿Se han tomado precauciones para llenar gradualmente la línea C.O.W, teniendo cuidado de evitar el atrapamiento de martillo / aire líquido?
• ¿Se ha iniciado el sistema de separación para el tanque (s) previsto (s) con el fin de comenzar el lavado?
• ¿Se han abierto las válvulas de la línea de limpieza del tanque para el tanque de limpieza?
• ¿Es adecuado el nivel de agua del tanque de agua de cubierta?

Comprobación durante las operaciones de COW

• ¿Son todos C.O.W. Líneas, bridas, válvulas, juntas de dilatación, etc. están siendo monitoreados de cerca y confirmados en buen estado en la cubierta, así como en la sala de bombeo?
• ¿Se comprueban las bombas en uso para detectar cualquier posible fuente de fugas, durante el aumento gradual de la presión?
• ¿Están las máquinas de limpieza en buen estado de funcionamiento? (Movimiento adecuado verificado por el movimiento visual de los indicadores de las unidades de accionamiento, el patrón de sonido de la máquina y el ciclo de lavado, según lo programado)
• ¿El recorte durante el lavado del fondo es adecuado según la operación de lavado de aceite crudo y el manual del equipo?
• ¿La presión en la línea de lavado del tanque está especificada en el manual?
• ¿El lavado del petróleo crudo está en progreso en tanques de carga designados?
• ¿El contenido de oxígeno del gas inerte entregado es inferior al 5% en volumen y se registra?
• ¿Es adecuada la presión del tanque de limpieza (más de 200mmAq)?
• ¿Se vigila regularmente la superficie del mar circundante?
• ¿El nivel del tanque colector es normal y está siendo monitoreado?
• Para las cargas calentadas, ¿se controla la temperatura? (si es aplicable)
• ¿Es el funcionamiento del sistema de extracción durante el lavado del fondo en buen estado?

Comprobación una vez terminadas las operaciones de COW

• ¿Están cerradas todas las válvulas de interconexión entre las líneas de descarga y las líneas de limpieza del tanque?
• ¿Se ha drenado bien el aceite residual en las líneas de limpieza del tanque? (Urgencia a considerar para cargas calentadas, según se requiera)
• ¿Están cerradas todas las válvulas de la máquina de limpieza del tanque y la línea de drenaje al tanque?
• Para el crudo calentado, ¿toda la parte de la línea de crudo físicamente verificada para el drenaje completo por trazado de línea en la cubierta?
• ¿El aceite restante en tanques, bombas y tuberías ha sido bien despojado después de la terminación de la descarga?

TRANSPORTES ESPECIALES. TEMA 2: BUQUES LNG

GENERALIDADES DE UN BUQUE LNG. TANQUES DE MEMBRANA. ATMÓSFERA DE UN BUQUE LNG

El gas licuado ocupa 600 veces menos que en estado gas. La atmósfera de un buque gasero es 100% hidrocarburo, solo hidrocarburo. No hay ni oxígeno, ni nitrógeno…

El gas natural está formado por varios gases, pero entre el 75 y el 95% del gas es metano. También hay otros gases como el etano, butano, propano u otros. Estos gases se tienen distintas temperaturas de licuación, y por lo tanto el buque deberá ir a la temperatura más baja de las temperaturas de licuación para que todos los gases componentes del gas natural estén licuados dentro del tanque. El punto de licuación del etano es el más bajo. El gas natural se transporta a -161ºC.

Tanques de membrana

Los tanques de membrana tienen 3 capas, dejando unos pequeños espacios entre dichas capas. Estos espacios están inertizados con nitrógeno. En estos espacios también hay barómetros para determinar la presión, ya que debe haber una presión ligeramente superior a la atmosférica. Entre las capas también hay aislantes.

La forma octogonal del tanque es para equilibrar las tensiones del gas que hay en el interior. La forma ideal sería la redonda donde todas les presiones son iguales.

Los gases de petróleo se transportan en buques con tanques de semi-membrana ya que se transportan a temperaturas negativas, pero también a altas presiones. Al ser un transporte a altas presiones, es necesario disponer de tanques redondos.

En buques con tanques de membrana, la temperatura de transporte es de -161ºC, mientras que la presión es ligeramente superior a la atmosférica, sobre unos 100 milímetros de columna de agua. El metano es un gas que se transporta siempre a presión atmosférica. Encontramos dos tipos de membrana: Gaz Transport y Technigaz

Membrana tipo Gaz Transport

Es el sistema dominante en la mayoría de buques gaseros de membrana. La barrera primaria y secundaria son iguales. Hechas con placas de invar (36% Niquel y Hierro) con coeficiente de expansión casi nulo y de 0,7mm de espesor. El aislamiento son cajas de madera contrachapada rellenas de pelita. Hay dos capas de aislamiento: la primera entre la barrera primaria y la secundaria y la segunda entre la barrera secundaria y el casco.

Membrana tipo Technigaz

Barrera primaria de acero inoxidable con poco carbono. Forma corrugada para absorber cambios de temperatura. El aislamiento es de espuma de poliuretano con fibra de vidrio. La barrera secundaria está compuesta de una tira de aluminio entre dos capas de fibra de vidrio (triplex cloth). El grosor de la barrera secundaria varia y está diseñada para contener una fuga durante 15 días.

Membrana tipo Combined System 1

Combina lo mejor de las 2 últimas. La barrera primaria es de invar y la secundaria de “Triplex”. El aislamiento es espuma de poliuretano. Presenta un 15% de reducción de costes y un menor peso por m³.

EQUIPOS DE CARGA

Bombas de carga

Cada tanque dispone de dos bombas y un pozo para introducir una tercera bomba por si se rompen las dos anteriores. También tienen una bomba más pequeña para cuando queda poca carga. Los tanques tienen válvulas P/V, entrada de rociadores para enfriar y entrada y salida del gas. (En el PowerPoint, las líneas de llenado son azules y la línea de gas comprimido, de vapor, es de color lila. Las bombas se sitúan en el fondo y a popa del tanque. Las bombas son centrífugas y refrigeradas por el mismo gas licuado. Capacidad de 1500m³/h y a 1800 RPM.

Cada tanque efectúa la descarga con su propia bomba. La bomba sale al colector de todos los tanques, la línea de líquido. Normalmente se abren dos líneas para la descarga. Si hace falta, se inyecta gas en el tanque durante la descarga (dibujo: línea de color turquesa).

Bombas de Spray/Stripping

Características similares a las bombas de carga, pero de menor capacidad. 50 m³/h y 3560 RPM. Sus usos son: enfriar la línea de líquido antes de descargar, enfriar los tanques antes de llegar a la terminal de carga, bombear líquido hacia el Forcing Vaporizer, reachicar el líquido que las bombas principales no han podido descargar.

Compresores de carga

High Duty Compressor: (2) Devolver a tierra el vapor generado durante las operaciones de carga a través de la línea de vapor. En operaciones de purgado y calentamiento del tanque. Low Duty Compressor: (2) Comprimir el gas generado por la evaporación natural o forzada de la carga, a una presión adecuada ara las calderas de los gaseros con turbinas. Los compresores son impulsados por motores eléctricos instalados en el local de motores eléctrico, adyacente al cuarto de compresores, y segregado a éste a través de un mamparo estanco. Gestión del BOIL-OFF: Cuando tenemos un exceso de la presión del gas metano, este exceso se manda a los compresores y luego a la máquina del buque para utilizarlo como combustible. Calentadores Se usan en operaciones de calentamiento de tanques de carga, es utilizado para calentar el gas evaporado de forma natural o de forma forzada, mandando a través de los compresores HD. LNG Vaporizer Gaseado de tanques: Suministrar el gas a los tanques de carga y desplazar el gas inerte antes de empezar con las operaciones de enfriamiento y de carga. Normalmente solo se realizará durante la primera carga después de ir a dique o cualquier evento que haya necesitado realizar un aireado de tanques. Descarga: Suministrar gas frío a los tanques durante la descarga cunado los compresores de la terminal no funcionan o no mandan suficiente gas al arco Evaporación forzada de emergencia: Generar gas suficiente para las calderas cuando el boil-off natural no sea suficiente y el Forcing Vaporizer no funcione. Inertado con LN2: Gasificar el Nitrógeno Líquido enviado por la terminal en el supuesto de que tuviéramos que inertizar los tanques de carga y la planta de gas inerte de abordo no funcionara. Forcing Vaporizer Es utilizado para forzar la evaporación de gas, en gaseros con turbinas, cuando la evaporación natural de gas no sea suficiente para alimentar las calderas. Se mantendrá GNL en el Forcing Vaporizer, donde se evaporará por intercambio de temperatura con el vapor de agua, saliendo a una temperatura de -40ªC como máximo.

Generador de nitrógeno Sirven para presurizar los espacios entre barreras, sellar el eje de los compresores HD y LD, extinguir fuegos en los palos de venteo y purgar diferentes partes de las líneas de carga y del sistema del Boil-off. Son capaces de generar el N2 en estado casi puro. El aire es comprimido hacia los generadores de nitrógeno, donde circula a lo largo de una membrana de fibra hueca la cual separa el oxígeno, CO2, H2O del N2. Los gases obtenidos no deseados son expulsados por la chimenea. Los generadores están equipados con medidores de oxígeno que en el supuesto de detectar el porcentaje de O2 superior al predeterminado, lo evacua directamente a la atmósfera. El N2 generado es almacenado en un tanque a presión para el uso diario. El sistema de GI es usado para inertizar los tanques y líneas de carga, y/o cualquier espacio que lo requiera. Es producido a través de un proceso de combustión donde el gas oil es usado como combustible y el aire suministrado por los ventiladores (blowers). El GI contiene aproximadamente un 85% de N2, un 15% de CO2 y un 0,5 de O2 y sale a una temperatura de un 3ºC superior a la temperatura del mar. Después de quemarse, el GI contiene un alto nivel de óxidos de sulfuros corrosivos para el sistema y que hay que eliminar. Esto se realiza en la torre de lavado donde se eliminan las impurezas y se enfría con ayuda de los sprays de agua. Posteriormente, el GI es deshumidificado a un puto de rocío de unos 5ºC en el enfriador. Antes de entrar en servicio, el GI es secado en las cámaras de secado con ayuda de vapor y aire caliente. Los medidores de O2 y del punto de rocío nos indicará cuando el contenido de éstos sea elevado, mandando el GI a la atmósfera. Aire Seco: El mismo generador de GI puede producir aire seco al mismo ritmo. Para su producción, no hay combustión y se inhibe la alarma de alto contenido de O2. Mientras el punto de rocío sea el adecuado después del enfriamiento y secado, el aire irá fluyendo hacia los tanques. Este modo es usado cuando se quiere airear los tanques y líneas, después de haber sido inertados. Sistema de para de emergencia En caso de incendio o cualquier otra situación de emergencia, los equipos de carga, compresores y la válvula principal de gas hacia las calderas deben poder parase/cerrarse de golpe. Esta parada puede activarse manualmente o de forma automática. La mayoría de terminales solicitan realizar una prueba de ESD antes de empezar con las operaciones. Cable Buque-Tierra El cable buque-tierra nació como requisito de la SIGGTO en las primeras terminales de GNL, como medida preventiva, para minimizar las consecuencias de un accidente y poder para las operaciones de carga/descarga de forma rápida y eficaz, tanto en el buque como en la terminal. Se trata de un cable que entrega la terminal al buque y se conecta a éste a la altura del manifold. La señal de trasmisión puede ser eléctrica, óptica i neumática. A parte de servir como activador del ESD, las conexiones eléctricas u ópticas permiten establecer contacto telefónico con la terminal y monitorizar la carga de trabajo de los alambres de amarre. Líneas de carga

OPERACIONES PREVIAS A LA ENTRADA AL TANQUE. INERTIZADO. Operaciones previas a la entrada a dique. Entrada al tanque. Reachique y drenado de líneas  Calentamiento de tanques  Inertado  Aireado Una vez tenemos el tanque descargado, tendremos en su interior un poco de gas (no licuado) a temperatura muy baja. Para entrar a al tanque, deberemos pasar de hidrocarburo 100% frio, a hidrocarburo caliente. El primer paso es sacar todo el líquido y después calentar los tanques. Debemos tener especial cuidado cuando hacemos la descarga de gas, en cualquier situación. Si el gas frio toca el metal de la cubierta en la zona de manifolds, al estar el gas tan frio este podría hacer perder las propiedades del metal y sería tan frágil como el cristal. Por este motivo, en los buques LNG durante la descarga siempre cae un chorro de agua por la cubierta y el costado del buque para que, si cayera un poco de gas licuado frio, este se mezclara con el agua y no llegara a tocar la cubierta. (Podemos ver la mancha que deja el agua cuando cae por el costado del buque en la imagen.) Calentamiento de tanques Para calentar los tanques, se pones en recirculación los gases de los tanques calentándolos poco a poco. El exceso de vapor escapará a la atmósfera a través de los palos. La temperatura de los tanques deberá alcanzar los +5ºC. El vapor que sale de los tanques lo llevaremos a la sala de compresores. Una parte la llevamos al calentador, y la otra la hacemos pasar por un by pas. Inicialmente, el vapor es introducido al tanque (después de haber pasado por calentadores) a través de la filling para evaporar el remanente. Cuando la temperatura tienda a estabilizarse, se mandará el vapor por el domo, en la parte superior. El vapor frío, al ser más denso, quedará en el fondo del tanque, donde será succionado a través de la filling. El exceso de vapor se venteará a la atmósfera a través del palo número 1. La operación finalizará cuando la temperatura en el aislamiento secundario alcance los 5ºC.

Inertizado En este caso tenemos hidrocarburo a temperatura normal. El gas inerte se introduce por la línea de carga. Esta operación se realiza para evitar tener una atmósfera inflamable. Una vez finalizado el calentamiento de tanques, el vapor de los tanques es desplazado por el gas inerte. El GI se introduce al tanque por la línea de carga (filling), por ser más denso que el vapor de GNL. EL vapor sale por la parte superior, y es venteado directamente a la atmósfera por el palo número 1. El inertado finalizará cuando el contenido de hidrocarburos en el tanque sea inferior a 2,5% según los manuales, los operadores de los buques a veces lo bajan hasta el 1% para estar más seguros. También se inertizan las líneas y equipos con GI o nitrógeno. El método más utilizado es el de desplazamiento para introducir el gas inerte. Aireado El aire seco es introducido a los tanques vía línea de vapor. La mezcla de GI/Aire es evacuada hacía el palo número 1 por la línea de líquido. OPERACIONES POSTERIORES A LA ENTRADA AL TANQUE. Secado de tanques  Inertado  Gaseado  Enfriamiento de tanques Secado de tanques El aire seco es introducido a los tanques por la línea de carga, y va desplazando el aire más húmedo hacia la parte superior, donde sale a través de la línea de vapor, hacia el palo número 1. Inertado Cuando los tanques alcanzan un punto de rocío de -20ºC se inertizan con gas inerte para reducir el contenido de O2 y seguir bajando el punto de rocío hasta los -40ºC. EL Gi es introducido por la filling desplazando el aire seco por la línea de vapor hacia el palo de venteo número 1. El inertado finalizará cuando el contenido de oxígeno en los tanques sea inferior al 6% y el punto de rocío igual a -40ºC. Las líneas y equipos que no hayan podido ser inertizados con GI, se inertizarán con N2. Gaseado Esta operación, a diferencia de las anteriores, solo puede realizarse en la terminal, la cual nos subministrará el vapor de GNL. Los tanques deben purgarse con vapor de GNL para desplazar el GI, y evitar que se congele el dióxido de carbono que contiene éste, el cual podría bloquear tuberías, válvulas y/o filtro. EL GNL es introducido al buque a través de la línea de stripping conectado a uno de los manifolds. El líquido fluye hasta el LNG Vaporizer, que lo evapora, y va directamente a los tanques vía línea de vapor. El vapor de GNL, al ser más ligero que el GI, va quedando en la parte superior del tanque y desplaza el GI hacia el fondo, donde es succionado por los HD, vía línea de carga, y es mandado a tierra. Se considerará el gaseado finalizado cuando el contenido de hidrocarburos sea superior del 95% en volumen y el CO2 inferior al1%.

Enfriamiento de los tanques de carga El GNL entrará por uno de los brazos de carga, lo comunicaremos con la línea de stripping en el manifold y mandará el líquido a los sprays de cada uno de los domos de vapor, donde dispersará el líquido en el tanque y lo enfriará. Con ayuda de los HD mantendremos una presión adecuada en nuestros tanques. Controlaremos en todo momento el régimen de enfriamiento para comprobar que los generadores de nitrógeno son capaces de mantener la presión en los espacios ínter barriales. Cuando se llegue a la temperatura mínima permisible para recibir la carga, continuaremos con el enfriamiento de líneas.

MEDIDAS DE SEGURIDAD Atmósfera inflamable Grado de inflamabilidad: Indica las proporciones de vapor inflamable en el aire necesario para que sea posible una combustión. Límite inferior de inflamabilidad/explosividad: Indica la concentración mínima de vapor, en % de volumen en aire, para formar una mezcla inflamable. Límite superior de inflamabilidad/explosividad: Indica la concentración máxima de vapor, en % de volumen en aire, para formar una mezcla inflamable. Analizadores. Explosímetros Son instrumentos que detectan gases y vapores inflamables en una mezcla con aire. La concentración del gas es expresada en % del LEL (lower explosive limit), Suelen tener escalas de 0-25% y 0-100%. Están basados en un puente de wheastone, con una de las resistencias de filamento de plata, cuyo valor varía en función de su combustión al paso de una mezcla de gases combustibles en aire. Los equipos también constan de un tubo flexible de medición y una bomba de succión. Para calibrar el explosimetro también hay gases probeta compuestos de aire y gases de hidrocarburos, pero con mucha poca cantidad. El 0% se calibra con el aire. Con un gas probeta de un 20% de LEL se ajusta el 20%. Analizadores. Medidor de hidrocarburos - Tankscope Mide la cantidad de hidrocarburos de una atmósfera, el porcentaje en volumen de gases combustibles. Las escalas van del 0 al 100% y del 0 al 25%. El 0% de hidrocarburo se mide puede calibrar con el aire normal, y con un gas probeta de un 20 o 30% o con una botella de metano/butano puro para ajusta al 100%. Es espacialmente útil en las operaciones de purgado con gas inerte. También es muy útil en buques LNG para controlar el momento en que se llega al 100% de gas.

Analizadores. Analizador de oxígeno. Indica el contenido de oxígeno de la atmósfera, en porcentajes entre el 0 y el 25%. Tiene una bomba se succión manual o automática, y se le acoplan unos tubos de medición de distintas longitudes. Para calibrar el 0% de O2, necesitamos un tanque de Nitrógeno. Ponemos nitrógeno y ajustamos al 0%. Zonas susceptibles de contener gas en un gasero En cubierta, dentro de un área de 3 metros de cualquier salida de los tanques, juntas, válvulas… En cubierta, 3 metros a proa y popa de la zona de carga y una altura de 2,4 metros por encima de la cubierta de abrigo. Las zonas próximas a las entradas en los tanques. Sistema fijo de detección de gas Detectores infrarrojos: Se basan en el principio de qué porcentaje de luz infrarroja es absorbida por el gas metano (HC) y se compara con la muestra normal en aire. Es utilizado principalmente para las zonas de carga, líneas de carga y cámaras de bombas. Los analizadores, al detectar un cierto nivel de metano en el aire, activan una alarma. Detectores catalíticos: Los sensores, ubicados en zonas donde puede acumularse el gas, proporcionan impulsos eléctricos proporcionalmente a la cantidad de gas presente. Utilizados principalmente en zonas cerradas como la habilitación, sala de máquinas y pañol de proa. Pueden activar el cierre del aire acondicionado al detectar un nivel determinado de gas.

Medidas de seguridad en puerto  Máquina atendida y en Stand-by  Antenas de radar y HF/MF apagadas  Radios VHF i AIS en 1W  Alambres de seguridad a proa y popa  Izado de la bandera Bravo  Control de accesos en la escala  Prohibido el uso de aparatos electrónicos que no sea intrínsecamente seguros, fuera de la habilitación  Limitar el número de accesos a la acomodación  Comunicación permanente con la terminal  Sistemas CI listos  Continuas rondas de seguridad  Medidas de protección acorde al plan de protección del buque

TRANSPORTES ESPECIALES. TEMA 3: BUQUES QUIMIQUEROS CLASIFICACIÓN DE SUSTANCIAS Categoría X: Sustancias nocivas líquidas que comportan un riesgo grave para los recursos marinos o para la salud del ser humano. Categoría Y: Sustancias nocivas líquidas que comportan un riesgo para los recursos marinos o para la salud del ser humano o causarían perjuicio a los alicientes recreativos u otros usos legítimos del mar. Categoría Z: Sustancias nocivas líquidas que comportan un riesgo leve para los recursos marinos o para la salud del ser humano. Otras sustancias: Sustancias que no pertenecen a ninguna de las categorías anteriores. No suponen ningún peligro. Está prohibido tirar sustancias Está prohibido tirar al mar sustancias de categoría X. El resto, se podrá tirar si se navega a 7 nudos non propulsión propia (o 4 sin medios propios), los dispositivos de descarga están aprobados por la Administración, la descarga se hace por debajo de la línea de flotación y a una cierta distancia de tierra y profundidad. Estas obligaciones solo se podrán omitir en casi de proteger la seguridad del buque o para salvar vidas humanas en la mar o por avería en el buque ocurrida antes de la descarga o descubiertas después. TIPOS DE BUQUE Y SU DISPOSICIÓN Tipo 1. Specialised Chemical Tanker Los tanques de carga están ubicados a una cierta distancia mínima del casco del buque para prevenir fugas en caso de colisión o varada. Los tanques deben ubicarse a una distancia al costado no inferior a la manga del buque dividida entre 5 o 11,5 m si éste valor es menor, y a B/15 o 6 m si éste valor es menor, en sentido vertical, respecto al fondo. Son los quimiqueros más pequeños y suelen realizar viajes con un solo tipo de carga. Los tanques son de acero inoxidable revestidos y no deben sobrepasar los 1250m3 de capacidad. Tipo 2. Complex Parcel Chemical Tanker Los tanques deben ubicarse a una distancia al costado no inferior a 0,76 m, y a B/15 o 6 m si éste valor es menor, en sentido vertical, respecto al fondo. Son buques que pueden superar las 40.000 TRB y llegar a tener más de 54 tanques, cada uno con su propia bomba de descarga y sus líneas de carga/descarga. Los tanques suelen ser de acero inoxidable y como máximo, tienen una capacidad individual de 3000 m3 . Tipo 3. Product/Chemical Tanker No hay limitaciones con respecto a la ubicación de los tanques. Son de tamaño parecido a los de tipo 2, pero con menos tanques de carga. Las líneas y sistemas de descarga suelen ser también menos complejo, y por lo tanto, menos flexible a la hora de segregar las cargas. Los tanques acostumbran a ser de aceros revestidos y no tienen limitación de capacidad. Construcción de los tanques de carga Tanques independientes Tanque estructural Tanque de gravedad: La presión manométrica de proyecto no es superior a 0,7 bar en la tapa del mismo. Puede ser independiente o estructural Tanque de presión: Tanque cuya presión manométrica de proyecto es superior a 0,7 bar. Será un tanque independiente siempre. Uno de los principales factores que se tienen en cuenta en la construcción de los tanques es la facilidad en que serán limpiados. Los tanques de los quimiqueros modernos suelen tener la mayoría de los mamparos lisos, y lo mamparos transversales del tipo corrugados. Con esta configuración, podemos distribuir las cargas con una mayor dificultad de limpieza en los tanques centrales, dejando el resto a las cargas menos críticas. La adición de coferdams facilitará la segregación de cargas, pero reducirá la capacidad de los tanques. De lo contrario, la utilización de mamparos, reducirá el peso total de acero, se ganará en capacidad, pero habrá mayor limitación en temas de segregación. EQUIPOS DE CARGA E INSTRUMENTACIÓN Bombas de carga Las bombas suelen ser de desplazamiento, bombas sumergibles y bombas centrífugas. Bombas sumergibles: Son usadas cuando se quiere disponer el tanque con una bomba individual de descarga. La principal ventaja es que evitan el fenómeno de cavitación, un problema asociado con la diferencia de nivel entre la bomba y la superficie del líquido. Pueden ser operadas eléctricamente o hidráulicamente. Las bombas eléctricas tienen el motor fuera del tanque, y está sellado con respecto al impulsor. Sistema de ventilación del tanque Todos los tanques deben estar provistos de sistemas de ventilación apropiados a la carga que transportan. Su función es asegurar que cualquier presión o vacío creado dentro del tanque durante la carga, descarga o en travesía, exceda los parámetros de diseño de tanque. Se debe procurar la minimización de acumulación de vapores en cubierta, habilitación… Dichos sistemas también deben prevenir la entrada de agua en los tanques. Sistema de gas inerte Se usan para: crear una atmósfera no inflamable dentro del tanque, mantener la calidad de determinadas cargas, reducir la oxidación de la carga y la formación de humedad, prevenir reacciones químicas, soplar líneas de carga y garantizar la seguridad durante los procesos de lavado de tanques. Algunos buques disponen de tanques o botellas para almacenar el nitrógeno y otros están dotados de generadores de nitrógeno. Instrumentos de medición Dispositivo abierto: Hace uso de una abertura en el tanque y puede exponer el elemento medidor a la carga o a su vapor Dispositivo de paso reducido: Penetra en el tanque y cuando se está haciendo uso de él permite que una cantidad pequeña de vapor de la carga o de la carga líquida, quede expuesta a la atmósfera; cunado no se esté haciendo uso de él se mantienen el dispositivo completamente cerrado. Al abrir el dispositivo no se debe producir una fuga del contenido del tanque Dispositivo cerrado: Penetra en el tanque, pero como parte de un sistema cerrado y que impide que el contenido del tanque salga. Control de reboses Es un sistema que debe estar dispuesto de forma que pueda evitar la salida del producto de los tanques. Estos dispositivos deben entrar en acción cunado los procedimientos normales de carga de los tanques no hayan impedido que el nivel de líquido cargado en el tanque exceda del que corresponda normalmente a la condición lleno. Deben emitir un aviso previo al rebose y en caso de rebose una nueva alarma. También deberá emitir una señal convenida para hacer que sucesivamente dejen de funcionar las bombas en tierra y se cierren las válvulas, al igual que las bombas y válvulas del buque. Detección de vapores - Exposímetro - Tankscope - Analizador oxígeno

Analizadores. Tubos para la detección de gases Son tubos colorimétricos usados para medir concentraciones de distintos gases, la mayoría de ellos, perjudiciales para la salud. Son tubos de cristal rellenos con distintas sustancias que en contacto con el gas en cuestión reaccionan químicamente cambiando de color. Los tubos llevan inscritos la escala para realizar la lectura. Para un mismo gas, hay distintas escalas en función de si hay que medir bajas o altas concentraciones. Los tubos hay que romperles ambas puntas, para luego ser introducidos en la bomba manual.

OPERACIONES EN BUQUES QUIMIQUEROS

Limpieza de tanques – tank cleaning guide Atmosfera quimiqueros: si son productos inflamambles, gas inerte; si es un gas que reacciona con el aire, gas inerte; también puede ser una atmosfera libre, con aire normal; aire seco (sin humedad); un gas especifico. Hay muchos tipos de atmosfera SEGREGACIÓN MERCANCÍAS PELIGROSAS Clase 2: mamparo en bodega y 6 metros en cubierta Clase 1: Clase 3 y 4: una bodega de separación Clase 4: en bodega, además ha de tener 2 mamparos y 24 metros de separación, las dos cosas; en cubierta 24 metros 3, 6, 12, 24