Informe tecnico comparacion de tanques_1096.pdf

7/22/2019 Informe tecnico comparacion de tanques_1096.pdf

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INFORME TECNICO.

Anlisis comparativo del diseo, fabricacin y construccin de tanquesconsiderando la opcin de Techos flotantes internos con domo geodsico de

aluminio Vs. Techos flotantes externos de tope abierto o techos fijos de acero.

Figura 1 Tanque con techo flotante interno en el Centro Operativo Bare

RESUMEN:

Con el uso de los domos geodsicos y las cubiertas internas flotantes dealuminio previstas en los apndices G y H, respectivamente, del API 650, seobtienen las siguientes ventajas sobre los techos tradicionales de acero:

Menor inversin inicial. Incremento de la capacidad neta de operacin en comparacin con

los techos flotantes de acero de tope abierto. Mayor seguridad intrnseca contra incendio. Disminucin de los riesgos durante la construccin y el mantenimiento. Reduccin de las prdidas por evaporacin. Disminucin de las emisiones al medio ambiente.

Aumento de la vida til del tanque. Reduccin de los costos de mantenimiento. Incremento de la confiabilidad operacional.

OBJETIVO:

Realizar un anlisis tcnico que sustente las ventajas que obtendra PDVSA conel uso de los domos geodsicos de aluminio (Apndice "G", API-650) y lascubiertas internas flotantes de aluminio (Apndice "H", API-650), en lugar de lostechos flotantes de acero de tope abierto, en los aspectos de Inversin,

operacin, seguridad contra incendio, seguridad en la construccin y el


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mantenimiento, proteccin ambiental, control de mermas, mantenimiento yconfiabilidad operac ional.

Figura 2 Techo flotante de acero de tope abierto

Vs. Techo flotante interno con Domo de aluminio

Este anlisis debe sustentar las una solucin integral, que aparte de reducir losriesgos de las instalac iones, trae beneficios econmicos directos e indirectos a laPDVSA.

ANTECEDENTES:

Los tanques de almacenamiento atmosfrico representan para la IndustriaPetrolera, activos de significativa importancia, pues ellos forman parte

indispensable en los procesos de produccin, refinacin y transporte de crudos ysus derivados, y revisten un inters estratgico en cuanto al inventario, quepermite definir en gran medida la flexibilidad operacional de las instalaciones.Estos tanques diseados conforme al API-650 pueden ser de techo fijo o flotante,dependiendo la seleccin, de uno u otro, de la presin de vapor y el punto deinflamacin de los productos a ser almacenados, tomando como aspectosfundamentales el control de mermas y la seguridad contra incendios.

Antes de la invencin de los techos flotantes, los tanques de techo fijo eran elestndar de la industria. Pero en ellos se producan gran cantidad de prdidasde productos por evaporacin cuando la presin de vapor de stos era

relativamente alta.

Las prdidas por evaporacin, en los tanques de techo fijo, sonfundamentalmente ocasionadas en las operaciones de llenado y vaciado(prdidas por movimiento). Durante el llenado, los vapores en el espacio libreinterior del tanque son desalojados al ambiente y luego con el vaciado sesucciona aire fresco hacia el interior del tanque, propiciando nuevaevaporacin.

A mediados de los aos 30 se comenz a utilizar el techo externo flotante comouna solucin efectiva al problema de las mermas, pues este al estar en contacto

con el producto elimina la superficie libre de liquido evitando la evaporacin,pero debe resistir la accin del ambiente: lluvia, sol, nieve, etc., esto lo convierte


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en una estructura sumamente pesada y que necesita dispositivos especialespara su operacin (sellos, drenajes, protecciones, etc.).

Es bien conocido por los operadores y el personal responsable delmantenimiento, los inconvenientes que genera las inclemencias del ambiente: el

agua de lluvia que se escurre por las paredes a travs de los sellos contamina elproducto y trae consigo actividades adicionales para los operadores, esa mismaagua se acumula en algunas zonas del techo y en presencia de cloruros son unexcelente agente de corrosin, que tambin conjuntamente con la radiacinsolar deterioran la pintura trayendo consigo costos de mantenimientoimportantes. No est de ms mencionar los problemas que acarrea el sistemade drenaje del techo, que ocasionalmente falla, obligando a sacar el tanque deservicio para su reparacin o reemplazo; esto tambin ocurre con el selloperimetral que no escapa a estas situac iones.

Adems de los techos externos flotantes, otra opcin estudiada consideraba un

TECHO FLOTANTE INTERNO de acero, que requiere ser combinado con un techofijo. Aunque eran estructuras ms livianas, fciles de operar y mantener el costode construir el techo fijo en acero hizo que el flotante externo se impusierabsicamente por su ms bajo costo.

Pruebas posteriores a partir de los aos '60, usaron materiales ms econmicoscomo los plsticos, en la fabricacin de una membrana flotante sobre el lquidopara contener los vapores. Problemas de compatibilidad y resistencia llevaronfinalmente al uso del ALUMINIO, como material alternativo, adems lamodularizacin, estandarizacin y produccin en masa hizo an mseconmicas las membranas.

En los ltimos aos el desarrollo de las MEMBRANAS FLOTANTES DE ALUMINIO, lasha llevado a ser estructuras ms resistentes y duraderas, manteniendo su bajocosto y convirtindolas en la solucin ms efectiva para el control de mermas enla actualidad.

Por estar bajo un techo fijo, no est expuesta a lluvia, polvo ni el sol, lo quegarantiza la no contaminacin del producto y mayor vida til del sello, as comotambin las prdidas por evaporacin son menores que en el caso del techoflotante externo, pues el techo fijo rompe el efecto vaco que deja el viento alpasar sobre el tope del tanque, el cual induce las prdidas a travs del sello.

Su bajo peso y construccin modular lo hacen fcil de instalar y mantener,adems de las ventajas de durabilidad que se obtienen del uso del aluminio anen los productos ms corrosivos.

La principal importancia de esto, radica en que su construccin, le permite seraplicada a tanques existentes con muy poca o ninguna modificacin.Similarmente en el caso de techos flotantes externos existentes, la sustitucin porTECHOS FLOTANTES INTERNOS se ha vuelto muy ventajosa con la introduccin deel DOMO GEODESICO DE ALUMINIO como techo fijo.


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El DOMO GEODESICO DE ALUMINIO, es una estructura esfrica, completamentemodular y auto-soportada, que sustituye a los techos fijos de acero conasombrosas ventajas tcnicas.

Durante muchos aos el acero ha sido el material utilizado en la fabricacin de

los techos fijos soportados y auto soportado. Esas estructuras por lo generalsumamente pesadas, traen consigo problemas de mantenimiento por eldeterioro de la pintura y la corrosin a la que estn expuestas las planchas y loselementos estructurales, sin dejar de lado los asentamientos localizados queocurren debajo de las columnas ocasionando la falla de las soldaduras de lasplanchas del fondo, producindose as problemas de filtraciones que son fuentesde contaminacin del sub-suelo y los consecuentes inconvenientesoperacionales.

A medida que ha transcurrido el tiempo los cdigos y estndares de ingenierahan sido revisados y/o modificados con el objeto de adecuarlos a la experiencia

acumulada de los resultados de campo y actualizarlos a las nuevas tecnologas,considerando los aspectos de seguridad, constructibilidad y mantenimiento. Esas que despus de ms de 10 aos de experiencia, es emitido el Apndice "G"del API-650, el cual incorpora el uso de los DOMOS GEODESICOS DE ALUMINIOpara tanques nuevos o existentes, estableciendo los criterios de diseo,fabricacin y montaje.

En vista de todo lo expuesto en este documento se pretende exponer y sustentarlas ventajas que se obtendrn en cuanto a seguridad contra incendio, seguridaden la construccin y en el mantenimiento, control de mermas, proteccinambiental mantenibilidad y continuidad operacional de los tanques de

almacenamiento atmosfrico.

ANALISIS COMPARATIVO:

Capacidad Neta de Operacin:

En el caso particular de un tanque de 180 pies o ms, el techo externo flotantede acero debe ser de doble cubierta para garantizar su estabilidad estructuralpor su tamao, y garantizar que este permanezca a flote en un producto de

gravedad especifica de 0,70, con dos compartimientos del techo adyacentesperforados. Como un ejemplo podemos considerar que para un tanques de182 pies de dimetro, tendramos los siguientes parmetros:

Altura del techo: 970 mm. Volumen desplazado por el calado: 2.400 Bls.

En este caso, solo para alojar el techo flotante en el tope del tanque serequieren 970 mm, ms 610 m para el sello, para un total de 1580 m devolumen muerto. Sumado a esto tambin para fijar la altura mnima deoperacin se debe considerar la altura del techo para evitar interferencia con

lo internos.


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Figura 3 Ejemplo espacio ocupado por el techo flotante tanque de 240 pies

En el caso de los techo flotantes internos de aluminio espacio que ocupa esteen el tope del tanque es cerca de un tercio del techo de ac ero, por tanto enel caso particular de los tanques XXXX, se estara ganado una capacidad netade operacin cercana a los 20.000 Bls. por tanque, lo cual representa un 8%ms de capacidad efectiva, para un total de 60.000 Bls en los tres tanques, sinnecesidad de invertir ms por ello.

Seguridad contra incendio:

La norma PDVSA para el diseo, prevencin y extincin de incendios (1)establece que previo a la decisin de colocar sistemas de extincin deberealizarse un anlisis del riesgo intrnseco de la instalacin, su importanciaoperacional, el valor de los activos y tiempo de reposicin, el riesgo a terceros, suubicacin para emergencias y el tiempo de repuesta.

Es importante resaltar que un sistema de extincin por espuma en un tanque NOELIMINA EL RIESGO DE INCENDIO, simplemente son medios para combatirlocuando estos ocurran.

La prevencin radica fundamentalmente en el evitar que no se den las

condiciones para que se produzca un incendio y ello lo logramos actuandosobre el tringulo de fuego: aire, combustible y fuente de ignicin. Entre el aire yel combustible debe existir una relacin de concentraciones para que entre encombustin, por ello un factor importante en la clasificacin de los riesgos deincendio de un gas o de un lquido inflamable o combustible, es su rango deinflamabilidad, algunas veces referido como su rango de explosividad. Loslquidos inflamables tienen una concentracin mnima de sus vapores en el aire,por debajo de la cual no se produce la propagacin de la llama en contactocon una fuente de ignicin debido a que la mezcla es demasiado pobre. Esto eslo que se conoce como lmite inferior de inflamabilidad (L.I.I. = "LEL"). Haytambin una proporcin mxima de vapor o gas en el aire, por encima de lacual no se produce la propagacin de ignicin, debido a que la mezcla esdemasiada rica. Esto se conoce como lmite superior de inflamabilidad (L.S.I. ="HEL").


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El rango de inflamabilidad o explosividad, es la diferencia que hay entre loslmites inferiores y superiores de inflamabilidad, expresados en porcentaje devapor o gas, por volumen de aire.

Las CUBIERTAS INTERNAS FLOTANTES generan una accin de control sobre dos delos elementos del tringulo de fuego: aire - combustible, contribuyendo a quesobre la cubierta la mezcla est muy por debajo del lmite inferior deinflamabilidad y debajo de sta tendremos una atmsfera saturada de vapores,que la hacen estar por encima del lmite superior de inflamabilidad.

Distintos estudios de concentracin de hidrocarburos elaborados por variasempresas (2) (3) han demostrado la ausencia de atmsferas explosivas entanques con CUBIERTAS INTERNAS FLOTANTES para distintos productos y en variascondiciones de operacin. En la refinera de Amuay de PDVSA, en ms de doce(12) aos que se tienen de la completacin de la reconversin de diez (10)

tanques, no se han registrado concentraciones que rebasen los lmites inferioresde inflamabilidad de los productos almacenados.

Otro factor a controlar, del tringulo de fuego, son las fuentes de ignicin. Elestndar de PDVSA 99622.1.001 "Safety Design Guide", aparte 5.14 (4), indica queun mtodo que no debe ser descartado en la prevencin de incendios, esprecisamente eliminar las fuentes de ignicin, esto tambin lo seala el cdigoNFPA 30 en el aparte 2.5.3 y aparte 5.9 "Control of Ignition Sources" (5).

Los estudios sobre fuentes de ignicin en los tanques de techo flotante hanestablecido como principales causas las siguientes:

a) Chispas ocasionadas por corriente esttica.

b) Chispas por el choque acero - acero, en problemas de atascamiento de lostechos.

c) Descargas atmosfricas.

Un reporte realizado por API en 1985, con data de veinte (20) aos (6), mostrestadsticamente que solo un 6% de los incendios ocurridos en tanques a nivelmundial, fueron en tanques de techo flotante interno. La mayor causa para

estos incendios fue la chispa generada por el choque acero con acero en algnproblema operac ional de dichos tanques. El choque acero aluminio no producechispa, eliminando este riesgo, no existen reportes de incendios en tanques concubiertas flotantes de aluminio.

Adicionalmente el uso del DOMO DE ALUMINIO, produce el efecto de celda deFaraday (7), absorbiendo cualquier electricidad esttica inducida por las nubes ydisipndola a tierra, evitando la descarga por diferencia de potencial entre eltanque y la cubierta, ello gracias a que la conductividad elctrica del aluminioes 700% superior a la del acero, protegiendo adems al techo de las descargasatmosfricas (rayos).


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Figura 4 Comportamiento esperado de las descargas atmosfricas y corriente estticaen tanques de techo flotante de tope abierto y domo geodsico con cubierta

interna de aluminio.

Estos aspectos mencionados anteriormente sustentan el criterio de seguridadintrnseca, pues se est actuando directamente sobre los factores que pudieranocasionar un incendio, por ello si se cumplen con todos los criterios establecidosen la seccin 2.3 de la norma NFPA 30, de acuerdo al punto 2.5.5 (5), no seranrequeridos sistemas de extincin para tanques de techo flotante.

EXXON-MOBIL efectu en el ao 1986 un reporte para la reconversin detanques a techo fijo con C UBIERTA INTERNA FLOTANTE (9), indicando en el aparte

IV, que el uso de sistemas fijos de espuma no se justifican en tanques conCUBIERTAS FLOTANTES DE ALUMINIO, dado el excelente rcord de seguridad queha experimentado EXXON en este tipo de tanques, al evaluar ms de 200cubiertas instaladas para la fecha.

Es poltica de PDVSA, proteger todos sus tanques con sistemas para combate deincendios por tanto, cuando se decide instalar sistemas de extincin por espumaen tanques con cubiertas internas flotantes de aluminio, para su diseo debeconsiderarse el tanque como de techo fijo, es decir el sistema de espuma debeser calculado con la inundacin total de la superficie, de acuerdo con la normaNFPA 11.

Figura 5 Instalacin tpica de cmara de espumaen tanque con domo geodsico de aluminio.


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Seguridad en la construccin y mantenimiento:

Cuando se realizan trabajos de construccin o mantenimiento de tanques, gran

parte de los riesgos envueltos en las obras estn relacionados con la carga,manipulacin y movimiento de materiales, que son, fundamentalmenteplanchas de acero al carbono. El desprendimiento de una plancha ocasionadapor una condicin insegura, pone en peligro la integridad fsica del personal y/opuede ocasionar prdidas materiales.

La probabilidad de ocurrencia de un accidente aumenta con el incremento delas Horas-Hombre de exposicin, es decir, cuanto mayor sea el nmero total dehoras trabajadas en un lapso considerado, mayor ser la posibilidad de que seproduzcan sucesos imprevistos y no deseados que interrumpan o interfieran eldesarrollo normal de las actividades y originen lesiones personales, daos

materiales y/o prdidas econmicas.

Los DOMOS GEODESICOS y las CUBIERTAS INTERNAS en ALUMINIO traen consigoun beneficio obvio en cuanto a la seguridad en la construccin y en elmantenimiento, pues en promedio se estara disminuyendo el peso manipuladoa tan solo un 13% de su equivalente en acero. Por ejemplo: el techo externoflotante de acero de doble cubierta para un tanque de 182' (55,47 mts.) dedimetro pesa aproximadamente 360.000 Kg., mientras que un DOMOGEODESICO y una CUBIERTA INTERNA FLOTANTE de ALUMINIO para ese mismotanque pesan en conjunto 46.800 Kg. y son estructuras prefabricadas que seensamblan en la obra sin necesidad de soldaduras.

La disminucin de la labor y por ende de las Horas-Hombre de exposicin esprcticamente directa al menor peso manipulado, representando apenas un20% de la labor en comparacin con los techos de acero soldado.

Adicionalmente, el hecho de no requerir trabajos de soldadura para el armadode los DOMOS y las CUBIERTAS elimina otra fuente importante de riesgos ydisminuye sustancialmente la necesidad de permisos para trabajos en caliente.

Figura 6 Proceso de armado de estructuras de aluminio, en el cual no intervienen equipos

de carga pesada como gras por lo liviano de las piezas


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Control de mermas o perdidas por evaporacin:

Los tanques de almacenamiento atmosfrico son parte de las fuentes demermas en la industria, sobre todo los tanques de techo fijo que almacenanproductos con una presin de vapor relativamente alta.

Anteriormente, el Instituto Americano del Petrleo (API), por medio del Comit deMedicin de Prdidas "CELM" ("COMMITTEE ON EVAPORATION LOSSMEASUREMENT"), desarroll procedimientos y correlaciones para el clculo demermas en los tanques de almacenamiento basado en la experiencia yexperimentac in. Estos fueron detallados en los siguientes boletines:

API 2517: Prdidas por evaporac in en tanques de techo flotante externo. (13)API 2518: Prdidas por evaporac in en tanques de techo fijo. (14)API 2519: Prdidas por evaporac in en tanques con cubierta interna flotante. (15)

En la actualidad el clculo de mermas se realizan utilizando el Reporte de la EPANo. AP-42, en el cual se consolida todos los casos previstos en los boletines de API.

Analizando las ecuaciones o realizando clculos particulares para distintos casosse comprueba que con el uso de cubiertas internas flotantes en tanques detecho fijo las mermas seran en promedio 95% menores. Esto representa unahorro apreciable del producto que se est disipando en la atmsfera y el cualse deja de vender.

Al igual que con los tanques de techo fijo, tambin se puede demostrar que lasprdidas por evaporacin en los tanques de techo flotante son mayores que enel caso de tanques con cubiertas internas flotantes, pues las mermas son funcindel tipo de sello, los accesorios y la velocidad del viento. El viento tiene unefecto importante pues a su paso sobre el tope del tanque del techo flotanteproduce un vaco que induce las prdidas a travs del sello.

Figura 7 Grafico comparativo de las prdidas(mermas) de producto en tanques

con diferentes tipos de techo

En la figura que representa lasmermas comparativas entrediferentes tipos de tanques, puedenotarse que las perdidas porevaporacin en un tanque contecho flotante interno (internalfloating roof), son independientesde la velocidad del viento en lalocalidad donde esta construido, porel contrario, en los tanques de techoflotante externo (External floatingroof), las perdidas por evaporacinaumentan a medida que lavelocidad predominante del vientode la localidad es mayor.


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Todo lo expuesto anteriormente se detalla en uno de los trabajos presentados enel Congreso, ULTIMOS DESARROLLOS EN MANTENIMIENTO DE TANQUES DEALMACENAMIENTO ("THE LASTEST DEVELOPMENTS IN MAINTENANCE OF STORAGETANKS"), celebrado en Blgica en Octubre de 1992 y organizado por el Institutopara la Investigacin Internacional ("Institute for International Research"). (16)

Proteccin Ambiental

Una consecuencia directa de las prdidas por evaporacin (mermas) en lostanques de almacenamiento es la contaminacin atmosfrica. En la resolucinN G-1402 del Ministerio de Sanidad y Asistencia Social (M.S.A.S.) y N 3 delMinisterio del Ambiente y Recursos Naturales Renovables (M.A.R.N.R.) sobre"NORMAS PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACION ATMOSFERICAOCASIONADA POR FUENTES FIJAS", publicada en Gaceta Oficial N 34144 del25/01/89 (17), se establece los lmites de las emisiones de compuestos orgnicosvoltiles (artculo 3, ordinal 6) y se fija un lapso de dos (02) aos a partir del

25/01/89 para tomar las acciones correctivas para adaptarse a la normativa(artculo 16). Adicionalmente la Ley Penal del Ambiente (18) en el captulo IV:"Del envenenamiento, contaminacin y dems acciones capaces de alterar laatmsfera o el aire" en el Artculo 44, establece: " ... el que emita o permitaescape de gases, agentes biolgicos o bioqumicos o de cualquier naturaleza,en cantidades capaces de envenenar, deteriorar, o contaminar la atmsfera oel aire en contravencin a las normas tcnicas que rigen la materia, sersancionado con prisin de seis (6) meses a dos (2) aos y multa de seiscientos(600) a dos mil (2.000) das de salario mnimo."

Actualmente en muchos pases, la normativa ambiental est llevando a los

operadores a instalar, adems de las cubiertas en tanques de techo fijo, losDOMOS GEODESICOS DE ALUMINIO en los tanques de techo flotante de topeabierto con el objeto de romper el efecto vaco que induce las prdidas por lossellos al paso del viento.

Figura 8 Los techos flotantes de tope abierto estn expuestos a la accin del viento que

induce las emisiones de vapores por los accesorios, los tanques con techoflotante interno estn exentos de perdidas, lo cual los hace ms amigables al

medio ambiente.


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Adems de las emisiones a la atmsfera, los tanques tambin pueden ser fuentesde contaminacin del sub-suelo y por ende de acuferos. Ya la novena edicindel API-650 de J ulio de 1.993 (20), incorpor el apndice "I", que trata sobre lossistemas de deteccin de fugas y proteccin en los fondos de tanques. El DOMO

GEODESICO DE ALUMINIO usado como techo fijo contribuye a minimizar laposibilidad de fallas de las soldaduras del fondo ocasionados por las columnas algenerar cargas de punzonado en las fundaciones, esto se explicar con mayordetenimiento en el siguiente punto.

Mantenimiento

En los tanques de almacenamiento atmosfrico los elementos que tienen mayordeterioro y exigen mantenimiento peridico, son los fondos y los techos de acerosoldado.

Las estructuras y las planchas de los techos fijos de acero estn expuestos a losvapores del producto almacenado y a los elementos corrosivos presentes, comopor ejemplo el Azufre. Por otro lado la superficie exterior debe ser pintada paraproteger el acero del medio ambiente y la misma pintura sufre degradacin ydeterioro frente a los rayos solares.

Figura 9 Los tanques de techo flotantes externo de acero estn expuestos a las

inclemencias del medio ambiente, lo cual deteriora la pintura, adems derequerir de sistemas de drenaje en el techo para el agua de lluvia. Con las

nuevas tecnologas se minimizan los costos de mantenimiento.

An peor que los techos fijos, estn los techos flotantes de tope abierto de acerofrente a las inclemencias del ambiente. El agua de lluvia se empoza en algunaszonas del techo y con la presencia de cloruros se forma un excelente agente de

corrosin, esa misma agua y la radiacin solar deterioran la pintura y los sellos deltecho y por si fuera poco, estos tanques requieren de un sistema de drenaje para


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el techo, que ocasionalmente falla, obligando a sacar el tanque de servicio parasu reparacin o reemplazo.

Los DOMOS GEODESICOS y las CUBIERTAS INTERNAS DE ALUMINIO introducen unagran cantidad de ventajas desde el punto de vista de mantenibilidad de los

tanques, pues el aluminio y sus aleaciones han demostrado una altsimaresistencia a la corrosin, an en ambientes donde el acero ha fallado en cortotiempo. El aluminio est siendo probado y usado efectivamente desde hace msde cien aos y los resultados obtenidos han impulsado cada vez ms su uso en laconstruccin de plantas petroleras y petroqumicas, especialmente enambientes que son altamente agresivos y por ende corrosivos para el acero.

Muchos DOMOS DE ALUMINIO ya instalados, estn sometidos a la accin de lalluvia, salitre, contaminantes, etc., sin ningn tipo de proteccin omantenimiento, han mostrado gran resistencia a la corrosin an en lugares dereconocida agresividad ambiental, especialmente en zonas costeras tropicales,

donde la vida til de las construcciones de acero se ve invariablementemermada o condicionada a costosos mantenimientos.

Ya en los aos '60 se hicieron intentos de fabricar cubiertas internas flotantes enacero sobre pontones, donde la cubierta no estuviera en contacto con el fluido.Sin embargo, debido a las mezclas gaseosas que acumulan bajo la cubierta, elacero se corroa muy rpidamente, especialmente en crudos con alto contenidode cido sulfrico (H2S), agua y oxgeno. Esto hizo poco atractivo el uso de estediseo, inclinndose la tendencia a techos flotantes en contacto con el lquido.Igual problema de corrosin se observa en zonas como el ltimo anillo y el techofijo de los tanques con estos productos.

El H2S en presencia de iones de hierro, produce una reaccin donde se generacalor. En ciertos casos esta situacin podra ser un origen potencial de ignicinespontnea, una posibilidad de relativa peligrosidad en el almacenamiento deproductos inflamables.

El desarrollo de las CUBIERTAS INTERNAS, no hubiera sido tan acelerado sin laconsideracin del aluminio como material de construccin. Su uso permitivolver al diseo original y mostr su efectividad, especialmente por la capacidadde soportar la accin del H2S y su efecto corrosivo, ms an las cubiertas quefueron instaladas en tanques existentes mostraron una ventaja adicional,

eliminando la corrosin en las partes del tanque antes expuestas a esos gasesque ahora se encontraban atrapados bajo la cubierta.

La resistencia a la corrosin del aluminio, sin ninguna proteccin, esaproximadamente diez veces mayor que la del acero en ambientes marinos ycon alta humedad ambiental. Su uso es muy comn actualmente en la industriay los constantes desarrollos le han permitido ir ganando, cada da msaplicaciones antes reservadas solo para el acero (ver estudios efectuados porALCOA (22).

Aparte de las ventajas que introduce el aluminio como material, la combinacin

de techos flotantes con los DOMOS DE ALUMINIO permite protegerlo de laaccin del ambiente, permitiendo aumentar su vida til, y disminuir la frecuencia


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de pintura y mantenimiento de los sellos. Adems se elimina la necesidad delsistema de drenaje del techo.

Por otro lado en cuanto a los tanques de techo fijo soportado la experiencia hademostrado que debajo de cada columna existe una zona de asentamiento

localizado, que generan concentraciones de esfuerzos en la estructura e inducelas fallas de las soldaduras del fondo al sobrepasarse los lmites de asentamientopermisibles.

Con solo evaluar LOS ESTUDIOS DE SUELOS REALIZADOS PARA TANQUES,PODEMOS NOTAR QUE EN NINGUNO DE ELLOS SE CONSIDERA EL EFECTO DE LASCARGAS LOCALIZADAS DE LAS COLUMNAS QUE PRODUCEN EL ASENTAMIENTOPOR UNA FALLA DE PUNZONADO DEL SUELO.

EXXON ha destinado varios estudios a los problemas de asentamiento y fallas defondos de tanques (algunas referencias: EE.34.ERL.68, EE.15.ERL.69, EE.28.ERL.69,

EE.26.ERL.69 y EE.12.ITR.73) establec iendo lmites para los asentamientoslocalizados. El radio de la depresin debajo de una columna, es deaproximadamente 5' (1,52 mts.) y el lmite recomendado de asentamiento porEXXON es de 1 1/2" (23), cada una de ellas genera cargas localizadas depunzonado, por lo cual el material de relleno deber soportar una carga de estetipo.

El DOMO GEODESICO DE ALUMINIO es una estructura auto-soportada que vanicamente apoyada en la periferia sobre el ngulo de tope, con lo cual seeliminan todas las columnas y por ende las cargas de punzonado. En estesentido el material de relleno no estar sometido a este tipo de cargas y en

consecuencia se pueden admitir asentamientos superiores, pues los radios de lasdepresiones se incrementan, trayendo consigo ahorros significativos en lareparacin de fundaciones.

Continuidad operacional.

El uso de la tecnologa que hemos venido explicando permite incrementar lacontinuidad operacional de los tanques de almacenamiento atmosfrico. Losaspectos ms resaltantes de esto son los siguientes:

.- La seguridad intrnseca de los tanques al minimizar el riesgo de incendio.

.- El menor tiempo de paro de los tanques para efectos de mantenimiento..- El aumento de la vida til de los elementos del tanque y la reduccin de lafrecuencia de mantenimiento.

.- El no requerimiento de pintura y mantenimiento de los DOMOS y CUBIERTASDE ALUMINIO.

.- La eliminacin de los sistemas de drenaje de los techos flotantes permiteacabar con los inconvenientes que estos ocasionan cuando fallan.

.- Los DOMOS GEODESICOS DE ALUMINIO eliminan la necesidad de columnasse minimiza la formacin de asentamientos localizados que produzcan lafalla de las soldaduras del fondo.


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En este orden de ideas tenemos que los tanques tendrn una mayorconfiabilidad permitindoles operar de forma segura y en armona con elambiente.

CONCLUSIONES:

Las conclusiones ms resaltantes que podemos establecer son las siguientes:

.- Las CUBIERTAS INTERNAS FLOTANTES instaladas en tanques de techo fijoexistente permiten incrementar la seguridad intrnseca contra incendios,disminuir las prdidas por evaporacin y en consecuencia las emisionescontaminantes a la atmsfera, y adems incrementaran la vida til deltecho de acero pues los vapores del producto quedan confinados bajo lacubierta.

.- Los DOMOS GEODESICOS DE ALUMINIO instalados en tanques de techo

flotante de tope abierto de acero, permiten incrementar la seguridad contraincendios, disminuir las mermas por efecto del viento, eliminar el sistema dedrenaje de agua de lluvia, evitan la contaminacin del producto, aumentanla vida til del techo de acero y reduce los costos de mantenimiento.

.- La combinacin de los DOMOS GEODESICOS y las CUBIERTAS INTERNAS DEALUMINIO representan una alternativa que supera a los techos flotantes deacero de tope abierto, en cuanto a seguridad contra incendio, seguridad enla construccin, control de mermas, y proteccin ambiental. En cuanto almantenimiento, no se requieren sistemas de drenaje del techo, se elimina laposibilidad de contaminacin del producto por agua de lluvia y no

necesitan ningn tipo de revestimiento o pintura.

.- El empleo de los DOMOS GEODESICOS DE ALUMINIO en lugar de los techosfijos de acero soldado, permitirn una mayor vida til del techo, sin costossignificativos de mantenimiento ya que no requieren de pintura. Siendo elDOMO una estructura que nicamente se apoya en la periferia del tanque(pared), elimina el uso de columnas, disminuyendo as los problemas deasentamiento localizado que producen fallas en el fondo y contaminan elsub-suelo.

.- El empleo de esta tecnologa aprobada por API, permite aumentar la

seguridad en la construccin y en el mantenimiento de tanques, puesdisminuye hasta un 87% el peso de manipulacin de los materiales para eltecho, al igual que las horas-hombre de exposicin a tan slo un 20%.

RECOMENDACIONES

Con el objeto de obtener tanques atmosfricos con mayores ventajas desde elpunto de vista de seguridad contra incendios, seguridad en la construccin,mantenibilidad, control de mermas y con una confiabilidad operac ional superiory en armona con el ambiente, se recomienda considerar lo siguiente:

.- Instalar CUBIERTAS INTERNAS FLOTANTES DE ALUMINIO en tanques de techofijo existente, donde un estudio de mermas y de riesgo as lo justifique.


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.- Instalar DOMOS GEODESICOS DE ALUMINIO en tanques existentes de techo

flotante de tope abierto, donde previo un anlisis econmico se demuestrelos beneficios a corto, mediano y largo plazo.

.- Instalar DOMOS GEODESICOS en combinacin con CUBIERTAS INTERNAS DEALUMINIO en lugar de los techos flotantes de acero soldado, cuando serealicen reparaciones mayores de stos o se construyan tanques nuevos.

.- Instalar DOMOS GEODESICOS DE ALUMINIO en lugar de los techos fijossoportados de acero soldado cuando se realicen reparaciones mayores o seconstruyan nuevos tanques.

Elaborado por ISIVEN, C.A.:Ing. J os Miguel Mndez.

Caracas, 10 de Agosto de 2004.


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1.- NORMA PDVSA"PREVENCION Y CONTROL DE INCENDIOS"VOLUMEN I y IIREVISION NOVIEMBRE 1987.CARACAS, VENEZUELA.

2.- RONALD CARL KERN, P.E"HIDROCARBON CONCENTRATION TESTS IN THE VAPOR SPACE ABOVE THEULTRAFLOTE COVER"RESEARCH PROJECT 50137ULTRAFLOTE CORPORATIONHOUSTON, TEXAS. JULY 30, 197438 PAGS.

3.- CALEB BRETT"INVESTIGATION FOR THE PRESENCE OF INFLAMMABLE VAPORS IN SHORETANK

Nr. 458 ON THE SITE OF CHEVRON PETROLEUM MAATSCHAPPIJ (NEDERLAND) N.V.,

PERNIS DURING THE PERIOD NOVEMBER 12th UP TO NOVEMBER 14th, 1975

INCLUSIVE"

TEST RECORD G/75-11-1452.CALEB BRETT & SON CONTINENTAL B.V.ROTTERDAM, NOVEMBER 19, 197512 PAGS.

4.- PDVSAENGINEERING DESIGN GUIDES"SAFETY DESIGN GUIDE"N 99622.1.001ISSUE DEC/87.CARACAS, VENEZUELA22 PAGS.

5.- NFPA"FLAMMABLE AND COMBUSTIBLE LIQUIDS CODE"ANSI/NFPA 30NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATIONQUINCY, MA. AUGUST 17, 1990

65 PAGS.

6.- AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE"REPORT FIRE LOSSES IN THE PETROLEUM INDUSTRY FOR 1985"OCTOBER 1986WASHINGTON, D.C.2 PAGS.

7.- RONALD CARL KERN, P.E."FIRE SAFETY OF ALUMINUM DOMES"ULTRAFLOTE CORPORATIONAUGUST 6, 1990HOUSTON, TEXAS. 5 PAGS.

8.- EXXON RESEARCH AND ENGINEERING COMPANYBASIC PRACTICE BP3-2-2."AIR FOAM SYSTEM FOR FIXED ROOF STORAGE TANKS"REV. JAN, 1977FLORHAM PARK, N.J.5 PAGS.

9.- EXXON RESEARCH AND ENGINEERING COMPANY

TERMINALLING RESEARCH AND DEVELOPMENT


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"CONVERTING FIXED ROOF TANKS TO TANKS WITH INTERNAL FLOATING

COVERS, TANK MAINTENANCE GUIDE SECTION IV(B)"REPORT N EE.3TTR.76DECEMBER, 1976FLORHAM PARK, N.J.47 PAGS.

10.- EXXON RESEARCH AND ENGINEERING COMPANYEXXON DESIGN PRACTICE, SECTION 15"SAFETY IN PLANT DESIGN""MINIMIZING THE RISHS OF FIRE, EXPLOSION OR ACCIDENT"SUB-SECTION 15-BMARCH, 1981FLORHAM PARK, N.J.35 PAGS.

11.- NFPA"LOW EXPANSION FOAM AND COMBINED AGENT SYSTEMS"ANSI/NFPA 11

NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION1983 EDITION, QUINCY, MA45 PAGS.

12.- EXXON RESEARCH AND ENGINEERING COMPANYEXXON DESIGN PRACTICE, SECTION 15"SAFETY IN PLANT DESIGN""FIREFIGHTING FACILITIES"SUB-SECTION 15-I.MARCH, 1981FLORHAM PARK, N.J.13 PAGS.

13.- AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE"EVAPORATIVE LOSS FROM EXTERNAL FLOATING ROOF TANKS"API PUBLICATION 2517THIRD EDITION, FEBRUARY, 1989WASHINGTON, D.C.63 PAGS.

14.- AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE"EVAPORATIVE LOSS FROM FIXED ROOF TANKS"API PUBLICATION 2518SECOND EDITION, OCTOBER, 1991WASHINGTON, D.C.39 PAGS.

15.- AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE"EVAPORATIVE LOSS FROM INTERNAL FLOATING ROOF TANKS"API PUBLICATION 2519THIRD EDITION, JUNE, 1983WASHINGTON, D.C.30 PAGS.

16.- RONALD CARL KERN"CONTINUING DEVELOMENTS IN EVALUATING CONFERENCE: ABOVEGROUND

STORAGE TANK EMISSIONS"THE LASTEST DEVELOPMENTS IN MAINTENANCE OF STORAGE TANKS.INSTITUTE FOR INTERNATIONAL RESEARCH

OCTOBER 8, 1992PULLMAN PARK HOTEL


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ANTWERP, BELGIUM30 PAGS.

17.- MINISTERIO DEL AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES RENOVABLESRESOLUCION N G-1402.MINISTERIO DE SANIDAD Y ASISTENCIA SOCIAL

RESOLUCION N 3."NORMAS PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACION ATMOSFERICAOCASIONADA POR FUENTES FIJAS"GACETA OFICIAL N 34144CARACAS, 25 DE ENERO DE 1.989

18.- REPUBLICA DE VENEZUELACONGRESO DE LA REPUBLICA"LEY PENAL DEL AMBIENTE"CARACAS, 1992.

19.- TECNOLOGIA DE ALMACENAMIENTO INDUSTRIAL TAI, S.A."RESUMEN DE ESTUDIO DE MERMAS EN TANQUES DE ALMACENAMIENTO

ATMOSFERICO DE LOS DEPARTAMENTOS DE PRODUCCION DE LAS FILIALES DEPDVSA"CARACAS, JULIO 1993

20.- AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE"WELDED STEEL TANKS FOR OIL STORAGE"API STANDARD 650NINTH EDITION, JULY 1993

21.- REPUBLICA DE VENEZUELACONGRESO DE LA REPUBLICA"LEY DE IMPUESTO SOBRE LA RENTA", CARACAS, 1991

22.- F.L. Mc GEARY, E.T. ENGLEHART AND P.J. GING"WEATHERING OF ALUMINUM"PRESENTED AT THE NORTHEAST REGIONAL MEETING OF THE NATIONALASSOCIATION OF CORROSIONENGINEERS (NACE)OCTOBER 6, 1965PITTSBURGH, PA.

23.- EXXON RESEARCH AND ENGINEERING COMPANY"SUMMARY REPORT ON STUDY OF RECENT TANK BOTTOM FAILURES"REPORT N EE.34ERL.68

"BETTER TANK BOTTOMS THROUGH BETTER FILLEL WELDS"

REPORT N EE.28ERL.69

"BOTTOM TO SHELL JUNCTION STRESS ANALYSIS OF TANKS ON ELASTIC

FOUNDATIONS"REPORT N EE.28ERL.69

"ANALYSIS OF DIFFERENCIAL CENTER TO EDGE SETTELMENT OF TANKS ON

UNIFORM FOUNDATIONS"REPORT N EE.26ERL.69

"EVALUATION OF LOCALIZED DIFFERENTIAL TANK BOTTOM SETTLEMENT"REPORT N EE.12TTR.73


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Nombre de archivo: Informe tanque 013.docDirectorio: P:\Proyectos 2004\2004-092 PDVSA IPC Tanques de

Almacenamiento T-3002, T-3004 y T-3006Plantilla: C:\Documents and Settings\jmmendez\Datos de

programa\Microsoft\Plantillas\Normal.dot

Ttulo: Antecedentes:Asunto:Autor: Jose M. MendezPalabras clave:Comentarios:Fecha de creacin: 09/08/2004 15:23:00Cambio nmero: 18Guardado el: 10/08/2004 16:48:00Guardado por: Jose M. MendezTiempo de edicin: 619 minutosImpreso el: 10/08/2004 16:48:00

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