Un tanque al que no hay que rescatar: cuatro capas de protección en lugar de reparaciones sin fin

Un parque de tanques es el activo más caro y más vulnerable de una terminal o de un depósito de productos petrolíferos. También es el más subestimado desde el punto de vista de la seguridad industrial. De los tanques uno se acuerda dos veces: cuando se planifica el presupuesto de pintura y cuando algo se ha incendiado en la instalación vecina. Entre esos dos momentos el parque vive su propia vida: se oxida por dentro, respira vapores hacia fuera, acumula agua sobre el techo flotante y carga estática en las tubuladuras.

En este artículo quiero analizar no «cómo apagar un tanque», sino cómo lograr que deje de ser una fuente de gastos permanentes y de riesgo permanente. En los últimos años han aparecido en el mercado tecnologías que cambian la lógica misma de la explotación: no luchar contra las consecuencias del diseño, sino eliminar la causa. Una parte de ellas las estudiamos para nuestro propio parque, otra parte la vimos en colegas del sector. Aquí expongo lo que considero importante para el responsable de un servicio de seguridad industrial y salud laboral, no para un proyectista.

Tres adversarios contra los que luchamos cada año

Un tanque de acero con techo flotante externo tiene tres adversarios crónicos, y los tres están incorporados en su diseño.

La atmósfera. La nieve, la lluvia y la radiación ultravioleta actúan directamente sobre el techo flotante. El techo tiene que moverse, y encima hay agua y hielo. Los sellos y las fundas de los postes guía se degradan al sol en pocas temporadas.

La corrosión interna y las pérdidas. Sobre el producto siempre hay una mezcla vapor-aire. Escapa a la atmósfera durante las «grandes y pequeñas respiraciones», condensa humedad sobre el metal, crea una atmósfera explosiva y alimenta los depósitos pirofóricos.

La electricidad estática y el rayo. Durante la carga el producto acumula carga eléctrica. Un parque al aire libre es un blanco natural para el rayo. Ninguno de los dos factores se ve a simple vista y no se manifiestan hasta que ya es tarde.

Contra cada uno de ellos tenemos una respuesta operativa: pintura, limpieza, reparación de sellos, medición de resistencia, inspecciones reglamentarias. Todo eso es OPEX que no termina nunca, porque la causa sigue ahí.

Anatomía de los fallos del techo flotante

Cuando revisamos las listas de defectos de varios tanques con techo flotante externo, cuatro puntos se repetían una y otra vez.

Fig. 1. Cuatro puntos típicos de fallo del techo flotante externo: la escalera rodante, los sellos perimetrales, los tubos flexibles de drenaje y las fundas de los postes guía

El atasco de la escalera rodante bloquea el movimiento del techo. Después viene o un desbordamiento o un pontón desnivelado. La deformación de los sellos perimetrales es la principal zona de salida de vapores y, por tanto, la principal zona de ignición ante un impacto de rayo. La obstrucción de los tubos flexibles de drenaje durante lluvias prolongadas significa un techo inundado. La destrucción de las fundas de los postes guía por la radiación ultravioleta es un detalle que abre el paso al agua y a los vapores.

Ninguno de estos puntos es un defecto de montaje o de explotación. Es la consecuencia de que una sola estructura intenta hacer dos trabajos incompatibles: proteger del clima y retener los vapores. Mientras esas funciones no se separen, la lista de defectos se repetirá.

Separar las funciones: cúpula arriba, pontón dentro

La solución que considero fundamental suena sencilla: el clima se lo damos a un elemento y los vapores a otro.

Fig. 2. La cúpula geodésica de aluminio asume la precipitación, la radiación ultravioleta y el viento. El pontón interno aísla la superficie del producto

La cúpula geodésica de aluminio es una estructura ligera y autoportante, se monta con tornillos, sin soldadura y sin grúas pesadas. El aluminio no se corroe en nuestras condiciones y no necesita pintura. La cúpula bloquea la precipitación, la radiación ultravioleta y la carga de viento. El pontón interno bajo la cúpula trabaja en seco: no necesita drenajes, ni fundas, ni protección contra la nieve. Hace exactamente una cosa: cubre la superficie del producto y reduce radicalmente la evaporación.

Lo que esto aporta en cifras y en términos organizativos se resume cómodamente en una tabla.

Según las estimaciones de los proveedores, separar las funciones elimina alrededor del 90 % de las causas de fallo enumeradas en la fig. 1. Yo tomaría esa cifra como una referencia y no como una garantía, pero el principio es correcto: lo que no existe en el diseño no puede romperse.

Quiero destacar aparte la línea sobre los trabajos en caliente. Para un parque en operación suele ser el argumento decisivo. Un montaje sin soldadura significa que no hay que sacar de servicio ni purgar los tanques vecinos. Para una terminal con flujo continuo de carga, esa es la diferencia entre un proyecto de un mes y un proyecto de toda una temporada.

Si el tanque ya es viejo: revestimiento en lugar de reparación general

No todos los tanques llegan a la modernización del techo. Situación típica: la peritación de seguridad industrial ha emitido un dictamen negativo sobre el fondo o sobre los anillos inferiores, los trabajos en caliente están prohibidos en la instalación y el tanque se necesita en servicio en unos pocos días. La respuesta clásica es sacarlo de servicio durante meses, soldar, pintar y hacer una nueva peritación.

Fig. 3. Qué solución elegir para un tanque concreto: tres ramas según el estado de la envolvente y la ventana de trabajo disponible

La alternativa que ha aparecido en el sector es el revestimiento polimérico. Es una envolvente estanca de PVC o de poliuretano termoplástico, fabricada a medida según la forma de un tanque concreto, de 1 a 5000 metros cúbicos. Se introduce dentro y asume toda la función de estanqueidad. La vieja envolvente de acero pasa a ser una estructura portante y no un recipiente. El montaje lleva a partir de tres días, sin soldadura. La vida útil declarada es de veinte años o más.

Para nosotros importan dos cosas. La primera es jurídica. Según la experiencia de los proveedores, un tanque con revestimiento pasa la peritación de seguridad industrial con dictamen positivo sin un nuevo juego de documentación permisiva. Eso hay que comprobarlo para la instalación propia con una organización pericial de antemano, y no después del montaje. La segunda es física y, en mi opinión, más interesante.

Fig. 4. A la izquierda: la mezcla vapor-aire sobre el producto, las pérdidas por «respiración» y la condensación de humedad. A la derecha: el revestimiento flexible se apoya en el producto y no queda espacio de vapor

El revestimiento flexible se apoya en la superficie del producto y desciende junto con el nivel. No hay espacio de vapor. El producto queda de hecho envasado al vacío. De ahí se derivan enseguida tres consecuencias: no hay fase vapor-aire, es decir, no hay atmósfera explosiva dentro; no hay condensación, es decir, no hay agua de fondo; no hay «respiraciones», es decir, no hay pérdidas ni emisiones. Para el servicio de seguridad industrial esto significa que toda una clase de escenarios del plan de emergencia simplemente desaparece del tanque.

El techo fijo: por qué envejece más rápido que la envolvente

Hay un participante más, en el que se piensa menos que en el techo flotante y en el fondo. Es el techo fijo y sus elementos portantes. Soportan la carga máxima y, además, en verano se calientan al sol hasta 60 °C.

Fig. 5. La velocidad de oxidación del metal y de formación de depósitos pirofóricos crece exponencialmente con la temperatura. Una capa de aislamiento mantiene el metal del techo cerca de la temperatura del producto

La química aquí es sencilla. La velocidad de oxidación y de formación de depósitos pirofóricos depende de la temperatura de forma exponencial: cada diez grados la duplican aproximadamente. El metal del techo a 60 °C envejece un orden de magnitud más rápido que la envolvente a 20 °C. La pintura corriente no detiene ese flujo de calor: protege de la humedad, pero no de la temperatura.

La solución que me parece correcta es la protección compuesta del techo.

Fig. 6. El escudo compuesto del techo: acero, capa de espuma de poliuretano de 50 mm, membrana de poliuretano con óxido de hierro micáceo

Sobre el acero se aplica una capa de espuma rígida de poliuretano de 50 mm de espesor y, encima, una membrana de poliuretano con óxido de hierro micáceo. En aislamiento térmico, la capa de espuma sustituye a 100 mm de lana mineral y, por su rigidez, aumenta la capacidad portante del techo aproximadamente a la mitad más. La membrana forma una película densa y resistente al desgaste, insoluble en petróleo, y se aplica en un amplio rango de condiciones: de menos 5 a más 50 °C con humedad de hasta el 98 %. Esto significa que los trabajos no dependen de una corta ventana de verano.

Un detalle técnico al que conviene prestar atención al elegir contratista es la densidad de la espuma. Con una densidad básica de 50-60 kg/m³, la espuma de poliuretano absorbe productos petrolíferos. Para bloquear por completo la penetración hace falta o una capa superior con densidad superior a 80 kg/m³ o un esmalte protector encima. Si ese punto no figura en la oferta comercial, pregúntelo usted mismo. Una ventaja para instalaciones del norte: al bajar la temperatura el gas de las celdas cerradas se contrae y el aislamiento térmico solo mejora.

La amenaza invisible: estática y rayo

Todo lo anterior se refiere a materiales. La puesta a tierra es cuestión de procedimiento, y aquí hay dos puntos que yo elevaría al nivel del responsable del servicio.

Fig. 7. Dos niveles de protección: la protección del parque contra el rayo y la disipación de la electricidad estática. Los requisitos los fija la Guía de seguridad para depósitos de petróleo

El primer punto es un cambio normativo. Muchos procedimientos de inspección en las instalaciones siguen remitiéndose a la RD 153-39.4-078-01. Los requisitos vigentes los fija la Guía de seguridad para depósitos y almacenes de productos petrolíferos. Si su procedimiento cita la RD, está obsoleto, y en una inspección esa será la primera observación. De la Guía se desprende un mandato concreto de inspección: los electrodos de tierra deben sustituirse cuando la corrosión supera el 25 % del área de la sección, y la revisión de bajantes y electrodos se realiza al menos una vez cada cinco años. La práctica demuestra que un electrodo de tierra enterrado vive su propia vida: por fuera todo está bien y bajo tierra ya no queda sección.

El segundo punto son niveles distintos para amenazas distintas. La protección contra el rayo es el macronivel. Para parques a partir de 100 000 metros cúbicos hacen falta pararrayos aislados y no captadores sobre el propio tanque. La resistencia de las uniones soldadas de las bajantes no debe superar 0,05 ohmios. La estática es el micronivel. Un anillo único de puesta a tierra de la instalación con una resistencia de disipación de la estática inferior a 10 ohmios, puesta a tierra de camiones cisterna y vagones antes del inicio de la operación y limitación de la velocidad de carga mientras la tubuladura no esté bajo la capa de producto.

Un detalle crítico para quienes trabajan con queroseno de aviación: durante la carga son obligatorios los brazos articulados de aluminio. Una articulación de acero puede dar chispa en la unión; una de aluminio, no. Es un detalle que no cuesta casi nada y que cierra uno de los escenarios más desagradables.

Cómo se compone todo en un sistema

Cada una de las tecnologías mencionadas funciona por sí sola. Pero el efecto real aparece cuando se cubren unas a otras.

Fig. 8. El tanque integrado: cúpula, techo compuesto, pontón interno o revestimiento, puesta a tierra en dos niveles

La lógica de la cadena es la siguiente. La cúpula protege el revestimiento del techo de la precipitación y de la radiación ultravioleta, y ese revestimiento dura más. El revestimiento mantiene la temperatura del metal y refuerza la capacidad portante. El pontón o el revestimiento interior elimina el espacio de vapor, y al rayo ya no le queda nada que encender. La puesta a tierra asegura todo el sistema por si algo de lo anterior no ha funcionado. Ningún elemento sustituye a otro, pero cada uno reduce la carga del siguiente.

Para el servicio de seguridad industrial y salud laboral esto cambia el contenido del trabajo. En lugar del ciclo anual «pintamos, limpiamos, cambiamos el sello, medimos la resistencia» aparece el ciclo «inspeccionamos, registramos, planificamos». Es otra carga para el personal y otra estructura de riesgos en el plan de emergencia.

Economía: inversión única frente a gastos sin fin

La primera pregunta que le harán: cuánto cuesta y para qué, si el tanque funciona igualmente. Yo respondo a través de la estructura de costes y no de importes concretos, porque los importes son propios de cada parque.

Fig. 9. Un tanque tradicional exige gastos operativos crecientes durante toda su vida útil. Uno modernizado exige una inversión única e inspecciones planificadas

En un tanque tradicional con techo flotante los gastos operativos crecen a medida que envejece el acero: pintura más frecuente, reparación de sellos más frecuente, más paradas, y durante todo ese tiempo el producto se evapora. En un tanque modernizado los gastos se concentran al principio y después vienen las inspecciones planificadas. El punto en el que los costes acumulados se igualan depende del clima, del producto y del estado del parque, pero siempre existe, y a partir de él cada año trabaja a favor de la modernización.

Tres cifras que se pueden usar en una conversación con los financieros. La vida útil garantizada de un tanque modernizado con protección compuesta es de 25 años o más. La cantidad de soldadura en el montaje de cúpulas y revestimientos es cero, las instalaciones vecinas no se detienen. Las emisiones de mezcla vapor-aire y las pérdidas por respiración son casi nulas. La primera cifra habla del CAPEX, la segunda de los ingresos que pierde la terminal y la tercera de los pagos ambientales y de que cada metro cúbico de producto evaporado también lo pagó alguien.

Aconsejo no empezar por el paquete completo. Tome un tanque con la lista de defectos más larga, calcule su OPEX anual durante tres años y compárelo con una oferta de cúpula y pontón. Normalmente eso basta para que la conversación sobre el presupuesto pase del «para qué» al «en qué orden».

Compruébelo usted mismo

• ¿A qué documento remite su procedimiento de inspección de los dispositivos de puesta a tierra: a la Guía de seguridad para depósitos de petróleo, a las normas federales de seguridad o a la RD 153-39.4-078-01?
• ¿Cuándo fue la última vez que se descubrió un electrodo de tierra en el suelo, en lugar de medir solo la resistencia desde arriba?
• ¿Cuántas veces en los últimos tres años ha quedado agua sobre el techo flotante después de las lluvias, y consta eso en el registro?
• ¿Cuál es la temperatura del metal del techo a mediodía en julio? Si nadie la ha medido, cuente con unos 60 °C.
• ¿Contempla el plan de emergencia el escenario de «inundación del techo flotante» y quién actúa según él por la noche?
• Si mañana la peritación emite un dictamen negativo sobre el fondo, ¿cuántos días estará el tanque fuera de servicio y hay un plan B?
• ¿Se usan brazos articulados de aluminio o de acero al cargar queroseno de aviación?
• ¿Qué parte del presupuesto anual del parque se destina a trabajos repetitivos que eliminan la consecuencia y no la causa?

Conclusión

Un parque de tanques no es una condena a la reparación eterna. Las tecnologías que he enumerado no son exóticas: las cúpulas y los pontones internos llevan muchos años instalados, los revestimientos y las protecciones compuestas se aplican en terminales en operación y los requisitos de puesta a tierra están escritos en la Guía, que es obligatoria para todos. Aquí solo hay una novedad: mirar el tanque como un sistema en el que cada capa de protección alivia la carga de la siguiente.

La tarea del servicio de seguridad industrial no es solo reaccionar ante un incidente, sino también retirar de la instalación las causas por las que el incidente es posible. Un tanque sin espacio de vapor, sin agua sobre el techo y con una puesta a tierra en buen estado es un tanque que simplemente tiene menos maneras de incendiarse. A eso es a lo que yo llamo gestión del riesgo.

Las características técnicas de las soluciones (cúpula según API 650 Annex G / AWWA D108, revestimientos poliméricos, protecciones compuestas del techo, requisitos de puesta a tierra) se ofrecen según los datos de los fabricantes y la Guía de seguridad vigente para depósitos y almacenes de productos petrolíferos. La elección de una solución concreta para una instalación requiere una peritación de seguridad industrial.