buque petrolero(2011)

Trabajo de investigación: Buque Petrolero

Profesor: M. Ing. Nancy Figueroa

A.T.P.: Ing. Enrique Massi

In t r od u cc ió n a l a In g en ier ía Nava l(U 0 2 -1 0 2 3 )

Al u mno:Cazères, Lautaro Nehuén

Cu r so: U1091

Introducción a la Ingeniería naval Cazères, Lautaro NehuénUTN-FRBA Legajo: 1443276

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Índice:

Capítulo 1: introducción -------------------------------------------------------- Página 2Capítulo 2: Historia -------------------------------------------------------------- Página 4Capítulo 3: Cómo funciona ---------------------------------------------------- Página 7Capítulo 4: Medidas de seguridad ------------------------------------------- Página 10Capítulo 5: Derrames y sus consecuencias ------------------------------- Página 13Bibliografía ------------------------------------------------------------------------ Página 17


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Capítulo 1: Introducción

Un buque petrolero, Oil Tanker en inglés, es un tipo de buque diseñado sólo para transportar petróleo y sus diferentes derivados en sus travesías marítimas para abastecer las diferentes ciudades en el mundo. Es un tipo de buque mercante y está caracterizado por su largo equipamiento en tuberías para poder cargar, descargar y proteger durante el viaje al preciado petróleo, por su cubierta prácticamente vacía y por sus medidas de seguridad.

A grandes rasgos se pueden clasificar a los buques petroleros por el producto que lleven, es decir, si llevan el petróleo crudo, o si lo llevan refinado (los cuales suelen ser mucho más pequeños).

También pueden clasificarse según su tamaño:

PETROLERO DE BUNKERING = Tiene una capacidad entre 1.000 - 5.000DWT

PETROLERO DE HANDYSIZE = Soporta entre 20.000 - 30.000 DWT PETROLERO de HANDYMAX = Puede cargar aprox. 45.000 DWT PETROLERO de PANAMAX = Son los que pueden cruzar el canal de

Panamá y tienen una capacidad aprox. 79.000 DWT PETROLERO de AFRAMAX = Derivan de la Average Freight Rate

Assessment, con una capacidad entre 79.000 - 120.000DWT PETROLERO de SUEZMAX = Son los que viajan por el canal de Suez y

soportan entre 120.000 - 180.000DWT V.L.C.C.(Very Large Crude Carrier) PETROLERO = 200.000 - 300.000

DWT U.L.C.C.(Ultra Large Crude Carrier) PETROLERO = sobre 300.000 DWT V. Plus= Cargan sobre 440.000 DWT


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Además de estos, existen otros tipos según su función:

O/Os, Oil/Ore: diseñados para cargas pesadas. Están concebidos para quelleven todo su peso muerto cuando operen transportando cargamentos deminerales pesados o como petroleros.

FPSO (Floating Production Storage Offload): se utilizan, fondeados encampos secundarios o marginales, para tras la recepción del crudo de lospozos, realizar la depuración del agua y estabilización del crudo, almacenarlo yposteriormente trasvasarlo a otros petroleros.

FSU (Floating Storing Unit): realiza funciones solamente de almacenaje ydeposito.

ST (Shuttle Tanker): petrolero que siguiendo una ruta fija enlaza con regularidadel punto de carga y descarga, realizando servicios de lanzadera.

OBO (Oil/Bulk/ Ore) : buque de carga diseñado para el transporte de cargas liquidas y solidas a granel. La idea principal es la de reducir los viajes en lastre que por ejemplo, deben hacer los petroleros desde la terminal de descarga hacia la terminal de carga, encareciendo los costes derivados del flete.

También existen otros dos tipos de buques relacionados con los petroleros a los cuales cabe hacer mención, los cuales son los LPG (Liquefied Petroleum Gas), que transportan gases como el propano y el butano a temperaturas de - 50 º C y a una presión de 18Kg por centímetro cuadrado; y los LNG(Liquefied Natural Gas), que transportan el gas natural licuado debido a que ocupa un volumen 600 veces menor.

Estos últimos tienen esloras de 120 a 300 metros, calados de 6 a 12 metrosy una capacidad límite de carga entre 19.000 y 38.000 metros cúbicos.


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Capítulo 2: Historia

Todos los pueblos navegantes transportaron en sus buques líquidos envasados en barriles o toneles. Uno de los primeros líquidos transportados fue el vino. En el año 1861 se transportó el primer cargamento de petróleo y este cargamento fue transportado en barriles, esto hizo que Inglaterra empezara a medir la capacidad de los buques según la cantidad de barriles que podía transportar.

Con el invento del motor de combustión interna, el uso del petróleo y sus derivados se incrementa de forma arrolladora, ya que se empieza a utilizar en todo tipo de planta propulsora, ya sea fija o móvil. Lo que origina la idea de construir un nuevo tipo de buque destinado solamente al transporte de petróleo.

Durante un largo periodo que termino en 1939, el tamaño de los tanqueros creció gradualmente a entre 10 a 12.000 dwt y parecia estancarse alli. Pero las hostilidades militares a escala global con la consiguiente necesidad de combustible llevaron a romper esta barrera. La Segunda Guerra Mundial trajo los famosos T2 con 16.000 dwt standard. En los ultimos años de la guerra los astilleros americanos produjeron unos 500 de estos buques.

La increíble demanda de petróleo de postguerra ejerció su influencia. Europa y Japon reconstruyeron sus economías destruidas y el empuje de la economía norteamericana, ya a toda marcha, se aceleró. Los campos de petróleo del Medio oriente entraron en producción completa, se construyeron nuevas refinerías cercanas a los mercados de demanda y los petroleros comenzaron a estudiar las conveniencias de tener petroleros más grandes para afrontar la demanda.

La industria experimentó con buques de 28.000 a 32.000 dwt y hallaron con lógica que costaban menos por tonelada de capacidad para construir y operar que los más chicos. El crecimiento fue tan grande que para 1959 más del 37% de los buques petroleros consistía en buques de más de 25.000 dwt, el 16% de más de 35.000.

La clausura del Canal de Suez en 1956 y nuevamente en 1967 llevo a la construcción de grandes petroleros para llevarlo desde Medio Oriente, dando al vuelta al Cabo de Buena Esperanza hasta Europa y Norteamérica.

En 1964 un 20% de los tanqueros tenían capacidades de 30.000 dwt para arriba y ya había buques de 100.000 dwt navegando. Las velocidades fueron de 11 a 12 nudos de los primeros, a 14 y 16 nudos de los T-2 , cosa que se mantuvo en los VLCC y ULCC, por lo que podían hacer hasta 8 viajes entre el Golfo y Japon por año.


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En 1966 el buque tanque Idemitsu Maru, construido en Japón de 206.106 dwt abrió la era de los VLCC o Very Large Crude Carriers (buques tanques muy grandes). Con, una eslora de 344 metros y una manga de 50 metros.

Por la próxima década, con Suez cerrado, los armadores petroleros gozaron de sus años dorados y continuaron construyendo buques cada vez másgrandes. Las ganancias de llevar crudo alrededor del Cabo muchas veces excedíana los gastos en un 800 por ciento y un tanquero grande podía ser pagado en menos de 10 viajes.

En 1968, el Universe Ireland había sido terminado. Fue el primer buque tanque en exceder las 320.000 dwt (tenía 326.585 dwt) y el primero de los ULCC (Ultra Large Crude Carriers).

Previendo que seguirían los problemas con el Canal de Suez, la Societe Maritime Shell y la Cie Nationale de Navigation de Francia decidieron construir cuatro enormes petroleros para dar la vuelta al Cabo de Buena Esperanza que, con 555.000 dwt, romperian la berrera del medio millón de toneladas.

Para Marzo de 1976 el Batillus de 553.662 dwt estaba listo para ser flotado fuera de su dock de construcción. El buque medía 414 metros de eslora y 63 de manga y estaba diseñado para navegar con un calado cargado de 28,5 metros. La carga y el lastre estaban acomodados en diez tanques centrales y quince tanques laterales. Cuatro turbinas Stal Laval de 64.800 hp movían dos hélices, que producían una velocidad cargado de 16.5 nudos y 19 nudos en lastre. El consumo de combustible era de más de 320 toneladas por día a velocidad de servicio.

Lo que paro el crecimiento de los buques tanques llego el 6 de Octubre de 1972, con el comienzo de la guerra del Yom Kippur, luego de la cual la OPEC impuso un embargo de petróleo que aumento los precios mundiales un 70%. La demanda de petróleo cayó de golpe y los armadores de tanqueros, inclusive Shell, se encontraron sin trabajo para sus masivos buques. Para mantenerlos activos, las velocidades se redujeron de 16 a 6 nudos, alargando el tiempo de viaje entre el Medio oriente y Europa en unos tres meses, no obstante comenzaron las paradas

Universe Ireland


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en gran escala y muchos tanqueros fueron vendidos para desguace, Como el Batillus y otros enormes de su momento.

Sin embargo, la mayor obra petrolera fue dada por Tung Chao-Yung, quién modificó el buque tanque abandonado Atlantian Shipping de Grecia, en el astillero de Oppama, Japón.

El superpetrolero emergió en 1980 con una eslora de 458,45 metros una manga de 68,8 metros, un desplazamiento cargado de 647.955 tons y un desplazamiento en vacio de 83.192 tons El buque más grande que había visto el mundo. Su capacidad agrandada, con 12 tanques centrales y 30 tanques laterales, producían un calado cargado de más de 24.6 metros, y las dos turbinas originales, que movían una sola hélice, producían una velocidad de servicio de solo 13 nudos, lo cual no generó muchas ganancias. Hundido durante la guerra de Irak-Irán fue reflotado luego del conflicto mundial y reparado para seguir en funcionamiento. En 2004 fue reconvertido como almacén flotante en unos astilleros de Dubai, aunque conserva su posición como barco.

Gigante de los petroleros.


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Capítulo 3: Cómo funciona

El petróleo se almacena en tanques, de los cuales nunca pueden llenarse completamente porque el volumen del petróleo aumenta un 10% con cada 1º C de variación de temperatura. Los tubos de entrada y salida del líquido se encuentran en la parte inferior del tubo y se accionan por válvulas desde la cubierta generalmente. Además, los tanques están intercomunicados entre sí y los aíslan con un doble forro relleno de agua para que, si por alguna pérdida llegase a escaparse el petróleo, éste pueda ser recuperado ya que el petróleo no se mezcla con el agua y además tiene menor densidad.

Cada tanque puede estar separado por mamparos longitudinales, para así lograr un menor movimiento del líquido y mayor estanqueidad del buque.

Los tanques se cargan y descargan mediante bombas hidráulicas. Se debe tener mucho cuidado al realizar la operación debido a que el petróleo genera gases que, en contacto con el aire, se vuelven volátiles y necesitan ser liberados con sumo cuidado. Muchas veces se utiliza un gas inhibidor antes de descargar los tanques para una mayor seguridad.

Hasta la década de los 70' (más precisamente antes de la guerra de Yomm Kippur) se empleaban turbinas de gas como motor porque el sistema de vapor que generaban se podía aprovechar para mantener a una temperatura dada los tanques por medio de tuberías y así no cambiar el volumen de la carga y para minimizar la probabilidad de una explosión ya que el gas que se genera casi no contiene oxígeno. Luego de la guerra y sus consecuencias, se vio que no era tan rentable utilizar turbinas y por eso ahora la mayoría de los motores en los buques nuevos son a Diesel.

Debido a que el petróleo puede generar sedimentos de hasta 0.5% del peso de la carga que se pegan a los tanques, es necesario lavarlos. En los nuevos(posteriores a 1976 según lo define el MARPOL) buques petroleros se utiliza el siguiente método:

El buque parte de la terminal de descarga en situación de lastre separado. Enuna fase determinada de la travesía se realiza la limpieza de tanques concrudo. Las maquinas para lavado con crudo, que van fijas en el interior de lostanques de carga, deberán de cubrir con su acción el total de la superficieinterna de los tanques. La mezcla de crudo y residuos se bombea a los tanqueslaterales que hacen de tanques almacén de residuos. La mezcla resultante se completa con crudo en la terminal de carga, (es decir en el viaje de carga, los tanques de decantación van con carga también) y se descarga en la refinería. Este proceso de llenar el tanque de decantación con carga y mezclarla con los residuos


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se llama COW(Crude Oil Washing). La refinería absorbe sin problemas la pequeña contaminación arrastrada. Las ventajas de éste método son muy escasa contaminación, método sencillo, económico y ayuda a la conservación de los tanques.

Hay 2 maneras de efectuar este método:

Lavado en una etapa; que consiste en lavar el tanque en su totalidad, hastaque quede limpio, de forma continuada y sin interrupciones. Para ello el tanquedebe estar seco, no permitiéndose acumulaciones de liquido en el plan duranteel proceso de lavado.

Lavado en dos o más etapas; consiste en efectuar la operación coninterrupciones durante el tiempo que dura la descarga de tanques a limpiar,aprovechando las zonas del mismo que quedan libres de crudo para efectuar ellavado.

El sistema que se viene empleando en los petroleros anteriores, sin doblecasco y con lastre en los tanques de carga, es el siguiente:Después de realizar la descarga, y teniendo que realizar el trayecto de vuelta vacios, es necesario lastrar el buque. Para ello se llenan algunos tanques decarga con agua del mar (lastre sucio). En los tanques de carga vacios se puedeefectuar el lavado con agua del mar caliente. Todos los lavados de los tanquesse envían al tanque de residuos a popa (tanque de decantación o slop tank).En los tanques de lastre sucio el agua salada limpia debajo del crudo flotantese devuelve directamente al mar y los residuos aceitosos que quedaron en eltanque se bombean al tanque de residuos. Se llenan ahora con lastre lostanques que se habían lavado (lastre limpio). Toda el agua contaminada y elcrudo se mantienen en el tanque de residuos y se le da tiempo al crudo paraque se separe del agua. Después, el agua bajo el petróleo se bombea al mar.Ya en puerto, en la terminal de carga, el petróleo se carga encima del petróleodel tanque de residuos. Este sistema es el denominado LOT ( Load On TOP)


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Siempre se tiene que hacer este tipo de lavado con el gas inerte o inhibidor, con presión atmosférica dentro del tanque y con un nivel de oxígeno menor al 5%para minimizar el riesgo lo más posible.


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Capítulo 4: Medidas de seguridad

Si bien durante mucho tiempo se pensó que el océano era demasiado amplio como para contaminarlo, durante el siglo XX esta idea cambió de parecer y se empezaron a tomar medidas. El primer país en hacerse cargo fue Inglaterra estableciendo un acta en contra de la polución marítima llamada "Oil Pollution Act"en 1922. En 1954 se realizó una conferencia internacional donde se adoptó la OILPOIL(International Convention for the Prevention of Pollution of the Sea by Oil); en esa convención se establecieron zonas prohibidas para realizar descargas de hidrocarburos a una distancia menor de 50 millas a las costas y entró en vigencia en 1958.

El Convenio MARPOL 73/78 se produjo principalmente por el derrame del Torrey Canyon en 1967, en el cual se perdió toda su carga (120.000 tons de crudo) en el mar. Este convenio se hizo en 1973 pero no repercutió mucho ya que sólo 3 estados se habían asociado y la OMI (Organización Marítima Internacional) decidió hacer otra conferencia en 1978 para modificar la construcción y la estructura de los buques para así mejorar la prevención de derrames, en la cual se dio origen al Protocolo 1978, el cual tomaba como referencia a la conferencia del 73 tanto como al OILPOIL del 54.

El MARPOL 73/78 consta de 6 anexos aunque su máximo cambio en los buques petroleros fue el de la introducción de los tanques de lastre separados de los de la carga (puesto que en la anterioridad los barcos monocasco utilizaban ese lugar de lastre para carga). En los 6 anexos se tratan:

Reglas para prevenir la contaminación de hidrocarburos por sustancias nocivas líquidas transportadas a granel por substancias perjudiciales transportadas por mar en bultos por aguas sucias de los buqeus por basura de los buques la contaminación del aire (aún no ha entrado en vigor)

Este convenio entiende por descarga: "una descarga es cualquier derrame que proceda de un buque ya sea por cualquier tipo de causa" y por buque petrolero no sólo a los buques tanque que transportan crudo o derivados del crudo, sino que también incluye a los OBO (Ore Bulk Oil), buques de carga combinada, quimiqueros y a los gasoleros.

Para el MARPOL, todos los buques nuevos de carga deberán contar con tanques de carga separados a los de lastre, entendiéndose por buque nuevo a:

Buque cuyo contrato de construcción se formalizo después del 31-12-1975

Haber colocado la quilla o este en dicha fase despues del 30-6-1976 Buque cuya entrega se realice después del 31-12-1979


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Un buque que haya sido objeto de una transformación importante

Sin embargo, los buques anteriores a esas fechas pueden seguir navegando siempre y cuando la cantidad de lastre limpio no pueda perjudicar al mar. Se entiende por lastre limpio al agua de mar que estuvo en algún tanque no deje rastros visibles de contaminación en agua calma y limpia. También se considera limpio al lastre que deja rastros visibles en el agua pero que su cantidad de hidrocarburos no excede las 15 partes por millón.

En los buques nuevos, los tanques de lastre pueden ser utilizados para carga siempre y cuando esa carga no contenga hidrocarburos ni ninguna otra substancia contaminante.

Otra medida de seguridad a tener en cuenta, indispensable en los buques petroleros, es la presencia del gas inerte dentro de los tanques tanto en el viaje, la descarga o la carga del crudo porque éste genera gases altamente combustibles con oxígeno. El petróleo no puede arder en atmósferas con menos del 11% de oxígeno en volumen, por lo tanto se considera que el mantenimiento de los tanques con un volumen del 8% es suficientemente seguro. Este gas se puedeobtener de la combustión de una caldera, del escape de un motor, desde un generador independiente o desde un tanque de almacenamiento.

El principal cometido del gas inerte es proporcionar protección contraexplosiones en los tanques al desplazar al aire de los mismos . El gas inerte también se utiliza para ventilar tanques de carga y/o evitar condiciones de sobrepresión o vacio.

Antes de poder utilizarse, este gas debe ser enfriado y purificado puesto que algunas impurezas y minerales corrosivos (como el azufre) pueden dañar al tanque.

En ningún momento debe dejarse que entre aire al tanque, y su limpieza sólo podrá realizarse cuando haya menos del 5% de volumen de oxígeno y deberá interrumpirse si ésta medida llega a variar.

Si bien el Convenio MARPOL 73/78 había establecido un proceso gradual para eliminar a los buques petroleros monocasco de esa función se fijó una fecha demasiado distante, que luego se acortó tras el 2do mayor derrame de crudo en los Estados Unidos, el del "Exxon Valdez" de 1989. A partir de este incidente se fijaron plazos de hasta el 2010 y 2015 para retirar a los buques monocasco y se introdujeron nuevos modelos de doble casco y sus equivalentes.

La OMI, en 1992 adoptó normas para la construcción de los doble casco, como la que obliga a que todos los petroleros entregados a partir de 1996 que desplacen más de 600 toneladas deben obligatoriamente llevar doble casco. Se intensificó el grosor del acero de 4% al 7% en zonas de carga, y también el diseño


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del interior del buque, lo cual puede llegar a propiciar un monocasco pero aún más seguro.

A diferencia de los petroleros de único casco, en los que el petróleo quecontienen los tanques de carga sólo está separado del agua de mar por una chapa de fondo y de costado, en los de doble casco, se rodea a los tanques de carga de

una segunda chapa interna, a una distancia suficiente de la chapa externa, de forma que existe una doble protección en caso de que la primera chapa resultara da nada. Con ello, el riesgo de contaminación quedanotablemente reducido. El doble casco también presenta ventajas adicionales en caso de surgir problemas en uno de los tanques de almacenamiento,

ya que cabe la posibilidad de bombear el petróleo hacia los espacios que quedan entre ambos cascos.

Si bien los buques de doble casco parecían ser la solución definitiva al problema de la contaminación éstos están hechos con más tipos de materiales y pueden sufrir corrosión prematura, por lo que necesitan constantes inspecciones y mantenimiento.

Ante estas discusiones la Unión Europea presentó el proyecto Coulombi Egg, el cual consistía de un monocasco pero con tanques de lastre y de carga ubicados de tal forma que el derrame de petróleo en colisiones y varadas incluso sea menor al de los doble casco. Sin embargo, se ha mantenido la supremacía de los buques a doble casco, dejando este modelo en investigación.


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Modelo de casco Coulombi Egg


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Capítulo 5: Derrames y sus consecuencias

A continuación se muestran una tabla de la lista de derrames de hidrocarburos en el mar desde 1967 y 2 gráficas con motivos de las causas de los posibles derrames:


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Es la contaminación de cualquier hábitat por cualquier hidrocarburo líquido. Se trata de una de las formas más graves de contaminación del agua, y el término se emplea sobre todo en relación con el vertido de petróleo al medio ambiente marino; en este caso, la masa que se produce tras el vertido y que flota en el mar se conoce con el nombre de marea negra.

El petróleo vertido en el medio ambiente marino se degrada por procesos físicos, químicos y biológicos. Al principio, un vertido de petróleo se extiende con rapidez sobre la superficie del mar, y se divide en una serie de "hileras" paralelas a la dirección del viento dominante. La evaporación se produce rápidamente: los compuestos volátiles se evaporan en unas 24 horas. Las manchas de petróleo ligero pueden perder hasta un 50% en cuestión de horas. Las fracciones remanentes del petróleo, más pesadas, se dispersan en el agua en forma de pequeñas gotas, que terminan siendo descompuestas por bacterias y otros microorganismos.


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En el mar, la contaminación por crudo es sobre todo dañina para los animales de superficie, en especial para las aves marinas, pero también para los mamíferos y reptiles acuáticos. El petróleo daña el plumaje de las aves marinas, que también pueden ingerirlo al intentar limpiarse. En la costa hay ciertos hábitats especialmente vulnerables y sensibles a este tipo de contaminación. Estos incluyen los corales, las marismas y los manglares. La contaminación por crudo

también puede ser muy dañina para piscifactorías costeras (en particular para las jaulas de salmones y las bandejas de ostras) y para los centros recreativos, como las playas y los centros de deporte acuáticos. Las playas contaminadas por petróleo requieren de al menos un año para su recuperación, cuando tienen corrientes y olas fuertes, pero las playas que no tienen estas características tardan varios años en recuperarse. Los estuarios y marismas sufren el mayor daño y no pueden limpiarse eficazmente.

En el pasado, las manchas de petróleo se fumigaban con dispersantes. No obstante, la experiencia demuestra que los propios dispersantes, o las emulsiones que forman, pueden ser más tóxicas que el propio petróleo. La filosofía actual es contener el petróleo con barreras flotantes y recuperarlo empleando diversos tipos de mecanismos. Sólo si el peligro de que alcance la playa es inminente se recurre a los dispersantes. De modo similar, es mejor dejar que el petróleo que alcanza la costa se degrade de modo natural, a menos que se trate de una playa pública. Incluso en este caso, la eliminación física es preferible al uso de dispersantes, que pueden hacer que el petróleo penetre aún más en la arena. Los dispersantes se reservan para limpiar instalaciones esenciales, como las rampas de botadura de los astilleros.

Ave ensuciada con petróleo


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Bibliografía:

-http://funkoffizier.wordpress.com/2008/04/13/buques-lpg-y-lng/ (Consultada el 03/07/2011)

- http://upcommons.upc.edu/e-prints/bitstream/2117/3020/1/Seguridad%20Buques%20Petroleros.pdf

(Consultada el 05/07/2011)

-http://webmar.com/wiki/doku.php?id=barcos:petroleros (Consultada el 03/07/2011)

-http://www.clubdelamar.org/petroleros.htm (Consultada el 03/07/2011)

-http://www.cofradia.cl/joomla/images/documentos/los_buques_tanque.pdf (Consultada el 02/07/2011)

-http://www.ehow.com/facts_7553757_method-unloading-oil-tanker.html (Consultada el 04/07/2011)

-http://www.histarmar.com.ar/InfGral/ULCC/VLCCs-1.htm (Consultada el 04/07/2011)

-http://www.maritime-connector.com/ContentDetails/81/gcgid/81/lang/English/Oil-tanker.wshtml

(Consultada el 03/07/2011)

-http://www.monografias.com/trabajos15/derrames-petroleros/derrames-petroleros.shtml (Consultada el 06/07/2011)

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