capÍtulo iv resultados de la investigaci Ón
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CAPÍTULO IV
RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN
A continuación se presenta el análisis a las repuestas y resultados
generados por las muestras en estudio una vez aplicados los instrumentos
de investigación, entre los que se menciona, la encuesta y las matrices de
análisis. Se realizó la comparación de las repuestas obtenidas con respecto a
la teoría planteada en el segundo capítulo de esta investigación, a partir de lo
cual se obtuvo la información de las fallas existentes en el proceso de diseño
de tanques metálicos de almacenamiento de crudo.
1. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
En el análisis de resultados se presentan para los objetivos de campo,
las tablas obtenidas a partir de los datos recabados durante la aplicación del
cuestionario a la población seleccionada como muestra de estudio. Para la
generación de las tablas e interpretación de las mismas, se utilizó el software
SPSS de estadística, el cual determina las frecuencias relativas y absolutas
de las repuestas de cada pregunta debido a que estas son del tipo multi-
respuestas. En el anexo D se muestran el resultado obtenido con la
aplicación del instrumento, el cual se encuentra representado con una matriz
conformada por doce (12) sujetos y treinta y cinco (35) ítem.
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El proceso de análisis para los objetivos de investigación tipo
documental, se realizó a través de la elaboración de matrices de análisis,
basada en las categorías de estudio, en la cual se identificaron las normas
existentes para el diseño de tanques, las cuales contienen los requerimientos
técnicos para llevar a cabo el dimensionamiento de estos equipos. Cada una
de estas normas representa un enfoque del proceso de diseño de tanques de
almacenamiento de crudo, que sirvieron para plantear una metodología de
diseño de tanques metálicos atmosféricos de almacenamiento de crudo en la
industria petrolera.
El análisis de los resultados, basado en la organización de la matriz, se
elaboró a través de dos etapas, utilizando la técnica de observación
documental:
1. Se realizó el análisis de cada una de las subcategorías, evaluando la
aplicación dentro de su entorno de los elementos de análisis establecidos.
2. Una vez elaborada el análisis de las subcategoría , se procedió a la
comparación analítica entre las normas seleccionadas de acuerdo cada uno
de los elementos de análisis, lo que permitió visualizar las brechas (diferencia
y similitudes) existentes entre las normas y los requerimientos técnicos
establecidos en cada una de ellas.
Para dar inicio al análisis de resultados de la investigación, a
continuación se presentan las respuestas de cada ítem del instrumento
agrupados por indicador y dimensión, además de las comparaciones de
dichos resultados con las teorías consultadas durante la elaboración de esta
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investigación, y posteriormente se muestra el análisis de las matrices
elaboradas.
1.1 DIMENSIÓN: SITUACIÓN ACTUAL
Para la dimensión situación actual y los indicadores considerados, tales
como, levantamiento de información, dimensionamiento, análisis de
estabilidad y especificaciones, se obtuvieron los resultados presentados en la
tabla 1.
Tabla 1. Resultados de la dimensión situación actual
Fuente: Ocando (2010)
En la tabla 1, está plasmado cuantitativamente las respuestas emitidas
por la población encuestada, en ella se observan los indicadores que
conforman la dimensión situación actual. La tabla presenta una sumatoria de
cuarenta y ocho (48) respuestas en dos (02) indicadores, treinta y seis (36)
en un (01) indicador y sesenta (60) en otro indicador. Esto es debido al
número de preguntas (ítems) que posee cada indicador, los que tienen cuatro
DIMENSIÓN SITUACIÓN ACTUAL
INDICADOR LEVANTAMIENTO
DE INFORMACIÓN
DIMENSIONAMIENTO ANÁLISIS DE ESTABILIDAD ESPECIFICACIONES
RESPUESTAS f % f % f % f %
Siempre 10 16,67 3 6,25 11 22,92 0 0,00 Casi siempre 19 31,67 0 0,00 7 14,58 0 0,00
Algunas veces 21 35,00 9 18,75 20 41,67 19 52,78 Nunca 10 16,67 36 75,00 10 20,83 17 47,22 Total 60 100,00 48 100,00 48 100,00 36 100,00
Media Indicador 2,52 3,63 2,60 3,47 Media
Dimensión 3,05
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(04) preguntas presentan cuarenta y ocho (48) respuestas, los de tres (03)
preguntas treinta y seis (36) respuestas y los de cinco (05) preguntas sesenta
(60) respuestas.
Al observar la media en los indicadores de la tabla 1, se aprecia que el
indicador levantamiento de información es de 2,52 al compararse con el
baremo de medición, se observa que se encuentra en el rango de 2,51 –
3,26; categoría bajo, con un significado de denotación de errores. Esto
representa, desviaciones en el proceso de levantamiento de información para
el diseño de tanques de almacenamiento de crudo, lo cual puede impactar
de manera negativa el proceso de diseño en costos y tiempo de ejecución.
Al respecto, al consultar la teoría plasmada en el segundo capítulo, se
observa la gran problemática existente en este punto, los resultados difieren
con lo presentado por el Instituto Informática Dinámica Universal (IDU)
[2006], quien afirma que en el levantamiento de la información es de vital
importancia estar alerta ante cualquier fuga en el punto de transferencia de
información, pues la mala interpretación de quien es responsable de esta
acción, hace que termine la responsabilidad de una persona y comience la
del siguiente individuo en la línea, pudiendo resultar esto en una mala
operación del sistema, o en otros casos, con un trastorno en los resultados,
generando retrasos y por ende costos adicionales.
Por otra parte en el manual de proyectos de inversión de capital MPIC-
02-02-03 (2007) de PDVSA, indica que deben considerarse los requisitos y
condiciones expuestos por el cliente, así como, ser incluidos en el diseño
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asociado al proyecto, de hecho se le da tal importancia al levantamiento de
información, que es considerado un documento del proyecto.
Por otra parte Palma (2006), afirma que el levantamiento de información
debe enfocarse en el registro de hechos que permitan conocer y analizar
información específica y verdaderamente útil para el objeto de estudio, pues
de lo contrario se puede incurrir en interpretaciones erróneas, lo cual genera
retraso y desperdicio de recursos. Asimismo, debe aplicarse un criterio de
discriminación, basado en el objetivo del estudio, y proceder continuamente a
su revisión y evaluación para mantener una línea de acción uniforme, lo que
no se está viendo reflejado en la respuesta de la población consultada, de allí
que se encuentren desviaciones en este indicador.
También hace referencia a que cualquier información adicional no
manifestada por el cliente durante esta fase del proyecto, puede modificar el
alcance del mismo, de aquí la importancia de que estos requerimientos sean
completos, precisos y definitivos a la hora de levantar la información, dado a
que esta condición podría impactar directamente en los costos y tiempo y en
especial en la calidad del diseño.
Por otro lado, en la tabla 1, el indicador dimensionamiento arrojó una
media de 3,63 valor encontrado dentro de la categoría muy bajo del baremo
de medición, el cual se encuentra en el rango de 3,27 – 4,00, significando
falla total para el indicador, dado a l enfoque presentado para este punto en
el cuestionario aplicado, en donde la mayor parte de los entrevistados
expresó no contar con una metodología para el diseño de tanques, por el
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contrario deben hacer uso de diversas normas para llevar a cabo este
proceso, lo cual se ve aun más afectado por la falta de adiestramiento en el
diseño de tanques.
Al contrasta lo mencionado anteriormente, con la teoría plasmada en el
capítulo 2, se comprueban tales afirmaciones, ya que existen diversidad de
normas para el diseño de tanques de almacenamiento , quienes presentan los
tamaños típicos de tanques atmosféricos y sus capacidades nominales en
barriles, para una relación adecuada altura-diámetro, en función de la
resistencia del suelo y la capacidad del tanque, así mismo, hacen referencia
al dimensionamiento de componentes que conforman el tanques y sus
accesorios.
Sin embargo ninguna de ellas constituye una metodología, tal como fue
expresado por la población consultada, quien en su mayoría respondió que
no cuenta con este tipo de herramienta, además se encuentran escrita en
idiomas extranjeros lo cual podría dificultar su interpretación.
Adicionalmente autores como Barquero (2005) y Silva (2007),
establecen que un programa de adiestramiento debe obedecer,
indefectiblemente, a la satisfacción inmediata o futura de las necesidades de
la empresa. Señalan además que el adiestramiento del factor humano es
fundamental para lograr el éxito en la organización. Es por ello que el
adiestramiento no es un gasto sino una inversión.
Por otra parte establecen que una vez identificadas las necesidades
inmediatas de formación profesional, se procede a preparar los programas
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correspondientes. En vista de los requerimientos de diseño de tanques en la
industria petrolera, esta preparación de programas de formación se hace
indispensable para los ingenieros de diseño y en función de los resultados
arrojados por el instrumento de investigación, se aprecian fallas al respecto.
Por otra parte y de acuerdo a lo resultados obtenidos y considerando la
experiencia profesional en la cual se encuentra la industria petrolera nacional
(luego de paro petrolero del año 2002), la no programación y posterior
ejecución de adiestramientos para los nuevos profesionales, contribuye al
incremento de brechas en un área tan sensible como la referente al
dimensionamiento y otros aspectos relacionados con el diseño de tanque de
almacenamiento de crudo.
En la tabla 1, adicionalmente se observa que el indicador análisis de
estabilidad se encuentra en el rango de 2,51 – 3,26; por poseer un valor de
2,60 cuyo significado de acuerdo al baremo de contrastación, es de
aplicación baja del indicador.
En la encuesta parte de los sujetos respondió que se realiza análisis de
estabilidad de los tanques, pero se presentan desviaciones en cuanto al
proceso, al no considerar las diferente variables que intervienen en el análisis
como son dirección de los vientos, condiciones del suelo u otras
consideraciones que pudieran estar contempladas en una hoja de
verificación para garantizar la realización de este proceso.
Al respecto, es de atención el resultado obtenido para el indicador, ya
que el mismo implica que el diseñador no está tomar en cuenta ciertas
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consideraciones para evitar daños posteriores en el recipiente, tal como se
expresa en el segundo capítulo al citar a Sánchez (2001), quien señala que
la estabilidad en recipientes cilíndricos depende principalmente, de las
características geométricas de la estructura, de las características mecánicas
y la no linealidad de los materiales, de las imperfecciones geométricas, así
como de las condiciones de frontera, condiciones estas que vienen
referenciadas al entorno en cuanto a las condiciones de los vientos y del
suelo en el que se erigirá el tanque,
Este autor es muy claro al dar a conocer los daños reportados a causa
de estas acciones accidentales (sismo, viento), asentamientos, entre otras,
en los tanques, los cuales están referidos principalmente al fondo de los
mismos. Entre los daños que podrían originarse posteriormente al no llevar a
cabo un análisis de estabilidad correctamente menciona:
Pandeo en las placas, en las paredes del casco y del fondo del tanque,
donde se espera que aparezcan los máximos esfuerzos de compresión axial.
Las deformaciones que generalmente se presentan bajo estas condiciones,
son las conocidas como tipo “pata de elefante”.
Daño en tuberías y otros accesorios conectados al tanque durante un
movimiento de suelo.
Daños ocasionados por fallas en la cimentación, fallas por tuberías
rotas y fallas debidas a cargas intensas.
Tan importante es el análisis de estabilidad del tanque, que la norma
API-650 (2007) dedica un apéndice completo (Apéndice E) al mismo.
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De esta manera se comprueba la relevancia de llevar a cabo el análisis
de estabilidad correctamente, en el cual el diseñador de acurdo a los
resultados obtenidos, realiza con ciertas desviaciones y no como lo considera
Marion & Thornton (2004), como una situación estacionaria en la que se
deben cumplir las siguientes condiciones:
(1) Un sistema está en equilibrio mecánico cuando la suma de fuerzas y
momentos, sobre cada partícula del sistema es cero.
(2) Un sistema está en equilibrio mecánico si su posición en el espacio
de configuración es un punto en el que el gradiente de energía potencial es
cero.
Como consecuencia de estas leyes de la mecánica el diseñador debe
garantizar que el tanque al momento de su construcción se encuentre en
equilibrio, es decir, que no sufra aceleración lineal ni de rotación, aunque
puede estar moviéndose a velocidad uniforme o rotar a velocidad angular
uniforme.
Por otro lado, en la tabla 1, se observa que el indicador
especificaciones tiene un 3,47 como media, al compararse con el referido
baremo, entra en la categoría muy bajo, encontrándose en el rango de 3,27 –
4,00 significando falla total del indicador.
Estos resultados corresponden a desviaciones en cuanto a la
elaboración de las especificaciones técnicas de equipos, la cual está
íntimamente relacionado con los indicadores anteriores ya que las
especificaciones no son más que el resultado del proceso de diseño de
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tanques, tal como lo establece el autor Vega (2006) en el segundo capítulo
de esta investigación, quien señala que durante la fase de diseño definitivo,
se desarrollan dibujos y especificaciones para el producto o productos
desarrollados.
Estas especificaciones según la organización Infraestructura
Colombiana de Datos Espaciales (ICDE) (2010) deben ser documentos en
los cuales se da una descripción detallada de las características o
condiciones mínimas con las que deben cumplir el equipo, accesorios u
aditamentos, los cuales no están siendo considerados en su totalidad de
acuerdo a los resultados obtenidos a partir del instrumento aplicado.
Adicionalmente ICDE (2010) recomienda que se presente de forma
estandarizada lo cual permita la interoperabilidad entre los datos y maximice
la calidad de la información, lo cual se garantiza con listas de verificación,
conformes con documentos de nivel superior, como lo son normas,
resoluciones, documentos técnicos, metodologías, manuales de
procedimientos, entre otros, que hagan referencia al tema objeto de la
especificación, referida en este caso a tanques de almacenamiento.
Por otro lado indica que el desarrollo de las especificaciones se logra en
base a las necesidades de los usuarios y las expectativas del productor, que
en la mayor parte de los casos se encuentran referidas a las filosofías de
mantenimiento y construcción de los componentes y en sí del tanque, y de
acuerdo a los resultados del cuestionario, el cumplimiento en cuanto a este
aspecto es bastante bajo.
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En fin, para este autor, posición que se comparte en esta investigación,
en las especificaciones están incluidas todas las condiciones que se deben
cumplir para materializar un producto , y en particular a la erección de
tanques, bajos estándares de calidad.
Finalmente, la media de 3,05 de la dimensión situación actual según el
baremo de contrastación de esta investigación, denota errores en el proceso
de diseño de tanques metálicos de almacenamiento de crudo, tal como se
estimó al plantear el problema de este trabajo. Este resultado es productos
de las desviaciones presentes en cuanto al proceso de levantamiento de
información en campo, de análisis de estabilidad y en el dimensionamiento
de los tanques de almacenamiento , así como, a la falta de una correcta
especificación de estos equipos, de acuerdo a los resultados obtenidos para
cada uno de los indicadores.
Algunas de las desviaciones encontradas se atribuye a que en cualquier
instalación industrial o empresa de cualquier tipo, el adiestramiento debe ser
fundamental, por el hecho de que podría n evitarse problemas futuros, debido
a la confianza que proporciona la preparación del personal técnico que posee
la responsabilidad de los diseños de equipos, personal que debe asegurarse
que el levantamiento de información se desarrolle de forma minuciosa y así
contribuir a garantizar resultados satisfactorios de los diseños planteados, los
cuales podrían verse facilitados al contar con una metodología, que además
se encuentre presentada en el idioma predominante en el país en que se
desempeña.
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1.2 DIMENSIÓN: FASES DE LA METODOLOGÍA
Para la dimensión fases de la metodología y sus indicadores, se
presenta la tabla 2 con los resultados obtenidos a partir de la aplicación del
instrumento de recolección de datos.
Tabla 2. Resultados de la dimensión fases de la metodología
DIMENSIÓN FASES DE LA METODOLOGÍA
INDICADOR CONSIDERACIONES DE DISEÑO
DISEÑO DE TECHO
DISEÑO DE FUNDACIÓN
DISEÑO DE PISO
DISEÑO DE PAREDES
ACCESORIOS
RESPUESTAS f % f % f % f % f % f %
Siempre 02 5,56 17 35,42 02 5,56 03 8,33 03 8,33 02 5,56
Casi siempre 02 5,56 06 12,50 07 19,44 03 8,33 03 8,33 04 11,11
Algunas veces 16 44,44 12 25,00 15 41,67 16 44,44 14 38,89 17 47,22
Nunca 16 44,44 13 27,08 12 33,33 14 38,89 16 44,44 13 36,11
Total 36 100,00 48 100,00 36 100,00 36 100,00 36 100,00 36 100,00
Media Indicador 3,28 2,44 3,03 3,14 3,19 3,14
Media Dimensión 3,04
Fuente: Ocando (2010)
La tabla 2 presenta una sumatoria de cuarenta y ocho (48) respuestas
para el indicador diseño de techo y treinta y seis (36) para los indicadores
consideraciones de diseño, diseño de fundación, diseño de pisos, diseño de
paredes y accesorios. Esto es debido al número de preguntas (ítems) que
posee cada indicador, el que tiene tres (03) preguntas presenta sesenta (36)
respuestas y el de cuatro (04) preguntas, cuarenta y ocho (48)
respuestas.
Según lo presentado en la tabla 2, la media del indicador
consideraciones de diseño es de 3,28 al compararse con el baremo de
interpretación, se observa que está en la categoría de muy bajo, por
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encontrarse dentro del rango 3,27 – 4,00 cuyo significado expresa falla total
del indicador.
Este resultado es un indicativo de la poca importancia que le da el
diseñador de tanques a las consideraciones de diseño en cuanto a tomar en
cuenta el historial de corrosión permisible para fijar los valores de espesores
en el tanque, al respecto, Cortez (2004), señala que la corrosión es un
fenómeno espontáneo que se presenta prácticamente en todos los
materiales procesados por el hombre, de allí, que deba ser uno de los
aspectos prioritarios dentro del diseño de tanques metálicos, en donde la
corrosión es presentada como una oxidación acelerada y continua que
desgasta, deteriora e incluso puede afectar la integridad física de los objetos
o estructuras que conforman este equipo.
Además se constató desviaciones en cuanto a la determinación del
comportamiento de los sistemas de protección en el ambiente donde se
construirá el tanque. De igual manera, el diseñador en la mayor parte de los
casos no discute con el operador las magnitudes de las cargas externas a
considerar en el diseño del tanque.
Los aspectos mencionados anteriormente son de primordial importancia
considerando lo establecido en el API 650 (2007), en donde se señala que el
diseño sísmico debe estar acorde con el apéndice E de la norma y que debe
acordarse entre el cliente y el fabricador las cargas localizadas inducidas por
el viento sobre los componentes en el techo del tanque de almacenamiento
de crudo. Adicionalmente deben considerarse las cargas resultantes de
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elementos tales como, escaleras, caminerías, entre otras que pudieran tener
el tanque.
Otras de las cargas que deben ser discutidas con el cliente, están
referidas a las cargas muertas relacionadas con el peso del tanque o
componentes del tanque, la presión externa de diseño, la presión interna de
diseño, la carga debido a la prueba hidrostática, las cargas vivas mínimas
sobre el techo, las cargas sísmicas, la carga debida al líquido almacenado, la
carga de la presión de prueba y por último las cargas debido a la velocidad
del viento.
Adicionalmente, esta norma señala que el diseñador en conjunto con el
cliente, debe establecer las tolerancias por corrosión, ensayos de dureza y
cualquier otra medida de protección considerada necesaria.
Por otra parte la norma NFPA 780 (2011), en su capítulo 7 provee
consideraciones de protección para las estructuras que contienen vapores,
gases inflamables, o líquidos que puedan desprender vapores inflamables,
tal es el caso de los tanques metálicos atmosféricos de almacenamiento de
crudo, lo cual debe ser altamente considerado por el diseñador. Esta
importancia no se ve reflejada en los resultados obtenidos para este
indicador.
En cuanto al indicador diseño de techo presenta un media de 2,43 que
al confrontarse con el baremo del tercer capítulo, se ve ubicada en la
categoría de moderado, encontrándose en el rango 1,76 – 2,50; con un
significado de mediana aplicación para el indicador en estudio.
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Al respecto, se observó al hacer un análisis de las respuestas dadas
por los ingenieros de diseño, que éstos revisan las características del fluido a
la hora de realizar el diseño del techo, esto está en concordancia con lo
expuesto por Duarte (2008), para quien las propiedades de un fluido son
importantes no solo para calcular diversas características de éste, sino
también para poder predecir las características de los gases después de
procesos de expansión, siendo esto de vital importancia para predecir el
comportamiento del fluido dentro del tanque debido a las variaciones de
temperatura dentro del tanque durante las operaciones de manejo de la
producción asociada al mismo.
Por otra parte se observa la ausencia del uso de una metodología para
el diseño del techo, lo cual implica la dedicación de tiempo adicional para
manejar los parámetros asociados a dicho diseño, al respecto, Eyssautier
(2006), hace referencia como metodología al conjunto de procedimientos
basados en principios lógicos, utilizados para alcanzar una gama de objetivos
que rigen en una investigación científica o en una exposición doctrinal, en
nuestro caso particular, la aplicación de una metodología redundaría en un
ahorro sustancial de tiempo.
En cuanto a la pregunta de si el investigador consulta más de una
norma, la gran mayoría coincide al afirmar que utiliza (consulta ) más de una
norma para el diseño del techo; esto coincide con lo presentado en el
capítulo 2 de esta investigación, en donde se presentan varias normas que
hacen referencia al diseño de tanques y por ende al diseño de techo de los
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mismos, lo cual exige una revisión exhaustiva por parte del diseñador para
fijar un criterio a la hora de realizar dicho diseño.
Al analizar la pregunta referente a la búsqueda de información para el
diseño del techo en las normas consultadas, se observa una marcada
tendencia a la consulta de las normas como fuente de información para
obtener los parámetros necesarios para el correcto diseño de los techos, esto
esta íntimamente relacionado con la ausencia de una metodología que
unifique criterios y que recoja las mejores prácticas de ingeniería en esta
área.
En la tabla 3, también se observa que el indicador diseño de la
fundación tiene un 3,03 como media, al compararse con el referido baremo,
está en la categoría bajo, encontrándose en el rango de 2,51 – 3,26
significando denotación de errores del indicador, al realizar un análisis de las
respuestas dadas por los ingenieros de diseño, se observa la ausencia de
una metodología específica para el diseño de las fundaciones con las
ventajas que su utilización representa como se explico en puntos anteriores.
De igual manera, ante la pregunta sobre la consulta de más de una norma
para el diseño de la fundación, también se observó una marcada tendencia a
utilizar más de una norma, tal y como se explicó en puntos anteriores, esto
responde a la ausencia de una metodología que recoja las mejores prácticas
y simplifique tan importante tarea.
Ante la pregunta sobre la obtención de información de las normas
consultadas, no se observa un resultado heterogéneo en la información
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obtenida, lo cual refleja que no siempre se obtiene la información necesaria y
oportuna.
Por otro lado, la media del indicador sistemas diseño de piso es de
3,14 ubicada en el baremo de contrastación en la categoría bajo,
encontrándose en el rango 2,51 – 3,26, significando denotación de errores
para este indicador, esto se explica una vez más por la carencia de una
metodología por parte de los ingenieros diseñadores que permita de manera
más simplificada y segura el diseño uno de los componentes más críticos del
tanque de almacenamiento.
Por otra parte se observan posiciones encontradas en cuanto a la
utilización de más de una norma, esto se traduce en la diversidad de criterios
que existe entre los ingenieros diseñadores al no disponer de una
metodología, como se mencionó anteriormente, que reúna las mejores
prácticas de diseño. Al igual que en los indicadores previamente analizados,
se observa que no siempre se obtiene la información necesaria en las
normas consultadas.
Así mismo en la tabla 3, también se observa que los indicadores diseño
de paredes y diseño de accesorios, poseen una media de 3,19 y 3,13
respectivamente, que al contrastarse con el baremo se encuentran en el rango
de 2,51 – 3,26, categoría bajo, significando denotación de errores en ambos
procesos. Al igual que en el indicador previamente analizado, la mayoría de los
encuestados, coinciden en manifestar que no poseen una metodología para el
diseño de ambos componentes del tanque. De igual manera se observa
151
disparidad de criterios en cuanto al uso o no de más de una norma y sobre la
obtención de información de las normas consultadas.
En consecuencia de los resultados de las medias obtenidas en los
indicadores correspondiente a la dimensión fases de la metodología , se
obtuvo para ésta, una media de 3,03 que se encuentra dentro de la
clasificación bajo, significando, denotación de errores en cuanto a la
dimensión.
Tal como era de esperarse la dimensión fases de la metodología arrojó
una media que denota errores en cuanto a la dimensión, lo que justifica la
creación de un metodología , acorde a las necesidades presentadas que
pudiera permitir el mejoramiento de los procesos de diseño de tanques
metálicos atmosféricos en la industria petrolera, en cuanto a la obtención de
información de manera sencilla y oportuna.
1.3 CATEGORÍA: NORMAS APLICABLES
El análisis documental para el cumplimiento del segundo objetivo
específico de la presente investigación, en donde se analizaron las diferentes
normas aplicables al diseño de tanques metálicos atmosféricos para el
almacenamiento de crudo, busca determinar los aspectos característicos de
estos documentos, así como su enfoque en el diseño de tanques de
almacenamiento, además de establecer que las hace similares, y en donde
se encuentran sus principales diferencias, y de esta forma considerar dentro
de la propuesta todos aquellos aspectos esenciales que permita establecer
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un metodología, acorde con los requerimientos del diseñador y por ende de
la industria petrolera.
El análisis se realizó en función de los resultados obtenidos en la tabla
3 de este capítulo.
Tabla 3. Resultados de la subcategoría normas aplicables
Fuente: Ocando (2010)
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En este sentido, por una parte los resultados arrojaron diferencias en
cuanto al alcance de la mayor parte de las normas, y similitudes
especialmente en el alcance de las normas API 650 (2007) y DEP
34.51.01.31-GEN (1992). La API 650 (2007) cubre los requerimientos en
cuanto a materiales, diseño, fabricación, erección y pruebas para tanques
metálicos soldados, cilíndricos y verticales, construidos sobre tierra, con o sin
techo, en varios tamaños y capacidades para presiones internas
aproximadas a la presión atmosférica. También permite las construcciones
de tanques para operar por encima de la presión atmosférica. Así mismo, la
norma DEP 34.51.01.31-GEN (1992) da los requerimientos técnicos mínimos
para la selección, diseño y fabricación de tanques de almacenamiento
metálicos verticales estándares.
Ambas normas aplican solo a tanques cuyo fondo este uniformemente
soportado y para tanques no refrigerados. No realizan distinción de tamaño
en los tanques de almacenamiento, principal diferencia encontrada al
comparar el alcance de de éstas dos normas con las API 12D (2008) y API
12F (2008), en donde la primera comprende el diseño, fabricación e
instalación de tanques cilíndricos verticales, sobre superficie, soldados en
campo y fabricados de acero en capacidades nominales de 500 a 10.000
barriles, mientras que las segunda, contempla el diseño, fabricación e
instalación de tanques cilíndricos verticales, sobre superficie, soldados y
fabricados en taller con capacidades nominales desde 90 hasta 750
barriles.
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En fin, no es la intención de las normas API 650 (2007) y DEP
34.51.01.31-GEN (1992) fijar los tamaños y capacidades en que los tanques
deben ser fabricados, dejando a criterio del comprador y del fabricante la
conveniencia o no de aplicar otras especificaciones distintas a estas norma.
Sin embargo, una diferencia encontrada en ambas normas es que la DEP
34.51.01.31-GEN (1992) se complementa con otra norma, la DEP
34.51.01.93-Gen, mientras que la API 650 (2007) no lo considera
necesario.
En cuanto a la norma PDVSA F-201 (2000), se encontraron diferencias
marcadas en comparación con el resto, dado a que la intención de la misma
es servir de norma suplementaria al estándar API 650 (2007), en la industria
petrolera venezolana, haciendo énfasis en requerimientos que estableció
previamente la industria y que no se encuentran definidos en la API 650
(2007) por su carácter general.
En cuanto a la estructura de las normas analizadas se encontraron
algunas semejanzas y diferencias al compararlas entre sí. Entre las normas
API 650 (2007), y las API 12D (2008) y API 12F (2008), a pesar de formar
parte de la organización Americam Petroleum Institute y de contener
secciones en común tal como alcance, materiales, diseño, identificación y
fabricación, se encuentran sección que difieren entre ellas, como lo son las
de inspección.
La API 650 (2007), hace referencia a fabricación, erección, métodos de
inspección de juntas, calificación del procedimiento de soldadura y soldador e
155
identificación del tanque. En cambio la API 12D (2008) y API 12F (2008)
continua con las secciones requerimientos de venteo, otra correspondiente a
fabricación, prueba, y pintura y por último la de inspección y rechazo.
La normas API 12D (2008) y API 12F (2008) conservan la misma
estructura, como se mencionó anteriormente la diferencia principal entre ellas
es en cuanto a los tamaños de los tanques y al sitio en donde estos van a ser
fabricados, en campo para la norma API 12D (2008) y en taller, por ser estos
tanques más pequeños, para la norma API 12F (2008).
La norma DEP 34.51.01.31-GEN (1992), a diferencia de las API, inicia
con la sección Introducción, hace referencia a los tipos de tanques verticales
y a la selección de los mismos, así como presenta una sección de accesorios
operacionales. Adicionalmente y en similitud a las normas API se encuentra
una sección dedicada a materiales de construcción, diseño y fabricación del
tanque. Además, posee una sección completa para el diseño de accesorios y
conexiones.
La PDVSA F-201 (2000) presenta la misma estructura que la norma API
650, ya que fue creada por PDVSA con el objeto de suplementar e introducir
consideraciones especiales en varios puntos no contemplados en la norma
API 650 (2007) para aplicaciones específicas en el país. En la norma PDVSA
solo se hace mención a los puntos que son modificados o agregados y el
resto de los diferentes puntos que no sufren ninguna modificación no son
mencionados, en el entendido de que conservan el contenido original de la
norma API 650 (2007).
156
Todas las normas revisadas presentan los llamados Apéndices, que
forman parte de lo que comúnmente se conoce como anexos del documento.
Adicionalmente, todas se encuentran en idioma inglés, lo cual demanda un
alto nivel de conocimiento y manejo de lectura técnica en dicho idioma por
parte del diseñador. Igualmente, al realizar el análisis de estos documentos
técnicos, la posición de este autor con respecto al modo de presentación de
la información es considerado complejo, lo cual podría requerir un alto nivel
académico y de preparación (adiestramiento) por parte del ingeniero
encargado del diseño de tanques de almacenamiento de crudo.
1.4 CATEGORÍA: REQUERIMIENTOS TÉCNICOS
Para el cumplimiento del tercer objetivo específico de esta investigación
se realizó un análisis documental, en el cual se analizaron los distintos
enfoques relacionados con los requerimientos técnicos en las diferentes
normas aplicables al diseño de tanques metálicos atmosféricos para el
almacenamiento de crudo. Los resultados obtenidos del análisis en cuestión,
se presentan en la tabla 4 de este capítulo.
Al respecto, en cuanto a propiedades del fluido, que la norma API 650
(2007), requiere los valores de la presión de vapor y la gravedad específica a
ser considerados en el diseño, mientras que las normas API 12D y 12F
(2008), utilizan las propiedades físicas del agua para el diseño de los
tanques. En cuanto a la SHELL DEP 34.51.01.31-Gen. (1992), considera el
punto de inflamación del líquido a almacenar para la selección del tipo de
157
tanque. Por su parte la norma PDVSA F-201 (2000), no hace
consideraciones adicionales, ni sustituciones a la norma API 650
(2007).
Tabla 4. Resultados de la subcategoría requerimientos técnicos
Fuente: Ocando (2010)
158
En resumen, de lo anteriormente expuesto, se puede apreciar que no
existe un patrón predeterminado en las diferentes normas consultadas, en
cuanto a la selección de las propiedades del fluido, para el diseño de
tanques.
En lo referente a las condiciones del suelo, la norma API 650 (2007),
señala el apéndice E, para todo lo relacionado con el diseño sísmico para
tanques de almacenamiento. Las normas API 12D y 12F (2008), no hacen
referencia a condiciones del suelo, mientras que la SHELL DEP 34.51.01.31-
Gen. (1992), establece que el custodio deberá identificar si el apéndice G de
la norma BS 2654, aplica, o si deben hacerse cálculos adicionales debido a
la alta actividad sísmica de la zona; por último, norma PDVSA F-201 (2000),
no hace consideraciones adicionales, ni sustituciones a la norma API 650
(2007).
En cuanto a los materiales a ser utilizados en el diseño de los tanques
de almacenamiento, la norma API 650 (2007), dedica toda una sección
(Sección 4), a consideraciones de tipo general, a las láminas tanto del piso
como de las paredes, perfiles estructurales, tuberías y forjas, bridas,
tornillería, electrodos para soldar y empacaduras, por su parte, las normas
API 12D y 12F (2008), al igual que el API 650 (2007), dedica una sección
completa (Sección 4) a los materiales, pero, a diferencia del API 650,
considera las conexiones roscadas, pero omite las empacaduras. Al
respecto, la SHELL DEP 34.51.01.31-Gen. (1992), considera los mismos
aspectos que las normas API consultadas, pero con un grado mayor de
159
detalle en cuanto a consideraciones de diseño para el uso especifico de los
materiales, en lo que concierne a la norma PDVSA F-201 (2000), adiciona
tres requerimientos adicionales con respecto al API 650, los cuales se
mencionan a continuación:
Las especificaciones de material para las láminas del anular deberán
ser las mismas que para las láminas correspondientes al primer anillo.
No se permitirán accesorios fundidos.
No se permite el uso de tuberías soldadas (API 5L o equivalente) para
boquillas o cuellos de boquillas, para tanques construidos con aceros que
tengan especificado una resistencia a la fluencia mínima, mayor de 43.000
psi, y un máximo esfuerzo a la tracción, menor o igual a 100.000 psi.
Al analizar los aspectos relacionados con la protección en los tanques
de almacenamiento de crudo, observamos que la norma API 650 (2007), en
el apéndice I, provee detalles de construcción para la detección y contención
de filtraciones de producto través de las láminas del piso, mientras que en la
sección 5, en sus puntos 5.2.4 y 5.3.2, alerta sobre las previsiones que debe
considerar el operador referente a la corrosión permitida y las prevenciones a
tomar durante el venteo normal y de emergencia, así como para las
operaciones de llenado y vaciado del tanque, además provee el uso de
válvulas de presión/vacio de acuerdo al API 2000 y para la protección contra
descargas atmosféricas hace referencia a la API RP 2003 y la NFPA 780, en
cuanto las normas API 12D y 12F (2008), en la sección 6 consideran los
requerimientos de venteo, tanto normal (operaciones de llenado y vaciado)
160
como de emergencia y proveen el uso de válvulas de presión/vacío de
acuerdo al API 2000, por su parte la SHELL DEP 34.51.01.31-Gen. (1992),
especifica construir el piso del tanque con una pendiente para prevenir la
corrosión por efectos del agua de lluvia que penetra por el fondo del tanque y
provee el uso de la válvulas de presión/vacío para tanques de techo fijo que
trabajen a presiones altas y bajas. Por último, la norma PDVSA F-201 (2000),
en la sección 3, punto 3.15.3, considera el uso de dispositivos para venteo
normal y de emergencia en tanques de techo fijo de acuerdo al API 2000; así
como también el uso de purgas de venteo para tanques de techo flotante.
Como último elemento de análisis, se tiene las condiciones
operacionales, al respecto la norma API 650 (2007), establece que la
temperatura ambiente se toma como referencia para seleccionar la
temperatura de diseño del metal, que el diseño para fuerzas inducidas por el
viento en componentes del techo, será acordado entre el comprador y el
fabricante y que deben considerarse cargas externas originadas por
accesorios tales como: escaleras, plataformas, entre otros.
Las normas API 12D y 12F (2008), no hacen referencia a condiciones
operacionales, para la SHELL DEP 34.51.01.31-Gen. (1992), ésta hace
referencia a que la temperatura más baja de diseño estará basada en el
clima donde se erigirá el tanque, establece el uso de anillos rigidizadores
primarios y secundarios para mantener la redondez en tanques de techo
flotante y a cielo abierto, si están sometidos a cargas por vientos y de vacío y
calcula las cargas internas asumiendo que el tanque está lleno hasta su
161
altura total con agua. En cuanto a la norma PDVSA F-201 (2000), ésta no
hace consideraciones adicionales, ni sustituciones a la norma API 650
(2007).