Recipientes a presión: Clasificación y función industrial

Los recipientes a presión son equipos indispensables en la operación de numerosos procesos industriales, especialmente en sectores como el petroquímico, petróleo y gas, energético, minería, farmacéutico y alimentario. Su capacidad para contener fluidos bajo presiones elevadas permite realizar tareas como almacenamiento, separación, reacciones químicas y regulación de caudales.

Debido a su presencia en sistemas donde la eficiencia y la seguridad operativa son prioritarias, es esencial comprender su clasificación, función, diseño y las normativas que regulan su integridad durante todo su ciclo de vida.

¿Qué es un recipiente a presión y para qué se usa?

Es un equipo cerrado diseñado para almacenar gases o líquidos a una presión interna diferente de la atmosférica. Su aplicación es extensa: en plantas químicas, refinerías, generación de energía, y sistemas de refrigeración industrial. Estos equipos pueden soportar presiones internas o externas, y deben estar diseñados para evitar fallos que puedan resultar catastróficos. Los materiales de fabricación, diseño estructural, y tipo de fluido contenido son factores esenciales para su especificación técnica.

Los recipientes a presión permiten procesos como la reacción química controlada, la separación de fases, el almacenamiento de gases industriales y la acumulación de energía. Equipos como reactores y columnas de destilación, esferas, separadores de fases, tambores y acumuladores representan ejemplos típicos de su uso.

Clasificación de recipientes a presión

La clasificación de recipientes a presión responde a criterios de geometría, orientación, presión de diseño y función en procesos industriales. Comprender esta clasificación permite optimizar su selección, diseño y operación.

1. Tipos de recipientes a presión según geometría y orientación

• Cilíndricos horizontales: Usados para almacenamiento y transporte, especialmente de gas licuado y combustibles.
• Cilíndricos verticales: Comunes en sistemas de separación o reacción, como torres de destilación.
• Esferas: Diseñadas para contener grandes volúmenes de gases a alta presión, su forma minimiza tensiones internas.
• Cónicos y elípticos: Geometrías empleadas para facilitar el movimiento de fluidos o la sedimentación.

2. Tipos de recipientes a presión según presión de diseño

• Baja presión (<1 barg): Típicos en sistemas de refrigeración o condensadores.
• Media presión (1-40 barg): Comunes en procesos industriales estándar.
• Alta presión (>40 barg): Usados en reacciones críticas o almacenamiento de gases como el hidrógeno.

3. Tipos de recipientes a presión según función en procesos industriales

• Separadores de fases: Permiten separar líquido-líquido, gas-líquido o sólido-líquido.
• Reactores: Facilitan reacciones químicas bajo condiciones controladas de presión y temperatura.
• Columnas de destilación: Utilizadas para fraccionamiento de mezclas líquidas.
• Acumuladores o tambores: Almacenan o amortiguan el flujo de fluido para evitar picos de presión.

Códigos y normativas aplicables

Uno de los aspectos importantes en la ingeniería de recipientes a presión es la aplicación de códigos y normativas que garanticen la seguridad, la calidad y la confiabilidad durante el diseño, fabricación, inspección y operación de estos equipos. Entre estos marcos normativos se destaca como los más utilizado y reconocido a nivel internacional los siguiente:

1. Código ASME de calderas y recipientes a presión (BPVC)

Establece los criterios técnicos necesarios para asegurar la integridad de calderas y recipientes a presión. En particular, la Sección VIII del código regula los recipientes a presión, abordando aspectos como:

• Requisitos de diseño estructural (basado en esfuerzos admisibles o límite)
• Selección de materiales y trazabilidad
• Tipos de juntas y métodos de fabricación
• Inspecciones mediante ensayos no destructivos (END)
• Certificación por organismos autorizados 

Esta sección se divide en tres divisiones, cada una orientada a diferentes rangos de presión y complejidad:

• División 1: Aplicable al diseño general de recipientes a presiones moderadas
• División 2: Proporciona un enfoque de diseño más riguroso y detallado, permitiendo estructuras más optimizadas y eficientes.
• División 3: Se orienta a recipientes de ultra alta presión, normalmente superiores a 700 bar (aprox. 10,000 psi).

Este código ha sido adoptado como referencia legal o normativa técnica en numerosos países, convirtiéndose en un estándar global para la fabricación e inspección de recipientes a presión. Su cumplimiento respalda la certificación y aceptación de los equipos en mercados internacionales.

2. API 510 (Pressure Vessel Inspection Code):  

• Es otro estándar emitido por el American Petroleum Institute. Regula la inspección, reparación, alteración y re-certificación de recipientes a presión en servicio. Se aplica principalmente en industrias como la petroquímica y petróleo, donde los riesgos asociados a fallas estructurales son elevados. Este código complementa al Código ASME de calderas y recipientes a presión al abordar el ciclo de vida completo del equipo.

Inspección de recipientes a presión

La inspección periódica permite identificar defectos antes de que generen fallas críticas. Se emplean métodos Como:

• Pruebas no destructivas (NDT): ultrasonido convencional o arreglo de fase (PAUT), radiografía, líquidos penetrantes, partículas magnéticas, emisión acústica
• Pruebas de presión: hidrostática o neumática.
• Inspección visual interna y externa apoyados con Drones y escáneres 3D.

Las normas API 510 y NBIC (National Board Inspection Code) establecen los intervalos, criterios de aceptación y requerimientos de inspección, dependiendo del tipo de fluido, presión y criticidad del servicio.

Certificaciones de recipientes a presión

Las certificaciones de diseño, fabricación y reparación de los recipientes a presión aseguran que los equipos cumplen con estándares de seguridad, confiabilidad y calidad en diferentes mercados. A continuación, se presentan tabla indicando las normas, aplicaciones y requisitos

Tabla sobre certificaciones de recipientes a presión

Norma / Certificación	Entidad Emisora / Jurisdicción	Aplicación	Requisitos / Comentarios
ASME Sección VIII (Div. 1, 2, 3)	ASME (EE.UU.)	Diseño, fabricación, inspección y pruebas	Deben tener sello ASME U (Div. 1), U2 (Div. 2) o U3 (Div. 3). Solo fabricantes autorizados pueden aplicar el sello.
NB (National Board Registration)	National Board (EE.UU.)	Registro post-fabricación	El equipo debe estar fabricado conforme ASME y registrado en el National Board con placa NB.
R Stamp	National Board (EE.UU.)	Reparación o modificación	Empresas deben estar certificadas para realizar reparaciones bajo NBIC.
PED 2014/68/EU	Unión Europea	Equipos para mercado europeo	Requiere marcado CE, evaluación de conformidad y documentación técnica.
ISO 11120 / ISO 16528-1	ISO (Internacional)	Recipientes sin costura y homologación general	Aplica principalmente en sistemas internacionales de diseño y evaluación de conformidad.

Certificaciones del Personal de Inspección 

La inspección de recipientes a presión es una actividad que demanda experiencia práctica y una sólida formación técnica respaldada por certificaciones reconocidas internacionalmente. Estas credenciales aseguran que el personal responsable de evaluar la integridad mecánica de los equipos cuente con las competencias necesarias para interpretar códigos como el ASME Sección VIII, aplicar técnicas de END, identificar fallas, y emitir criterios válidos durante auditorías regulatorias o reparaciones estructurales.

A continuación, se presentan las principales certificaciones exigidas o recomendadas para inspectores de recipientes a presión:

Tablas sobre certificaciones para Inspectores de recipientes a presión

Certificación	Entidad Emisora / Jurisdicción	Alcance	Comentarios
API 510 – Pressure Vessel Inspector	API (EE.UU.)	Inspección en servicio	Incluye conocimientos en diseño ASME VIII, evaluación de MAWP, END, pruebas y reparaciones. Vigencia: 3 años.
AI – Authorized Inspector	National Board (EE.UU.)	Inspección de construcción y reparación ASME	Debe trabajar en entidad autorizada y cursar formación oficial del NB.
Inspector END Nivel II / III	SNT-TC-1A (ASNT) / ISO 9712	Ensayos no destructivos	Nivel II: ejecución. Nivel III: supervisión y diseño de procedimientos. Métodos: LP, PM, UT, RT, etc.

Trazabilidad documental 

Es un requisito esencial en la fabricación, inspección y operación de recipientes a presión, especialmente si están regulados por el código ASME Sección VIII. Este proceso permite identificar de manera precisa cada componente del equipo, desde el origen de los materiales hasta los registros de soldadura, ensayos no destructivos, inspecciones y certificaciones finales.

Una documentación trazable y bien organizada facilita auditorías y validaciones normativas, también respalda la confiabilidad operativa del equipo a lo largo de su ciclo de vida. En industrias donde la seguridad y la responsabilidad legal son críticas, la ausencia de trazabilidad representa un riesgo técnico y administrativo inaceptable.

En la tabla a continuación, se detallan los principales elementos que deben estar documentados y trazables durante el ciclo de vida de un recipiente a presión.

Tabla sobre la trazabilidad documental en recipientes a presión

Etapa	Documento / Registro	Finalidad / Observaciones
Diseño	– Cálculos de diseño según ASME VIII / PED / ISO 16528-1 – Planos de fabricación certificados	Verificación del cumplimiento normativo, presión de diseño, espesores y configuración geométrica.
Materiales	– Certificados de conformidad de materiales (EN 10204 3.1 / 3.2) – Trazabilidad por número de colada / lote	Garantiza la calidad del acero, aleaciones y soldaduras utilizadas.
Fabricación	– WPS, PQR y WPQ (cualificación de procedimientos y soldadores) – Registro de soldaduras y trazabilidad – Registro de END (LP, UT, RT, etc.) – Resultados de pruebas hidrostáticas o neumáticas	Certifica que el recipiente fue construido conforme a procedimientos calificados y probado adecuadamente.
Inspección Inicial	– Informe del Inspector Autorizado (AI / API 510) – Certificado de aceptación final ASME o CE (PED)	Documento para validación de seguridad antes de operación.
Operación y Mantenimiento	– Registro de inspecciones periódicas API 510 – Bitácora de operación y presiones máximas – Registro de mantenimiento correctivo / preventivo	Ayuda a verificar la continuidad operativa bajo condiciones seguras.
Reparaciones / Modificaciones	– Informe técnico de reparación – Autorización NB «R» Stamp (si aplica) – Nuevos END post-reparación – Informe de re-evaluación de MAWP	Verifica que cualquier intervención mantiene la conformidad y seguridad estructural.
Documentación Legal	– Registro ante entidad nacional (ej. National Board, INMETRO, STPS) – Declaración de Conformidad – Manual del usuario / manual de operación y mantenimiento	Requerido por autoridades locales o para procesos de auditoría externa.

Riesgos asociados a recipientes a presión

A lo largo de la historia industrial, múltiples accidentes han estado asociados a fallas en recipientes a presión, desde explosiones por sobrepresión hasta fugas de gases tóxicos. Las causas más comunes incluyen sobrepresión, corrosión, defectos de fabricación, fallas en soldaduras y malas prácticas operativas o de mantenimiento.

La prevención de fallas requiere un enfoque integral que aborde todas las etapas del ciclo de vida del equipo:

• Diseño: Regido por normas como ASME Sección VIII, que establecen requisitos de resistencia mecánica, soldadura, fatiga y compatibilidad de materiales.
• Materiales: Seleccionados según condiciones de operación, con énfasis en resistencia a la corrosión y soldabilidad.
• Construcción: Bajo estándares como el NBIC y ASME, con trazabilidad, certificación de materiales y ensayos no destructivos.
• Mantenimiento: Preventivo, predictivo y correctivo, con documentación técnica rigurosa que permita evaluar la integridad del equipo a lo largo del tiempo.

Una gestión adecuada de estos factores reduce el riesgo de fallas catastróficas, protege al personal y al medio ambiente, y extiende la vida útil de los equipos.

Importancia de la gestión del ciclo de vida

La operación segura de un recipiente a presión no depende solo de su diseño inicial. La inspección periódica, el cumplimiento de API 510, y el mantenimiento predictivo aseguran la integridad estructural a lo largo del tiempo. Además, la correcta documentación y trazabilidad, así como la certificación de soldadores y procedimientos, forman parte de una estrategia integral de gestión del activo.

Conclusión

El entendimiento de la clasificación de recipientes a presión, su función industrial y el cumplimiento estricto de normas como la ASME Sección VIII y la API 510, son garantía para la seguridad y eficiencia operativa de os recipiente a presión. El diseño adecuado, la certificación del personal y la aplicación de tecnologías de inspección avanzadas garantizan un ciclo de vida más largo y confiable.

Referencias

1. ASME (American Society of Mechanical Engineers). (2021). ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII: Rules for Construction of Pressure Vessels (Divisions 1, 2 y 3). ASME.
2. API (American Petroleum Institute). (2022). API 510: Pressure Vessel Inspection Code – In-service Inspection, Rating, Repair, and Alteration (11th ed) API.