Introducción

La infraestructura de almacenamiento constituye uno de los eslabones más estratégicos en la cadena de valor de los hidrocarburos. La confiabilidad estructural de los tanques de almacenamiento impacta directamente en la seguridad operativa, la integridad ambiental y la rentabilidad de los activos industriales. Dentro de este contexto, la norma API 650 del American Petroleum Institute se ha consolidado como el estándar de referencia a nivel internacional para el diseño, fabricación, inspección y prueba de tanques soldados de almacenamiento atmosférico.

API 650 define las mejores prácticas de ingeniería para garantizar el desempeño seguro y eficiente de los tanques, y establece un marco técnico sobre los requisitos de materiales, soldaduras, procedimientos de prueba y criterios de aceptación, brindando una plataforma común para operadores, fabricantes, aseguradoras y organismos reguladores. Su adopción es un requisito indispensable para la obtención de permisos de operación seguros de responsabilidad civil, técnica y alineada con estándares de seguridad industrial de carácter internacional.

Este artículo ofrece un análisis detallado sobre el origen histórico de API 650, su evolución normativa, su alcance técnico específico y los beneficios tangibles que aporta a las instalaciones petroleras modernas.

¿En qué consiste la Norma API 650?

La Norma API 650,¹, conocida como Tanques Soldados para el Almacenamiento de Petróleo, fue desarrollada y publicada por el American Petroleum Institute (API) para establecer los requisitos mínimos en el diseño, fabricación, construcción y verificación de tanques de almacenamiento soldados. Esta especificación aplica exclusivamente a tanques asentados sobre fondos de soporte uniforme y destinados a operar en condiciones de servicio no refrigerado, con una temperatura máxima de diseño de 93 °C (200 °F) o inferior. Publicada originalmente en 1973, la norma ha evolucionado a través de múltiples revisiones, siendo su 13.ª edición la más reciente, emitida en marzo de 2020.

En el siguiente video se muestra un video sobre el montaje y construcción de un tanque de almacenamiento. Fuente: GRUPO FYRESA.

Proyectos para la industria petrolera.

Orígenes e historia de la Norma API 650

El surgimiento de API 650 se encuentra estrechamente vinculado al auge de la industria petrolera en el siglo XX, época en la cual la expansión acelerada de la producción y refinación de crudo puso de manifiesto la necesidad de sistemas de almacenamiento más seguros y estandarizados. Antes de la existencia de la norma, los tanques eran diseñados bajo criterios empíricos, lo cual derivaba en inconsistencias técnicas, accidentes catastróficos y elevados costos de mantenimiento.

El American Petroleum Institute (API), fundado en 1919, asumió el liderazgo en el desarrollo de estándares técnicos de la industria, promoviendo la seguridad, la eficiencia y la interoperabilidad. En 1961, se publicó la primera edición de API 650, consolidando criterios unificados para el diseño de tanques soldados destinados a almacenamiento atmosférico de líquidos a presiones internas limitadas.

Desde entonces, la norma ha evolucionado a través de múltiples revisiones que incorporan avances en la ciencia de materiales, técnicas de soldadura, métodos de ensayo no destructivo, análisis sísmicos y requisitos de diseño para condiciones ambientales extremas. Cada actualización refleja una respuesta técnica a los nuevos desafíos operativos, así como una asimilación de las lecciones aprendidas a partir de incidentes relevantes en el sector.

Alcance técnico de la Norma API 650

API 650 establece los lineamientos para el diseño, construcción, inspección y prueba de tanques cilíndricos de acero, soldados, de fondo plano, destinados al almacenamiento de líquidos a presiones internas no superiores a 2,5 psig (17,2 kPa) y a temperaturas típicas de operación de -40 °C a 93 °C. Su campo de aplicación abarca tanques de pequeño, mediano y gran volumen utilizados en refinerías, terminales de exportación, plantas químicas y de procesamiento².

Entre los aspectos técnicos más relevantes, destacan:

Criterios de diseño estructural: Se basa en esfuerzos permisibles utilizando métodos de análisis elástico lineal, considerando cargas hidrostáticas, cargas por viento (según ASCE 7), cargas sísmicas (conforme a API 650 Appendix E o alternativas basadas en análisis de respuesta espectral) y cargas accidentales. Se definen requisitos mínimos de espesores, factores de forma para techos cónicos o abovedados y disposiciones para asentamientos diferenciales del terreno.
Selección de materiales: La norma especifica los materiales aceptables para construcción, los cuales incluyen aceros al carbono, aceros de baja aleación y aceros austeníticos para servicio criogénico (según Appendix Q). Se exige certificación de propiedades mecánicas conforme a normas ASTM aplicables, así como límites estrictos de composición química para mitigar fenómenos como la fragilización.
Procedimientos de soldadura: Se establecen requisitos para la calificación de procedimientos de soldadura (WPS) y operadores (WPQ) conforme a la Sección IX del Código ASME, incluyendo ensayos de tracción, doblado, impacto Charpy y dureza Brinell, según la criticidad del servicio y la ubicación de las juntas.
Inspección y Ensayos No Destructivos: API 650 prescribe la aplicación de métodos END como ultrasonido, partículas magnéticas, líquido penetrante o radiografía, dependiendo del tipo de junta y de su accesibilidad. Además, se establecen pautas para la prueba neumática o hidrostática final como condición indispensable de aceptación.
Accesorios y componentes especiales: La norma regula el diseño y la instalación de boquillas, manholes, escotillas, válvulas de alivio de presión/vacío, drenajes de fondo y protecciones contra sobrepresión accidental.

Procesos de fabricación, ensayos y pruebas de aceptación en tanques de almacenamiento API 650

La construcción de tanques de almacenamiento conforme a la Norma API 650 implica una serie de etapas críticas que aseguran la integridad estructural, la calidad de fabricación y el cumplimiento de los requisitos normativos. Desde los procedimientos de soldadura hasta las pruebas de aceptación y la aplicación de recubrimientos, cada fase debe ser ejecutada y verificada rigurosamente para garantizar la confiabilidad a largo plazo de los activos en la industria petrolera. Bajo este conteto es importante cumplir con las siguiente etapas durante el proceso de fabricacion e inspeccion de los tanues de almacenamiento:

Procedimientos de soldadura: La soldadura de los tanques se ejecuta conforme a procedimientos calificados (WPS) y especificaciones de desempeño (PQR) avaladas bajo códigos como ASME Sección IX o especificaciones equivalentes. La selección de técnicas de soldadura —como arco sumergido (SAW) o arco metálico protegido (SMAW)— depende de factores como el espesor de la chapa, la posición de soldadura y el material base. Cada unión soldada debe cumplir con requisitos estrictos de penetración, perfil de cordón y ausencia de discontinuidades.

Inspección con líquidos penetrantes: El método de líquidos penetrantes (PT) se emplea para detectar discontinuidades superficiales en soldaduras críticas, tales como grietas, porosidades abiertas o falta de fusión. Este ensayo se realiza principalmente en soldaduras de fondo de tanque y conexiones de accesorios, siguiendo procedimientos basados en normas como ASTM E165 o ISO 3452.

As built de soldadura y ubicación de radiografías: El registro “as built” de soldaduras documenta cada junta ejecutada, especificando su ubicación, número de identificación, tipo de prueba aplicada y resultados obtenidos. En juntas de alta criticidad, se realizan radiografías industriales (RT) conforme a API 650 y ASME V, para validar la calidad interna de la soldadura, asegurando la ausencia de defectos inaceptables como inclusiones de escoria o falta de fusión.

Prueba de gas oil: La prueba de gas oil se utiliza como ensayo de estanqueidad preliminar para detectar fugas en las soldaduras de fondo. Consiste en aplicar un líquido de baja viscosidad (gas oil) sobre la cara opuesta de la junta mientras se observa visualmente la posible aparición del fluido en el lado opuesto, detectando microdefectos que podrían no evidenciarse en inspecciones visuales convencionales.

Prueba de vacío del fondo: La prueba de vacío (vacuum box test) se realiza en soldaduras de fondo, especialmente en uniones de placas. Se utiliza una caja de vacío que, al crear una presión diferencial sobre el área inspeccionada, permite identificar cualquier fuga de aire, indicativa de defectos de estanqueidad en la soldadura.

Prueba hidrostática: La prueba hidrostática en tanques es un requisito fundamental de aceptación final, mediante el cual se llena el tanque completamente con agua hasta el nivel máximo de diseño. Esta prueba permite verificar la resistencia estructural y la hermeticidad del tanque, conforme a los procedimientos establecidos en la sección 7 de la norma API 650. Se deben controlar parámetros como la tasa de llenado, la permanencia bajo presión y los criterios de aceptación basados en observaciones visuales de fugas.

Aplicación de recubrimiento interno: Una vez superadas las pruebas de integridad, se procede a la aplicación del recubrimiento interno, utilizando sistemas de pintura epóxica, poliuretano o recubrimientos especializados anticorrosivos, según el tipo de producto que almacenará el tanque. El proceso implica la preparación de superficie mediante granallado (con rugosidad controlada conforme a NACE/SSPC) y la aplicación de capas con espesores especificados, verificados mediante medidores de espesor por inducción magnética.

Limpieza y pintura exterior: La limpieza exterior y el sistema de pintura forman parte de la protección contra la corrosión atmosférica. Se siguen normas como SSPC-SP10 para la preparación de superficie y se aplican sistemas de protección multicapas, incluyendo primer, capa intermedia y acabado, seleccionados en función de la agresividad del ambiente (rural, industrial o marino).

Cálculo de la frecuencia óptima de inspección: Finalmente, para garantizar la gestión del riesgo en servicio, se establece una frecuencia óptima de inspección basada en metodologías de Risk-Based Inspection (RBI) y la guía API 653. Se consideran factores como la tasa de corrosión, las condiciones operativas, los resultados de inspecciones anteriores y el análisis de criticidad de componentes, permitiendo definir intervalos de inspección internos, externos y de fondo

Beneficios para la industria petrolera

La adopción de API 650 ofrece beneficios estratégicos a la industria petrolera, entre los cuales destacan:

Seguridad operacional mejorada: La estandarización de criterios de diseño reduce la probabilidad de fallos estructurales, minimizando el riesgo de fugas, incendios o explosiones que podrían derivar en pérdidas humanas y daños ambientales irreversibles.
Eficiencia económica: El diseño optimizado basado en parámetros de seguridad probados permite la construcción de tanques más eficientes en cuanto a materiales y tiempos de ejecución, impactando positivamente en los costos de inversión (CAPEX) y operación (OPEX).
Facilitación de la inspección y mantenimiento: El marco normativo de API 650 establece bases sólidas para inspecciones de integridad estructural periódicas (API 653), permitiendo programar mantenimientos predictivos que prolongan la vida útil de los activos.
Reconocimiento internacional: El cumplimiento con API 650 es un aval de calidad técnica reconocido globalmente, lo cual facilita la homologación de proyectos ante clientes internacionales, compañías aseguradoras y entes regulatorios.
Flexibilidad de aplicación: La norma permite adaptaciones para condiciones específicas de operación, como almacenamiento de productos con alta volatilidad, exposición a ambientes corrosivos.

Desafíos y consideraciones actuales

La transición energética, la digitalización industrial y el endurecimiento de normativas ambientales exigen que las instalaciones de almacenamiento se diseñen bajo nuevas premisas de resiliencia, eficiencia energética y sostenibilidad. En este sentido, API 650 debe convivir con criterios adicionales tales como:

Implementación de sistemas de monitoreo en línea para detección temprana de fallas estructurales.
Adaptación para tanques destinados al almacenamiento de nuevos productos energéticos (biocombustibles, hidrógeno líquido, etc.).
Fortalecimiento de los requisitos de contención secundaria y mitigación de liberaciones accidentales.

La continua revisión y modernización de API 650 serán claves para mantener su relevancia técnica en el nuevo paradigma energético global.

Conclusión

API 650 representa un compendio técnico; de décadas de conocimiento referente a la innovación y compromiso con la seguridad industrial. Su correcta aplicación garantiza la construcción de tanques de almacenamiento, confiables y adaptados a los más exigentes escenarios operativos. Frente a los retos emergentes de la industria, mantener la disciplina técnica en el diseño y construcción bajo API 650 será una ventaja competitiva determinante para las compañías petroleras y de energía que aspiren a liderar el mercado en los próximos años.

Referencias

API Standard 650, “Welded Tanks for Oil Storage”, última edición.
Sánchez, M Ángel; Diseño y Cálculo de Tanques de Almacenamiento. https://harvard.academia.edu/Miguel%C3%81ngelLuceroS%C3%A1nchez