Tanque con techo flotante interno: Función en el control de emisiones

El tanque con techo flotante interno es una de las soluciones más eficaces para reducir las emisiones de hidrocarburos en el almacenamiento atmosférico de productos volátiles. Su función operacional no depende únicamente del principio de flotación: también influye la interacción entre el diseño estructural, la selección de materiales, los sistemas de sellado y el cumplimiento normativo establecido en API 650.

Ante una presión regulatoria creciente, la necesidad de controlar las pérdidas evaporativas y la optimización de la operación, el IFRT es un activo clave para la reducción de emisiones de tanques, la preservación del producto almacenado y el control de riesgos operacionales asociados al almacenamiento.

Principio de operación del tanque con techo flotante interno

Un tanque con techo flotante interno (IFRT, por sus siglas en inglés) incorpora una cubierta flotante instalada bajo un techo fijo, reduciendo el “vapor space” sobre el líquido y, con ello, las pérdidas por respiración y por ciclos de llenado/vaciado. Además, el techo fijo protege al sistema frente a sol y lluvia, lo que estabiliza el desempeño del sellado y limita la variabilidad de emisiones por clima.

Desde el punto de vista físico, el IFRT actúa como una barrera móvil que sigue el nivel del producto, reduciendo en gran magnitud la evaporación de Compuestos Orgánicos Volátiles (VOC). Su funcionamiento está directamente influenciado por:

• Planicidad y rigidez del sistema flotante.
• Continuidad y diseño de sellos primarios y secundarios.
• Compatibilidad electroquímica de materiales.
• Calidad de instalación y mantenimiento.
• Emisiones por accesorios y penetraciones (medición, drenajes, soportes).

Diferencia entre tanques con techo flotante interno y externo

La diferencia entre un tanque con techo flotante interno (IFRT) y un tanque con techo flotante externo (EFRT) radica principalmente en cómo el ambiente externo afecta la estabilidad del sistema de sellado y el balance térmico, influyendo directamente en la consistencia del control de emisiones.

En los EFRT, la cubierta está expuesta a radiación solar, lluvia y viento, lo que puede inducir movimientos, acumulación de agua y desgaste acelerado del sello perimetral, incrementando las emisiones fugitivas durante condiciones climáticas adversas.

En contraste, el IFRT opera protegido por un techo fijo, reduciendo la agresividad ambiental y permitiendo un control más estable de las emisiones de hidrocarburos, concentradas principalmente en accesorios y el espacio anular entre deck y pared.

Tipos de techos flotantes internos

En un IFRT, los techos flotantes internos se clasifican según su interacción con el producto almacenado y el volumen de vapor bajo la cubierta, criterios directamente relacionados con el control de emisiones y el diseño conforme a API 650 Apéndice H.

• Full-contact (contacto total): El deck se apoya directamente sobre la superficie del líquido, minimizando el volumen de vapor bajo cubierta y asociándose a un mejor control de emisiones. 
• Pontoon (skin & pontoon): Incorpora compartimentos de flotación (p. ej., tipo tubular/pontón), dejando un volumen de vapor bajo la cubierta; es común por su robustez, tolerancia a montaje y comportamiento estructural. 
• Pan y diseños híbridos: Utilizados en aplicaciones específicas, combinan características de ambos sistemas según volatilidad del producto, diámetro del tanque y estrategia de sellado.

Los techos flotantes de aluminio dominan el mercado de IFRT por su relación resistencia–peso y su comportamiento frente a la corrosión del aluminio; adicionalmente, la selección debe balancear emisiones, integridad mecánica, accesorios y régimen de operación.

¿Por qué el aluminio es el material preferido para los IFRT?

El aluminio es ampliamente utilizado en los tanques con techo flotante interno por razones técnicas claramente definidas, asociadas a su comportamiento estructural, químico y operativo en aplicaciones de almacenamiento de hidrocarburos.

• Alta resistencia específica: Proporciona adecuada capacidad estructural con bajo peso, reduciendo las cargas transmitidas a la carcasa del tanque.
• Formación natural de óxido protector: Desarrolla espontáneamente una película superficial estable que actúa como barrera frente a la corrosión.
• Buen comportamiento en atmósferas hidrocarburadas: Mantiene estabilidad química en ambientes con vapores de productos petrolíferos.
• Facilidad de instalación y modularidad: Permite diseños modulares que simplifican el montaje y reducen tiempos de intervención.

Oxidación del aluminio y su efecto protector

La oxidación del aluminio genera una capa pasiva continua y adherente que protege el material base frente a la degradación. Este fenómeno explica su adecuado comportamiento frente a la corrosión del aluminio, siempre que el diseño controle condiciones que rompan la pasivación (humedad persistente, depósitos, pares galvánicos).

Riesgos de corrosión galvánica

La corrosión galvánica puede presentarse cuando el aluminio entra en contacto eléctrico con aceros al carbono en presencia de un electrolito. Para mitigar este riesgo, el diseño del IFRT debe contemplar:

• Aislamiento eléctrico entre materiales disímiles.
• Selección adecuada de fijaciones y elementos de unión.
• Control efectivo de drenajes y condensados.
• Gestión de “wetting” en uniones y puntos de retención.

Sistemas de sellado y control de emisiones

Los sistemas de sellado son el componente más crítico para reducir las VOCs en un tanque con techo flotante interno, ya que constituyen la principal barrera entre el producto y la atmósfera del tanque. En términos prácticos, cuando un IFRT “no cumple” en emisiones, la causa suele concentrarse en sellos, penetraciones y accesorios, más que en la flotabilidad del deck.

Sellos primarios y secundarios

• Alta capacidad de adaptación radial, permitiendo un contacto continuo con la pared del tanque.
• Diseños multicapa, orientados a reducir la permeabilidad y limitar las pérdidas evaporativas.
• Comportamiento dinámico, capaz de absorber variaciones geométricas como ovalidad, tolerancias constructivas y movimientos de la membrana flotante.

Un sistema de sellado inadecuado, mal instalado o degradado puede anular el beneficio ambiental del IFRT, incluso cuando la estructura del techo flotante cumple con requisitos de diseño y flotabilidad.

API 650 Appendix H y requisitos normativos

El API 650, en su Appendix H, aborda específicamente criterios técnicos asociados al diseño de techos flotantes internos para garantizar integridad mecánica y funcionalidad. Entre los aspectos más relevantes se incluyen:

• Requisitos estructurales del techo flotante, considerando cargas propias y condiciones operativas.
• Flotabilidad mínima exigida; el techo debe mantener flotación incluso si dos compartimentos se inundan/perforan, condición crítica de seguridad. 
• Criterios de deflexión/serviciabilidad para evitar pérdida de funcionalidad o daño estructural.
• Compatibilidad y disposición del sistema de sellado y penetraciones.

En síntesis: la norma no solo “pide que flote”, también exige márgenes de flotación (p. ej., soportar al menos el doble del peso propio) y capacidad de continuar operativo ante escenarios de daño en compartimentos, además de considerar fricción de sellos y cargas durante el llenado. 

Integridad mecánica y confiabilidad operativa

Desde la perspectiva de gestión de activos, el IFRT debe integrarse a programas de Inspección Basados en Riesgo (RBI), considerando factores estructurales y funcionales. Aspectos críticos incluyen:

• Deformaciones permanentes del techo flotante.
• Daños asociados a eventos de sobrepresión o vacío.
• Ataque corrosivo localizado, especialmente en uniones y accesorios.
• Fallas en sistemas de drenaje o sellado.
• Condición de compartimentos de flotación y hermeticidad.

La confiabilidad del sistema influye directamente en la reducción de emisiones de tanques, la continuidad operativa y el control de riesgos asociados al almacenamiento de hidrocarburos.

Innovaciones técnicas en techos flotantes de aluminio

La evolución de los techos flotantes de aluminio ha estado orientada a mejorar el control de emisiones, la confiabilidad estructural y la facilidad de instalación en tanques de almacenamiento atmosférico. Los avances recientes se concentran en arquitecturas modulares, optimización de flotabilidad, control de deflexiones y mejor integración de accesorios críticos (penetraciones, drenajes, medición), permitiendo una mejor adaptación a las exigencias de API 650.

Como referencia técnica aplicada, el siguiente video realizado por INSPENET TV a la empresa HMT LLC, muestra soluciones de techos flotantes de aluminio en condiciones reales, conectando diseño, instalación y desempeño ambiental.

¿Cuándo retrofit un tanque con techo flotante interno?

El retrofit de un IFRT es una alternativa técnica viable cuando se busca mejorar control de emisiones sin reemplazar el activo. Es recomendable cuando:

• Se identifican pérdidas evaporativas elevadas en tanques de techo fijo.
• Se requieren mejoras ambientales manteniendo la infraestructura actual.
• Se actualizan exigencias regulatorias relacionadas con emisiones y control de vapores.
• El tanque almacena productos de alta volatilidad, donde el espacio de vapor libre representa un riesgo ambiental y operativo.

La evaluación del retrofit debe considerar análisis estructural del tanque, compatibilidad de materiales (incluida corrosión galvánica), condiciones operativas, interferencias con columnas internas vs. techos autoportantes, y el beneficio ambiental obtenido frente a la inversión. 

Conclusión

El tanque con techo flotante interno es una solución técnica y estratégica para la reducción de emisiones de tanques, combinando eficiencia ambiental, confiabilidad estructural y cumplimiento normativo bajo API 650. El uso de techos flotantes de aluminio, junto con un diseño de sellado correcto y el control de fenómenos como la corrosión galvánica, permite maximizar su operatividad a largo plazo.

Integrado correctamente en la estrategia de integridad mecánica (RBI), el IFRT no solo reduce emisiones de hidrocarburos: también estabiliza la operación, preserva producto y refuerza la gestión de riesgo del almacenamiento.

Referencias

1. Qian, X; Yuan, M; Huang, W; Krause, U.  Floating Roof Tanks. Sciencedirect

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