Guía técnica de inspección y mantenimiento en torres de destilación

Las torres de destilación son elementos fundamentales en las operaciones de separación térmica dentro del sector Oil & Gas. Su correcto funcionamiento depende no solo de parámetros operativos como la temperatura, la presión y la composición de los flujos, sino también del estado físico y mecánico de sus componentes internos, como bandejas, empaques, distribuidores y soportes estructurales.

La inspección periódica de estos componentes internos es esencial para mantener el desempeño óptimo del sistema. Estos internos son responsables de maximizar el contacto entre fases y asegurar la eficiencia en la transferencia de masa, siendo piezas clave para la productividad, la seguridad de los procesos y el cumplimiento de especificaciones de producto, contribuyendo directamente a la confiabilidad operacional de las unidades de proceso.

Este artículo presenta un abordaje integral de las mejores prácticas para la inspección de los internos de las torres de destilación, desde la evaluación de riesgos y limpieza previa hasta los métodos de inspección no destructiva más avanzados, con el objetivo de garantizar un control técnico eficiente y alineado con los estándares internacionales del sector energético.

Fundamentos de las torres de destilación

Función y principios de operación

Las torres de destilación permiten separar mezclas líquidas complejas en fracciones más simples, utilizando las diferencias en puntos de ebullición. Son esenciales en refinerías y plantas petroquímicas.

El proceso se basa en la vaporización y condensación selectiva: el vapor asciende y se encuentra con el líquido descendente, generando etapas de equilibrio líquido-vapor que enriquecen la fracción superior con compuestos ligeros y la inferior con pesados.

Tipos comunes de destilación:

• Fraccionada: A presión atmosférica, para separar productos como nafta y gasóleo.
• Al vacío: Para fracciones pesadas, evita descomposición térmica.
• Azeotrópica: Para romper azeótropos con agentes entrópicos.

Estos métodos optimizan la eficiencia energética y la calidad del producto final.

Principales componentes de una torre de destilación

Las torres incluyen internos diseñados para maximizar la transferencia de masa entre fases. Los principales son:

• Plato alimentador: Introduce la alimentación en el punto adecuado.
• Bandejas: Contacto vapor-líquido; pueden ser de campana, válvula o rejilla.
• Relleno (packing): Alternativa a bandejas, ideal para menor caída de presión.
• Distribuidores y recolectores: Garantizan flujo uniforme sobre el relleno.
• Internos estructurales: Incluyen downcomers, redistribuidores y soportes.
• Sensores y boquillas: Permiten monitoreo y mantenimiento.

Un diseño adecuado y el mantenimiento periódico de estos elementos garantiza la eficiencia de la separación, seguridad operativa y cumplimiento de los estándares técnicos.

Esquema técnico de una torre de destilación industrial.

Importancia de la Inspección de Internos

La inspección de componentes internos en torres de destilación es una práctica crítica en el mantenimiento de unidades de separación dentro de la industria de procesos, particularmente en refinerías, plantas petroquímicas y químicas finas. Estos componentes internos —como bandejas, empacaduras, distribuidores y recolectores— juegan un papel esencial en la eficiencia y estabilidad del proceso, por lo que su evaluación periódica es clave para garantizar la continuidad operativa y prevenir fallas criticas o fallos severos.

Rol en la confiabilidad operativa y seguridad de proceso

Prevención de fallas mecánicas y pérdidas de eficiencia

Los internos mal instalados, desgastados o dañados pueden comprometer el patrón de flujo ascendente-descendente de vapor y líquido dentro de la torre, provocando canalización, arrastre (entrainment) o acumulación de líquido. Estos efectos reducen la eficiencia de separación y elevan los costos energéticos. Una inspección estructurada permite identificar estos defectos antes de que afecten la calidad del producto o generen condiciones inestables de operación.

Detección temprana de daños por corrosión, fouling o deformaciones

Las condiciones severas de temperatura, presencia de compuestos ácidos, variaciones de caudal y contaminantes pueden generar corrosión localizada, incluyendo efectos de reacción galvánica en materiales metálicos, incrustaciones (fouling) o deformaciones mecánicas en internos metálicos y poliméricos. Una inspección visual, complementada con técnicas no destructivas (como UT o endoscopía industrial), permite detectar a tiempo estas condiciones para tomar acciones correctivas antes de que el daño sea irreversible.

Reducción de tiempos de parada no programados

Las fallas no detectadas durante las ventanas de parada planificada pueden derivar en desviaciones de proceso que obligan a paradas no programadas, con consecuencias económicas significativas. Para profundizar en estrategias que mejoran la confiabilidad operacional a través del mantenimiento, consulta el artículo Mejoras de la Confiabilidad Operacional con Mantenimiento. La inspección oportuna de internos garantiza que se cumplan los criterios de integridad funcional, reduciendo la probabilidad de paradas emergentes y mejorando la confiabilidad general del activo, especialmente cuando se complementa con herramientas digitales de mantenimiento predictivo.

Normativas aplicables

Las inspecciones internas de torres de destilación deben llevarse a cabo conforme a normas técnicas nacionales e internacionales que establecen los requisitos de seguridad, criterios de integridad mecánica y metodologías aceptadas de ensayos no destructivos (END). El cumplimiento de estas normativas garantiza no solo la confiabilidad del proceso de inspección, sino también la seguridad del personal y la aptitud para el servicio continuo de los equipos críticos. A continuación, se presentan los principales referentes que rigen estas prácticas:

• API 510 – Pressure Vessel Inspection Code: Establece los requisitos mínimos para la inspección, reparación, modificación y reclasificación de recipientes a presión, incluidas las torres de destilación que operan bajo presión. Define la cualificación de los inspectores, los intervalos de inspección y los procedimientos de evaluación.
• API 579 – Fitness-for-Service (FFS): Proporciona metodologías para evaluar equipos que presentan degradación o defectos, como corrosión, grietas o deformaciones mecánicas. Apoya la toma de decisiones sobre la continuidad operativa segura bajo las condiciones actuales de servicio.
• ASME Sección V – Examen No Destructivo: Especifica los principios y prácticas de técnicas END, incluyendo ultrasonido (UT), corrientes Eddy (ECT), radiografía (RT) e inspección por líquidos penetrantes (PT). Asegura la detección precisa de fallas sin comprometer la integridad estructural.
• OSHA 29 CFR 1910.146 – Espacios Confinados que Requieren Permiso: Define los requisitos de seguridad para el ingreso y trabajo en espacios confinados, como el interior de torres de destilación. Exige pruebas de atmósfera, ventilación, permisos, procedimientos de rescate y cualificación del personal.
• NFPA 350 – Guía para Ingreso Seguro a Espacios Confinados y Trabajo en su Interior: Complementa la normativa OSHA al ofrecer mejores prácticas y orientación adicional sobre identificación de peligros, monitoreo atmosférico y planificación del trabajo en espacios confinados.
• Normas ASTM e ISO: Proveen procedimientos reconocidos internacionalmente para la calibración de equipos END, la cualificación de inspectores y la documentación de los resultados de inspección con fines de trazabilidad y aseguramiento de la calidad.

Alinear los programas de inspección interna con estas normativas permite a los operadores garantizar el cumplimiento regulatorio, minimizar riesgos y respaldar decisiones de mantenimiento basadas en datos validados y prácticas aceptadas globalmente.

Preparación previa a la inspección interna

La inspección interna de una torre de destilación es una actividad de alto riesgo que debe planificarse rigurosamente. La preparación adecuada no solo garantiza la seguridad del personal involucrado, sino que también permite una ejecución eficiente y conforme a los estándares regulatorios. La fase previa es tan importante como la inspección misma, ya que errores en el aislamiento, limpieza o autorización pueden comprometer los resultados o generar accidentes graves.

Evaluación de riesgos y permisos de trabajo

Antes de permitir el acceso a la torre, debe realizarse una evaluación integral de los riesgos asociados al ingreso en espacios confinados, la presencia de atmósferas peligrosas y las condiciones operativas residuales del sistema.

• Permiso de entrada a espacio confinado: Es indispensable emitir un permiso de trabajo específico para espacios confinados, conforme a normativas locales e internacionales como OSHA – Confined Spaces, NFPA, y NIOSH. Este documento debe especificar los responsables de cada tarea, la vigencia del permiso, los equipos requeridos y los procedimientos de rescate disponibles.
• Evaluación de atmósferas peligrosas (H₂S, hidrocarburos, gases inertes): Las torres pueden retener gases tóxicos como sulfuro de hidrógeno (H₂S), compuestos orgánicos volátiles o mezclas con oxígeno desplazado por nitrógeno o vapor. Antes de autorizar el ingreso, es obligatorio realizar pruebas atmosféricas para medir niveles de oxígeno, explosividad (LEL) y presencia de gases tóxicos mediante detectores multigás certificados.
• Coordinación con el equipo de seguridad industrial: Todo el procedimiento debe ser planificado y supervisado en conjunto con el departamento de seguridad industrial, quienes validarán los análisis de riesgo, aprobarán los permisos de trabajo y definirán los equipos de protección personal (EPP) y rescate requeridos. Es recomendable llevar a cabo una charla de seguridad  antes de cada jornada de inspección.

Secuencia de actividades previas a la inspección

La ejecución segura de la inspección depende del cumplimiento riguroso de una secuencia técnica de preparación de la torre, que incluye el aislamiento del sistema, su despresurización y posterior limpieza.

Aislamiento y despresurización

• Bloqueo y etiquetado de líneas: Se deben instalar bloqueos físicos (blind flanges o flanges ciegos, slips, doble bloqueo y purga) en todas las conexiones de entrada y salida de la torre, conforme a una matriz de aislamiento aprobada. Cada punto debe ser identificado con una etiqueta visible (LOTO) que indique el nombre del responsable y la fecha del bloqueo.
• Drenaje de líquidos y liberación de presión: Todos los líquidos residuales deben drenarse completamente a tanques designados, evitando derrames o exposiciones peligrosas. Posteriormente, la torre debe ser despresurizada de forma controlada para eliminar presiones internas remanentes, previniendo expulsiones súbitas de gases o líquidos al abrir bridas o registros.

Limpieza de la torre

• Vaporización: Se utiliza vapor de planta para arrastrar los hidrocarburos volátiles remanentes. Este paso permite reducir la concentración de gases inflamables y facilitar la limpieza mecánica posterior. El vapor se inyecta por boquillas superiores o inferiores, dependiendo del diseño de la torre.
• Lavado químico o mecánico: Dependiendo de la naturaleza de los contaminantes (coque, polímeros, lodos), se emplean agentes químicos específicos o herramientas mecánicas como hidro lavadoras de alta presión. Este paso debe remover toda sustancia que interfiera con la inspección visual o instrumental:
• Ventilación forzada y pruebas de gas antes del ingreso: Una vez completada la limpieza, se instalan ventiladores axiales o soplantes para renovar continuamente la atmósfera interna. La ventilación debe mantenerse activa durante todo el tiempo de inspección. Se realizan pruebas de atmósfera justo antes de autorizar el ingreso del primer inspector.

Proceso de inspección interna de la torre

La inspección interna de una torre de destilación debe realizarse siguiendo una secuencia técnica precisa, que permita evaluar con profundidad el estado de los internos, las condiciones mecánicas de la carcasa y los signos de deterioro que puedan comprometer el desempeño operativo. Para ello, es necesario contar con herramientas adecuadas, personal capacitado y una metodología clara de registro y documentación.

Herramientas y equipos necesarios

Un equipo de inspección bien preparado debe contar con herramientas certificadas y equipos de seguridad compatibles con ambientes potencialmente peligrosos, conforme a los estándares exigidos por la seguridad industrial.

• Linternas antiexplosivas, cámaras de inspección, herramientas de medición de espesor: Las linternas deben cumplir estándares ATEX o IECEx. Las cámaras industriales (manuales o endoscópicas) facilitan la inspección en puntos de difícil acceso. Las herramientas de ultrasonido convencional (UT) y galgas de profundidad permiten medir el espesor de paredes, placas y soportes de forma precisa, incluso en condiciones de difícil acceso.
• Equipos de seguridad: trajes Tychem, líneas de vida, detectores multigás: Los trajes Tychem o similares son ideales para proteger contra sustancias químicas residuales. Las líneas de vida deben anclarse fuera del espacio confinado. Se emplean detectores multigás para monitorear continuamente atmósferas explosivas o tóxicas durante la inspección.

Metodología paso a paso

Ingreso y evaluación visual primaria

• Verificación de condiciones generales: al ingresar, el inspector debe evaluar iluminación, atmósfera, accesos internos y estabilidad del área de trabajo.
• Estado del recubrimiento, señales de corrosión, acumulaciones: se identifican áreas con pérdida de recubrimiento, corrosión generalizada o localizada, sedimentos acumulados, hidrocarburos solidificados o fouling.

Inspección detallada de internos

• La inspección detallada de componentes internos abarca los siguientes elementos críticos:
• Bandejas: verificar la alineación respecto al plano de diseño, la presencia de deformaciones, perforaciones, roturas de calzos o piezas desprendidas.
• Empaque (packing): se evalúan desplazamientos, colapsos por compactación, incrustaciones o fouling que afecten el área de transferencia de masa.
• Distribuidores: se comprueba la uniformidad de los orificios, presencia de obstrucciones o depósitos que afecten la distribución del flujo.
• Soportes estructurales: se inspeccionan vigas, anillos de soporte y guías para confirmar que no existan fisuras, corrosión severa o debilitamiento estructural.

Toma de mediciones y registros

• Espesor de paredes (UT): mediante ultrasonido convencional, se realizan mediciones puntuales en zonas representativas y en áreas afectadas visualmente.
• Medición de deformaciones, asentamientos: mediante reglas calibradas, niveles láser o plantillas se evalúan desviaciones del diseño.
• Documentación fotográfica, uso de software para trazabilidad y análisis enfocado al mantenimiento predictivo: se recomienda capturar evidencias fotográficas y asociarlas a croquis o modelos digitales mediante software de gestión de activos (CMMS o IDMS). Estas herramientas están siendo cada vez más integradas a estrategias como el mantenimiento basado en la condición (CBM), donde sensores inteligentes permiten monitoreo continuo y diagnóstico temprano.

 Métodos de inspección aplicables a Internos

La selección del método adecuado depende del tipo de componentes internos, la accesibilidad del área y los recursos disponibles. Una inspección efectiva combina observación directa con técnicas avanzadas de evaluación no destructiva. En este ámbito, la inteligencia artificial aplicada a inspecciones industriales está revolucionando la forma en que se interpretan datos y se detectan fallos ocultos.

 Inspección visual directa e indirecta

• Uso de cámaras remotas industriales (telescópicas o endoscópicas) y drones certificados en torres de gran altura o con restricciones de acceso. Estas tecnologías permiten realizar inspecciones visuales indirectas seguras y preliminares. No obstante, sus resultados deben ser siempre validados mediante inspección visual directa u otras técnicas complementarias, conforme a lo establecido por API 510 y las mejores prácticas del sector Oil & Gas.
• Comparación con registros históricos o planos isométricos: se identifican desviaciones en la configuración de los internos comparando con planos originales o con registros de inspecciones anteriores.

Ultrasonido (UT) y Corrientes Eddy (ECT)

• Verificación de pérdida de espesor: el ultrasonido convencional permite medir espesores residuales de paredes internas y componentes estructurales sin desmontar los internos.
• Evaluación no invasiva de zonas inaccesibles: los sensores de corrientes Eddy (ET o ECT) son útiles para detectar corrosión superficial o defectos bajo recubrimientos, especialmente en materiales conductores.

Técnicas avanzadas

• Phased Array UT en secciones críticas: esta tecnología permite obtener imágenes transversales del componente inspeccionado, detectando grietas internas o laminaciones en zonas de alta exigencia estructural.
• Emisión acústica para detección de fugas o grietas activas: se instalan sensores pasivos que detectan ondas de sonido generadas por crecimiento de grietas o fugas bajo presión durante pruebas dinámicas.
• Técnicas termográficas complementarias: las cámaras infrarrojas detectan diferencias de temperatura asociadas a zonas de acumulación, corrosión activa o fugas internas.

Mecanismos de daño más comunes

Durante la operación continua de una torre de destilación, los internos y componentes estructurales están expuestos a condiciones físicas y químicas que, con el tiempo, pueden comprometer su integridad. Reconocer los mecanismos de daño más frecuentes es clave para enfocar las inspecciones en las zonas de mayor susceptibilidad y prevenir fallos operativos.

Corrosión bajo productos químicos agresivos

En torres de destilación, especialmente en unidades de crudo, visbreaking o alquilación, es frecuente la formación de compuestos corrosivos como ácidos orgánicos (ácido nafténico) o presencia de cloruros provenientes de sales residuales o inyecciones químicas mal controladas. Estos agentes pueden atacar bandejas, empaques y soportes internos:

• Formación de ácidos orgánicos: genera corrosión localizada, especialmente en zonas de bajo flujo o temperatura intermedia.
• Ataque por cloruros: promueve picaduras y Corrosión Bajo Tensión (SCC), particularmente en aceros inoxidables..

Fatiga mecánica o térmica

• Las torres están sujetas a cambios frecuentes de carga, temperatura y presión que generan ciclos de expansión y contracción. Estos ciclos pueden provocar fisuras en soldaduras, bandejas mal ancladas o elementos con puntos de concentración de esfuerzo:
• Ciclos térmicos frecuentes: inducen grietas por fatiga térmica en zonas de fijación o entre bandejas y anillos de soporte.
• La fatiga también puede aparecer por vibraciones mecánicas asociadas a pulsaciones hidráulicas o golpes de flujo en cambios abruptos de operación.

 Fouling o ensuciamiento

• El fouling se refiere a la acumulación de sólidos, polímeros, sales o coque en superficies internas de los componentes internos, lo cual altera significativamente el funcionamiento de la torre:
• Depósitos que bloquean el flujo: generan pérdida de carga excesiva y afectan el perfil de presión.
• Reducción de eficiencia de separación: al afectar el contacto entre fases (líquido-vapor), disminuye el rendimiento de fraccionamiento.
• Zonas críticas para el fouling son: bandejas inferiores, empaques con baja irrigación y distribuidores ubicados bajo corrientes contaminantes.

Daños por flujo mal distribuido o mal diseño

• Un diseño deficiente o una modificación mal ejecutada puede generar patrones de flujo no ideales dentro de la torre, reduciendo su capacidad y favoreciendo el deterioro de los internos:
• Channelling (canalización): ocurre cuando el líquido o vapor se concentra en trayectorias específicas dentro del empaque, generando zonas sin contacto efectivo.
• Golpes hidráulicos en platos defectuosos: bandejas obstruidas, desalineadas o con sellos rotos pueden causar golpes repetitivos que deforman o fracturan componentes, representando un riesgo crítico para la seguridad industrial en procesos de alta presión..

Imagen representativa de los mecanismos de daño más comunes en una torre de destilación.

Recomendaciones para una inspección efectiva

Una inspección interna va más allá de una evaluación visual: requiere planificación, análisis y documentación detallada que permita generar valor a largo plazo. A continuación, se presentan dos pilares clave para elevar la efectividad de estos programas.

Importancia del registro histórico y lecciones aprendidas

El conocimiento acumulado es uno de los activos más valiosos para la confiabilidad operativa. Documentar cada inspección de forma sistemática permite generar inteligencia para futuras decisiones de mantenimiento.

• Uso de bases de datos para análisis predictivo: registrar hallazgos, fotografías, reparaciones y condiciones operativas permite alimentar plataformas digitales que proyectan tendencias de deterioro.
• Correlación entre resultados de inspección y desempeño operativo: cruzar variables como caída de presión, eficiencia de separación y alertas de proceso con resultados de campo fortalece los diagnósticos y previene incidentes repetitivos.

Integración con programas RBI (Inspección Basada en Riesgo)

• La metodología RBI permite asignar recursos de inspección de forma priorizada, según la probabilidad de falla y las consecuencias operativas o de seguridad asociadas.
• Priorización de inspecciones por criticidad: se inspeccionan más frecuentemente aquellas torres que operan bajo condiciones severas, contienen productos tóxicos o cuyas fallas tendrían alto impacto ambiental o económico.
• Reducción de costos y aumento de confiabilidad: al focalizar inspecciones donde realmente se necesita, se optimiza el presupuesto de mantenimiento, fortaleciendo el enfoque hacia el mantenimiento predictivo y reduciendo la exposición innecesaria del personal a ambientes peligrosos.

Conclusiones

La inspección interna de torres de destilación es una operación crítica que influye directamente en la confiabilidad, seguridad y eficiencia de las unidades de procesamiento. Desde la correcta preparación previa —que incluye aislamiento, limpieza y control de atmósferas— hasta la aplicación de técnicas como el ultrasonido convencional (UT), corrientes Eddy o inspección visual detallada, cada etapa contribuye a prolongar la vida útil de los internos, cada etapa contribuye a prolongar la vida útil de los internos y optimizar el rendimiento del proceso.

Identificar y comprender los mecanismos de daño más comunes —como corrosión por ácidos, fatiga térmica, fouling o fallas por mal diseño— permite dirigir los esfuerzos de inspección hacia zonas prioritarias. Además, integrar los hallazgos en plataformas de gestión de activos y programas de Inspección Basada en Riesgo (RBI) fortalece la toma de decisiones, orientándola hacia el mantenimiento predictivo y la confiabilidad operacional.

En un entorno industrial donde la eficiencia energética, la calidad del producto y la seguridad del personal son fundamentales, la inspección de internos no debe verse como un simple requisito de parada, sino como una estrategia clave para garantizar la continuidad operativa y fortalecer la cultura de seguridad industrial en entornos de alto riesgo.

Aplicar buenas prácticas respaldadas por normativas y experiencia técnica es esencial para maximizar la rentabilidad y minimizar riesgos en el sector Oil & Gas. Para fortalecer tus competencias en este ámbito, considera inscribirte en el Diplomado en Confiabilidad Operacional y Gestión del Mantenimiento de INSPENET.

Referencias

1. American Petroleum Institute (API). API 510 – Pressure Vessel Inspection Code: In-Service Inspection, Rating, Repair, and Alteration. 10th Edition. Washington, DC: API Publishing Services, 2014.
2. American Petroleum Institute (API) and ASME. API 579-1/ASME FFS-1 – Fitness-For-Service. 3rd Edition. Washington, DC: API Publishing Services, 2016.
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4. U.S. Department of Labor, Occupational Safety and Health Administration (OSHA). 29 CFR 1910.146 – Permit-Required Confined Spaces. Washington, DC: OSHA, 1993. https://www.osha.gov/laws-regs/regulations/standardnumber/1910/1910.146
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10. Refinery Training. Inside the Tower: Exploring Distillation Tower Inspections [Video]. YouTube, 2022. https://www.youtube.com/watch?v=8bd6Q3XwzqY