Mangueras de carga en refinerías: Un eslabón vital en la cadena de suministro

Introducción

Los procesos de refinación son muy complejos, por lo que es necesaria una excelente coordinación de los mismos para poder colocar los productos procesados en el mercado mundial. Para lograr esta colocación de productos se requiere una cadena de servicios y operaciones muy bien elaborada, dentro la cual se encuentra un eslabón vital en la cadena de suministro de cargas de muelles a barcos y viceversa. Ese eslabón es un componente vital, pero a menudo pasado por alto, como lo son las mangueras de carga.

Estas no solo facilitan la transferencia de productos, sino que desempeñan un papel esencial en la eficiencia y seguridad de la cadena de suministro, especialmente en las operaciones de monoboyas, las cargas de muelle a barco y de barco a barco. En este artículo se explorará la importancia y el funcionamiento de las mangueras de carga en refinerías, destacando su papel vital en la entrega segura y eficiente de productos petrolíferos.

¿Qué es una manguera de carga de hidrocarburos?

Son componentes elastómeros flexibles diseñados para transferir productos desde y hacia buques, tanques y otros puntos de carga. En una refinería, estas mangueras desempeñan un papel crucial en la movilización de crudos, gasolina, gases licuados, productos químicos y otros productos refinados. Su diseño y material deben cumplir con estándares rigurosos para garantizar la integridad y seguridad de las operaciones.

¿Cómo está estructurada una manguera de carga?

Estos dispositivos se fabrican con diferentes tipos de materiales que les dan las características de resistencia mecánica y flexibilidad adecuada, permitiéndole la carga y montaje seguro para la carga de los productos. El ensamblaje de una manguera se realiza de forma semi artesanal, colocándose partes sobrepuestas de acero con diferentes tipos capas de elastómeros, poliéster y nylon como se muestra en la figura 1.

Las partes de una manguera son las siguientes:

• Tubo de fluido: Es el que está en contacto con el fluido y su función es transportar el mismo a para la carga. Este elemento suele ser fabricado con caucho de nitrilo butadieno (NBR) flexibles y de alta adherencia al acero, muy resistente a la abrasión, a productos aromáticos, aceites y combustibles.
• Frontera: Normalmente, se incorporan capas de tejido limite dentro de la matriz de cubierta entre el refuerzo y la cubierta exterior de goma. Esta capa sirve como ayuda de fabricación y ambos promueven la adhesión y aumentan la robustez de la matriz.
• Refuerzo: Es la que da resistencia a la manguera. Los refuerzos son de tela. (normalmente, poliéster o rayón) encapsulado en caucho para proporcionar adherencia y evitar la abrasión. Son de Alta tenacidad y resistente a la tracción y fatiga.
• Relleno: Es un compuesto de caucho de alto módulo de compresión que mejora la flexión y tracción de la manguera.
• Cubierta: Es la capa externa final que queda expuesta a intemperie que protege el refuerzo de la manguera contra daños. Se fabrica a base de compuestos de caucho de alta resiliencia y resistencia al desgaste, a los rayos UV, al corte, fatiga y la tracción.
• Accesorios finales: Son parte integral de la construcción de la manguera. Constan de una brida soldada a un niple colocadas en cada extremo de la manguera. Los componentes de la manguera se ensamblan sobre el niple, utilizando alambre para estrechar el material de refuerzo entre las nervaduras y se instala un alambre embobinado de forma espiral entre las dos bridas que da resistencia a la deformación de la manguera y es conductora de la corriente estática.

Tipos de mangueras de carga en renifería y sus aplicaciones

Existen diversos tipos de mangueras de carga en muelles, barcos y monoboyas, adaptadas para diferentes productos y condiciones de operación. Estas mangueras fabricadas de elastómeros reforzados con textiles para productos inflamables, corrosivos y de alta temperatura son comunes en refinerías. Cada tipo de manguera se selecciona cuidadosamente según la naturaleza del producto que se está manipulando, las presiones y el sitio desde donde se realiza la carga. Las mismas pueden ordenarse de la siguiente manera:

Según su construcción

• De una carcasa o carcasa simple: El revestimiento exterior es la única capa que proporciona contención. Esto significa que hay una sola capa de material entre el fluido que interior y el entorno circundante. Estas mangueras son menos costosas, pero también menos robustas en términos de protección contra posibles daños o fugas. En la figura 2 se puede observar un esquema del diseño de este tipo de mangueras.

• De carcasa doble: Tienen dos carcasas y están diseñadas de modo que si la carcasa principal falla, la primera carcasa continua como conducto del fluido y la carcasa secundaria contiene espacio para retener el fluido y protege el medio ambiente. La manguera de doble carcasa puede manejar caudales más altos en comparación con las de una sola carcasa. Estas mangueras tienen la capacidad de contener una fuga si ocurre y pueden diseñarse para incluir un dispositivo de alerta en caso de falla. En la figura 3 se tiene un esquema de una manguera de este tipo

Según sitio de la carga

• Mangueras Flotantes: Su característica particular es que flotan en el agua. Normalmente, se utilizan en la alta mar para carga de barco a barco y de monoboya a barco. En la figura 4 se muestra un esquema de este tipo de mangueras.

• Mangueras submarinas: Normalmente, se utiliza en alta mar en las monoboyas. Con características parecidas a la flotante, pero sin material flotante. En la figura 5 se observa un esquema de este tipo de mangueras.

• Mangueras de muelles: Estas mangueras con similitud estructural a los diferentes tipos de manguera, tiene la particularidad de que se instalan en la descarga de las bombas o a brazos articulados de los muelles, en donde permanecen con alta frecuencia expuestas a la intemperie y los rayos UV como muestra la figura 6.

Según el producto

Las mangueras utilizadas para cargar barcos de hidrocarburos y gases están diseñadas y clasificadas de acuerdo con el tipo de producto que se va a transportar. La clasificación se basa en varios factores, incluyendo la composición química del producto, la temperatura de carga, la presión y otros requisitos específicos para garantizar la seguridad y la eficiencia en la transferencia de productos. Aquí hay una clasificación general de las mangueras de carga según el producto de carga:

• Mangueras para crudo y sus derivados líquidos: Diseñadas para aceites, gasolina, diésel, querosén, etc Resistentes a la abrasión y al aceite.
• Mangueras para productos químicos: Mangueras diseñadas para productos químicos particulares con propiedades especiales. Resistentes a ácidos y álcalis.
• Mangueras para gases: Mangueras para gases inflamables como el gas natural o el gas licuado de petróleo (GLP).
• Gases Licuados a Bajas Temperaturas: Diseñadas para soportar temperaturas extremadamente bajas para productos criogénicos como el gas natural licuado (GNL) o el gas licuado de petróleo (GLP).
• Mangueras para productos viscosos: Diseñadas para facilitar el flujo de productos viscosos como asfalto o alquitrán.

Inspecciones y pruebas de mangueras de carga de hidrocarburos

La inspección y prueba de mangueras están reguladas por la OCIMF (Foro marítimo internacional de compañías petroleras). Estas deben ser realizadas por un personal capacitado antes de conectarlas a los colectores del barco para comprobar su aptitud para que el servicio pueda llevarse a cabo si el daño se considera crítico. Las inspecciones y pruebas que deben realizase las siguientes según la OCIMF:

• Inspección visual externa/interna: Las superficies externas y cualquier superficie interna accesible deben inspeccionarse visualmente para detectar indicios de daño o deterioro.
• Integridad de la brida: Las bridas deben inspeccionarse para detectar daños, corrosión excesiva y tornillos faltantes.
• Pruebas periódicas de mangueras: Las pruebas e inspecciones deben realizarse cada doce meses como mínimo. La frecuencia de inspección debe tener en cuenta los tipos de productos manipulados a través de la manguera, la edad de la misma y la severidad de las condiciones de servicio.
• Pruebas hidrostáticas: Se realiza presión hidrostática interna a 1,5 veces la presión de trabajo de la manguera, y se mide la elongación, durante y después de la prueba. Se deben registrar las elongaciones temporales y la permanente. La prueba debe realizarse a temperatura ambiente.
• Prueba de continuidad eléctrica: Se deben realizar con la manguera vacía antes, durante y después de las pruebas hidrostáticas.

Las mangueras eléctricamente discontinuas deben tener una resistencia no inferior a 25.000 Ω, las mangueras eléctricamente continuas no deben tener una resistencia superior a 100 Ω, y las mangueras eléctricamente conductoras deben tener una resistencia entre 25.000 y 1.000.000Ω medidos brida a brida.

Almacenamiento de las mangueras

La vida útil de las mangueras almacenadas puede verse afectada por la temperatura, la humedad, el ozono, los rayos UV, la luz solar directa, los aceites, disolventes, líquidos y vapores corrosivos, insectos y roedores. Es recomendable almacenarlas dentro de contenedores donde estén sobre el suelo para que adicionalmente queden protegidas contra insectos y roedores.

En caso de temperaturas extremas, es posible que se necesiten medidas adicionales, como guardar las mangueras en un almacén climatizado y si no es posible almacenarlas, las mangueras deben cubrirse para protegerlas de la luz solar.

Normativas y Estándares de las mangueras de carga

Las mangueras de carga deben cumplir con especificaciones y otras normativas internacionales que establecen los requisitos para el diseño, fabricación, pruebas y mantenimiento. Las más importantes son las siguientes:

• Foro marítimo internacional de compañías petroleras (OCIMF): Directrices para el manejo, almacenamiento, uso, mantenimiento y pruebas de mangueras STS
• OCIMF: Guía de especificación para mangueras de muelle
• ISO 1823:  Ensambles de manguera de caucho reforzados con alambre para transferir petróleo crudo e hidrocarburos no gaseosos.
• BS EN 1765: Para mangueras de muelle en servicios de succión y descarga de petróleo Especificación para el montaje
• BS EN 13765: Mangueras termoplásticas multicapa (no vulcanizadas) para la transferencia de hidrocarburos, solventes y productos químicos.
• BS EN 1762: Mangueras de caucho para gas licuado de petróleo GLP (fase líquida o gaseosa) y gas natural hasta 25 bar
• BS EN 13482: Mangueras de caucho para asfalto y betún

Desafíos y soluciones

La exposición de las mangueras de carga a condiciones adversas y desgaste constante puede generar desafíos. Inspecciones regulares, mantenimiento preventivo y el uso de tecnologías avanzadas, como mangueras inteligentes con sensores de monitoreo, son soluciones clave para mitigar riesgos y garantizar la eficiencia operativa.

Conclusión

En la red compleja de una refinería, las mangueras de carga de refinería son el eslabón que conecta cada fase de la cadena de suministro. Desde la recepción de materias primas hasta la entrega de productos refinados, estas mangueras desempeñan un papel muy importante en la eficiencia, seguridad y calidad de las operaciones. A medida que la industria evoluciona, la atención a la tecnología, normativas y mejores prácticas en la gestión de mangueras de carga se vuelve cada vez más esencial para mantener la integridad de la cadena de suministro de las refinerías.

Referencias

1. https://www.y-yokohama.com/global/product/mb/pdf/resource/seaflex.pdf
2. https://noesis.uis.edu.co/server/api/core/bitstreams/802e6834-bf10-4155-8811-8459054ac330/content