Mangueras marinas de nueva generación para transferencias offshore

Las transferencias offshore han trascendido su uso tradicional en crudo y derivados pesados. La infraestructura marítima enfrenta un cambio radical, conectando buques, monoboyas y terminales flotantes para manejar fluidos de transición energética, como Gas Natural Licuado (GNL), amoníaco, biocombustibles e incluso CO₂ en proyectos de captura.

Hoy, el desempeño de las mangueras marinas se evalúa por su comportamiento dinámico, resistencia a fatiga, compatibilidad química y capacidad de monitoreo en servicio. La confiabilidad de estas líneas define la continuidad operativa, la ventana de transferencia y el riesgo ambiental asociado a las operaciones offshore.

El desarrollo tecnológico de las mangueras marinas es una mejora que integra alta confiabilidad mecánica con inteligencia digital. La nueva generación combina materiales avanzados, sensores inteligentes y diseños optimizados que fortalecen las operaciones en alta mar. Este desarrollo detalla las soluciones que amplían la ventana operativa, reducen los riesgos de fallas y aseguran la sostenibilidad industrial en la cadena de suministro marítima.

Mangueras marinas en la transferencia offshore

En un sistema de producción o almacenamiento offshore, la manguera marina es el eslabón flexible que conecta activos rígidos: línea submarina, monoboya, FSO/FSRU y buque tanque. Están diseñadas para absorber movimientos relativos, oleaje y cambios de calado sin comprometer el sello hidráulico, evitando cargas excesivas sobre bridas, brazos de carga y estructuras de amarre; desde ingeniería, actúa como disipador de energía dinámica en el sistema offshore.

Cuando este componente falla, el resultado suele ser un derrame, una parada imprevista o una ventana operativa mucho más restringida.

En las transferencias offshore modernas se manejan crudo pesado, productos refinados, GNL, LPG, biofuel e incluso fluidos vinculados a captura y almacenamiento de CO₂. Cada fluido impone requisitos distintos de presión, temperatura, compatibilidad química y comportamiento frente a la fatiga.

La selección de mangueras marinas ya no se limita al diámetro y la presión de diseño; incluye un análisis de dinámica offshore, vida útil estimada, estrategia de mantenimiento y posibilidad de futura reconversión a combustibles más limpios.

Tipos de mangueras marinas para transferencia

En los sistemas offshore, las mangueras marinas se configuran como cadenas integradas de tramos flotantes y submarinos. El diseño del sistema de transferencia define la disposición de cada tramo, y la ingeniería actual clasifica y optimiza los tipos de mangueras según su función específica:

• Mangueras flotantes: Se utilizan en la sección superficial del sistema para facilitar el amarre y la conexión del buque. Estas mangueras deben garantizar una flotabilidad controlada y una alta resistencia a la abrasión superficial y a la radiación UV.
• Mangueras submarinas: Conectan el fondo marino (PLEM o tuberías) con el sistema de superficie. Requieren un diseño robusto para soportar la presión hidrostática y las cargas de tracción.
• Mangueras para transferencia de barco a barco (STS): Son líneas flexibles y ligeras, sin hélice metálica interna en muchos diseños modernos, que facilitan las maniobras y la manipulación segura entre dos buques. Su construcción está optimizada para soportar el pandeo y garantizar propiedades eléctricas controladas para disipar cargas estáticas. 

En ambos casos, los fabricantes aplican vulcanización controlada, refuerzos orientados por capas y ensayos dinámicos para validar desempeño bajo cargas combinadas de presión, flexión y tracción.

La literatura especializada sobre tecnologías de mangueras marinas resalta que las configuraciones integradas de tramos flotantes y submarinos como catenary y Lazy-S, son esenciales para gestionar cargas hidrodinámicas, movimientos relativos y estabilidad del sistema en operaciones con FPSO, FSO y monoboyas tipo CALM.

Materiales avanzados para mayor vida útil y compatibilidad

Las mangueras marinas de diseño avanzado utilizan arquitecturas multicapa donde cada elemento cumple una función mecánica o química específica. El liner interno se fabrica con elastómeros de baja permeación (NBR, HNBR o FKM) seleccionados según el fluido y la temperatura, mientras que las carcasas de refuerzo emplean tejidos de alta tenacidad o cordones metálicos en ángulos controlados; su orientación responde a cálculos dinámicos y criterios de fatiga multiaxial.

En aplicaciones sujetas a vacío o colapso externo, se integra un refuerzo helicoidal para mantener la geometría durante maniobras y pulsos operativos. La cubierta externa incorpora compuestos resistentes a abrasión, radiación UV y envejecimiento marino; en diseños modernos se prioriza resistencia a microcorte para reducir daño superficial acumulativo.

Bajo oleaje severo, estas mangueras pueden acumular millones de ciclos de flexión; por ello, los materiales avanzados priorizan resistencia a fatiga, baja delaminación y estabilidad dimensional. Esta previsibilidad mecánica mejora el análisis numérico y hace más confiables los modelos de simulación y mantenimiento predictivo.

A nivel global, la evolución de las mangueras flotantes offshore está marcada por un cumplimiento de las recomendaciones OCIMF y por la incorporación de materiales compuestos más ligeros que mejoran flotabilidad, resistencia química y comportamiento dinámico. Esta transición responde al crecimiento de sistemas SPM, FPSO y proyectos offshore, donde la reducción de cargas, la mayor vida útil y la integración de sensores inteligentes se han convertido en factores clave para minimizar riesgos de derrame y optimizar la operación en aguas profundas.

Resistencia química y criogénica para GNL y nuevos combustibles

Para GNL, se emplean polímeros criogénicos que mantienen flexibilidad a –162 °C y soportan contracciones diferenciales entre capas sin generar microfisuras. En amoníaco líquido, la prioridad es limitar la permeación y evitar mecanismos de hinchamiento o microcraqueo, por lo que se utilizan elastómeros fluorados y barreras químicas específicas.

Estos materiales se validan mediante ciclos térmicos repetidos y ensayos de contracción diferencial entre capas, bajo este contexto también aplica a biofuels y fluidos con composiciones variables, permitiendo que la misma infraestructura de transferencias offshore opere con distintos combustibles sin comprometer integridad ni vida útil.

Sensores inteligentes y diagnóstico en línea

La nueva generación de mangueras marinas incorpora tecnologías de instrumentación que permiten monitorear su comportamiento mecánico y térmico bajo cargas dinámicas; esto convierte a la manguera en un componente activo del sistema de integridad offshore.

Sensores aplicados en mangueras marinas

Los sensores de fibra óptica basados en Bragg Gratings (FBG) son los más utilizados para medición distribuida de deformación y temperatura. Su ventaja es la capacidad de detectar microcambios en la elongación de la carcasa interna y externa, revelando fenómenos como delaminación, pérdida de rigidez local o zonas que están acumulando daño por flexión cíclica. Al operar sin señales eléctricas en la propia fibra, eliminan riesgos asociados con atmósferas inflamables.

Los sensores piezorresistivos de presión interna permiten registrar variaciones transitorias causadas por maniobras del buque, golpes de ariete y fluctuaciones del bombeo. Esta información ayuda a identificar eventos de sobrepresión que aceleran la iniciación de grietas o la fatiga del refuerzo. Cuando se combinan con algoritmos de detección de picos, es posible correlacionar la presión dinámica con la flexión inducida por oleaje.

La medición de curvatura y radio mínimo operativo se logra mediante galgas de deformación o sensores IMU (Inertial Measurement Units). En cadenas de manguera flotante de sistemas SPM, este parámetro es crítico porque un radio inferior al permitido incrementa abruptamente el daño por flexión y torsión combinada.

Además, algunas configuraciones incorporan sensores de continuidad eléctrica o resistividad, útiles para gestionar cargas electrostáticas en transferencias de hidrocarburos ligeros. La acumulación de potencial eléctrico en la carcasa interna puede generar chispas, por lo que este monitoreo complementa los sistemas de puesta a tierra y las propiedades dieléctricas del elastómero.

Mantenimiento predictivo basado en condición real

Cuando los sensores inteligentes se integran con modelos de comportamiento estructural, la manguera deja de gestionarse por horas de servicio y pasa a administrarse por condición real. Los datos de presión, temperatura, curvatura y deformación se convierten en indicadores cuantificables de daño acumulado, permitiendo estimar vida remanente y definir ventanas óptimas para inspecciones o reemplazos puntuales.

En sistemas SPM, el monitoreo remoto de la manguera flotante y de los elementos de amarre permite identificar variaciones de rigidez o cambios dinámicos asociados a fatiga temprana. Estos registros se utilizan para validar y ajustar modelos de simulación dinámica, como los análisis desarrollados en Orcaflex®, que evalúan el comportamiento de las cadenas de mangueras bajo distintos escenarios operativos.

El resultado es una estrategia de mantenimiento predictivo más eficiente, que reduce intervenciones innecesarias, minimiza tiempos de parada y mejora la confiabilidad operativa de las transferencias offshore.

Ingeniería y servicios para sistemas de mangueras marinas

La confiabilidad de una manguera marina no depende únicamente de su diseño o materiales, sino también de su correcta integración dentro del sistema completo de transferencia: sistemas SPM, terminales flotantes, líneas submarinas, defensas, breakaway couplings y esquemas de monitoreo. Por ello, las transferencias offshore modernas requieren un enfoque de ingeniería que evalúe el comportamiento conjunto de todos los componentes bajo condiciones reales de mar. Este enfoque evita decisiones aisladas y prioriza la integridad del sistema completo.

Este tipo de ingeniería aplicada incluye análisis estáticos y dinámicos de cadenas de mangueras flotantes y submarinas, verificación de tensiones admisibles, definición de radios mínimos de curvatura y evaluación de ventanas operativas seguras frente a oleaje, corrientes y maniobras de los buques. El objetivo es reducir la incertidumbre antes de la instalación y asegurar que el sistema mantenga su desempeño a lo largo de toda su vida operativa.

Dentro de este marco técnico, firmas de ingeniería especializadas como IOCS Srl aportan estudios de configuración y simulación dinámica de sistemas de amarre y cadenas de mangueras marinas, utilizando herramientas como Orcaflex® y OPTIMOOR®. Estos análisis permiten validar el comportamiento estructural del sistema, así como definir criterios técnicos para inspección, pruebas hidrostáticas y esquemas de mantenimiento basados en condición, sin tratar la manguera como un elemento aislado, sino como parte integral del sistema offshore.

En el siguiente apoyo audiovisual, Davide Contino, Director General (CEO) de IOCS Srl, empresa especializada en sistemas offshore, explica cómo la integración de análisis dinámicos, monitoreo en tiempo real y mantenimiento basado en condición optimiza sistemas SPM, extiende la vida útil de mangueras marinas y reduce riesgos operativos.

Conclusiones

Las mangueras marinas de nueva generación son un elemento estratégico en las transferencias offshore. Ya no son simples conductos flexibles: integran materiales avanzados, sensores inteligentes y diseños optimizados de manguera flotante que permiten operar con crudo, GNL y combustibles emergentes con mayor seguridad y estabilidad operacional.

Los  modelos de mantenimiento basados en condición y el uso de datos en tiempo real fortalecen la sostenibilidad industrial, reduciendo derrames, reprocesos y reemplazos prematuros. La evolución hacia mangueras calificadas para combustibles limpios y el crecimiento de soluciones jettyless evidencian un sector que avanza hacia sistemas de transferencia más eficientes y alineados con la transición energética.

La ingeniería aplicada demuestra que la fiabilidad ya no depende solo del diseño; también depende del comportamiento medido, monitoreado y verificado en campo.

Referencias

1. Amaechi, C. V., Wang, F., Ja’e, I. A., Aboshio, A., Odijie, A. C., & Ye, J. (2022). A literature review on the technologies of bonded hoses for marine applications. Ships and Offshore Structures, 17(12), 2819–2850. https://doi.org/10.1080/17445302.2022.2027682
2. Rodríguez, J. (2025) Operaciones de suministro de combustible buque a buque. Universidad de la Laguna. https://riull.ull.es/xmlui/bitstream/handle/915/41690/Operaciones%20de%20suministro%20de%20combustible%20buque%20a%20buque..pdf? 

Preguntas frecuentes (FAQs)