Riesgo de derrame en terminales: Brazo de carga marino y sistema ERS

Durante una transferencia entre buque y terminal, el punto de conexión permanece sometido a variaciones de calado, marea y movimientos longitudinales y transversales de la embarcación. El brazo de carga marino debe acompañar estos movimientos dentro de una envolvente operacional (operating envelope) definida para mantener la estanqueidad durante la transferencia del producto.

Cuando los movimientos relativos entre el buque y la terminal superan los límites de diseño del brazo de carga, pueden generarse cargas mecánicas adicionales sobre sus componentes, las juntas giratorias y la conexión al manifold, aumentando el riesgo de pérdida de contención.

La protección frente al riesgo de derrame depende de la respuesta coordinada entre el monitoreo de posición, el sistema ESD, las válvulas de aislamiento y el Emergency Release System (ERS). Ante una condición insegura, el ESD debe interrumpir la transferencia e iniciar el aislamiento del producto antes de que el ERS ejecute, cuando sea necesario, la liberación de emergencia.

Sistemas de transferencia de fluidos y riesgo de derrame marítimo

Los sistemas de transferencia de fluidos de una terminal conectan una instalación fija con un buque cuya posición cambia continuamente. La condición de diseño debe considerar ubicación del manifold, rango de mareas, dimensiones de los buques, presión, temperatura, caudal, propiedades del producto y cargas ambientales.

A diferencia de las transferencias Ship to Ship (STS), donde el producto se transfiere directamente entre dos buques mediante mangueras y sistemas de amarre especializados, en una terminal la interfaz buque-terminal puede incorporar brazos de carga marinos conectados a una instalación fija.

La pérdida de contención puede producirse en juntas giratorias (swivel joints), sellos, conexiones, válvulas o durante una separación con producto todavía en circulación. La envolvente operacional define el espacio dentro del cual puede desplazarse el equipo sin superar sus límites operacionales.

La guía de OCIMF contempla sensores o interruptores de límite (limit switches) asociados a los límites verticales y horizontales del brazo de carga marino. Estos dispositivos pueden iniciar una parada ante una excursión no permitida o determinadas pérdidas de energía. Los límites deben dar tiempo al ESD para detener la transferencia antes de alcanzar la condición de liberación física.

Brazo de carga marino y envolvente operacional

Un brazo de carga marino emplea tubería rígida articulada y juntas giratorias para establecer la conexión entre el sistema de tuberías del terminal y el manifold del buque. La geometría del equipo debe admitir los movimientos previstos sin transmitir esfuerzos incompatibles con su estructura, la conexión o las tuberías asociadas.

OCIMF MLA4, cuarta edición publicada en 2019, establece criterios para diseño y adquisición de Marine Loading Arms e incluye aplicaciones, productos transferidos, envolvente operacional, manifold spacing, configuración del jetty y del piping, mantenimiento y diferentes configuraciones de brazos.

Las juntas giratorias permiten la articulación mientras mantienen el producto contenido. KANON indica que reciben cargas axiales y de flexión asociadas al alcance del brazo y al viento. Para productos químicos, el fabricante especifica acero al carbono, dúplex, SS304L y SS316L, clases 150#, 300#, 600# y 900#, y aplicaciones entre -198 y +230 °C, según configuración.

La conexión al buque puede incorporar un Hydraulic Quick Connect/Disconnect Coupler (QC/DC) para efectuar la conexión o desconexión operacional con el manifold.

No debe confundirse con el acoplamiento de liberación de emergencia: el QC/DC atiende una maniobra normal; el dispositivo de emergencia actúa cuando continuar conectado representa un riesgo.

Sistema ESD: válvula motorizada y transitorios de presión

El Emergency Shutdown System debe llevar la transferencia desde su condición normal hasta una situación definida de parada y aislamiento. La lógica puede actuar sobre bombas y válvulas ubicadas tanto en el buque como en tierra, por lo que la coordinación ship/shore condiciona el comportamiento de todo el sistema.

Una válvula motorizada puede formar parte de esa función, pero disponer de accionamiento eléctrico no determina por sí mismo su aptitud para una parada de emergencia. Es fundamental evaluar la presión diferencial, el torque requerido, el tiempo de recorrido, la señal de posición, la alimentación disponible y el comportamiento previsto ante pérdida de energía. 

El tiempo de cierre está ligado a la hidráulica de la línea. Una reducción rápida de la velocidad genera un transitorio de presión cuya magnitud depende de la velocidad del producto, longitud y elasticidad de la línea y tiempo de cierre. Cerrar en el menor tiempo posible no siempre representa la condición más segura.

OCIMF describe configuraciones con sistemas de alivio de transitorios de presión (surge relief systems) que pueden desviar líquido hacia un surge drum mientras se completa el cierre de las válvulas de aislamiento asociadas al ESD y al ERS. También debe analizarse el volumen atrapado entre las válvulas de aislamiento y el punto de separación, porque condiciona el inventario potencialmente liberable.

El sistema ESD requiere comprobar la hidráulica, la ubicación de las válvulas, los tiempos de actuación, los interlocks, las confirmaciones de posición y la respuesta ante pérdida de energía antes de establecer la secuencia definitiva.

Sistema ERS y acoplamiento de liberación de emergencia

El ERS actúa cuando detener la transferencia ya no es suficiente para mantener una conexión segura entre buque y terminal petrolera.

En la configuración de ERS con Powered Emergency Release Coupling (PERC) descrita por OCIMF, la secuencia contempla la activación del ESD, activación del ERS, cierre de sus válvulas, actuación del PERC y desconexión automática del brazo.

La nomenclatura del fabricante puede variar. KANON denomina Emergency Release Coupler (ERC) al dispositivo de sus Emergency Safety Systems (ESS) destinado a efectuar la separación automática al excederse los límites del safe working envelope.

ERC y ERS no identifican exactamente lo mismo. El ERC es el acoplamiento de liberación de emergencia que realiza físicamente la separación; ERS representa el sistema o función que gobierna la liberación, incluyendo aislamiento y secuencia de actuación.

Para que la desconexión reduzca efectivamente el derrame, las válvulas asociadas deben cerrar antes de que las dos mitades del acoplamiento se separen. La distancia entre esas válvulas y el plano de separación también afecta el volumen residual.

La comprobación debe realizarse sobre el conjunto. Una válvula puede completar correctamente una prueba individual y un ERC puede operar mecánicamente, pero eso no demuestra que detección de posición, ESD, aislamiento y liberación respondan en el orden y tiempos establecidos durante una transferencia real.

OCIMF MLA4 y API 2610 en terminales marítimas 

OCIMF MLA4 es específica para diseño y adquisición de Marine Loading Arms y define información de geometría, productos, envolvente operacional, interfaces y configuración del equipo.

API Std 2610 cubre diseño, construcción, operación, mantenimiento e inspección de instalaciones de terminales marítimas y tanques de almacenamiento. API registra la cuarta edición, de marzo de 2026.

API 2610 no sustituye a MLA4 como especificación del brazo. Para la coordinación específica entre parada y desconexión de emergencia resulta además aplicable la publicación de OCIMF Linked Ship/Shore Emergency Shutdown Systems for Oil and Chemical Transfers.

COTESO Group: soluciones para transferencia en terminales

Dentro de los sistemas de transferencia de fluidos, COTESO Group participa en el suministro e integración de equipos para gases, líquidos, productos químicos e hidrocarburos. Su Industrial Supply Division comprende válvulas, mangueras, piping and fittings, soluciones de sellado y brazos de carga.

En el segmento marítimo trabaja con KANON Loading Equipment, fabricante especializado en sistemas de transferencia Marine, Rail y Road. La relación comprende distribución, instalación y servicio técnico de Marine Loading Arms, con representación exclusiva declarada para Panamá y Chile.

Marine Loading Arms y componentes de aislamiento

Las soluciones de Marine Loading Arms pueden configurarse de acuerdo con el producto, presión, temperatura, diámetro de transferencia, geometría del manifold, movimientos previstos del buque y filosofía de parada de emergencia del terminal.

El siguiente video de Inspenet TV presenta la visión de KANON Loading Equipment sobre los sistemas de transferencia de líquidos, la función de los brazos de carga y la importancia de las juntas giratorias y el sellado para mantener la estanqueidad durante las operaciones.

El sistema puede incorporar juntas giratorias, accionamiento hidráulico, Quick Connect/Disconnect Couplers (QC/DC), monitoreo de la envolvente operacional y dispositivos de liberación de emergencia, coordinados con las válvulas de aislamiento y la lógica ESD/ERS.

El portafolio de válvulas incluye configuraciones ball, gate, globe, check y butterfly, además de opciones como válvulas motorizadas, válvulas de bajas emisiones y materiales especiales. Cuando una válvula interviene en una función ESD, su selección requiere considerar presión diferencial, torque del actuador, tiempo de cierre, señal de posición, condición segura ante falla (fail-safe) y compatibilidad con el fluido transferido.

Una válvula que cierre correctamente de forma individual puede generar una respuesta inadecuada si su tiempo de actuación no corresponde con el caudal, el volumen de línea y la estrategia de control de transitorios de presión definida para la terminal definida para la terminal.

Overhaul, pruebas y puesta en servicio

Sellos, juntas giratorias, sistemas hidráulicos, conexiones y dispositivos de seguridad están sometidos a movimiento, cargas mecánicas y ciclos repetidos, por lo que su capacidad funcional debe verificarse durante el mantenimiento.

Un caso publicado corresponde al desmontaje y traslado de un Marine Loading Arm KANON instalado en el Terminal Marítimo San Vicente de ENAP, en Chile, para realizar un overhaul en las instalaciones del fabricante en Países Bajos.

Una intervención de este tipo permite revisar tuberías, juntas giratorias, sellos y componentes mecánicos, sustituir elementos deteriorados y comprobar posteriormente el conjunto mediante una prueba de aceptación en fábrica (Factory Acceptance Test, FAT).

La verificación continúa durante la instalación y puesta en servicio. Los servicios de supervisión técnica incluyen inspección en sitio, control de calidad, auditoría técnica, precomisionado, integración de sistemas, pruebas de desempeño, comisionado y soporte para la entrega.

En un sistema ESD/ERS, estas actividades permiten comprobar que señales de posición, válvulas, actuadores, alarmas, interlocks y dispositivos de liberación respondan en la secuencia prevista. La aceptación funcional debe confirmar que el sistema puede pasar de transferencia normal a aislamiento y, cuando corresponda, a liberación de emergencia sin perder el control del producto.

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Conclusiones

Cuando se ejecuta una transferencia marítima, el brazo de carga marino debe acompañar los movimientos previstos del buque sin exceder su envolvente operacional. Si aparece una condición anormal, el sistema debe disponer del margen necesario para detener la transferencia y completar el aislamiento antes de que sea necesaria la separación física.

Este margen depende del tiempo de respuesta del ESD, del cierre de las válvulas, del comportamiento hidráulico de la línea y del volumen de producto comprendido entre los puntos de aislamiento y el acoplamiento de liberación.

La capacidad del ERS, por tanto, no se limita a comprobar que el ERC pueda desacoplarse. Durante una emergencia, lo importante es que el flujo ya esté detenido, las válvulas hayan alcanzado su posición prevista y el volumen que permanece próximo al punto de separación se encuentre dentro de lo contemplado por el diseño.

Referencias

1. OCIMF. Design and Construction Specification for Marine Loading Arms (MLA4), Fourth Edition, 2019. 
2. OCIMF. Linked Ship/Shore Emergency Shutdown Systems for Oil and Chemical Transfers. 
3. American Petroleum Institute. API Std 2610 — Design, Construction, Operation, Maintenance and Inspection of Terminal and Tank Facilities, Fourth Edition, 2026. 
4. KANON Loading Equipment. Marine Loading Arms: Chemicals. 
5. COTESO Group. Publicación sobre la alianza con KANON Loading Equipment y distribución de Marine Loading Arms en Panamá y Chile. 2025

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