¿Qué son los buques cisterna de gas?

Jun 03, 2023

Los buques cisterna de gas son buques especializados diseñados para transportar sustancias gaseosas. Sin embargo, a diferencia del nombre, el contenido de un buque cisterna de gas se transporta en forma licuada.

Así, los buques gaseros son todos aquellos buques diseñados y construidos para estibar, almacenar y transportar petróleo gaseoso o sustancias químicas en forma licuada de un lugar a otro.

Desde el punto de vista del transporte de combustibles, los gaseros ocupan un papel igualmente importante, al igual que los petroleros que transportan sustancias derivadas del petróleo en forma líquida.

Entonces, ¿qué los diferencia de los petroleros convencionales?

El contenido del petrolero son sustancias que originalmente se encuentran en estado licuado, como petróleo crudo, gasolina, diésel, aceites vegetales, queroseno, etc. Por otro lado, los gaseros transportan sustancias que originalmente se encuentran en estado gaseoso pero que se transportan en forma licuada a través de medios especiales. Veremos más sobre estos medios especiales más adelante.

Los petroleros son de varios tipos según el tamaño, el tipo y el tipo de contenido que transportan. Según el contenido que transportan, los petroleros se designan en términos generales como transportadores de petróleo crudo y petróleo refinado.

Mientras que los petroleros transportan sustancias petrolíferas en forma cruda, sin refinar o extraídas de forma natural, los petroleros refinados transportan principalmente productos petrolíferos refinados o procesados ​​para usos inmediatos, como gasolina o diésel. B

Según el tamaño de los buques, los petroleros se clasifican en varios tipos, como petroleros de tamaño pequeño, transportadores de petróleo crudo muy grandes (VLCC), transportadores de petróleo crudo ultra grandes (ULCC), etc.

Sin embargo, para comprender mejor el diseño y la construcción de los buques cisterna de gas, primero es esencial saber más sobre los tipos de contenidos que transportan y la naturaleza de su química.

Tabla de contenido

Los gases licuados son sustancias que existen como gases en condiciones ambientales o atmosféricas pero que, en condiciones controladas o especialmente diseñadas, pueden convertirse en gas. Son ricos en hidrocarburos y tienen un alto poder calorífico, indispensable para calificar una sustancia como combustible. Aunque no profundizamos mucho en la química de los gases licuados, es imperativo conocer la presión de vapor.

La presión de vapor es la presión de equilibrio ejercida por una sustancia en su forma gaseosa sobre su líquido en un sistema cerrado a una temperatura determinada. De manera equivalente, también es la medida de la tendencia de una sustancia líquida a evaporarse en forma gaseosa y es directamente proporcional a la temperatura.

La temperatura a la cual la presión de vapor de una sustancia se vuelve igual a la presión atmosférica se llama punto de ebullición de una sustancia. Por ejemplo, en un recipiente cerrado lleno hasta la mitad con agua a temperatura ambiente, la presión de vapor de agua es la presión ejercida por los vapores de agua en el espacio de arriba sobre la superficie del líquido de abajo. A medida que aumenta la temperatura, esta presión de vapor aumenta proporcionalmente. A 100 grados centígrados, el agua comienza a convertirse en vapor de agua; por tanto, este es el punto de ebullición del agua.

En este punto, la presión de vapor del agua se vuelve igual a la presión atmosférica. Así, simplemente, puede ser que una sustancia gaseosa exista en forma líquida sólo por debajo de una determinada temperatura y presión de vapor. Según las normas de la OMI (Organización Marítima Internacional), las sustancias que califican como gases licuados deben tener una presión de vapor superior a un mínimo de 2,8 bares a una temperatura de 37,8 grados centígrados a todos los efectos prácticos.

Por lo tanto, sólo en esas situaciones la sustancia dada puede existir originalmente en forma gaseosa y requerir medios especiales para mantenerla en forma líquida. De lo contrario, ¡pasará por una sustancia líquida! Por ejemplo, la presión de vapor del propano es de unos 13 bares, mientras que la del amoníaco es de unos 14,7 bares. Por tanto, tienden a existir en forma gaseosa y sólo requieren medios especiales para almacenarse como un líquido de volumen finito.

El GNL, o Gas Natural Licuado, es una sustancia gaseosa principal que ocupa una parte importante del consumo de combustible. El GNL es un gas universal que se utiliza para muchos fines, desde el doméstico hasta el industrial y el comercial. Se extrae principalmente de reservas subterráneas, campos petrolíferos y, a veces, del fondo marino.

Por lo tanto, antes del transporte por mar, es necesario licuarlo, y esto se hace mediante diversos medios, como el proceso en cascada o el proceso con refrigerante, cuyos detalles no analizamos aquí. El contenido principal de los buques de GNL es metano, que puede variar entre el 70% y casi el 99%. Según los informes, los transportistas de GNL transportan casi 80 millones de toneladas de carga cada año, un aumento debido a la creciente demanda mundial. Hasta el momento hay más de 200 buques metaneros registrados.

Representan la mayor parte de la flota de buques cisterna de gas. Actualmente hay más de 800 buques registrados como transportadores de GLP o Gas Licuado de Petróleo. Se trata principalmente de propano, butano, butadieno, propileno y amoníaco anhidro. Cada año se transportan por mar casi 45 millones de toneladas de gas LP.

Estos buques transportan gases líquidos como metano, etano, GLP, gasolina y petróleo crudo.

Se trata principalmente de amoníaco, etileno y cloruro de vinilo.

Amoníaco: Este es un componente agrícola importante y se utiliza principalmente como fertilizante. También se utiliza a menudo como refrigerante para la producción de explosivos y otros fines industriales.

Etileno: El etileno tiene muchos usos, principalmente en la industria sintética para producir artículos plásticos, alcohol etílico y productos anticongelantes. Según los informes, cada año se transportan por mar unos 3 millones de toneladas.

propileno: Al igual que el etileno, este también tiene un amplio uso en la industria del plástico y para el consumo industrial. Aproximadamente 1,5 millones de toneladas de propileno ocupan el sector del transporte marítimo relacionado con el transporte de gas licuado.

Cloruro de vinilo: Se trata de una especie clorada de gas licuado y se utiliza ampliamente para producir termoplásticos, principalmente PVC, un mercado enorme a nivel mundial para todos los sectores. Tienen una mayor densidad que otros tipos de contenidos de gas licuado. Aproximadamente 2 millones de toneladas se transportan por mar.

La mayoría de los productos licuados en los buques cisterna de gas presentan diversos grados de peligrosidad. Así, en función del peligro, los códigos para el diseño de buques gaseros los clasifican de la siguiente manera:

Tipo 1G: Están designados para transportar el tipo de carga más peligrosa. En esta categoría se incluyen principalmente el GNL y el GLP.

Tipo 2G y Tipo 2PG: Tienen un menor grado de peligrosidad que el tipo anterior. La mayoría de los transportistas químicos entran en esta categoría.

Tipo 3GSe considera que transporta la menos peligrosa de todas las sustancias gaseosas licuadas.

Este es el modo de clasificación más importante, y una discusión sobre él brinda una visión detallada de la descripción general del diseño de los buques cisterna de gas. La capacidad de transporte de carga de los buques gaseros en términos de volumen oscila entre 500 y 100.000 metros cúbicos, según el buque. Los buques metaneros modernos pueden tener un tamaño de hasta 150.000 metros cúbicos. Los buques más grandes se utilizan para el transporte de GNL y GLP a granel.

El GNL y el GLP comprenden más de 1.000 buques en la flota mundial. El quid del diseño de los buques cisterna de gas, al ser vehículos peligrosos, es acomodar su contenido en grandes tanques centrales cerrados. Esto está en línea con el diseño de los petroleros modernos, que también almacenan la carga en sus tanques centrales y tienen tanques laterales y tanques inferiores en la estructura del casco para el agua de lastre y otros servicios.

Sin embargo, a diferencia de los petroleros tradicionales, los buques gaseros tienen un complejo sistema para mantener la carga a las presiones deseadas. Permanecen en estado líquido y son rechazados por todas las influencias del aire ambiente. En palabras más simples, deben estar herméticamente cerrados y mantenidos en condiciones adecuadas al más alto nivel. Además, no cuentan con ningún tipo de sistema de ventilación o ventilación en ningún lugar para evitar inflamaciones y otros peligros.

Esto es precisamente lo contrario de lo que ocurre en los petroleros, donde necesariamente debería haber sistemas de ventilación adecuados para permitir que los vapores de petróleo atrapados escapen y así evitar la inflamabilidad debido a la presión inerte cada vez más alta de los vapores dentro de sus recintos.

Todos los buques cisterna de gas están diseñados y construidos según el conjunto de reglas de la Organización Marítima Internacional llamados Códigos de Gas de la OMI, que tienen en cuenta todos los aspectos de peligro, seguridad y almacenamiento adecuado de la carga.

Transportan principalmente GLP, el primer cargamento de gas licuado transportado por vía marítima. En un ambiente completamente presurizado y una temperatura baja mantenida en un nivel constante específico, la carga permanece en forma líquida sin riesgo de evaporarse a gas debido a las fluctuaciones. Suelen tener recipientes a presión esféricos o cilíndricos o domos de cierta capacidad que son tanques para almacenar la carga. Normalmente, la capacidad de cada tanque se mantiene dentro del rango de 5.000 a 6.000 metros cúbicos, pero algunos diseños modernos también tienen tamaños más grandes, de hasta 10.000 metros cúbicos.

Este tipo de barcos se desarrollaron después de la llegada de los recipientes totalmente presurizados para superar la limitación de los altos costos y la disponibilidad de materiales adecuados para mantener las temperaturas ideales para los gases licuados. Estos recipientes tienen plantas de relicuación y otros sistemas de aislamiento y, por lo tanto, no tienen requisitos estrictos para estar presurizados continuamente en un estado determinado. Entonces, si el líquido se convierte en gas, los sistemas de relicuación pueden revertir el contenido a forma líquida. Además, los sistemas de aislamiento ayudan a mantener las temperaturas en niveles bajos. Desde el punto de vista constructivo, son similares a recipientes totalmente presurizados y normalmente tienen capacidades de tanques de entre 5.000 y 20.000 metros cúbicos.

Tras el avance de la tecnología de refrigeración hacia la segunda mitad del siglo XX, los barcos totalmente refrigerados ganaron popularidad. Disponen de tecnologías de muy alta gama para mantener la temperatura de los tanques en niveles ultrabajos, lo que permite el transporte de otros tipos de gases licuados, incluidos GNL y GLP, a granel. Los buques frigoríficos se caracterizan por tener tanques que aumentan la capacidad de transporte de carga líquida, y los diseños modernos tienen una capacidad de transporte de entre 100.000 y 150.000 metros cúbicos. También emplean tecnologías de aislamiento de última generación.

Aunque la construcción de los tanques varía mucho según el buque y el tipo de carga a transportar, el diseño básico de los tanques de gas licuado comprende el espacio interno para la carga, los aislamientos y las paredes de membrana, los espacios marginales fuera de los límites del tanque y los soportes estructurales asociados. que a su vez están conectados a la estructura principal del casco.

Son similares en apariencia a los petroleros tradicionales e incluso, hasta cierto punto, a los graneleros. Todas las paredes del tanque están constituidas por superficies planas sin ningún tipo de curvaturas. Estos son esencialmente los tanques prismáticos característicos de los vehículos totalmente refrigerados. El borde exterior de las paredes está además protegido por materiales adecuados, y el espacio o tanques entre los tanques y la cubierta exterior se utiliza a menudo con fines de lastre.

Generalmente tienen forma esférica o de cúpula y se utilizan principalmente para transportar GNL.

Estos tanques son del tipo totalmente presurizado o semipresurizado. Suelen ser esféricos o cilíndricos. Son capaces de transportar gases licuados a temperaturas muy bajas según sea necesario.

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Subhodeep es graduado en Arquitectura Naval e Ingeniería Oceánica. Interesado en las complejidades de las estructuras marinas y los aspectos del diseño basado en objetivos, se dedica a compartir y difundir conocimientos técnicos comunes dentro de este sector que, en este mismo momento, requiere un cambio para volver a florecer y recuperar su antigua gloria.