Anàlisi de l´operativa de càrrega/descàrrega de granels líquids. Propostes de millora en l´àmbit de les inspeccions

ANÀLISI DE L’OPERATIVA DE CÀRREGA/DESCÀRREGA DE GRANELS LIQUIDS. PROPOSTES DE MILLORA EN L’ÀMBIT DE LES INSPECCIONS Treball Final de Grau Facultat de Nàutica de Barcelona Universitat Politècnica de Catalunya Treball realitzat per: Gerard Pallarés Tomàs Dirigit per: Santiago Ordás Jiménez Grau en Tecnologies Marines Barcelona, 14/05/2025 Departament de Ciències Nàutiques RESUM La finalitat d’aquest treball és aportar informació sobre un sector relativament desconegut, del qual no se’n té molt de coneixement a nivell general. A més a més, també es busca innovar en el sector i aportar idees que puguin millorar els processos d’inspecció per facilitar i clarificar les operatives pertinents. Les inspeccions de productes petroliers en càrregues i descàrregues entre vaixells i terminals tenen una responsabilitat altíssima sobre la economia i la seguretat mediambiental que hi ha en joc. Tot i els avenços tecnològics, en aquest sector no s’ha arribat al nivell de l’època actual. De primera mà he pogut veure com encara s’utilitzen mètodes i aparells antics, que no concorden en els equips que es poden disposar ara. Les propostes de millora poden ser útils per altres organismes dins del sector. Les parts implicades poden rebre l’ajut tecnològic que no está al seu abast i així obtenir resultats més correctes i gratificants. El treball està dividit en dos parts. Els fonaments teòrics; on es parla sobre el petroli cru i refinat i paràmetres generals d’aquest producte, dipòsits de terra i vaixells relacionats en aquest sector, mostreig, mesuraments i càlculs. Per l’altra banda, les propostes de millora, on s’aplica l'experiència personal per explicar les idees que poden millorar el treball de l’inspector. ABSTRACT The purpose of this work is to provide information about a relatively unknown sector, which is generally not well understood. In addition, it also aims to innovate within the sector and offer ideas that could improve inspection processes to make operations easier and clearer. The inspections of petroleum products during loading and discharge between vessels and terminals carry a very high level of responsibility regarding both the economy and environmental safety. Despite technological advances, this sector has not yet reached the level of modernization seen in other areas today. I have personally seen how old methods and equipment are still being used, which doesn’t agree with the tools that are currently available. The proposed improvements could be useful to other organizations within the sector. The stakeholders involved could benefit from technological support that is currently out of their reach, thereby achieving more accurate and rewarding results. This work is divided into two parts. The theoretical foundations, where crude and refined oil and general parameters of these products are discussed, along with land tanks and vessels related to this sector, sampling, measurements, and calculations. On the other hand, the improvement proposals, where personal experience is applied to explain ideas that could enhance the inspector's work. 2 ÍNDEX 1. PETROLI CRU.....................................................................................................................9 1.1. ORIGEN...................................................................................................................... 9 1.2. ON ES TROBA EL PETROLI CRU?......................................................................... 10 1.3. TIPUS DE PETROLI CRU.........................................................................................11 1.4. COMPOSICIÓ DEL PETROLI...................................................................................12 1.4.1 Alcans o parafines.............................................................................................12 1.4.2 Alquens o olefines.............................................................................................12 1.4.3. Cicloalcans o naftens....................................................................................... 13 1.4.4. Cicloalquens.....................................................................................................13 1.4.5 Aromàtics.......................................................................................................... 13 1.5. HISTORIA DEL PETROLI.........................................................................................13 1.6. INDUSTRIA PETROLIERA....................................................................................... 15 1.6.1. Sector d’Exploració i Producció........................................................................15 1.6.2. Sector de Transport..........................................................................................15 1.6.3 Sector de Venda i Distribució............................................................................ 15 2. REFINAT............................................................................................................................16 2.1 DESSALINITZACIÓ I DESHIDRATACIÓ DEL PETROLI CRU..................................16 2.2 DESTIL·LACIÓ ATMOSFÈRICA................................................................................17 2.3 DESTIL·LACIÓ AL BUIT............................................................................................ 19 2.4 CRAQUEIG DE MOLÈCULES...................................................................................19 2.4.1 Craqueig tèrmic.................................................................................................19 2.4.2 Craqueig al Vapor..............................................................................................19 2.4.3 Craqueig Catalític..............................................................................................20 2.4.4 Craqueig d'hidrocarburs.................................................................................... 20 3. CARACTERÍSTIQUES PRINCIPALS DEL PETROLI CRU I PRODUCTES DERIVATS DEL PETROLI....................................................................................................................... 21 3.1 DENSITAT..................................................................................................................21 3.1.1 Densitat al buit...................................................................................................21 3.1.2 Densitat aparent (densitat a l'aire).....................................................................21 3.1.3 Influència de la temperatura en la densitat....................................................... 22 3.1.4 Densitat relativa.................................................................................................22 3.1.5 Gravetat API......................................................................................................22 3.2 MÈTODES DE MESURA DE LA DENSITAT..............................................................23 3.2.1 Densitat pel mètode d’hidròmetre (ASTM D 1298)........................................... 23 3.2.2 Medidor de densitat digital (ASTM D 4052)...................................................... 24 3.3 VISCOSITAT...............................................................................................................26 3.4 PUNT D’INFLAMACIÓ (ASTM D 93)......................................................................... 26 3.5 COLOR.......................................................................................................................27 3.6 APARENÇA................................................................................................................28 3.7 AIGUA PER DESTIL·LACIÓ (ASTM D 95)................................................................ 28 3.8 AIGUA PEL MÈTODE KARL FISCHER (ASTM D 1364)...........................................30 3.9 SOFRE.......................................................................................................................31 4. TANCS D’EMMAGATZEMATGE.......................................................................................31 3 4.1 DIPÒSITS AMB SOSTRE CÒNIC (SOSTRE FIX).....................................................32 4.2 DIPÒSITS AMB SOSTRE FLOTANT.........................................................................33 4.2.1 Segells...............................................................................................................34 4.2.2 Drenatge del sostre...........................................................................................34 4.2.3 Suport del sostre............................................................................................... 35 4.2.4 Zones crítiques..................................................................................................35 4.2.5 Espai confinat....................................................................................................35 4.3 SOSTRE DE CÚPULA...............................................................................................36 4.4 SOSTRES FLOTANTS INTERIORS..........................................................................36 4.5 DIPÒSITS AÏLLATS................................................................................................... 36 4.6 DIPÒSITS ESFÈRICS................................................................................................37 4.7 ESTRUCTURES DE FONS....................................................................................... 37 4.7.1 Fons amb con cap per avall.............................................................................. 38 4.7.2 Fons amb con cap amunt..................................................................................38 4.7.3 Fons pla.............................................................................................................38 4.7.4 Deformació del fons.......................................................................................... 38 4.8 ALTRES COMPONENTS DELS DIPÒSITS...............................................................38 4.8.1 Escales..............................................................................................................39 4.8.2 Sostre de registre..............................................................................................39 4.8.3 Punts de mesura............................................................................................... 39 4.8.4 Placa de referència........................................................................................... 39 4.8.5 Mesurament automàtic - flotador i radar........................................................... 39 4.8.6 Línies del dipòsit................................................................................................41 4.8.7 Drenatge d’aigua...............................................................................................41 4.8.8 Mescladors........................................................................................................41 4.8.9 Robinet de mostreig.......................................................................................... 41 4.8.10 Connexió a terra..............................................................................................41 4.8.11 Canonada d’escuma........................................................................................42 4.8.12 Sistema de sprinklers......................................................................................42 4.8.13 Línia de nitrogen..............................................................................................42 4.8.14 Protecció contra sobrepressió i subpressió.....................................................42 4.8.15 Canonades de transport..................................................................................43 4.8.16 Canonades d’atrac.......................................................................................... 43 4.8.17 Connexions..................................................................................................... 43 5. TRANSPORT DEL PETROLI............................................................................................44 5.1 BARCASSES............................................................................................................. 44 5.1.1 Barcasses europees..........................................................................................45 5.1.2 Construcció de barcasses.................................................................................45 5.1.3 Sistema de calefacció de càrrega..................................................................... 46 5.1.4 Supressor de flames......................................................................................... 46 5.1.5 Línies de càrrega...............................................................................................46 5.1.6 Manifold.............................................................................................................47 5.1.7 Bombes de càrrega...........................................................................................47 5.1.8 Filtres.................................................................................................................48 4 5.1.9 Dispositius de mostreig..................................................................................... 49 5.1.10 Mesuradors de nivell....................................................................................... 50 5.2 PETROLIERS.............................................................................................................50 5.2.1 Història.............................................................................................................. 50 5.2.2 Capacitat i denominació dels petroliers.............................................................51 5.2.3 Variants especialitzades de petroliers............................................................... 52 5.3. CISTERNES DE FERROCARRIL.............................................................................56 5.4. CAMIÓ CISTERNA................................................................................................... 56 6. MOSTREIG........................................................................................................................56 6.1 INTRODUCCIÓ..........................................................................................................56 6.2 NORMES DE SEGURETAT PER AL MOSTREIG.....................................................57 6.3 OBJECTIU DEL MOSTREIG..................................................................................... 58 6.4 HOMOGENEÏTAT.......................................................................................................59 6.5 SEQÜÈNCIA DE MOSTREIG....................................................................................59 6.6 EQUIPAMENT DE MOSTREIG..................................................................................60 6.6.1 Corda de mostreig.............................................................................................60 6.6.2 Pes de mostreig................................................................................................ 60 6.6.3 Gàbia de mostreig.............................................................................................60 6.6.4 Mostrejador puntual o de zona..........................................................................61 6.6.5 Mostrejador de ‘’running’’ o de tot el nivell........................................................ 61 6.6.6 Mostrejador de fons mort.................................................................................. 62 6.6.7 Cilindre de pistó manual....................................................................................62 6.6.8 Ampolles de mostra...........................................................................................62 6.6.9 Pot de oli combustible....................................................................................... 63 6.6.10 Pots de mostra de fons................................................................................... 64 6.6.11 Llaunes............................................................................................................ 64 6.6.12 Pots de sosa caustica o àcid...........................................................................65 6.6.13 Taula de tipus de contenidor de mostres.........................................................65 6.6.14 Emmagatzematge de contenidors buits..........................................................65 6.6.15 Pasta per a la detecció d’aigua....................................................................... 65 6.6.16 Tap de suro......................................................................................................66 6.6.17 Mostrejador tancat/restringit............................................................................66 6.6.18 Rentat de parets..............................................................................................67 6.7 TIPUS DE MOSTRES................................................................................................68 6.7.1. Mostra superior (Upper)................................................................................... 68 6.7.2 Mostra mitjana (Middle).....................................................................................68 6.7.3 Mostra inferior (Lower)...................................................................................... 69 6.7.4 Mostra en cursa (Running)................................................................................69 6.7.5 Mostra de tots els nivells...................................................................................69 6.7.6 Mostra de fons mort (Dead Bottom)..................................................................69 6.7.7 Mostra de fons (Bottom)....................................................................................70 6.7.8 Mostra superior (Top)........................................................................................ 70 6.7.9 Mostra de superfície (Skim).............................................................................. 70 6.7.10 Mostra de primers peus (First Food)...............................................................70 5 6.7.11 Mostra de desguàs (Clearance)...................................................................... 70 6.7.12 Mostra composta de dipòsit únic.....................................................................71 6.7.13 Mostra composta de múltiples dipòsits........................................................... 71 6.7.14 Mostra composta de coberta (Deck composite)..............................................71 6.7.15 Mostra de pressió de vapor.............................................................................71 6.7.16 Mostra de H2S................................................................................................ 72 6.7.17 Mostra automàtica en línia.............................................................................. 73 6.7.18 Mostra de recirculació / bombament de pila....................................................73 6.7.19 Cilindres de gas a alta pressió........................................................................ 73 6.8 ETIQUETATGE...........................................................................................................74 6.9 TRANSPORT/REGISTRE DE MOSTRES.................................................................74 7. INSPECCIÓ DE TANCS.................................................................................................... 75 7.1 INTRODUCCIÓ..........................................................................................................75 7.1.1 Problemes de seguretat.................................................................................... 77 7.1.2 Reunió clau....................................................................................................... 77 7.1.3 Historial de càrrega del dipòsit..........................................................................78 7.1.4 Marques de calat...............................................................................................78 7.1.5 Marca de Plimsoll..............................................................................................78 7.2. OBQ (Quantitat a Bord).............................................................................................79 7.2.1 Sistemes tancats/restringits.............................................................................. 80 7.2.2 Gas Inert............................................................................................................81 7.3 INSPECCIÓ D’ENTRADA AL DIPÒSIT..................................................................... 81 7.4 MOSTREIG DELS PRIMERS PEUS..........................................................................82 8. EQUIPAMENT DE MESURA.............................................................................................82 8.1 INTRODUCCIÓ..........................................................................................................82 8.2 CINTES DE MESURA................................................................................................83 8.3 EQUIPAMENT PORTÀTIL ELECTRÒNIC DE MESURA...........................................84 8.4 TERMÒMETRES DE VIDRE..................................................................................... 86 8.5 TERMÒMETRES ELECTRÒNICS PORTÀTILS........................................................86 8.6 PASTA PER A LA DETECCIÓ D’OLI.........................................................................87 8.7 PASTA PER A LA DETECCIÓ D’AIGUA....................................................................87 9. MESURES......................................................................................................................... 88 9.1 INTRODUCCIÓ..........................................................................................................88 9.2 INNAGE/ULLAGE...................................................................................................... 88 9.2.1 Precaucions de seguretat..................................................................................89 9.3 PROCEDIMENT DE MESURA EN DIPÒSITS DE TERRA....................................... 90 9.3.1 Lectura i informe de les mesures...................................................................... 90 9.3.2 Procediment de mesura Innage........................................................................ 90 9.3.3 Procediment de mesura Ullage.........................................................................91 9.3.4 Procediment de mesura d'aigua lliure............................................................... 91 9.3.5 Precaucions operatives.....................................................................................92 9.3.6 Incerteses en les mesures dels dipòsits............................................................94 9.4 PROCEDIMENTS DE MEDICIÓ PER A VAIXELLS.................................................. 96 9.4.1 Trimat i Llistat.................................................................................................... 96 6 9.4.2 Medició d’aigua lliure en vaixells fora de trimat.................................................97 9.4.3 Medicions en moviment (Rolling Gauges).........................................................97 9.4.4 Mesura OBQ/ROB.............................................................................................97 9.5 MESURA DE TEMPERATURA..................................................................................99 9.5.1 Nombre mínim de mesures...............................................................................99 9.5.2 Temps d'immersió..............................................................................................99 9.5.3 Temps de mesura de temperatura.................................................................. 100 10. CÀLCUL DE LES QUANTITATS ESTÀTIQUES DE PETROLI.................................... 100 10.1 INTRODUCCIÓ......................................................................................................100 10.2 DEFINICIONS........................................................................................................ 100 10.3 DADES REQUERIDES.......................................................................................... 101 10.3.1 Dades observades........................................................................................ 101 10.3.2 Dades calculades..........................................................................................102 10.4 CÀLCUL DEL VOLUM BRUT OBSERVAT (GOV)................................................. 102 10.4.1 Dipòsits de terra............................................................................................ 102 10.4.2 Dipòsits de vaixell..........................................................................................105 10.5 CÀLCUL DEL VOLUM ESTÀNDARD BRUT (GSV) I VOLUM TOTAL CALCULAT (TCV)..............................................................................................................................106 10.5.1 GSV...............................................................................................................106 10.5.2 Factor de Correcció de Volum (VCF)............................................................ 107 10.5.3 TCV............................................................................................................... 107 10.6 CÀLCUL DEL VOLUM ESTÀNDARD NET (NSV)................................................. 108 10.6.1 Càlcul de la correcció per S&W (CSW).........................................................108 10.6.2 NSV...............................................................................................................108 10.6.3 Càlcul del volum de S&Wvol......................................................................... 108 10.7 CÀLCUL DE LA MASSA I PES..............................................................................108 10.7.1 Introducció.....................................................................................................108 10.7.2 Conversió de Volum a Temperatura Estàndard a Massa/Pes.......................109 10.8 FACTOR D’EXPERIÈNCIA DEL VAIXELL (VEF).................................................. 109 10.8.1 Mètodes Primaris i Alternatius.......................................................................109 10.8.2 Registre seqüencial......................................................................................109 10.8.3 Criteris de Qualificació i Rebuig de Dades....................................................110 10.8.4 Càlculs del VEF............................................................................................. 111 10.8.5 Aplicació del VEF...........................................................................................111 10.8.6 VEF per Compartiments................................................................................ 111 10.8.7 Mètode Alternatiu...........................................................................................112 11. PROPOSTES DE MILLORA..........................................................................................113 11.1. EQUIP COMBINAT: EQUIPAMENT PORTÀTIL ELECTRÒNIC DE MESURA + MOSTREJADOR............................................................................................................113 11.1.1 Introducció. Necessitats a cobrir....................................................................113 11.1.2 Avantatges de la combinació d’equips...........................................................115 11.1.3 Inconvenients.................................................................................................115 11.1.4 Disseny i especificacions de l’equip...............................................................116 11.2 XARXA DE COMUNICACIÓ COMUNA..................................................................117 7 11.2.1 Introducció..................................................................................................... 117 11.2.2 Integrants de la xarxa.................................................................................... 117 11.2.3 Descripció del sistema...................................................................................118 11.3. SISTEMA DE MONITORATGE SINCRONITZAT ENTRE TERRA I VAIXELL.......119 11.3.1 Introducció..................................................................................................... 119 11.3.2 Funcionament del sistema.............................................................................119 CONCLUSIÓ........................................................................................................................121 BIBLIOGRAFIA................................................................................................................... 122 8 tones anuals, era el major productor de petroli del món, tot i que el país només havia començat a perforar vint anys abans. Això va coincidir amb l’auge de l’automòbil, que necessitava un altre derivat del petroli cru, és a dir, la gasolina. A principis del segle XX, la demanda de gasolina va créixer de tal manera que des d’Europa es van començar a buscar noves fonts de petroli cru. En nom dels Països Baixos, la Royal Dutch Petroleum Company, que més tard es va convertir en Shell, va començar a extreure petroli a Indonèsia. Shell es va convertir, juntament amb la Standard Oil de Rockefeller, en una de les companyies petrolieres més grans del món. El petroli és valuós com a font d’energia portàtil i densa que alimenta la gran majoria dels vehicles i, com a base de molts productes químics industrials, el converteix en un dels productes bàsics més importants del món. La viabilitat del petroli està controlada per diversos paràmetres clau: el nombre de vehicles al món que competeixen pel combustible, la quantitat de petroli exportat al mercat mundial, l’estabilitat política de les nacions exportadores de petroli i la capacitat per defensar les línies de subministrament de petroli. 1.6. INDUSTRIA PETROLIERA La indústria del petroli i el gas es sol dividir en tres grans sectors: el sector d’exploració i producció, el sector de transport i el sector de venda i distribució. 1.6.1. Sector d’Exploració i Producció El sector d’exploració i producció és tradicionalment el que ve a la ment quan es pensa en la indústria del petroli i el gas. Les empreses busquen àrees potencials per a possibles reserves de petroli i gas i realitzen proves geològiques anomenades proves sísmiques per determinar la mida i la composició del recurs. Els pous inicials sovint es perforen per "explorar" la conca, i si els resultats són satisfactoris, l’empresa entra en la fase de producció per extreure els hidrocarburs. 1.6.2. Sector de Transport El sector de venda i distribució sovint es relaciona amb el sector del transport, emmagatzematge i comercialització de diversos productes de petroli i gas. Depenent del producte i la distància, les opcions de transport poden variar des de petits conductes de connexió fins a vaixells de càrrega massiva que creuen els oceans. Tot i que la majoria del petroli es pot transportar en el seu estat actual, el gas natural ha de ser comprimit o liquat per al seu transport. El sector de transport també inclou l’emmagatzematge de petroli i gas natural, que ajuda a equilibrar les fluctuacions entre l’oferta i la demanda i garanteix un subministrament segur de productes energètics. 1.6.3 Sector de Venda i Distribució El sector de venda i distribució implica la refinació i el processament d’hidrocarburs per convertir-los en productes útils, com gasolina, querosè i dièsel. Es necessita refinació perquè els hidrocarburs "crus" extrets del sòl rarament són útils en la seva forma natural. 15 El procés de refinació és un procés químic complex que ajuda a separar les centenars de molècules d’hidrocarbur en formes útils. Les plantes petroquímiques també descomponen els hidrocarburs en compostos químics que es fan servir per crear una gran varietat de productes, des de plàstics fins a productes farmacèutics. Imatge 4: Sectors de la indústria petroliera. Font: Saybolt 2. REFINAT El petroli cru ha de ser processat perquè sigui apte per al seu ús. Aquest procés es coneix com a refinat. Una gran varietat de productes es processen amb petroli cru. Es pot pensar en combustibles com el dièsel, la gasolina i el querosè. Però també en substàncies com l'oli lubricant, el betum i matèries primeres per a la indústria química. Existeixen diverses operacions en una refineria. Aquestes operacions es poden dividir en: ● Processos de separació (destil·lació atmosfèrica, destil·lació al buit, extracció) ● Processos de conversió (diverses formes de craqueig, reforming) ● Processos de purificació (desulfurització) ● Processos de barreja (gasolina, oli lubricant) 2.1 DESSALINITZACIÓ I DESHIDRATACIÓ DEL PETROLI CRU El petroli cru conté aigua, sòlids en suspensió, sals inorgàniques i compostos metàl·lics. Aquests contaminants poden causar corrosió i obstrucció dels equips de la refineria i causar enverinament del catalitzador per processos catalítics. Una part d'aquestes substàncies ja es separen durant les etapes de recuperació, però no totes. Per tant, el primer pas per refinar el petroli és la deshidratació i la dessalinització. Això es realitza mitjançant l'addició d'aigua calenta, que extreu les substàncies dissoltes. Després, la capa d'oli es separa de la capa aquosa, tot seguit es condueix la capa d'oli a la torre de destil·lació. 16 2.2 DESTIL·LACIÓ ATMOSFÈRICA L'objectiu de la destil·lació atmosfèrica és la separació física del petroli cru en una sèrie de grups més petits amb l'objectiu que sigui convenient per al seu processament final. Entrada: Petroli cru Sortida: LPG, Nafta lleugera, Nafta pesada, querosè, gasoil lleuger, gasoil pesat, residu atmosfèric La unitat de destil·lació de petroli cru (CDU) és la primera unitat de processament en pràcticament totes les refineries de petroli. La CDU destil·la el petroli cru entrant en diverses fraccions en diferents intervals d'ebullició, cada una de les quals després es processa en les altres unitats de processament de la refineria. La CDU es defineix sovint com la unitat de destil·lació atmosfèrica perquè opera lleugerament per sobre de la pressió atmosfèrica. El petroli no és una substància, sinó una mescla de moltes substàncies. El mètode més senzill per separar les diferents substàncies és utilitzar els diferents punts d'ebullició d'aquests components. El punt d'ebullició d'una substància és la temperatura a la qual la pressió de vapor del líquid és igual a la pressió que envolta el líquid i el líquid es converteix en vapor. Quan s’escalfa una mescla, la temperatura no es manté estable al voltant d'un punt, sinó que la temperatura augmenta només una mica menys ràpidament entre dos punts d'ebullició. Això es coneix com a rang d'ebullició. Amb una mescla de dos materials, la substància amb el punt d'ebullició més baix s'evaporarà primer, però l'altra substància amb un punt d'ebullició més alt s'evaporarà una part. La gota final que s'evapora consisteix principalment en la substància amb el punt d'ebullició més alt, però encara hi ha una mica de la substància amb el punt d'ebullició més baix. No es pot obtenir una substància pura per escalfament, però es pot assegurar que la concentració de les fraccions separades augmenta. En la destil·lació del petroli, la mescla es separa en fraccions amb diferents rangs d'ebullició. La puresa de les fraccions augmenta a mesura que disminueix el rang d'ebullició. Cada substància en el petroli cru té el seu propi punt d'ebullició. En conseqüència, s’escalfa a aproximadament 350°- 370°C, a la temperatura en que el petroli es transforma en vapor. Aquests vapors són canalitzats en una torre de destil·lació. Els vapors pugen a través de la torre i es refreden simultàniament. Les substàncies més pesades tenen un punt d'ebullició alt, les substàncies més lleugeres tenen un punt d'ebullició baix. Per tant, les fraccions més pesades es condensen primer. Les fraccions més lleugeres continuen pujant a través de la torre. Finalment, en certs llocs de la torre s'obtenen productes que satisfan les propietats desitjades. Els productes en aquest primer procés de destil·lació es coneixen com a productes de "destil·lació directa". Els productes obtinguts (rangs d'ebullició baixos a alts) són: 17 ● Gas combustible: Consisteix principalment en metà i età i s'utilitza com a combustible per a operacions de refineria o per cremar. ● Gas C3/C4: Consisteix en propà i butà i s'utilitza en LPG (Gas liquat de petroli). El butà també s'utilitza com a component de mescla en la gasolina i per alimentar la unitat d'alquilació. ● Nafta Lleugera: S'utilitza com a component de mescla de gasolina i es processa en una unitat d'isomerització per augmentar l'índex d'octà. ● Nafta Pesada: S'utilitza predominantment com a matèria primera perquè el reformador catalític produeixi un reformat d'alt contingut d’octà. ● Querosè: Abans s'utilitzava com a combustible lleuger de petroli per a làmpades. Actualment s'utilitza com a combustible per a avions. ● Gasoil Lleuger: S'utilitza com a combustible dièsel per a motors. ● Gasoil Pesat: S'utilitza com a combustible residual marí i com a aliment per a reactor de refinament i catalitzador per a una separació addicional. ● Gasoil destil·lat al buit: S'utilitza com a aliment per a reactor de refinament i el catalitzador, així com també com a suport per a la producció d'oli de lubricació. ● Residus: fuel oli pesat, betum i asfalts. S’utilitza com a aliment per a la unitat de processament de petroli cru per reduir la viscositat (visbreaker), la unitat de processament de craqueig tèrmic (flexicoker) i el reactor de refinament de residus (hycon). Imatge 5: Procés de refinat del petroli cru. Font: Saybolt 18 2.3 DESTIL·LACIÓ AL BUIT La destil·lació al buit és una part del procés de refinat que ajuda en la producció de productes de petroli a partir dels olis més pesats que han quedat de la destil·lació atmosfèrica. El sustent per a la destil·lació al buit és el residu de la destil·lació atmosfèrica. El punt d'ebullició dels compostos del residu de la destil·lació atmosfèrica és molt alt. Quan es destil·la a pressió ambient, es requereix una temperatura molt alta, superior als 400°C, per produir altres fraccions útils. El risc d'utilitzar una temperatura massa alta és que les molècules pesades es trenquin o, com es diu en la indústria del petroli, es "craquegin". A més, el procés també dona com a resultat la deposició lenta de coque, una forma de carboni en les parts vitals de la columna de destil·lació, que degrada l'eficiència de la columna. Per tant, s'ha d'evitar el fraccionament o craqueig de les molècules en un procés de destil·lació. Per destil·lació al buit, es redueix el punt d'ebullició d'un líquid, per la qual cosa la destil·lació de fraccions més grans és possible sense el fraccionament o craqueig de les molècules. La destil·lació al buit produeix diversos tipus de gasoil. Aquests són lleugerament més pesats que els destil·lats intermedis, com el combustible per a avions, el querosè i el dièsel. En la següent etapa de refinat, aquests gasoils es refinen encara més per fabricar productes com l'oli de cicle lleuger (un tipus de destil·lat), la gasolina i la Nafta. 2.4 CRAQUEIG DE MOLÈCULES Les fraccions lleugeres, obtingudes del petroli cru, tenen més valor que les fraccions més pesades. El craqueig és el procés mitjançant el qual les molècules orgàniques complexes com els hidrocarburs pesats es descomponen en molècules més simples com els hidrocarburs lleugers, produint així productes "lleugers" com el gas liquat de petroli i la gasolina a partir de residus barats del procés de destil·lació. 2.4.1 Craqueig tèrmic El craqueig tèrmic és un procés en què els hidrocarburs, com el petroli cru, se sotmeten a altes temperatures per descompondre els enllaços moleculars i reduir el pes molecular de la substància que s'està craquejant. Aquest procés s'utilitza per extreure components utilitzables, coneguts com a fraccions, que es alliberen durant el procés de fraccionament. És un dels diversos mètodes de craqueig utilitzats en la indústria del petroli per processar petroli cru i altres productes derivats del petroli per a ús comercial. 2.4.2 Craqueig al Vapor El craqueig al vapor és un procés petroquímic en què els hidrocarburs saturats es descomponen en hidrocarburs més petits, generalment insaturats, a altes temperatures (al voltant de 850°C). És el principal mètode industrial per produir els alquens més lleugers (o comunament olefines), incloent etè (o etilè) i propà (o propilè). En el craqueig al vapor, un component d'hidrocarburs gasosos o líquids com la Nafta, el 19 LPG o l'età es dilueix amb vapor i es calenta breument en un forn sense la presència d'oxigen. Normalment, la temperatura de reacció és molt alta, al voltant de 850°C, però només es permet que la reacció sigui breu. En els forns moderns de craqueig, el temps de residència es redueix a mil·lisegons per millorar el rendiment, el que resulta en velocitats de gas més ràpides que la velocitat del so. Després que s'ha assolit la temperatura de craqueig, el gas es refreda ràpidament per aturar la reacció en un intercanviador de calor de línia de transferència o dins d'un col·lector de refrigeració que utilitza oli de refredament ràpid. Les addicions d'hidrocarburs lleugers com l'età, el LPG o la Nafta lleugera proporcionen corrents de productes riques en alquens més lleugers, com etilè, propilè i butadiè. Les addicions d'hidrocarburs més pesats (gama completa i Naftes pesades, així com altres productes de refineria) donen alguns d'aquests productes, però també donen productes rics en hidrocarburs aromàtics i hidrocarburs adequats per a la seva inclusió en gasolina o combustible. Una temperatura de craqueig més alta (també coneguda com a severitat) afavoreix la producció d'etè i benzè, mentre que una menor severitat produeix majors quantitats de propà, hidrocarburs C4 i productes líquids. 2.4.3 Craqueig Catalític Com que el craqueig de molècules per mètodes tèrmics és difícil de controlar, el procés de craqueig de molècules de petroli cru es realitza cada cop més amb l'ajuda d'un catalitzador. Un catalitzador és un reactiu que accelera la reacció química, però no es consumeix en la reacció mateixa. Aquest procés es coneix com cat-cracking i es du a terme amb una temperatura d'aproximadament 500°C. La majoria de les fraccions pesades del procés de destil·lació al buit s'utilitzen com a matèria primera per a aquest procés. Els productes finals d'aquest procés són: gas, propà/propilè, butà/butilè, components de gasolina, oli de cicle lleuger, oli de cicle pesat i coques. 2.4.4 Craqueig d'hidrocarburs El hidrocracking és un procés de craqueig catalític assistit per la presència d'una pressió parcial elevada de gas d'hidrogen. Els productes d'aquest procés són hidrocarburs saturats, depenent de les condicions de la reacció (temperatura, pressió, activitat del catalitzador). Aquests productes van des d'età, LPG fins a hidrocarburs més pesats compostos principalment per iso-parafines. El hidrocracking normalment es facilita mitjançant un catalitzador bifuncional que és capaç de reorganitzar i trencar les cadenes d'hidrocarburs així com afegir hidrogen a aromàtics i olefines per produir naftenes i alcans. Els principals productes del hidrocracking són el combustible per a avions, dièsel, fraccions de gasolina d'alt índex d'octà i LPG. Tots aquests productes tenen un contingut molt baix de sofre i altres contaminants. 20 3. CARACTERÍSTIQUES PRINCIPALS DEL PETROLI CRU I PRODUCTES DERIVATS DEL PETROLI 3.1 DENSITAT Tot i que el mètode per mesurar la densitat és relativament senzill, pot tenir grans conseqüències econòmiques, ja que els productes refinats normalment es compren i es venen per tonelades (massa). Un error en la densitat afectarà al pes, el que pot ocasionar errors a l’hora de calcular quantitats i preu de la càrrega. A més, la densitat és un paràmetre comú per determinar si existeix falta d'homogeneïtat o estratificació. Tanmateix, cal tenir en compte que fins i tot si les densitats analitzades són similars en tota la columna vertical del líquid, el tanc no pot considerar-se homogeni només en funció de la densitat. La qualitat del material contingut al tanc ha de tenir les mateixes propietats físiques i químiques que una mostra presa en qualsevol altre nivell del tanc per poder avaluar la homogeneïtat del producte. 3.1.1 Densitat al buit Es pot definir la densitat com la massa d'un líquid per unitat de volum. En altres paraules, quant pesen en quilos un litre o un metre cúbic (m3). La massa s’expressa en quilograms i els volums en litres o m3, per tant, la unitat de densitat és kg/l o kg/m3. La densitat que es fa servir en les taules de petroli és la massa per unitat de volum a 15°C, expressada en kg per litre. Aquesta densitat s'especifica com Densitat a 15°C en buit. Predominantment, a Europa s’utilitza la densitat en buit per calcular o convertir el volum de petroli cru i els productes del petroli a massa (pes en buit); els números dels Bill of Lading es reflecteixen en Tonelades Mètriques (en buit). Altres temperatures estàndard que es troben per a la densitat són 20°C i 60°F (Fahrenheit). 3.1.2 Densitat aparent (densitat a l'aire) Aquest terme s’utilitza per a una densitat a temperatura corregida per la flotabilitat de l'aire desplaçat (també coneguda com densitat a l'aire). Per a l'oli mineral, aquest factor es pot calcular reduint la densitat en buit en 0.0011 kg/l. (En productes petroquímics amb una densitat superior a 1.125 kg/l, aquesta correcció serà menor). Cal tenir en compte que la reducció de la densitat amb 11 punts no és l'enfocament oficial. Oficialment, la taula 56 de l'ASTM s'utilitza per convertir tonelades mètriques en buit a tonelades mètriques a l'aire. En molts països s'utilitza la densitat a l'aire per calcular el volum de petroli cru i productes derivats del petroli, productes químics i olis comestibles. 21 3.1.3 Influència de la temperatura en la densitat Com s'ha descrit anteriorment, el volum d'un líquid varia quan la temperatura canvia. Quan la temperatura del líquid augmenta, el volum també augmenta. Quan la temperatura disminueix, el volum del líquid es redueix també. Això té conseqüències sobre la densitat. La unitat de densitat és kg/l (o kg/m3). Si s’escalfa un líquid, el seu volum augmenta. Les molècules en el líquid es separen unes de les altres i es tornen menys denses. Si observem un litre de la substància, trobarem menys molècules en aquest litre que abans d’escalfar-lo. Menys molècules per litre significa menys massa per litre, per tant, menys kg/l. En definitiva: ● Si la temperatura d'un líquid augmenta, la densitat disminueix. ● Si la temperatura d'un líquid disminueix, la densitat augmenta. 3.1.4 Densitat relativa La densitat relativa, abans anomenada gravetat específica, és la relació entre la densitat a t1° i l'aigua a t2° (temperatures a °C o °F). En la fórmula, ambdós valors s'expressen en kg/l, per la qual cosa les unitats desapareixen d'aquesta fórmula. Per tant, la densitat relativa és un valor numèric sense unitat. Multiplicar una densitat relativa per un volum no donarà com a resultat quilograms. La densitat relativa s'utilitza principalment per cercar diversos arguments de taula i conversió. Densitat relativa de 15/4 La densitat relativa 15/4 s’obté dividint la densitat del producte a 15º entre la densitat de l’aigua a 4º. A més de la densitat anterior de 15/4°C, també s’utilitzen les següents combinacions a la indústria del petroli: densitat 15/15°C, densitat 20/4°C i densitat 60/60°C. 3.1.5 Gravetat API La gravetat API és una unitat de densitat utilitzada àmpliament per al càlcul de petroli cru, olis i productes relacionats amb el barril nord-americà. La gravetat API també s’utilitza en països de l'hemisferi occidental i en nombrosos ports del Golf Pèrsic per expressar la densitat dels productes derivats del petroli. La gravetat API es pot calcular a partir de la densitat relativa 60/60 amb la següent fórmula: Quan la densitat augmenta, la API disminueix. 22 3.2 MÈTODES DE MESURA DE LA DENSITAT Hi ha diversos mètodes per determinar la densitat d'un producte. El mètode antic és mitjançant un hidròmetre. Avui en dia, la densitat sovint es determina mitjançant l’ús d’un medidor de densitat digital. Tot i això, hi ha més mètodes oficials, com pesant un volum calibrat. 3.2.1 Densitat pel mètode d’hidròmetre (ASTM D 1298) Un hidròmetre és un instrument utilitzat per mesurar la gravetat específica (o densitat relativa) de líquids; és a dir, la relació de la densitat del líquid amb la densitat de l’aigua. Un hidròmetre generalment està fet de vidre i consisteix en un tub cilíndric i una bombolla carregada amb mercuri o plom per fer-lo flotar en posició vertical. El líquid a analitzar es posa en un recipient alt, sovint un cilindre graduat, i l’hidròmetre es baixa suaument al líquid fins que floti lliurement. Com més baixa sigui la densitat del líquid, més profundament s'enfonsa el flotador amb pes. Es registra el punt en què la superficie del líquid toca el tub de l’hidròmetre. Els hidròmetres normalment tenen una escala dins del tub, de manera que la gravetat específica es pot llegir directament. Hi ha diverses escales i s’utilitzen segons el context. Imatge 6: Medició de la densitat per hidròmetre. Font: Saybolt El funcionament de l’hidròmetre es basa en el principi d'Arquimedes, que diu que un sòlid suspès en un líquid serà impulsat per una força igual al pes del líquid desplaçat per la part submergida del sòlid suspès. Així, com més baixa sigui la densitat de la substància, més s'enfonsa l’hidròmetre. 23 Aquests són els aspectes més importants per a determinar la densitat i la fiabilitat de la mesura: ● La mostra: ○ La botella de mostra ha d’estar ben tancada per minimitzar qualsevol pèrdua de components lleugers que puguin afectar la precisió de la mesura de la densitat durant el transport a la instal·lació del test. ○ La temperatura de la mostra preferiblement no hauria de variar massa entre el moment de la mostra i el test. ○ No s’hauria d’obrir una mostra per a altres paràmetres o fins i tot per a altres propòsits de prova. ○ Les mostres compostes s’han de realitzar de manera precisa (volumètrica) i s’ha de tenir precaució per mantenir la seva integritat. ○ Les mostres s’han de homogeneïtzar abans de determinar la densitat mitjançant una inclinació suau i repetida de la botella; una sacsejada vigorosa provocarà l’aparició d’escuma, la qual cosa pot portar a la pèrdua de components lleugers. També poden aparèixer bombolles d’aire, complicant la determinació precisa de la densitat. ○ La transferència de la mostra al cilindre de prova ha de realitzar-se sense esquitxades, per evitar la formació de bombolles d’aire i minimitzar la pèrdua de components lleugers. ● L’assaig: ○ Abans de realitzar un test, s’ha de garantir que s’utilitzen l’hidròmetre i el termòmetre apropiats, i que la seva calibració és vàlida. Els certificats de calibratge han d’estar disponibles per a l’instrument. ○ Les medicions s’han de realitzar tan aviat com sigui possible. ○ S’ha d’omplir el líquid que s’ha de provar al cilindre de prova i submergir suaument el termòmetre i l’hidròmetre al líquid. El test es farà quan s’assoleixi l’equilibri tèrmic; la temperatura abans i després de llegir l’hidròmetre ha d’estar dins d'un marge de 0,5°C. ○ L’hidròmetre ha d’estar localitzat al centre del cilindre (no "enganxat" a la paret) en el moment de llegir el resultat. Això es pot aconseguir girant lleugerament el tub amb l’índex i el polze. ○ Es llegeix l’escala de l’hidròmetre en el punt en què la superfície del líquid toca l’escala, després, la temperatura ○ Converteix la densitat observada a la densitat a la temperatura requerida. 3.2.2 Medidor de densitat digital (ASTM D 4052) El tub oscil·lador (U-tube) és una tècnica per determinar la densitat de líquids i gasos mitjançant una mesura electrònica de la freqüència d’oscil·lació, a partir de la qual es calcula el valor de la densitat. El resultat sempre és a buit. 24 3.9 SOFRE Els olis combustibles contenen quantitats variables de sofre depenent de la font de petroli cru, els processos de refinament i el grau del combustible. Les fraccions d’alt punt d’ebullició i els combustibles residuals normalment contenen més quantitats de sofre, el qual es considera generalment un constituent indesitjable per la seva capacitat per causar problemes de corrosió i contaminació. En sistemes de calefactors, la conversió fins i tot d’una petita fracció de sofre a triòxid de sofre durant la combustió del combustible pot causar problemes de corrosió a baixa temperatura si es permet que aquest gas es condensi i formi àcid sulfúric corrosiu a les superfícies metàl·liques fredes de l’equip. En combinació amb els complexes de sodi i vanadi, el sofre del combustible contribueix a la formació de dipòsits a les superfícies exteriors dels tubs de sobreescalfament, economitzadors i escalfadors d’aire. Aquests dipòsits causen la corrosió de l’equip i la pèrdua d’eficiència tèrmica. El sofre en els gasoils contribueix a la formació de matèria particulada (PM) a l’escapament del motor. Tot i que les emissions dels motors dièsel no són l’única font de partícules a l’aire urbà, els estudis mostren que poden ser una contribució significativa. Per complir amb els estàndards d’aire net en àrees industrials densament poblades, poden ser necessaris dispositius de control d’emissions de xemeneia i procediments de rentat de sofre. Pot ser que es requereixi un contingut limitat de sofre en l’oli combustible per complir amb la legislació o normativa federal, estatal o local. Quan el contingut de sofre es considera crític, normalment es fa un acord sobre els límits entre el proveïdor i el consumidor per complir amb les normes establertes localment. El contingut de sofre dels olis combustibles es pot determinar mitjançant una varietat de mètodes; en general, s’utilitza el mètode d’espectroscòpia de raigs X i el mètode d’espectroscòpia de fluorescència de raigs X per dispersió d’energia. 4. TANCS D’EMMAGATZEMATGE Els productes líquids a granel es dipositen generalment en tancs cilíndrics; en alguns països, com Suècia, Malta o Gibraltar, aquests productes també es guarden en coves. Els gasos comprimits es dipositen, habitualment, en tancs esfèrics, i en alguns casos, en tancs cilíndrics. Els dipòsits d'emmagatzematge estan normalment fets d'acer suau, però també hi ha construccions de dipòsit d'acer inoxidable, alumini i fins i tot plàstic i formigó. Existeixen diferents estructures per als dipòsits d'emmagatzematge, cadascuna amb els seus avantatges i desavantatges. Els següents dipòsits es descriuen en aquest capítol: 1. Dipòsits amb sostre cònic 2. Dipòsits amb sostre flotant 3. Dipòsits amb sostre fix 4. Dipòsits amb flotador intern 31 5. Dipòsits aïllats 6. Dipòsits esfèrics Com que la majoria dels líquids poden vessar o filtrar-se fins i tot a través de l'obertura més petita, cal tenir en compte una gestió segura i protegida. Per norma general, es tracta de construir una barrera de contenció al voltant del dipòsit o grup de dipòsits, per tal que qualsevol fuga es pugui contenir amb seguretat. Des d'una perspectiva de seguretat, a part de les rutes/camins designats per caminar, està prohibit caminar sobre qualsevol tipus de sostre per diverses raons que inclouen, entre altres, relliscades, ensopegades, caigudes i deteriorament del mateix sostre. 4.1 DIPÒSITS AMB SOSTRE CÒNIC (SOSTRE FIX) Aquest tipus de dipòsit d'emmagatzematge és comú a la indústria del petroli. El sostre està soldat a la paret vertical del dipòsit. El sostre és lleugerament cònic o en un punt al centre del sostre, creant així un espai de vapor entre el nivell del líquid i el sostre. A més, en un sostre cònic no quedarà aigua de pluja. Els dipòsits amb sostre cònic no tenen parts mòbils ni estructures complexes; per tant, és la forma més econòmica de construir un dipòsit d'emmagatzematge. Un desavantatge principal dels dipòsits amb sostre cònic és que el producte es perd per evaporació. L'espai entre la superfície del líquid i el sostre està ple de vapor. Durant el bombeig del producte al dipòsit, el producte entrant expulsarà el vapor del dipòsit a través de les vàlvules de ventilació, la qual cosa suposa una pèrdua de producte. A més, el calentament del dipòsit pel sol causa l'evaporació del producte al dipòsit. L'augment de la pressió com a resultat d'aquest escalfament també empeny el vapor a través de les vàlvules de ventilació cap a l'aire lliure. Una pressió de vapor més alta també és un risc creixent d'incendi i vulnerabilitat davant dels llamps. Imatge 10: Dipòsits amb sostre cònic. Font: El Canal Marítimo y Logistico 32 4.2 DIPÒSITS AMB SOSTRE FLOTANT Un dipòsit amb sostre flotant és un dipòsit d'emmagatzematge utilitzat habitualment per emmagatzemar grans quantitats de productes derivats del petroli. Consisteix en una carcassa d'acer cilíndrica amb tapa oberta equipada amb un sostre que flota sobre la superfície del líquid emmagatzemat. El sostre s'eleva i baixa amb el nivell del líquid al dipòsit. A diferència d'un dipòsit amb sostre fix, no hi ha espai per al vapor en el dipòsit amb sostre flotant (excepte en situacions on el nivell del líquid sigui molt baix). En principi, això redueix considerablement la pèrdua per evaporació del líquid emmagatzemat, fins a un 94%, en ocasions. Hi ha un sistema de segellat de vora entre la carcassa del dipòsit i el sostre per reduir l'evaporació. Desafortunadament, un sostre flotant no és adequat per a tots els productes. Alguns productes químics poden danyar el segell. A més, existeix el risc que l'aigua es filtri a través de la paret del dipòsit o que la pluja es pugui acumular al sostre, fent que finalment aquest s’enfonsi. Existen dos tipus de sostres flotants: ● Flotadors de sola coberta: Consisteix en diverses cambres tancades o flotadors separats per mampares circulars, la qual cosa augmenta l'estabilitat flotant del sostre. El sostre té una sola coberta que cobreix el líquid, que s'inclina cap al centre permetent que l'aigua de pluja flueixi a un sistema de drenatge. Tot i que aquest tipus de dipòsit ofereix la menor protecció contra l'evaporació, també és el més econòmic i fàcil d'instal·lar. ● Sostre de coberta doble: Utilitza dues plataformes de làmines d'acer separades per tota l'àrea de la superfície del dipòsit. Així, la superfície del líquid mai no està en contacte amb la part inferior de la coberta del sostre que està exposada al sol, maximitzant la protecció contra l'evaporació. La coberta superior s'inclina cap avall per al sistema de drenatge de l'aigua de pluja, mentre que la plataforma inferior s'inclina cap amunt per permetre l'acumulació de vapor d'aigua dins del dipòsit. Imatge 11: Dipòsit amb sostre flotant. Font: Freepik 33 4.2.1 Segells L'espai entre l'estructura de flotador rígid i la paret del dipòsit ha de quedar ben tancat; aquest espai és l'única possibilitat que el producte s'evapori a l'atmosfera. A més, un segellatge insuficient augmenta el risc d'incendi. En la pràctica, sembla que amb els anys l'aigua de pluja es filtraria a través de l'espai al dipòsit. Existeixen diverses construccions en ús. Totes les construccions han de tenir la capacitat de seguir les petites variacions relatives, en diàmetre, del dipòsit (± 20-25 cm). Les construccions possibles són: ● Segell metàl·lic ● Segell líquid ● Segell de tela El segell metàl·lic és el més comú. Consisteix en un anell de segellat d'acer galvanitzat, la part inferior del qual roman per sota de la superfície del líquid. Una estructura d'esculló manté l'anell amb una pressió radial distribuïda, de manera uniforme, contra la paret del dipòsit al voltant de tota la circumferència. La construcció de l'esculló centra automàticament el sostre del dipòsit. L'obertura entre l'anell de segellat i el sostre està coberta per un segell flexible, capaç de seguir les variacions en el diàmetre i la rodona de la carcassa del dipòsit. Aquest segell està fet de material resistent a la intempèrie cobert amb un recobriment de plàstic. Els accessoris d'acer inoxidable des del sostre fins a l'anell proporcionen finalment una bona connexió. Un segell muntat en líquid és un segell primari ple d'escuma o líquid, adequat per al producte emmagatzemat rellevant, muntat entre la carcassa del dipòsit i el sostre flotant, contínuament al voltant de la circumferència del dipòsit. El segell de tela és similar al segell líquid. El plàstic (escuma) està tancat en una funda elàstica, que és resistent a les influències climàtiques i al producte emmagatzemat. La construcció és capaç d'absorbir variacions a l'espai de ± 10 cm entre la carcassa del dipòsit i el flotador. L'avantatge dels plàstics porosos sobre els segells líquids és que una fuga a la carcassa no afecta immediatament el funcionament correcte. 4.2.2 Drenatge del sostre S'ha d'organitzar un sistema de drenatge d'aigua de pluja per als sostres flotants. Es recomana sempre drenar l'aigua de pluja abans de fer les mesures del dipòsit; si es fa durant les operacions de càrrega o descàrrega, les mesures a l'inici de les operacions ja no seran representatives. 34 El mètode més comú i fiable per drenar l'aigua de pluja és mitjançant una canonada composta per diversos tubs, corbes i juntes giratòries. Aquest sistema de drenatge transporta l'aigua del sostre cap a l'exterior del dipòsit, evitant que l'aigua de pluja entri en contacte amb el producte al dipòsit. L'ús de les juntes de canonades amb bisagra permet que el sistema de drenatge segueixi els moviments del sostre. L'aigua es drena a través d'una vàlvula a nivell de terra del dipòsit. És important que la vàlvula es tanqui immediatament després del drenatge, en cas de fuites de producte a través d'una fuita en una de les juntes flexibles. Per evitar fuites de producte al sostre, el sistema està equipat amb una vàlvula antiretorn. 4.2.3 Suport del sostre El sostre flotant té potes de suport que pengen cap al líquid. Amb nivells baixos de líquid, el sostre acaba reposant i es forma un espai de vapor entre la superfície del líquid i el sostre, de manera similar als dipòsits amb sostre fix. Les potes de suport solen ser retràctils per augmentar el volum de treball del dipòsit. En "potes baixes", el sostre es situa en la seva posició més baixa, lliure d'estructures internes com bobines de calefacció i canonades internes. En "potes altes", el sostre es troba en una posició elevada, creant prou espai perquè els treballadors puguin fer tasques de manteniment dins del dipòsit. 4.2.4 Zones crítiques La zona crítica és el punt dins del dipòsit on el sostre passa de ser flotant a no flotant, és a dir, reposant sobre les potes de suport. És la distància entre el punt on un sostre flotant en un dipòsit es recolza sobre els seus suports normals fins al punt on el sostre flota lliurement. Els inspectors han de verificar que el sostre es trobi en la posició correcta quan es prenguin les mesures. La posició correcta s'indica a la taula de capacitat. Les mesures preses mentre el sostre es troba en la zona crítica no són exactes. Les mesures només es consideren exactes quan el sostre està completament flotant o quan el sostre es recolza sobre els seus suports normals amb l'altura del líquid per sota de la secció més baixa del sostre. No obstant això, s'ha de tenir precaució si hi ha fang i/o sediment al dipòsit, ja que això pot canviar el nivell de la zona crítica com s'indica a la taula de capacitat del dipòsit. Preferentment, si és operativament pràctic, el sostre hauria de flotar lliurement tant per a l'obertura com per a les mesures de tancament. 4.2.5 Espai confinat És important tractar el sostre flotant com un espai confinat. Degut a que el sostre del dipòsit està envoltat per les parets, hi ha una ventilació mínima. Molts gasos nocius, com l'H2S, són més pesants que l'aire. Aquests gasos s'acumulen al sostre, expulsant l'oxigen i creant un ambient molt perillós. 35 L'entrada als sostres flotants (i als espais confinats en general) normalment no està destinada a activitats rutinàries. Només en cas que no hi hagi un mètode alternatiu disponible, es pot fer una excepció aïllada, sempre que s'hagin pres totes les precaucions de seguretat, incloent-hi, un Permís de Treball (PTW), Equip d'Autoprotecció Respiratòria (SCBA), monitoratge atmosfèric continu, i un mètode validat d'escapament/recuperació en cas d'incident. A més, no està permès entrar a espais confinats sol, s'ha de comptar amb un mínim de dues persones i és obligatori tenir mitjans de comunicació clars. 4.3 SOSTRE DE CÚPULA Els sostres de cúpula d'alumini s'han convertit en un sistema de sostre molt utilitzat per cobrir dipòsits d'emmagatzematge. S'utilitzen per cobrir sostres flotants externs així com per substituir sostres d'acer molt corroïts. Els sostres de cúpula d'alumini són lleugers. Les construccions de sostre de cúpula: • Redueixen les emissions de vapor protegint el sostre flotant de la calor i la llum directa del sol. • Eliminen l'entrada d'aigua de pluja al producte emmagatzemat. • Es poden col·locar sobre dipòsits en servei amb mínimes modificacions. • Són més econòmics en manteniment. 4.4 SOSTRES FLOTANTS INTERIORS Alguns dipòsits d'emmagatzematge tenen tant un sostre fix com un sostre flotant. Aquests dipòsits amb sostre flotant intern s'anomenen dipòsits de sostre intern-flotant. Aquests dipòsits són com els dipòsits de sostre flotant ordinari, però tenen l'avantatge que s'evapora menys producte. En un dipòsit amb sostre intern-flotant, l'aigua de pluja no pot entrar pel mur del dipòsit al producte. L'inconvenient és que l'espai per sobre del sostre intern-flotant és molt explosiu, ja que el producte s'evapora i la ventilació és mínima. Un altre inconvenient és que el mostreig, neteja i lluita contra incendis són difícils. 4.5 DIPÒSITS AÏLLATS Depenent de la naturalesa del contingut, és crític per a alguns productes mantenir una determinació de temperatura; per mantenir aquestes temperatures de manera eficaç i evitar la pèrdua de calor, un dipòsit pot ser aïllat. La combinació d'una carcassa externa d'alumini o acer inoxidable amb una doble costura laminada proporciona un sistema d'aïllament per al dipòsit que és resistent a les inclemències meteorològiques, durador i sense necessitat de manteniment. Els tipus d'aïllaments més comuns són: • Llana mineral 36 • Fibra de vidre • Escuma de poliisocianurat • Silicat de calci • Perlita És important que un inspector identifiqui si el dipòsit està aïllat o no per aplicar correctament els factors de correcció de la carcassa del dipòsit per als càlculs. Per als dipòsits aïllats, es considera que la temperatura de la carcassa del dipòsit és la mateixa que la del producte dins del dipòsit. Per als dipòsits metàl·lics no aïllats, la temperatura de la carcassa es pot calcular de la següent manera: On: TSh = Temperatura de la carcassa Tl = Temperatura del líquid Ta = Temperatura ambiental 4.6 DIPÒSITS ESFÈRICS Una esfera és una estructura molt forta. La distribució uniforme de les tensions a les superfícies de l'esfera, tant internes com externes, significa que generalment no hi ha punts febles. La quantitat de calor transferida des dels voltants més càlids al líquid dins de l'esfera serà menor que en dipòsits cilíndrics o rectangulars; per tant, hi haurà menys pressió per calor externa. És per això que els gasos com l'LPG es guarden en aquest tipus de dipòsits. 4.7 ESTRUCTURES DE FONS A més dels diversos sostres, també hi ha diferents estructures de fons de dipòsit. Quan es mesura o mostreja un dipòsit d'emmagatzematge, és important saber quin tipus d'estructura hi ha present al dipòsit, ja que també has de comprovar l'aigua lliure. Com que l'aigua és més pesada que la majoria dels productes, l'aigua lliure gairebé sempre estarà al punt més baix del dipòsit. Per tant, és important saber quin és el punt més baix del dipòsit. 37 4.7.1 Fons amb con cap per avall Amb un fons amb con cap per avall, l'aigua es recollirà al centre. No té gaire sentit mesurar l'aigua a la part lateral del dipòsit, a menys que hi hagi molta aigua lliure a tot el fons. 4.7.2 Fons amb con cap amunt Amb un fons amb con cap amunt, l'aigua es recollirà als costats del dipòsit. Mesurar l'aigua només al centre del dipòsit és inútil. 4.7.3 Fons pla Amb un fons pla, l'aigua es distribuirà per tot el fons. Tot i així, és important saber si el dipòsit s'ha enfonsat. En aquest cas, tindràs un fons inclinat i l'aigua es recollirà al punt més baix del dipòsit. 4.7.4 Deformació del fons Els fons dels dipòsits sempre es mouen de manera diferent quan el dipòsit s'omple, cosa que provoca una deformació del fons, la qual afecta el volum que es mesura al dipòsit; les pèrdues o guanys aparents en el trasllat de càrrega. Les condicions de deformació del fons que causen més problemes són quan una part de la superfície del fons puja (menys pressió hidrostàtica) o baixa (més pressió hidrostàtica) a mesura que el nivell del líquid canvia. Els fets que influeixen en la deformació del fons poden incloure: • Volum real al dipòsit: la pressió hidrostàtica augmenta amb l'augment del volum. • Construcció del fons: els fons amb con cap per avall són més resistents, la forma del fons ofereix millor resistència contra la deformació. • Composició del sòl: depenent de la composició del sòl, hi haurà més o menys resistència contra la deformació del fons. • Nivell de les aigües subterrànies: com més alt sigui el nivell de les aigües subterrànies, més resistència donarà el sòl contra la deformació. 4.8 ALTRES COMPONENTS DELS DIPÒSITS Un dipòsit d’emmagatzematge no només consta d’un fons, sostre i parets; es requereixen més components per fer el dipòsit utilitzable per a l’emmagatzematge de productes líquids. 38 4.8.1 Escales L’escala porta al sostre del dipòsit. No tots els dipòsits tenen la seva pròpia escala. Hi ha llocs on hi ha múltiples dipòsits d’emmagatzematge a la mateixa cava de dipòsits, de manera que només 2 dipòsits tenen accés directe als sostres i tots els dipòsits estan interconnectats amb ponts, de manera que es pot passar d’un dipòsit a un altre. És important en aquestes circumstàncies que comprovis bé que estàs sobre el sostre del dipòsit correcte. (Una cava de dipòsits no sempre està numerada de manera lògica) De vegades, es pot veure un dipòsit equipat amb un ascensor. Sempre s’ha de tenir instruccions clares sobre com utilitzar l’ascensor i què fer en cas d’emergència. 4.8.2 Sostre de registre A la part inferior del dipòsit hi ha un o dos sostres de registre. Aquests sostres estan tancats amb una tapa (sinó el dipòsit s’evacuaria involuntàriament). Els sostres de registre s’utilitzen per a la inspecció, manteniment i neteja del dipòsit. A la coberta també hi ha un o dos sostres de registre que es mantenen tancats per evitar la penetració d’aigua, brutícia, etc. Aquests sostres també s’utilitzen per a la neteja i reparació, però de vegades també per a mostreig, mesurament i desgasificació del dipòsit. 4.8.3 Punts de mesura A la coberta del dipòsit s’hi instal·len un o més punts de mesura (màxim 5). Aquests punts de mesura han de ser utilitzats per determinar amb precisió el nivell del líquid, la temperatura del producte emmagatzemat i el nivell d’aigua lliure. De vegades, un o més d’aquests punts també es poden utilitzar per treure mostres. Els punts de mesura en dipòsits amb cinc punts s’anomenen sovint amb la següent designació: (N) Nord, habitualment indicat per una placa al dipòsit o la barana del dipòsit. (O o E) Est, (Z o S) Sud, (W) Oest, (M) Centre. A més d’aquests punts de mesura manuals, sovint hi ha un dispositiu de mesura automàtic present al dipòsit. 4.8.4 Placa de referència La placa de referència és una placa metàl·lica fixada a la part inferior del dipòsit, ubicada perpendicular als punts de mesura a la coberta del dipòsit. La calibració del dipòsit es basa en la placa de referència. L’alçada de referència del dipòsit es mesura des de la placa de referència fins al punt de mesura a la coberta del dipòsit. Aquesta també s’utilitza per a la calibració de la secció inferior del dipòsit (la part per sota de la placa de referència). 4.8.5 Mesurament automàtic - flotador i radar En molts casos, els dipòsits d’emmagatzematge estan equipats amb una instal·lació que registra automàticament el nivell de líquid i la temperatura del líquid al dipòsit. Aquesta instal·lació està connectada a la sala de control, on el nivell i la temperatura es mostren al 39 panell de control, de manera que els operadors de la terminal disposen d’informació en temps real. El plat o desplaçador es manté flotant a la superfície del líquid i seguirà els canvis en el nivell del líquid. El flotador està connectat a un motor d'espiral amb un parell (‘’torque’’) constant. A la indústria del petroli, aquest sistema sovint es coneix com a Enraf, la companyia que va inventar el primer dispositiu flotant. Un dels principals inconvenients dels instruments més antics de flotador és el moviment continu de sobte a causa de la turbulencia del líquid mesurat. Aquests moviments, que poden ser força violents, poden provocar lectures errònies i dessincronització del transmissor. Això comporta un manteniment considerable i manca de fiabilitat en la mesura. Gran part dels dipòsits del món encara estan equipats amb aquests instruments. Els mesuradors de servo són una millora considerable respecte als instruments de flotador. En aquest mesurador, el flotador és reemplaçat per un petit desplaçador, suspès per un filferro flexible i fort. En lloc d’un motor d'espiral, els mesuradors servo utilitzen un motor elèctric per aixecar i baixar el desplaçador. Un sistema de pesatge enginyós mesura contínuament el pes i la flotabilitat del desplaçador i controla el sistema servo. La turbulència al dipòsit no té efecte directe. Un integrador al sistema de control servo elimina els efectes dels moviments sobtats del producte. L'ús de radar per mesurar els nivells de producte en els dipòsits d’emmagatzematge és una de les tècniques més recents. Els mesuradors de nivell per radar no tenen parts mòbils i només es requereix una antena al dipòsit. Els instruments de radar utilitzen microones per mesurar el nivell del líquid. La distància que la senyal ha recorregut es calcula a partir d’una comparació entre els senyals transmesos i reflectats. Imatge 12: Sensor del radar en un dipòsit. Font: Flowline 40 només una vàlvula pot causar un buit a la línia, de manera que sembla que la línia està buida. 5.1.6 Manifold El punt d'assemblatge de les línies de càrrega s'anomena manifold. Aquí es fa la connexió entre el sistema de línies de l'embarcació i el de l’atrac. Els manifolds estan presents a ambdós costats de l'embarcació. A les barcasses modernes, cada dipòsit de càrrega té la seva pròpia línia de càrrega que va fins al manifold. El disseny del manifold en aquestes barcasses és tal que cada dipòsit es pot connectar de manera separada, amb l'avantatge que es poden gestionar càrregues diferents simultàniament. Normalment, es posa una vàlvula de neteja a la part inferior del manifold. A través d'aquesta vàlvula de neteja es pot agafar una mostra del manifold, però també es pot utilitzar per connectar una línia d'oxigen per afegir un mantell d'oxigen a la càrrega. El braç de càrrega o mànega de l’atrac es fixa al manifold de l'embarcació amb cargols o un mecanisme hidràulic. Entre el braç de càrrega i el manifold s'hi col·loca un segell per evitar fuites. Les juntes, brides i segells han d'estar nets i en bon estat. Quan es facin connexions de cargols, s'han d'utilitzar tots els forats de cargol. S'ha de tenir cura en ajustar els cargols ja que els cargols desiguals o apretats excessivament poden causar fuites o trencaments. Imatge 15: Manifold d’una barcassa de riu. Font: Dreamstime 5.1.7 Bombes de càrrega Per descarregar la càrrega, una embarcació ha d'estar equipada amb bombes. Els tipus més comuns de sistemes de bombes són: - Bombes de desplaçament positiu 47 - Bombes de pous profunds - Bombes de desguàs Bombes de desplaçament positiu Les bombes es col·loquen a la zona de càrrega i es poden operar des de la sala de màquines de la barcassa. Una bomba de desplaçament positiu fa moure un fluid atrapant una quantitat fixa i desplaçant aquest volum atrapat a través d'un filtre cap a la canonada de descàrrega fins al manifold. Les bombes de desplaçament positiu, a diferència d'altres tipus de bombes, teòricament poden produir el mateix flux a una velocitat determinada (RPM) independentment de la pressió de descàrrega. Un inconvenient d'aquestes bombes és que sempre s'han de mantenir plenes de producte, de manera que la bomba tingui quelcom a desplaçar. Una bomba de desplaçament positiu no ha de funcionar contra una vàlvula tancada en el costat de descàrrega de la bomba, ja que no té una capçalera de tancament com les bombes centrífugues. Si una bomba de desplaçament positiu funciona contra una vàlvula de descàrrega tancada, continuarà produint flux i la pressió a la línia de descàrrega augmentarà fins que la línia es trenqui, la bomba es danyi greument o ambdues coses. Bombes de pous profunds Cada vegada més petroliers s'equipen amb bombes de pous profunds. Una bomba de pous profunds està situada a la part inferior de cada dipòsit. Un llarg eix condueix a un motor elèctric a la coberta. La càrrega del dipòsit es bombeja mitjançant aquest eix fins al manifold. Com que la bomba de pous profunds està situada directament al pou (sumidor), la bomba no ha de xuclar el producte, sinó només pressionar-lo. La darrera part del producte del dipòsit sol ser eliminada per una bomba de desguàs. Bombes de desguàs Les bombes de càrrega no sempre poden bombejar tot el líquid dels dipòsits, ja que la bomba s'atura quan xucla aire. Per tant, la resta del líquid s'ha d'extreure mitjançant bombes de desguàs. Les bombes de desguàs tenen una canonada de petit diàmetre que acaba a pocs mil·límetres del fons del pou. Tot el residu s'acumula al pou, i la bomba desguassadora pot desplaçar gairebé tots els residus cap al manifold. 5.1.8 Filtres Alguns sistemes de bombes de desplaçament positiu estan equipats amb un filtre. Aquest filtre serveix per protegir la bomba de brutícia, taps de botelles de mostra, cordes de mostra, vidre i altres irregularitats. 48 Durant la descàrrega de la càrrega, el producte es bombeja a través d'aquest filtre. Quan es realitza una inspecció del dipòsit abans de la càrrega, és important comprovar que el filtre estigui buit, ja que podria contenir aigua de rentat o producte del viatge anterior. 5.1.9 Dispositius de mostreig Hi ha tres formes diferents de mostrejar els dipòsits de càrrega d'una barcassa: ● Sistema de mostreig tancat ● Sistema de mostreig restringit ● Mostreig per obertura de tap El tipus de mostreig que es realitza depèn del producte i de la legislació, terminal, propietari del vaixell i les condicions establertes pels arrendadors. Sistema de mostreig tancat En un sistema de mostreig tancat, gairebé no es produeixen fums del producte a l'atmosfera. El sistema més comú utilitzat a les barcasses europees és el sistema anomenat Dopak. Es col·loca una botella amb un tap de goma al suport de mostreig. S'hi perfora una agulla buida a través del tap de goma. Quan s'obre la vàlvula, la mostra flueix a través de l'agulla buida fins a la botella de mostreig. Quan la botella està 80% plena, la vàlvula es tanca i la botella de mostreig es treu del contenidor. El tap de goma es tanca automàticament quan s'extreu l'agulla. Sistema de mostreig restringit En un sistema de mostreig restringit, l'alliberament de fums es limita. Les mostres es prenen mitjançant un dispositiu de mostreig restringit. La mostra es transvasa del contenidor a una botella de mostreig. Algunes barcasses tenen la possibilitat de prendre mostres mitjançant la bomba de pous profunds. Amb la bomba de pous profunds en funcionament, el líquid es recircula cap al dipòsit per la línia de descens. Les mostres es prenen a través d'un punt de drenatge en aquesta línia de descens. Mostreig per obertura de tapa Les mostres es prenen a través de la tapa de mostreig/sonda especial de 30 cm de diàmetre, protegida amb un supressor de flames. El mostreig a través d'obertures de rentat no està permès. Encara que el mostreig per obertura de tapa és la millor manera d'obtenir les mostres més representatives possibles, s'està eliminant gradualment en diversos països a causa dels propietaris de vaixells, arrendadors, terminals, seguretat i normatives mediambientals que poden restringir les operacions de mesura i mostreig que provoquen l'alliberament de gasos inerts, hidrocarburs o altres compostos orgànics volàtils (COV) a l'atmosfera. 49 5.1.10 Mesuradors de nivell La quantitat de líquid en un dipòsit es pot mesurar mitjançant mesuradors de nivell. Hi ha diversos tipus de mesuradors de nivell. A les barcasses antigues, els nivells de líquid es mesuren sovint mitjançant un indicador de nivell. Aquests indicadors estan controlats per un flotador al dipòsit, que flota sobre el líquid. El flotador està connectat a l'indicador per un filferro. Quan el nivell de líquid augmenta, el flotador puja, el filferro es recolza i l'indicador mostra el nivell del líquid. Les barcasses modernes es solen equipar amb sistemes de mesura electrònica, sovint un sistema de radar. Un sensor al dipòsit de càrrega mesura la distància entre el sensor i el nivell del líquid al dipòsit. L'altura del líquid es pot llegir en una pantalla. Aquesta pantalla pot estar situada en un lloc central, on es mostren tots els dipòsits o a prop de la tapa del dipòsit. Aquest sistema sovint està connectat amb un ordinador de càrrega a la cabina de comandament. Aquest ordinador pot mostrar també la temperatura del producte i la pressió al dipòsit. És important verificar que el sistema estigui calibrat i aprovat, i que les dades utilitzades siguin actuals. 5.2 PETROLIERS 5.2.1 Història La història dels petroliers forma part de l'evolució de la tecnologia de transport de petroli juntament amb la indústria del petroli. Originalment, el petroli es transportava en barrils de fusta de 40 galons americans (aproximadament 151,4 litres). Però el transport per barril tenia diversos problemes: el pes del barril, les fuites i el preu del barril mateix. El primer vaixell cisterna de petroli, el Vaderland, construït el 1872, va ser, però, restringit per les autoritats dels EUA i Bèlgica, al·legant motius de seguretat. Imatge 16: Vaixell petrolier ‘’Vaderland’’. Font: Viquipedia 50 El 1883, el disseny de les cisternes va fer un gran avanç. En lloc d'una o dues grans bodegues, els vaixells es van dissenyar amb diverses bodegues que s'estenien a través de la mànega del vaixell. Aquestes bodegues es van subdividir més en seccions de costat de port i d'estibord per una paret transversal longitudinal per millorar l'estabilitat. El vaixell Glückauf, construït el 1886, va representar un avanç encara més gran en el disseny de petroliers. Les seves característiques incloïen vàlvules de càrrega operables des de la coberta, canonades principals de càrrega, una línia de vapor, cofferdams per a major seguretat i la capacitat de carregar aigua de mar com a lastre quan no estava carregat de petroli. El vaixell va encallar a Fire Island, Nova York, el 1893. El T2 va ser una serie de vaixells cisterna de petroli construïda i produïda en gran quantitat als Estats Units durant la Segona Guerra Mundial. Es van construir gairebé 500 entre 1942 i el final de 1945. Molts van romandre en servei durant dècades després de la guerra fins als anys 80. Els petroliers han crescut significativament en mida des de la Segona Guerra Mundial. Mentres que un T2 de l'època de la Segona Guerra Mundial tenia 162 metres d’eslora i una capacitat de 16.500 dwt (tonelades de pes mort), els ‘’Ultra Large Crude Carrier’’ (ULCC) construïts als anys 70 mesuraven més de 400 metres d’eslora i tenien una capacitat de 500.000 dwt. El tonatge mort (dwt) és una mesura de quant pes pot transportar un vaixell o quant pot carregar de forma segura. Diversos factors van afavorir aquest creixement. Les hostilitats a l'Orient Mitjà, que van interrompre el trànsit pel Canal de Suez, van contribuir-hi, així com la nacionalització de les refineries de petroli de l'Orient Mitjà. Però el més important és l'avantatge econòmic: com més gran és un vaixell cisterna de petroli, més barat pot moure el petroli cru, i millor pot ajudar a satisfer la creixent demanda de petroli. El 1958, es va superar la barrera de les 100.000 tones amb l’ Universe Apollo amb 114.356 dwt, un augment del 23% respecte al darrer rècord. A causa del tancament del Canal de Suez el 1967, els petroliers van haver de desviar-se pel Cap de Bona Esperança. Com a resultat, ja no estaven limitats a les dimensions màximes d'aquest canal. A causa de la distància més gran, també va ser favorable construir vaixells més grans. Els petroliers van seguir augmentant de mida, culminant amb el Seawise Giant, amb 564.763 tones dwt i una longitud de 458,45 metres, el vaixell més gran de la història. Després de ser renombrat com Jahre Viking i Knock Nevis, va servir com a unitat flotant d'emmagatzematge i descarrega (FSO) al camp de petroli Al Shaheen a Qatar, al Golf Pèrsic. El 2009, sota el nom Mont, va ser remolcat fins a la platja índia d'Alang, on es va posar a la platja i es va desballestar. 5.2.2 Capacitat i denominació dels petroliers Els petroliers utilitzats per a combustibles líquids es classifiquen segons la seva capacitat. ● 10.000–24.999 dwt: Petroliers de propòsit general ● 25.000–54.999 dwt: Petroliers de rang mitjà 51 ● 55.000–79.999 dwt: Petroliers de rang llarg 1 (LR1) ● 80.000–159.999 dwt: Petroliers de rang llarg 2 (LR2) ● 160.000–319.999 dwt: Petroliers de petroli molt grans (VLCC) ● 320.000–549.999 dwt: Petroliers de petroli ultra-grans (ULCC) Seawaymax: Es refereix a vaixells que són de la mida màxima que poden passar pels locks del St. Lawrence Seaway, que uneix els Grans Llacs de Nord-amèrica amb l'Oceà Atlàntic. (10.000 – 60.000 dwt) Panamax: Terme que defineix les dimensions màximes per a vaixells que poden transitar pel Canal de Panamà. (60.000 – 80.000 dwt) Aframax: Una cisterna de petroli més petita de 120.000 tones mètriques i amb una mànega superior a 32,31 metres. El terme es basa en el sistema d'avaluació de la tarifa mitjana del transport de mercaderies. A causa de la seva mida favorable, les cisternes Aframax poden servir la majoria de ports del món. (80.000 – 120.000 dwt) Suezmax: Terme d'arquitectura naval per a les màximes dimensions de vaixell capaços de transitar pel Canal de Suez en una condició de càrrega. Com que el canal no té locks, els únics factors que limiten seriosament són el calat (profunditat màxima sota la línia de flotació) i l'altura a causa del pont del Canal de Suez. (120.000 – 200.000 dwt) Malaccamax: Terme d'arquitectura naval per a la mida màxima de vaixell capaç de passar per l'Estret de Malacca de 25 metres de profunditat (82 peus). (200.000 – 315.000 dwt) 5.2.3 Variants especialitzades de petroliers No tots els vaixells poden transportar qualsevol cosa. Quan carreguem gas en una cisterna de petroli, en general quedarà poc producte present als dipòsits després del viatge. Les cisternes de petroli solen tenir dipòsits d'acer suau; quan carreguem productes químics en aquests dipòsits, el producte pot acabar fora de les especificacions. Podem dividir els vaixell cisterna en les següents categories: ● Vaixells cisterna de petroli (petroliers) ● Vaixells cisterna químics (quimiquers) ● Vaixells cisterna de gas (gasers) ● Transport combinat 5.2.3.1 Vaixells cisterna de petroli Hi ha dos tipus bàsics de vaixells cisterna de petroli - Petrolier de cru: transporten grans quantitats de petroli cru des del seu punt d'extracció fins a les refineries. - Petrolier de productes: Generalment més petites, estan dissenyades per transportar petroquímics des de les refineries fins a punts propers als mercats de consum. Els petroliers solen tenir entre 8 i 12 dipòsits. Cada dipòsit està subdividit en dos o tres compartiments independents per parets transversals de proa a popa. Els dipòsits estan 52 numerats amb el dipòsit 1 sent el més avançat. Els compartiments individuals es denominen pel número del dipòsit i la posició transversal, com ara "un babord", "tres estribord", o "sis centre." Un cofferdam és un petit espai deixat obert entre dues parets, per oferir protecció contra la calor, el foc o les col·lisions. Les cisternes solen tenir cofferdams a la part davantera i posterior dels dipòsits de càrrega, i de vegades entre dipòsits individuals. Una sala de bombes allotja totes les bombes connectades a les línies de càrrega d'una cisterna. Algunes cisternes més grans tenen dues sales de bombes. Una sala de bombes normalment cobreix l'amplada total del vaixell. Imatge 17: Vaixell petrolier ‘’Front Ocelot’’. Font: VesselFinder 5.2.3.2 Vaixells cisterna químics Un quimiquer és un tipus de vaixell cisterna dissenyat per transportar productes químics a granel. A causa de la naturalesa especialitzada de la seva càrrega i les limitacions de mida de les terminals on carrega i descarrega, són considerablement més petites que la mida mitjana d'altres tipus de vaixells cisterna. Els quimiquers normalment tenen una sèrie de dipòsits de càrrega separats que estan recoberts amb recobriments especialitzats com l'epoxi fenòlic o pintura de zinc, o fets d'acer inoxidable. El recobriment o el material del dipòsit determina quins tipus de càrrega pot transportar un dipòsit determinat: els dipòsits d'acer inoxidable són necessaris per a càrregues àcides agressives com l'àcid sulfúric i l'àcid fosfòric, mentre que les càrregues 'més fàcils', com l'oli vegetal, es poden transportar en dipòsits recoberts d'epoxi. El Codi IBC estableix un estàndard internacional per al transport segur per mar de productes químics líquids perillosos i nocius a granel, per minimitzar els riscos per als vaixells, les seves tripulacions i l'entorn. En general, els vaixells que transporten productes químics a granel es classifiquen en tres tipus: 53 - Un vaixell de ‘Tipus 1’ és un quimiquer dissenyat per transportar productes del Capítol 17 del Codi IBC amb perills ambientals i de seguretat molt greus, que requereixen mesures preventives màximes per evitar l’escapament d’aquestes càrregues. - Un vaixell de ‘Tipus 2’ és un quimiquer dissenyat per transportar productes del Capítol 17 del Codi IBC amb perills ambientals i de seguretat considerablement greus, que requereixen mesures preventives significatives per evitar l’escapament d’aquestes càrregues. - Un vaixell de ‘Tipus 3’ és un quimiquer dissenyat per transportar productes del Capítol 17 del Codi IBC amb perills ambientals i de seguretat prou greus, que requereixen un grau moderat de contenció per augmentar la capacitat de supervivència en una situació danyada. Molts quimiquers moderns compten amb una construcció de doble casc i tenen un dipòsit per cada bomba amb canonades separades, el que significa que cada dipòsit pot carregar una càrrega separada sense barrejar-se. La neteja dels dipòsits després de descarregar la càrrega és un aspecte molt important de les operacions d’aquests vaixells, perquè els dipòsits que no es netegen adequadament de tots els residus de càrrega poden afectar negativament la puresa de la càrrega següent. Abans que els dipòsits siguin nets, cal ventilar-los adequadament i comprovar que estiguin lliures de gasos potencialment explosius. Els quimiquers solen tenir reforços transversals a la coberta en lloc de dins dels dipòsits de càrrega, per fer que les parets dels dipòsits siguin més llises i més fàcils de netejar amb màquines de neteja de dipòsits instal·lades. Imatge 18: Vaixell quimiquer ‘’Davide B’’. Font: VesselFinder 5.2.3.3 Vaixells cisterna de gas Un gaser és un vaixell dissenyat per transportar LPG, LNG o gasos químics líquids a granel. Podem distingir diversos tipus de gasers: 54 - Gasers totalment pressuritzats: Aquests són generalment els vaixells més petits en circulació (fins a uns 5.000 metres cúbics, tot i que alguns són més grans) i transporten productes a temperatures ambientals en recipients de pressió cilíndrics o esfericals dissenyats per suportar pressions de fins a 20 bar. No estan equipats amb plantes de reliquefacció i representen un mitjà senzill i rentable de transportar LPG i gasos químics a les terminals de gas més petites. - Gasers semi-pressuritzats: Aquests vaixells estan equipats amb una planta de refrigeració que proporciona capacitat totalment refrigerada, tot i que tenen una pressió de disseny alta per als dipòsits de càrrega (recipients de pressió), tot i que per sota de la requerida per al transport totalment pressuritzat. Els dipòsits són de forma cilíndrica i de construcció més prima que els recipients de pressió. - Gasers totalment refrigerats: Aquests vaixells estan construïts per transportar gasos liquats a baixa temperatura i pressió atmosfèrica entre terminals equipades amb dipòsits d'emmagatzematge totalment refrigerats. Aquestes embarcacions tenen dipòsits de càrrega de forma prismàtica fabricats amb acer al 3,5% de niquel, permetent el transport de càrregues a temperatures tan baixes com -48°C, lleugerament per sota del punt d'ebullició del propà pur. - Transportador de LNG: Un transportador de LNG és un vaixell cisterna dissenyat per transportar gas natural liquat (LNG). Per facilitar el transport, el gas natural es refreda a uns -163 °C a pressió atmosfèrica, moment en què el gas es condensa a líquid. Els dipòsits a bord d'un vaixell transportador de LNG funcionen efectivament com grans termos per mantenir el gas líquid fred durant l'emmagatzematge. - Transport combinat: Un transportador Ore-Bulk-Oil (OBO), també conegut com a transportador combinat, és un vaixell dissenyat per ser capaç de transportar càrregues seques o mòltes. La idea és reduir el nombre de viatges buits (de lastre), en què els vaixells grans només transporten càrrega en una direcció i tornen buits per una altra. Aquest tipus de vaixells són comuns en els grans comerços de matèries primeres (per exemple, petroli cru des de l'Orient Mitjà, mineral de ferro i carbó des d'Austràlia, Sud-àfrica i Brasil). A causa dels seus costos operatius i de manteniment més elevats, els vaixells OBO avui dia no són tan comuns com eren als anys 70-80. Imatge 19: Vaixell gaser ‘’LNG ADAMAWA’’. Font: VesselFinder 55 5.3. CISTERNES DE FERROCARRIL Una cisterna de ferrocarril (o vagó cisterna) és un tipus de vehicle ferroviari dissenyat per transportar productes líquids i gasosos. Existeixen moltes variants a causa de la gran varietat de líquids i gasos que es poden transportar. Els vagons cisterna poden ser pressuritzats o no pressuritzats, aïllats o no aïllats, i dissenyats per transportar una o diverses càrregues. Els vagons no pressuritzats tenen diverses connexions a la part superior i poden tenir connexions a la part inferior. Algunes de les connexions superiors estan cobertes per una carcassa protectora. Les cisternes pressuritzades tenen una placa de pressió, amb totes les connexions, i una carcassa protectora cilíndrica a la part superior. La càrrega i descàrrega es realitza a través d'aquesta carcassa protectora. 5.4. CAMIÓ CISTERNA Un camió cisterna és un vehicle motoritzat dissenyat per portar càrregues líquides o gasoses per carretera. Els vehicles més grans d'aquest tipus són similars als vagons cisterna de ferrocarril, que també estan dissenyats per portar càrregues líquides. Existeixen moltes variants a causa de la gran varietat de líquids que es poden transportar. Els camions cisterna solen ser grans; poden ser aïllats o no aïllats; pressuritzats o no pressuritzats; i dissenyats per a una o múltiples càrregues (normalment mitjançant divisions internes al seu dipòsit). Un camió cisterna es distingeix per la seva forma, normalment un dipòsit cilíndric sobre el vehicle col·locat horitzontalment. Els grans camions cisterna s'utilitzen, per exemple, per transportar gasolina a les estacions de servei. Els camions cisterna més petits s'utilitzen per transportar càrregues líquides lleugeres dins d'una comunitat local o LPG a les llars. Estan equipats amb un sistema de bombament per cobrir la seva necessitat particular. _________________________________________________________________________ 6. MOSTREIG 6.1 INTRODUCCIÓ Els productes sovint compleixen amb especificacions que estan establertes per organismes governamentals, directrius de blocs comercials i requisits de les companyies petrolieres. Les especificacions sovint són molt estrictes, ja que els paràmetres es reporten en nivells com mil·ligrams per quilo, parts per milió i fins i tot parts per mil milions. Això significa que la puresa d’un producte, que pot costar milions de dòlars, pot estar en perill per una petita quantitat de contaminant, que podria provocar que el producte deixi de complir les especificacions. El mostreig es refereix als passos o procediments necessaris per obtenir una mostra, que és 56 • Entre diverses mides, com ampolles de litre, mig litre o quart de litre. • Entre diferents colors d'ampolles. Hi ha ampolles transparents, però també ampolles de colors (marrons o verdes) i ampolles de plàstic. Les ampolles de vidre transparents permeten la inspecció visual de la mostra per detectar aigua lliure, terbolesa i impureses sòlides, mentre que les ampolles de vidre (fosques) de color ofereixen certa protecció a les mostres quan la llum pot afectar els resultats de la prova. Les ampolles de color s’utilitzen predominantment per a productes químics, combustibles d'aviació i altres productes volàtils com la gasolina i les naftes. De vegades, es poden utilitzar ampolles de plàstic fetes de materials adequats per al maneig i emmagatzematge de gasoil, oli combustible i oli lubricant; no obstant això, l'ús d'ampolles de plàstic no és generalment preferit. Les ampolles de plàstic no s’han d’utilitzar per a gasolina, combustible d’aviació, querosè, petroli cru, aguarrás mineral, oli blanc medicinal i productes amb punt d’ebullició especial. En cap cas s'han d’utilitzar contenidors de polietilè no lineals (convencionals) per emmagatzemar mostres d’hidrocarburs líquids. Això és per evitar la contaminació de la mostra o la fallida de l'ampolla de mostra. Les ampolles de plàstic tenen l'avantatge que no es trenquen com el vidre ni es corroeixen com els contenidors metàl·lics. Els contenidors de mostra han de ser nets i lliures de totes les substàncies que poden contaminar el producte mostrejat (com aigua, brutícia, pelussa, compostos de neteja, nafta i altres dissolvents, fluxos de soldadura, àcids, rovell i oli). Imatge 21. Ampolles de mostreig. Font: Pròpia 6.6.9 Pot de oli combustible Per a les mostres d'oli combustible, es poden utilitzar potets d'un litre. 63 La intenció no és submergir el pot en un dipòsit, ja que l'obertura és massa ampla per a un mostreig adequat. Es fa servir una ampolla clara o un recipient de mostra normal per treure les mostres d'oli combustible d'un dipòsit i després abocar-les al pot. Això permet lliurar les mostres d'oli combustible de manera raonablement neta al laboratori o per a la retenció. 6.6.10 Pots de mostra de fons El pot de fons té una capacitat de ¼ de litre i està destinat al producte del mostreig de fons. El mostrejador es pot col·locar al pot i, quan es tira del pistó, el producte fluirà cap al pot. Al pot es veurà una indicació de l'estat del fons del dipòsit. Sempre comprova si hi ha aigua i fang. 6.6.11 Llaunes Quan es vulguin utilitzar llaunes de 1, 5 o 10 litres, aquestes han de tenir les juntes soldades a les superfícies exteriors amb un flux de colofonia en un dissolvent adequat per evitar la contaminació. Aquest flux es pot eliminar fàcilment amb gasolina. Petits rastres de flux poden contaminar la mostra, de manera que les proves com la resistència dielèctrica, la resistència a l'oxidació i la formació de fang poden resultar errònies. El combustible per a jets no s'ha de mostrejar ni emmagatzemar en llaunes metàl·liques, a menys que les llaunes tinguin un recobriment d'epoxi. Imatge 22. Llauna de mostreig. Font: Pròpia 64 6.6.12 Pots de sosa caustica o àcid Els productes caustics i àcids es mostregen amb l'ajut d'un cubell d'acer inoxidable i un suport per a l'ampolla de mostra. Les mostres es decanten en un pot de plàstic. Això es fa principalment per precaució de seguretat, ja que els pots de plàstic no es trencaran si cauen i el producte agressiu possible es quedarà al pot. 6.6.13 Taula de tipus de contenidor de mostres Taula 1. Tipus de contenidors de mostres. Font: Saybolt 6.6.14 Emmagatzematge de contenidors buits Les ampolles i llaunes buides han de ser emmagatzemades de manera segura en una zona seca, cobertes o tapades, col·locades boca avall per evitar la contaminació per humitat, pols o restes. 6.6.15 Pasta per a la detecció d’aigua La pasta per a la detecció d’aigua s’utilitza per controlar i detectar els nivells d’humitat en diversos tipus de combustible. Hi ha diverses marques de pasta per a la detecció d’aigua. El que tenen en comú és que la pasta canvia de color quan entra en contacte amb l’aigua i mostra una línia clara, que indica aigua lliure, o taques que indiquen traces d’aigua. Normalment, l’aigua té una densitat més gran que el combustible, per tant, dins d’un dipòsit, l’aigua naturalment es desplaçarà cap al fons. Per això, quan es realitza una mostra de fons, s’ha d’aplicar pasta per a la detecció d’aigua al mostrejador de fons mort o al pes de mostra. 65 També es pot aplicar la pasta per a la detecció d’aigua a un pal d’immersió o bobina de la cinta. De vegades, potser s’ha de mostrejar productes amb una densitat superior a l’aigua, fet que farà que l’aigua s’acumuli a sobre de la superfície de la càrrega. En qualsevol cas, si es sospita o es detecta la presència d’aigua, això s’ha de demostrar mitjançant mostres de fons mort. 6.6.16 Tap de suro De vegades has de prendre mostres puntuals des de diversos nivells d’un dipòsit. Per evitar que l’ampolla de mostra s’ompli abans d’arribar al nivell desitjat, l’obertura de l’ampolla de mostra es tapa amb un suro. Tan bon punt l’ampolla arribi al nivell desitjat, tirar del tapon de suro permetrà que l’ampolla s’ompli fins al nivell desitjat. Aleshores tindràs una mostra representativa d’aquest nivell al dipòsit. La compatibilitat del material del suro amb el producte que es vol mostrejar ha de ser considerada, ja que això podria afectar la integritat de la mostra. 6.6.17 Mostrejador tancat/restringit Les normatives de seguretat i mediambientals imposades han resultat en la restricció i, en alguns casos, la prohibició dels procediments tradicionals d’obertura per a mostreig. En aquests casos, les mostres s’han de prendre sense alliberament de vapor (tancades) o amb una alliberació de vapor molt limitada (restringides). Per al mostreig restringit, s’utilitzen unitats de mostreig portàtils, dissenyades per obtenir mostres en condicions restringides, que s’uneixen a la vàlvula de control de vapor (VCV), instal·lada al vaixell. Els contenidors de mostra de diversos tipus es poden col·locar dins del tub d’extensió, baixar al nivell desitjat al dipòsit i després recuperar-los. La VCV es pot tancar i el mostrejador es retira amb una pèrdua mínima de vapor. Els equips de sistema tancat estan dissenyats per ser completament hermètics durant el mostreig per evitar l’alliberament de vapor a l’atmosfera. La carcassa està segellada hermèticament i el disseny ha de permetre el trasllat de la mostra als receptors secundaris (de transport) amb una pèrdua mínima de vapor. Un altre sistema tancat ben conegut és el sistema anomenat "Dopak". Es col·loca una ampolla amb un tap de cautxú dins del suport de la mostra i una agulla buida es perfora a través d’aquest tap. Quan s’obre la vàlvula, la mostra flueix a través de l’agulla buida cap a l’ampolla de mostra. Quan es tanca la vàlvula i es retira l’ampolla de mostra, el tap de cautxú es tanca automàticament quan es retira l’agulla. 66 Imatge 23. Mostreijador. Font: Pròpia Imatge 24. Recipient del mostreijador. Font: Pròpia 6.6.18 Rentat de parets El rentat de parets és un procediment que sovint s’utilitza quan s’inspecciona la idoneïtat d’un dipòsit per transportar càrregues químiques sensibles. Es renta la paret del dipòsit amb un dissolvent i després es recull el dissolvent en un pot amb l’ajuda d’un embut de rentat de parets. Aquest dissolvent sol ser metanol de grau reactiu. L’anàlisi de rentat de parets és extremadament sensible i l’inspector ha d’assegurar-se que l’equipament (embut, ampolla i ampolla de dissolvent) estigui lliure de contaminants. Això es pot aconseguir rentant l’embut, obrint l’ampolla de mostra i la tapa, abans de recollir el rentat de parets. 67 6.7 TIPUS DE MOSTRES Imatge 25: Esquema del tipus de mostres possibles en un dipòsit de terra. Font: Saybolt 6.7.1. Mostra superior (Upper) Una mostra puntual presa des del mig de la part superior d’un terç del contingut del dipòsit (una distància d’un sisè de la profunditat del líquid per sota de la superfície del líquid). La mostra superior s’utilitza sovint en combinació amb la mostra mitjana i la mostra inferior per determinar la homogeneïtat d’un dipòsit. S’ha de baixar el contenidor de mostres tapat fins al nivell desitjat del líquid, estira el cordó i espera fins que el contenidor estigui ple. Després s’apuja el contenidor de mostres. Si la mostra roman al contenidor de mostres primari, s’ha d’eliminar aproximadament un 20 % de la mostra, netejar l’exterior, tapar bé i etiquetar clarament el contenidor de mostres. Si la mostra s’ha de transferir del contenidor primari, el contenidor intermedi s’ha de omplir aproximadament a un 80 %. 6.7.2 Mostra mitjana (Middle) Una mostra puntual presa des del mig del contingut del dipòsit (una distància d’una meitat de la profunditat del líquid per sota de la superfície del líquid). La mostra mitjana s’utilitza sovint en combinació amb la mostra superior i la mostra inferior per determinar la homogeneïtat d’un dipòsit. Procediment similar al de la mostra superior. 68 6.7.3 Mostra inferior (Lower) Una mostra puntual presa des del mig de la part inferior d’un terç del contingut del dipòsit (una distància de cinc sisens de la profunditat del líquid per sota de la superfície del líquid). La mostra inferior s’utilitza sovint en combinació amb la mostra superior i la mostra mitjana per determinar la homogeneïtat d’un dipòsit. Procediment similar al de la mostra superior. 6.7.4 Mostra en cursa (Running) Una mostra obtinguda baixant un contenidor de mostres fins al nivell de la part inferior de la connexió de sortida (però sempre per sobre del nivell d’aigua lliure) i retornant-lo fins a la part superior de l’oli a un ritme uniforme de manera que el contenidor de mostres estigui aproximadament a un 80% ple quan es retiri del producte. L’objectiu d’aquesta mostra és obtenir un volum proporcional de totes les capes que representi la qualitat de tot el contingut del dipòsit. Quan el contenidor de mostres està per sobre del 90 % al sortir a la superfície, la mostra no és representativa i s’ha de prendre una nova mostra. 6.7.5 Mostra de tots els nivells Una mostra obtinguda submergint un contenidor de mostres tapat fins a un punt tan a prop com sigui possible del nivell de desguàs o, si és més alt, fins a un punt just per sobre de l’aigua lliure o d’altres materials pesants, després obrint el mostrejador i aixecant-lo a un ritme tal que estigui aproximadament al 80 % ple quan surti del líquid. L’objectiu d’aquesta mostra és similar a una mostra en cursa. 6.7.6 Mostra de fons mort (Dead Bottom) Una mostra obtinguda des del punt més baix accessible d’un dipòsit. Això es fa típicament directament des del fons (o des de la placa de datum) del dipòsit de terra o des del fons del compartiment del vaixell. 69 6.7.7 Mostra de fons (Bottom) Una mostra puntual recollida del material al fons del dipòsit, contenidor o línia en el seu punt més baix. En la pràctica, el terme mostra de fons té una varietat de significats. Per tant, es recomana especificar la ubicació exacta de la mostra (per exemple, a 15 cm del fons) quan s'utilitza aquest terme. 6.7.8 Mostra superior (Top) Una mostra puntual presa a 15 cm per sota de la superfície del líquid. Aquesta mostra es pren per determinar la presència de productes més lleugers (densitat) a la part superior del dipòsit. Procediment similar al de la mostra superior. 6.7.9 Mostra de superfície (Skim) Una mostra puntual retirada de la superfície del líquid. Aquesta mostra es pren per determinar si hi ha alguna cosa flotant sobre el líquid, com escuma o partícules desconegudes. En productes amb una densitat superior a 1 kg/l, l’aigua pot estar present a sobre del líquid. La mostra es pren baixant el contenidor de mostres per sota de la superfície del líquid que el producte fluirà dins del contenidor. 6.7.10 Mostra de primers peus (First Food) Una mostra puntual presa després que s’hagi carregat aproximadament 0,3 m de càrrega en un dipòsit buit. Es pren la mostra per determinar si el producte rebut al dipòsit no està contaminat per restes de càrrega anterior, aigua o altres materials estranys a les línies, mànegues, filtres i bombes, i que el producte compleix amb el producte lliurat. 6.7.11 Mostra de desguàs (Clearance) Una mostra puntual presa amb l’obertura d’entrada de l’aparell de mostreig situada entre 10 i 15 cm per sota de la part inferior de la connexió de sortida. 70 La mostra de desguàs s’utilitza sovint per determinar si hi ha productes més pesants (en densitat) presents a la part inferior del dipòsit. Procediment similar al de la mostra superior. 6.7.12 Mostra composta de dipòsit únic Una barreja obtinguda d’un únic dipòsit, per exemple, combinant les mostres superior, mitjana i inferior en proporcions iguals. Per a un dipòsit amb secció transversal uniforme, com un dipòsit cilíndric vertical, la barreja consta de parts iguals de les tres mostres. Per a dipòsits cilíndrics horitzontals, la barreja pot consistir en mostres en diferents proporcions. 6.7.13 Mostra composta de múltiples dipòsits Es tracta d’una mescla de mostres individuals o compostes de mostres obtingudes de diversos dipòsits o compartiments de vaixell que contenen el mateix tipus de material. La mescla es combina, generalment, en proporció al volum o pes del material contingut als respectius dipòsits o compartiments, preferiblement en condicions de laboratori. A menys que s’indiqui com a mostra composta de coberta o de camp, aquestes mostres sempre es realitzen en condicions controlades de laboratori. 6.7.14 Mostra composta de coberta (Deck composite) Una mostra típica obtinguda per composar una part de cada mostra obtinguda de tots els compartiments del vaixell que contenen un determinat grau de producte. Les mostres no es solen homogeneïtzar abans de ser compostades i normalment no es realitza una composició volumètrica basada en la quantitat de cada compartiment del vaixell. Per aquests motius, les mostres compostes de coberta no es consideren representants del producte mostrejat. En l’etiqueta de la mostra s’haurà de llegir clarament "Deck composite sample". 6.7.15 Mostra de pressió de vapor Una mostra de pressió de vapor, coneguda comunament com a mostra de ‘’Reid Vapor Pressure’’ (RVP), és necessària per determinar la pressió exercida pel producte degut als vapors emesos. Una mostra de pressió de vapor pot ser qualsevol tipus de mostra, com mostres puntuals, però també mostres en curs o de tots els nivells. Com en qualsevol altre producte, quan es coneix o es sospita que hi ha estratificació del producte, també s’aplica la 71 norma de prendre com a mínim mostres superior, mitjana i inferior per a les mostres de pressió de vapor. Les mostres per a proves de pressió de vapor han de ser tractades amb la deguda cura. Les mostres s’han de prendre directament al contenidor primari i no decantar-se en un contenidor secundari. De vegades, pot ser inevitable no utilitzar el contenidor primari, com passa amb alguns mostrejadors de sistema tancat. En aquests casos, la transferència del contenidor primari al secundari ha de ser mínima per evitar pèrdues de compostos volàtils. El contenidor de la mostra sol ser una ampolla de vidre fosc per protegir-lo de l’exposició a la llum. Alternativament, també s’accepten ampolles clares, sempre que compleixin amb tots els altres criteris de manipulació, ja que poden ser avantatjoses per a la seva inspecció visual per detectar aigua, partícules o altres impureses. La mida de la mostra està dictada pel mètode de prova especificat, que generalment és d'un litre. En qualsevol cas, totes les mostres han de ser protegides de l’evaporació. S’ha de mantindre el contenidor tancat hermèticament i dret després de recollir la mostra. A més a més, el contenidor de mostres ha d’estar fresc per mantenir la integritat de la mostra fins que sigui lliurat al laboratori. S’ha de regular la temperatura a l’adequada depenent del producte després de lliurar-les al laboratori i abans d’obrir el contenidor. Mai omplir completament el contenidor de mostres, sinó deixar espai adequat per a l’expansió (taxa d’ompliment entre 70 i 85%), ja que les proves posteriors de pressió de vapor requereixen aquest nivell de ple. 6.7.16 Mostra de H2S Les mostres de sulfat d’hidrogen (H2S) són necessàries per determinar el contingut de H2S del producte. Per garantir la integritat de la mostra, s’ompli el contenidor de mostres fins a aproximadament un 95% de la seva capacitat (mai completament ple) i es substitueix immediatament i de manera segura el tap. Per minimitzar la pèrdua d’H2S, no s’homogenitza i s’evita agitar la mostra innecessàriament. Tampoc s’ha de transferir la mostra a un altre contenidor i s’ha d’evitar obrir el contenidor abans de prendre una mostra per a la prova. Es recomana utilitzar contenidors com ampolles de borosilicats marrons o contenidors recoberts amb epoxi que tinguin tancaments hermètics i impermeables. Els mostrejadors de sistema tancat, com els que es fan servir habitualment per a compartiments de vaixells coberts amb gas inert, poden no permetre prendre la mostra directament al contenidor de mostres. En aquests casos, es pot transferir la mostra des de l'aparell de mostreig al contenidor de mostres, però cal tenir cura de mantenir les pèrdues d’H2S al mínim durant la transferència. 72 Tot i que la responsabilitat de determinar la profunditat a la qual un vaixell pot carregar recau en el ‘’loading master’’ (persona de la terminal encarregada de l’operativa), l'inspector també ha de conèixer la marca de Plimsoll quan aquest terme s'utilitza durant la reunió clau abans de la càrrega. Les lletres a les marques de la línia de càrrega tenen el següent significat: ● TF = Aigua dolça tropical ● F = Aigua dolça ● T = Tropical ● S = Estiu ● W = Hivern ● WNA = Hivern Atlàntic Nord ● LR = Lletres que indiquen la societat de classificació (en aquest cas, Lloyd's Register) L'aigua dolça es considera que té una densitat de 1000 kg/m³ i l'aigua de mar 1025 kg/m³. Les marques d'aigua dolça tenen en compte el fet que el vaixell flotarà més profundament en aigua dolça que en aigua salada. Un vaixell carregat fins a la seva marca d'aigua dolça en aigua dolça flotarà a la seva marca d'estiu un cop passi a l'aigua de mar. De manera similar, si està carregat fins a la seva marca d'aigua dolça tropical, flotarà a la seva marca tropical un cop passi a l'aigua de mar. L'objectiu de la línia de càrrega és assegurar que el vaixell tingui suficient francbord i reserva de flotabilitat, la qual cosa no ha de ser inferior al francbord marcat al certificat emès per a aquest vaixell. 7.2. OBQ (Quantitat a Bord) Ocasionalment, es requereix determinar els volums de quantitat a bord (OBQ) abans de la càrrega. La quantitat a bord pot incloure qualsevol combinació d'aigua, oli, residus d'oli, emulsió d'oli/aigua i sediment. • El volum líquid és la quantitat mesurable d'oli que és lliure de flux en el moment de la mesura. • El volum no líquid és la quantitat mesurable de material que no és lliure de flux en el moment de la mesura. Els materials no líquids poden incloure qualsevol combinació de cera hidrocarbonada, emulsions d'aigua/oli, sediment o càrrega solidificada. • Aigua lliure és la quantitat mesurable d'aigua que és lliure de flux en el moment de la mesura. Les mesures s'han de realitzar en tants punts com sigui possible per determinar si el producte cobreix el fons del dipòsit. Quan es realitzen les mesures, també s'ha de registrar l'altura de referència observada en el punt de mesura i comparar-la amb l'altura de referència especificada a la taula de calibratge. Això és per assegurar que l'equip de mesurament ha tocat realment el fons del dipòsit i no 79 descansava en la construcció del dipòsit, com una bobina de calefacció o una viga, o sobre una càrrega solidificada. Aplica pasta d'aigua i pasta de producte als equips de mesurament per determinar la naturalesa i el nivell de líquid dins d'un dipòsit. Si una inspecció de dipòsit es realitza mitjançant mesuraments manuals, considera el trimat i la llista del vaixell per determinar els punts de mesurament més eficaços. Si hi ha una profunditat suficient de líquid al dipòsit, també s'ha de mesurar la temperatura. Si no n'hi ha, la temperatura de l'OBQ s'ha de comunicar a la temperatura estàndard (15ºC o 60ºF). A més, s'ha de prendre una mostra de l'OBQ quan sigui possible. Les disputes entre les parts sobre la quantitat i la naturalesa (líquida o no líquida) s'han de comunicar immediatament a totes les parts implicades i registrar-se als informes OBQ. Després de completar les mesures i els càlculs, s'ha de prendre una decisió sobre com procedir: 1. Si el volum i la naturalesa de la quantitat a bord són acceptats per les parts corresponents, els dipòsits han passat la inspecció i la càrrega pot començar. 2. Si es sospita que l'OBQ o altres problemes de neteja al dipòsit poden contaminar la càrrega prevista, s'haurien de considerar una o més de les següents accions: i. Prendre una mostra de l'OBQ per a la seva anàlisi o prova; ii. Realitzar procediments addicionals de buidatge o neteja del dipòsit; iii. Carregar i mostrejar una porció de prova (primer peu) per a la seva anàlisi o prova; iv. Comprovar altres dipòsits per rebre la càrrega; v. Obtenir una autorització de les parts responsables i procedir amb la càrrega; vi. Qualsevol altra acció apropiada acordada per totes les parts. 7.2.1 Sistemes tancats/restringits Cada vegada més vaixells, així com instal·lacions portuàries, estan equipats amb un sistema tancat o restringit per a la mostreig i mesura i no es permet obrir les escotilles dels dipòsits per a una inspecció visual. En aquest cas, la inspecció del dipòsit es realitza mitjançant la mesura (dipping) dels dipòsits mitjançant una unitat de mesura portàtil (PMU), un dispositiu intrínsecament segur utilitzat juntament amb una vàlvula de control de vapor, similar a les mesures OBQ. 80 7.2.2 Gas Inert El gas inert s'utilitza per evitar que l'atmosfera als dipòsits de càrrega entri en un rang explosiu. L'inconvenient d'aquesta mesura de seguretat és que el gas inert impedeix una inspecció visual del dipòsit des del nivell de la coberta. Alliberar el gas inert és un procediment costós i que requereix temps, que rarament es realitza. A més, les normatives portuàries no sempre permeten alliberar gas inert al port. En aquests casos, una inspecció de dipòsit basada en mesuraments OBQ és normalment l'única opció. 7.3 INSPECCIÓ D’ENTRADA AL DIPÒSIT Abans de qualsevol inspecció d'entrada al dipòsit, s'ha de verificar, en la mesura del possible, que totes les canonades que condueixen al dipòsit estiguin buides i lliures de possibles contaminants, i s'ha d'examinar les canonades accessibles, incloent drenatges de bombes i ‘’manifolds’’. L'atmosfera del dipòsit ha de ser testada per assegurar l'entrada segura després de qualsevol canvi en els ajustaments de les vàlvules. Si és necessari, les bobines de calefacció s'han de buidar i tapar, o han de ser provades per comprovar la seva estanquitat. Mentre es baixi per l'escala fins al fons del dipòsit, les superfícies del dipòsit s'han de revisar visualment per detectar possibles zones de contaminació, recobriment del dipòsit desprès o deteriorat, i rovell soltat. Un cop arribat al fons, totes les superfícies del dipòsit, incloent bombes internes, fons de recollida i totes les superfícies de les canonades, s'han d'examinar per detectar residus, escates de rovell o deixalles, incloent: • la part inferior del sostre o coberta del dipòsit • la part interior inferior de la línia de succió • els pous del dipòsit (si escau) • la part inferior de les bobines de calefacció • la part superior i inferior de les bigues i marcs • les parets i el fons (especialment aquells espais que no es poden accedir fàcilment amb l'equip de rentat de dipòsits, darrere de bigues, sota les canonades). Si el dipòsit està recobert, es verifica i es reporta l'estat del recobriment. Es busca signes de deteriorament com butllofes, escates o zones on el metall sota el recobriment sigui visible. Per evitar la possible alliberació de materials perillosos, les butllofes del recobriment del dipòsit no s'han de trencar per l'inspector. Les piles de rovell o deixalles al fons del dipòsit s'han de deixar sense alterar. La retirada d'aquestes escales, rovell o recobriment soltat del dipòsit només s'ha de fer pel personal del vaixell. 81 Comprovar el segellat de les tapes del dipòsit, les obertures de rentat en brut i altres obertures del dipòsit, si és possible. Si alguna junta sembla estar en condicions inferiors, es reporta al personal del vaixell perquè ho corregeixi. 7.4 MOSTREIG DELS PRIMERS PEUS Depenent del resultat de la inspecció del dipòsit, les decisions preses a la reunió clau, i els requisits específics del producte i del client, pot ser necessari prendre una mostra dels primers peus al començament de l'operació de càrrega per comprovar l'estat de les línies i la possible contaminació amb la càrrega a carregar. Es carrega aproximadament 50 cm en un o més dipòsits. En cas que s'utilitzin més dipòsits, es recomana utilitzar almenys els dos dipòsits (un al davant i un al darrere) més allunyats del manifold, per garantir que s'utilitza tot el sistema de línies. Diversos productes poden requerir carregar un primer peu en tots els dipòsits nomenats. Després de permetre que el temps dissipés qualsevol càrrega elèctrica estàtica, es pot extreure una mostra del primer peu del producte per a la inspecció visual o anàlisis, segons el que s'hagi acordat. _________________________________________________________________________ 8. EQUIPAMENT DE MESURA 8.1 INTRODUCCIÓ Per realitzar mesures, s'ha d'utilitzar el següent equipament: cinta de mesura, termòmetre, pasta per localitzar petroli, pasta per localitzar aigua. Tot el material utilitzat per a les medicions ha de ser: • Netejat • Sec • Sense olors • Sense danys • Amb marques llegibles • Aterrat abans de l'ús • Dins del període de caducitat • Correctament identificat amb un número d'ID únic. Es prefereix l'ús d'equipament d'inspecció de companyies independents, i normalment es considera obligatori per les instruccions estàndard del client. No utilitzar l'equipament controlat pel propi inspector ha de ser acompanyat per raons adequades (documentades), i cal complir amb tots els procediments de verificació posteriors. 82 8.2 CINTES DE MESURA Depenent del tipus de producte, les cintes de mesura poden ser d'acer carbonat o acer inoxidable. Les cintes de mesura van equipades amb un pes graduat (bobina). La longitud de les cintes de mesura varia entre 5 metres i 100 metres. Les mesures s'han de fer amb una cinta contínua de longitud suficient per a l'altura del dipòsit a mesurar. Els pesos han de ser de materials resistents a les espurnes i a la corrosió. Depenent de la densitat del producte, caldrà que la cinta de mesura estigui equipada amb el pes adequat. Els pesos d'entrada han de tenir una punta cònica amb la duresa suficient per evitar danys pel contacte amb altres metalls. L'escala de les cintes d'innage (altura de producte) està graduada en peus, polzades i fraccions de polzada; peus i centèsimes de peu; o metres, centímetres i mil·límetres. La punta del pes serà el punt zero de l'escala. L'escala de les cintes d'ullage (altura de buit) està graduada en peus, polzades i fraccions de polzada; peus i centèsimes de peu; o metres, centímetres i mil·límetres. El punt zero de l'escala és el punt de contacte entre el sistema de tancament i l'ull de la bobina. Les cintes de mesura han de ser verificades contra una cinta de mesura calibrada (cinta mestra). Cada cinta ha de tenir un element per connectar un cable de terra, normalment a l'interior del mànec, i ha de garantir una connexió contínua des de l'equip fins al punt de terra. Els cables de terra i les pinces han de ser fabricats amb un metall altament conductor, com el coure, l'alumini o l'acer galvanitzat trenat. Els cables no han d'estar exposats i han d'estar totalment coberts amb un material aïllant per evitar connexions accidentals o espurnes. La pinça ha de quedar ben fixada prop de la tapa de mesura/estàndard en metall nu abans de baixar la bobina i la cinta al dipòsit. 83 Imatge 26. Cinta de mesura. Font: Pròpia 8.3 EQUIPAMENT PORTÀTIL ELECTRÒNIC DE MESURA A banda de les cintes de mesura convencionals, es fan servir dispositius electrònics portàtils de mesura (PEGD) per a fins de mesura, que habitualment es coneixen com MMC o UTI, una marca comuna a l'entorn d'inspecció. Els dispositius solen consistir en un sensor electrònic penjat d'una cinta de mesura i una carcassa amb les lectures. El dispositiu es pot utilitzar per a la determinació de l'ullage, la interfície d'aigua i la determinació de la temperatura. El dispositiu pot estar dissenyat per a aplicacions de mesura obertes, restringides o tancades. Les operacions de mesura tancades i restrictives requeriran, en general, que la cinta de mesura electrònica portàtil es faci servir conjuntament amb una vàlvula de bloqueig de vapor compatible. El material de construcció i la graduació de la cinta de mesura principal hauran de complir amb les especificacions per a les cintes de mesura. El punt zero del nivell mesurat per una cinta de mesura electrònica portàtil ha de ser el punt de reacció en què el sensor detecta una superfície líquida quan opera en mode d'ullage. Com que els sensors electrònics solen necessitar protecció contra danys mecànics, el punt zero de la combinació cinta/sensor generalment no és la superfície inferior de la sonda del sensor. 84 Per tant, el punt zero no serà directament verificable sense una suspensió vertical dins d'una superfície líquida. En aquestes circumstàncies, el punt zero es troba a una distància fixa de la superfície inferior de la sonda. La distància de desfasament del zero ha de ser verificada i indicada al certificat de la unitat esmentada. Si la cinta de mesura electrònica portàtil es pot utilitzar per mesurar l'altura de referència d'un dipòsit, serà necessari afegir aquesta distància (la distància de desfasament del punt zero) a la lectura observada de la cinta per calcular el valor real de l'altura de referència. Apareix un so acústic continu quan la sonda toca la capa d'oli. Quan la sonda entra en contacte amb l'aigua, el senyal acústic es veu interromput per un altre senyal acústic. La temperatura del producte mesurat es mostra a la pantalla. Les cintes de mesura electròniques han de ser verificades amb una cinta de mesura calibrada (cinta mestra). Si el dispositiu està instal·lat amb un connector ràpid, la connexió a terra es realitza mitjançant el connector. No obstant això, si el dispositiu no està connectat directament a la vàlvula (sinó, per exemple, a través d'un adaptador), l'instrument haurà d'estar connectat a terra mitjançant un cable i una pinça de terra. Imatge 27. Equipament de mesura UTI. Font: Pròpia 85 8.4 TERMÒMETRES DE VIDRE Depenent de la temperatura esperada del cargament, s'haurà d'utilitzar un termòmetre de vidre amb el rang de mesura adequat. La graduació pot variar entre 0,2°C, 0,5°C o 1°C i 1°F o 2°F. La precisió del termòmetre serà menor amb rangs de temperatura més amplis, ja que la graduació serà més ampla. Per tant, es recomana utilitzar sempre un termòmetre de vidre amb el rang més petit possible, cobert en la temperatura esperada del producte a mesurar. Un líquid orgànic es troba dins d'una bombeta de vidre connectada a un capil·lar del mateix vidre, i el final està segellat amb una bombeta d'expansió. L'espai per sobre del líquid és una mescla de nitrogen i el vapor del líquid. Per al rang de temperatura de treball, el menisc o la interfície entre el líquid es troba dins del capil·lar. Amb l'augment de la temperatura, el volum del líquid s'expandeix i el menisc es mou cap amunt dins del capil·lar. La posició del menisc mostra la temperatura enfront d'una escala gravada. Com que l'alcohol utilitzat és transparent, el líquid es fa més visible mitjançant l'addició de colorant vermell o blau. Per protegir el termòmetre de trencaments, aquest es col·loca en una caixa de protecció o en un conjunt de caixa blindada. El conjunt de caixa pot ser de fusta vernissada o material no explosiu i resistent a la corrosió. El conjunt blindat ha de ser de tuberia no explosiva i resistent a la corrosió. El mercuri ha estat designat per l'Agència de Protecció Ambiental (EPA) i moltes agències estatals com a material perillós que pot causar danys greus a la salut i al medi ambient. A causa dels perills identificats associats als termòmetres de mercuri en vidre (MIGTs), el seu ús s'està eliminant progressivament. Els termòmetres de vidre s'han de verificar enfront d'un termòmetre de referència calibrat (termòmetre mestre). 8.5 TERMÒMETRES ELECTRÒNICS PORTÀTILS Una altra manera de determinar la temperatura és mitjançant un termòmetre electrònic portàtil (PET). El cap de la sonda o sensor d'un PET conté l'element de detecció de temperatura, que està connectat elèctricament als circuits electrònics continguts en el dispositiu de lectura. S'ha de proporcionar un sistema d'ajust perquè el termòmetre es pugui calibrar per complir amb la precisió especificada. Cada unitat ha d'incloure un sistema de proves o interruptors per indicar el voltatge baix de la bateria i una provisió per connectar un cable de terra. La pantalla ha de ser llegible fins a 0,1°C o 0,1°F. 86 El termòmetre electrònic portàtil ha de mantenir la precisió especificada i la seva pantalla ha de ser llegible durant els rangs de temperatura ambient i operativa esperats al lloc d'ús. S'han de verificar enfront d'un termòmetre calibrat (termòmetre mestre). Un PET sempre ha de ser instal·lat amb un cable de terra i una pinça. Imatge 28. Termòmetre electrònic portàtil. Font: Pròpia 8.6 PASTA PER A LA DETECCIÓ D’OLI Es pot utilitzar una pasta adequada per indicar el producte en el tros de mesura per facilitar la lectura del tall. No es permet l'ús de guix o pols de talc, ja que el petroli tendeix a arrossegar-se sobre el guix o les cintes polvoritzades. La pasta per a la detecció de petroli és una pasta que es torna d'un color contrastant, generalment vermell brillant, quan entra en contacte amb la gasolina, naftalina, querosè, petroli cru, combustibles, productes petroliers i diversos productes químics. Es posa una capa prima de pasta sobre una cinta de mesura neta a prop del nivell del producte que s'espera i es baixa la cinta fins a aquest nivell. L'altura del producte s’indica per una diferència de color entre la pasta que no ha tocat producte i la que si. 8.7 PASTA PER A LA DETECCIÓ D’AIGUA La pasta per a la detecció d'aigua s'ha de fer servir per comprovar la presència d'aigua lliure sota el producte i per determinar l'altura de l'aigua lliure, on hi ha una interfície aigua/petroli ben definida. El mètode recomanat per mesurar l'aigua lliure és el mètode innage. Hi ha moltes marques de pastes indicadores d'aigua disponibles que canvien de color quan entren en contacte amb l'aigua lliure. S'ha trobat que, tot i que totes les pastes reaccionen a l'aigua lliure, poden diferir. Aquesta diferència es deu a l'adhesió de l'oli a la pasta, que fa que algunes pastes donin lectures baixes o puntuals. 87 Es recomana aplicar dues pastes diferents sobre la barra per a cada mesura innage al començament de la mesura. Després d'establir quina pasta funciona millor per al producte donat, l'altra pot ser descartada. Quan l'altura de l'aigua excedeixi l'altura de la barra, es pot mesurar l'aigua lliure cobrint la cinta amb pasta per a aigua. Durant condicions de fred extrem, algunes pastes per a la detecció d'aigua tendeixen a solidificar, cosa que dificulta la seva aplicació. Tenint en compte això, es recomana que els inspectors examinin els seus tubs de pasta i prenguin mesures correctores abans de continuar amb la feina. _________________________________________________________________________ 9. MESURES 9.1 INTRODUCCIÓ Quan la càrrega és transportada per vaixell d’un terminal a un altre, es realitzen mesures amb l’objectiu d’establir: 1. La quantitat de producte carregat (és a dir, per confirmar la quantitat de producte mostrada al coneixement de càrrega); 2. La quantitat de producte descarregat pel vaixell; 3. La quantitat de producte rebuda pel terminal receptor (sortida); 4. La diferència entre les quantitats establertes. L’inspector juga un paper important en aquests mesuraments. Imatge 29: Esquema de mesures de quantitat en una operativa completa. Font: Saybolt 9.2 INNAGE/ULLAGE Les lectures de mesura de la càrrega i l’aigua lliure s’utilitzen amb taules de capacitat dels dipòsits per determinar el volum total observat (TOV) del producte contingut en el dipòsit. 88 Quan es detecten grans diferències inexplicables en les mesures, es recomana registrar la data de calibratge del dipòsit a l’informe. 9.3.6.2 Expansió de la carcassa deguda a la columna de líquid A mesura que un dipòsit es va omplint, la carcassa del dipòsit s’expandeix degut al pes del contingut (columna de líquid). La correcció de la columna de líquid pot aplicar-se en els càlculs de volum; o bé, la correcció de la columna de líquid pot incorporar-se a la taula de capacitat del dipòsit. Una deflexió angular de la carcassa del dipòsit prop de la part inferior del dipòsit és el resultat de la contracció de la part inferior del dipòsit per contrarestar l’expansió de la carcassa causada per l’increment de la columna de líquid quan es va omplint el dipòsit. Aquesta deflexió angular de la carcassa (barrilament) pot provocar moviments de la part inferior del dipòsit i de la coberta cònica. No es contempla cap correcció per aquests dos moviments a la taula de capacitat del dipòsit. 9.3.6.3 Moviment del fons Els fons dels dipòsits poden deformar-se a causa del pes del contingut sobre el sòl de suport. El fons del dipòsit pot desplaçar-se cap amunt o cap avall respecte a l’altura del líquid contingut al dipòsit, el que pot resultar en una sobreestimació o una subestimació de les quantitats en cada transferència. Aquesta deformació pot ser permanent o elàstica. De vegades, mentre el dipòsit es va omplint, la secció inferior adjacent a la carcassa del dipòsit es mou cap amunt a causa de la deflexió angular de la carcassa cap a l’exterior. Més lluny de la carcassa, el fons del dipòsit pot estar estacionari, mentre que el centre del fons del dipòsit es desplaça cap avall. La quantitat de moviment depèn de la resistència a la compressió del sòl i de la forma del fons del dipòsit. Per determinar si alguna d’aquestes condicions existeix i per reduir l’efecte de la deformació elàstica sobre l’exactitud de les mesures, es recomana enregistrar i analitzar la història de les altures observades de la sonda de cada dipòsit. 9.3.6.4 Canvis en l’alçada del punt de referència de la sonda L’alçada mesurada de la sonda d’un dipòsit pot ser diferent de l’alçada de referència que apareix a la taula de capacitat. Aquesta diferència pot ser causada per diversos problemes d’expansió del dipòsit, per moviment del fons, per acumulació de sòlids al fons del dipòsit o per deixalles que han caigut al dipòsit al punt de la sonda. 9.3.6.5 Tubs estacionaris (tubs guia, pals de guía, sondes de nivell) Els dipòsits, especialment els de coberta flotant, solen estar equipats amb tubs estacionaris. El llavi superior del tub és un bon lloc per al punt de referència de la sonda. L’extrem inferior del tub serveix com a bon lloc per a fixar la placa de datum. No obstant això, un moviment vertical del tub estacionari farà que el punt de referència de la sonda i la placa de datum es moguin verticalment. Aquest moviment provoca errors en la mesura de l’altura del líquid. La medició del nivell dels dipòsits no s’ha de realitzar des de tubs estacionaris sense perforar ni sense ranures (anomenats “tubs guia” o “tubs de suport”), ja que el nivell del líquid mesurat a l’interior del tub sense perforar o ranurat no és habitualment el mateix que el nivell del líquid a l’exterior del tub. La medició del dipòsit ha de fer-se només des de tubs 95 estacionaris que tinguin perforacions o ranures que permetin el lliure flux de líquid dins i fora del tub. En certes localitzacions, s’utilitzen tubs sense ranures per complir amb les normatives locals de contaminació atmosfèrica. Aquests tubs “sòlids” poden provocar errors greus en la mesura de l’altura del líquid, la determinació de la temperatura i errors en la mostra. 9.3.6.6 Moviment de la placa de datum Si un dipòsit està equipat amb una placa de datum, la placa pot estar a) fixada al fons del dipòsit, b) fixada a la cantonada on la carcassa i el fons del dipòsit es troben o c) directament fixada a l’extrem inferior del tub still. Si el dipòsit està equipat amb una placa de datum, aquesta ha de ser col·locada directament sota el punt de referència de la sonda. Ha d’haver-hi un espai obert entre el llavi inferior del tub estacionari i la placa de datum. El moviment del fons, l’expansió de la carcassa o el moviment del tub poden provocar el moviment de la placa de datum. 9.3.6.7 Incrustació/adhesió Un dipòsit pot acumular dipòsits com ara rovell, cera, parafina, cendra, aigua i sofre a l’interior de la carcassa i els suports de la coberta. Aquesta incrustació redueix la capacitat del dipòsit, provocant una sobreestimació de la quantitat. Es necessita una neteja a fons d’un dipòsit en aquesta condició abans que es pugui obtenir una mesura precisa. 9.3.6.8 Punts d'accés alternatius per a la medició Els punts d'accés per a la medició han de situar-se normalment entre 0,5 m i 1,0 m radialment des de la carcassa del dipòsit, ja que aquesta regió és la més adequada per proporcionar nivells de datum estables. També coincideix amb la regió recomanada per a la mesura de la temperatura (per evitar errors deguts a la radiació solar directa que afecta la temperatura dins de 0,5 m de la carcassa). Si el fons del dipòsit té una forma cònica i és probable que hi hagi aigua a l'interior, o si és probable un moviment del fons degut a l’assentament dels fonaments del dipòsit, es recomana proporcionar una obertura addicional al centre del dipòsit o a prop d'aquest. 9.4 PROCEDIMENTS DE MEDICIÓ PER A VAIXELLS Per aconseguir la màxima exactitud, el vaixell ha de trobar-se en una posició ‘’even keel’’ (sense asentament) i sense signes de deformació. Els procediments de medició d'entrada i sortida (innage i ullage) descrits a la secció 11.3 també són aplicables a les mesures dels dipòsits dels vaixells. 9.4.1 Trimat i Llistat La posició d’un vaixell a l’aigua té un efecte directe sobre les sondes dels dipòsits del vaixell. Si un vaixell no està anivellat a l’aigua (les lectures del calat de proa i de popa no són les mateixes), es diu que el vaixell està en trimat aproant o apopant. La diferència entre les lectures dels calats descriu la quantitat de trimat. 96 Un vaixell també pot inclinar-se cap als costats, babord o estribord. Aquesta condició es descriu com "graus de llistat". El llistat també tindrà un efecte negatiu sobre l’exactitud de les mesures als dipòsits de càrrega. L’única vegada que les sondes dels dipòsits no es veuen afectades pel trimat i llistat és quan el punt de referència de la sonda està exactament al centre del dipòsit que es mesura. Com que les localitzacions de mesura són poques vegades exactament al centre del dipòsit, les mesures més precises es realitzen quan el vaixell està en una posició horitzontal sense llistat. En la majoria dels casos, cal aplicar una correcció de trimat a les mesures quan el vaixell no està anivellat a l’aigua. A bord de la majoria de vaixells, hi ha taules de correcció de trimat/llistat que proporcionen correccions a les dades del vaixell quan aquest té aquestes condicions. 9.4.2 Medició d’aigua lliure en vaixells fora de trimat La medició d’aigua lliure en vaixells fora de trimat presenta problemes especials, ja que l’aigua lliure pot no ser mesurable als punts de medició habituals. Per exemple, si el vaixell està en trimat per la popa, i els punts de mesura estan ubicats a la proa de cada dipòsit, l’aigua lliure haurà passat en la direcció general del trimat i, per tant, pot no ser detectada. Si es detecta aigua lliure, la lectura de la sonda haurà de corregir-se per trimat, sempre que toqui tots quatre bulkheads (mamparos del dipòsit). Aquesta correcció es pot fer de la manera habitual fent referència a les taules de correcció de trim. Tanmateix, cal tenir molta cura quan es corregeixen les sondes d’aigua lliure pel trimat. Si la correcció de trimat és superior a la medició d’entrada al punt de referència de la sonda, s’ha d’utilitzar la fórmula del prisma per calcular el volum d’aigua lliure. Quan el vaixell està fora de trimat i llistat, poden ser necessàries tècniques més extenses per obtenir una medició de l’aigua lliure. Això pot implicar, però no limitar-se a, la medició des de llocs diferents al punt de referència de la sonda. 9.4.3 Medicions en moviment (Rolling Gauges) Durant les operacions de transvasament o operacions en alta mar, o quan el vaixell es troba en un moll exposat, la càrrega pot moure’s mentre es realitzen les medicions. En aquests casos, cal obtenir almenys cinc lectures en el mínim temps possible, registrar-les i després fer una mitjana. Les medicions d’ullage han de realitzar-se tan ràpidament com sigui pràcticament possible, i el temps d’immersió del pes i la cinta ha de ser el més breu possible. S’ha trobat útil submergir el pes en el líquid i prendre les lectures de la cinta. Cal registrar les condicions adverses com aquestes a l’informe d’ullage. 9.4.4 Mesura OBQ/ROB Els volums OBQ (On Board Quantity) i ROB (Remaining On Board) poden determinar-se utilitzant els mètodes de mesura d’entrada o sortida (innage o ullage). Tot i que les 97 tècniques utilitzades són similars a les aplicades per obtenir una mesura d’ullage o innage en dipòsits, hi ha algunes diferències significatives en la medició d’OBQ/ROB. Les alçades de referència de la sonda han de ser registrades des de les taules de capacitat abans de fer la medició. S’anota i registra l’alçada de la sonda observada. Cal tenir en compte que l’alçada de la sonda observada pot ser diferent de l’alçada de referència indicada a les taules de capacitat a causa dels efectes del trimat, que poden causar una deflexió de la cinta. No obstant això, si l’alçada observada difereix de l’alçada de referència, cal esbrinar per què. 9.4.4.1 Fora de trimat Quan un vaixell està fora de trimat, pot ser impossible mesurar OBQ/ROB des del punt de referència de la sonda. En aquests casos, pot ser necessari mesurar des d’altres punts del dipòsit. 9.4.4.2 OBQ/ROB no líquids Quan la naturalesa dels restes és no líquida o sòlida, cal utilitzar el mètode d’ullage com segueix: 1. Utilitzant una cinta d’entrada i un pes, abaixar la cinta al dipòsit fins que la punta del pes quedi just per sobre del producte. 2. Esperar fins que la cinta s’aturi completament i després abaixa el pes fins que la punta reposi just sobre el producte. Cal tenir molta cura de no deixar que el pes es tombi, ja que això provocaria una lectura errònia. 3. Llegir les graduacions de la cinta al punt de referència de la sonda i registrar la lectura. 4. Treure la cinta del dipòsit i llegir la marca al pes. La diferència entre la lectura de la cinta al punt de referència de la sonda i la marca al pes representa l’ullage. 9.4.4.3 Correcció per prisma Quan un vaixell està fora de trimat i el líquid no toca els quatre mamparos del dipòsit en un compartiment determinat, cal utilitzar les taules de prisma o la fórmula del prisma. 9.4.4.4 Pasta indicadora d’aigua En alguns casos, part o tot l’OBQ/ROB pot ser aigua o sediments humits. Quan es coneix o sospita la presència d’aigua o sediments humits, s’ha d’utilitzar pasta indicadora d’aigua durant la medició. Es recomana utilitzar dos tipus diferents de pasta, i s’ha de registrar el tipus de pasta(s) utilitzades. 9.4.4.5 Auto-medició Quan no sigui possible realitzar medicions manuals d’OBQ/ROB, s’ha d’emetre una Carta de Protesta. La medició automàtica dels dipòsits per a OBQ/ROB no està permesa, a menys que s’obtingui l’aprovació específica de tots els responsables. 98 9.5 MESURA DE TEMPERATURA Les temperatures dels líquids hidrocarburs sota condicions estàtiques es poden determinar mesurant la temperatura del líquid a llocs específics dins dels vaixells. Exemples de vaixells estàtics són dipòsits, vaixells, barcasses i vagons cisterna. Hi ha tres mètodes bàsics per determinar la temperatura mitjana dels dipòsits estàtics per a la transferència de custòdia: • Mètode automàtic utilitzant sensors de temperatura electrònics fixos. • Mètode manual utilitzant termòmetres electrònics portàtils. • Mètode manual utilitzant termòmetres de líquid en vidre. 9.5.1 Nombre mínim de mesures Per a la determinació de la temperatura estàtica, s'han de realitzar les següents mesures mínimes per calcular la temperatura mitjana. - <3 metres: 1 mostra, al mig (middle) - >3 , < 6 metres: 2 mostres, al mig de la meitat superior i inferior (upper-middle i middle-lower) - >6 metres: 3 mostres, upper, middle i lower Per a dipòsits amb capacitats inferiors a 795 metres cúbics, i sense estratificació de temperatura, es pot utilitzar una mesura de temperatura al mig del líquid. A més, una mesura de temperatura al mig del líquid serà suficient en els dipòsits de vaixells o barcasses amb menys de 795 metres cúbics. La temperatura d’un líquid en un dipòsit pot variar a través de la seva profunditat; per tant, quan es troben diferencials de temperatura majors a 1ºC, s'ha d'obtenir una temperatura mitjana. Això es pot aconseguir prenent temperatures a diferents nivells que estiguin igualment separats, mitjançant les lectures, arrodonint el resultat a l'0,05ºC més proper i informant el resultat com a la temperatura mitjana per a tot el volum. En alguns casos, com quan un dipòsit té una àrea transversal no uniforme, pot ser necessari calcular una temperatura mitjana ponderada pel volum. Es poden realitzar mesures de temperatura addicionals per a una major precisió, si ho acorden totes les parts. 9.5.2 Temps d'immersió Els termòmetres han d’estabilitzar-se a la temperatura del líquid abans de ser llegits. Per aconseguir una estabilització ràpida, totes les mesures han de ser realitzades pujant i baixant contínuament el termòmetre o termòmetre de vidre aproximadament 0,3 metres per 99 sobre i per sota de la profunditat desitjada de mesura de temperatura. El fet de no induir moviment augmentarà considerablement els temps d’immersió requerits. 9.5.3 Temps de mesura de temperatura Les temperatures s'han de mesurar immediatament abans o després de mesurar el nivell del líquid. _________________________________________________________________________ 10. CÀLCUL DE LES QUANTITATS ESTÀTIQUES DE PETROLI 10.1 INTRODUCCIÓ A la indústria del petroli, quan els hidrocarburs es compren, es venen o es transfereixen, hi ha dos elements clau que cal determinar. Aquests elements són la quantitat i la qualitat de l’hidrocarbur en qüestió. Es tenen en compte els procediments de càlcul per a les quantitats estàtiques de petroli; la quantitat estàtica es determina quan l’hidrocarbur es mesura sota condicions no fluïdes, com quan es troba contingut en un dipòsit, un vagó de tren, un camió o un vaixell. L'objectiu és calcular el volum de l'hidrocarbur líquid (petroli) implicat en la transferència, expressat en condicions de referència. Tant les dades de mesura primària (dades de camp) com els factors de correcció són necessaris per completar el nostre procediment de càlcul. 10.2 DEFINICIONS - Correcció de Temperatura de la Carcassa (CTSh): El factor de correcció per a l’efecte de la temperatura, tant ambient com líquida, sobre la carcassa del dipòsit. - Aigua lliure (‘’Free Water’’, FW): Volum d’aigua mesurat, present en un tanc, que no està en suspensió en el líquid contingut a la temperatura observada. - Sediments i Aigua (‘’S&W’’): Els sòlids i aigua no hidrocarbonats que estan en suspensió en un petroli. El contingut de S&W es determina mitjançant anàlisi de laboratori. - Volum Total Observat (‘’Total Observed Volume’’,TOV): El volum total mesurat de tots els líquids (incloent S&W i FW) a la temperatura i pressió observades. - Volum Total Calculat (‘’Total Calculated Volume’’, TCV): Volum total del petroli, S&W i FW corregit per un factor de correcció de volum adequat per a la temperatura i densitat, mesurat a una temperatura de referència estàndard (15ºC). - Volum Brut Observat (‘’Gross Observed Volume’’, GOV): Volum total de tot el petroli i S&W, excloent la FW, a la temperatura observada. - Volum Brut Estàndard (‘’Gross Standard Volume’’, GSV): Volum total del petroli i S&W, excloent la FW, corregit per un factor de correcció de volum adequat per a la temperatura i densitat, mesurat a una temperatura de referència estàndard (15ºC). 100 - Volum Net Observat (‘’Net Observed Volume’’, NOV): El volum total de tots els líquids excloent Sediment i Aigua i Aigua Lliure a la temperatura i pressió observades. - Volum Net Estàndard (‘’Net Standard Volume, NSV): Volum total del petroli, excloent els S&W i la FW, corregit per un factor de correcció de volum adequat per a la temperatura i densitat, mesurat a una temperatura de referència estàndard (15ºC). - Quantitat a Bord (‘’Remaining on Board’’, ROB): Volum total (petroli, aigua i sediments) associat a un vaixell abans de realitzar una càrrega. - Quantitat a Bord (‘’On Board Quantity’’, OBQ): Volum total (petroli, aigua i sediments) associat a un vaixell després de realitzar una descàrrega. - Factor d'Experiència del Vaixell (VEF): Valor mig de la proporció de càrrega o descàrrega qualificada del vaixell després de diversos viatges qualificats. - Factor de Correcció de Volum (VCF): Factor utilitzat per a corregir els volums d’olis a una temperatura de referència estàndard. 10.3 DADES REQUERIDES 10.3.1 Dades observades Les dades d'entrada o observades que es mostren a la taula a continuació han de ser recollides com a primer pas en el procés de càlcul. Dipòsits de terra Dipòsits de vaixell Alçada del calibratge de l'instrument de referència Alçada del calibratge de l'instrument de referència Alçada observada del calibratge de l'instrument de referència Alçada observada del calibratge de l'instrument de referència ‘’Innage’’ o ‘’ullage’’ del nivell de líquid ‘’Innage’’ o ‘’ullage’’ del nivell de líquid ‘’Innage’’ o ‘’ullage’’ del nivell d'aigua lliure ‘’Innage’’ o ‘’ullage’’ del nivell d'aigua lliure Temperatura mitjana del líquid (°F o °C) Temperatura mitjana del líquid (°F o °C) Densitat observada a la temperatura de la mostra Densitat observada a la temperatura de la mostra Percentatge de sediment i aigua Percentatge de sediment i aigua Temperatura ambient de l'aire Lectures de calat per a l'inclinació Material del dipòsit i presència d'aïllament Lectures de calat per a la llista 101 10.3.2 Dades calculades Els punts de dades presentats a la taula següent són necessaris per al procés de càlcul i es calculen o s'extreuen utilitzant les dades observades. Dipòsits de terra Dipòsits de vaixell Densitat a temperatura estàndard Densitat a temperatura estàndard Ajust o correcció de sostre flotant Inclinació del vaixell Correcció de temperatura de la carcassa del dipòsit Correcció de l'inclinació i llista Volum total observat Volum total observat Volum d'aigua lliure Volum d'aigua lliure Volum brut observat Volum brut observat Volum total calculat Volum total calculat Correcció de temperatura del líquid Correcció de temperatura del líquid Volum brut estàndard Volum brut estàndard Sediments i aigua (volum o factor) Sediments i aigua (volum o factor) Volum net estàndard Volum net estàndard Massa o pes Massa o pes 10.4 CÀLCUL DEL VOLUM BRUT OBSERVAT (GOV) 10.4.1 Dipòsits de terra Per calcular el GOV per als dipòsits de terra, cal restar qualsevol aigua lliure (FW) del volum total observat (TOV) i multiplicar el resultat pel factor de correcció de temperatura de la carcassa del dipòsit (CTSh); després, aplicar la correcció per volum de línia i el sostre flotant, si s’escau. GOV = [(TOV - FW) x CTSh] ± Correcció per línia i/o sostre flotant Volum Total Observat (TOV) El TOV s’obté de la taula de capacitat del dipòsit de terra i s’introdueix amb l’’’innage’’ o ‘’ullage’’ observat (depèn del format de la taula). No oblidis incloure les fraccions en el càlcul del TOV. 102 Aigua Lliure (FW) L’aigua lliure es dedueix volumètricament. S’obté de la taula de capacitat del dipòsit a la costa i es registra de la mateixa manera que el TOV, amb l’’’innage’’ o ‘’ullage’’ observat. S'ha de tenir en compte que els productes de densitat alta (>1.000) poden tenir aigua sobre el producte Imatge 29. Taula de calibració d’un dipòsit de terra. Font: Saybolt Correcció de Temperatura de la Carcassa del Dipòsit (CTSh) Tots els dipòsits, quan s’exposen a un canvi de temperatura, canviaran el seu volum en conseqüència. La majoria de dipòsits cilíndrics verticals calibrats tenen taules de capacitat basades en una temperatura específica de referència de la carcassa del dipòsit (TShREF). Si la temperatura observada de la carcassa del dipòsit (TSh) difereix de la temperatura de referència de la taula de capacitat del dipòsit, els volums extrets d’aquesta taula es poden corregir en conseqüència. Els dipòsits d’emmagatzematge es diferencien de les mesures de prova pel seu tamany i gruix de parets. També es produeixen diferències perquè els dipòsits no es poden protegir fàcilment dels elements. Per tant, tant les temperatures ambientals com les del producte han de ser considerades en calcular una correcció apropiada per a l'efecte de la temperatura sobre la carcassa del dipòsit. 103 Les dades següents són requerides per calcular el CTSh: ● Temperatura base = temperatura de calibratge de la carcassa del dipòsit de referència ● Tipus d'acer (es tria el tipus adequat des de la llista desplegable) ● Dipòsit aïllat o no aïllat ● Temperatura del producte ● Temperatura ambient Tot i que els estàndards especifiquen l'ús de correccions de temperatura de la carcassa del dipòsit (CTSh), es reconeix que hi ha certs dipòsits i instal·lacions on l'efecte d'aquesta correcció pot ser considerat insignificant o la seva aplicació tècnicament inapropiada, per la qual cosa no cal aplicar-la. Això inclou: ● Instal·lacions on la diferència entre la temperatura de la carcassa del dipòsit i la temperatura de referència és normalment inferior a 10°C. En aquests casos, es poden utilitzar valors constants de CTSh basats en la temperatura mitjana del producte i/o la temperatura mitjana ambient. ● Dipòsits amb capacitat <= 795 m3. Volum de línia El volum de les línies que formen part d’un procés de transferència s'ha d’afegir al càlcul del GOV. Aquest pot ser només la línia del dipòsit, però també pot incloure la línia de transport. Amb les vàlvules obertes i la línia plena de producte, el contingut de la línia forma part integral del contingut del dipòsit. Correcció de sostre flotant Hi ha dos tipus de sostres flotants, intern i extern; tanmateix, el procés de càlcul per determinar la correcció o ajust del sostre flotant és el mateix per ambdós tipus de sostres. La determinació de la correcció, no obstant això, es pot abordar de dues maneres: ● Ajust de sostre flotant (FRA): Aquesta tècnica s’utilitza quan la correcció pel sostre ha estat calculada a la taula de capacitat del dipòsit utilitzant una densitat de referència. Per tant, cal calcular una correcció secundària (o ajustament) per a qualsevol diferència entre la densitat de referència i la densitat observada a la temperatura del dipòsit del fluid en contacte amb el sostre. Aquesta correcció pot ser positiva o negativa. ● Correcció de sostre flotant (FRC): En aquest cas, la taula de capacitat del dipòsit no ha estat ajustada pel sostre; per tant, s’ha de calcular i aplicar un volum equivalent a tot el pes del sostre com una correcció. Aquesta correcció és sempre negativa i es 104 específicament per totes les parts interessades. Quan faltin un o més viatges s'ha d'emetre una Carta de Protesta al vaixell. 10.8.4 Càlculs del VEF - Registrar els últims vint viatges en l'informe del VEF. Sense utilitzar el viatge actual. - Assegurar-se que es facin servir les mateixes unitats al llarg de l'informe (barrils, metres cúbics, tones), arrodonint al nombre sencer més proper. No es poden barrejar unitats. - Calcular les relacions VLR o VDR individuals per a cada viatge, arrodonint a cinc decimals; - Desqualificar la diferència d'error brut vaixell-terra superior al 2 %, és a dir, tots els viatges amb relacions fora de l'interval de 0,98000 i 1,02000; - Rebutjar els viatges que compleixin els criteris de desqualificació esmentats (per exemple, transferències vaixell a vaixell, canvis de calibratge, etc.); - Calcular la Mitjana de la Relació vaixell-terra a partir de les quantitats totals dels viatges restants; - Verificar si les relacions VLR/VDR compleixen els requisits - S/N. (Les VLR/VDR fora de ±0,30 % de la Mitjana de la Relació Vaixell/Costa no compleixen els requisits); - Utilitzar només els viatges que compleixin els requisits restants per calcular el VEF si queden almenys cinc viatges qualificats. Si resten menys de cinc viatges qualificats, no es pot calcular un VEF vàlid; - Calcular la quantitat total de vaixell i terra d'aquests viatges qualificats restants; - Dividir la quantitat total del vaixell per la quantitat total de la costa; - Calcular a cinc decimals i arrodonir a quatre decimals. 10.8.5 Aplicació del VEF El VEF s'utilitza per compensar les inexactituds de mesurament dels vaixells. S'aplica habitualment a les quantitats de vaixell com a procediment per al control de pèrdues i la reconciliació, i de vegades per al BL i les transferències de custòdia de la descàrrega. Quan ho acordin les parts interessades, les quantitats de BL o de la descàrrega es poden determinar en funció de les quantitats rebudes o lliurades pel vaixell ajustades pel VEF, en els casos en què les mesures a terra no estiguin disponibles o es sàpigui que són inadequades per a la transferència de custòdia. El VEF és reconegut com una eina vàlida i valuosa de monitoratge de mesuraments per les companyies d'inspecció, les companyies petrolieres, les companyies de comerç així com els organismes reguladors i governamentals; tanmateix, si no s'aconsegueix acord sobre l'aplicació d'un VEF per determinar la quantitat de transferència de custòdia, aquestes xifres s'han d'emetre sense aplicar el VEF, tret que s'indiqui el contrari. 10.8.6 VEF per Compartiments Atès la variació de les combinacions de dipòsits i condicions de càrrega, es pot calcular un VEF per a qualsevol dipòsit o combinació de dipòsits per la qual hi hagi dades específiques 111 suficients per calcular aquest VEF segons els requisits d'aquest estàndard. En aquests casos, s'han de mantenir registres individuals per a cada configuració o combinació. 10.8.7 Mètode Alternatiu El mètode de càlcul alternatiu utilitza un mètode estadístic per establir la fiabilitat de les relacions individuals de càrrega (o descàrrega) i per estimar els límits de confiança (probabilitat = 90 %) per a l'interval de valors acceptables. Per utilitzar el mètode alternatiu, es necessita dades d'almenys cinc viatges qualificats per calcular un VEF. - En el mètode alternatiu, només s'inclouen les relacions de càrrega del vaixell o les relacions de descàrrega del vaixell que siguin estadísticament significatives amb un nivell de probabilitat del 90 % en el càlcul del VEF. - Llistar les dades dels viatges disponibles, fins a un màxim de 20 viatges. - Aquests seran els viatges més recents disponibles i s'enumeraran en ordre cronològic. - Les quantitats s'han de combinar per a múltiples graus en el mateix viatge, excepte si s'està calculant un VEF per compartiments. - No s’ha d’incloure informació de càrrega i descàrrega en el mateix formulari. - Les dades de viatges diferents no cal que siguin en unitats consistents i es poden barrejar, és a dir, alguns viatges mesurats en barrils i altres en tones. No obstant això, les dades del vaixell i de terra per a cada viatge individual han d'estar en unitats consistents i no es poden barrejar. - Calcular la relació individual per a cada viatge, arrodonint a cinc decimals. - Informar el VEF final a quatre decimals. Els següents viatges s'han de rebutjar en el càlcul: ● Viatges on només es disposava de mesures del dipòsit del vaixell (és a dir, transferències vaixell a vaixell, dipòsits actius a la costa) excepte quan les quantitats es determinen a bord de FPSOs mitjançant mesuradors segons els estàndards reconeguts globalment. ● Tots els viatges anteriors a qualsevol canvi en l'equip de mesura, taules, estructura del vaixell, o altres canvis que requereixin l'emissió de noves taules de capacitat. 112 Imatge 29. VEF d’un vaixell. Font: Saybolt _________________________________________________________________________ 11. PROPOSTES DE MILLORA 11.1. EQUIP COMBINAT: EQUIPAMENT PORTÀTIL ELECTRÒNIC DE MESURA + MOSTREJADOR 11.1.1 Introducció. Necessitats a cobrir La inspecció i control de càrrega de productes petroliers són accions que requereixen de molta precisió, seguretat i habilitat, ja que es tracta de productes que mouen una gran quantitat de diners i hi ha moltes parts implicades. Per garantir una bona operativa, s’han d’assegurar paràmetres per minimitzar les errades i evitar problemes majors. Tot i que aquest sector està millorant en el pas del temps, sempre es trobaran punts febles i millorables. Mitjançant aquest nou projecte de combinació d’equips de sonda i mostreig, es pretén solucionar alguns aspectes: 11.1.1.1 Error humà El procés de medició de tancs, ja sigui mitjançant equip automàtic o manual, està subjecte a l’error humà, ja que requereix d’una precisió mil·limètrica per obtenir valors exactes, cosa que rarament ocurreix. Aquests errors en la medició poden provocar discrepàncies en les quantitats entre port de càrrega, descàrrega i contracte de càrrega, i això pot derivar a pèrdues econòmiques o fins i tot disputes legals. D’altra banda, en el mostreig de dipòsits es veu més afectat per aquest paràmetre, ja que el factor humà té més importància. Per a que el mostreig sigui efectiu s’han de complir varies 113 condicions: presa de mostres en una altura representativa, equip de mostreig en condicions òptimes d’utilització, emmagatzematge correcte, etc. Tot això pot estar condicionat pel treballador. 11.1.1.2 Condicions meteorològiques adverses A vegades, es requereix de medir els dipòsits d’un vaixell en condicions desfavorables, ja sigui per estar en un port desprotegit de les onades, fondejat o fins i tot en navegació a mar obert. En aquestes situacions el vaixell pot estar sotmès a medicions imprecises degudes al onatge, trimat i llista (en cas d’onatge, l’obtenció del trimat i la llista es imprecisa). El mostreig també es veu afectat, ja que per pluja,vent i humitat es poden contaminar els contenidors de mostres, o directament la mostra pressa, i aquesta deixaria de ser representativa. 11.1.1.3 Eficiència de la inspecció La realització d’una inspecció amb el mètode actual pot representar un temps molt elevat, paràmetre molt valuós en el sector marítim, perquè aquest és directament proporcional als diners que pot costar estar atracat o fondejat. A més a més, els vaixells comercials solen portar horaris molt ajustats, i tot estalvi de temps pot ajudar a que la operativa sigui més tranquila i dinàmica. Aquest estalvi de temps, a més d’afavorir al client i al vaixell, també aporta beneficis al inspector, que pot aprofitar aquest temps per altres tasques. 11.1.1.4 Normalització de treballs Cada vaixell té un tipus d’equip, un mètode de treball, que implica un ritme i ordre diferent en cada operativa. Això pot comportar dificultats a l’hora de realitzar les tasques de la inspecció, ja que l’inspector s’ha d’adaptar al mode de treball de la tripulació. A més a més, també pot derivar a errors operatius i un increment del temps d’inspecció 11.1.1.5 Traçabilitat i integració de dades La manca de sistemes integrats que permetin el registre automàtic de les dades obtingudes amb la mesura i mostreig del producte pot ser un problema a nivell operatiu. Sovint, la informació extreta de la inspecció es recopila en diferents formats que dificulten la creació d’informes detallats i una traçabilitat completa en temps real. La falta d’un sistema centralitzat i automatitzat dificulta la verificació ràpida i la resolució de qualsevol disputa que pugui sorgir entre les parts implicades. 11.1.1.6 Seguretat i medi ambient En determinades ocasions el procés d’inspecció pot perillar la seguretat dels treballadors, ja sigui per les condicions meteorològiques, l’estructura del vaixell, o fins i tot el propi cansament de la persona implicada. D’altra banda, el fet de tenir els dipòsits oberts o en contacte amb materials externs pot perjudicar la càrrega i el medi ambient. 114 11.1.2 Avantatges de la combinació d’equips En relació a les problemàtiques esmentades anteriorment, es poden ennumerar una sèrie d’avantatges que aportaria l’implementació d’aquesta proposta. 11.1.2.1 Minimització de l’error humà El fet d’aplicar un sistema menys dependent del treballador pot representar una precisió molt requerida en les inspeccions. Mitjançant aquest equip es podria extreure informació més detallada sobre els paràmetres de la càrrega, fet que augmentaria la qualitat de la inspecció i la satisfacció del client. En el cas del mostreig, també s’obtindrien valors més representatius en les mostres extretes, ja que les altures elegides serien més exactes i el sistema de mostreig seria més precís i detallat. 11.1.2.2. Equip compacte i resistent El disseny de l’equip és un element fonamental per a un bon funcionament d’aquest. Per garantir un treball eficaç, s’hauria d’instaurar un sistema segur per realitzar les tasques, minimitzant el perill per al treballador, instal·lacions i medi ambient. Per tant, la composició de l’equip establiria un mètode de treball més òptim. També s’ha de tenir en compte el fet d’haver de transportar un equip en lloc de dos, i la inversió en manteniment d’un equip envers a dos. 11.1.2.3 Optimització de les tasques El principal avantatge obtingut d’aquesta combinació seria la durada de la inspecció en relació a una feta en equips separats. També es podria reduir el nombre de treballadors implicats, ja que una persona sola podria abarcar tot el treball. Una disminució del temps de treball resulta en la possibilitat de dedicar aquest temps estalviat en altres tasques, per tant, aquestes es podrien realitzar en més tranquilitat i de manera més correcta i eficaç. A més a més, aquesta condició també afectaria positivament en el tema econòmic, ja que suposaria menys temps atracat o fondejat. També es veuria reduïda la fatiga de l’inspector, conseqüentment, el treball seria més dinàmic. 11.1.2.4 Implementació del registre automàtic de dades El fet d’utilitzar un equip avançat en tecnologia podria resoldre problemes d’enregistració de dades. La generació d’informes a temps reals facilitaria la traçabilitat de dades. A més a més, aquest registre milloraria la visibilitat i transparència de l’operativa, minimitzant els conflictes i malentesos. 11.1.3 Inconvenients D’altra banda, l’equip tractat també comptaria amb certs inconvenients 115 11.1.3.1. Inversió inicial El fet d’innovar en un projecte sempre comporta aquest possible risc. La inversió inicial seria elevada, ja que es tracta d’un equip modern i automatitzat. S’hauria de garantir un bon funcionament i l’optimització, seguretat i eficiència d’aquest nou sistema. 11.1.3.2. Manteniment i calibratge Per a que aquest equip funcioni a la perfecció i garantitzi la màxima qualitat possible, es requereix un manteniment i calibratge mil·limètric. Degut a que es un equip modern i tecnològicament avançat, el manteniment pot requerir costos més elevats que en equips convencionals, tot i que implica només un equip, en contra de dos convencionals (equip de mesurament portàtil i mostrejador per separat). El calibratge no suposaria una diferència notable amb l’actual, ja que els equips convencionals també han de passar revisions de calibratge sovintment. 11.1.4 Disseny i especificacions de l’equip Estructura L’equip hauria de constar amb una estructura compacta i resistent per garantir la major seguretat del producte, instal·lació i personal. Per aconseguir aquesta seguretat, s’ha d’utilitzar un material fiable, com pot ser l’acer inoxidable o polímers resistents, resistent a cops i tolerant als productes hidrocarburs. Per assegurar un treball més còmode i dinàmic, l’equip hauria de tenir una forma equilibrada amb una empunyadura antilliscant. A més a més, l’aportació de botons físics per als casos on l’ús de la pantalla tàctil sigui limitat. Per treballar en condicions de perill per atmosferes potencialment explosives, l’equip ha de cumplir un serie de normatives internacionals (certificació ATEX). Recipient de mostreig Per aplicar un avanç tecnològic a l’equip, s’integraria una vàlvula commutable electrònica que es posicioni depenent el tipus de mostra que es necessita. En el cas d’una mostra en una altura concreta, la vàlvula roman tancada fins l’altura requerida. En canvi, en les mostres ‘’running’’, la vàlvula roman oberta, gradualment segons l’altura de producte que hi ha. Per exemple, si hi ha 5 metres de producte al dipòsit, la vàlvula estarà més oberta que si hi ha 15 metres de producte. El sistema electrònic podrà enregistrar el mode de mostreig, altura on s’ha prés, fins i tot les condicions ambientals i del producte en el moment que s’ha pres la mostra. El material emprat per al recipient de mostres és transparent, com pot ser un vidre ultra resistent. D’aquesta manera es pot analitzar visualment el contingut d’aigua o partícules en el dipòsit. 116 Sensors integrats Similarment a l’equip de mesurament portàtil electrònic convencional, l’equip combinat mesura l’altura de producte mitjançant un sensor electrònic penjat d’una cinta mil·limetrada. El nou sistema enregistraria l’altura obtinguda quan el sensor toca producte. A continuació, es procedeix a trobar la temperatura del producte. De la mateixa manera que en l’’’ullage’’, s’anotaria automàticament la temperatura obtinguda en cada altura pertinent. D’aquesta manera s’obté un informe més precís i transparent alhora d’analitzar la quantitat de producte transportada. Control del sistema Mitjançant una pantalla tàctil es controla les accions de l’aparell i es llegeixen els valors obtinguts d’altura i temperatura. A més, es regula l’altura des d’on es prenen les mostres requerides, o des d’on es comença una mostra ‘’running’’ i fins on es vol prendre, per obtenir una obertura de la vàlvula que resulti en una mostra representativa. També s’incorpora una CPU amb memòria per enregistrar els valors obtinguts. A més a més, una sincronització bluetooth i USB per transferir les dades a altres aparells electrònics. 11.2 XARXA DE COMUNICACIÓ COMUNA 11.2.1 Introducció En les operatives de transferències de productes petroliers ha d’haver comunicació molt clara i concreta, per evitar retards innecessaris i portar un ordre correcte. Tot i la importància d’això, a vegades sorgeixen contratemps que poden causar dubtes sobre paràmetres importants en una operativa: quan comença una operativa, quan acaba, quan arriba el vaixell a port, etc. Per evitar accions descoordinades, estalviar els temps morts i minimitzar els errors de comunicació, una bona disposició d’informació entre les parts implicades és fonamental. 11.2.2 Integrants de la xarxa Les parts implicades són: - Companyia d’inspecció: Primerament, els responsables de que l’operativa surti correctament són els inspectors, per tant és molt important que aquests tinguin a disposició la màxima informació possible: quan arriba/atraca un vaixell (ETA - Estimated Time of Arrival ; ETB - Estimated Time of Berth), quan acaba una operativa, informació a tenir en compte sobre el producte i vaixell, possibles contratemps durant la càrrega/descàrrega de producte. Els inspectors proveixen els temps d’inici i final i els resultats de les inspeccions, les quantitats a bord i a terra, desenvolupament de l’operativa, etc. A més dels inspectors, els analistes del laboratori també requereixen d’alguna informació precisa sobre la càrrega i la quantitat i qualitat del producte transportat. 117 Després dels anàlisis, aquests també proveeixen la informació adquirida a les parts interessades. - Responsable de terminal: Una de les parts que participa en la transferència de producte, ja sigui càrrega o descàrrega, és la terminal. També es d’elevada importància que aquests disponguin de la màxima informació possible per la fluïdesa de l’operació, com poden ser la ETA i ETB del vaixell, possibles especificacions del producte que rebrà, informació sobre els dipòsits del vaixell, etc. Abans de començar l’operativa, la terminal pot aportar informació sobre l’estat del dipòsit/s emissor/receptor, producte emmagatzemat (si n’hi ha), anteriors productes en dipòsits i línies i mètode de llimpiesa, etc. Durant l’operativa, el responsable de terminal coneix l’hora estimada en que finalitzarà (ETC - Estimated Time of Completion) i possibles contratemps en instal·lacions de terra. - Responsable del vaixell: El responsable de la carga en un vaixell petrolier sol ser el primer oficial de coberta (Chief Officer), en col·laboració als altres oficials de coberta, cap de màquines i capità. En aquest àmbit és la part oposada del responsable de terminal. En el cas d’una descàrrega, el responsable del vaixell serà qui aporti més informació, en canvi, en una càrrega, serà el responsable de terminal qui disposi de més informació rellevant. - Agents consignataris: Se n’encarreguen de representar l’armador del vaixell i proveïr els serveis que el vaixell requereixi al port on es destina. La seva aportació en aquesta xarxa és sobre paràmetres que puguin afectar a l’operativa, com poden ser retrasos en l’arribada o atrac del vaixell, altres serveis que frenin o retrassin la càrrega o descàrrega de producte (‘’bunkering’’, buidatge de fangs, etc.). - Client: Requereix de tota la informació referent al seu producte i tot el procediment de l’operativa: ETA i ETB del vaixell, quan comença la càrrega/descàrrega, ETC, possibles retrassos durant l’operativa, possibles discrepàncies en les quantitats rebudes/enviades, etc. 11.2.3 Descripció del sistema El sistema es basa en una plataforma digital accesible des de múltiples punts (telèfon mòbil, tableta, ordinador) amb accés personal i restringit, controlat per rebre o enviar la informació que es requereix de cada part implicada. 118 També s’afegeix una connexió amb els equips de mesura, de manera que les dades obtingudes s’integren automàticament a la xarxa, per garantitzar la transparència de les dades i oferir un servei més segur i fiable al client. Per evitar els problemes de connexió que poden sorgir depenent de la ubicació del treball, també s’integra un emmagatzematge de dades intern per poder accedir a la informació en qualsevol condició de treball. A més a més, s’afegeix un sistema de registre d’anomalies (contaminació del producte, mal estat de les instal·lacions o equips del vaixell o terminal, discrepàncies en les quantitats o qualitat obtingudes, etc.) amb la possibilitat d’afegir fotografies i notes per aclarir aquestes anomalies. Addicionalment, s’afegeix la possibilitat d’extreure les dades en format PDF/Excel per una futura utilització en casos necessaris, com poden ser auditories o revisió d’arxius. 11.3. SISTEMA DE MONITORATGE SINCRONITZAT ENTRE TERRA I VAIXELL 11.3.1 Introducció Un dels majors problemes en les operatives de càrrega i descàrrega de productes líquids a granel són les diferències entre les quantitats rebudes/enviades entre terra i vaixell. Tot i que llògicament aquestes quantitats haurien de ser exactament iguals, el fet de tractar amb quantitats tan grans i que les mesures tenen un cert grau d’error, implica que mai es poden determinar les quantitats exactes. Degut a això, poden haver discrepàncies entre les parts implicades, i poden resultar problemes greus en les certificacions de quantitats, cosa que pot implicar pèrdues econòmiques importants. El paper de l’inspector és fonamental en les operatives, ja que se’n encarrega d’aprobar aquestes quantitats i garantitzar que el procediment sigui correcte. 11.3.2 Funcionament del sistema Aquest sistema es basa en la sincronització de dades entre terra i vaixell. Mitjançant un sistema central es recopila la informació enviada per cada part, que aporta les dades (nivell de producte, temperatura, factors de correcció, densitat, GSV) obtingudes en temps real pel seu equip de medició propi (radar o UTI). L’inspector se’n encarrega d’analitzar aquestes dades, comprobar la seva fiabilitat i que els paràmetres numèrics estiguin correctament aplicats i verificar aquesta informació. Des d’un accés extern, l’inspector pot visualitzar cada informació i aportar la seva aprovació o negació sobre l’operativa. 119 Aquest sistema central compta amb un registre històric de cada part implicada, on apareixen les operatives anteriors del vaixell i de la terminal, per obtenir un patró de treball i possibles discrepàncies o irregularitats comeses. També s’inclou un sistema d’alerta momentani que s’activa en cas d’assabentar-se’n d’algun problema que s’ha de tractar immediatament, com una fuita o contaminació en el producte. A més a més, el sistema també aporta un registre temporal, és a dir, es pot conèixer com ha transcorregut l’operativa, d’aquesta manera es pot saber si s’ha seguit un procediment estable o ha hagut alguna incidència que ha pogut afectar el temps i eficàcia de l’operativa. També es registren les dades en els dipòsits de terra i vaixell abans de les operatives, per conèixer possibles variacions en la quantitat durant la navegació del vaixell o si s’ha produït algun accés no autoritzat als dipòsits implicats. Si es registra qualsevol irregularitat, entra en joc l’acció de l’inspector; ja sigui per l’estat del producte, línies o dipòsits, discrepàncies en les quantitats o qualitat del producte o qualsevol altra acció que generi dubtes. En aquest cas, l’inspector ha d’aportar el seu coneixement per obtenir l’informació en primera persona i trobar l’error que ha causat el problema. En cas de no trobar l’error o que aquest sigui irremediable immediatament, s’informa al client i s’espera una resolució per la part causant del problema. 120