Definición de Tanque Atmosférico
Ingeniera Química
Un tanque atmosférico es un recipiente cuyo diseño se basa en cumplir la función de almacenamiento o procesamiento, en función de presiones atmosféricos o presiones internas relativamente bajas (hasta aproximadamente 1 psig), siendo esta presión medida en el tope del tanque. Estos tanques no pueden ser utilizados, lógicamente, para líquidos a temperatura mayores a su temperatura de ebullición o bien, según indican distintas definiciones, para líquidos con presiones de vapor de 13 psia.
Tipologías: techo flotante y techo fijo (de tipo sombrilla y de domo)
Existen diversos tipos de tanques utilizados en la industria, aunque los más típicos son los de techo flotante y techo fijo. Uno de los aspectos críticos en el diseño es el tamaño del tanque, destacando que hay tanques de hasta 55.000 m3, los más grande de Latinoamérica utilizados para el almacenaje de LPG (por sus siglas en inglés: Gas Licuado de Petróleo). Estos tamaños considerables requieren de espesores de chapa del cuerpo lo suficientemente importantes como para sostener las estructuras, lo cual también implica considerar este efecto en la presión. Al igual que en el caso de los recipientes, la forma cilíndrica es la más simple y económica de diseñarlos hoy en día, sin embargo, la forma del techo resulta ser el componente más complejo en el diseño.
Dentro de los tanques de techos fijos se cuenta con tanques de techo cónico, tipo sombrilla y de domo. En los tanques de techo cónico, el piso es plano mientras que la profundidad del techo es relativamente baja y en forma cónica pudiendo ser fabricados en piezas y ser ensamblado in situ, lo cual implica muchas ventajas, entre ellas, menores costos. En los tanques tipo sombrilla, el techo se encuentra invertido respecto de los de techo cónico y, la ventaja que ofrecen, que este tipo de techo se conoce como auto – soportado, evitando la necesidad de instalar soportes en el interior del tanque, como es en el caso del tipo cono. Aunque hoy en día se fabrican tanques de techo cónico soportados externamente.
Por último, los tanques tipo domo aproximan la forma del techo a una superficie esférica, siendo similar en calidad constructiva al techo tipo sombrilla.
Los tanques de techo flotante, en cambio, poseen un techo con forma de moneda o disco y, como su nombre lo indica, se encuentra flotando siempre y cuando se opere dentro de los rangos de presión, temperatura y altura de llenado estipulados por diseño. El techo sube y baja su altura en función del nivel de fluido en el interior. Los hay de techo flotante interno o externo. Si el techo flotante es externo, la presión de diseño es la misma presión atmosférica. Cuando el tanque es abierto en la parte superior, es considerado techo flotante externo mientras que, si el techo flotante posee una cubierta fija, se considera que el techo flotante es interno. Ahora bien, la clásica pregunta es para qué cubriríamos un techo flotante y esto se hace para evitar pérdidas por evaporación, liberación de contaminantes a la atmósfera.
Si el techo es flotante externo puede ser del tipo con pontón o de doble diafragma. En cambio, si es de tipo flotante interno puede ser tipo cacerola, cacerola con un adicionamiento de muro de contención, techo tipo panal de abejas o de diafragma y pontón.
Otros aspectos estructurales
Hoy en día, el material de construcción es muy variado y depende de la relación costo – beneficio y la función del tanque. Por ejemplo, estos últimos años ha aumentado la demanda de los tanques tipo domo geodésicos de aluminio, por sus excelentes características anticorrosivas y sus ventajas constructivas, evitan la necesidad de soportes internos.
Los fondos de los tanques también son una pieza fundamental, deben soportar la columna de líquido contenida y, específicamente en la industria del Oil & Gas, es la pieza más expuesta a la corrosión debido al área de contacto y la velocidad nula, fluido estanco. Los fondos de tanques pueden ser planos, cónicos o esferoides.
En el caso del fondo plano, puede existir una leve inclinación propia del diseño, o bien ser un cono con pequeño ángulo de levantamiento o hundimiento. Las condiciones de servicio obligan al diseño de estos tanques de prever bocas de limpieza y “manhole” para la inspección y limpieza de los tanques, como así también conexiones para purgas y drenajes, ya que, la corrosión microbiológica y diversos tipos de corrosión asociados a condiciones de flujo estanco son muy comunes en estos casos.
El diseño de tanques atmosféricos sigue numerosos estándares de calidad, y dependiendo el servicio será su norma de diseño aplicable, tal es el caso del código API 650 por ejemplo, donde se detalla la evaluación de materiales, soldaduras, cargas, condiciones sísmicas y de vientos y demás que deben ser tenidas en cuenta a la hora del diseño. Otros aspectos como condiciones de seguridad son prioritarios en la fabricación ya que, por ejemplo, la posibilidad de voladura de un techo ante un evento de sobrepresión puede ser un parámetro relevante en el diseño.
Trabajo publicado en: Ene., 2023.
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