A medida que el mundo busca fuentes de combustible más limpias, se vuelve importante poder enviar y transportar estas fuentes desde grandes reservas y depósitos a los países donde se utilizan.
Las crecientes demandas de los combustibles de gas licuado a menudo han planteado un desafío, debido a los tamaños restringidos de la mayoría de los transportistas de gas.
Los Very Large Gas Carriers (denominados recipientes VLGC) son una subclase de transportadores de gas genéricos que se dirigen a un volumen considerablemente mayor de transporte de gas.
En general, el gas más común que se envía es el gas licuado de petróleo (GLP) que se extrae de las reservas de petróleo, y el gas natural licuado (GNL) que se extrae de los depósitos de hidrocarburos cerca de los combustibles fósiles.
Estos transportadores VLG son capaces de cargar en cualquier lugar entre 100,000 metros cúbicos a 200,000 metros cúbicos de gas en tanques grandes.
Estos tanques se construyen debajo de la cubierta y regulan la carga y descarga de gas mediante un sistema de bombas y válvulas. En este artículo, veremos la construcción, el diseño y el diseño de un buque VLGC clásico.
Construcción de embarcaciones VLGC
Para construir barcos masivos que puedan transportar grandes cantidades de gases volátiles, es importante evaluar varios aspectos de seguridad de los transportistas. Además, dado que estamos tratando con gases y líquidos que son más difíciles de mover, debe haber mecanismos adecuados de carga y descarga.
Si bien los sólidos se pueden mover fácilmente con grúas, los líquidos y gases deben drenarse por completo en el puerto de descarga. Cualquier sustancia residual puede contaminar o contaminar cualquier carga entrante.
Las embarcaciones VLGC generalmente tienen alrededor de 250-300 metros de largo y albergan entre cuatro y seis tanques de almacenamiento a lo largo de la línea central.
Los diseños VLGC presentan una estructura de doble fondo y una cubierta lateral adicional en ciertos soportes. El propósito de tener múltiples cascos es que es posible contener una fuga, al tiempo que se proporciona espacio para los componentes vitales del barco.
Figura 1. Doble Fondo
La mayor parte del cableado eléctrico y las tuberías necesarias para el funcionamiento del barco se ejecutan dentro de este caparazón. A menudo, el doble fondo también tiene una quilla canalizada que permite que las conexiones principales y los cables corran a lo largo de todo el barco sin obstrucciones.
Todos los componentes esenciales para el funcionamiento de los tanques se encuentran en una gran cúpula construida en la parte superior de cada tanque.
Los sistemas de tanques en un recipiente VLGC están construidos con los siguientes componentes: la barrera primaria, la barrera secundaria (opcional), los mamparos, el aislamiento y las estructuras de soporte.
La barrera principal es el tanque en sí, y puede variar en forma y tamaño. Los tipos comunes de tanques son prismáticos (clase ‘A’), esféricos (clase ‘B’) y cilíndricos (clase ‘C’).
La clase más favorable es el tanque prismático, ya que permite bodegas de almacenamiento más grandes al ajustarse a la forma del casco. Los tanques esféricos a menudo están contenidos dentro de una falda vertical que une el tanque al casco. Esto proporciona a los tanques miembros de apoyo adicionales.
Por último, la clase ‘C’ o los tanques cilíndricos se pueden colocar de manera transversal o longitudinal, aunque las estructuras lobuladas también son comunes.
Todos estos tanques también incorporan mamparos longitudinales que corren a lo largo del tanque. Estos reducen el efecto de chapoteo como resultado del efecto de superficie libre (FSE) que se sabe que distorsiona drásticamente la estabilidad de un recipiente.
Los contenedores esféricos a menudo se conocen como tanques Moss, y se denominan unidades autónomas. Se están reemplazando rápidamente por la clase prismática de tanques debido al mayor volumen de almacenamiento.
Figura 2. Transportador de GNL tipo Moss Tanks
Además de un sistema autónomo basado en tanque, también hay un diseño de membrana que se utiliza en algunos recipientes VLGC. Estas membranas se utilizan para regular la carga entre las diversas bodegas del buque y permiten un proceso de carga y descarga mucho más rápido. Sin embargo, el mayor problema con tener estructuras de membrana es que no son resistentes a las grandes fuerzas de chapoteo.
Como resultado, no son adecuados para su uso en regiones con malas condiciones climáticas. Las membranas especialmente rígidas se están experimentando actualmente. Sin embargo, por el momento, las unidades autónomas siguen siendo el medio habitual para transportar este tipo de carga.
Operaciones de carga y descarga
Las operaciones de carga y descarga son un proceso muy crítico que debe ejecutarse con las máximas precauciones de seguridad. Para eliminar la carga líquida, se utiliza un conjunto de tres bombas alojadas en una torre de bombeo.
Cada tanque abarca varios metros de longitud, por lo que requiere dos bombas principales para cargar o descargar la mayor parte de la carga. Estas bombas cuelgan desde la parte superior del tanque hasta el fondo. Además, hay una bomba más pequeña llamada bomba de pulverización que garantiza la descarga máxima de la carga durante la descarga.
La bomba de pulverización también se puede utilizar para recoger la porción de Gas Natual Licuado o GNC que se evapora con el fin de hacer funcionar los motores marinos. Por lo tanto, la bomba rociadora juega un papel importante, ya que es capaz de convertir una parte de la carga en combustible utilizable para el barco. La torre de bombeo también alberga equipos importantes y unidades de telemetría que miden los niveles de carga, la temperatura y la presión general.
Esta información se transmite al puente donde los ingenieros la evalúan para garantizar que la carga se transporte de forma segura. Las varias bombas de carga que emergen de los tanques de almacenamiento están conectadas a la línea de carga principal que corre a lo largo de la cubierta del barco. Del mismo modo, las bombas de pulverización también descargan colectivamente la carga vaporizada en una línea de bomba común.
El proceso de carga y descarga de carga se completa en varios pasos para garantizar que se sigan las normas de seguridad. Además, si no se controla adecuadamente, el equipo a bordo del barco puede sufrir daños.
El primer paso antes de acercarse a un puerto o instalación de transporte es que los tanques se vacíen del oxígeno restante. El O2 es un gas altamente volátil que se quema fácilmente, especialmente en presencia de sustancias como GNL o GNC. Por lo tanto, se bombea un gas inerte a la cámara hasta que el contenido de oxígeno cae por debajo del 5%.
Hay dos procesos principales posteriores que deben completarse antes de que los tanques puedan llenarse con la carga líquida. El primero se conoce como un estado de “aceleración”. Aquí, las bombas rociadoras vaporizan una pequeña cantidad de la carga y la calientan en los quemadores de gas presentes a bordo. Este vapor luego se redirige a los tanques, para que el gas inerte pueda ser reemplazado. Hasta que el vapor de carga alcance los parámetros especificados, el gas inerte se libera al aire libre.
Sin embargo, más allá del límite de seguridad, se transporta a una planta de compresores en el puerto, para que los hidrocarburos restantes puedan eliminarse de manera segura. Como estos químicos son altamente volátiles, es importante procesarlos lo más rápido posible. Ahora se dice que los tanques están en el estado “gasificado”.
El siguiente paso en el proceso de carga es “enfriamiento”. Como el vapor calentado mantiene los tanques a temperatura ambiente, es esencial enfriar los tanques hasta que se pueda cargar la carga licuada. Para este proceso, las bombas rociadoras dispersan GNL o GNC vaporizado en los tanques hasta que la temperatura desciende a valores aceptables.
Todos los vapores que se descargan se recogen para su reliquificación o eliminación. La temperatura a la que puede comenzar la carga es de -140 ℃, y las bombas de pulverización funcionan hasta que se alcanza esta temperatura. Los tanques ahora están en el estado “enfriado”. Desde aquí, la carga líquida se bombea a los tanques hasta que la capacidad de almacenamiento alcanza el 98.5%. La razón para mantener vacía una pequeña porción del tanque es para tener en cuenta las expansiones o la acumulación de vapor.
Una vez que es hora de descargar o descargar la carga en el puerto de destino, las bombas de carga principales entran en acción. En general, es efectivo llenar lentamente los tanques con gas mientras se descarga. Para este propósito, se puede bombear aire o retener una pequeña cantidad de la carga para calentarla. Al permitir que este gas circule, el recipiente nuevamente alcanza el estado de “gasificación”. Esto ahorra tiempo durante el próximo ciclo de carga, al mantener el recipiente preparado para el proceso de “enfriamiento”.
Para mayor infomación visitar: Marine Insight / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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