Los tanques de almacenamiento son contenedores que contienen líquidos o gases comprimidos. El término puede utilizarse para embalses (lagos y estanques artificiales) y para contenedores fabricados. El uso de la palabra "tank" para reservorios es poco común en inglés americano, pero es moderadamente común en inglés británico . En otros países, el término tiende a referirse únicamente a contenedores artificiales. En los EE. UU., los tanques de almacenamiento funcionan sin (o con muy poca) presión , lo que los distingue de los recipientes a presión .
Los tanques se pueden utilizar para contener materiales tan diversos como leche , agua , desechos , petróleo , productos químicos y otros materiales peligrosos , cumpliendo al mismo tiempo con los estándares y regulaciones de la industria. [1] Los tanques de almacenamiento están disponibles en muchas formas: cilíndricos verticales y horizontales; tapa abierta y tapa cerrada; fondo plano, fondo cónico, fondo inclinado y fondo de plato. Los tanques grandes tienden a ser cilíndricos verticales, con fondos planos y un techo fijo frangible o flotante, o a tener esquinas redondeadas en la transición desde la pared lateral vertical al perfil del fondo, para soportar la presión hidrostática hidráulica . A veces se utilizan tanques construidos bajo el nivel del suelo y se los denomina tanques de almacenamiento subterráneo (UST).
Los embalses pueden ser cubiertos, en cuyo caso podrán denominarse tanques o depósitos de almacenamiento cubiertos o subterráneos. Los tanques de agua cubiertos son comunes en las zonas urbanas.
Las cisternas se pueden montar en un camión o en un remolque de camión articulado . El vehículo resultante se llama camión cisterna (o simplemente camión cisterna; camión cisterna en inglés americano). Los vagones cisterna son cisternas montadas sobre vagones de mercancías para el transporte ferroviario.
La palabra "tanque" originalmente significaba "lago artificial" y vino de la India, quizás a través del portugués tanque . Puede tener alguna conexión con:
Si bien el acero y el hormigón siguen siendo una de las opciones más populares para los tanques, los tanques de plástico reforzado con vidrio , termoplástico y polietileno están ganando popularidad. Ofrecen menores costos de construcción y mayor resistencia química, especialmente para el almacenamiento de productos químicos especiales . Existen varias normas relevantes, como la norma británica 4994 (1989), DVS 2205 y ASME RTP-1, que brindan asesoramiento sobre espesor de pared, procedimientos de control de calidad, procedimientos de prueba, acreditación, fabricación y criterios de diseño del producto final.
Algunos tanques de almacenamiento necesitan un techo flotante además o en lugar del techo y la estructura fijos. Este techo flotante sube y baja con el nivel del líquido dentro del tanque, disminuyendo así el espacio de vapor por encima del nivel del líquido. Los techos flotantes se consideran un requisito de seguridad y una medida de prevención de la contaminación para muchas industrias, incluida la refinación de petróleo.
Para poder utilizar mediciones de volumen del tanque, normalmente tiene una tabla de capacidad creada utilizando los estándares apropiados. [3] Cada fila de la tabla de capacidad contiene el valor del nivel de llenado y el valor del volumen correspondiente (y otros datos relacionados).
En los EE. UU., los tanques metálicos en contacto con el suelo y que contienen productos derivados del petróleo deben protegerse de la corrosión para evitar el escape del producto al medio ambiente. [4] La técnica de control de la corrosión más eficaz y común para el acero en contacto con el suelo es la protección catódica . Fuera de los Estados Unidos y en algunos lugares de los Estados Unidos, a menudo se utilizan cimientos de soporte de tanques elevados con un acabado de mezcla de betún y arena. Este tipo de cimentaciones mantienen las placas del fondo del tanque libres de agua, evitando así la corrosión.
Además de su diseño y aplicación, el mantenimiento y la inspección de los tanques de almacenamiento desempeñan un papel fundamental para garantizar su seguridad y eficiencia. La inspección periódica es esencial para identificar problemas potenciales como corrosión, fugas, debilidades estructurales y cumplimiento de las regulaciones ambientales. Estas inspecciones pueden variar en frecuencia y detalle según el tipo de tanque, el material almacenado y los requisitos reglamentarios aplicables en el lugar donde se utiliza el tanque. Por ejemplo, los tanques que almacenan materiales peligrosos pueden requerir inspecciones más frecuentes y exhaustivas en comparación con los que se utilizan para materiales no peligrosos. Los protocolos de mantenimiento, que incluyen limpieza, reparaciones y medidas preventivas, son igualmente importantes para prolongar la vida útil de los tanques y prevenir accidentes o contaminación ambiental. Se utilizan cada vez más tecnologías avanzadas, como la teledetección , las pruebas ultrasónicas y las herramientas de inspección robótica, como los drones operados a distancia, para mejorar la eficacia y la seguridad de estos procesos de inspección. Comprender e implementar programas de inspección y mantenimiento adecuados es fundamental para que los operadores de tanques de almacenamiento garanticen la confiabilidad operativa y el cumplimiento de los estándares de seguridad. [5]
Se aplican varias regulaciones ambientales al diseño y operación de tanques de almacenamiento, a menudo dependiendo de la naturaleza del fluido contenido en su interior. [1] En los EE. UU., las emisiones al aire generalmente deben someterse a un permiso de calidad del aire según la Ley federal de Aire Limpio . La cuantificación de las emisiones potenciales de los tanques para fines de obtención de permisos se logra con mayor frecuencia aplicando ecuaciones de emisiones publicadas en el capítulo 7.1 del AP-42 (Compilación de factores de emisiones de contaminantes atmosféricos de fuentes estacionarias) de la Agencia de Protección Ambiental .
Dado que la mayoría de los líquidos pueden derramarse o filtrarse incluso por la abertura más pequeña, se debe prestar especial atención a su manipulación segura. Por lo general, esto implica construir un dique de contención alrededor del tanque, de modo que cualquier fuga pueda contenerse de manera segura.
Un tanque atmosférico es un recipiente para contener un líquido a presión atmosférica . Los principales códigos de diseño para tanques atmosféricos soldados son API 650 y API 620. API 653 se utiliza para el análisis de tanques de almacenamiento en servicio. En Europa, el código de diseño aplicable es EN 14015, que utiliza casos de carga del Eurocódigo 3 (EN 1993), parte 4-2.
En el caso de un gas licuado como el hidrógeno o el cloro , o un gas comprimido como el gas natural comprimido o MAPP , el tanque de almacenamiento debe estar hecho para resistir las presiones, a veces considerables, ejercidas por el contenido. Estos tanques, al ser recipientes a presión , a veces quedan excluidos de la clase de "tanques". Los tanques contenedores para manipular líquidos durante el transporte suelen estar diseñados para soportar distintos grados de presión.
Una forma de almacenamiento de energía térmica estacional (STES) es el uso de grandes tanques de agua superficial que se aíslan y luego se cubren con bermas de tierra para permitir el almacenamiento del calor solar térmico estacional que se recolecta principalmente en el verano para calefacción durante todo el año. [6] Una tecnología relacionada se ha generalizado en los sistemas de calefacción urbana daneses. El medio de almacenamiento térmico es grava y agua en pozos grandes, poco profundos y revestidos que se cubren con aislamiento, tierra y pasto. [7]
Los tanques de hielo y aguanieve se utilizan para el almacenamiento de frío a corto plazo para su uso en aire acondicionado, lo que permite que los equipos de refrigeración funcionen durante la noche cuando la energía eléctrica es menos costosa, pero proporcionan refrigeración durante las horas calurosas del día.
Un tanque de enfriamiento de leche a granel es un tanque de almacenamiento ubicado en la lechería de una granja lechera que se utiliza para enfriar y mantener la leche líquida a baja temperatura hasta que pueda ser recogida por un transportista de leche. Dado que la leche sale de la ubre a aproximadamente 35 °C, se necesitan tanques de leche para enfriar rápidamente la leche cruda fresca a una temperatura de almacenamiento de 4 °C a 6 °C, desacelerando así el crecimiento de microorganismos. [8] Los tanques de enfriamiento de leche a granel generalmente están hechos de acero inoxidable y están construidos según estándares sanitarios. Deben limpiarse después de cada recogida de leche. El tanque de enfriamiento de leche puede ser propiedad del agricultor o puede ser alquilado por el agricultor a una planta lechera.
Un tanque séptico es parte de un sistema de tratamiento de aguas residuales a pequeña escala, a menudo denominado sistema séptico. Los sistemas sépticos se utilizan comúnmente para tratar aguas residuales de hogares y pequeñas empresas en áreas rurales y suburbanas. [9] Consta del tanque y un campo de drenaje séptico . El agua residual ingresa al tanque donde los sólidos pueden sedimentarse y la espuma flota. La digestión anaeróbica se produce sobre los sólidos sedimentados, reduciendo el volumen de sólidos. El agua liberada por el sistema normalmente es absorbida por el campo de drenaje sin necesidad de ningún tratamiento adicional.
Si bien no son estrictamente un tanque de "almacenamiento", los tanques móviles comparten muchas de las mismas características de los tanques de almacenamiento. Además, deben estar diseñados para soportar una carga pesada que se balancee y el riesgo de colisión u otro accidente. Algunos de ellos incluyen petroleros oceánicos y buques de transporte de GNL ; vagones cisterna de ferrocarril ; y camiones cisterna . También se incluyen los tanques de retención, que son los tanques que almacenan los desechos sanitarios en vehículos recreativos , barcos y aviones.
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Los tanques para petróleo crudo y combustibles derivados del petróleo se eligen según el punto de inflamación del material. Si el material no es un gas licuado, como el GLP , los tanques son atmosféricos y generalmente son de dos tipos:
Los gases licuados (como GLP, butano , propileno , etc.) podrán almacenarse en tanques esféricos (o esferas de Horton).
Los códigos de clasificación típicos utilizados para tanques en una refinería son:
Los tanques de productos químicos son contenedores de almacenamiento de productos químicos ampliamente utilizados en la industria química . Vienen en una variedad de tamaños y formas y se utilizan para el almacenamiento y transporte estático tanto de materias primas como de productos químicos terminados.
Un tanque de productos químicos necesariamente está diseñado para un producto químico específico. Los productos químicos tienen potenciales de corrosión variables , por lo que el tamaño y las características de los tanques de productos químicos son diversos. La resistencia química suele ser la primera prioridad en el diseño de tanques para productos químicos. Los materiales seleccionados deben ser tan resistentes a los productos químicos almacenados como lo permitan el diseño y la economía. Esto incluye la selección de características más pequeñas, como juntas y materiales de plomería . Otros parámetros a tener en cuenta son el calor, el frío, el vacío, la presión, la reactividad exotérmica y la naturaleza agresiva inherente del producto químico ( ácidos , cáusticos, etc.). La contención secundaria es una estrategia de respaldo que a veces se utiliza para mitigar posibles fallas del contenedor primario. El perfil típico de un recipiente con contención secundaria es un recipiente primario con un armazón exterior que abarca el recipiente principal con al menos el 100 % de su capacidad. Los recipientes secundarios están disponibles en polietileno , fibra de vidrio y materiales metálicos. Se sugieren sistemas de tanques de contención secundarios para todos los productos químicos agresivos.
Ha habido numerosas fallas catastróficas en tanques de almacenamiento, una de las más notorias fue la que ocurrió en Boston el 14 de enero de 1919. Un tanque grande sólo se había llenado ocho veces cuando falló, y la ola resultante de melaza mató a 21 personas en los alrededores. El desastre de la melaza de Boston fue causado por un diseño y una construcción deficientes, con una pared demasiado delgada para soportar cargas repetidas del contenido. El depósito no había sido probado antes de su uso llenándolo con agua y además estaba mal remachado. El propietario del tanque, United States Industrial Alcohol Company , pagó 300.000 dólares (casi 4 millones de dólares en 2012) en compensación a las víctimas o sus familiares.
Desde entonces ha habido muchos otros accidentes causados por tanques, a menudo causados por soldaduras defectuosas o por acero de mala calidad . Los nuevos inventos al menos han solucionado algunos de los problemas más comunes relacionados con el sello de los tanques. [10] [11] Sin embargo, sorprendentemente, los tanques de almacenamiento también presentan otro problema cuando están vacíos. Si se han utilizado para contener petróleo o productos derivados del petróleo como gasolina , la atmósfera en los tanques puede ser altamente explosiva a medida que el espacio se llena de hidrocarburos . Si se inician nuevas operaciones de soldadura, las chispas pueden encender fácilmente el contenido, con resultados desastrosos para los soldadores. El problema es similar al de los búnkeres vacíos de los buques cisterna , que ahora deben utilizar una capa de gas inerte para evitar que se formen atmósferas explosivas a partir de los residuos.
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