Una esfera de Horton (a veces escrita Hortonsphere ), también conocida como tanque esférico o simplemente esfera , es un recipiente de presión esférico que se utiliza para el almacenamiento a escala industrial de gases licuados . Algunos ejemplos de materiales que se pueden almacenar en esferas de Horton son el gas licuado de petróleo (GLP), el gas natural licuado (GNL) y el amoníaco anhidro . [1]
La esfera de Horton debe su nombre a Horace Ebenezer Horton (1843-1912), fundador y financista de una empresa de diseño y construcción de puentes en 1860, que se fusionó para formar la Chicago Bridge & Iron Company (CB&I) en 1889 como empresa de construcción de puentes y construyó los primeros tanques de almacenamiento de líquidos a granel a finales del siglo XIX y principios del XX. CB&I construyó los primeros recipientes a presión esféricos erigidos en el campo del mundo en la refinería de Port Arthur, Texas , en 1923 [2] y posteriormente reclamó "Hortonsphere" como marca registrada. [3] GT Horton recibió una patente el 23 de septiembre de 1947, que describe cómo hacer que las columnas de soporte de acero soldadas sean resistentes a la expansión térmica y la carga del viento de la esfera. [4]
Debido a su forma distintiva, algunas han sido objeto de campañas de conservación como la de Poughkeepsie , Nueva York. [5]
Inicialmente, las esferas de Horton se construían remachando placas separadas de hierro forjado o acero, pero a partir de la década de 1940, se construyeron mediante soldadura. Las placas se forman en plantas de laminación y se cortan según patrones. [ cita requerida ] Hoy en día, los tanques esféricos están diseñados según códigos como ASME VIII , PD 5500 o EN 13445. [ 6]
La geometría esférica minimiza tanto la tensión mecánica impuesta sobre las paredes del tanque por la presión interna como la transferencia de calor a través de las paredes. Esto hace que los tanques esféricos sean la solución óptima para el almacenamiento de grandes cantidades de gases licuados , donde la licuefacción se logra mediante presurización, refrigeración criogénica o una combinación de ambas. La minimización de la transferencia de calor se debe a que la esfera es la figura sólida con el área de superficie mínima por unidad de volumen . Esto es una ventaja porque reduce la producción de gas de ebullición de los gases licuados tanto presurizados como refrigerados. [ cita requerida ]
Los tanques esféricos se utilizan ampliamente para GLP y gases asociados, como propano , propileno , butano y butadieno . Pueden utilizarse para el almacenamiento criogénico de GNL , metano , etano , etileno , hidrógeno , oxígeno , nitrógeno , etc. [7]
El soporte se proporciona generalmente mediante el uso de patas unidas a la esfera en su ecuador. Las patas suelen estar unidas entre sí con varillas diagonales para proporcionar soporte lateral contra cargas sísmicas y de viento. Las patas son ignífugas si el material es inflamable. Las válvulas de alivio de presión se instalan en la parte superior, desde donde también se accede a la instrumentación de nivel . Las conexiones de entrada y salida de líquido están en la parte inferior de la esfera. Por lo general, se proporcionan diques alrededor de los tanques o grupos de tanques para contener posibles fugas. [6] Sin embargo, si el gas es propenso a explosiones de expansión de vapor de líquido en ebullición (BLEVE), los derrames deben dirigirse lejos del tanque con fugas. [8]
La esfera de Horton se ha utilizado también en cámaras espaciales, cámaras hiperbáricas , cámaras ambientales, recipientes de vacío, recipientes de proceso, recipientes de prueba, recipientes de contención y recipientes de sobretensión. [7]
Los tanques esféricos son una característica distintiva de ciertos buques gaseros marítimos . [6]