Barcos Cisternas o Tanques

Un  buque cisterna  o  buque tanque  es un  buque  diseñado para transportar o almacenar  líquidos  o  gases  a  granel . Los principales tipos de buques cisterna son el  petrolero , el quimiquero y el gasero. Los buques cisterna también transportan productos básicos como aceites vegetales,  melaza  y vino. En la  Armada de los Estados Unidos , un buque cisterna utilizado para repostar a otros buques se denomina  oiler , o bien «petrolero de reabastecimiento» si además de combustible puede suministrar provisiones.

Los buques cisterna son un concepto relativamente nuevo, que data de los últimos años del siglo XIX. Antes, la tecnología no permitía el transporte de líquidos a granel. El mercado tampoco estaba orientado al transporte o la venta de cargas a granel, por lo que la mayoría de los buques transportaban una amplia gama de productos diferentes en distintas bodegas y comerciaban fuera de las rutas fijas. Los líquidos solían cargarse en barriles, de ahí el término " tonelaje ", que se refiere al volumen de las bodegas en términos de cuántas  tons  o barriles de vino podían transportarse. Incluso el agua potable, vital para la supervivencia de la tripulación, se estibaba en barriles. El transporte de líquidos a granel en los primeros barcos planteaba varios problemas:

• Las bodegas: en los barcos de madera las bodegas no eran lo suficientemente estancas al agua, al aceite o al aire para evitar que una carga líquida se estropeara o se filtrara. El desarrollo de los cascos de hierro y acero resolvió este problema.
• Carga y descarga: Los líquidos a granel deben ser bombeados: el desarrollo de bombas y sistemas de tuberías eficaces fue vital para el desarrollo del petrolero. Se desarrollaron motores de vapor como motores primarios para los primeros sistemas de bombeo. Ahora se necesitaban también instalaciones de manipulación de la carga en tierra, así como un mercado para recibir el producto en esa cantidad. Los barriles podían descargarse con grúas normales, y la naturaleza incómoda de los barriles significaba que el volumen de líquido era siempre relativamente pequeño, lo que mantenía el mercado más estable.
• La sentina: En los barcos de madera, la sentina no era lo suficientemente estanca, al aceite o al aire para evitar que los líquidos se filtraran o se perdieran. el desarrollo del  metal  y el  acero  para la construcción de cuñas resolvió este problema.
• Estabilidad : una gran cantidad de líquido a bordo de una embarcación afecta su estabilidad, especialmente cuando el líquido se mueve dentro de la bodega en respuesta al movimiento de la embarcación. El efecto fue insignificante en los barriles, pero puede causar un vuelco si el tanque es igual al ancho del recipiente. Este problema se resolvió mediante la división en diferentes compartimentos.

Los buques cisterna fueron utilizados por primera vez por la industria petrolera para trasladar el combustible refinado a granel desde las refinerías a los clientes. Luego se almacenaba en grandes tanques en tierra y se subdividía para su entrega en lugares concretos. El uso de buques cisterna se impuso porque otros líquidos también eran más baratos de transportar a granel, almacenar en terminales específicas y luego subdividir. Incluso la fábrica de cerveza Guinness utilizaba buques cisterna para transportar la cerveza negra a través del Mar de Irlanda.

Los distintos productos requieren una manipulación y un transporte diferentes, con variantes especializadas como los «buques cisterna para productos químicos», los  petroleros  y los «buques de transporte de gas natural licuado», desarrollados para manipular productos químicos peligrosos, petróleo y productos derivados del petróleo, y gas natural licuado respectivamente. Estas amplias variantes pueden diferenciarse aún más con respecto a la capacidad de transportar un solo producto o de transportar simultáneamente cargas mixtas, como varios productos químicos diferentes o productos refinados del petróleo. 1  Entre los petroleros, los superpetroleros están diseñados para transportar petróleo alrededor del Cuerno de África desde el Oriente Medio. El superpetrolero Seawise Giant, desguazado en 2010, tenía una longitud de 458 m y una anchura de 69 m. Los superpetroleros son uno de los tres métodos preferidos para el transporte de grandes cantidades de petróleo, junto con el transporte por oleoducto y el transporte por ferrocarril.

Gracias a una normativa más estricta, los petroleros provocan ahora menos desastres medioambientales derivados de derrames de petróleo que en la década de 1970.  Amoco Cádiz ,  Braer ,  Erika ,  Exxon Valdez ,  Prestige  y  Torrey Canyon  fueron ejemplos de accidentes. Los derrames de petróleo de los petroleros ascendieron a unas 1000 toneladas en 2020 procedentes de tres incidentes (un mínimo histórico), frente a las 636 000 toneladas de 92 incidentes de 1979, lo que supone un descenso del 99,8%.

Capacidad de los buques cisterna

Los buques cisterna utilizados para los combustibles líquidos se clasifican según su capacidad.

En 1954, la compañía  Shell Oil  desarrolló el sistema  evaluación del flete medio , (conocido por el acrónimo AFRA por sus siglas en inglés), que clasifica a los petroleros de diferentes tamaños. Para convertirlo en un instrumento independiente, Shell consultó al  London Tanker Brokers'  (LTBP) . Al principio, dividieron los grupos como  General Purpose  para los petroleros de menos de 25 000  TPM   Medium Range  para los buques entre 25 000 y 45 000  TPM  y  Large Range  (más tarde  Long Range ) para los entonces enormes buques de más de 45 000  TPM . Los buques se hicieron más grandes durante la década de 1970, y la lista se amplió, donde las toneladas son  toneladas métricas : ​

• 10 000–24 999  TPM :  Small tanker
• 25 000–34 999  TPM :  Intermediate tanker
• 35 000–44 999  TPM :  Medium Range 1 (MR1)
• 45 000–54 999  TPM :  Medium Range 2 (MR2)
• 55 000–79 999  TPM :  Long Range 1 (LR1)
• 80 000–159 999  TPM :  Long Range 2 (LR2)
• 160 000–319 999  TPM :  Very Large Crude Carrier (VLCC)
• 320 000–549 999  TPM :  Ultra Large Crude Carrier (ULCC)

NOTA: Los nombres de las diferentes categorías se dejan en  inglés  ya que es como son conocidos internacionalmente.

La Historia del Petrolero

El primer barco con petróleo, desde los Estados Unidos a Europa. Según cuenta, los marinos de aquella época no estaban muy convencidos de transportar este producto en buques convencionales y en barriles de madera, ya que temían que se produjeran explosiones e incendios. Es en 1861, que un exportador de Filadelfia realiza la primera exportación de crudo a Londres y la carga arriba a su puerto de destino de un modo seguro. 

De allí en más, gracias a los buques tanque, los consumidores de todo el mundo comenzaron a disfrutar de los beneficios que brindaba el petróleo. Este producto había causado un fuerte impacto en el comercio mundial y los buques se habían transformado en un importante medio de transporte en el ámbito global de los intercambios comerciales. 

En Inglaterra, en 1886, se construye el Gluckauf, de 2297 toneladas, primer buque diseñado para el transporte de petróleo crudo a granel en tanques estancos y separados; es además el primer buque tanque “clasificado” por una Sociedad de Clasificación (Bureau Veritas). Este se constituyó en el prototipo del buque petrolero moderno. Por aquellos años, las “fuerzas impulsoras” detrás de la evolución de los buques petroleros eran la demanda de aceite y la creciente competencia entre las compañías petroleras que se esforzaban por obtener una mayor parte del mercado del petróleo crudo y los refinados. 

La progresiva utilización de los productos derivados del petróleo, en particular los combustibles, lubricantes y posteriormente los productos de la industria petroquímica, provocaron el enorme desarrollo del tráfico marítimo de petróleo crudo y sus derivados. La construcción de este tipo de naves evoluciona constantemente y es a partir de los años ’50, que comienzan a aparecer buques con envergaduras superiores a las 100.000 toneladas de porte bruto. 

Las importantes inversiones de capital que requieren las construcciones de estos grandes buques, la búsqueda de un mayor rendimiento económico así como sus posibilidades de explotación impulsaron en esos años la construcción de versiones combinadas, es decir, con aptitud para el transporte de mineral, petróleo y granel seco. 

La era de los supertanques comienza durante los años ’60. Maximizar los beneficios de las economías de escala y minimizar los costos del transporte del petróleo crudo impulsaron la construcción de buques de mayor porte. Otro factor que incidió en el gran aumento del tamaño de los petroleros fue el cierre del Canal de Suez en 1956 y 1967 que obligó a transportar estos productos y otros, vía el Cabo de Buena Esperanza (rodeando África), en la confluencia de los océanos Índico y Atlántico. Una distancia muy superior a la de las rutas utilizadas regularmente. 

También existieron proyectos para la construcción de buques tanque con capacidad para un millón de toneladas, aunque por diversos motivos estos no prosperaron. Es importante resaltar que en 2002, el 59% de la producción mundial de petróleo se transportó en buques tanque. Otro dato relevante es el que la flota de petroleros representaba, en ese mismo año, aproximadamente un 40% de la flota mundial de la marina mercante.

 En lo que respecta a “la propiedad” de las flotas petroleras, cabe destacar que en los años ’50, estas se encontraban en manos de las grandes compañías petroleras y, en menor grado, en empresas estatales. 

Era normal encontrar dentro de sus estructuras verticales integradas, una división de transporte marítimo ya que, entre otras causas, consideraban el transporte como estratégico para el movimiento de sus propios productos. Mientras tanto, los armadores privados y sus flotas tenían un rol secundario en el transporte de estos productos. 

A fines de los años ’80 y durante los años ’90, por razones de mercado, de políticas empresarias, de logística y otras vinculadas al impacto de la opinión pública sobre aspectos medioambientales, se comienzan a producir cambios estructurales en la operación de las flotas y su propiedad pasa a estar, casi mayoritariamente, en manos de armadores privados. En 2002, más del 80% de la flota tanquera mundial se encontraba en manos de armadores independientes. 

La tecnología aplicada a la construcción de estos buques ha ido evolucionando año tras año. De hecho, adelantos tales como el “lavado con crudo” y el uso de “sistemas de gas inerte” con el objeto de evitar incendios y/o explosiones, las construcciones de doble casco, el avance de las comunicaciones, la automatización y los sistemas de navegación, así como las estrictas exigencias para operarlos permiten inferir que los buques, y en particular los petroleros, continuarán experimentando una gran evolución durante los próximos años.

Realizada esta primera aproximación y desde un punto de vista general, podemos agrupar los buques petroleros según su capacidad de transporte e idoneidad para cada tráfico:

7) V.L.C.C. (Very Large Crude Carrier )
• Módulos desde los 200.000 DWT hasta los 320.000 DWT. En promedio, transportan dos millones de barriles.
• Por sus dimensiones se trata de buques que operan por  lo general en terminales de mar adentro.
• Entre sus tráficos habituales, de largas distancias, cargan crudo en el Golfo Arábigo con destino a los Estados Unidos o puertos de la India y Asia. 

8)  U.L.C.C.  (Ultra Large Crude Carrier)
• Sus módulos son todos aquellos cuyo porte es mayor a los 320.000 DWT (aproximadamente tres millones de barriles). Estos supertanques aparecen en el mercado a fines de los años ’60 y se afirman durante los años ’70. Se encuentran muy limitados para operar en aguas restringidas o poco profundas.
• Como en el caso de los  V.L.C.C.,  son habituales los viajes largos. Sus tráficos más corrientes se realizan entre puertos del Golfo Arábigo y el Golfo de los Estados Unidos; también con puertos de Asia o la costa Oeste de África.
• Dentro de estos módulos, podemos mencionar al “Jahre Viking”. Se trata, por sus dimensiones, del buque petrolero más grande del mundo: 564.763 DWT, 458,5 m de eslora, 68,8 m de manga y 24,6 m de calado. Puede transportar aproximadamente hasta 650.000 m3 de crudo (unos 4,1 millones de barriles). 
( http://exchange.dnv.com/  “Register of Vessels”). Nota: Con referencia a la clasificación desarrollada más arriba, cabe destacar que algunos especialistas consideran una apertura “extra” para los livianeros (Product Carriers), dividiéndolos en:
a) Handy: de 25.000 a 50.000 DWT,
b) Large: de 50.000 a 100.000 DWT,
c)  V.L.P.C.  (Very Large Product Carriers): de más de 100.000 DWT. 

9) Otros buques tanque
Por sus características este mercado puede considerarse como “altamente especializado”. Estos buques se clasifican en función de su capacidad de transporte e idoneidad/aptitud para tráficos y cargas particulares.
a) Quimiqueros (Chemicals) Esta variedad de buques tanque es apta para transportar una gran gama de productos petroquímicos, químicos orgánicos, químicos inorgánicos así como aceites vegetales y animales, en forma simultánea y en una gran diversidad de tanques. Puede tratarse de productos tóxicos, corrosivos, venenosos o volátiles. Debido a esta variedad de sustancias, la OMI ha establecido una clasificación por tipos de riesgo que pueden provocar:
-IMO I: Sustancias muy peligrosas (los buques que las transportan poseen doble fondo)
-IMO II: De riesgo medio
-IMO III: De bajo nivel de riesgo
Estos buques poseen tanques y tuberías con  revestimientos especiales de acero inoxidable, entre otras particularidades, las que permiten adecuarlos para cada requerimiento. Sus módulos alcanzan los 40.000 DWT y pueden tener hasta 50 tanques independientes. Operan en diversos tráficos. 

b) Combinados Cuentan con bodegas aptas para el transporte, según su clase, de i) mineral de hierro y petróleo crudo o ii) mineral de hierro, petróleo crudo, carga seca (carbón o cereal). Por razones técnicas, ninguno de estos productos puede ser transportado en forma simultánea.
•O.O. (Ore, Oil) Transportan mineral de hierro en un sentido y petróleo crudo, al regreso o viceversa. En sus comienzos, las rutas clásicas comprendían las del mineral de hierro, de Brasil a Japón y de regreso, el embarque de petróleo crudo en el Golfo Pérsico con destino al Norte de Europa o Brasil.
•O.B.O (Ore, Bulk, Oil) En 1965 aparece una versión más moderna que la de los O.O., que puede transportar en sus bodegas carga seca como carbón o cereales además de las ya mencionadas, lo que amplía sus posibilidades logísticas de operación. El porte promedio de estos buques alcanza en la actualidad los 200.000 DWT. 

Al presente, por el tipo de mercados y la complejidad que implica la operación de estos módulos, no se demuestran diferencias económicas muy marcadas con respecto a sus “primos”, los buques petroleros, mineraleros o cerealeros simples. 

c) Gaseros
•LPG Son diseñados para el transporte de gases licuados a granel. Durante muchos años, algunos gases de petróleo, como el propano y el butano se transportaban en tanques de presión o a temperatura ambiente.

Un  buque FPSO   (Floating Production, Storage and Offloading)  se puede definir como « Unidad flotante de producción, almacenamiento y transferencia de petróleo» . Este tipo de buque «especial» es utilizado por la industria del  sector Offshore  generalmente para el  procesamiento de hidrocarburos y el almacenamiento de petróleo .

Está especialmente  diseñado para recibir los hidrocarburos producidos  a partir de plataformas cercanas o pozos submarinos,  procesarlos , y  almacenarlos  hasta descargarlos a otro buque, terminal o  a través de una tubería.

Originalmente, todas las plataformas de petróleo se asentaban en el fondo del mar, pero a medida que la exploración se trasladaba a aguas más profundas y lugares más distantes, empezaron a utilizarse sistemas de este tipo ya que desde el punto de vista de la ingeniería o el económico son mucho más ventajosos.

Los buques FPSO  fueron la solución más eficaz  al problema de almacenar el producto extraído en las operaciones de obtención de crudo y gas, de esta manera se ahorraba el coste inviable que sería la instalación de tuberías submarinas en lugares apartados de la costa.

Si el  FPSO  se encuentra en zonas lejanas de costa, solo es necesario trasegar cuando sus tanques estén llenos, cuando el punto de llenado se alcanza, un buque petrolero denominado « Shuttle «, es enviado hacia la unidad flotante, se conecta a la popa (generalmente) de la unidad de almacenamiento y descarga el petróleo hacia sus tanques de carga por medio de un brazo de descarga.

Los FPSO   son las instalaciones ideales para las regiones fronterizas en alta mar, ya que son  fáciles de instalar  y  no requieren una infraestructura de gasoductos locales  para la exportación de petróleo, en la siguiente imagen podemos observar la localización del grueso de las instalaciones FPSO y FSO. 

FDPSO (Floating, Drilling and Production, Storage and Offloading)

3º Diseño y Partes básicas de los Buques FPSO

Las unidades FPSO como unidades flotantes están sometidas a todas las condiciones de entorno propias del ambiente marino. En cuanto a sus prestaciones operativas presentan diferencias significativas con la de un buque convencional. Estos deben permanecer anclados en su posición a lo largo de todo el ciclo de vida del yacimiento que explota.
Esto supone, por un lado, una mayor exposición a los fenómenos de fatiga y por otro, una necesidad de prever que no es posible realizar varadas intermedias para inspección y reparaciones. Por tanto, todos sus elementos constituyentes han de tener una mayor robustez y estar diseñados bajo esta consideración de vital impacto en la operación y mantenimiento de la unidad.

La planta de procesos  tiene como objetivo separar los fluidos contenidos en el petróleo que llegan a la unidad FPSO de las actividades de perforación de una plataforma, la planta de procesos varia su dimensión en función de las características y parámetros del petróleo extraído del yacimiento, así como la calidad, la composición porcentual, presión, temperatura etc. La planta de procesos está interconectada con una serie de sistemas repartidos por el buque para el tratamiento, almacenaje y descarga;

• Sistema de separación de productos
• Dispositivos e instrumentos para controlar de forma segura el proceso
• Sistemas de bombeo 
  • Para eyectar el agua separada del crudo de nuevo al mar
  • Para redirigir el crudo de la planta de procesos a los tanques de almacenamiento
  • Para introducir químicos en distintas líneas
• Sistemas y dispositivos de seguridad
• Laboratorios de análisis del producto

4º Tipos y Métodos de Fondeo

La mayoría de los buques FPSO utilizan un sistema de fondeo fijo, es decir anclado al lecho marino, en los últimos años, la nueva generación de buques FPSO apuesta por el posicionamiento dinámico (DP2),  estos sistemas permiten al buque conservar una posición determinada fija sobre el punto de referencia o punto de extracción, teniendo en cuenta esto, podemos distinguir  3 métodos generales de fondeo :

1. Spread Mooring
2. Single Point Mooring
3. Positioning Dynamic (PD)

Los sistemas de amarre (1) y (2) pueden ser desconectables o no desconectables, la diferencia entre ellos es el tiempo necesario para conectarse y desconectarse al amarre, es decir;

• Sistema desconectable : liberan el FPSO en 5-30 minutos
• Sistema no desconectable : liberan el FPSO en 12 horas

Nota* : Los sistemas desconectables están especialmente diseñados para FPSO que trabajen en zonas poco estables (peligro de huracanes, grandes olas…) como ya se ha mencionado en puntos anteriores

Nota *: Algunos FPSO o plataformas optan por una combinación de ambos sistemas si las condiciones  lo requieren.

Sistema de Amarre a Punto Único (Single Point Mooring ):

Los sistemas de amarre a punto único  conectan todas las líneas en un solo punto, estos sistemas suelen elegirse para situaciones ambientales más severas. Este sistema permite girar el FPSO 360º , la proa siempre apunta hacia las fuerzas climáticas, minimizando así el efecto del viento y las olas Dentro de los sistemas de amarre a punto único podemos distinguir 3 subcategorías:

Sistema de torreta  (Tower Yoke):
El sistema de torreta es una de las soluciones de amarre a punto único (SPM) más recurridas actualmente para FPSOs

Las torretas pueden estar ancladas permanentemente o de forma ocasional, dependiendo de las condiciones meteorológicas, lo común es implantar un sistema permanente salvo que la zona esté sometida a alta actividad de tifones, huracanes o la aparición de icebergs, en esos casos  preservar la seguridad del buque, las operaciones y de la tripulación es recomendable el uso de sistemas desconectables, existen dos tipos de torretas, las internas y las externas tal como se muestran en la siguiente figura.
Nota* : Estos sistemas suelen anclarse mediante un sistema disperso con un patrón de 3 haces con 4 amarras

Sistema de Posicionamiento Dinamico (DP) :

Ventajas de los FPSO