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Los brazos de carga marinos, también conocidos como Marine Loading Arms o MLA, constituyen sistemas articulados de tuberías rígidas que se utilizan para transferir productos líquidos o gaseosos entre un muelle y un buque.
Se utilizan en terminales petroleras, químicas, petroquímicas o gasíferas para la carga y descarga de petróleo crudo, combustibles, productos químicos, GLP, GNL y otros fluidos industriales.
Una de las diferencias que existen entre una conexión mediante mangueras flexibles y un brazo de carga marino, se encuentra en que este último se compone de tuberías rígidas unidas mediante juntas rotativas o swivel joints. Esta condición permite acompañar los movimientos del buque respecto del muelle, manteniendo una conexión segura con el manifold.
La selección y el diseño de un brazo de carga marino no dependen únicamente del diámetro de la tubería. El tipo de producto, el caudal, las características de los buques, las condiciones ambientales, la geometría del muelle, la envolvente de operación, los sistemas de seguridad requeridos, son algunos de los factores que deben considerarse.
Para conocer nuestras soluciones comerciales puede consultar nuestra página de brazos de carga marinos.
Durante las operaciones de transferencia, el buque experimenta desplazamientos constantes causados por las variaciones de marea, el oleaje, el viento, los movimientos sobre sus amarras y los cambios en el calado a medida que se modifica el volumen de carga.
El brazo de carga debe ser capaz de acompañar el desplazamiento del buque sin transmitir esfuerzos excesivos al manifold del buque ni a la estructura del propio brazo.
Para eso, el sistema cuenta con varias articulaciones que están provistas de juntas rotativas o swivel joints, que permiten los distintos grados de libertad necesarios para seguir el movimiento del buque.
Una vez terminada la transferencia el brazo de carga se separa del manifold y retorna a su posición de reposo.
En brazos de carga marinos de gran tamaño estas maniobras se efectúan normalmente mediante accionamientos hidráulicos. En función del tipo de instalación, una central hidráulica puede hacer funcionar varios brazos que se encuentran situados sobre el mismo muelle.
Uno de los parámetros fundamentales para definir un brazo de carga marino es su envolvente de operación o working envelope. Se trata del volumen tridimensional dentro del cual puede desplazarse el manifold del buque mientras el brazo permanece conectado y operando de forma segura.
Para definir la envolvente de operación deben considerarse, entre otros, los siguientes parámetros: los tipos de buques y sus dimensiones; el DWT o porte bruto de los buques; la altura y posición de los manifolds de los buques; la variación de calado entre buque cargado y buque descargado; el rango de mareas; los movimientos posibles en el transcurso de la operación; la elevación de la parte del muelle respecto al nivel del mar; la distancia entre el frente del muelle y el manifold; las condiciones ambientales de diseño del brazo de carga.
Por esa razón, un brazo de carga no debería ser especificado basándose únicamente en su diámetro y longitud. Es necesario estudiar conjuntamente buque, muelle y condiciones de operación.
En caso de que, durante la operación de transferencia, el buque se desplace hasta su límite respecto de la envolvente de seguridad, el sistema puede activar unas alarmas. En instalaciones dotadas de un sistema de desconexión de emergencia, si el buque continúa desplazándose más allá de esos límites, el sistema puede interrumpir el flujo y proceder a una desconexión controlada del brazo respecto del buque.
No existe un número universal de brazos de carga para una terminal. El número de brazos de carga marinos no está limitado por el tamaño del buque, sino que una instalación más sencilla puede operar con un único brazo y otra terminal puede operar con varios brazos de carga a la vez.
El número de brazos de carga que necesita cada instalación depende principalmente del número de productos que haya que transferir, del caudal total que se necesita, del diámetro que se ha seleccionado, de si se necesita una línea de retorno de vapores, de si el sistema permite la operación de distintos productos al mismo tiempo, el tiempo máximo programado para el llenado o el vaciado del buque; y la filosofía de funcionamiento y de redundancia de la terminal.
En terminales de alta capacidad se suelen instalar varios brazos en paralelo para obtener grandes caudales de transferencia o trabajar a la vez distintas líneas de producto y vapor.
Un brazo de carga marino integra subsistemas mecánicos, hidráulicos y de seguridad de alta precisión:
Los brazos de carga para GNL (Gas Natural Licuado) operan en condiciones muy diferentes de las correspondientes a hidrocarburos líquidos a temperatura ambiente. El GNL se manipula aproximadamente a -162 °C, lo que exige que todos los componentes estén específicamente diseñados para servicio criogénico.
Una diferencia fundamental se encuentra en la estructura del brazo: las tuberías de producto no actúan como estructura portante del brazo frente a las acciones externas previstas en el proyecto. La tubería de GNL se integra en esa estructura de soporte, evitando esfuerzos estructurales innecesarios sobre la línea que transporta el fluido.
Asimismo, se utilizan diseños específicos que evitan la presencia de humedad y la consiguiente formación de hielo en las articulaciones. Los sistemas instalados en el extremo del brazo, incluidos el QC/DC y el ERC, deben ser específicamente aptos para servicio GNL, debiendo mantener su funcionalidad y estanqueidad a temperaturas criogénicas.
En terminales de GNL es habitual disponer de brazos independientes para fase líquida y fase vapor.
El brazo de carga marino forma parte de un sistema de transferencia más amplio.
Además, una terminal marítima puede incorporar:
La definición de estos equipos debe ser parte del análisis de seguridad y de operación de la terminal.
Los criterios de diseño dependen del producto y de la aplicación.
Entre las referencias internacionales que son utilizadas habitualmente se encuentran:
Además, el diseño debe cumplir los requisitos de presión, temperatura, materiales, clasificación de áreas y seguridad establecidos por las normas aplicables al proyecto.
En la gran mayoría de las terminales industriales, los brazos de carga marinos tienen importantes ventajas respecto al empleo de mangueras.
Para llevar a cabo una primera selección deberán definirse como mínimo:
Con esos datos puede determinarse la geometría inicial del brazo y comprobarse su envolvente de operación para distintos buques previstos. Para un nuevo proyecto o el reemplazo de brazos de carga marinos existentes puede completar nuestro datasheet para brazos de carga marinos o comunicarse con nosotros para llevar a cabo una primera revisión técnica de la aplicación.
Los brazos de carga marinos son uno de los elementos principales de la interfaz entre un buque y la terminal de almacenamiento o proceso.
Su correcta selección requiere analizar diversos factores y considerar los movimientos previstos del buque. Un brazo correctamente especificado garantiza operaciones de transferencia eficientes, continuas y seguras en la interfaz buque-tierra.
Ante cualquier consulta sobre una nueva instalación o la modernización de una terminal, puede contactarnos o completar nuestro formulario para analizar los requisitos técnicos del proyecto.
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