calibración de tanques del área industrial e hidrocarburos

1. CALIBRACION DE
TANQUES DE
HIDROCARBUROS
INTEGRANTES:
APAZA LAURA RODRIGO
ARCE GUEVARA BISMARK
FLORERO MALDONADO ERLAN
GONZALES ROJAS MILTON
VIDAL SANDOVAL FRANZ

2. RESUMEN
El objetivo de este trabajo es brindar una síntesis de los
principales métodos para el cálculo de las Tablas de
Calibración de los Tanques (TCT) destinados al
almacenaje y trasiego de combustibles, haciendo énfasis
en la importancia que tienen las mediciones que se
realizan para conformar dicha tabla.
Se hace un resumen de los
principales métodos de aforo
de tanques
de almacenamiento donde se
obtienen las capacidades de
operación de cada uno y que
resulta la mayor fuente de
incertidumbre en el
inventariado de tanques.

3. Calibración De Tanques
Consiste en el proceso de determinar el volumen total
del tanque, o capacidades
parciales a diferentes niveles de líquido a las condiciones
de operación existentes. Las
tablas de aforo indican la cantidad de producto
almacenado a un determinado nivel del
mismo en el tanque, medidos desde un punto de
referencia.

4. Importancia de las calibraciones
La exactitud en la determinación de las dimensiones de un
tanque es un factor muy importante para la determinación
del volumen del líquido si tenemos en cuenta las
consecuencias que tienen las mediciones incorrectas en una
Tabla de Capacidad errónea, la cual puede permanecer en
uso durante un largo periodo de tiempo antes de que sea
advertido el error.
A pesar de que muchos tanques en un mismo parque
puedan parecer idénticos, si aplicamos mediciones con
elevada precisión notaremos que cada uno tiene
dimensiones únicas. Por lo tanto no es aceptable realizar las
tablas de calibración de tanques basados en los planos
ingenieriles utilizados en su construcción, especialmente si
estas medidas van a ser utilizadas para crear una base de
datos para el posterior cálculo de masa y volumen.

5. Condiciones Generales
Las labores de verificación y calibración de tanques se deben
realizar con personal experimentado, respaldado por una
firma con Sistema de Gestión de Calidad certificada para tal
labor y teniendo en cuenta la siguiente frecuencia:
 Verificación de la calibración una vez cada cinco (5) años
para tanques en transferencia de custodia. Para los
demás, esta verificación puede hacerse entre 5 y 10 años.
En caso que alguno de los parámetros (diámetro, espesor
de lámina y verticalidad) excedan los criterios
preestablecidos de variación en volumen debe
considerarse una re calibración.
 Re-calibración (desarrollar una nueva tabla de capacidad)
cada 15 años para tanques en servicios de transferencia
en custodia. Para los demás esta re calibración se podrá
hacer entre 15 y 20 años.

6. Normas aplicables para otros
tipos de tanques
 Los tanques cilíndricos horizontales se deben aforar
según la Norma API MPMS Capítulo 2,2E (ISO 12917-1)
 Esferas y esferoides se aforan según la aplicación del
Estándar API 2552 “Medición y Calibración de Esferas y
Esferoides”.
 La calibración de los Carrotanques de líquidos a presión
atmosférica debe realizarse en centímetros y milímetros
de acuerdo con el estándar API 2554 “Medición y
Calibración de Carrotanques”.
 Para la calibración de cisternas de GLP se debe realizar
en porcentaje de llenado de rotogauge equivalente, en
centímetros y milímetros de acuerdo con la norma API
MPMS Capítulo 2.2E.

7. Métodos de Calibración
La calibración de un tanque puede ejecutarse por uno de los métodos
siguientes:
 Geométrico.
 Volumétrico.
 Gravimétrico.
La selección del método o del procedimiento está relacionada con la
capacidad nominal del tanque, su forma, su ubicación, las condiciones
de uso, etc.

8. Método Geométrico
Los métodos geométricos consiste en una medición
directa o indirecta de la superficie del tanque, bien sea
interna o externa. Este consiste con 5 métodos:
o Metodo de encintado para tanques cilíndricos
verticales
o Metodo de línea óptica de referencia para tanques
cilíndricos verticales
o Metodo de triangulación óptica para tanques
cilíndricos verticales
o Metodo electro-óptico de distancias ordenadas
mediante mediciones internas
o Metodo electro-óptico de distancias ordenadas
mediante mediciones externas.

9. Para la calibración geométrica se emplea
frecuentemente:
 •Método de Encintado para tanques cilíndricos verticales NORMA
ISO 7507-1 especifica un método para la calibración de los tanques
cilíndricos verticales midiendo el tanque usando una cinta métrica.

10. El procedimiento de calibración muestra varias desventajas:
 El volumen interno requerido del tanque se determina mediante la
medición de las circunferencias externas.
 El grosor de la pared y la pintura o la influencia de las
irregularidades no pueden medirse solamente estimarse.
 Se asume que toda referencia y sección transversal sea un círculo
ideal.
 Las mediciones dependen de las condiciones climatológicas y
acarrean gran carga física para el personal que la lleva a cabo.
 La calibración del tanque es muy costosa y requiere de un trabajo
intenso.

11. Método Volumétrico
En general se usa para cualquier tipo de tanque aunque se recomienda según la
norma API 2555 .Las mediciones se realizan con ayuda de una instalación de
caudalímetro que garantice la exactitud requerida y una cinta metálica patrón
con plomada, ambos calibradas y certificadas
 La calibración puede realizarse con combustible o agua, prefiriéndose este
último como líquido de trabajo debido a que garantiza
mayor seguridad (líquido poco volátil y no inflamable).
El método volumétrico es generalmente usado para la calibración de tanques de
las siguientes categorías:
 Tanques soterrados, de cualquier tipo.
 Tanques a nivel del suelo o elevados sobre el suelo, con capacidad nominal
hasta 100 m3.
 Tanques en donde no se pueda utilizar adecuadamente el método
geométrico.

12. La calibración volumétrica puede hacerse mediante dos
procedimientos:
• Por llenado
• Por vaciado
El primero es aconsejable para tanques soterrados debido a su
posición con respecto al suelo. Consiste en llenar (o vaciar) por etapas
el tanque a calibrar y empleando una cinta con plomada se van
midiendo los niveles de llenado, conformándose una tabla de volumen
contra nivel
En muchas ocasiones es necesario calibrar los fondos de los tanques
cilíndricos verticales utilizando este método debido a las
deformaciones irregulares que suelen sufrir estos debido a la presión
del líquido durante el servicio.

13. MÉTODO GRAVIMÉTRICO
Consiste en determinar la masa del tanque a calibrar
primeramente lleno de agua y después de vaciado con
básculas de elevada precisión. La diferencia entre ambas
mediciones permite calcular el volumen del tanque mediante la
densidad del producto utilizado en la calibración (agua)
Para confeccionar la TCT se procede de igual manera que el
método volumétrico, o sea, mediante etapas de llenado o de
vaciado se obtienen las capacidades parciales a diferentes
niveles utilizando la masa como parámetro intermedio.
Se realizan las correcciones correspondientes por efecto de la
temperatura sobre la densidad del agua así como las propias
debido al proceso de pesada.

14. Resumen de los métodos de
calibración según el tipo de tanque

15. Descripción Del Procedimiento De
Calibración.
La selección del método de calibración dependerá del
tipo y tamaño del tanque, la
Disponibilidad de tiempo personal y equipo disponible. A
continuación se presenta una
Breve descripción de tres métodos aplicables a tanques
cilíndricos verticales:

16. Método de “strapping”
El término strapping de tanque es comúnmente aplicado
al procedimiento por el cual se
determinan las dimensiones de un tanque, necesarias
para calcular la tabla de aforo del
mismo. En cada anillo se miden las circunferencias por
medio de una cinta metálica
graduada y calibrada contra una cinta patrón. El número
de mediciones por anillo
depende de las uniones y arreglo de las láminas de los
anillos del tanque.

17. Prácticas generales:
El strapping del tanque se debe realizar solo después que el tanque
haya sido llenado al
menos una vez en el sitio con un líquido tan denso como el líquido
que se espera va a
almacenar. La prueba hidrostática con agua durante 24 horas es lo
usual y cumple con el
requerimiento.
 Tanques de 500 Barriles o menos pueden ser aforados por strapping
en cualquier condición de llenado pero haber cumplido el punto
anterior. Pequeñas ratas de flujo son permitidas durante el
Strapping..
 Tanques de + de 500 Bls: y con láminas unidas por pasadores o
pernos deben ser aforados con 2/3 del volumen. Debe haber sido
llenado una vez. Se aceptan ratas pequeñas durante el strapping.

18. Durante el strapping se debe registrar la
siguiente información:
 Nivel del líquido durante el proceso de aforo.
 Gravedad API del producto almacenado durante el strapping.
 Temperatura promedio del líquido al momento del strapping.
 Temperatura ambiente en el área de localización del tanque.
 Nivel de inclinación del cilindro.
 Altura total del tanque.
 Altura de cada anillo
 Altura de referencia
 Ubicación del punto de referencia
 Determinación de volúmenes muertos externos e internos.
 Forma del fondo del tanque y sus dimensiones
 Peso del techo flotante o membrana.
 Espesor de láminas de todos los anillos.
 Localización y altura del plato de medición (datum plate)
 Detalles adicionales de interés y valor que puedan influir en el aforo

20. Método de calibración líquida
(API Standard 2555)
 La calibración por el método líquido es un medio para
determinar los incrementos de volúmenes y capacidades de
tanques u otros recipientes, transfiriendo cantidades conocidas
de líquido hacia ó desde un recipiente.
 Este método establece los pasos requeridos para determinar con
exactitud los incrementos volumétricos para elaborar tablas de
aforo para tanques de cualquier forma ó diseño excepto
probadores de medidores.
 Este método se ejecuta en lapsos de tiempo muy largos, por lo
tanto se usa para tanques pequeños, tanques horizontales, para
el aforo de los fondos de tanques grandes, tanques
subterráneos, o para tanques cuya forma no permite la
utilización de un método geométrico.

21. Los equipos utilizados para el
aforo, son:
 Tanque volumétrico aforado
(serafín)
 Medidores de flujo calibrados
 Tanques estacionarios

22. Procedimiento con tanque
volumétrico (serafín)
El serafín, o serafines, deben situarse tan cerca como sea
posible al tanque que va a ser
aforado y quedar nivelados con respecto a la superficie de
soporte. Se deben revisar y
verificar la condición de las líneas antes que se inicie el aforo
para asegurar una entrega
positiva de tanque a tanque. Se debe registrar la
temperatura del líquido en tanque
calibrador así como la del tanque a ser calibrado después de
cada llenado y el volumen
ajustado si hay cambio de temperatura. La condición de
llenado de las líneas debe ser la
misma antes y después de cada medición.

23. Procedimiento con un medidor
de flujo.
 El medidor debe estar montado sobre un patín, tráiler,
plataforma o un dispositivo similar, localizado tan cerca
como sea posible del tanque a calibrar.
 El soporte debe estar completamente nivelado y el
medidor deberá ser probado previamente con el mismo
líquido que se utilizará en la calibración del tanque o con
otro de densidad similar.
 El flujo de líquido hacia o desde el tanque a ser calibrado
debe comenzar en puntos predeterminados, que
dependen del tipo de tanque, distribución de volúmenes
muertos, o tamaño y forma de la zona a ser calibrada.
 En cada parada se deberá registrar la lectura del
medidor, temperatura del líquido en el tanque,
temperatura promedio del líquido entregado por el
medidor, nivel de líquido en el tanque

24. Pautas para la elaboración de la
Tabla de Aforo
Las tablas de aforo se deben elaborar a una temperatura
de 60 ºF y deben tener en
cuenta correcciones por efecto de cabeza del líquido
almacenado, volúmenes muertos,
inclinación del tanque, volumen del fondo, y ajuste
volumétrico por efecto del techo o
membrana flotante, si aplica.
Para el ajuste por expansión o contracción por efecto de
la temperatura de lámina se
debe aplicar un factor de corrección (CtSh) de manera
separada

25. Tabla de aforo
Las tablas de aforo (ver Anexo 1) deben presentar la
siguiente información:
 Logo y nombre de la empresa aforadora,
dirección, ciudad y NIT
 Logo y nombre de Ecopetrol
 Identificación del tanque
 Nombre del producto a almacenar
 Ubicación del tanque, Vicepresidencia, Gerencia,
Planta, ciudad y país.
 Tipo de techo y fondo del tanque.
 Altura de referencia (m).
 Diámetro promedio (m), altura efectiva (m) y
capacidad (bls).
 Niveles en unidades de centímetros-milímetros
(cm – mm) y los volúmenes en
 barriles.
 La Gravedad API o densidad relativa del producto.
 La temperatura base de lámina a la cual fue
preparada (ver nota 2 Cap.12.1, numeral9.1.3)
 Presión de almacenamiento (aplica para tanques
presurizados)
 Peso del techo o membrana flotante (según
aplique)
 Ajuste volumétrico por el peso del techo (FRA)
 Identificación de la zona crítica (aplica para
tanques con techo o membrana flotante)
 La Norma mediante la cual se llevó a cabo el
proceso de aforo del tanque y del fondo.
 El nivel de incertidumbre del proceso de aforo en
porcentaje
 Especificar si es verificación, calibración,
recalibración o recálculo.
 Fecha del aforo.
 Firma de la compañía aforadora (ejecutor y
representante) y aprobación del Ministerio
 de Minas y Energía.

27. Conversión de las
circunferencias externas a
internas
Las dimensiones de las circunferencias externas tomadas en
campo deben ser llevadas a
circunferencias internas, aplicando las siguientes
correcciones:
 Deducción del espesor de lámina de cada anillo.
 Si durante las mediciones se presentó la situación de que
la cinta perdía contacto con la superficie del tanque
debido a obstáculos presentes en la trayectoria de la
cinta, se debe incluir una corrección deduciendo la suma
de estos incrementos en la circunferencia. (los numerales
2.2A.19.4.3 y 2.2A.19.4.4 indican la deducción)
 Expansión o contracción

28. Recalibración
Las Normas plantean que cada 5 años como máximo se le debe
realizar una nueva calibración a los tanques, ya sea debido a la
deformación sustancial que sufren sus planchas causado por la presión
del producto o a la incorporación de nuevos elementos en la pared
interior del tanque. También se recalibrará cuando el tanque se haya
reparado total o parcialmente, según programas de mantenimiento,
por daños físicos (deformaciones por golpes), o cuando vaya a
almacenar un producto que difiera en densidad del que fue concebido
en los cálculos de la TCT.

30. CONCLUSIONES
 Es importante que no se viole ningún paso en el
algoritmo establecido del inventariado en tanques por
muy insignificante que pueda parecer.
 Un ejemplo lo constituye la omisión de la corrección
por temperatura mediante el factor Fo del volumen
obtenido de la tabla de capacidad del tanque (TCT)
para obtener el volumen bruto (GOV).
 Esto representa una repercusión directa en el
resultado que se obtiene del volumen estándar a
15oC (GSV).

31. CONCLUSIONES:
 Destacar que un completo inventariado de tanques se logra
combinando las medidas estáticas y dinámicas para un resultado
más preciso.
 Por ejemplo, con los flujómetros que realizan mediciones
dinámicas, equipos modernos de tele medición para medir nivel en
los tanques, instalados en el lateral del mismo, y procesan la
información en una sala de control, y por último, los carros cisternas
se calibran a medidas "reales" para hacerles una marca que
comúnmente se le llama flecha.
 Con estas tres formas de medidas se crea un mayor control en la
venta del combustible y en caso de rotura de algún equipo
rápidamente resalta el que está cometiendo el error.

32. Recomendaciones
 Las empresas encargadas de la calibración de los
tanques deben tener una estrecha vinculación con los
encargados de las mediciones en las refinerías con el
objetivo de crear un lenguaje común entre estas
instituciones.
 •Impulsar la capacitación de personal especializado en
el inventario de tanques en los temas relacionados con
los cálculos de incertidumbre como herramienta
valiosa a la hora de escoger los equipos o sistemas con
los que se realizarán las mediciones.