Brazo de Carga: Una Evolución en la Seguridad

Este artículo procede de la revista Tank Storage Magazine edición Feb/Mar de 2017.

La industria del gas y del petroleo es considerada a veces como algo de la edad Jurásica, al igual que los productos que abarca, una industria donde la innovación y el desarrollo va por detrás de la rapidísima era digital. ¿Es esta percepción cierta? Alec Keeler, director general de Loadtec Engineered Systems, no está de acuerdo.

Innovación y seguridad son sus raíces.

El brazo de carga moderno fue inventado en 1938 cuando Bob Wheaton y John Savage construyeron un sistema de tuberías articuladas para reemplazar una tubería de lona y una junta giratoria para cargar una cuba de 1,000 galones tirada por caballos que transportaba lúpulo a Nueva Jersey, EEUU.

Hasta ese momento, las mangueras de caucho eran el método principal usado para carga y descarga de fluidos en camiones cisterna, vagones cisterna y barcos (los brazos de carga marinos se comercializaron por primera vez en los años 50). Reemplazando las mangueras por brazos de carga, los beneficios en la seguridad y en la eficiencia operativa eran numerosos:

Las mangueras tienen un radio de curvatura limitado, pueden sufrir grandes daños por un manejo inadecuado; es un vertido al medio ambiente esperando que ocurra y lo más probable es que sea debido a un grave incidente en la manipulación manual.
Los brazos de carga están equilibrados a través del movimiento de su cubierta; están diseñados para no tocar el suelo – protegiendo sus válvulas y acoples; cuentan con una garantía de 5 años (negociable); permiten el manejo por un solo operador; pueden moverse con total facilidad y dejarlo suspendido en el aire mientras el operador prepara el empalme con el camión cisterna; están perfectamente situados y pueden tener varios enclavamientos para dar aviso de la condición o posición del brazo.

El método para transferir fluidos ha cambiado sorprendentemente poco desde entonces. Sin embargo, lo que ha cambiado no es solo la seguridad, fiabilidad, durabilidad y seguridad de los componentes usados, si no también la operación alrededor del brazo de carga para hacer el proceso de transferir fluidos más seguro, rápido y eficiente.

En el otoño de 2015, Loadtec fue contactado por una empresa farmacéutica internacional en Irlanda. Ellos no tenían experiencia en la carga de líquidos en cisterna, habiendo solo exportado anteriormente polvo a granel. Necesitaban una solución completa.

Todo lo que el cliente quería hacer era proporcionar aire comprimido limpio y seco, 11 voltios y brida de entrada. Querían que Loadtec gestionaran todo lo demás.

Nuevos desafíos

Al principio del año 2000, Loadtec desarrolló un diseño para la carga de cisternas con residuos solventes usando brazos de carga telescópicos. Estos se proporcionaron a la industria farmacéutica y establecieron nuevos estándares en seguridad, limpieza y carga eficiente de cisternas de este líquido volátil.

Sin embargo, las posibilidades estaban limitadas a el brazo de carga con el tubo de succión telescópico y los sistemas de prevención de caídas que, para entonces, Loadtec tenía sus credenciales consolidadas por tener el mayor catálogo en el mercado.

El proyecto más reciente plantea nuevos retos para la empresa con base en Reino Unido que consideran que ha continuado evolucionando el concepto y ampliando los límites de la tecnología “enchufar y usar” de los brazos de carga.

En este caso, el cliente requería que la planta debiera:

ser diseñada para ser la más compacta de tamaño
tener todos los componentes necesarios a una altura de trabajo cómoda para mantenimiento y limpieza
tener un sistema de control personalizado con certificación ATEX para comunicarse con el DCS del cliente (sistema de control de distribución), proporcionar cantidades predefinidas de lotes y un totalizador junto con permisivas de una cantidad de enclavamientos de seguridad:
- Enclavamiento #1 – Brazo de carga sin fijar
- Enclavamiento #2 – Cono de brazo de carga presionado abajo sobre el borde de la boca de acceso
- Enclavamiento #3 – Conducto telescópico tocando el fondo de la cisterna
- Enclavamiento #4 – Conducto de presión de retorno de vapor por debajo del limite predefinido
- Enclavamiento #5 – Sonda de nivel superior seca
- Enclavamiento #6 – Cisterna correctamente conectada a tierra y verificada
- Enclavamiento #7 – Detección de línea seca previa a la válvula de control
- Enclavamiento #8 – Sistema de calefacción a temperatura óptima

Escuchar, crear e innovar

En lugar de proporcionar un sistema de medición separado para controlar el caudal del producto que entra al depósito, Loadtec usó una técnica desarrollada en un proyecto anterior de carga de vagones con múltiples posiciones en Arabia Saudí.

Los componentes de medición y control están integrados en la estructura del brazo de carga. Esto ofrece al cliente una solución adecuada que se envía en dos cajas al lugar y se puede montar en unas pocas horas.

Esto además elimina la necesidad de que la obra necesite piezas de ajuste entre los dos paquetes y permite que la instalación se produzca en menos de un día.

Loadtec también proporcionó un sistema de control con un controlador de dosificación que conectado al PLC (controlador lógico programable) del lugar ofreció un control a los operarios en la habitación de control que todas las condiciones de carga se habían conocido antes del inicio de la carga. Puesto que el proceso de carga tardaría unas horas, el panel fue diseñado para ser totalmente automático pero también legible por una cámara de seguridad vigilada por un operador remoto. El punto de partida fue la plataforma, esta incluía una amplia zona de trabajo, una escalera de doble tramo al suelo y una cubierta sobre el área de trabajo.

Esto llegó al lugar desde la planta de Loadtec en el Reino Unido en un estado semi-montado previamente. El tiempo de la obra conlleva el empernado de los subconjuntos y el montaje sobre la base.

Después, la escalera plegable, el sistema de medición y el brazo de carga superior enviados desde la fábrica de Zip-Load en Italia.

Todo esto llegó y fue instalada por el equipo de obra siguiendo las instrucciones tipo IKEA proporcionadas. La visita final de un ingeniero de puesta en funcionamiento del Servicio de Loadtec fue para configurar el sistema y asegurar que todo estaba funcionando de acuerdo con la filosofía operativa.

Tecnología inspiradora

La originalidad en este mercado es inusual. Prácticamente todos los diseños son una adaptación de una solución previa. En este caso el diseño ha sido también una evolución, creada por un cliente que necesitaba ser escuchado, desarrollado y bien presentado como una solución.

Aunque esta solución fue desarrollada para la industria farmacéutica, el residuo solvente es una sustancia química y esta tecnología es algo que puede y debía ser adaptada fácilmente al mercado del gas y del petroleo.

La compacidad del diseño ciertamente tenía sus propios desafíos y los ingenieros de Loadtec utilizaron sistemas Solidworks para asegurar que todo encajara a la perfección. Una vez construido, el sistema fue completamente probado en la presencia del cliente para la viabilidad del caudal y el enclavamiento en nuestra instalación de prueba en la fábrica.

Esto quería decir que la unidad podía ser probada a pleno caudal, interrumpir físicamente todos los enclavamientos, todos sucesivamente y en combinación, para presenciar el comportamiento del sistema de control y válvulas. Esto también permitió como simulación de problemas reales del mundo que puedan aparecer durante una carga normal de la cisterna.