Tesis petrolifera

II
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE TECNOLOGÍA DE PETRÓLEOS
“ESTUDIO DE LA CALIBRACIÓN VOLUMÉTRICA DE LOS TANQUES DE
ALMACENAMIENTO EN EL CENTRO DE FACILIDADES DE
PRODUCCIÓN EN LA ESTACIÓN LAGO AGRIO NO
1”
TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE:
TECNÓLOGO DE PETRÓLEOS
AUTOR: MARLON R. ESPINOZA. P
DIRECTOR: Ing. FAUSTO R. RAMOS A.
QUITO - ECUADOR
2009

III
“Del contenido del presente trabajo se responsabiliza el autor”
Firma

VI
AGRADECIMIENTO
Con gratitud y respeto presento el siguiente trabajo, que va
especialmente dirigido a mis distinguidos maestros, forjadores de una
juventud noble y justa que mañana harán del ecuador una patria más
libre y prospera; a mis compañeros y amigos a quienes llevo en mi
corazón
a mi querida Universidad Tecnológica Equinoccial cuyas aulas son
testigos de sueños que hoy los veo realizados.

VII
DEDICATORIA
A MIS PADRES
Que con su amor y compresión han sabido guiar mi vida por el
sendero de la verdad y la justicia a fin de engrandecer a mi patria y
honrar a mi familia.
Doy gracias al haberme brindado el fruto de su esfuerzo y sacrificio
por ofrecerme un mañana mejor.

VIII
ÍNDICE GENERAL
Pág. #
Carátula. II
Carta del Director de Tesis. IV
Carta de Empresa. V
Agradecimiento. VI
Dedicatoria. VII
Índice General. VIII
Índice de Contenido. IX
Índice de Tablas. XIV
Índice de Gráficos. XIV
Índice Formulas. XIV
Índice de Figuras. XV
Índice de Anexos. XVII
Resumen. XIX
Summary. XXI

IX
ÍNDICE DEL CONTENIDO
Contenido Pág. #
Capítulo I
1. Introducción. 1
1.1. Objetivo general. 2
1.2. Objetivos específicos. 2
1.3. Justificación. 3
1.4. Hipótesis. 4
1.4.1. Identificación de variables. 5
1.4.1.1. Variable dependiente. 5
1.4.1.2. Variable independiente. 5
1.4.1.3. Variable interviniente. 5
1.5. Marco de referencia. 5
1.5.1. Marco conceptual. 5
1.6. Aspectos metodológicos. 6
1.6.1. Diseño o tipo de investigación. 6
1.6.2. Métodos de investigación. 6
1.6.2.1. Métodos de observación 7
1.6.2.2. Método inductivo. 7
1.6.2.3. Método analítico. 7
1.6.3. Técnicas de investigación. 7

X
1.6.3.1. De laboratorio. 8
1.6.3.2. De campo. 8
1.6.3.3. Revisión literaria. 8
1.6.3.4. Internet. 8
Capítulo II
2. Tanques de Almacenamiento: Tipos, Calibración, Aforo 9
2.1. Tanques de almacenamiento de petróleo 9
2.2. Sistema de recolección 11
2.3. Diseño de tanques de almacenamiento 11
2.4. Construcción de tanques de almacenamiento 12
2.5. Clasificación de los tanques de almacenamiento 13
2.5.1. Tanque de techo flotante 14
2.5.1.1. Aplicación del techo flotante 16
2.5.1.2. Accesorios generales 16
2.5.2. Tanque de techo fijo 18
2.5.2.1. Aplicación de techos fijos 21
2.5.2.2. Accesorios generales 21
2.6. Colapso de tanques de almacenamiento 23
2.7. Normas y códigos aplicables en tanques de almacenamiento 24
2.8. Selección de tanques de almacenamiento 25
2.9. Corrosión de tanques 26
2.10. Pruebas 27
2.11. Calibración de tanques de almacenamiento. 28

XI
2.12. Métodos de calibración 29
2.12.1. Método geométrico 30
2.12.2. Método volumétrico 31
2.12.3. Método gravimétrico 31
2.13. Normas para la calibración 32
2.14. Aforo de tanques de almacenamiento 32
2.14.1. Tipos de aforos 33
2.14.1.1. Aforador automático 33
2.14.1.2. Servo aforador 34
2.14.1.3. Aforador hidrostático 35
2.14.1.4. Aforador manual 35
2.14.1.5. Sumersión superficial 36
2.14.1.6. Sumersión profunda 36
2.15. Condiciones de aforo. 37
2.16. Tablas de aforo 38
Capítulo III
3. Transferencia de custodia. 40
3.1. Concepto. 40
3.2. Medición de la transferencia de custodia. 42
3.3. Volumen estándar neto y bruto. 44
3.4. Efectos de la presión y temperatura en la medición 44
3.5. Corrección del volumen para efectos de temperatura 45

XII
3.6. Corrección de la temperatura por efecto de la presión 46
3.7. Errores de inventarios en los tanques de almacenamiento 47
3.8. Errores de los instrumentos de medición 48
3.8.1. Errores sistemáticos 48
3.8.2. Errores aleatorios 49
3.8.3. Error máximo permisible. 49
3.9. Errores de la medición. 49
3.9.1. Error sistemático. 50
3.9.2. Error aleatorio. 50
3.10. Valoración de la medición. 50
3.11. Errores combinados en el inventario de los tanques. 57
Capítulo IV
4. Calibración Método Volumétrico de Tanques de Almacenamiento en la Estación Lago
No1. 58
4.1. Gerencia de oleoducto transecuatoriano 58
4.1.1. Estación Lago Agrio No 1 59
4.1.2. SOTE. 64
4.2. Calibración Volumétrica en los Tanques de Almacenamiento en la Estación Lago
Agrio No 1. 66
4.2.1. Equipo. 68
4.2.2. Correcciones. 69
4.2.2.1. Corrección de cinta a temperatura base. 69

XIII
4.2.2.2. Corrección de circunferencia a tanque vacio. 70
4.2.2.3. Corrección por elevación de cinta. 71
4.2.2.4. Corrección de la circunferencia por espesor de placa 71
4.2.3. Procedimiento de la calibración volumétrica 72
4.2.4. Condiciones para el aforo mediante el método volumétrico 79
4.3. Efectos de la temperatura en los líquidos en la calibración volumétrica. 80
4.3.1. Ejemplos con datos reales de calibración y aforo emitidos por la empresa
calibradora. 81
Capitulo V
5.1. Conclusiones. 89
5.2 Recomendaciones. 90
Bibliografía. 91
Citas bibliográficas 91
Glosario 92
ÍNDICE DE TABLAS.
Pág. #
TABLA 1: Aplicación de los factores de corrección. 46
TABLA 2: Ventajas de los medidores de Nivel 54

XIV
TABLA 3: Mediciones de un Tanque. 83
ÍNDICE DE GRÁFICOS.
Pág. #
GRAFICO 1: Calculo del diámetro interno del tanque. 73
GRAFICO 2: Determinación del radio dentro del tanque 74
GRAFICO 3: Grafico de Tanque para resolución de problema. 86
ÍNDICE DE FORMULAS
Pág. #
FORMULA 1: Corrección de cinta a temperatura base. 69
FORMULA 2: Corrección de circunferencia a tanque vacio. 70
FORMULA 3: Corrección por elevación de cinta. 71
FORMULA 4: Corrección de la circunferencia por espesor de placa. 71
FORMULA 5: Numero de Distancias Inclinadas (DI). 74
FORMULA 6: Radio Interno del Tanque. 74
FORMULA 7: Diámetro externo del anillo. 75

XV
FORMULA 8: Diámetro Interno del anillo. 75
FIGURA 9: Gravedad Específica. 76
FORMULA 10: Factor de Corrección por Expansión Térmica. 77
FORMULA 11: Calculo del volumen deducido. 77
FORMULA 12: Calculo del desplazamiento del líquido. 78
FORMULA 13: Calculo de corrección API. 78
FORMULA 14: Calculo del volumen estándar. 81
FORMULA 15: Volumen de una Circunferencia. 87
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág. #
Figura No 1: Tanques de almacenamiento. 10
Figura No 2: Tanques de almacenamiento techo flotante. 14
Figura No 3: Válvulas de succión y venteo. 17
Figura No 4: Arrestallamas. 18
Figura No 5: Tanques de almacenamiento techo fijo. 20

XVI
Figura No 6: Man – Hole 22
Figura No 7: Sistema de espuma. 23
Figura No 8: Colapso de tanques de almacenamiento. 23
Figura No 9: Aforador automático. 34
Figura No 10: Servoaforador. 35
Figura No 11: Aforador hidrostático. 36
Figura No 12: Sumersión superficial. 37
Figura No 13:Sumersión profunda. 37
Figura No 14: Transferencia de custodia. 40
Figura No 15: Medidor de transferencia de custodia. 42
Figura No 16: Estación Lago Agrio No 1 59
Figura No 17: Tanques de almacenamiento Estación Lago Agrio No1. 60

XVII
Figura No 18: Sala de Control de la Estación Lago Agrio No1. 61
Figura No 19: Bombas Booster 61
Figura No 20: Taller de Mantenimiento. 62
Figura No 21: Sistema de Control de Incendios en la Estación Lago Agrio No1. 63
Figura No 22: Laboratorio. 63
Figura No 23: S.O.T.E 65
ÍNDICE DE ANEXOS
Pág. #
Anexo 1. Diagrama de un C.P.F. 102
Anexo 2. Diagrama de un C.P.F. (continuación) 103
Anexo 3. Boleta de Aforo. 104
Anexo 4. Certificado de Medidas de Tanques. 105

XVIII
Anexo 5. Tablas de Calibración de un Tanque Vertical. 106
Anexo 6. Tabla de un Factor de Corrección Volumétrica. 109
Anexo 7. Datos para la Calibración de un Tanque Horizontal. 110
Anexo 8. Certificado de Calibración. 111
Anexo 9. Tablas de Calibración de un Tanque Horizontal. 112
Anexo 10. Reglamento de Operaciones Hidrocarburiferas. 114

XIX
RESUMEN
En una instalación de producción de crudo, las facilidades de producción son necesarias para
poder producir el crudo que es proveniente del yacimiento, mediante las líneas de flujo del
pozo hasta la estación central de producción. Una instalación de producción consta con
equipos y procesos los cuales ayudan a mejorar o limpiar el crudo proveniente de los
diferentes oleoductos de los pozos hasta la estación los equipos y los procesos más comunes
son en un centro de facilidades de producción son: tanques de almacenamiento,
calentadores, intercambiadores de calor, desgasificadores, demulsificadores, deshidratadores
térmicos y electrostáticos, botas de gas etc.
En muchas de las industrias petroleras, petroquímicas, químicas se buscan muchas maneras
de almacenar sus grandes cantidades de productos en tanques o en recipientes adecuados que
puedan contener el volumen de lo que producen, Los tanques de almacenamiento en si es el
recipiente más usado en la industria petrolera ya que está diseñado para soportar altas
temperaturas y altas presiones, existen diferentes tipos de tanques como por ejemplo tanques
de techo fijo y tanques de techo flotante siendo los de techo flotante lo más utilizados ya que
reducen el espacio libre entre el techo y la superficie libre de petróleo evitando de esta
manera la perdida de elementos livianos por evaporación, almacena todo el crudo
proveniente de los tratadores electrostáticos.
Después de ya almacenado el petróleo en los tanques de almacenamiento el petróleo puede
ser ya comercializado o distribuidos a los diferentes oleoductos de transporte de crudo hacia
las estaciones, refinerías, puertos, etc. la transferencia de custodia es de esencial importancia

XX
para las empresas productoras y las empresas comercializadoras ya que pasa el producto a su
responsabilidad cuando abandona su locación, la transferencia de custodia es el traspaso de
responsabilidad durante el almacenamiento y transporte de un volumen determinado o
medido de petróleo liquido. Cualquier pérdida o ganancia que resulte de una medición
errónea es responsabilidad de la compañía operadora del oleoducto, es esencial tomar
medidas exactas en el punto de transferencia.
La medición del volumen del crudo, gas licuado de petróleo y producto refinados en
oleoductos, poliductos y en tanques de almacenamiento es una parte sumamente importante
de la operación de transporte, las operadoras deben saber estas mediciones ya que esto
determina cuanto es la cantidad de pago por su producto.
La calibración volumétrica consiste en determinar la capacidad de los volúmenes en un
recipiente atmosférico a diferentes niveles de producto, en un mismo punto de referencia a
una temperatura base, de acuerdo con su forma geométrica en grandes volúmenes. esta
medición está basada en aplicación de métodos y normativas a nivel internacionales, con
equipos de alta resolución y trazabilidad a patrones vigentes, nacionales e
internacionales.
En muchas ocasiones es necesario este método para calibrar los fondos de los tanques
debido a las deformaciones irregulares que suelen sufrir estos debido a la presión del
líquido durante el servicio.

XXI
SUMMARY
In an installation of oil production, the production facilities are necessary to be able to
produce the petroleum that is coming from the location, by means of the lines of flow of the
well to the central station of production. A production installation consists with teams and
processes which help to improve or to clean the oil coming from the different pipelines of
the wells to the station the teams and the most common processes are in a center of
production facilities they are: storage tanks, heaters, interchangers of heat, des-gasificators,
de-mulsificadores, thermal and electrostatic des-hidratadores, boots of gas etc.
In many of the oil industries, petrochemicals, chemical many ways are looked for of storing
their big quantities of products in tanks or in appropriate recipients that can contain the
volume what they take place, The storage tanks in if it is the recipient more used since in the
oil industry this designed to support high temperatures and discharges pressures, different
types of tanks exist like for example tanks of fixed roof and tanks of floating roof being
those of floating roof him more used since they reduce the free space between the roof and
the surface free of petroleum avoiding this way the lost of light elements for evaporation, it
stores the whole oil coming from the electrostatic.
After already stored the petroleum in the storage tanks the petroleum can already be
marketed or distributed to the different pipelines of transport of oil toward the stations,
refineries, ports, etc. the custody transfer is since of essential importance for the companies
producers and the international companies it passes the product to its responsibility when
abandons its lease, the custody transfer it is the transfer of responsibility during the storage

XXII
and transport of a certain or measured volume of petroleum I liquidate. Any loss or gain that
it is of an erroneous mensuration is responsibility of the company operator of the pipeline, it
is essential to take exact measures in the transfer point.
The mensuration of the volume of the raw one, liquefied gas of petroleum and product
refined in pipelines, gasoline pipes and in storage tanks it is an extremely important part of
the operation of transport, the operators should know these mensurations since this
determines as much as it is the quantity of payment for their product.
The volumetric consists on determining the capacity of the volumes in an atmospheric
recipient at different product levels, in oneself reference point to a temperature bases, in
accordance with its geometric form in big volumes. This mensuration is based on
application of methods and normative at international level, with teams of high resolution
and trazability to effective, national and international patterns.
In many occasions it is necessary this method to gauge the funds of the tanks due to the
irregular deformations that usually suffer these due to the pressure of the liquid during the
service.

1
CAPÍTULO I
1. INTRODUCCIÓN
El presente estudio se realiza con el propósito de enfatizar la importancia de la
calibración volumétrica a tanques de almacenamiento de petróleo, como un método
confiable, preciso y adecuado para la determinación de inventarios y fiscalización de
crudos.
Las facilidades de producción, se diseñaron con el objeto de que el petróleo
proveniente del yacimiento, a través de las líneas de flujo llegue desde los pozos,
hasta la Estación Central de producción, en la cual se ha instalado las facilidades
necesarias para tener un proceso de deshidratación del crudo de manera técnica y
satisfactoria, para obtener un petróleo con menos del 0.5 % de contenido en
volumen de agua y sedimentos (BSW).
Un centro de facilidades de producción (CPF) cuenta con equipos y procesos los
cuales ayudan a mejorar o limpiar el crudo proveniente de los diferentes pozos de
producción; los equipos y procesos más comunes en un CPF son: tanques de
almacenamiento, calentadores, intercambiadores de calor desgasificadores,
demulsificadores, deshidratadores térmicos y electrostáticos, botas de gas, wash tank,
surge tank, free wáter knock out (FWKO).

2
El almacenamiento de los hidrocarburos en forma correcta ayuda a que las pérdidas
se reduzcan, aunque no se eliminan, por las características propias de los crudos
provenientes de los pozos hacia las estaciones.
El almacenamiento constituye un elemento de suma importancia en la explotación de
los servicios de hidrocarburos ya que:
x Actúa como un pulmón entre producción y transporte para absorber las
variaciones de consumo.
x Permite la sedimentación de agua y barros del crudo antes de despacharlo por
oleoducto o a destilación.
x Brindan flexibilidad operativa a las refinerías.
Diagramas de una típica instalación de un CPF. (VER ANEXOS 1 ,2).
1.1 OBJETIVO GENERAL
Desarrollar un estudio técnico e investigativo, de la calibración volumétrica
en tanques de almacenamiento de petróleo en el centro de facilidades de
producción de la estación Lago Agrio No1
.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
x Determinar con exactitud el dimensionamiento de los tanques de
almacenamiento de crudos y el volumen de crudo en ellos contenido.

3
x Determinar las variables físicas que inciden en las calibraciones y en las
mediciones de volúmenes de crudo (temperatura, presión, densidad API,
densidad relativa) y su corrección a condiciones estándar.
x Determinar el procedimiento de calibración de los tanques mediante las
Normas Técnicas API.
x Determinar los tipos de errores que se pueden producir tanto en la calibración
y la medición y cuales los factores de compensación.
x Identificar cuáles son los instrumentos o equipos para realizar el proceso de
calibración.
x Determinar cuáles son ventajas de la utilización del método de calibración
volumétrica con respecto a los otros métodos de calibración.
x Diseñar y elaborar una guía de procedimientos para una buena calibración
volumétrica.
1.3 JUSTIFICACIÓN
El estudio técnico para la calibración volumétrica en los tanques de almacenamiento
de petróleo crudo en un centro de facilidades de producción o estación de bombeo,
nos permitirá conocer los beneficios y los problemas que se pueden causar cuando
no determinamos o medimos correctamente el nivel de fluido que se encuentra
dentro del tanque ya que esto puede ocasionar discrepancias con la partes
involucradas en la producción, transferencia de custodia, transporte y
comercialización; se realiza con el propósito enfatizar la importancia de la

4
calibración volumétrica a tanques de almacenamiento de petróleo como un método
confiable, la eficiencia del método reside en las correcciones que se hacen a las
mediciones por lo que se muestra en la primera parte la serie de lecturas que se
toman en un tanque de almacenamiento; posteriormente se describen las
correcciones que se efectúan y por último, el modelo matemático para una
estimación típica de incertidumbre, en la segunda parte, siguiendo a los resultados
se presenta una comparación con un método de medición alterno, lo que finalmente
conduce a concluir que el método de calibración volumétrica es confiable.
Somos un país rico en recursos naturales. La industria del petróleo en el Ecuador es
una de las principales fuentes de ingreso económico para el país que es conocido a
nivel mundial y participa en la Organización de Países Exportadores de Petróleo
(OPEP); nuestro país cuenta con estaciones de producción donde se localizan
tanques de almacenamiento de petróleo y facilidades para su tratamiento
El interés de este estudio es afianzar e conocimiento de cómo se desarrolla una
calibración volumétrica en los tanques de almacenamiento de petróleo en un centro
de facilidades de producción, estación de bombeo y/o transferencia de custodia. Las
facilidades de producción, se diseñaron con el objeto de que el petróleo proveniente
de los diferentes pozos a través de los oleoductos secundarios, llegue hasta la
estación central de producción en la cual se ha instalado las facilidades necesarias
para tener un proceso de deshidratación del crudo de manera técnica y satisfactoria
para obtener un petróleo con menos del 0.5 % de BSW, y transportarlo por un
oleoducto hasta los centros de almacenamiento para comercializarlos o
industrializarlos en una refinería.

5
1.4 HIPÓTESIS
Conocer la verdadera y exacta calibración volumétrica de tanques de
almacenamiento que permitirá a la empresa productora y a las partes involucradas
(Estado y empresas públicas o privadas) una correcta determinación del volumen de
hidrocarburos.
1.4.1 IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES
Las variables a ser consideradas son:
1.4.1.1 Variable Dependiente.- Cumplir con la calibración volumétrica de
los tanques de almacenamiento de crudo para disminuir la incidencia de
errores en los aforos.
1.4.1.2 Variable Independiente.- La instalación de una zona para colocar
tanques independientes de agua y combustible que serán usados en la
calibración.
1.4.1.3 Variable Interviniente.- La renovación de los instrumentos, la
capacitación del personal que opera este proceso.
1.5 MARCO DE REFERENCIA
1.5.1 Marco Conceptual
x Aforo.- Es la determinación de la cantidad de hidrocarburos en reposo por
mediciones efectuadas en tanques fijos calibrados.

6
x Barril.- Unidad de medida de volumen para petróleo y derivados:
equivalente a 42 galones americanos.
x Calibración.- Proceso para determinar la capacidad total del tanque, o las
correspondientes capacidades parciales a diferentes alturas.
x Centro de almacenamiento.- Es un conjunto de equipos e instalaciones
utilizados para la recepción, almacenamiento o distribución de hidrocarburos.
x Centro de fiscalización y descarga.- Son los sitios acordados por las partes
aprobadas por la dirección nacional de hidrocarburos o los determinados por
la dirección nacional de hidrocarburos, en donde se mide y se entrega
oficialmente la producción de hidrocarburos.
x TCT (Tabla de Capacidad del Tanque).- Muestra las capacidades de los
volúmenes en un tanque correspondiente a diferentes niveles del líquido
medidos desde un punto de referencia.
x Tanque.- Gran depósito metálico construido de acero soldado se utiliza para
almacenar crudos y derivados.
1.6 ASPECTOS METODOLÓGICOS
A continuación se describe los aspectos metodológicos que se usaron para el
desarrollo de este estudio tales como investigación e información.
1.6.1 Diseño o tipo de investigación.

7
De tipo inductiva deductiva, basada en recolección de datos para su tratamiento
análisis y esquematización con el fin de ofrecer un compendio básico para su
entendimiento por parte de personal involucrado en estos procesos.
1.6.2 MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN
Para la elaboración de esta tesis se emplea los siguientes métodos:
1.6.2.1 Método de observación.
Este método se lleva a cabo mediante prácticas realizadas en el campo que
son necesarias para adquirir conocimientos, experiencia para cumplir
objetivos planteados en la investigación.
1.6.2.2 Método inductivo.
Ordenadamente se enumera los diferentes sistemas de calibración, parte de un
todo, que tienen un mismo fin, el de obtener al final del proceso una buena
calibración de tanques. Y lo propio se hace con los elementos del sistema de
medición que se propone instalar previo a los estudios y análisis respectivos
para el método determinado.
1.6.2.3 Método deductivo.
Analizamos individualmente cada elemento de los sistemas basándonos,
primeramente, en su principio de funcionamiento, y características de diseño
para lo que necesitaremos, previamente, conocer las características de los

8
fluidos a almacenarse y las características deseadas en los mismos luego del
proceso.
1.6.3 TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN
Durante la elaboración de este trabajo, se utilizaron las siguientes técnicas de
investigación:
1.6.3.1 De laboratorio:
Se procederá a realizar visitas a los tanques de la estación del campo en
investigación para constatar la eficiencia de los actuales equipos con los
respectivos análisis.
1.6.3.2 De campo.
En la o las visitas que se realice a la mencionada estación de producción se
estudiará la configuración del sistema de calibración empleado y luego
analizar los diferentes factores para proyectar el sistema de propuesta.
1.6.3.3 Revisión de literatura.
Se acudirá al apoyo que nos brindan la, aunque no numerosa, pero valiosa
literatura petrolera que actualmente ofrecen bibliotecas, así como a revistas y
a información actualizada, normas API, normas ASTM
.

9
1.6.3.4 Internet.
Esta herramienta electrónico – informática proporciona hoy en día la más
actual información en una industria tan dinámica como es la que nos
compete, por lo que servirá de gran ayuda para presentar una investigación
que proponga tecnología de punta que haya tenido buenos resultados en otros
sitios.
CAPÍTULO II
2. TANQUES DE ALMACENAMIENTO, TIPOS, CLASIFICACIÓN,
DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, CALIBRACIÓN, AFORO.
En este capítulo a continuación se puede conocer un amplio concepto de lo que son
los tanques de almacenamiento, sus tipos, clasificación, diseños, la calibración y
tipos aforos.
2.1 TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE PETRÓLEO.
En la industria petrolera, petroquímica y otras industrias son utilizados diferentes
tipos de recipientes para almacenar una gran cantidad de productos como son: crudo
y sus derivados, butano, propano, GLP, solventes, agua, etc.
Este tipo de tanques sirven para almacenar el crudo total, una vez tratado y separado
el petróleo, gas y agua que contenía el crudo proveniente de los pozos. Para
almacenar el crudo es aconsejable utilizar tanques de almacenamiento de techo

10
flotante, reducen el espacio entre el techo y la superficie libre del petróleo evitando
de esta manera la perdida de los elementos livianos por evaporación. Los tanques de
almacenamiento pueden clasificarse por sus volúmenes en:
x Techo fijo 10000 – 50000 bbl
x Techo flotante 50000 o más bbl (1)
Un tanque de almacenamiento de crudo puede tener las siguientes dimensiones:
70’ diámetro por 32’ de altura. Para trabajar como máximo a 16 oz de presión y 0.5
oz de vacío, a 250 º F, una capacidad de 20000 a 250000 Lbs., Estar provisto de 2
válvulas de seguridad de presión (PSV) para proteger una sobre presión o vacío,
además estar provisto de un sistema automático de control para su funcionamiento
normal. Almacena todo el crudo proveniente de los tratadores electrostáticos.
FIGURA 1. Tanques de Almacenamiento
FUENTE: Estación Lago Agrio No1

11
ELABORADO POR: Marlon R. Espinoza P.
Los tanques de almacenamiento forman parte de distintas operaciones en la industria
tales como:
x Tratamiento
x Producción
x Transporte
x Refinación
x Distribución
x Inventarios/Reservas
x servicios
2.2 SISTEMAS DE RECOLECCIÓN.
En la construcción de tanques se debe considerar en que sitios se va a levantar el
tanque y qué tipo de fluido va a estar en el mismo. El API no es un manual de diseño
es una referencia que tienen requerimientos mínimos que posee un tanque; la
construcción de tanques están regidas por normas internacionales, la norma API 650
trata sobre tanques que trabajan a presión atmosférica.
2.3 DISEÑO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE PETRÓLEO.
Se localiza el sitio donde se va a poner el tanque, se debe realizar un estudio de
suelos, es decir investigar los tipos de estratos. en este no deben existir lechos de

12
arena porque es un riesgo sísmicos; en lo posible el suelo debe ser uniforme de un
solo tipo, de no cumplir los requerimientos se procederá a:
a) Sustitución del suelo eliminado, el suelo de baja resistencia por otro de mayor
resistencia.
b) Hincar pilotes mecánicos hasta obtener un asentamiento de estos en el suelo.
c) Las dos bases exigen de la construcción de un anillo de hormigón que está en
la periferia de todo el tanque, para mantener el tanque totalmente vertical.
2.4 CONSTRUCCIÓN DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO
x Se construye un anillo de concreto reforzado con un espesor de 18” y de 3
pies de profundidad, sobre la superficie sobresale 9”.
x Terminado el anillo se rellena de arena, para su compactación se utiliza una
ducha de agua; esta cama de arena tiene una forma de cono con un desnivel
de 8% al centro
x Se distribuyen las planchas del fondo de acuerdo a su nomenclatura
estampadas en cada una de ellas.
x Se suelda el fondo, las planchas son soldadas en forma traslapada.
x No se debe producir ningún desbalance en el tanque, se debe tomar puntos de
referencia del anillo que va a soportar el tanque.
x Se rellena el tanque con agua y debe reposar 72 horas, si se mantiene el nivel
procedemos a comprobar los niveles del anillo con los referenciales tomados
anteriormente.

13
x Si no se mantiene el nivel del liquido significa que hay fuga por lo que hay
que encontrar el sitio del problema
x Procedemos a vaciar lentamente el tanque porque si lo hacemos rápidamente
el tanque puede colapsar y dejamos que se seque.
x Vaciado el tanque procederemos a limpiar las paredes con chorro de arena
hasta dejarlo metal blanco, también se limpia exteriormente
x Se pinta interiormente con pintura epóxica hasta tener un espesor minino de
16 -20 milésimas. La función de este requerimiento es la de proteger el
tanque del ataque corrosivo del agua salada y también de las bacterias sulfato
reductoras que se forman en el agua de formación y que atacan al acero.
x La pintura exterior del tanque es con pintura anticorrosivo en lo posible de
aluminio hasta tener de 6 – 8 milésimas
x Terminada la pintura se debe conectar el tanque al resto de las facilidades de
producción existentes.(2)
2.5 CLASIFICACIÓN DE LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTO
DISEÑO DEL TECHO / TIPOS
Cuadro sinóptico de los tipos de tanques de almacenamiento:
SOPORTADOS
TECHO FIJO CÓNICOS
AUTO SOPORTADOS

14
DOMO O PARAGUA
CUBIERTA INTERNA FLOTANTE
TECHOS FLOTANTES DOBLE CUBIERTA EXTERNA
CUBIERTA SIMPLE EXTERNA
2.5.1 TANQUE DE TECHO FLOTANTE
Está equipado con un anillo vertical de acero alrededor de su periferia que forma un
sello contra la pared interior de la coraza del tanque. El techo durante todo el tiempo,
excepto cuando el tanque este vacío o casi vacío, flota directamente en la superficie
del petróleo y el sello evita la evaporación de petróleo cerca de las orillas, en donde
este efectivamente cierra el espacio entre el techo flotante y la pared cilíndrica del
tanque.
FIGURA 2. Tanque de Almacenamiento Techo Flotante

15
FUENTE: Fotos, GOLFO DE MÉXICO PEMEX
Constan de una membrana solidaria al espejo de producto que evita la formación del
espacio vapor, minimizando pérdidas por evaporación al exterior y reduciendo el
daño medio ambiental y el riesgo de formación de mezclas explosivas en las
cercanías del tanque.
El techo flotante puede ser interno (existe un techo fijo colocado en el tanque) o
externo (se encuentra a cielo abierto). En cualquier caso, entre la membrana y la
envolvente del tanque, debe existir un sello
La principal características de estos techos es que su techo se desliza verticalmente
dentro del cilindro, flotando directamente sobre el líquido almacenado y siguiendo
las variaciones del mismo nivel; en estas condiciones, no existen superficies libre de
evaporación y la fase gaseosa mínima.
Estos tanques se usan especialmente para almacenar productos volátiles-petróleo
crudo y gasolinas, con lo cual se disminuyen las perdidas por evaporación y se
minimizan los riesgos de incendio.
Estos tanques cuentan también con entrada de hombre, purgas para desalojar agua
pluvial acumulada, válvula de seguridad, soportes para el techo flotante, entradas y
salidas de productos y otros accesorios.

16
Los nuevos techos internos se construyen en aluminio, y se coloca un domo
geodésico como techo fijo del tanque. Las ventajas que presenta el domo con
respecto a un techo convencional son:
Es un techo auto soportante, es decir, no necesita columnas que lo sostenga. Esto
evita el tener que perforar la membrana.
Se construye en aluminio, lo cual lo hace más liviano.
Se construyen en el suelo y se montan armados mediante una grúa, evitando trabajos
riesgosos en altura.
2.5.1.1 Aplicación del techo flotante.
x Líquidos Combustibles Clase II: Líquidos con punto de inflamación mayor o
igual 37.8 o
C (100 o
F) y menor que 60 o
C (140 o
F).
x Líquidos Inflamables Clase I: Líquidos con punto de inflamación que 37.8 o
C
(100o
F).
x Productos con propensos a “BOIL OVER” que se requieran almacenar en
tanques mayores de 45 metros de diámetro.
x Productos almacenados a temperaturas que estén a menos de 15o
F de su
temperatura de inflamación
2.5.1.2 Accesorios generales.
Válvulas de succión y venteo

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Controlan la presión de ingreso y descarga de los tanques para evitar el colapso del
tanque durante la operación de recepción de los fluidos o descarga de los mismos.
Durante el llenado o vaciado de un tanque es prácticamente imposible evitar que la
fase gaseosa del producto manejado se ponga en comunicación con la atmosfera ya
que el tanque no está calculado para tales variaciones de presión.
FIGURA 3. Válvulas de Succión y Venteo
Man – Hole
Son puertas de entrada a los tanques para realizar inspecciones cuando el tanque este
vacío y desgasificado, además sirve para desalojar los sedimentos cuando el tanque
está siendo reparado.

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Bocas de Aforo
Son colocados en la parte más exterior del techo del tanque junto a la escalerilla para
subir al tanque y sirve para medir, inspeccionar, sacar muestras, etc.
Arresta llamas
Evita la propagación de llama o de chispa, se encuentra en el techo de los tanques.
FIGURA 4. Arresta llamas
FUENTE: Fotos, Ing. Fausto Ramos A.
Sistema de Espuma
Se instala en todos los tanques en las operaciones hidrocarburíferas, es muy
económico, consta de un tanque pequeño para almacenar una proteína animal que al
ponerse en contacto con agua dulce y un succionador de aire produce la espuma que

19
será la que evitara el contacto con el oxigeno del aire produciendo el ahogamiento de
la llama.
2.5.2 TANQUE DE TECHO FIJO
Se emplea para almacenamiento de productos poco volátiles hasta cierto tamaño son
los más económicos y pueden ser techo cónico apoyado en columnas o techo cónico
auto soportable.
Los tanques de techo fijo más comunes en la actualidad son los que utilizan para
tanques de lavado y los tanques de surgencias.
El tanque atmosférico de techo fijo es aquel que puede tener techo auto soportado o
por columnas, la superficie del techo puede tener forma de domo o cono. El tanque
opera con un espacio para los vapores, el cual cambia cuando varía el nivel de los
líquidos. El tanque de techo fijo es usado para almacenar líquidos en razón a que no
es exigido.
Entre estos tanques podemos distinguir:
x Tanques de fondo plano, cuerpo cilíndrico y techo cónico
x Tanques de fondo y techo hemisférico y cuerpo cilíndrico.
Estos tanques son construidos utilizando chapas de acero soldadas de acuerdo a
normas y diseño establecido, los tanques cuentan con una o más cañerías de entrada
y salida de productos en la parte inferior del tanque, y otros accesorios como:
escaleras barandilla, pasarela, entrada de hombre, accesorios para sacar muestras,

20
accesorios para medida de nivel, accesorios de calefacción, de mezcla de productos y
seguridad. Excesivas en la operación normal del tanque. Estas válvulas de alivio son
instaladas con su respectivo arresta llamas que está colocado entre la fase del tanque
y el medio exterior donde se puede producir llamas.
Constan de:
Válvula respiradora
Aspersor de agua
Sumidero de drenaje
Canal de drenaje
FIGURA 5. Tanque de Almacenamiento Techo Fijo
FUENTE: Fotos, Ing. Fausto Ramos

21
Además de la instalación de válvulas de alivio, los tanques de techo fijo son
construidos a propósito con la débil costura entre el cilindro y el techo, que puede ser
de alivio en caso de presentarse presiones excesivas, fuera de las condiciones
normales de operación, ya que la chapa se rompe en esta soldadura, evitando así la
destrucción completa del tanque. Esta sobrepresiones excesivas pueden deberse a
fallas de las válvulas de alivio o explosiones en el interior del tanque.
Entre los accesorios de seguridad para los tanques de techo fijo tenemos válvulas de
alivio para evitar presiones o depresiones
2.5.2.1 Aplicación de techos fijos.
x Líquidos Combustible Clase III A: Líquidos con un punto de inflamación
mayor o igual a 60o
C (140 o
F) y menor que 93.3 o
C (200 o
F).
x Líquidos Combustibles Clase III B: Líquidos con un punto de inflamación
mayor o igual a 93.3 o
C (200 o
C).
2.5.2.2 Accesorios generales.
Válvulas de succión y venteo
Controlan la presión de ingreso y descarga de los tanques para evitar el colapso del
tanque durante la operación de recepción de los fluidos o descarga de los mismos.
Durante el llenado o vaciado de un tanque es prácticamente imposible evitar que la
fase gaseosa del producto manejado se ponga en comunicación con la atmosfera ya
que el tanque no está calculado para tales variaciones de presión.

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Bocas de Aforo
Son colocados en la parte más exterior del techo del tanque junto a la escalerilla para
subir al tanque y sirve para medir, inspeccionar, sacar muestras, etc.
Man – Hole
Son puertas de entrada a los tanques para realizar inspecciones cuando el tanque este
vacío y desgasificado, además sirve para desalojar los sedimentos cuando el tanque
está siendo reparado
FIGURA 6. Man - Hole
Arresta llamas
Evita la propagación de llama o de chispa, debido al contacto de la fase gaseosa que
puede estar dentro del tanque a una presión con elementos inflamables y se encuentra

23
en el techo de los tanques para controlar desde la parte más alta el proceso de
incendio.
Sistema de Espuma
Se instala en todos los tanques en las operaciones hidrocarburíferas, es muy
económico, consta de un tanque pequeño para almacenar una proteína animal que al
ponerse en contacto con agua dulce y un succionador de aire produce la espuma que
será la que evitara el contacto con el oxigeno del aire produciendo el ahogamiento de
la llama.
FIGURA 7. Sistema de Espuma
2.6 COLAPSO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO
FIGURA 8. Colapso de Tanques de Almacenamiento

24
FUENTE: Fotos. Ing. Fausto Ramos
El colapso de un tanque se debe debido a que la presión atmosférica actúa directo
sobre las paredes y techos de los Tanques haciendo que la presión al vaciar a un
tanque disminuya y así colapsen.
2.7 NORMAS Y CÓDIGOS APLICABLES EN TANQUES DE
ALMACENAMIENTO.
2.7.1 AWWA D100.
“AMERICAN WATER WORKS ASSOC. STANDARD FOR WELDED STELL
ELEVATED TANKS, STAN – PIPES AND RESERVOIRS FOR WATER
STORAGE”
Esta norma más que especificar ecuaciones particulares para el diseño de los
componentes, establece requisitos generales asociados con cargas de diseño,
esfuerzos admisibles, exámenes radiográficos, etc.

25
2.7.2 PDVSA - F – 202 – PRT
Requerimientos de diseño, fabricación, inspección, prueba y entrega de tanques
fabricados en taller y campo; que operan a presión atmosférica o baja presión.
2.7.3 ANSI B96.1:
Requerimientos similares al API 650, pero para tanques fabricados en aluminio.
2.7.4 API 12D
Diseño, Fabricación e Instalación de tanques cilíndricos verticales, sobre superficie,
soldados y fabricados en acero en capacidades nominales de 500 a 1000 barriles en
tamaño estándar.
2.7.5 API 12F
Similar al API 12D, pero los tanques son fabricados en taller con capacidades desde
90 hasta 750 barriles.
2.7.6 API 620
Cubre el diseño de y construcción de tanques grandes de acero al carbón, operados a
media presión, verticales sobre la superficie y con temperaturas no mayor de 200o
C.
Las presiones exceden de 2.5 psi; pero no pueden ser mayores de 15 psig.
El apéndice “R” aplica a los tanques operando entre 40 a 60o
F.
2.7.7 API 650

26
Cubre los requerimientos mínimos para diseño, fabricación, instalación, materiales e
inspección de tanques cilíndricos verticales sobre tierra, no refrigerados, de tope
abierto o cerrado, construido con planchas de acero soldadas, para almacenar crido y
sus derivados, donde la temperatura no excede de 5000
F y la presión manométrica
de 0.5 psi. (3)
2.8 SELECCIÓN DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO
La presión de almacenamiento es mayor que la presión de vapor verdadera
correspondiente a la temperatura de almacenamiento del producto, o que la
temperatura sea menor a la temperatura de saturación correspondiente a la presión de
almacenamiento del producto.
La selección del tipo de recipiente y su presión de trabajo dependerá de la presión de
vapor verdadera del producto a la temperatura de almacenamiento. De esta manera
garantizar que el producto se encuentre en fase liquida y evitar las mermas (perdidas
por evaporación) y de esta manera optimizar el volumen.
Si la temperatura del diseño del metal sobrepasa los 93.3o
C, los valores de
resistencia mínima a la fluencia y modulo de elasticidad para el cálculo de cualquier
componente del tanque, deben ser corregidos de acuerdo a los requerimientos
indicados por el API – 650.
Para decidir que combinación de presión y temperatura a usar, es importante hacer
un análisis técnico – económico que garantice la mejor relación costo beneficio.

27
2.9 CORROSIÓN DE TANQUES.
La corrosión de tanques puedes ser el resultado de:
a) Oxidación directa en presencia de aire y humedad.
b) Presencia de electrolitos activos que atacan el metal en el agua que se asienta
el petróleo en el fondo del tanque y se acumula contra el lado inferior del
fondo del tanque del terreno de cementación.
c) Compuestos de azufre en el aceite especialmente acido sulfhídrico que se
desprenden en forma gaseosa, ataca el metal del tanque formando sulfuro de
hierro y se combina con la humedad del aire para producir acido sulfúrico
corrosivo.
d) Corrosión galvánica y efecto electroquímico como resultado de una
diferencia de potencial creada entre diferentes porciones del tanque o
sustancias en contacto con él.
El fondo está sujeto a corrosión por el suelo y por el contacto de agua salada debido
al petróleo; el techo soporta la exposición a la intemperie y a la corrosión de azufre y
de otros gases y vapores derivados del petróleo. Los suelos alcalinos pueden causar
corrosión rápida en el metal aun cuando el suelo sea bastante seco; el suelo debe ser
de textura homogénea de preferencia de arcilla arenosa predominantemente la arcilla.
La evaporación durante el almacenamiento es especialmente notable en crudos más
ligeros y se estima que varia 1 a 25% dependiendo de la agitación que sufre el
petróleo y la duración de tiempo de almacenaje. El petróleo sufre su mayor perdida

28
durante los primeros días de almacenamiento, la agitación del petróleo durante su
admisión al tanque contribuye en gran parte a este resultado. El petróleo superficial
al reducirse en gravedad por la pérdida de sus componentes más ligeros se hunde y
es sustituido por el petróleo más ligero de estratos más bajos.
2.10 PRUEBAS.
Los tanques de almacenamiento de líquidos petrolíferos serán sometidos a prueba
hidrostática llenos de agua a la temperatura ambiente. La prueba se mantendrá
durante el tiempo necesario para examinar el tanque y observar si existen fugas o se
producen deformaciones o asentamientos del terreno que pueda suponer un riesgo en
su utilización.
2.11 CALIBRACIÓN DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO.
Consiste en el proceso de determinar el volumen total e incremental del tanque en las
condiciones de uso. La calibración de los tanques de almacenamiento se debe
efectuar cuando su integridad mecánica se ve afectada por reparaciones o cambios
estructurales ya sea por cambio en la inclinación, en el diámetro, en la altura de
referencia o en el espesor de la lámina sección.
La calibración del fondo del tanque se debe hacer usando el nivel óptico para nivelar
el fondo del tanque, corregir defectos de pendiente, deformaciones e irregularidades
en el mismo, evaluando la pendiente real y el volumen del fondo del tanque con sus
respectivos incrementos cónicos.

29
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. Los errores en la tabla de capacidad originan errores en
la contabilización de los contenidos del tanque, y por tanto, que las transacciones
comerciales y pagos están sujetos a litigios y discusiones. Los problemas que se
plantean por estos errores son muy difíciles, y a veces, imposibles de resolver sin
pérdidas por una de las partes involucradas. Como resulta tan importante el método y
el grado de exactitud empleados al tomar las dimensiones de un tanque, deben ser
presenciadas por todas las partes interesadas en determinar las existencias en un
tanque calibrado.
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.
Un pequeño error en las mediciones conlleva a serias discrepancias en el registro de
calibración. Esto introduce errores sistemáticos en el cálculo de las cantidades, ya
sean de entradas o salidas del tanque en el tiempo en que esté en servicio, o hasta que
se le realice una nueva calibración. A pesar de que muchos tanques en un mismo

30
parque puedan parecer idénticos, si aplicamos mediciones con elevada precisión
notaremos que cada uno tiene dimensiones únicas. Un pequeño error en las
mediciones conlleva a serias discrepancias en el registro de calibración. Esto
introduce errores sistemáticos en el cálculo de las cantidades, ya sean de entradas o
salidas del tanque en el tiempo en que esté en servicio, o hasta que se le realice una
nueva calibración.
2.12 MÉTODOS DE CALIBRACIÓN
La calibración de un tanque puede ejecutarse por uno de los métodos siguientes:
x Geométrico.
x Volumétrico.
x 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.
2.12.1 Método Geométrico
Los métodos geométricos consisten en una medición directa o indirecta de las
dimensiones exteriores o interiores del tanque, de las obras muertas positivas y
negativas y del techo o pantalla flotante, si son acoplados.
Para la calibración geométrica se emplean los siguientes métodos:

31
x Método de Encintado para tanques cilíndricos verticales (NC-ISO 7507-1)
x Método de la Línea Óptica de Referencia para tanques cilíndricos verticales
(ISO 7507-2)
x Método de Triangulación Óptica, para tanques cilíndricos verticales (ISO
7507-3).
x Método electro-óptico de distancias ordenadas mediante mediciones internas
(ISO 7507-4).
x Método electro-óptico de distancias ordenadas mediante mediciones externas
(ISO 7507-5).
2.12.2 Método Volumétrico
En general se usa para cualquier tipo de tanque aunque se recomienda según la
norma API 2555 para capacidades entre 1000m3
a 3500m3
(como restricción
volumétrica).
Las mediciones se realizan con ayuda de una instalación patrón que cuenta con un
caudalímetro que garantice la exactitud requerida y una cinta metálica patrón con
plomada, ambos calibradas y certificadas por el organismo metrológico estatal,
preferentemente acreditado.
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).

32
2.12.3 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 tabla de capacidades del tanque (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.
2.13 NORMAS PARA LA CALIBRACIÓN
Las normas que se señalan a continuación, están apropiadas por la American
Petroleum Institute (API) y la American Society for Testing and Materiales
(ASTM). Estas normas es el resultado de un acuerdo para la publicación de las
Normas, para petróleo, derivados de petróleo y lubricantes.
x Norma API – 2550 ASTM D -1220. Método para Calibración y Medición de
Tanques Cilíndricos
x Norma API – 2551 ASTM D -1410. Método para Calibración de Tanques
Horizontales. Norma API – 2552 ASTM D -1408.

33
x Método para Calibración y Medición de Esferas y Esferoides. Norma API –
2553 ASTM D -1407.
x Método para Calibración y Medición de Tanques de Buques. Norma API –
2554 ASTM D -1409.
x Método para Calibración y Medición de Carros Tanques. Norma API – 2555
ASTM D -1406.
x Método para Calibración de Tanques mediante llenado de líquido.
2.14 AFORO DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO
El proceso que se utiliza para determinar la cantidad de líquido de petróleo en un
tanque de almacenamiento se denomina “aforo”. Los aforadores determinan la altura
del liquido en el tanque, bien sea automática o manualmente. Estos se refieren luego
a las tablas de aforo para mantener y obtener el líquido en la altura de líquido
medido.
El aforo se lo realiza después de haber calibrado el tanque y que los resultados de la
calibración sean aprobados por la autoridad (DNH) tomando en cuenta los
volúmenes de los respectivos medidores e instrumentos colocados en el tanque.
2.14.1 TIPOS DE AFOROS.
2.14.1.1 Aforador Automático
El aforador de nivel automático más comúnmente utilizado es el ‘aforador de
flotador’ usado en la industria petrolera por la mayoría de empresas productoras de

34
petróleo. Mediante una cinta de acero se suspende un flotador hecho de material no-
corrosivo.
Éste descansa sobre la superficie del líquido en el tanque y se mueve hacia arriba y
abajo mientras que cambia el nivel del líquido, como una boya marcadora que se
mueve de arriba para abajo en la marea. La cinta se acopla al mecanismo que la
enrolla automáticamente conforme se eleva el nivel del líquido y la desenrolla al
bajar el nivel del líquido. El nivel del líquido se lee en un indicador acoplado al
mecanismo. Pueden utilizarse aforadores de tipo flotante en tanque con techos fijos,
de forma cónica y flotante.
FIGURA 9. Aforador Automático
FUENTE: Guía de Curso, Ing. Fausto Ramos A.

35
2.14.2 Servo – Aforador
Otros dispositivos de aforo automático incluyen el servo aforadores de nivel y los
aforadores hidrostáticos para tanque. Los servo aforadores de nivel son similares a
los aforadores de flotador en que miden la subida o bajada del nivel del líquido en el
tanque. No obstante, en lugar de un flotador el servo-aforador de nivel utiliza un
desplazador que se suspende sumergido parcialmente en el líquido. El desplazador se
conecta por un alambre flexible a un aforador montado en la cubierta o en el lado del
tanque. En cuanto cambia el nivel del líquido, el aforador detecta el movimiento y lo
traduce en una medición de volumen.
El servo aforador es el segundo tipo de aforadores que la industria petrolera utiliza
para la actividad de aforo de sus tanques de almacenamiento de petróleo.
FIGURA 10. Servo aforador

36
2.15 Aforador Hidrostático
Los aforadores hidrostáticos para tanques utilizan presión para establecer el nivel
líquido en un tanque. La altura del líquido en el tanque equivale a un volumen que se
multiplica
Por su densidad para dar la masa del líquido, en lugar de su volumen. Este tipo de
aforador es especialmente útil para productos como el asfalto que hacen uso del peso
como base para la transferencia de custodia.
FIGURA 11. Aforador Hidrostático

37
2.15.1.1 Aforador Manual
Tal como en el aforo automático, la meta del aforo manual es determinar la altura del
líquido en el tanque. Los volúmenes líquidos se determinan manualmente bien sea por el
método de sumersión superficial o por el de sumersión profunda. En el método de
‘sumersión superficial’ (Fig. No 12), el aforador mide la distancia de la superficie del
líquido a la parte superficie del tanque. En el de ‘sumersión profunda’ (Fig. No 13), el
aforador mide la distancia desde la superficie del líquido al fondo del tanque.
En ambos casos, el aforador baja una barra en una cinta de acero al líquido y nota el
punto de intersección de la cinta o de la barra con la superficie del líquido. El proceso es
similar al de la comprobación del nivel del aceite en su automóvil. En el método de
sumersión superficial, antes del aforo de un tanque, el aforador requiere:

38
Un punto de referencia - el lugar, usualmente en la cubierta del tanque, desde el cual se
leen las mediciones
La altura de aforo del tanque - la distancia desde el fondo del tanque a un punto de
referencia;
FIGURA 12. Sumersión superficial FIGURA 13. Sumersión Profunda
2.16 CONDICIONES PARA EL AFORO:
Durante el aforo deben observarse todas las reglas de seguridad y contra incendios,
necesario para la prevención de accidentes de cualquier tipo.
Se prefiere que el recipiente se encuentre totalmente vacío y limpio antes de
comenzar el trabajo.

39
Se establecen exigencias para el control de la temperatura tanto ambiental como del
líquido de trabajo (agua o combustible).
El recipiente deberá ser hermético.
2.17 TABLAS DE AFORO
Las tablas de aforo dan el volumen de un tanque a cualquier profundidad que se
mida. Las tablas se derivan de un proceso conocido como el “dimensionamiento de
un tanque”
Un dimensionado de tanque mide:
x La circunferencia del tanque
x La profundidad del tanque
x El grosor de las paredes del tanque y
x Los dispositivos dentro del tanque, tales como las placas de aforo y las
conexiones de las tuberías.
Las tablas de aforo deben:
x Presentar los niveles en unidades de metros-centímetros-milímetros (cm –
mm) y los volúmenes en barriles.
x Ser firmada por la empresa consultora y aprobada por el Ministerio de Minas
y Energía.

40
x La placa de identificación del tanque y el registro del aforo deben elaborarse
en acero inoxidable de 1 mm de espesor por 200 mm de lado, tener facilidad
para su instalación y tener la siguiente información en alto o bajo relieve:
x Producto almacenado
x Altura de referencia en milímetros (mm)
x Diámetro nominal
x Altura nominal
x Número de identificación de Petroecuador del tanque
x Norma utilizada para realizar el aforo/ fecha de aforo
x Compañía aforadora
x Encabezado de la placa con el logo y nombre.
Tabla de aforo (VER EN ANEXO 3)

41
CAPITULO III
3. TRANSFERENCIA DE CUSTODIA, MEDICIONES, ERRORES EN LA
MEDICIÓN
3.1 ¿Qué es la Transferencia de Custodia?
La transferencia de custodia se produce cuando hay cambio de propietarios de un
producto petrolero. Las mediciones exactas de volumen son esenciales para asegurar
la satisfacción tanto del comprador como del vendedor del producto. Las medidas de
volumen estándar neto son la base para las transacciones entre las partes interesadas.
FIGURA 14. Transferencia de Custodia.
En este capítulo se trata la importancia de la transferencia de custodia y las
mediciones en la transferencia de custodia.

42
Los productos petroleros se originan al borde del pozo. Después, estos son
transportados, procesados y almacenados un número de veces hasta llegar a los
consumidores. Durante este trayecto desde la cabeza del pozo al cliente, el
propietario del producto puede cambiar. Sin embargo, en ciertas situaciones de
transporte y almacenamiento, el propietario del producto sigue siendo el mismo: sólo
cambia la responsabilidad por el producto. Se dice que tiene la “custodia” de ese
producto quien quiera que sea propietario o responsable de dicho producto. La
transferencia de custodia sucede cuando la custodia del producto pasa de una entidad
a otra.
“La ‘Transferencia de custodia’ es el traspaso de responsabilidad durante el
almacenamiento y transporte de un volumen determinado o medido de petróleo
líquido. Cualquier pérdida o ganancia que resulte de una medición errónea es la
responsabilidad de la compañía operadora del oleoducto”. (4)
La transferencia de custodia se da en varios puntos de la trayectoria del producto
desde el borde del pozo hasta el usuario final. Algunos de los puntos de transferencia
de custodia son:
• Inyección del crudo al oleoducto (de propiedad del transportador) por el productor
(despachador).
• Recepción del crudo en una instalación de almacenamiento de una refinería.
• Inyección de un producto refinado al oleoducto.

43
• Movimiento de un producto al oleoducto a través de un límite jurisdiccional; y
• Entrega del producto refinado en la instalación de almacenamiento para venta.
3.2 MEDICIÓN EN LA TRANSFERENCIA DE CUSTODIA
La transferencia de custodia es la base para una amplia gama de transacciones
comerciales en la industria petrolera. Es esencial tomar medidas exactas en el punto
de la transferencia.
FIGURA 15. Medidor de turbina para de Transferencia de Custodia
FUENTE: Estación Baeza AGIP OÍL
La medición del volumen del crudo, gases licuados de petróleo (GLP) y productos
refinados en oleoductos poliductos y tanques de almacenamiento es una parte
sumamente importante de la operación del transporte. Las compañías operadoras de
oleoductos (transportadoras) deben conocer los volúmenes de petróleo crudo, GLP y

44
otros líquidos que manejan, ya que estos volúmenes determinan la cantidad que se
les paga.
El líquido se mide tanto en el oleoducto durante la transferencia de custodia (cuando
el líquido cambia de propietario) y en las instalaciones de almacenamiento. La
densidad del líquido, presión de vapor, temperatura y presión influyen en el
volumen. Por lo tanto, también deben medirse estos factores ajustándose el volumen
de acuerdo a estos.
El costo potencial de mediciones inexactas es alto. Un terminal de carga de tanques
típico puede cargar $100 millones de producto al año. Un error de tan sólo 0.25 por
ciento significa una posible pérdida anual al operador del oleoducto de $250 000.
Desde el punto de vista económico es recomendable asegurar que los errores en
medición sean lo más bajos como sea posible.
En el oleoducto o en las instalaciones de almacenamiento hay que asegurar el
volumen transferido sea exacto. Para que se produzca esta transición de
responsabilidad las mediciones de volumen deben ser absolutas. Las mediciones
exactas de la cantidad del producto deben hacerse durante el proceso de transferencia
de custodia. Por ejemplo, el petróleo crudo contiene agua y sedimentos (BS&W). El
volumen de agua y sedimentos debe sustraerse del volumen total del crudo.
Asimismo, se aplican factores de corrección para convertir las medidas de volumen
medido a volumen estándar neto.

45
3.3 VOLUMEN ESTÁNDAR NETO Y BRUTO
El volumen estándar neto es el volumen medido, ajustado a condiciones de
temperatura y presión estándar. El ‘volumen estándar neto’ es el volumen de un
producto a 60ºF (15ºC) y a 14.7 psi (101.3kPa) después de sustraer el BS&W. Los
crudos en bruto necesitan ajustarse por el agua y sedimento. El ‘volumen estándar
bruto’ sería el volumen completo de crudo en bruto, incluyendo el agua y sedimento.
Por ejemplo, si la compañía de oleoducto transporta un producto desde la Estación
Lago Agrio a la Estación Balao, el volumen estándar neto permanecerá constante a
pesar de los cambios en temperatura y presión. Esto permite que se haga el pago
adecuado de manera que las partes interesadas en el proceso estén satisfechas. La
finalidad de la transferencia de custodia es el pago exacto. (5)
3.4 EFECTOS DE LA PRESIÓN Y TEMPERATURA EN LA MEDICIÓN
El volumen del líquido cambia al variar su temperatura o presión. Al aumentar la
temperatura, el volumen de líquido se incrementa. Cuando sube la temperatura en un
bache de petróleo crudo, por ejemplo, ocupa más espacio en la tubería debido a que
las moléculas están mucho menos espaciadas.
Conforme se incrementa la presión, el volumen decrece. Por ejemplo, un bache de
crudo en una tubería bajo presión ocupa menos espacio debido a que sus moléculas
se han unido a la fuerza. El efecto es similar al de exprimir un pedazo de espuma -
cuanto más presión se aplica, el volumen es menor. No es necesario considerar la
presión del vapor cuando se miden productos petroleros líquidos, tales como

46
petróleos crudos o condensados con densidades mayores o iguales a 39.8 ibn/pie3
(638 kg/m3).
Los aforadores deben registrar la temperatura en línea y presión en línea cada vez
que miden líquidos. Estas cifras se utilizan para convertir el volumen medido a un
volumen estándar. El volumen estándar es el volumen del líquido a 60ºF (15ºC) y
14.7 psi (101.3 kipá). Los aforadores utilizan el volumen estándar para obtener una
medida real del producto cualquiera que sea presión o temperatura del líquido.
3.5 CORRECCIÓN DEL VOLUMEN PARA EFECTOS DE TEMPERATURA
Para corregir los efectos de la temperatura sobre líquidos como el GLP, el crudo
generalizado, o los volúmenes generalizados de productos refinados, se obtiene el
factor de corrección de temperatura en el líquido (CTL) de la siguiente manera:
x Manualmente, mediante el uso de tablas apropiadas que incorporan densidad
y temperaturas de flujo; o
x Como una salida desde una computadora local, alimentada con datos de
densidad y temperatura.
La siguiente tabla se refiere a la magnitud general de la corrección asociada con los
diferentes productos que fluyen en las mismas condiciones de temperatura y presión.
(6)

47
TABLA 1. Aplicación de los Factores de Corrección.
Producto Fluyendo
a 420
F (50
C)
145 psi (1000kPa)
Densidad
Lbm/pie3
Densidad
Kg/m3
CTL CPL
GLP (130
psi)(900Kpa)
Producto Refinado
Crudo
34.3
46.8
53.1
550
750
850
1.0230
1.0120
1.0085
1.0020
1.0010
1.007
Por ejemplo 35 310 pies3
(1000m3
) de GLP a 410
F (50
C) Y 145 psi (1000 kPa) tendría
Un volumen estándar a 60o
F (150
C) y 14.7 psi (101.3kPa) de:
35 310 pies3
1.2030 1.0020 = 36 194 pies3
(un 25 % incremento)
1000 m3
1.0230 1.0020 m3
(un 25% incremento)
Los factores CIL Y CPL y el cálculo de ejemplo, muestran la magnitud del cambio de
volumen
Asociado con la corrección del volumen estándar.
FUENTE: Guía de Apoyo, Ing. Fausto Ramos A.
3.6 CORRECCIÓN DEL VOLUMEN POR EFECTO DE LA PRESIÓN
Para corregir los efectos de la presión en el GLP, crudo generalizado o volúmenes de
generalizados de productos refinados, se obtiene el factor CPL de la siguiente
manera:

48
x Manualmente, mediante el uso de tablas apropiadas y computaciones que
consideran densidad, presión y compresibilidad; o
x Como una salida desde una computadora local que es alimentada con los
datos necesarios.
3.7 ERRORES DE INVENTARIO EN TANQUES DE ALMACENAMIENTO
DE PETRÓLEO.
En todos los sectores de la actividad técnica, económica, social y científica es
necesaria la utilización de los más modernos instrumentos de medición para obtener
resultados exactos y seguros, siendo estos a su vez, factores obligatorios para la
obtención de una alta productividad.
Las mediciones de carácter práctico requieren hoy de una sensibilidad y exactitud sin
precedentes para un amplísimo rango de propiedades de materiales o sistemas y de
características de señales.
La metrología es, según definición dada en el Vocabulario internacional de términos
fundamentales y básicos de Metrología
"La disciplina científica que se dedica a las mediciones. La metrología abarca tanto
los aspectos teóricos como los aspectos prácticos de las mediciones, sea cual fuere el
nivel de exactitud, o el campo de la ciencia o de la tecnología en el que ocurren." ()

49
3.8 ERRORES DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
La cualidad de un instrumento de dar indicaciones próximas al valor verdadero del
mensurando y que, por tanto, refleja la cercanía a cero de sus errores, se denomina
exactitud del mismo.
Los errores de los instrumentos de medición tienen dos componentes:
a) Un error sistemático
b) Un error aleatorio.
3.8.1 Los errores sistemáticos son en general función de la magnitud medida y se
deben tanto a errores determinados por la estructura del diseño del
instrumento como a errores de fabricación de los mismos.
Los errores sistemáticos de un instrumento de medición se estiman durante el
proceso de calibración del mismo (en los laboratorios de metrología estos se
determinan aplicando por lo general un método de comparación entre las
indicaciones del instrumento y la de un patrón) y se reflejan en el certificado
de calibración. Puesto que estos errores en general cambian con el tiempo
debido al desgaste y al envejecimiento de los elementos del instrumento, es
necesario repetir este proceso de calibración cada cierto tiempo para
actualizar el valor del estimado de los errores del instrumento.
Se denomina corrección al valor que debe sumarse algebraicamente al resultado sin
corregir de una medición para compensar el error sistemático y es numéricamente

50
igual a este error pero de signo contrario. En dependencia del nivel de exactitud
requerida en la medición, esta corrección se realiza o no, lo cual es determinado por
el usuario del instrumento.
3.8.2 Los errores aleatorios de los instrumentos de medición deben su aparición a
variaciones aleatorias (casuales, fortuitas) de los parámetros de sus elementos
bajo condiciones estables de funcionamiento. Esta componente del error del
instrumento se denomina error de respetabilidad y es, en general, función del
valor de la magnitud medida.
3.8.3 Error máximo permisible (e.m.p.) de un instrumento de medición es el valor
extremo del error permitido por especificaciones, reglamentos, etc. para un
instrumento de medición dado. Este error es normalmente reportado por el
fabricante en la documentación técnica del instrumento, muchas veces como
precisión.
3.9 ERRORES DE LA MEDICIÓN
En cualquier proceso de medición interactúan una serie de componentes que determinan
su resultado. Para la valoración objetiva de este resultado es necesario enfocar el
proceso de medición como un sistema.
Al igual que en los instrumentos, el resultado de una medición se verá afectado por los
errores sistemáticos y aleatorios.

51
3.9.1 El error sistemático proviene de efectos reconocidos de una magnitud
influyente (efectos sistemáticos), los cuales pueden ser cuantificados y
estimarse una corrección o factor de corrección que permite disminuir éste.
Según el VIM error sistemático es la media que puede resultar de un infinito
número de mediciones de la misma magnitud a medir llevadas a cabo bajo
condiciones de respetabilidad, menos el valor verdadero de dicha magnitud.
3.9.2 El error aleatorio no puede compensarse mediante correcciones, pero puede
reducirse aumentando el número de mediciones. Según el Vocabulario
internacional de términos fundamentales y básicos de Metrología (VIM) error
aleatorio es el resultado de una medición menos la media que pudiera resultar
de un infinito número de mediciones repetidas de la misma magnitud a medir
llevadas a cabo bajo condiciones de respetabilidad.
3.10 VALORACIÓN DE LA MEDICIÓN
La valoración de la medición desde el punto de sistema permite analizar la interacción
que tienen entre si los siguientes componentes:
1. El objeto de medición (lo que se quiere medir)
2. Instrumentals
3. De meted
4. Debido a agentes externos
5. Del observador
6. Matemáticos

52
1). El objeto de medición en este caso será el producto almacenado en los tanques.
Las propiedades físicas de un líquido pueden influir en la precisión con la cual se mide
su volumen. Por ejemplo, el personal que se dedica a la medición de volumen con
frecuencia experimenta problemas a la hora de realizar las mediciones del contenido en
los tanques cuando estos almacenan productos muy volátiles como las naftas o de gran
viscosidad como pueden ser los petróleos de grado 6. En los tanques donde se almacena
petróleo crudo es muy difícil realizar las mediciones debido a que en su gran mayoría
tienden a depositar una buena cantidad de lodo que se distribuye de manera desigual en
el fondo del tanque afectando el valor de la medición.
2). La segunda fuente de error es la propia limitación de los instrumentos de medición
que utilizamos. Si un instrumento de medición tiene su calibración vigente y ha sido
usado correctamente, se puede afirmar que sus errores están dentro de los límites del
error máximo permisible especificados en la documentación correspondiente. En
mediciones de alta exactitud los errores instrumentales pueden disminuirse en gran
medida introduciendo las correcciones reportadas en su certificado de calibración.
Aunque la calidad de un instrumento está relacionada con los errores que produce, estos
también dependen de la forma en que sean utilizados. Por tanto, se recomienda conocer
lo mejor posible las características de un instrumento antes de utilizarlo. Si no se
cumplen los requisitos establecidos en el manual técnico del instrumento de medición
dado, tales como condiciones nominales de funcionamiento, tiempo de

53
precalentamiento, correcta instalación, etc., el error de medida puede ser bastante mayor
que el esperado.
3). Los errores de método, también denominados errores teóricos, son los debidos a la
imperfección del método de medición. Entre estos podemos señalar los siguientes:
x Errores que son la consecuencia de ciertas aproximaciones al aplicar el
principio de medición y considerar que se cumple una ley física determinada o al
utilizar determinadas relaciones empíricas.
x Errores del método que surgen al extrapolar la propiedad que se mide en una
parte limitada del objeto de medición al objeto completo, si éste no posee
homogeneidad de la propiedad medida.
Así, por ejemplo, es un error de método reportar la densidad del combustible
almacenado en un depósito de gran altura en base a la medición de temperatura
medida en un solo punto cuando se trate de productos pesados, el cual tiende a
estratificarse. Obviamente no podemos afirmar que la temperatura del combustible sea
uniforme en todo el volumen (la temperatura se mide para poder expresar la densidad
específica o densidad de referencia a 15o
C o 60 o
F como está convenido
internacionalmente).
ERRORES EN LA INSTALACIÓN:
Accesorios del tanque

54
Para obtener la mejor precisión de los sistemas de medida utilizados es un requisito
emplear una plataforma de sensor estable. La utilización de un tubo de soporte, es una
técnica disponible y conocida que ya se encuentra presente en muchos tanques con o
sin techo flotante. La presencia de este accesorio es una ventaja que permite obtener la
mejor precisión posible cuando se escoge un instrumento. Es posible compensar vía
software algunos de los efectos que provoca la inestabilidad de la instalación.
ƒ Temperatura
Constituye un error instalar sondas puntuales de temperatura en productos que tiendan
a estratificarse.
ƒ Presión
En el sistema basado en columna hidrostática y mediciones de presión (HTG), el
transmisor debe estar instalado lo más abajo posible, pero por encima del nivel
máximo de agua y sedimentos. Es importante tener en cuenta que el producto que se
encuentra por debajo de la conexión no será medido. Esta restricción limita,
severamente, la cantidad mínima que puede ser medida para propósitos comerciales y
fiscales.
También es importante destacar que cuando el nivel del producto se encuentre por
debajo no se podrá obtener el valor de la densidad. Por ello, se debe tener especial
cuidado con la distancia a la que se es colocado este transmisor de para evitar este tipo
de fenómeno.

55
Un estudio realizado por la Entidad de Pesos y Medidas Holandesa, muestra que el
viento (distancia entre sensores) puede provocar errores de hasta 0,2% en 10 metros de
altura. En tanques de techo fijo, la compensación de este error se puede llevar a cabo
con una conexión externa. Las altas presiones nominales que se pueden encontrar en
esferas y depósitos horizontales, requieren transmisores desarrollados especialmente
para estas aplicaciones. La medición de pequeñas señales sobrepuestas a la alta
presión reduce la precisión.
ƒ Nivel
Medidores de nivel en instalación no estable o una mala adaptación del equipo al
producto que se desea medir este parámetro. A continuación se muestra una tabla que
establece en qué tipo de productos se pueden aprovechar las ventajas que ofrecen los
equipos medidores de nivel.
TABLA 2. Ventajas de los Medidores de Nivel.
Productos
Método
manual
Servo Radar HTG (*)
Negros - + / - + -
Blancos + + + + / -
Fuente: Guía de apoyo, Ing. Fausto Ramos A.
Elaborado por: Marlon R. Espinoza P.

56
Asumiendo que este sistema se utiliza para la medición de volumen (regularmente se
utiliza para medir masa).
Los símbolos + y - indican en qué medida deben emplearse los equipos para obtener
un mejor aprovechamiento de las características de los mismos según el producto que
se desee medir.
Productos negros: Crudos, fuel-oíl y asfaltos.
Productos blancos: Gas licuado del petróleo, naftas, gasolinas, queroseno, turbo-
combustible y Diesel.
4). Los agentes externos que actúan en el proceso de medición se pueden clasificar en
dos grupos:
x Factores ambientales
x Presencia de señales o elementos parásitos
Tanto la magnitud a medir como la respuesta de los instrumentos de medición,
dependen en mayor o menor grado de las condiciones ambientales en que el proceso se
lleva a cabo. Como variables ambientales citaremos la temperatura, la humedad y la
presión. La primera es sin dudas la más significativa en la mayoría de los procesos de
medición, incluyendo el inventario del petróleo y sus derivados.
Entre los elementos parásitos que generalmente se presentan al efectuarse una
medición, se encuentran algunos que actúan de forma constante y otros que lo hacen
de forma errática, perturbando las condiciones de equilibrio del sistema de medición y

57
disminuyendo su exactitud. Por ejemplo, vibraciones mecánicas, corrientes de aire,
variaciones del flujo eléctrico, señales de radiofrecuencia, etc.
5). En los errores debido al observador podemos señalar:
x Errores de paralaje o de interpolación visual al leer en la escala de un
instrumento.
x Errores debido a un manejo equivocado del instrumento.
Omisión de operaciones previas o durante la medición, como puede ser un
ajuste a cero, tiempo de precalentamiento, etc.
6). Por último, frecuentemente con los datos de las mediciones es necesario realizar
determinados cálculos para obtener el resultado final. Por tanto, otra fuente de error
son los errores matemáticos debidos al empleo de fórmulas inadecuadas, el redondeo
de las cantidades, etc. Aquí se incluyen los propios errores que pueden estar presentes
en el software que procesan toda la información medida a distancia. Se emplean en la
actualidad técnicas de validación de estos programas.
Los valores exactos de las contribuciones al error de la medición provenientes de los
diferentes efectos aleatorios y sistemáticos que intervienen en la misma son
desconocidos e incognoscibles por el carácter aproximado de nuestro conocimiento o
por su propia naturaleza. Por tanto, el error de una medición es un concepto
idealizado, cuyo valor exacto no podemos conocer.

58
3.11 ERRORES COMBINADOS EN EL INVENTARIADO DE TANQUES
La incertidumbre total en el inventario en tanques depende de la incertidumbre de la
medida de los instrumentos instalados, de la tabla de capacidad del tanque (TCT) y de
la instalación.
Los instrumentos utilizados en el control de inventario miden el nivel de líquido en el
tanque. Los transmisores de presión miden la presión hidrostática de la columna de
líquido. Ambas, nivel y presión, son funciones primarias para el cálculo de volumen y
masa respectivamente. Los sistemas híbridos, tales como el HIMS, utilizan ambas
entradas en un sistema las conversiones de volumen a masa o viceversa se realizan
usando la densidad y la temperatura como entradas secundarias. La entrada de
densidad puede ser obtenida de una fuente exterior como un laboratorio o puede ser
medida en el tanque usando transmisores de presión o el sistema servo. La entrada de
temperatura es obtenida desde un sistema de medición de temperatura en el tanque.

59
CAPITULO IV
4. CALIBRACIÓN DE TANQUES: MÉTODO VOLUMÉTRICO EN LA
ESTACIÓN LAGO AGRIO No1 OPERADO POR GERENCIA DE
OLEODUCTO
La calibración volumétrica en los tanques de almacenamiento de la Estación Lago
Agrio, es un método confiable y es aplicado y recomendado por la DNH.
4.1 GERENCIA DE OLEODUCTO TRANSECUATORIANO.
La Gerencia de Oleoducto es la cabeza del sistema de transporte para que el país
internamente pueda utilizar los diferentes combustibles y externamente pueda
exportar a través de los puertos marítimos.
El 21 de enero de 1994, el Gobierno Nacional, mediante Decreto Ejecutivo
No.1417, publicada en el Registro Oficial No. 364 de la misma fecha resolvió
transferir las instalaciones del SOTE de PETROCOMERCIAL a
PETROECUADOR, bajo la denominación de GERENCIA DE OLEODUCTO.
MISIÓN:
Transportar eficientemente el petróleo crudo por sistemas de oleoductos, asegurando
la entrega oportuna para la exportación y refinación, con un verdadero compromiso
de preservación de los ecosistemas.
VISIÓN:
Ser la primera empresa en el país en la transportación de petróleo por Oleoducto y
líderes en la entrega oportuna de volúmenes programados, con calidad en el servicio;

60
optimizando costos, trabajando con seguridad, protegiendo el medio ambiente y la
salud ocupacional. (7)
4.1.1 ESTACIÓN LAGO AGRIO No1
El trabajo de bombeo se inicia en Lago Agrio, Estación No. 1, cabecera de la
operación de bombeo del Sistema de Oleoducto Transecuatoriano (SOTE), es la
responsable de coordinar toda la operación, localizada en la provincia de Sucumbíos,
cantón Nueva Loja, a una altitud de 297 metros sobre el nivel del mar, y en un área
aproximada de seis hectáreas de terreno, en la cual su infraestructura operativa se
encuentra distribuida, la misma que consta de:
FIGURA 16. Estación Lago Agrio No 1
FUENTE: Estación Lago Agrio No1, Gerencia de Oleoducto.
ELABORADO POR: Marlon R. Espinoza Ponce.

61
x Seis tanques de almacenamiento de una capacidad de 250.000 barriles cada
uno, dando un total de 2,00.000 barriles de crudo provenientes de los diferentes
campos petroleros orientales.
FIGURA 17. Tanques de Almacenamiento Estación Lago Agrio No1
x Ocho bombas principales U.C.P. (UNITED CENTRIFUGAL PUMPS)
multietapas, acopladas a un motor marca ALCO de 16 cilindros de una capacidad
operativa de 2.500HP y 1.050 RPM, las cuales trabajan en paralelo.
x Sistema de Generación Eléctrica, con una potencia instalada de 2.020 KVA de
480 voltios, trifásica, además conexión al Sistema Nacional Interconectado.
x Sala de Control Principal, desde la cual operan remotamente todos los sistemas
instalados para cumplir este propósito.

62
FIGURA 18. Sala de Control Principal
x Bombas Booster, para incrementar la presión de succión NPSH de las bombas
principales de transferencia.
FIGURA 19 Bombas Booster

63
x Taller principal de mantenimiento, uno de los mejores dotados de todo el sistema
PETROECUADOR, realiza las reparaciones completas de las unidades de bombeo.
Laboratorio de lubricantes, realiza el análisis de calidad del petróleo recibido de los
campos, y además las pruebas del estado de los lubricantes que están en uso de los
motores.
El taller de mantenimiento que posee la Estación Lago Agrio No 1 es el único taller
en la zona oriental dentro de las instalaciones de operación, aquí se realiza todo tipo
de mantenimiento para válvulas, bombas, tubos, obturadores, etc…
FIGURA 20. Taller de Mantenimiento.
x Sistema de Comunicaciones
x Sistema Contra Incendio

64
FIGURA 21. Sistema Contra Incendios
x Laboratorio
FIGURA 22. Laboratorio.

65
x Bodega
x Oficinas administrativas
El campo Lago Agrio se divide en dos estaciones: CENTRAL Y NORTE. La
estación Central cuenta con 8 pozos con una producción efectiva promedio de 2750
BPPD. La estación Norte cuenta con 13 pozos, con una producción efectiva de 2985
BPPD.
En la estación Lago Central tenemos 8 pozos: Lago 04 – 09 – 13 – 22 -27 - 34 – 38 –
39 todos producen mediante bombeo hidráulico.
Como podemos apreciar, el 80% de la producción del campo se deben a los pozos
que producen mediante bombeo hidráulico, por lo tanto se debe solucionar el
problema que atraviesa el sistema de bombeo actual.
4.1.2 SOTE (Sistema de Oleoducto Transecuatoriano).
Su origen se remonta a mediados de la década de los 60’s. Mediante Decreto
Supremo N.-205 al 5 de febrero de 1964 se suscribió un contrato de Concesión entre
el Gobierno del Ecuador, representado por el Ministro de Fomento y Minas y la
empresa Texas Petroleum Company, a través del cual se otorgaba una concesión
hidrocarburífera en las provincias de Napo y Pastaza 1.431.450 hectáreas,
autorizándose a la compañía transferir esta concesión por partes iguales las
Compañías Texaco de Petróleos del Ecuador C.A. y Gulf Ecuatoriana de Petróleo
S.A (8).

66
FIGURA 23. SOTE: Perfil de Elevación
La gestión que el SOTE, desarrolla eficientemente, no sería posible si no contara con
un personal adecuado a sus necesidades y exigencias.
Para el control operativo y de mantenimiento, a lo largo de la tubería, el Oleoducto
se respalda en 233 trabajadores de rol, que desarrollan trabajos en el área operativa,
de mantenimiento, en el terminal de carga a buques, y en el área administrativa.
Dicho personal, brinda su aporte con responsabilidad, para que el SOTE cumpla sus
objetivos empresariales, además se dispone de un contingente humano perteneciente
a empresas tercerizadas que prestan su apoyo para trabajos específicos.
La ejecución ágil y oportuna de los diferentes procesos operativos como
administrativos, permiten el cumplimiento de metas y objetivos empresariales, a la
vez que coadyuva a mantener un clima organizacional óptimo, acorde a las políticas
enmarcadas por las autoridades.

67
Objetivos del S.O.T.E:
x Transportar la producción de crudo oriente, operando las 24 horas y los 365
días del año.
x Abastecer de petróleo crudo a las Refinerías del país, manteniendo su
infraestructura en las mejores condiciones operativas.
x Abastecer al mercado internacional del petróleo crudo, a través del transporte
continuo.
x Garantizar y proteger a las comunidades y al medio ambiente, en los sectores
en que sus actividades operacionales se llevan a cabo.
4.2 CALIBRACIÓN VOLUMÉTRICA DE TANQUES DE
ALMACENAMIENTO DE PETRÓLEO EN LA ESTACIÓN LAGO
AGRIO No1.
La calibración volumétrica consiste en determinar la capacidad de los volúmenes en
un recipiente atmosférico a diferentes niveles de producto, en un mismo punto de
referencia a una temperatura base, de acuerdo con su forma geométrica en grandes
volúmenes. Esta medición está basada en la aplicación de métodos y normatividades
a nivel internacional, con equipos de alta resolución y trazabilidad a patrones
vigentes, nacionales e internacionales y certificados de acuerdo a normas
internacionales aceptadas y sus equivalentes nacionales para proveer las dimensiones
necesarias para el cálculo de Tablas de Calibración que muestran un volumen
producto de milímetro en cualquier nivel del Tanque.

68
En general se usa para cualquier tipo de tanque aunque se recomienda según la
norma API 2555 para capacidades entre 8 y 80 m3
(como restricción volumétrica).
Las mediciones se realizan con ayuda de una instalación patrón que cuenta con un
caudalímetro que garantice la exactitud requerida y una cinta metálica patrón con
plomada, ambos calibradas y certificadas por el organismo metrológico estatal,
preferentemente acreditado.
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:
x Tanques soterrados, de cualquier tipo.
x Tanques a nivel del suelo o elevados sobre el suelo, con capacidad nominal
hasta 100 m3
.
x Tanques, de forma no adecuada para la utilización de un método geométrico.
La calibración volumétrica puede hacerse mediante dos procedimientos:
x Por llenado
x Por vaciado

69
El primero es aconsejable para tanques soterrados debido a su posición con respecto
al suelo, la cual sería poco práctica en el procedimiento de vaciado. En ambos casos
se utiliza un caudalímetro o tanque patrón, ya sea este último portátil o estacionario.
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 TCT. Estas etapas estarán en correspondencia con la capacidad
y forma del tanque.
El diámetro del tanque patrón de prueba deberá ser menor que el del tanque a
calibrar con el objetivo de obtener una buena precisión en las mediciones. En el caso
específico de tanques de prueba estacionarios estos deberán ser calibrados mediante
mediciones críticas o a través de un caudalímetro máster.
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.
4.2.1 Equipo:
Los equipos utilizados en la calibración volumétrica deben ser equipos con
características de la más alta calidad metrología y con el certificado de calibración
emitido por una entidad o laboratorio autorizado. En este método el equipo básico a
usar será: cinta de longitud; cinta con plomada; plomada óptica vertical; medidor de
espesores; termómetro; escala imantada; densímetro y dinamómetro.

70
4.2.2 Correcciones:
Sera parte importante de este método tomar en cuenta que no estamos calibrando un
tanque perfecto sin defecto alguno, por lo contrario está sujeto a deformación por
diversos factores por lo que se hace necesario incluir en los cálculos una serie de
correcciones, las cuales intervienen en el mencionado cálculo. Estas correcciones
son parte fundamental de confiabilidad de la medición. A continuación se describen
las correcciones que intervienen en el cálculo volumétrico de un tanque medido
externamente:
4.2.2.1 Corrección de cinta a temperatura base.
La circunferencia tomada con una cinta debe ser corregida a temperatura base de
referencia.
ECUACIÓN 1: Corrección de cinta a temperatura base.
FUENTE: Guía de Apoyo, ASOPETROL
Donde:
Cct = Corrección cinta
Tc = Temperatura de referencia.
Tú = Temperatura observada

71
Y = coeficiente de expansión térmica (cinta)
Y = coeficiente de expansión lineal (tanque)
Tb = temperatura base de calibración
4.2.2.2 Corrección de circunferencia a tanque vacio.
La carga hidrostática ejerce sobre las paredes (envolvente) del tanque una presión y
por lo tanto una expansión de la circunferencia.
Esta corrección es aplicable cuando el tanque es medido con producto para llevarlo a
tanque vacio como primer paso.
ECUACIÓN 2: Corrección de circunferencia a tanque vacio...
Donde:
CC = Corrección Circunferencia
= densidad del liquido
= altura de la medición de referencia
= Circunferencia
= modulo de elasticidad
= espesor de placa

72
4.2.2.3 Corrección por elevación de cinta.
Los cordones de soldadura y juntas a traslape originan una elevación en la cinta, la
cual debe corregirse por la ecuación siguiente.
ECUACIÓN 3: Corrección por elevación de cinta.
Donde:
Cj = Corrección por elevación de cinta
N = Numero de corolones de soldadura o juntas a traslape
t = Elevación del cordón de soladura a junta de traslape
w = Ancho de cinta
d = Diámetro del tanque
4.2.2.4 Corrección de la circunferencia por espesor de placa.
La circunferencia externa debe ser corregida a circunferencia interna. Los espesores
muestra dos por cada anillo deben ser tomadas con equipo ultrasónico que incluya el
espesor del recubrimiento.
ECUACIÓN 4. Corrección de la circunferencia por espesor de placa

73
Donde:
t = espesor de placa por anillo
4.2.3 Procedimiento:
Este procedimiento define la metodología para la calibración volumétrica de tanques
verticales y elaboración de las correspondientes tablas de calibración. Para
determinar la capacidad exacta de un tanque a diferentes alturas.
Este procedimiento aplica a todos los tanques verticales estacionarios, sean estos de
techo fijo y techo flotante.
a. Terminología.
Patrón.- medida materializada. Aparato de medición o sistema de medición
destinado a definir, realizar, conservar, o reproducir una unidad y/o diferentes
valores conocidos de un tamaño para transmitirlo por comparación a otro
instrumento de medición.
Calibración.- se define como calibración y verificación de un aparato de medición
las siguientes operaciones:
La comparación de este aparato a un patrón de referencia
El reporte de resultado de esta comparación.

74
b. Descripción de la Actividad.
Procedimiento:
1. Toma de medidas para determinar por cada anillo los diferentes diámetros
internos del tanque de acuerdo a la Tabla de la Norma API 2550.
Para determinar los diámetros se puede utilizar:
Distanciometro calibrado
DI
, únicamente cuando el tanque se encuentra completamente
liberado.
Ubicar el distanciometro en el centro del tanque (fondo y sobre la tapa del techo
flotante), y tomar las siguientes medidas para cada anillo:
GRAFICO 1. Medición de Distancias Inclinadas
Į
El numero de distancias inclinadas (DI) a tomar por cada anillo, depende del diámetro
nominal del tanque para lo cual se aplica la siguiente fórmula:

75
ECUACIÓN 5. Numero de distancias Inclinadas
Con los datos anteriores se calcula el radio interno del tanque en cada punto
asignado, aplicando la siguiente fórmula:
ECUACIÓN 6. Radio interno.
A cada radio interno se le suma el radio opuesto, opten endose de esta forma varios
diámetros en un mismo anillo.
GRAFICO 2. Calculo de diámetros de los anillos
D
Dm D1
r r1 r2 D2
r2 r1’
r

76
Posteriormente se saca un promedio de estos diámetros, y se obtiene el diámetro
interno correspondiente a dicho anillo.
De igual forma se procede para obtener los diámetros internos de todos los anillos.
Cinta Calibrada
ECUACIÓN 7. Diámetro externo del anillo
Medir los espesores de cada anillo.
Con estos datos se procede a determinar los diámetros internos, utilizando la
formula:
.- se lo puede realizar ya sea que el techo este lleno o completamente
liberado.
Se encuentra los perímetros externos de la tabla II de la norma API 2550
Con estos datos se procede a encontrar el diámetro externo de cada anillo, utilizando
la formula:
ECUACIÓN 8. Diámetros internos del anillo.

77
2. Determinar el volumen muerto del tanque.
Tanque liberado.- para este efecto se utiliza agua y un contador debidamente
calibrado, determinar la cantidad de agua que ah ingresado en el tanque hasta la
pletina de referencia.
En caso de que la altura del fondo cónico se encuentra por encima de la pletina de
referencia, se introducirá agua hasta que cumpla completamente el fondo cónico y se
tomara las lecturas cada centímetro a partir de la pletina de referencia.
Tanque lleno
x Determinación de la gravedad especifica del producto en g/cm3
mediante la
fórmula:
, para este efecto se tomara de los planos “AS BUILT”, los datos de
altura de fondo cónico y de pletina.
Tomar las medidas de los accesorios que incrementan que incrementan o reduzcan
el volumen, como por ejemplo puerta de limpieza, man – hall, sumideros, tuberías de
entrada y salida de producto, sistema de recolección de agua lluvia, soportes, etc.
En caso de tener un tanque con techo flotante se deberá realizar los siguientes
cálculos adicionales:
ECUACIÓN 9. Gravedad Específica

78
Donde el API es conocido.
Determinación del factor de corrección por expansión de calor en metros, mediante
la fórmula:
ECUACIÓN 10. Factor de corrección por expansión de calor
Donde:
w = peso del liquido por unidad de volumen (g/cm3
)
h = 0.3048 (m)
c = 0.3048 (m)
E = modulo de elasticidad del material del tanque (g/cm2
)
t = 2.54 (cm)
Calculo de volumen deducido por efecto del peso del techo flotante, mediante la
fórmula:
ECUACIÓN 11. Volumen deducido

79
Donde:
P = peso del techo flotante
W = peso del liquido por unidad de volumen (kg/bbl)
Calculo del desplazamiento del líquido por efecto del peso del techo flotante, para lo
cual se aplica el principio de Arquímedes.
ECUACIÓN 12. Desplazamiento del líquido
donde:
P = peso del techo flotante (kg)
d = densidad del liquido (kg/cm3
)
V = volumen desalojado (cm3
) = rint
2
* h
Siendo h el desplazamiento del liquido y rin el radio interno del tanque.
Calculo de la corrección API, utilizando la formula:
ECUACIÓN 13. Corrección API.

80
Siendo:
P = peso del techo flotante
P60 = gravedad especifica 60 API = 117.1874 (kg/ bbl)
P10 = gravedad especifica 10 API = 158.6606 (kg/ bbl).
3. Todos los datos anteriores, incluimos en el programa de computación para
generar la tabla de calibración correspondiente.
4. La tabla de calibración debe ser revisada y aceptado por la Dirección
Nacional de Hidrocarburos, solo esta entidad es la única para firmar una tabla de
calibración.
4.2.4 Condiciones para el aforo mediante el método volumétrico.
1. Durante el aforo deben observarse todas las reglas de seguridad y contra
incendios, necesario para la prevención de accidentes de cualquier tipo.
2. Se prefiere que el recipiente se encuentre totalmente vacío y limpio antes de
comenzar el trabajo.
3. Se establecen exigencias para el control de la temperatura tanto ambiental
como del líquido de trabajo (agua o combustible).
4. El recipiente deberá ser hermético.

81
4.3 EFECTOS DE LA TEMPERATURA EN LOS LÍQUIDOS EN LA
CALIBRACIÓN VOLUMÉTRICA.
Se describe a continuación los efectos que tiene la temperatura con los líquidos en un
tanque de almacenamiento después haber realizado la respectiva calibración
volumétrica y aforo del tanque.
La expansión térmica es una propiedad de los líquidos que hace incrementar el
volumen a medida que aumenta la temperatura. El volumen de un líquido cambia
cuando su temperatura cambia. Cuando la temperatura aumenta, el volumen aumenta
y cuando disminuye el volumen también disminuye.
El volumen varía de acuerdo a la temperatura. Es necesario utilizar el método
estándar para estabilizar el volumen del crudo y así evitar la variación volumétrica
continua debido a los cambios de temperatura. Para asegurarse que el volumen
correcto de un producto ah sido entregado, es importante estar en capacidad de poder
convertir el volumen de un tanque a cualquier temperatura cuyo volumen esta a
temperatura estándar. La temperatura estándar en la industria del petróleo es de
60o
F (15o
C).
Para determinar el cambio de volumen de un líquido teniendo un cambio de
temperatura dado, se deben conocer los siguientes valores:
x El coeficiente de expansión de un líquido, que se define como el incremento
del volumen de un líquido cuando se aumenta la temperatura en un EO
F
(do
c.).
x La temperatura real del líquido en el tanque.

82
x El volumen real del líquido en el tanque.
Estos valores son luego reemplazados en la formula de expansión térmica así:
Donde:
C = coeficiente de expansión
V1 = volumen real
T1 = temperatura real
T estándar = 60o
F (15o
C)
El cálculo de volumen estándar se obtiene usando la formula:
ECUACIÓN 14. Volumen estándar
Para saber cómo se convierte el volumen real de un tanque en un volumen estándar
usamos la formula anterior.
4.4. EJEMPLOS CON DATOS REALES DE CALIBRACIÓN Y AFORO
EMITIDOS POR LA EMPRESA CALIBRADORA
EJEMPLO 1: (Datos reales tomados de la empresa de calibración)
Un tanque de almacenamiento de crudo con un volumen de 176550 pies3
(5000 m3
),
dentro del tanque hay una temperatura de 50o
F (10o
C). El coeficiente de expansión

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