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Introducción
El consumo masivo de energía no renovable obliga a las industrias petroleras aumentar la exploración, explotación, producción y refinación de petróleo crudo, que tiene como objetivo, su posterior venta a los diferentes consumidores de productos refinados alrededor del planeta.
Para la entrega de volúmenes de productos de hidrocarburos existen diferentes métodos de transporte, y son: vía terrestre, oleoductos, poliductos, gasoductos y autotanques. Por otra parte, el transporte marítimo.
La parte más crítica y a lo que este articulo hace referencia es en el transporte marítimo de petróleo crudo y derivados, ya que al embarcar o descargar un buque, las diferencias obtenidas en tierra y en buque son relativamente evidentes y pueden ser perjudiciales para el comprador, intermediario o vendedor.
De acuerdo a la OPEP (Organización de Países Exportadores de Petróleo), la producción diaria de petróleo bordea los 180 MBBLS.
Por lo general, los medios de transporte marítimo (buques) proporcionan el factor de experiencia de la nave, pero dicho valor debe ser confirmado por el agente inspector para asegurar que el valor del factor de experiencia de los buques (VEF por sus siglas en inglés) está en relación con la carga o descarga que se tiene (Rojo S, 2005).
Se obtendrá de forma clara y con análisis de cargas, la relación del VEF para fines aplicativos en la industria, usando las condiciones y parámetros que la norma internacional API MPMS 17.9 proporciona.
El presente artículo tiene como finalidad incorporar el cálculo del factor de experiencia de buque VEF al inicio de cada operación, para que el mismo sirva como antecedente para descifrar cuánta carga volumétrica será transferida al final de la operación. Esta estimación ayudará a los agentes de control o de fiscalización, obtener un dato adicional de carga o descarga transferida.
Revisión de técnicas
Veracidad de la aplicación del VEF
El factor de experiencia de buque, es un factor crítico que debe ser calculado u obtenido bajo la norma vigente API ASTM 17.9 para su correcta aplicación, una vez que se hayan cumplido los criterios que la norma exige, el valor del VEF podrá ser aplicado en los cálculos finales de cuantificación de volumen de petróleo crudo o derivados.
De acuerdo a (NTE INEN 2350, 2012) el VEF es un valor estadístico adimensional que se obtiene al inicio de cualquier operación (embarque o descarga de productos de petróleo), y que aplica para comparar las cantidades medidas entregadas desde el terminal y las cantidades medidas recibidas a bordo (corregidas).
Factores que influyen en la correcta aplicación del VEF
El transporte de petróleo y los productos de petróleo es una operación delicada, debido a que se manejan grandes volúmenes, los cuales están en función del precio del mercado, generando intereses internos para el comprador o vendedor, y todas las partes involucradas.
Cuando existen diferentes intereses por ambas partes, los resultados del proceso de medición de hidrocarburos podrían ser manipulados. Para salvaguardar la integridad de la operación, se describen los siguientes factores a considerar:
Para la cuantificación en tierra:
Se debe verificar que las tablas de calibración de tanque estén actualizadas o vigentes. Siguiendo las especificaciones de la norma API MPMS Capítulo 2, Calibración de tanques
Para el aforo de los tanques, se deben tomar las medidas de apertura (agua libre, nivel del líquido y temperatura) de los tanques a despachar o cargar (si existe producto almacenado), API MPMS Capítulo 3, Medición manual de petróleo
Para la cuantificación de volumen en el tanque se deben usar equipos correctamente calibrados y sin daño alguno, ya que de esto depende una correcta toma de aforo y temperatura (critica en la transferencia de producto)
Al tomar las medidas de aforo se debe verificar la altura de referencia observada con la altura de referencia especificada en la calibración del tanque, si esta difiere, entonces, la altura de referencia observada al inicio debe ser igual a la altura de referencia observada al final del despacho o carga del tanque. Caso contrario reportar a las partes implicadas
Se debe realizar el desplazamiento de línea comparado en buque. Para mayor exactitud el desplazamiento del producto en la línea debe se almacenado en un solo tanque. API MPMS Capítulo 17.6 Guía para determinar el llenado de línea entre buque y tanque en tierra
Se debe alinear el sistema de carga o despacho (tuberías y válvulas). Tomar mucha precaución con las válvulas que no se van a usar, ya que estas pueden perjudicar el volumen final de transferencia, sellar correcta y adecuadamente
Una vez que estos pasos se cumplan, la siguiente fase es la de cálculos, los datos anotados en la libreta son los que se deben digitalizar, sin cambio alguno. Para mayor seguridad siempre se deben comparar los resultados con las partes interesadas, además, los cálculos deberían realizarse manualmente para comprobar la exactitud de los mismos (cuando sea necesario)
Las variables para la cuantificación de volumen que se deben obtener son las siguientes (variables de mucho cuidado, una mala lectura resultaría en una mala cuantificación), se las enlista secuencialmente
TOV, es el volumen total observado (agua libre + producto + sedimentos y agua) dado por las tablas de calibración del tanque medido, el cual está en función de la altura del tanque
GOV, es el volumen bruto observado (TOV - AGUA LIBRE).
GSV, volumen estándar bruto (GOV × VCF), el VCF se lo halla con la temperatura del tanque y la Gravedad API del producto corregido a 60°F. Con este factor se corrige el volumen bruto observado, debe ser leído cuidadosamente, un factor de corrección de volumen mal leído, cambiaría el resultado final de la transferencia de custodia
S&W, se calcula del volumen estándar bruto
Por último, se calcula el NSV- volumen neto estándar, se lo calcula restando el volumen de sedimento y agua (S&W) del volumen estándar bruto
Las variables mencionadas deben ser calculadas correctamente, para asegurar la cuantificación en la transferencia de custodia.
Para la cuantificación en buque:
Lo que se hace en tierra se debe aplicar en buque, incluyendo algunas variables más.
Se debe calcular el Factor de Experiencia del Buque - VEF, el VEF es una relación de la carga comparada con la cantidad recibida a buque o descarga comparada con la cantidad recibida en tierra que se calcula bajo las condiciones que establece la norma API MPMS Capítulo 17.9. La aplicación del VEF se detallará ampliamente en el capítulo 3 del artículo.
Otro factor importante es el trimado del buque, el cual debe ser verificado antes y después de una carga o descarga, para corregir la medida de aforo de cada tanque del buque. Si el valor del trimado no está en las tablas de calibración de los tanques, usar las recomendaciones de la norma API MPMS Capítulo 2.
Se debe verificar la escora que tiene el buque, o sea, el Angulo de inclinación del buque con respecto a la vertical, expresados en grados a babor o estribor. La mayoría de caso la escora es cero
Cálculo del factor de experiencia del buque (VEF)
Para calcular el Factor de Experiencia del Buque se deben considerar las siguientes condiciones importantes (Rojo S, 2005):
Cuando el VEF sea mayor a 1 (VEF>1), se puede decir que el volumen que se va a cargar va ser mayor que el volumen transferido desde tierra. Con este valor se puede estimar el volumen final antes de su total carga
Cuando el VEF sea menor a 1 (VEF<1), se puede decir que el volumen que se va a cargar va ser menor que el volumen transferido desde tierra
Cuando el VEF sea igual a 1 (VEF=1), se puede decir que el volumen cargado a bordo es igual al trasferido desde tierra
El factor de experiencia de un buque es la relación entre el volumen cargado en el buque menos la cantidad presente en buque (OBQ) dividido para el volumen despachado desde tierra, para una carga. Para una descarga, es la relación entre el volumen almacenado en el buque al arribo menos el residuo a bordo (ROB) dividido para el volumen recibido en tierra. Las ecuaciones siguientes darán razón a lo establecido en este párrafo.
Para una carga:
Para una descarga:
El cálculo del VEF sería más preciso si se utilizara la fórmula adecuada para cada operación, carga o descarga. La norma (API MPMS 17.9, 2012) justifica que no hay problema si el VEF se calcula con datos de carga o descarga y este es aplicado a una carga o descarga.
De acuerdo a la norma API MPMS Capítulo 17.9 recomienda que, para hallar el valor del VEF, al menos diez viajes de carga o descarga deben ser estimados y de los cuales, al menos cinco de ellos deben estar dentro de los parámetros que recomienda la norma, que son:
Se debe aplicar un porcentaje de error de +/-2%, porcentaje que sirve para eliminar los viajes que no estén dentro del rango requerido de 0,9800 y 1,0200 (este 2% se aplica a la unidad, debido a que la unidad hace referencia a la igualdad del volumen transferido de tierra a buque o de forma contraria, VEF=1). Estos límites deben ser comparados con el cociente de relación de carga o descarga.
Luego se debe aplicar un porcentaje de error de +/- 0,30% al cociente de carga o descarga para omitir viajes después de los errores importantes que pasaran el +/- 2%.
Para entender la aplicación de estos parámetros se trabajará con valores reales de carga para luego analizar el factor de experiencia y saber si concuerda con la carga final en el buque.
A continuación, se detallarán los viajes enlistado de dos diferentes buques:
Primer caso, se realizó una carga en buque de 474875,12 galones de Fuel Oil 4 y en tierra se despachó 472846,92 galones de Fuel Oil 4.
De los viajes remanentes, o sea, los que hayan pasado el +/- 2% calcular el cociente promedio Buque/Tierra de la siguiente manera:
Luego al cociente promedio se le aplica el +/- 0,30% y se compara el resultado con cada uno de los viajes descartando viajes que aún siguen con errores brutos.
Por último, los viajes que hayan pasado el +/- 0,30% serán considerados para hallar el VEF final aplicando la ecuación 5: VEF= 1,0036.
Segundo caso, se realizó una carga en buque de 1’001.070 galones de Fuel Oil 4 y en tierra se despachó 999.600 galones de Fuel Oil 4.
Se enlistan las cargas realizadas por el buque y se procede a seguir los mismos pasos usados en el primer caso.
Igual que el primer caso, la relación de carga VLR, se debe comparar con el valor +/-2% (0,9800 - 1,0200) para eliminar los viajes con exceso de errores. Una vez eliminado los viajes se calcula el cociente promedio CP con la ecuación 4 .
Cp = 10018698/10023135
Cp = 0,99956
Luego al cociente promedio se le aplica el +/- 0,30% y se compara el resultado con cada uno de los viajes, descartando viajes que aún siguen con errores brutos.
Por último, los viajes que hayan pasado el +/- 0,30% serán considerados para hallar el VEF final aplicando la ecuación 5: VEF= 0,9995.
Forma correcta de aplicar el VEF para hallar el porcentaje de tolerancia en la transferencia de custodia
De acuerdo al país o lugar donde se encuentren varía el porcentaje de tolerancia una vez aplicado el VEF al volumen de carga o descarga, por ejemplo:
Para Ecuador la norma técnica ecuatoriana NTE INEN 2350 TRANSPORTE DE CRUDOS Y DERIVADOS, recomienda una tolerancia de +/- 0,50%. Para trabajos internacionales la norma API MPMS 17.9 APLICACIÓN DEL VEF, recomienda una tolerancia de +/- 0,20%.
Porcentaje de tolerancia en la trasferencia de custodia
En primer lugar, se deben identificar las variables para hallar dicha tolerancia, estas variables estarán identificadas de acuerdo a la operación que se esté realizando, sea: Carga, descarga o alije, se enlistan a continuación:
Volumen recibido, la definición de volumen recibido varía, dependiendo, si es una carga descarga. En tal caso sería, Volumen recibido (Vr) = Volumen recibido en buque (para una carga) y Volumen recibido = Volumen recibido en tierra (para una descarga).
Volumen de referencia o Bill of Lading-BL (supuesto real), y
El factor de experiencia del buque calculado con anticipación a la operación
Las tres variables mencionadas servirán como variables estándar en el cálculo de la tolerancia permisible de la transferencia de custodia, sea para carga, descarga o alije.
El porcentaje de tolerancia está en función de la diferencia de volúmenes, tanto de buque (ajustado) y el volumen de referencia o Bill of Lading, dividido por el volumen de referencia, visto cuantitativamente seria de esta manera:
Para carga de productos de petróleo, el porcentaje de tolerancia queda definido por la siguiente ecuación, partiendo de laecuación 1.
Donde:
El Vdt, es el volumen despachado desde tierra, si es carga el Vdt será igual al volumen de referencia o BL (Bill of Lading).
El Vr, volumen recibido en buque.
Entonces, la ecuación de porcentaje de tolerancia para carga queda de la siguiente forma:
Para descarga de productos de petróleo, el porcentaje de tolerancia queda definido por la siguiente ecuación, partiendo de laecuación 1.
Donde:
El Vi, es el volumen inicial, volumen calculado al arribo del buque.
El Vr, es el volumen recibido en tierra; para una descarga el volumen de referencia sería igual al volumen recibido en tierra. Este volumen de referencia debe ser similar o igual al volumen de tierra cuando el buque estaba cargando.
Entonces, la ecuación de porcentaje de tolerancia para descarga queda de la siguiente forma:
Para alije de productos de petróleo, el porcentaje de tolerancia queda definido por la siguiente ecuación, partiendo de la ecuación 1.
Donde:
El Vr, volumen recibido en el buque alijador.
El Vd, volumen despachado del buque madre, sería igual al volumen de referencia o Bill of Lading.
Entonces, la ecuación de porcentaje de tolerancia para alijes queda de la siguiente forma:
Para hallar el porcentaje de tolerancia de los dos casos de carga que se ha estimado en este artículo, se hace uso de la ecuación 2, ya que corresponde a una operación de carga de Fuel Oil.
Primer caso:
Vr = 474875,12 Glns
BL = 472846,92 Glns
VEF = 1,0036
% Tolerancia = 0,00068 * 100 %
% Tolerancia = 0,07 %
Segundo caso:
Vr = 1’001.070 Glns
BL = 999.600 Glns
VEF = 0,9995
% Tolerancia = 0,002 * 100 %
% Tolerancia = 0,2 %
3. Discusión (o análisis de resultados)
Como se puede observar en los cálculos hechos para hallar el porcentaje de tolerancia permisible en la trasferencia de custodia, se puede recalcar que el porcentaje está dentro de los límites permitidos por las normas.
El porcentaje de tolerancia se aplica únicamente después de que la diferencia de volúmenes sin aplicar el factor de experiencia exceda los valores permitidos, de la siguiente manera:
Para el primer caso, se tiene una diferencia de trasferencia buque, tierra de 2018 Glns esta diferencia es dividida para el volumen de referencia o Bill of Lading, 2018 / 472846,92 = 0,0043, esta relación se la multiplica por el 100% para estimar el valor medido en porcentaje, seria 0,43%. Este valor indica que la diferencia entre volúmenes transferidos está dentro del límite que indica la norma técnica ecuatoriana NTE INEN 2350.
Además, el valor del factor de experiencia del buque es 1,0036 lo que nos indica que el volumen cargado va a ser mayor que el volumen despachado en tierra (VEF>1). Entonces, se puede decir que el volumen cargado en buque está relativamente correcto.
Con el valor del VEF = 1,0036 se puede estimar antes que finalice la carga que habrá una diferencia mayor a 1000 galones con respecto al volumen despachado en tierra.
Para el segundo caso, se tiene una diferencia buque, tierra de 1470 galones, dicha diferencia se divide para el volumen de referencia o Bill of Lading, 1470 / 999600 = 0,0015 * 100 %, dando un porcentaje de 0,15 %. Este valor nos indica que la diferencia entre volúmenes transferidos está dentro del límite que permite la norma técnica ecuatoriana NTE INEN 2350.
Analizando el factor de experiencia para este caso, el VEF = 0,9995 nos indica que el volumen que será cargado va a ser menor que el volumen despachado en tierra, debido a las condiciones establecidas por el VEF, que especifica que cuando el VEF < 1 habrá menos volumen a bordo comparado con el de tierra.
De acuerdo al volumen cargado en buque, esta carga no está relacionada con las condiciones que nos ofrece el factor de experiencia del buque VEF, ya que está por debajo de la unidad.
Conclusiones
Se debe establecer para cada operación sea, carga, descarga o alije que el factor de experiencia del buque VEF debe ser comparado con los volúmenes transferidos desde tierra a bordo o viceversa, ya que estos deben tener relación directa con las condiciones que establece la tolerancia de aceptación del VEF y si esto no se cumple emitir una carta de protesta o llegar a un acuerdo con las partes implicadas para resolver las diferencias volumétricas transferidas.
El factor de experiencia del buque VEF no solo debe aplicarse para cuando existan faltantes grandes en la transferencia de volúmenes de hidrocarburos y por consecuencia hallar el volumen teórico real trasferido, sino, considerarlo como prioridad para relacionar las cargas o descargas transferidas, para con eso obtener un conocimiento adicional del posible volumen final antes de que termine la trasferencia de producto y con ello establecer como procedimiento a aplicar en una transferencia de hidrocarburo.
La tolerancia permisible es el límite que permite indicar si la transferencia volumétrica marítima está dentro del rango permisible, pero esto se puede aplicar siempre y cuando los volúmenes transferidos no sean aceptables. Por otro lado, el VEF es un valor importante, pero podría serlo aún más, ya que si se aplica el VEF al inicio de cada operación por consecuencia se obtendría un valor volumétrico estimado de la carga final. Lo cual permitiría saber con más exactitud las figuras volumétricas tanto de tierra como a bordo.
