El rollover no es un riesgo teórico. Ha pasado. Ha causado incidentes graves en terminales de GNL. Y en una FSRU, las condiciones para que ocurra son más probables que en un buque convencional, por razones estructurales que pocos abordan a tiempo.Rollover is not a theoretical risk. It has happened. It has caused serious incidents at LNG terminals. And in an FSRU, the conditions for it to happen are more likely than on a conventional vessel, for structural reasons that few address in time.
La industria del GNL conoce el rollover desde el incidente de La Spezia, Italia, en 1971, cuando la liberación súbita de vapor en un tanque de almacenamiento causó venteo masivo. SIGTTO lo documentó. GIIGNL lo estudió. Los códigos de diseño (EN 1473, NFPA 59A) lo contemplan en el dimensionamiento de válvulas de alivio. Sin embargo, en el contexto específico de las FSRU, este riesgo no siempre recibe la atención operacional y contractual que merece.The LNG industry has known about rollover since the La Spezia, Italy incident in 1971, when the sudden release of vapour in a storage tank caused massive venting. SIGTTO documented it. GIIGNL studied it. Design codes (EN 1473, NFPA 59A) account for it in relief valve sizing. However, in the specific context of FSRUs, this risk does not always receive the operational and contractual attention it deserves.
Dentro de un tanque de GNL se pueden formar capas de líquido con diferentes densidades. Si esas capas no se mezclan, la de abajo acumula calor del fondo y las paredes del tanque. Cuando su densidad baja hasta igualarse con la de arriba, la interfaz colapsa: el líquido sobrecalentado sube de golpe, libera toda esa energía como vapor, y la tasa de boil-off se dispara muy por encima de lo normal. Eso es el rollover.Inside an LNG tank, layers of liquid with different densities can form. If those layers do not mix, the bottom one accumulates heat from the tank floor and walls. When its density drops to match the layer above, the interface collapses: the superheated liquid rushes upward, releases all that stored energy as vapour, and the boil-off rate spikes well above normal levels. That is rollover.
1. Estratificación. Se forman capas de GNL con diferentes densidades dentro del tanque. Esto ocurre cuando se cargan lotes de GNL de diferente composición o cuando el heel remanente tiene una densidad distinta al nuevo cargamento.1. Stratification. Layers of LNG with different densities form within the tank. This occurs when LNG batches of different composition are loaded, or when the remaining heel has a different density from the new cargo.
2. Acumulación de energía. El calor entra al tanque a través del aislamiento, el fondo y las paredes. La capa inferior absorbe este calor, pero la diferencia de densidad impide la convección natural entre las capas. Cada capa establece sus propias corrientes de convección internas, pero no se mezclan entre sí.2. Energy accumulation. Heat enters the tank through the insulation, bottom, and walls. The lower layer absorbs this heat, but the density difference prevents natural convection between layers. Each layer establishes its own internal convection currents, but they do not mix with each other.
3. Igualación de densidades. La capa inferior se calienta y su densidad disminuye progresivamente. La capa superior pierde las fracciones más ligeras por evaporación y su densidad aumenta. Eventualmente, las densidades convergen.3. Density equalisation. The lower layer heats up and its density gradually decreases. The upper layer loses its lighter fractions through evaporation and its density increases. Eventually, the densities converge.
4. Mezcla súbita. Cuando las densidades se igualan, la interfaz inestable colapsa. El líquido sobrecalentado de la capa inferior sube rápidamente.4. Sudden mixing. When the densities equalise, the unstable interface collapses. The superheated liquid from the lower layer rises rapidly.
5. Liberación masiva de vapor. El líquido que sube libera su energía acumulada en forma de vapor. La tasa de boil-off se dispara y la presión del tanque puede superar los límites operacionales.5. Massive vapour release. The rising liquid releases its accumulated energy as vapour. The boil-off rate spikes and tank pressure may exceed operational limits.
A diferencia de un buque LNG convencional que carga en un puerto y descarga en otro dentro de una ruta dedicada, las FSRU operan bajo condiciones que hacen la estratificación estructuralmente más probable. Hay cuatro impulsores que todo operador y todo contrato de charter deben contemplar:Unlike a conventional LNG carrier that loads at one port and discharges at another on a dedicated route, FSRUs operate under conditions that make stratification structurally more likely. There are four drivers that every operator and every charter contract must address:
Las FSRU reciben GNL de múltiples proveedores y orígenes. Las densidades varían entre 436 y 485 kg/m³ según GIIGNL. El spread de composición es de ~11%. Cada cargamento nuevo interactúa con el heel remanente, creando condiciones para la estratificación.FSRUs receive LNG from multiple suppliers and origins. Densities vary between 436 and 485 kg/m³ according to GIIGNL. The composition spread is ~11%. Each new cargo interacts with the remaining heel, creating conditions for stratification.
En travesía, el movimiento del buque promueve la mezcla natural del cargo. Una FSRU está fondeada o amarrada. La estratificación se acumula en el tiempo sin el efecto de agitación del oleaje en navegación.During a voyage, vessel motion promotes natural mixing of cargo. An FSRU is anchored or moored. Stratification accumulates over time without the agitation effect of seaway motions during navigation.
El llenado y el consumo de gas ocurren sobre la misma carga. Esta dinámica compleja de inventario, donde se recibe GNL fresco mientras se regasifica GNL envejecido del mismo tanque, requiere monitoreo continuo de densidades y temperaturas.Filling and gas consumption occur on the same cargo. This complex inventory dynamic, where fresh LNG is received while aged LNG from the same tank is regasified, requires continuous monitoring of densities and temperatures.
Algunas conversiones de LNGC a FSRU no incorporan sistemas avanzados de medición de estratificación ni boquillas de mezcla forzada. Los tanques esféricos o prismáticos no siempre tienen conexiones de llenado superior (top fill) a menos que se instalen durante la conversión.Some LNGC-to-FSRU conversions do not incorporate advanced stratification measurement systems or forced mixing nozzles. Spherical or prismatic tanks do not always have top fill connections unless installed during conversion.
Para prevenir el rollover hay que detectar la estratificación antes de que se convierta en un problema. Y eso depende de tres cosas trabajando juntas: la tecnología a bordo, los procedimientos operacionales, y un contrato que deje claro quién es responsable de qué. Si uno de los tres falla, el riesgo está abierto.Preventing rollover means catching stratification before it becomes a problem. And that depends on three things working together: the technology on board, the operational procedures, and a contract that makes clear who is responsible for what. If any one of the three fails, the risk is open.
Sensores de temperatura y densidad a varios niveles del tanque, sistema de monitoreo de nivel (LMS), y modelos predictivos. Comparar siempre los datos del cargamento entrante con la composición del heel existente.Temperature and density sensors at multiple tank levels, level monitoring system (LMS), and predictive models. Always compare the incoming cargo data against the composition of the existing heel.
Cargar en tanques vacíos y pre-enfriados cuando sea posible. Usar transferencias internas entre tanques: mover carga de tanques que no regasifican hacia los que sí lo hacen, para promover la mezcla. Elegir top o bottom filling según la densidad del cargamento vs. el heel. Monitorear la tasa de boil-off como primer indicador.Load into empty, pre-cooled tanks when possible. Use internal tank-to-tank transfers: move cargo from non-regasifying tanks into regasifying tanks to promote mixing. Choose top or bottom filling based on the density of the incoming cargo vs. the heel. Monitor the boil-off rate as your first indicator.
Performance review de la regasificación y su sistema de almacenamiento, matriz de asignación de off-hire, y el contrato de charter debe incluir esta responsabilidad explícitamente. Definición clara de quién asume el riesgo y los costos asociados.Performance review of regasification and storage systems, off-hire allocation matrix. The charter contract must explicitly include this responsibility. Clear definition of who assumes the risk and associated costs.
Cambios inesperados en la tasa de boil-off o en el nivel del tanque. Lectura de temperaturas y densidades en varios niveles del tanque de forma continua. Revisar la composición de cada cargamento nuevo contra el heel antes de cargar.Unexpected changes in boil-off rate or tank level behaviour. Read temperatures and densities at multiple tank levels on a continuous basis. Check the composition of every new cargo against the heel before loading.
En la mayoría de los proyectos FSRU que vemos, el riesgo de rollover queda en una zona gris. El propietario del buque dice que es problema del operador. El operador dice que depende de la calidad de la carga. El comprador de GNL dice que él solo compra moléculas. Entonces, ¿quién es responsable cuando un spot cargo con composición distinta causa estratificación sobre el heel? ¿Quién paga el venteo? ¿Quién absorbe el off-hire si hay que descargar el tanque a tierra?In most FSRU projects we see, rollover risk sits in a grey area. The vessel owner says it is the operator's problem. The operator says it depends on the cargo quality. The LNG buyer says they just buy molecules. So who is responsible when a spot cargo with a different composition causes stratification over the heel? Who pays for the venting? Who absorbs the off-hire if the tank needs to be discharged to shore?
Estas preguntas deben resolverse antes de que el problema exista. En el TCR (Time Charter Requisition), en los anexos operacionales, y en los protocolos de aceptación de carga. No después del venteo.These questions must be resolved before the problem exists. In the TCR (Time Charter Requisition), in the operational annexes, and in the cargo acceptance protocols. Not after the venting event.
En Rawbai hemos operado y supervisado tanques de GNL en FSRU de diferentes tipos y tamaños. Sabemos cómo se ve la estratificación en la práctica, qué instrumentación funciona y cuál no, cómo estructurar los procedimientos de carga y gestión de inventario, y qué cláusulas deben estar en el contrato para que este riesgo tenga un dueño claro.At Rawbai, we have operated and supervised LNG tanks on FSRUs of different types and sizes. We know what stratification looks like in practice, which instrumentation works and which does not, how to structure loading and inventory management procedures, and which clauses need to be in the contract so this risk has a clear owner.
Si tu proyecto FSRU está en fase de viabilidad, negociando el charter, o preparándose para operar, este es el momento de alinear estos tres frentes. No después del primer cargamento.If your FSRU project is in feasibility, negotiating the charter, or getting ready to operate, this is the time to get these three things aligned. Not after the first cargo.
Fuente principal: SIGTTO, "Guidance for the Prevention of Rollover on LNG Ships", 1ª Edición, 2012.Primary source: SIGTTO, "Guidance for the Prevention of Rollover on LNG Ships", 1st Edition, 2012.
Rawbai
Asesoría estratégica para GNL, FSRU, LNGC y operaciones marítimas críticas.Strategic advisory for LNG, FSRU, LNGC and critical marine operations.
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