https://doi.org/10.22463/2011642X.4402
Recibido: 23 de mayo de 2023 - Aprobado: 11 de octubre de 2023
Cómo citar:
E.D. Quintero-Duran, J.C. Bayona-Gómez, M.A. Grave-Capistran, L.A. Moreno-Pacheco, J. Martínez-Trinidad y R.A. García-León, “Análisis bibliométrico sobre las tendencias actuales de la normativa utilizada en tanques de almacenamiento de petróleo”, Rev. Ingenio, vol. 21, n°1, pp.45-53, 2024, doi: https://doi.org/10.22463/2011642X.4402
Este estudio tiene como objetivo proporcionar una visión general sobre la evolución histórica de los tanques de almacenamiento de petróleo y las normas del Instituto Americano de Petróleo (API), utilizando un análisis bibliométrico de fuentes de alto impacto considerando base de datos Scopus, con la finalidad de evidenciar tendencias de autores, países, revistas, instituciones y redes colaborativas. Los resultados mostraron una tasa de crecimiento de la temática del 1.07% anual desde 1972 hasta 2022 de la temática que considero normas API y tanques de almacenamiento de petróleo principalmente. Los artículos fueron escritos por alrededor de 316 autores, principalmente de los países Estados Unidos, Irán y China, Turquía y Canadá, lo que representa el 58% del total de publicaciones analizadas (159). Asimismo, se evidencio que el autor más relevante es Guzey S el cual utilizado gran cantidad de palabras clave asociadas a sus investigaciones publicadas en la revista American Society of Mechanical Engineers, Pressure Vessels and Piping Division.
Palabras clave:API, bibliometría, confiabilidad, normas, petróleo.
This study aims to provide an overview of the historical evolution of oil storage tanks and the standards of the American Petroleum Institute (API), using a bibliometric analysis of high-impact sources considering the Scopus database, with the purpose of showing trends in authors, countries, journals, institutions, and collaborative networks. The results showed a subject growth rate of 1.07% annually from 1972 to 2022 for the subject that mainly considers API standards and oil storage tanks. The articles were written by around 316 authors, mainly from the United States, Iran, China, Turkey, and Canada, representing 58% of the total publications analyzed (159). Likewise, it was evident that the most relevant author is Guzey S, who used many keywords associated with his research published in the journal American Society of Mechanical Engineers, Pressure Vessels and Piping Division.
Keywords:API, reliability, bibliometrics, petroleum, standards.
1. Introducción
El petróleo es un líquido natural que se encuentra debajo de la superficie de la tierra y que se puede refinar para convertirlo en combustible. El petróleo es un combustible fósil, lo que significa que ha sido creado por la descomposición de la materia orgánica durante millones de años. El petróleo se forma cuando grandes cantidades de organismos muertos, principalmente zooplancton y algas, debajo de la roca sedimentaria se someten a calor y presión intensos. Por otra parte, el petróleo se utiliza como combustible para impulsar vehículos, unidades de calefacción y máquinas, además de convertirse en plásticos y otros materiales. Debido a que la mayoría del mundo depende del petróleo para muchos bienes y servicios, la industria del petróleo es extremadamente poderosa y tiene una gran influencia en la política mundial y la economía global [1].
La extracción y el procesamiento del petróleo es un importante motor de la economía y la geopolítica mundial. Lo anterior debido a que a base del petróleo muchas empresas crean productos, incluidos plásticos, fertilizantes, automóviles y aviones, por ejemplo: el asfalto, el combustible para los vehículos, el gas natural, entre otros. El petróleo es un combustible fósil versátil que se puede refinar en muchos productos diferentes. Los ejemplos comunes incluyen gasolina, queroseno, aceite combustible y aceite lubricante [2].
Los medios para almacenar líquidos peligrosos (contaminantes) han cambiado considerablemente desde el descubrimiento de petróleo en Pensilvania en 1859. Los barriles de madera fueron reemplazados por tanques de acero remachados y, finalmente, tanques de almacenamiento de acero soldado. Para regular los líquidos inflamables y los estándares para las pruebas de rendimiento y la construcción se desarrollaron en el primer cuarto del siglo XX. A medida que el uso de vehículos motorizados se convirtió en el medio de transporte más común, los tanques de almacenamiento se instalaron bajo tierra por razones de seguridad, comodidad y estética. Alrededor de la Segunda Guerra Mundial, los tanques galvanizados fueron reemplazados por tanques imprimados o pintados con asfalto.
La experiencia estadounidense de utilizar tanques de acero para almacenar petróleo y productos químicos representa grandes esfuerzos en muchas naciones. La historia de esa experiencia cubre los primeros días de descubrir cómo el petróleo podría cambiar la sociedad para mejor, hasta tiempos más recientes, cuando la conciencia ambiental y las preocupaciones por la seguridad pública han demostrado la necesidad apremiante de almacenar la fuente de energía de manera segura. A medida que la Era Industrial descubrió diferentes usos para el petróleo, las compañías petroleras tuvieron que encontrar las formas más efectivas de almacenar la fuente de energía. En los primeros días de la industria petrolera, los barriles de madera servían como recipientes de almacenamiento. Pero los productores y vendedores de petróleo pronto se dieron cuenta de que necesitaban una solución confiable, a largo plazo y de mayor capacidad. Finalmente, durante las dos últimas décadas del siglo XIX, se desarrollaron tanques de acero remachados para almacenar petróleo y, eventualmente, productos químicos líquidos. Considerando su uso ya sea en la superficie o bajo tierra, el tanque remachado se convirtió en el estándar para el almacenamiento cuando la capacidad necesaria superaba los pocos barriles [3].
La estandarización de los requisitos para el almacenamiento de petróleo o líquidos inflamables y combustibles atrajo mucho a los propietarios de tanques, fabricantes, bomberos y aseguradoras en los Estados Unidos, donde varias organizaciones interesadas en la fabricación y uso de tanques comenzaron a abordar los problemas de seguridad del almacenamiento de petróleo a principios 1900. A medida que se intensificaba el uso de derivados del petróleo, los productores de hidrocarburos y las empresas instaladoras de tanques crearon sus propias asociaciones. El Instituto Americano del Petróleo (API, por sus siglas en inglés) se formó en 1919 y el Instituto de Equipos de Petróleo (PEI) se fundó en 1951. Ambos grupos han desarrollado varios estándares y pautas importantes para sistemas de tanques que son ampliamente respetados en muchos países [3].
A pesar de la importancia de las normas de API y las pruebas de laboratorio, actualmente no existe un instrumento bibliográfico estandarizado adaptado a los requisitos de fabricación y mantenimiento de diversos tanques de almacenamiento utilizados en el manejo del crudo. Los fabricantes deben adherirse a las mejores prácticas y recursos para optimizar los costos de construcción y mantenimiento, al tiempo que cumplen con los estándares del cliente [4] [5]. Además, falta una consolidación de datos bibliométricos sobre los avances científicos, tecnológicos y técnicos significativos en la fabricación de tanques de almacenamiento dentro del sector colombiano de hidrocarburos, especialmente en lo que respecta a las regulaciones API MPMS. Dichos datos proporcionarían información sobre las tendencias actuales en este sector industrial crucial a nivel mundial [6].
Considerando lo anterior, la finalidad de este trabajo de revisión de literatura es suministrar una visión general de la revisión histórica sobre tanques de almacenamiento de petróleo, disponiendo para esto el análisis bibliométrico basado en fuentes bibliográficas de alto impacto. Los datos fueron recopilados en agosto de 2022, directamente de la base de datos Scopus relacionada con el tema de tanques de almacenamiento de petróleo y las normas que se han aplicado para su uso y mantenimiento.
Analizar las publicaciones científicas y construir una fuerte columna en el proceso de investigación, es lo que se llama bibliometría, además de convertirse en una herramienta para calificar el proceso generador del conocimiento teniendo un impacto de este proceso en el entorno. Se puede considerar a su vez, como una sub-disciplina de la cienciometría al proporcionar información sobre los resultados de un proceso investigador, la evolución, estructura y su volumen, además lograr resaltar el impacto de las fuentes tanto como de la investigación [9]. Las métricas científicas y los análisis bibliométricos son tenidos en cuenta como punto de referencia por los científicos para realizar nuevos estudios, con el propósito de descubrir las nuevas tendencias científicas a través de la retroalimentación al interior de las instituciones de educación superior y el fortalecimiento del capital intelectual a través del tiempo [10].
Para realizar análisis bibliométricos, generalmente se utiliza el procedimiento descrito en la figura 1, la cual consiste en 3 pasos [11]. La información sobre la producción científica (artículos y libros) fue clasificada por áreas y redes de colaboración cuya información fue provista automáticamente por la base de datos Scopus sin el uso de otros softwares [12] [13]. Esta información fue analizada y discutida considerando teorías sobre capital intelectual y producción científica en instituciones de educación superior y otras publicaciones. Nótese que, el análisis de la producción científica relacionada con las universidades con afiliación de artículos, se desarrolló considerando únicamente la información proporcionada directamente por Scopus sobre los autores y artículos por áreas y redes de colaboración [14]. Sin embargo, se seleccionó la base de datos Scopus por contar con los documentos de mayor impacto, facilidad de acceso, fácil visualización de los datos a lo largo de los años e información gráfica actualizada a partir de la producción científica [15].
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En la figura 3, se puede observar que en el transcurso de los periodos analizados, la palabra clave de tanques de aceite/petróleo han sido ampliamente utilizada por los autores, seguido del estudio de la presión en los tanques bajo diferentes estudios y análisis que han permitido tomar decisiones y mejorar el estado de los tanques en el área de mantenimiento.
Por otra parte, la figura 4 muestra las 20 palabras clave más empleadas y la reiteración de aparición para el análisis de los resultados encontrados del BA. Las palabras clave más utilizadas son: Tanques de aceite/petróleo, Tanques y normas, que hacen parte del 23% de las apariciones en palabras clave de los documentos analizados. La repetición entre el uso y frecuencia de aparición entre las palabras clave se muestra en la figura 5, donde podemos apreciar los círculos, donde más grande es el círculo, más apariciones tiene, y a su vez, la asociación que tiene con otras palabras clave, como se puede apreciar, por ejemplo: Tanques de aceite/petróleo, Tanques y normas (Oil tanks, tanks and standards). Por otra parte, se pueden evidenciar diferentes colores estableciendo o agrupando las palabras claves en temáticas de investigación.
La figura 6 muestra el crecimiento de las 10 palabras claves más importantes relacionadas con el BA. Es evidente como se ha incorporado a través de los años el uso de la palabra tranques de petróleo y tanques o contenedores, seguido de las normas. Es importante mencionar que es de gran interés para el sector petrolero el estudio de esta temática de investigación para mejorar los procesos y así aplicar de manera efectiva el uso de la normatividad internacional [18]. Asimismo, el crecimiento de las palabras clave con los años, se complementa con la figura 7, la cual muestra la tendencia de las palabras clave con la frecuencia de aparición en las publicaciones científicas. Se evidencia en términos de frecuencia que las palabras más utilizadas son tranques de petróleo y tanques o contenedores, siendo de amplio interés en las investigaciones en esta área.
Por otra parte, la figura 8 muestra el crecimiento de las revistas a lo largo de los años considerando la cantidad de documentos publicados. Se observa que la revista más importante continúa siendo American Society Of Mechanical Engineers, Pressure Vessels And Piping Division con un aproximado de 13 artículos hasta el momento que se realizó el BA para el año 2022, mostrando un crecimiento constante desde su aparición en 1989. Asimismo, la revista Oil And Gas Journal es la segunda más importante revista considerando que ha publicado de forma constante 10 artículos desde 1988 hasta la fecha. Se puede evidenciar que la edad de la revista también considera que las publicaciones sean consideradas de alto impacto y por lo tanto, con la calidad científica para que sean altamente citadas.
Considerando los artículos más citados entre los documentos recopilados en el BA, el artículo titulado “Pressure vessel design manual cuyos autores son Moss DR y Basic MM” presenta 73 citaciones seguido del artículo titulado “Basis of seismic design provisions for welded steel oil storage tanks cuyos autores son Wozniak RS Mitchell WW” presenta 40 citaciones basado en el análisis y correlaciones entre las referencias bibliográficas de los 159 artículos analizados [19]; Asimismo, se pueden evidenciar trabajos relevantes en la temática con menos de 25 citaciones. Estos artículos altamente citados de forma global representan una fuente de guía para estudios donde se abordó la temática de normas API aplicadas al sector hidrocarburos.
Para el caso del impacto de los autores estudiados en el BA, se logró evidenciar en concordancia con la figura 14 los autores más importantes con su h_index, total de citaciones, numero de publicaciones y el año en el cual obtuvieron su primera publicación. Es evidente que Guzey se mantiene de primero seguido de Castaldi F y Firoozobadi A, con 6, 2 y 2 publicaciones en el tema, respectivamente. Por otra parte, las redes colaborativas entre autores se muestran en la figura 10. Es evidente la colaboración entre autores como Hannan Asa, Murhty Hs, Al-Harbi B, Al-Mithin AW y Sardesai V determinada por el color verde, seguido del color rojo liderado por Guzey S, Rondon A, Feng H y Bohra H. Por otra parte, se presentan colaboraciones en grupos de dos autores como es el caso del color naranjado, azul, marrón y morado. Estas redes de colaboración resultan ser de gran importancia en la comunidad científica dado a que contribuyen en la generación de mayor cantidad de ideas y por lo tanto productos de investigación plasmados en artículos de investigación, libros y participación en congresos. En la mayoría de los casos, la ciencia habla de la interdisciplinaridad de las áreas, lo cual conlleva al desarrollo de investigaciones más solidad en materia de profundidad y alcance, logrando así una mayor visibilidad que resulta en las citaciones del material de publicación científica.
Considerando las referencias de los documentos analizados, las redes de co-citación entre los artículos estudiados, la figura 11 muestra las principales co-citaciones entre los autores, evidenciando que Godoy y Rodon son unos de los autores que más co-citaciones presenta entre los autores y documentos estudiados, concluyendo que sus investigaciones han impactado las investigaciones relacionadas con la aplicación de las normas API en el sector de los hidrocarburos [20].
La figura 13 se puede visualizar que los países con mayores citaciones no son precisamente los que tienen mayor promedio de citaciones en los diferentes artículos donde se les mencionan, y dicha frecuencia no tiene una tendencia, este análisis se puede distinguir con Estados Unidos, detallando que el total de citaciones fue de 4810, mientras que el promedio por citaciones fue de 22.06, por otra parte China, Turquía, y Canadá poseen 1581, 1474 y 1130 citaciones respectivamente, mientras que un promedio de citaciones de 7.75, 50.83 y 50.54, respectivamente; siendo el promedio de citaciones de Turquía el más alto para el caso de los países analizados. Por otra parte, es importante mencionar que Estados Unidos es un importante país donde se han desarrollado estudios en normas API aplicadas a tanques de almacenamiento de petróleo porque fue en USA donde fueron elaboradas.
La colaboración entre los países se puede apreciar en la figura 14, donde la relación China-Estados Unidos, Estados Unidos-India son las principales colaboraciones, también se puede apreciar que China y Holanda, China y Egipto, Estados Unidos y Canadá tienen una colaboración bastante amplia. Se puede observar que el tamaño de los círculos infiere directamente con la cantidad de citas relacionadas a través del tiempo.
Como resultado del análisis bibliométrico BA, se obtuvo una tasa de crecimiento del 1.07% anual desde 1972 hasta 2022 de la temática que considero normas API y tanques de almacenamiento de petróleo principalmente. Los artículos fueron escritos por alrededor de 316 autores, principalmente de los países Estados Unidos, Iran y China, Turquía y Canadá lo que representa el 58% del total de publicaciones analizadas (159). Asimismo, se evidencio que el autor más relevante es Guzey S el cual utilizado gran cantidad de palabras clave asociadas a sus investigaciones publicadas en la revista American Society Of Mechanical Engineers, Pressure Vessels And Piping Division. Asimismo, como este autor es de Estados Unidos adscrito a la Purdue University, ha trabajado en colaboración con otros países lo que genero mayor visibilidad en términos de frecuencia de su nombre y por lo tanto de su país.
El estándar Norte Americano API 650 es el más utilizado en la industria del petróleo debido a su amplia demanda y cobertura en los cálculos de diseño y fabricación de tanques soldados de almacenamientos, los tanques diseñados y fabricados bajo este estándar deben soportar presiones de operación atmosférica menores a 18KPa o presiones internas que no sobrepasen el peso del techo, además la temperatura máxima de operación es de 93 °C.
[1] J. Chen, “Petroleum,” WebPage, 2022. [Online]. Available: https://www.investopedia.com/terms/p/petroleum.asp.
[2] P. Guerrero-Torre, “Estimación de costos en proyectos metalmecanicos y su aplicación al área petrolera,” Escuela Politécnica Nacional, 2013.
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[5] R. A. García-León, J. Herrera-Perea, and J. Cerón-Guerrero, “Improvement of the mechanical properties of nodular gray cast iron with the application of heat treatments,” Rev. Ingenio, vol. 17, no. 1 SE-Artículos de Investigación, pp. 21–27, Jan. 2020, doi: https://doi.org/10.22463/2011642X.2653
[6] I. Freitas de Almeida, M. Castelo Branco y R. Almeida de Oliveira, “Estudio comparativo en el diseño a flexión y cortante para zapatas corridas,” Rev. Ingenio, vol. 16, no. 1 SE-Artículos de Investigación, pp. 23–29, Jan. 2019, doi: https://doi.org/10.22463/2011642X.2364
[7] R. A. García-León, E. N. Flórez-Solano y G. Guerrero-Gómez, “Construcción de un banco de pruebas de medidores de flujo para el laboratorio de mecánica de fluidos de la Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña,” Rev. Ingenio, vol. 14, no. 1 SE-Artículos de Investigación, pp. 19–26, Jul. 2017, doi: https://doi.org/10.22463/2011642X.2191.
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[20] P. Pinilla-Pérez, “Sostenibilidad económica y medio ambiente en Colombia: muchas normas y poca aplicabilidad,” Rev. Ingenio, vol. 5, no. 1 SE-Artículos, pp. 78–84, Dec. 2012, doi: https://doi.org/10.22463/2011642X.2175.
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