Tanque, buque diseñado para transportar carga líquida a granel dentro de sus espacios de carga, sin utilizar barriles u otros contenedores. La mayoría de los buques cisterna transportan petróleo crudo desde los campos petrolíferos hasta las refinerías o productos petrolíferos como gasolina, gasóleo, fuel o materias primas petroquímicas desde las refinerías hasta los centros de distribución. Algunos petroleros con bodegas especiales para alimentos, bombas y otros equipos de manipulación pueden transportar melaza, aceite comestible e incluso vino a granel. Los buques especializados en el transporte de gas natural licuado y zumos de frutas suelen llamarse petroleros, aunque en estos buques la carga se transporta en realidad en grandes contenedores refrigerados que caben en la bodega.
Los petroleros y los buques cisterna de productos petrolíferos varían en tamaño, desde pequeños buques costeros de unos 60 metros (200 pies) de longitud, que transportan entre 1.500 y 2.000 toneladas de peso muerto (TPM), hasta enormes buques que alcanzan longitudes de más de 400 metros (1.300 pies), que transportan hasta 550.000 TPM y que son los mayores buques a flote. (El peso muerto es el peso total de la carga más los suministros necesarios como el combustible, el aceite lubricante, la tripulación y el soporte vital de la misma). Entre estos dos extremos hay varias clases de tamaño, aunque las especificaciones exactas de cada clase varían según las fuentes. Las denominaciones comunes de los petroleros, en orden descendente por tamaño, son:
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Buques de transporte de crudo ultra grandes (ULCC). Estos buques, los más grandes, tienen una eslora de unos 415 metros (1.350 pies) y una capacidad de 320.000 a más de 550.000 TPM. Transportan de dos a más de tres millones de barriles de crudo.
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Transportistas de crudo muy grandes (VLCC). Estos buques, con una eslora de unos 330 metros (1.100 pies), tienen una capacidad de entre 200.000 y 320.000 TPM. Transportan alrededor de dos millones de barriles.
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Suezmax. Estos buques, los más grandes que pueden transitar por el Canal de Suez, tienen unos 275 metros de eslora y una capacidad de 120.000 a 200.000 TPM. Transportan entre 800.000 y más de 1.000.000 de barriles.
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Aframax. El tamaño máximo de los buques para utilizar el método de evaluación del flete medio para calcular las tarifas de transporte marítimo, estos petroleros tienen unos 240 metros (790 pies) de eslora y una capacidad de 80.000 a 120.000 TPM. Transportan aproximadamente de 500.000 a 800.000 barriles.
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Panamax. El tamaño máximo que puede transitar por el Canal de Panamá, estos petroleros tienen una longitud de entre 200 y 250 metros (650 y 820 pies) y una capacidad de entre 50.000 y 80.000 TPM. Transportan entre 350.000 y 500.000 barriles.
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Handymax, Handysize, Coastal y otras clases. Estos buques tienen capacidades inferiores a 50.000 TPM y esloras de hasta aproximadamente 200 metros (650 pies).
Los petroleros de 100.000 TPM o menos pueden ser portadores de petróleo crudo («sucio») o de productos («limpio»). Los petroleros Aframax suelen denominarse los «caballos de batalla» de la flota mundial de petroleros, ya que transportan grandes cantidades de crudo de muchas regiones productoras y pueden utilizar la mayoría de las instalaciones portuarias. Los petroleros más grandes (los ULCC y VLCC y algunos de los Suezmax) suelen llamarse «superpetroleros». Se trata siempre de petroleros de crudo, que suelen realizar rutas entre grandes zonas productoras, como el Golfo Pérsico, y los principales mercados de Asia, Europa o Norteamérica. Los petroleros Suezmax pueden llegar a sus destinos en el Atlántico a través del Canal de Suez, mientras que los ULCC y todos los VLCC, salvo los más ligeros, deben rodear el Cabo de Buena Esperanza.
La experiencia con los superpetroleros ha demostrado que el coste directo del transporte de petróleo disminuye a medida que aumenta el tamaño del petrolero, aparentemente sin límite. Sin embargo, un obstáculo importante para la construcción de los buques más grandes es la falta de instalaciones en tierra adecuadas para ellos. Por esta razón, sólo se han construido un puñado de ULCC.
A partir de la década de 1960, una serie de accidentes desastrosos en los que se vieron implicados superpetroleros suscitaron una gran preocupación por la contaminación, como el encallamiento del Torrey Canyon en 1967 frente a Cornualles (Inglaterra), la rotura del Amoco Cádiz en 1978 frente a Bretaña (Francia) y el encallamiento del Exxon Valdez en 1989 frente a Alaska (Estados Unidos). En 1973, la Organización Marítima Internacional, un organismo de las Naciones Unidas al que pertenecen unos 170 países, aprobó el Convenio Internacional para Prevenir la Contaminación por los Buques (conocido como MARPOL). Una serie de enmiendas al MARPOL han servido para establecer una flota mundial de petroleros en la que todos los buques, salvo los más pequeños, tienen doble casco o algún equivalente adecuado. (En un buque de doble casco, los costados y el fondo constan de dos capas separadas por un espacio suficiente para reducir la posibilidad de que un incidente que rompa una capa rompa la otra). Después de 1996, todos los petroleros nuevos se entregaron con doble casco o alguna alternativa, y para 2026, según los términos de las enmiendas de MARPOL, todos los petroleros, excepto los más pequeños de casco único, deberán haber sido reconstruidos con una configuración de doble casco o deberán ser retirados.
La maquinaria de propulsión, la cubierta de navegación, los alojamientos de la tripulación y las bombas de carga de un petrolero están situados en la popa. El espacio de carga ocupa casi todo el resto de la eslora del buque, junto con los tanques de lastre o de combustible. Los motores diésel de los petroleros más grandes pueden pesar más de 2.000 toneladas, ser tan altos como un edificio de tres pisos y ofrecer más de 100.000 caballos de potencia.