Depósito de combustible

Para otros usos, consulte Tank (desambiguación) .

Un tanque de combustible (también llamado tanque de gasolina o tanque de gasolina ) es un contenedor seguro para fluidos inflamables . Aunque cualquier tanque de almacenamiento de combustible puede denominarse así, el término se aplica típicamente a parte de un sistema de motor en el que el combustible se almacena y se impulsa ( bomba de combustible ) o se libera (gas presurizado) en un motor . Los tanques de combustible varían en tamaño y complejidad, desde el pequeño tanque de plástico de un encendedor de butano hasta el tanque externo criogénico de múltiples cámaras del transbordador espacial .

Los tanques de combustible para bombarderos B-25

Llene las tapas de un automóvil BMW para los tanques de combustible de hidrógeno (izquierda) y de gasolina (derecha)

Usos

Por lo general, un tanque de combustible debe permitir o proporcionar lo siguiente:

• Almacenamiento de combustible: el sistema debe contener una determinada cantidad de combustible y debe evitar fugas y limitar las emisiones de evaporación.
• Llenado: el depósito de combustible debe llenarse de forma segura, sin chispas.
• Proporcione un método para determinar el nivel de combustible en el tanque, midiendo (la cantidad restante de combustible en el tanque debe medirse o evaluarse).
• Ventilación (si no se permite la sobrepresión, los vapores de combustible deben gestionarse a través de válvulas).
• Alimentación del motor (a través de una bomba).
• Anticipe los posibles daños y proporcione un potencial de supervivencia seguro.

El plástico ( polietileno de alta densidad HDPE) como material de construcción del tanque de combustible, aunque funcionalmente viable a corto plazo, tiene un potencial a largo plazo de saturarse a medida que combustibles como el diesel y la gasolina impregnan el material de HDPE.

Teniendo en cuenta la inercia y la energía cinética del combustible en un tanque de plástico transportado por un vehículo, el agrietamiento por estrés ambiental es un potencial definido. La inflamabilidad del combustible hace que el agrietamiento por tensión sea una posible causa de fallas catastróficas. Dejando a un lado las emergencias, el plástico HDPE es adecuado para el almacenamiento a corto plazo de diésel y gasolina. En los EE. UU., Los tanques aprobados por Underwriters Laboratories (UL 142) serían una consideración mínima de diseño.

Construcción del tanque de combustible

Ver también: Detección de fugas en el tanque

Depósito de combustible para el módulo lunar Apollo , años 60

Si bien la mayoría de los tanques se fabrican, algunos tanques de combustible todavía son fabricados por artesanos del metal o hechos a mano en el caso de los tanques de vejiga. Estos incluyen tanques personalizados y de restauración para automóviles, aviones, motocicletas, barcos e incluso tractores. La construcción de los tanques de combustible sigue una serie de pasos específicos. El artesano generalmente crea una maqueta para determinar el tamaño y la forma precisos del tanque, generalmente con tablero de espuma. A continuación, se abordan los problemas de diseño que afectan la estructura del tanque, como dónde van la salida, el drenaje, el indicador de nivel de fluido, las juntas y los deflectores. Luego, los artesanos deben determinar el grosor, el temple y la aleación de la hoja que usará para hacer el tanque. Después de cortar la hoja a las formas necesarias, se doblan varias piezas para crear la carcasa básica y / o extremos y deflectores para el tanque. Muchos tanques de combustible 'deflectores (particularmente en aviones y autos de carrera) contienenAgujeros de iluminación . Estos orificios con bridas tienen dos propósitos, reducen el peso del tanque y agregan resistencia a los deflectores. Hacia el final de la construcción, se agregan aberturas para el cuello de llenado, la recolección de combustible, el drenaje y la unidad de envío del nivel de combustible. A veces, estos orificios se crean en la carcasa plana, otras veces se agregan al final del proceso de fabricación. Los deflectores y los extremos se pueden remachar en su lugar. Las cabezas de los remaches se sueldan o sueldan con frecuencia para evitar fugas en el tanque. Los extremos pueden luego doblarse y soldarse, o bridarse y soldarse (y / o sellarse con un sellador de tipo epoxi) o los extremos pueden bridarse y luego soldarse. Una vez que se completa la soldadura, la soldadura fuerte o la soldadura fuerte, se realiza una prueba de fugas en el tanque de combustible. ^[1]

En la industria aeroespacial, el uso de selladores de tanques de combustible es una aplicación común para tanques de combustible integrales de alta temperatura. Esto proporciona una excelente resistencia a fluidos como agua, alcoholes, aceites sintéticos y fluidos hidráulicos a base de petróleo. ^[2]

Tanques de combustible para automóviles

La distancia máxima que puede cubrir un automóvil con motor de combustión con el tanque lleno es el producto de la capacidad del tanque y su eficiencia de combustible (como en millas por galón). Si bien los tanques más grandes aumentan la distancia máxima, también ocupan más espacio y (especialmente cuando están llenos) aumentan el peso total, lo que requiere un mayor consumo de combustible para obtener el mismo rendimiento. Por lo tanto, la capacidad del tanque de combustible es el resultado de una compensación en las consideraciones de diseño. Para la mayoría de los automóviles compactos , la capacidad está en el rango de 45 a 65 litros (12 a 17 galones estadounidenses); el modelo original Tata Nano es excepcional con su tanque de combustible de 15 litros (4 US gal). Los SUV y camiones tienden a tener tanques de combustible considerablemente más grandes.

Para cada vehículo nuevo se desarrolla un sistema de combustible específico, para optimizar el uso del espacio disponible. Además, para un modelo de automóvil, se desarrollan diferentes arquitecturas de sistemas de combustible, según el tipo de automóvil, el tipo de combustible (gasolina o diésel), los modelos de boquillas y la región.

Se utilizan dos tecnologías para fabricar depósitos de combustible para automóviles:

• Tanques de combustible de metal ( acero o aluminio ) soldados a partir de láminas estampadas. Aunque esta tecnología es muy buena para limitar las emisiones de combustible, tiende a ser menos competitiva y, por lo tanto, menos en el mercado, aunque hasta hace poco tiempo los tanques de combustible para automóviles estaban hechos casi exclusivamente de chapa metálica.
• Depósitos de combustible de plástico polietileno de alta densidad (HDPE) fabricados mediante moldeo por soplado . El HDPE moldeado por soplado puede adoptar formas complejas, por ejemplo, permitiendo que el tanque se monte directamente sobre el eje trasero, ahorrando espacio y mejorando la seguridad en caso de colisión. Inicialmente hubo preocupaciones sobre la baja tenacidad a la fractura del HDPE, en comparación con el acero o el aluminio. Se debe considerar y monitorear la preocupación por la seguridad y la capacidad de funcionamiento a largo plazo.

Los automóviles modernos a menudo cuentan con apertura remota de la tapa de llenado de combustible del tanque de combustible mediante un motor eléctrico o un cable de liberación. Por conveniencia y seguridad, muchos tanques de combustible modernos no se pueden abrir con la mano o desde el exterior del automóvil.

Tanque de reserva

A veces llamado tanque de reserva es un tanque de combustible secundario (en muchos autos / bicicletas contiene alrededor del 15% de la capacidad del tanque primario), estos se encuentran más comúnmente en bicicletas, autos más antiguos (algunos sin indicador de combustible) y vehículos diseñados para larga distancia o uso especial. Una luz en el panel de instrumentos indica cuando el nivel de combustible desciende por debajo de cierto punto en el tanque. No existe un estándar actual, aunque se realizan algunos esfuerzos para recopilar estos datos para todos los automóviles.

En los vehículos modificados para resistencia, el tanque principal (el que viene con el automóvil) se convierte en un tanque de reserva y se instala uno más grande. El concesionario puede equipar algunos vehículos 4x4 con un tanque secundario (o subdepósito).

Enviar en una botella

El barco en un tanque de combustible de botella es un diseño de fabricación desarrollado por TI Automotive en Rastatt, Alemania, en el que todos los componentes de suministro de combustible, incluida la bomba, la electrónica de control y la mayoría de las mangueras, están encerrados dentro de un tanque de combustible de plástico moldeado por soplado, ^[3] y llevan el nombre el tradicional rompecabezas mecánico del barco en una botella . La técnica se desarrolló para reducir las emisiones de vapor de combustible en respuesta a los requisitos del vehículo de emisión cero parcial (PZEV). ^[4] La primera solicitud fue para el Ford GT 2005 .

Pila de combustible de carreras

Vejiga de combustible de seguridad FIA FT3 en el coche de carreras Porsche GT3 Cup

Para otros usos, consulte Pila de combustible (desambiguación) .

Una celda de combustible de carreras tiene una carcasa exterior rígida y un revestimiento interior flexible para minimizar la posibilidad de pinchazos en caso de una colisión u otro percance que resulte en daños graves al vehículo. Está lleno de un núcleo de espuma de célula abierta para evitar explosiones de vapor en la parte de vacío del depósito y para minimizar chapoteo de combustible durante la competición que pueden desequilibrar el vehículo o causar la entrega de combustible inadecuado para el motor ( falta de combustible ). ^[5]

Aeronaves

Ver también: Tanques de combustible de aeronaves y Tanque de caída

Disposición de los principales tanques de combustible de un avión de pasajeros

Las aeronaves suelen utilizar tres tipos de tanques de combustible: integral, rígido extraíble y de vejiga.

• Los tanques integrales son áreas dentro de la estructura de la aeronave que se han sellado para permitir el almacenamiento de combustible. Un ejemplo de este tipo es el " ala húmeda " que se usa comúnmente en aviones más grandes. Dado que estos tanques son parte de la estructura de la aeronave, no se pueden quitar para realizar tareas de mantenimiento o inspección. Se deben proporcionar paneles de inspección para permitir la inspección interna, la reparación y el servicio general del tanque. La mayoría de los aviones de transporte grandes utilizan este sistema, almacenando combustible en las alas, el vientre y, a veces, en la cola del avión.
• Los tanques rígidos extraíbles se instalan en un compartimento diseñado para acomodar el tanque. Por lo general, son de construcción metálica y se pueden quitar para inspección, reemplazo o reparación. La aeronave no depende del tanque para la integridad estructural. Estos tanques se encuentran comúnmente en aviones de aviación general más pequeños, como el Cessna 172 .
• Los tanques de vejiga, o celdas de combustible, ^[6] son bolsas reforzadas de caucho instaladas en una sección de la estructura de la aeronave diseñada para adaptarse al peso del combustible. La vejiga se enrolla y se instala en el compartimiento a través del cuello de llenado de combustible o el panel de acceso, y se asegura mediante botones metálicos o broches dentro del compartimiento. Muchos aviones ligeros de alto rendimiento, helicópteros y algunos turbopropulsores más pequeños utilizan tanques de vejiga. Una de las principales desventajas de este tipo de tanque es la tendencia de los materiales a endurecerse mediante el uso extensivo, haciéndolos frágiles y causando grietas. ^{[ cita requerida ]} Un aspecto positivo importante es la capacidad de utilizar la mayor cantidad posible de aviones para almacenar combustible.
• Los aviones de combate y los helicópteros generalmente utilizan tanques de combustible autosellantes .

Los tanques de combustible se han visto implicados en desastres de aviación , siendo la causa del accidente o agravándolo ( explosión del tanque de combustible ). ^{[7] [ verificación fallida ]} Por ejemplo:

• La "causa probable" oficial de la explosión y el posterior accidente del vuelo 800 de TWA es que existía una mezcla explosiva de aire y combustible en uno de los tanques de combustible de la aeronave. El cableado defectuoso proporcionó una fuente de ignición dentro del tanque, destruyendo el avión. Si bien la exactitud de los hallazgos oficiales aún se cuestiona en este caso, se han producido explosiones similares en otras aeronaves. Es posible reducir la posibilidad de explosiones del tanque de combustible mediante un sistema de inertización del tanque de combustible o espuma contra incendios en los tanques. ^[8]
• La quema de combustible puede explotar o incendiar el mismo avión u objetos y personas adyacentes. En el accidente del Convair 340 de Munich en 1960 , un transporte se estrelló contra una calle importante. La quema de combustible prendió fuego a un tranvía. Las 20 personas a bordo del avión y 32 pasajeros del tranvía murieron. ^[9]

En algunas áreas, el tanque de combustible de una aeronave también se conoce como celda de combustible de aeronave .

Suministro de agua

Los sistemas de suministro de agua pueden tener energía primaria o de respaldo suministrada por generadores de combustible diesel alimentados por un pequeño "tanque diario" y un tanque de combustible de almacenamiento a granel mucho más grande. ^{[10] [11]}

Seguridad

El diseño y la construcción adecuados de un tanque de combustible juegan un papel importante en la seguridad del sistema del que forma parte el tanque. En la mayoría de los casos, los tanques de combustible intactos son muy seguros, ya que el tanque está lleno de una mezcla de vapor de combustible / aire que está muy por encima de los límites de inflamabilidad y, por lo tanto, no puede arder incluso si hubiera una fuente de ignición presente (lo cual es raro).

Los tanques de aceite con barrera se utilizan para almacenar de forma segura el aceite de calefacción doméstica y otros materiales peligrosos. Las compañías de seguros suelen exigir la agrupación , en lugar de los tanques de almacenamiento de aceite de una sola capa .

Se han desarrollado y desplegado varios sistemas, como BattleJacket y vejigas de goma, para su uso en la protección (de la explosión causada por el fuego enemigo) los tanques de combustible de vehículos militares en zonas de conflicto. ^[12]

Ver también

• Electrificación
• Explosión
• Sistema de combustible rápido
• Contenedor de combustible
• Filtro de combustible
• Fuga de combustible
• Línea de combustible
• Bomba de combustible
• Echazón
• Vejiga de combustible

Referencias

1. White, Kent (noviembre-diciembre de 2010). "Tanques mucho - métodos para el desarrollo y fabricación de tanques de combustible de metal". Inicio Tienda Maquinista . 29 (6): 12-23.
2. "Sellador WS-8020 Clase B - Sellador de tanque de combustible de alta temperatura | NSL Aerospace" . Consultado el 13 de marzo de 2020 .
3. "TI presenta la tecnología del tanque de combustible" . Noticias de automoción. 27 de junio de 2005 . Consultado el 6 de noviembre de 2016 .
4. "Tanques de combustible de alta tecnología" . Coche y Conductor . 25 de octubre de 2010. Archivado desde el original el 6 de noviembre de 2016 . Consultado el 6 de noviembre de 2016 .
5. Safety Fuel Cell Facts , Fulesafe.com, obtenido el 26 de mayo de 2019
6. "Pilas de combustible de aviones" . Flotadores y pilas de combustible, Inc. (FFC). Archivado desde el original el 8 de noviembre de 2014 . Consultado el 5 de noviembre de 2014 .
7. "Abogado de lesiones personales de Connecticut" . Ley Trantolo. Archivado desde el original el 9 de mayo de 2008 . Consultado el 24 de diciembre de 2012 .
8. "Comité asesor de reglamentación de la aviación - informe final del grupo de trabajo de armonización del tanque de combustible" (PDF) . AIA, AECMA, ATA, ALPA, IATA, FAA, JAA, GAMA, API. Julio de 1998. Archivado (PDF) desde el original el 20 de febrero de 2013 . Consultado el 24 de diciembre de 2012 .
9. "El sitio de gestión de emergencias líder en la red" . Emergency-management.net. Archivado desde el original el 10 de junio de 2010 . Consultado el 24 de diciembre de 2012 .
10. Maciag, Mike (7 de junio de 2007). "Instalación de respaldo para alimentar obras de agua durante cortes". Erie Times-News . pag. 5B. Erie Water Works debe tener un tanque de almacenamiento a granel de 20,000 galones y un tanque diario de 5,000 galones instalado para soportar dos generadores de diesel que sirven como respaldo a la Planta de Tratamiento de Agua de Sommerheim en Erie, Pensilvania.
11. El Plan Integral de Restauración de los Everglades, Sección 8, págs. 8-3, 8-4, dice que las estaciones de bombeo pequeñas y medianas deben estar equipadas con tanques de almacenamiento de combustible capaces de almacenar siete días de capacidad, además de un "sistema empaquetado montado en el piso tanques de día " " Sección 8 " (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 27 de septiembre de 2007 . Consultado el 8 de junio de 2007 .
12. http://ww3.economist.com/news/technology-quarterly/21584446-fire-suppression-engineers-are-finding-ways-reduce-risk-fuel-tanks-will ^{[ enlace muerto permanente ]} Monitor: Bang pero no auge

Enlaces externos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Tanques de combustible .

• Reducción de la inflamabilidad del tanque de combustible en aviones de categoría de transporte ( Agencia de Protección Ambiental de EE . UU .).
• Armonización de tanques de combustible (Comité Asesor de Reglamentación de Aviación)
• Estados Unidos da a conocer una nueva regla sobre los tanques de combustible de los aviones , por el Departamento de Transporte de los Estados Unidos .
• 2005 Ford GT Tren motriz