depósito de combustible

Un depósito de combustible (también llamado tanque de gasolina o tanque de gas ) es un contenedor seguro para fluidos inflamables , generalmente gasolina o diésel . Si bien cualquier depósito de combustible puede denominarse así, el término se aplica normalmente a la parte del sistema del motor donde se almacena y se impulsa ( bomba de combustible ) o se libera (gas a presión) el combustible hacia el motor . Los depósitos de combustible varían en tamaño, desde el pequeño depósito de plástico de un encendedor de butano hasta el depósito externo criogénico multicámara del transbordador espacial .

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

• Almacenamiento de combustible: el sistema debe contener una cantidad determinada de combustible y debe evitar fugas y limitar las emisiones por evaporación.
• Llenado: el depósito de combustible debe llenarse de forma segura, sin que se produzcan chispas.
• Proporcione un método para determinar el nivel de combustible en el tanque, mediante medición (la cantidad restante de combustible en el tanque debe medirse o evaluarse).
• Ventilación (si no se permite la sobrepresión, los vapores de combustible deben controlarse mediante válvulas).
• Alimentación del motor (a través de una bomba).

Aunque la mayoría de los tanques se fabrican en serie, algunos tanques de combustible todavía son elaborados por artesanos metalúrgicos o hechos a mano en el caso de los tanques tipo vejiga. Estos incluyen tanques personalizados y de restauración para automóviles, aeronaves, motocicletas, barcos e incluso tractores. La construcción de tanques de combustible sigue una serie de pasos específicos. El artesano generalmente crea una maqueta para determinar el tamaño y la forma exactos del tanque, normalmente con cartón pluma. A continuación, se abordan los problemas de diseño que afectan la estructura del tanque, como la ubicación de la salida, el drenaje, el indicador de nivel de fluido, las juntas y los deflectores. Luego, el artesano debe determinar el grosor, el temple y la aleación de la lámina que utilizará para fabricar el tanque. Después de cortar la lámina con las formas necesarias, se doblan varias piezas para crear la carcasa básica y/o los extremos y deflectores del tanque. Muchos deflectores de tanques de combustible (particularmente en aeronaves y autos de carreras) contienen orificios de aligeramiento . Estos orificios con bridas cumplen dos funciones: reducen el peso del tanque y, al mismo tiempo, aumentan la resistencia de los deflectores. Hacia el final de la construcción, se añaden aberturas para el cuello de llenado, la toma de combustible, el drenaje y el sensor de nivel de combustible. A veces, estos orificios se crean en la carcasa plana; otras veces, se añaden al final del proceso de fabricación. Los deflectores y los extremos se pueden remachar. Las cabezas de los remaches se suelen soldar con latón o con estaño para evitar fugas en el tanque. Los extremos se pueden doblar y soldar, o rebordear y soldar con latón (y/o sellar con un sellador epoxi), o bien rebordear y soldar. Una vez finalizada la soldadura, el latón o la soldadura, se realiza una prueba de fugas en el tanque de combustible. ^{[ 1 ]}

En la industria aeroespacial, el uso de selladores para 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 ]}

El plástico ( polietileno de alta densidad, HDPE) como material de construcción para tanques de combustible, si bien es funcionalmente viable a corto plazo, tiene el potencial de saturarse a largo plazo a medida que combustibles como el diésel y la gasolina penetran en el material. Considerando la inercia y la energía cinética del combustible en un tanque de plástico transportado por un vehículo, el agrietamiento por tensión ambiental es un riesgo real. La inflamabilidad del combustible hace que el agrietamiento por tensión sea una posible causa de falla catastrófica. Dejando de lado las emergencias, el plástico HDPE es adecuado para el almacenamiento a corto plazo de diésel y gasolina. En EE. UU., los tanques aprobados por Underwriters Laboratories (UL 142) serían un requisito mínimo de diseño.

Los aviones suelen utilizar tres tipos de depósitos de combustible: integrales, rígidos extraíbles y de tipo vejiga.

• Los tanques integrales son compartimentos dentro de la estructura de la aeronave que se sellan para almacenar combustible. Un ejemplo de este tipo es el sistema de " ala húmeda ", comúnmente utilizado en aeronaves de mayor tamaño. Dado que estos tanques forman parte de la estructura de la aeronave, no se pueden desmontar para su mantenimiento o inspección. Se deben instalar paneles de inspección para permitir la inspección interna, la reparación y el mantenimiento general del tanque. La mayoría de los grandes aviones de transporte utilizan este sistema, almacenando combustible en las alas, la parte inferior del fuselaje y, en ocasiones, la cola.
• Los depósitos rígidos extraíbles se instalan en un compartimento diseñado para alojarlos. Suelen ser de metal y se pueden desmontar para su inspección, sustitución o reparación. La integridad estructural de la aeronave no depende del depósito. Estos depósitos se encuentran habitualmente en aeronaves de aviación general más pequeñas, como la Cessna 172 .
• Los depósitos de vejiga, o celdas de combustible, ^{[ 9 ]} son ​​bolsas de goma reforzadas instaladas en una sección de la estructura de la aeronave diseñada para soportar el peso del combustible. La vejiga se enrolla y se instala en el compartimento a través del cuello de llenado de combustible o panel de acceso, y se asegura mediante botones o broches metálicos dentro del compartimento. Muchas aeronaves ligeras de alto rendimiento, helicópteros y algunos turbohélices más pequeños utilizan depósitos de vejiga. Una desventaja importante de este tipo de depósito es la tendencia de los materiales a endurecerse por el uso prolongado, volviéndolos quebradizos y provocando grietas. Una ventaja importante es la posibilidad de utilizar la mayor parte de la aeronave posible para almacenar combustible.
• Los aviones de combate y los helicópteros suelen utilizar depósitos de combustible autosellantes .

Los tanques de combustible se han visto implicados en desastres aéreos , siendo la causa del accidente o agravándolo ( explosión del tanque de combustible ). ^{[ 10 ]} Por ejemplo:

• La causa probable oficial de la explosión y posterior accidente del vuelo 800 de TWA es la presencia de una mezcla explosiva de combustible y aire en uno de los tanques de combustible de la aeronave. Un cableado defectuoso proporcionó una fuente de ignición dentro del tanque, destruyendo el avión. Si bien la exactitud de las conclusiones oficiales aún se cuestiona en este caso, se han producido explosiones similares en otras aeronaves. Es posible reducir la probabilidad de explosiones en los tanques de combustible mediante un sistema de inertización o espuma extintora en los tanques. ^{[ 11 ]}
• El combustible en llamas puede explotar o incendiar el mismo avión o los objetos y personas que se encuentren cerca. En el accidente del Convair 340 en Múnich en 1960 , un avión de transporte se estrelló contra una calle principal. El combustible en llamas incendió un tranvía. Las 20 personas a bordo del avión y los 32 pasajeros del tranvía fallecieron. ^{[ 12 ]}

En algunas zonas, el depósito de combustible de un avión también se denomina pila de combustible del avión .

Los sistemas de suministro de agua pueden tener energía principal o de respaldo suministrada por generadores diésel alimentados por un pequeño "tanque de día" y un tanque de almacenamiento de combustible a granel mucho más grande. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

El diseño y la construcción adecuados de un tanque de combustible desempeñan un papel fundamental en la seguridad del sistema del que forma parte. En la mayoría de los casos, los tanques de combustible intactos son muy seguros, ya que están llenos de una mezcla de vapor de combustible y aire que supera ampliamente los límites de inflamabilidad y, por lo tanto, no pueden arder incluso si existiera una fuente de ignición (lo cual es poco frecuente).

Los depósitos de combustible con doble pared se utilizan para almacenar de forma segura gasóleo de calefacción doméstica y otros materiales peligrosos. Las compañías de seguros suelen exigir este tipo de depósitos , en lugar de los depósitos de una sola pared.

Se han desarrollado y desplegado varios sistemas, como BattleJacket y vejigas de goma, para proteger (de explosiones causadas por fuego enemigo) los tanques de combustible de vehículos militares en zonas de conflicto. ^{[ 15 ]}

Para los tanques de combustible estacionarios, una forma económica de protegerlos de peligros como temperaturas extremas y accidentes de vehículos es enterrarlos. Sin embargo, es difícil controlar las fugas en los tanques enterrados. Esto ha generado preocupación por los riesgos ambientales que representan los tanques de almacenamiento subterráneo .

Las descargas electrostáticas cerca de un tanque de combustible que se está llenando pueden provocar un incendio o incluso una explosión. Este riesgo puede mitigarse mediante un sistema de recuperación de vapores que reduce la concentración de vapores inflamables liberados durante el repostaje. También puede mitigarse reduciendo el riesgo de descargas electrostáticas en la estación de servicio. ^{[ 16 ]}

• Reducción de la inflamabilidad de los tanques de combustible en aviones de categoría de transporte ( Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. ).
• Armonización de los depósitos de combustible (Comité Asesor de Reglamentación Aeronáutica)
• Estados Unidos presenta una nueva normativa sobre los depósitos de combustible de los aviones , según el Departamento de Transporte de Estados Unidos .
• Sistema de propulsión del Ford GT 2005. Archivado el 4 de abril de 2023 en Wayback Machine.