Como funciona el dispensador de gasolina en una estación de servicio?

Esta pregunta y muchas otras son las que deberiamos de hacernos. El por que? como? funcionan las cosas que estan a nuestro alrededor.  Nos daremos cuenta que conociendo estas interrogantes entenderemos mejor los mecanismos mas complejos.

La bomba de un surtidor se compone de tres partes importantes:

1. Los tanques de almacenamiento de combustible

La nafta o gasoil vendidos en las estaciones de servicio se almacena bajo tierra en depósitos enterrados. Cada uno tiene varios miles de litros de capacidad. Hay al menos dos de estos tanques por estación y cada tanque por lo general tiene un tipo diferente de combustible. Tener los depósitos de combustible subterráneos presenta un problema obvio: tiene que desafiar la gravedad para llegar hasta el tanque de tu auto.

Para mover el combustible de su escondite subterráneo hasta el nivel de la calle, en la mayoría de las estaciones de servicio recurre a dos tipos de bomba - una sumergible o una de succión:

• Bomba sumergible. Como su nombre lo indica, se sumerge por debajo de la superficie del líquido, donde se utiliza una hélice para impulsar el combustible hacia arriba. Las palas inclinadas de la hélice giran con el motor y mueven el líquido como un ventilador de casa empuja el polvo o el cabello.

• Bomba de succión. Mueve el líquido con el principio de la presión desigual. Un tubo es insertado en el agua. Un motor por encima del nivel del líquido elimina suficiente aire de la tubería para disminuir la presión del aire por encima del combustible. Cuando la presión del aire dentro del tubo es lo suficientemente baja, el combustible simplemente sube hacia el dispensador en la superficie.

La principal ventaja de una bomba sumergible sobre una bomba de aspiración es que la hélice puede empujar el agua a una distancia vertical mayor. Sin embargo, debido a que los tanques de combustible en la mayoría las estaciones de servicio se encuentran a sólo unos metros por debajo del dispensador, una bomba de succión es generalmente más que adecuada para la tarea en cuestión.

2. La válvula de retención

Cuando el bombeo de la combustible está completo y el motor de la bomba se apaga, la gasolinal dentro de la tubería no vuelven a caer en el tanque. Por el contrario, se queda atrapada dentro de la tubería gracias al trabajo de la válvula de retención. Ésta se encuentra por encima del combustible dentro del tubo y crea un sello hermético. Aunque la parte inferior del tubo está abierta, la presión de vacío creado por la válvula de retención mantiene el combustible en su lugar. Esto es como cuando tomás una bebida por medio de un sorbete y  tapas con el dedo el conducto superior para sostener el fluido sin que se caiga.

Utilizando una válvula de retención para mantener el líquido dentro del tubo, evita un desgaste innecesario de la bomba de succión y asegura que el suministro de combustible se mantenga en la tubería para que el próximo cliente no tenga que esperar a que se extraiga desde abajo. Puede no parecer gran cosa, pero el proceso puede tardar de 10 a 15 segundos. Eso no es una espera muy larga, pero puede ser una eternidad cuando estás esperando que el combustible llegue. Por otro lado, la energía que impulsa a las bombas por lo general proviene de la misma red eléctrica que alimenta las luces y los aparatos en tu casa y requeriría consumir más energía para llenar los tanques de los autos.

3. El medidor de flujo

Ahora que el combustible está en camino hacia el auto y se está bombeando ¿cómo sabe el surtidor la cantidad que se inyecta al vehículo?

El líquido que viaja hacia arriba en el dispensador, pasa a través de una válvula reguladora que mide la velocidad del flujo de combustible. Esto lo hace a través de una membrana de plástico que se comprime más y más estrechamente por el tubo conforme el flujo de combustible aumenta, dejando siempre espacio suficiente para que la cantidad correcta pase a través de él. Si se ha establecido una cantidad predeterminada de combustible a bombear, el flujo se reducirá a medida que se aproximan al límite.

Este tubo también contiene el medidor de flujo, que es un molde de hierro o de aluminio, el cual tiene una serie de engranajes o un rotor simple por donde pasa el combustible. Estos “leen” el flujo y pasan la información a una computadora situada en el dispensador que muestra la cantidad medida en décimas de litros. A medida que la temperatura del combustible cambia -particularmente en los días fríos y calientes por ejemplo, la densidad del combustible puede cambiar, causando un error en la cantidad de líquido medido. La computadora compensa este error tomando en cuenta la temperatura del líquido, registra el flujo del líquido y ajusta el precio de venta.

El desgaste en el medidor puede degradar su precisión con el tiempo, por lo que los controles periódicos por la autoridad o institución a cargo son necesarios para realizar las certificaciones y evitar fraudes.

En el esquema anterior, la gasolina sigue la ruta marcada por la línea dorada. En el circuito dibujado en azul hay aire. El boquerel (creo que así lo llaman en las gasolineras) para repostar tiene dos tubos dispuestos en forma de YY va la gasolina. La otra rama de la Y está vacía, o sea, llena de aire. La gasolina, al moverse por su rama de la Y, provoca una leve bajada de presión por efecto Venturi en el “anillo de Venturi”, en el interior del boquerel. Esta bajada de presión hace que entre aire por entrada de la otra rama de la Y. en su interior.

Pero cuando el depósito está lleno, a la entrada de la otra rama de la Y (recordemos, la que está en azul en el esquema) no llega aire, sino combustible. El combustible no puede ascender por el tubo porque la bajada de presión no es tan grande, con lo que provoca que se forme un pequeño vacío (bajada de presión, sin llegar a hacer vacío), que es detectado por el sensor de presión en el interior del boquerel, que a su vez detiene la bomba con ese característico “clac” tan molesto a veces.

Visto de otra manera: el sensor de presión que regula la salida de la gasolina lo podemos simular nosotros mismos con una pajita. Si respiramos (ojo, respirar, no succionar) a través de una pajita, y metemos la pajita en un vaso con líquido, notaremos de inmediato una dificultad grande para seguir respirando (el líquido no llega a los pulmones. Simplemente hace que tengamos que hacer más esfuerzo para seguir levantándolo por la pajita. Si siguiéramos inspirando con fuerza sí que podríamos hacer subir el líquido hasta la boca y llegar a
atragantarnos). En un boquerel cualquiera, si miramos de frente la entrada, veremos ambas aberturas, la del aire (la pequeña) y la de la gasolina (la grande).