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Bomba de gasolina

Una bomba, fabricada por Dresser Wayne , en Grecia .
Un dispensador en uso en una gasolinera BP en Wisconsin . [1]

Una bomba de gasolina o un surtidor de combustible es una máquina que se encuentra en una estación de servicio y que se utiliza para bombear gasolina , diésel u otros tipos de combustible líquido a los vehículos. Las bombas de gasolina también se conocen como surtidores de gasolina ( en Australia y Sudáfrica ), [2] [3] surtidores de gasolina (en los países de la Commonwealth ) o surtidores de gasolina (en América del Norte ).

Historia

La primera bomba de gasolina fue inventada y vendida por Sylvanus Bowser en Fort Wayne, Indiana , el 5 de septiembre de 1885, [4] antes de la industria automotriz . Se usaba comúnmente para dispensar el queroseno usado en lámparas y estufas . Más tarde mejoró la bomba al agregarle medidas de seguridad y una manguera para dispensar combustible directamente a los automóviles. Durante un tiempo, [ vago ] [ ¿cuándo? ] el término bowser se usó para referirse a una bomba de gasolina vertical. En los Estados Unidos, este término ahora solo se usa para camiones que transportan y dispensan combustible a aviones grandes en aeropuertos, [ cita requerida ] pero todavía se usa a veces en Australia y Nueva Zelanda. [5]

El primer surtidor de gasolina fue patentado por el noruego John J. Tokheim en 1901. El surtidor Tokheim lleva su nombre. El gigante de la industria minorista de combustibles OPW (una empresa de Dover) adquirió Tokheim en 2016. [ cita requerida ]

Muchos de los primeros surtidores de gasolina tenían un cilindro de vidrio calibrado en la parte superior. La cantidad deseada de combustible se bombeaba hacia el cilindro según lo indicado por la calibración. Luego se detenía el bombeo y la gasolina se dejaba salir hacia el tanque del cliente por gravedad. Cuando comenzaron a utilizarse las bombas dosificadoras, un pequeño globo de vidrio con una turbina en el interior reemplazó al cilindro de medición para mostrarle al cliente que realmente estaba fluyendo gasolina hacia el tanque. [ cita requerida ] El primer surtidor de gasolina medido, producido comercialmente por Gilbarco en 1911, carecía de este globo, y los clientes tenían que confiar en que el dueño de la gasolinera lo calibrara con precisión. [6] [7]

Diseño

Bomba de la estación de hidrógeno en una estación Shell
Un surtidor de cuatro surtidores en una gasolinera de Finlandia. El surtidor que se muestra aquí suministra gasolina 95E10 y 98E5, diésel y fueloil de bajo impuesto teñido con amarillo disolvente 124 (indicado como "Polttoöljy"/"Brännolja"/"MPÖ"; destinado principalmente a vehículos no destinados a circular por carretera, como los utilizados en los sectores agrícola y de la construcción).

Una bomba de gasolina moderna se divide en dos partes principales: un "cabezal" electrónico que contiene una computadora incorporada para controlar la acción de la bomba, accionar las pantallas de la bomba y comunicarse con un sistema de ventas interior; y una sección mecánica que (en una unidad autónoma) tiene un motor eléctrico, una unidad de bombeo, medidores, pulsadores y válvulas para bombear y controlar físicamente el flujo de combustible.

En algunos casos, la bomba real puede estar sellada y sumergida dentro de los tanques de combustible en un sitio, en cuyo caso se la conoce como bomba sumergible . En general, las soluciones sumergibles en Europa se instalan en países más cálidos, donde las bombas de succión pueden tener problemas para superar la cavitación con combustibles cálidos o cuando la distancia desde el tanque hasta la bomba es mayor de lo que una bomba de succión puede manejar.

En las bombas modernas, las principales variaciones están en la cantidad de mangueras o grados que pueden dispensar, la forma física y el hardware adicional para servicios como pago en la bomba y lectores de etiquetas para el personal.

Los vehículos de pasajeros ligeros bombean hasta unos 50 litros (13 galones estadounidenses ) por minuto [8] (Estados Unidos limita este valor a 10 galones estadounidenses [38 litros] por minuto [9] ); las bombas que abastecen a camiones y otros vehículos grandes tienen un caudal más alto, hasta 130 litros (34 galones estadounidenses) por minuto en el Reino Unido [8] y 40 galones estadounidenses (150 litros) en los EE. UU. Este caudal se basa en el diámetro del tubo de llenado de combustible del vehículo, que limita el caudal a estas cantidades.

El reabastecimiento de combustible de las aerolíneas puede alcanzar los 1000 galones estadounidenses (3800 litros) por minuto. [10] Los caudales más altos pueden sobrecargar el sistema de recuperación de vapor en vehículos equipados con controles mejorados de emisiones por evaporación [11] (requeridos desde 1996 en los EE. UU.), lo que causa emisiones de vapor excesivas y puede presentar un riesgo de seguridad.

Históricamente, las bombas de gasolina tenían una amplia gama de diseños para resolver los problemas mecánicos de bombeo, medición confiable, seguridad y estética. Esto ha llevado a cierta popularidad en el coleccionismo de surtidores antiguos, especialmente en los EE. UU. [12]

Boquillas de combustible

Las boquillas se conectan a la bomba con mangueras flexibles, de modo que puedan llegar a la entrada de llenado del vehículo. Las mangueras son resistentes para soportar un uso y desgaste intensos, incluida la exposición a la intemperie y al paso de vehículos, y a menudo se conectan mediante resortes o espirales resistentes para proporcionar resistencia adicional. También se instala una válvula de seguridad en la manguera para que la boquilla y la manguera se desprendan y el flujo de combustible se detenga si un automovilista se aleja con la boquilla todavía en el llenado.

Las boquillas suelen tener un código de colores que indica el tipo de combustible que dispensan, pero el código de colores difiere entre países e incluso entre minoristas. Por ejemplo, una manguera y un mango negros en la mayor parte de Europa indican que el combustible que se dispensa es diésel, y un surtidor verde indica combustible sin plomo; lo contrario es común en los EE. UU.

Combustible incorrecto

Algunas boquillas están diseñadas para evitar que el conductor seleccione el combustible incorrecto. Se supone que la boquilla de las bombas diésel es más grande para que no quepa en el tubo de llenado de un tanque de vehículo diseñado para gasolina. Sin embargo, las boquillas diésel de mayor diámetro no son un requisito real, y muchas bombas diésel han sido equipadas con boquillas de gasolina estándar. Además, la boquilla para gasolina con plomo es más ancha que para la gasolina sin plomo, y el tubo de llenado de los vehículos diseñados solo para gasolina sin plomo se hizo más estrecho para evitar el repostaje incorrecto. Algunos tanques de combustible diésel están diseñados para evitar que se utilice el tipo incorrecto de boquilla.

Mezcla

En algunos países, las bombas pueden mezclar dos productos de combustible antes de dispensarlos; esto se conoce como mezcla. Los usos típicos son en una bomba de "mezcla" para agregar aceite a la gasolina para motocicletas de dos tiempos , para producir un octanaje intermedio a partir de combustibles de alto y bajo octanaje separados, o para mezclar hidrógeno y gas natural comprimido ( HCNG ). Los minoristas se benefician al ofrecer tres grados de combustible mientras tienen que almacenar solo dos. Esto libera tanto el capital de trabajo como la capacidad del tanque y mejora la rotación del combustible.

Una exhibición de bombas en Jacksonville , Florida

Medición de caudal

El equipo debe medir con precisión la cantidad de combustible bombeado. La medición del caudal casi siempre se realiza mediante un medidor de pistón de 4 tiempos conectado a un codificador electrónico. [8] En las bombas de gasolina más antiguas, el medidor está acoplado físicamente a pantallas numéricas enrolladas (ruedas móviles o cilindros con números en el lateral), mientras que las bombas más nuevas convierten el movimiento del medidor en pulsos eléctricos mediante un codificador rotatorio .

Metrología

Gasolina

La gasolina es difícil de vender de manera justa y consistente en unidades volumétricas. Se expande y se contrae significativamente a medida que cambia su temperatura. Su coeficiente de expansión térmica a 20 °C es aproximadamente 4,5 veces el del agua.

En los EE. UU., el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) especifica la precisión de las mediciones en el Manual 44, [13] aunque los estados establecen sus propios estándares legales. La precisión estándar es del 0,3 %, lo que significa que una compra de 10 galones estadounidenses (37,9 L) puede en realidad entregar entre 9,97 y 10,03 galones estadounidenses (37,7 y 38,0 L).

La temperatura de referencia para la medición del volumen de gasolina es de 60 °F o 15 °C. [14] Diez galones de gasolina a esa temperatura se expanden a aproximadamente 10,15 galones estadounidenses (38,4 L) a 85 °F (29 °C) y se contraen a aproximadamente 9,83 galones estadounidenses (37,2 L) a 30 °F (−1 °C). Cada uno de los tres volúmenes representa la misma cantidad teórica de energía. En cierto sentido, un volumen dado de gasolina comprada a 30 °F tiene aproximadamente un 3,2% más de energía potencial que el mismo volumen comprado a 85 °F. La mayor parte de la gasolina se almacena en tanques debajo de la estación de servicio . Los tanques modernos no son metálicos y están sellados para detener las fugas. Algunos tienen paredes dobles u otras estructuras que brindan un beneficio adicional de aislamiento térmico mientras persiguen el objetivo principal de mantener la gasolina fuera del suelo alrededor del tanque. Así, aunque la temperatura del aire puede variar fácilmente entre 30 y 85 °F (−1 y 29 °C), la gasolina se calienta o se enfría mucho más lentamente, especialmente bajo tierra, ya que la temperatura del suelo profundo tiende a permanecer en un rango estrecho durante todo el año, independientemente de la temperatura del aire.

La compensación de temperatura es común a nivel mayorista en los Estados Unidos y en la mayoría de los demás países. A nivel minorista, Canadá ha adoptado la compensación automática de temperatura y el Reino Unido está adoptando esta medida, pero Estados Unidos no la ha adoptado. La compensación automática de temperatura, conocida como contabilidad estándar de temperatura en el Reino Unido, puede añadir una pequeña cantidad de incertidumbre adicional a la medición, de aproximadamente el 0,1 %. [14]

En la actualidad, en Estados Unidos hay muchos menos puntos de venta minorista de gasolina que en 1980. Los puntos de venta más grandes venden gasolina rápidamente, hasta 30.000 galones estadounidenses (110.000 litros) en un solo día, incluso en lugares remotos. La mayor parte de la gasolina terminada se entrega en camiones cisterna de entre 8.000 y 16.000 galones , por lo que es habitual que se realicen dos entregas en un período de 24 horas. La gasolina pasa tan poco tiempo en el sistema de venta minorista que su temperatura en el punto de venta no varía significativamente de invierno a verano o por región. Canadá tiene una densidad de población general más baja y sistemas de distribución de gasolina geográficamente más grandes, en comparación con Estados Unidos. La compensación de temperatura a nivel minorista mejora la equidad en esas condiciones.

En Estados Unidos, cada estado tiene su propio Departamento de Pesos y Medidas, con autoridad para realizar todas las pruebas y certificaciones, y emitir multas por incumplimiento. Por ejemplo, en 2007, Arizona descubrió que el 9% de todos los surtidores tenían un error de al menos el 2,5% (el umbral para las multas), repartido equitativamente entre los que contaban combustible de más y los que no lo contaban de menos. [15]

Un inspector estatal de petróleo visita una estación Mobil en Port Charlotte, Florida

En muchas jurisdicciones, se realizan inspecciones periódicas obligatorias para garantizar la precisión de las bombas de gasolina. Por ejemplo, el Departamento de Agricultura y Servicios al Consumidor de Florida realiza pruebas periódicas de calibración y calidad del combustible en surtidores individuales. El departamento también realiza inspecciones encubiertas aleatorias utilizando vehículos especialmente diseñados que pueden verificar la precisión de los surtidores. El departamento emite avisos de corrección requerida a las estaciones con surtidores que se encuentran inexactos. [16] La mayoría de los demás estados de EE. UU. realizan inspecciones similares. En Canadá, las inspecciones son realizadas regularmente por la agencia del gobierno federal Measurement Canada . Las fechas de inspección y los resultados de las pruebas están obligados, por ley, a mostrar a los consumidores en una etiqueta en los surtidores de gasolina. Según la Ley de Equidad en los Surtidores de 2011, un vendedor con un surtidor modificado o mal mantenido puede ser multado con hasta $ 50,000. Sin embargo, prácticamente todos los surtidores que no pasan la inspección en Canadá lo hacen por errores generales de calibración causados ​​por el uso a lo largo del tiempo. La modificación intencional con el propósito de engañar a los consumidores es extremadamente rara, al igual que los procesos judiciales. [17]

Hidrógeno

Los dispensadores de combustible de hidrógeno [18] que se utilizan en las estaciones de hidrógeno dispensan por kilogramo. [19] En los EE. UU., el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) especifica en el Manual 44 que la tolerancia de las mediciones debe ser del 2,0 %. [20] Las regulaciones mundiales se analizan en OIML R 139 ( hidrógeno comprimido ). [21]

Las bombas de hidrógeno pueden regularse según los términos extraídos de una norma técnica de la industria, SAE J2601. [22]

Componentes de comunicaciones

La tecnología para comunicarse con las bombas de gasolina desde un punto de venta u otro controlador varía ampliamente e involucra una variedad de hardware ( RS-485 , RS-422 , bucle de corriente y otros) y protocolos de software propietarios. En el pasado, esto les daba a los fabricantes de bombas la posibilidad de depender de un proveedor para sus propios sistemas de punto de venta, ya que solo ellos entendían los protocolos. [23]

Un esfuerzo de estandarización en la década de 1990 dio como resultado el Foro Internacional de Normas de Estaciones de Servicio , que tuvo un éxito considerable en Europa, pero menos en otros lugares.

En octubre de 2017, todos los surtidores de gasolina de Estados Unidos con lectores de tarjetas de crédito debían admitir el pago EMV . Un año antes de que esta norma entrara en vigor, un tercio de los 750.000 surtidores necesitaban una actualización a un coste de entre 6.000 y 17.000 dólares cada uno [24], además del coste del nuevo hardware y software EPOS. Como no se esperaba que algunos programas estuvieran listos, algunas tarjetas de flota no tenían la tecnología de chip disponible a tiempo, no había suficientes técnicos para las instalaciones y muchas empresas no podían permitirse la actualización, se predijo que la conversión tardaría hasta 2021. [25]

Corte automático

La válvula de cierre fue inventada en Olean, Nueva York , en 1939 por Richard C. Corson. En un muelle de carga de la Socony-Vacuum Oil Company , Corson observó a un trabajador llenar un barril con gasolina y pensó que era ineficiente. El sonido de la cisterna del inodoro le dio la idea de un "flotador de mariposa". Después de desarrollar un prototipo con su asistente, Paul Wenke, Corson le dio la sugerencia a la empresa, que más tarde presentó una patente en su nombre. La intención inicial del dispositivo era "permitir que una persona llenara más de un barril [de gasolina] al mismo tiempo". [26] Este mecanismo finalmente se convirtió en la válvula de cierre de la bomba de gasolina moderna. [27]

La mayoría de las bombas modernas tienen una función de corte automático que detiene el flujo cuando el tanque está lleno. Esto se hace con un tubo sensor auxiliar que va desde el interior de la boca de la boquilla hasta una bomba Venturi en el mango de la bomba. Una válvula mecánica en el mango de la bomba detecta un cambio de presión y se cierra, impidiendo el flujo de combustible. [28] [29]

Otros componentes

Una bomba de combustible moderna suele incluir un equipo de control para el sistema de recuperación de vapor , que evita que el vapor de gasolina se escape al aire. En el Reino Unido, por ejemplo, toda estación de servicio nueva con un rendimiento previsto superior a 500 m3 al mes debe tener instalado un sistema de recuperación de vapor activo.

Primeros diseños

Regulación

Dado que los surtidores de gasolina son el punto central de distribución de combustible al público en general y el combustible es una sustancia peligrosa, están sujetos a estrictos requisitos en materia de seguridad, precisión y protección. Los detalles exactos difieren entre jurisdicciones y pueden depender en cierta medida de la política.

Por ejemplo, en países que luchan contra la corrupción, como México, [30] los funcionarios gubernamentales pueden vigilar más estrictamente las estaciones de servicio de gasolina para detectar intentos de defraudar a los clientes.

Por lo general, las bombas individuales deben ser certificadas para su funcionamiento después de la instalación por un inspector de pesos y medidas , quien comprueba que la bomba muestre la misma cantidad que dispensa.

En Taiwán, no se permite el flujo continuo de combustible en los surtidores de autoservicio; el conductor debe sujetar la boquilla hasta que se haya suministrado la cantidad deseada de combustible o hasta que se active el interruptor de apagado. Esto también sucede en Australia y el Reino Unido. [31] [ cita requerida ]

Véase también

El pictograma de un surtidor de gasolina se utiliza internacionalmente como símbolo en los indicadores de combustible de los vehículos, aquí en un scooter chino de 50 cc del año 2008.

Referencias

  1. ^ "Gasolineras - DNR de Wisconsin". dnr.wi.gov . Consultado el 1 de junio de 2019 .
  2. ^ Mark Gwynn (octubre de 2005). "When people become words" (PDF) . Ozwords . Australian National Dictionary Centre. Archivado desde el original (PDF) el 9 de abril de 2011 . Consultado el 24 de julio de 2013 . Pero no es necesario ser australiano para entrar en el léxico australiano: tomemos como ejemplo bowser 'gasolinera' (en Australia), que recibe su nombre de una empresa fundada por el inventor y empresario estadounidense SF Bowser .
  3. ^ "REGLAMENTO SOBRE ESPECIFICACIONES Y NORMAS DE PRODUCTOS PETROLÍFEROS". Instituto de Información Legal de África Meridional . 9 de octubre de 2019. Consultado el 6 de septiembre de 2023 .
  4. ^ Alfred, Randy (1 de octubre de 2008). "5 de septiembre de 1885: pago en la bomba de gasolina". Wired.com . Consultado el 10 de diciembre de 2011 .
  5. ^ "Fuel for thought". Fuerza Aérea . Vol. 46, núm. 21. 18 de noviembre de 2004. pág. 4. Consultado el 21 de febrero de 2022 – a través de la Biblioteca Nacional de Australia.
  6. ^ "Historia de la empresa". Gilbarco Veeder-Root. 2020. Archivado desde el original el 30 de mayo de 2023.
  7. ^ "Bomba de gasolina con manivela manual, alrededor de 1915". The Henry Ford . Museo Henry Ford de Innovación Estadounidense . Consultado el 30 de mayo de 2023 . Las bombas de gasolina brindan a los conductores una forma sencilla de poner gasolina en sus automóviles. Esta bomba de gasolina, fabricada por Gilbert and Barker Manufacturing Company, data de aproximadamente 1915. Gilbert and Barker presentó la primera bomba de gasolina con medición en 1911. Sin embargo, los clientes no podían ver la gasolina. Tenían que confiar en la precisión de la bomba y en la honestidad del propietario de la gasolinera.
  8. ^ abc "Certificado de conformidad con la sección 12 de la Ley de Pesas y Medidas de 1985" (PDF) .
  9. ^ "El límite de 10 galones por minuto de la EPA para el suministro de combustible". Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos. 24 de septiembre de 1997. Consultado el 20 de abril de 2016 .
  10. ^ Austerman, Gary (mayo de 1997). "Cómo se cargan los combustibles los aviones de gran tamaño". Archivo de equipos y tecnología petrolera.
  11. ^ "Estándares de emisiones para reabastecimiento de combustible de California y procedimientos de prueba para vehículos motorizados modelos 1998 a 2000" (PDF) . 5 de agosto de 1999.
  12. ^ Caldwell, Dave (5 de octubre de 2008). "Filling Up the Backyard With a Gas Station" (Llenar el patio trasero con una gasolinera). The New York Times . Consultado el 3 de mayo de 2010 .
  13. ^ "Manual 44". NIST . Instituto Nacional de Normas y Tecnología. 20 de noviembre de 2014.
  14. ^ ab "Orientación de la STA" (PDF) . Febrero de 2016.
  15. ^ "Centro de ayuda - Arizona Republic".
  16. ^ "Oficina de Inspección de Petróleo". Departamento de Agricultura y Servicios al Consumidor de Florida. Archivado desde el original el 2 de diciembre de 2010. Consultado el 10 de diciembre de 2011 .
  17. ^ McGregor, Glen (14 de mayo de 2015). "Cuatro años después, ni un centavo de multas en virtud de la ley de estaciones de servicio". Ottawa Citizen . Consultado el 27 de febrero de 2019 .
  18. ^ SAE International publica una nueva norma, SAE J2601, para establecer una base mundial para el abastecimiento de H2 de vehículos eléctricos con pila de combustible
  19. ^ La gasolinera de Los Ángeles recibe una bomba de combustible de hidrógeno
  20. ^ Llénese de combustible: el NIST desarrolla un prototipo de medidor de prueba para estaciones de servicio de hidrógeno
  21. ^ Informe sobre las actividades de la OIML y las organizaciones regionales de metrología legal
  22. ^ SAE International publica una nueva norma, SAE J2601, para establecer una base mundial para el abastecimiento de H2 de vehículos eléctricos con pilas de combustible
  23. ^ Introducción a la gestión de IFSF, sección 1.1 Antecedentes Archivado el 24 de agosto de 2005 en Wayback Machine .
  24. ^ Smith, Ashley. "¿Cuánto cuesta convertir mis terminales de surtidor de gasolina para que sean compatibles con el chip EMV?". kompareit.com . Consultado el 23 de septiembre de 2020 .
  25. ^ Kharif, Olga (31 de octubre de 2016). "Para los operadores de estaciones de servicio, la actualización de la tarjeta con chip es un dolor de cabeza". Chicago Tribune . Consultado el 13 de noviembre de 2019 – vía Bloomberg Businessweek .
  26. ^ "Patente US2316934 - Llenadora de barriles" . Consultado el 10 de diciembre de 2011 .
  27. ^ Sampson, Julia (26 de abril de 2010). "¿Sabías que la válvula de cierre de los surtidores de gasolina se inventó en Olean?". Olean Times Herald .
  28. ^ "25/12/1991 ¿Cómo se apaga automáticamente una bomba de gasolina cuando el tanque está lleno?". Pa.msu.edu. Archivado desde el original el 28 de octubre de 2011. Consultado el 10 de diciembre de 2011 .
  29. ^ Plueddeman, Charles. "Descifrando los misterios del sector automotor". Editorial.autos.msn.com. Archivado desde el original el 31 de mayo de 2012. Consultado el 10 de diciembre de 2011 .
  30. ^ Dickerson, Marla; Martinez, Carlos (13 de junio de 2006). "Not Quite Measuring Up at Mexico's Gas Pumps" (No estamos a la altura de las expectativas en las gasolineras de México). Los Angeles Times . Consultado el 10 de diciembre de 2011 .
  31. ^ "QLD: Alerta de seguridad emitida sobre pestillos de boquillas de suministro de combustible". AIHS . 22 de noviembre de 2016 . Consultado el 20 de febrero de 2022 .

Enlaces externos