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 ).
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 agregando medidas de seguridad y agregando una manguera para dispensar combustible directamente en 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 se empezaron a utilizar 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]
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 caudal 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 han tenido 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]
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 el 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.
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.
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 índice de octano 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.
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 .
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 la 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]
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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]
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]
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]
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]
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.
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 ]
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
.
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.
