Sistema de combustible

En los aviones comerciales convencionales, la función básica del sistema de combustible es suministrar combustible (normalmente JET A-1) tanto a los motores como a la unidad APU. El sistema de combustible suele constar de tres subsistemas: 

• el subsistema de almacenamiento, que mantiene el combustible en condiciones correctas en tanques ventilados
• el subsistema de distribución que permite operaciones como el reabastecimiento de combustible a presión del tanque, el vaciado del tanque, la alimentación del motor y la alimentación de APU, y 
• el subsistema indicador de combustible que proporciona indicaciones y advertencias a la tripulación. 

Los tanques de combustible principales se encuentran elas alas. Existen modelos de aviones de grandes dimensiones con tanques de combustible en otras partes incluida la cola, pero nos vamos a centrar en los aviones convencionales de tamaño medio.

Los tanques de almacenamiento de combustible hoy en día son del tipo integral, es decir, es la propia ala está sellada y es la que almacena el combustible. En comparación con otros métodos, la estructura del con tanque integral maximiza el volumen disponible dentro de las alas, mientras que cualquier otra solución es menos eficiente en cuanto a espacio. este sistema de almacenaje también tiene la ventaja de ser más ligero y menos complejo que si se instalara un tanque interno. Pero no todo on ventajas, una desventaja es que cada remache, perno, placa, tubería, etc que entra en el ala debe sellarse para evitar que el combustible se filtre. Debajo s epueden ver los compartimentos en los que se dividen los tanques de un A220.

Cada tanque tiene un espacio o área de expansión para evitar sobre presión y ruptura del ala. Este espacio contiene un respiradero de compensación con una entrada de aire normalmente del tipo NACA.

En la imagen se pueden ver varios conductos NACA. Son entradas de aire de baja resistencia que fueron desarrolladas originalmente por el Comité Nacional Asesor de Aeronáutica (NACA). Las paredes curvas y la rampa poco profunda crean vórtices contrarrotatorios que desvían la capa límite lejos del conducto para permitir que el aire que se mueve rápidamente por encima de la capa límite pueda ingresar al conducto. Una toma de aire externa tipo scoop podría ingerir mayores cantidades de aire de impacto RAM, pero este tipo de tomas de aire crearía mucha más resistencia que un conducto NACA.

El sistema de almacenaje de combustible del ala suele estar dividido en compartimentos. En la raíz cel ala, cerca del fuselje se encuentra lo que se denomina el compartimento o caja colectora o recolectora. Esta zona es la que suele tener las bombas (generalmente eléctricas) de combustible, ...y sí, son material eléctrico y están sumergidas, pero no tiene ningún riesgo.

La disposición de la estructura del tanque permite que el combustible fluya desde la punta del ala hasta la raíz del ala entrando en la caja recolectora. Entre cada mamparo interior del tanque existen unas válvulas llamadas de flap con una suerte de visabra, que se abren hacia el interior del ala, pero no dejan pasar el combustible de nuevo hacia la punta. De esta manera el caombustible se va llevando hacia la caja recolectora y no regresa hacia el exterior del ala aunque estemos realizando maniobras o alabeo abrupto. El sistema suele contar además con unas válvulas o bombas del tipo Venturi que aceleran el fluido hacia la caja recolectora con el fin de mantenerla siempre llena de combustible. La idea es evitar que las bombas eléctricas funcionen en vacía evitando la cavitación. 

Muchos tanques suelen tener además válvulas de drenaje instaladas en el punto más bajo para drenar el agua del tanque de combustible, y cada válvula de drenaje tiene una junta tórica primaria fácilmente reemplazable. En la mayoría de aviones existen válvulas de descarga que permiten descargar el combustible de los tanques con fines de mantenimiento, y también tapones de llenado por gravedad en la parte superior que permiten el reabastecimiento de combustible si no existe una camión con bomba que nos pueda proveer. La gravedad hace que se llene el tanque de una forma muy sencilla aunque más lenta.

La cantidad de combustible que podemos leer en las pantallas EFIS viene de los sensores que están dentro del tanque. En los aviones comerciales actuales estos sensores son del tipo condensador (capacitors en inglés). Un condensador es un dispositivo que almacena electricidad. La cantidad de almacenaje depende de tres factores: el área de sus placas, la distancia entre las placas y la constante dieléctrica del material que separa las placas. Un sensor dentro del tanque de combustible contiene dos placas concéntricas que están separadas por una distancia fija. Por lo tanto, la capacitancia puede cambiar si varía la constante dieléctrica del material que separa las placas (aire/combustible). Los sensores están abiertos en la parte superior e inferior. Por lo tanto, el material entre las placas es combustible (si el tanque está lleno), aire (si el tanque está vacío) o algún estado intermedio de combustible y aire, dependiendo de la cantidad de combustible que quede en el tanque. La señal eléctrica discreta s eenvía a una unidad de adquisición de datos y se transforma al estándar ARINC para mandarlo a las pantallas.

Cuando el avión está en tierra sin electricidad, algunos modelos montan las varillas magnéticas (drip stick) en la parte inferior del ala. De esta forma es sencillo ver la cantidad de combustible que hay en los tanques.

Post relacionado: El sistema de combustible del E-Jet en detalle

Otro post interesante: La bomba eyectora