Video: Sistema de Combustible del Avión - Fuel Systems

Los sistemas de combustible de las aeronaves pequeñas se clasifican en dos categorías: sistemas de alimentación por gravedad y sistemas de bombeo de combustible. 

Para tener en cuenta...

Los sistemas de combustible, eléctricos, hidráulicos y de oxígeno conforman los airframe systems

Sistema de alimentación por gravedad (Gravity-Feed System)

El sistema de alimentación por gravedad utiliza la fuerza de la gravedad para transferir el combustible de los depósitos al motor. Por ejemplo, en los aviones de ala alta, los depósitos de combustible están instalados en las alas. 

Esto coloca los depósitos de combustible por encima del carburador, y el combustible es alimentado por gravedad a través del sistema y en el carburador. Si el diseño del avión es tal que no se puede utilizar la gravedad para transferir el combustible, se instalan bombas de combustible. Por ejemplo, en los aviones de ala baja, los depósitos de combustible en las alas están situados debajo del carburador.

Sistema de bomba de combustible (Fuel-Pump System) 

Las aeronaves con sistemas de bomba de combustible tienen dos bombas de combustible. El sistema de bombeo principal es accionado por el motor con una bomba auxiliar accionada eléctricamente que se utiliza para el arranque del motor y en caso de que la bomba del motor falle. 

La bomba auxiliar, también conocida como bomba de refuerzo, proporciona una mayor fiabilidad al sistema de combustible. La bomba auxiliar de accionamiento eléctrico se controla mediante un interruptor en la cabina de vuelo.

Primer de combustible (Fuel Primer)

Tanto los sistemas de alimentación por gravedad como los de bomba de combustible pueden incorporar un primer de combustible en el sistema. El primer de combustible se utiliza para extraer el combustible de los tanques y vaporizarlo directamente en los cilindros antes de arrancar el motor. 

 Durante el tiempo frío, cuando los motores son difíciles de arrancar, el cebador de combustible ayuda porque no hay suficiente calor disponible para vaporizar el combustible en el carburador. Es importante bloquear el primer en su lugar cuando no está en uso. 

Si el pomo se mueve libremente, puede vibrar fuera de su posición durante el vuelo, lo que puede provocar una mezcla de combustible y aire excesivamente rica. Para evitar un exceso de cebado, lea las instrucciones de cebado de la aeronave. 

Depósitos de combustible (Fuel Tanks)

Los depósitos de combustible, normalmente situados en el interior de las alas de un avión, tienen una abertura de llenado en la parte superior del ala a través de la cual se pueden llenar. Un tapón de llenado cubre esta abertura.

Los depósitos se ventilan al exterior para mantener la presión atmosférica dentro del depósito. Pueden ventilarse a través del tapón de llenado o a través de un tubo que se extiende a través de la superficie del ala. Los tanques de combustible también incluyen un drenaje de desbordamiento que puede ser independiente o estar ubicado junto con la ventilación del tanque de combustible. 

Esto permite que el combustible se expanda con los aumentos de temperatura sin dañar el propio depósito. Si los depósitos se han llenado en un día caluroso, no es raro ver que el combustible sale por el desagüe de desbordamiento.

Indicadores de combustible (Fuel Gauges)

Los medidores de cantidad de combustible indican la cantidad de combustible medida por una unidad sensora en cada tanque de combustible y se muestra en galones o libras. Las normas de certificación de aeronaves exigen precisión en los indicadores de combustible sólo cuando leen "vacío". Cualquier otra lectura que no sea "vacío" debe ser verificada. 

No dependa únicamente de la precisión de los indicadores de cantidad de combustible. Compruebe siempre visualmente el nivel de combustible en cada depósito durante la inspección previa al vuelo, y luego compárelo con la indicación de cantidad de combustible correspondiente.

Si se instala una bomba de combustible en el sistema de combustible, también se incluye un manómetro de combustible. Este manómetro indica la presión en las líneas de combustible. La presión normal de funcionamiento se puede encontrar en el AFM/POH o en el manómetro mediante un código de colores.

Selectores de combustible (Fuel Selectors)

La válvula selectora de combustible permite seleccionar el combustible de varios depósitos. Un tipo común de válvula selectora contiene cuatro posiciones: IZQUIERDA, DERECHA, AMBOS y APAGADO. 

La selección de la posición IZQUIERDA o DERECHA permite alimentar el combustible sólo del tanque respectivo, mientras que la selección de la posición AMBOS alimenta el combustible de ambos tanques. La posición IZQUIERDA o DERECHA puede utilizarse para equilibrar la cantidad de combustible que queda en cada depósito del ala.

Los carteles de combustible muestran cualquier limitación en el uso del tanque de combustible, como "sólo vuelo nivelado" y/o "ambos" para aterrizajes y despegues.

Fuente: Esta imagen es tomada del manual Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge, FAA-H-8083-25B

Independientemente del tipo de selector de combustible que se utilice, el consumo de combustible debe controlarse de cerca para garantizar que un depósito no se quede completamente sin combustible. 

El funcionamiento de un depósito de combustible en seco no sólo hace que el motor se detenga, sino que el funcionamiento durante períodos prolongados con un solo depósito provoca una carga de combustible desequilibrada entre los depósitos. 

Si un depósito se queda completamente seco, puede entrar aire en el sistema de combustible y provocar un bloqueo de vapor, lo que dificulta el reinicio del motor. En los motores de inyección, el combustible se calienta tanto que se vaporiza en el conducto de combustible, impidiendo que llegue a los cilindros.

Coladores, sumideros y drenajes de combustible (Fuel Strainers, Sumps, and Drains)

Después de salir del tanque de combustible y antes de entrar en el carburador, el combustible pasa a través de un colador que elimina cualquier humedad y otros sedimentos en el sistema. 

Dado que estos contaminantes son más pesados que el combustible de aviación, se depositan en un sumidero en la parte inferior del conjunto del filtro. Un sumidero es un punto bajo en un sistema de combustible y/o tanque de combustible. El sistema de combustible puede contener un sumidero, un colador de combustible y los drenajes del tanque de combustible, que pueden estar ubicados conjuntamente.

El filtro de combustible debe ser drenado antes de cada vuelo. Se deben drenar muestras de combustible y comprobar visualmente si hay agua y contaminantes.

El agua en el cárter es peligrosa porque en tiempo frío el agua puede congelarse y bloquear los conductos de combustible. Cuando hace calor, puede entrar en el carburador y parar el motor. 

Si hay agua en el cárter, es probable que haya más agua en los depósitos de combustible, por lo que deben drenarse hasta que no haya evidencia de agua. No despegue nunca hasta que se haya eliminado toda el agua y los contaminantes del sistema de combustible del motor. 

Debido a la variación de los sistemas de combustible, familiarícese a fondo con los sistemas que se aplican a la aeronave que está volando. Consulte el AFM/POH para conocer los procedimientos operativos específicos.

Número de octano o de rendimiento de combustible (Fuel Grades)

La gasolina de aviación (AVGAS) se identifica con un número de octano o de rendimiento (grado), que designa el valor antidetonante o la resistencia al golpeteo de la mezcla de combustible en el cilindro del motor. 

Cuanto más alto es el grado de la gasolina, más presión puede soportar el combustible sin detonar. Los grados más bajos de combustible se utilizan en motores de menor compresión porque estos combustibles se encienden a una temperatura más baja. 

Los grados más altos se utilizan en motores de mayor compresión porque se encienden a temperaturas más altas, pero no de forma prematura. 

Si no se dispone del grado adecuado de combustible, utilice el grado inmediatamente superior como sustituto. Nunca utilice un grado inferior al recomendado. Esto puede hacer que la temperatura de la culata y la temperatura del aceite del motor superen sus rangos normales de funcionamiento, lo que puede provocar una detonación. 

Existen varios grados de AVGAS. Se debe tener cuidado para asegurar que se está utilizando el grado de aviación correcto para el tipo específico de motor. El grado de combustible adecuado se indica en el AFM/POH, en los carteles de la cabina de vuelo y junto a los tapones de llenado. 

El gas de automoción NUNCA debe utilizarse en los motores de las aeronaves a menos que la aeronave haya sido modificada con un Certificado de Tipo Suplementario (STC) emitido por la Administración Federal de Aviación (FAA).

Fuente: Esta imagen es tomada del manual Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge, FAA-H-8083-25B

El método actual identifica el AVGAS para las aeronaves con motores recíprocos por el número de octano y rendimiento, junto con la abreviatura AVGAS. Estas aeronaves utilizan AVGAS 80, 100 y 100LL. Aunque el AVGAS 100LL tiene el mismo rendimiento que el grado 100, la "LL" indica que tiene un bajo contenido de plomo. 

El combustible para aviones con motores de turbina se clasifica como JET A, JET A-1 y JET B. El combustible para aviones es básicamente queroseno y tiene un olor característico a queroseno. Dado que el uso del combustible correcto es fundamental, se añaden tintes para ayudar a identificar el tipo y el grado de combustible.

Además del color del propio combustible, el sistema de codificación por colores se extiende a las calcomanías y a diversos equipos de manipulación de combustible del aeropuerto. Por ejemplo, todo el AVGAS se identifica por su nombre, utilizando letras blancas sobre fondo rojo. En cambio, los combustibles para turbinas se identifican con letras blancas sobre fondo negro.

El Boletín de Información Especial de Aeronavegabilidad (SAIB) NE-11-15 aconseja que el grado 100VLL AVGAS es aceptable para su uso en aeronaves y motores. El 100VLL cumple con todos los requisitos de rendimiento de los grados 80, 91, 100 y 100LL; cumple con las limitaciones operativas aprobadas para aeronaves y motores certificados para operar con estos otros grados de AVGAS; y es básicamente idéntico al 100LL AVGAS. El contenido de plomo del 100VLL se reduce en aproximadamente un 19%. El 100VLL es azul como el 100LL y prácticamente indistinguible.

Contaminación del combustible (Fuel Contamination)

Los accidentes atribuidos a fallos de la central eléctrica por contaminación del combustible se han atribuido a menudo a:

- Inspección inadecuada antes del vuelo por parte del piloto

- Mantenimiento de la aeronave con combustible mal filtrado procedente de tanques pequeños o bidones

- Almacenamiento de la aeronave con depósitos de combustible parcialmente llenos

- Falta de mantenimiento adecuado

Se debe drenar el combustible del drenaje rápido del colador de combustible y de cada sumidero del tanque de combustible en un recipiente transparente y luego revisar si hay suciedad y agua. Cuando se drena el colador de combustible, es posible que no aparezca agua en el depósito hasta que se haya drenado todo el combustible de las líneas que conducen al depósito. 

 Esto indica que el agua permanece en el tanque y no está forzando la salida del combustible de las líneas de combustible que conducen al colador de combustible. Por lo tanto, drene suficiente combustible del colador de combustible para estar seguro de que el combustible está siendo drenado del tanque.

La cantidad depende de la longitud de la línea de combustible desde el depósito hasta el desagüe. Si se encuentra agua u otros contaminantes en la primera muestra, drene más muestras hasta que no aparezca ningún rastro.

También puede quedar agua en los depósitos de combustible después de que el drenaje del filtro de combustible haya dejado de mostrar cualquier rastro de agua. Esta agua residual sólo puede eliminarse vaciando los desagües del cárter del depósito de combustible.

El agua es el principal contaminante del combustible. Las gotas de agua suspendidas en el combustible pueden identificarse por el aspecto turbio del combustible, o por la clara separación del agua del combustible de color, que se produce después de que el agua se haya depositado en el fondo del tanque. 

Como medida de seguridad, los sumideros de combustible deben ser drenados antes de cada vuelo durante la inspección previa al vuelo. 

Los depósitos de combustible deben llenarse después de cada vuelo o después del último vuelo del día para evitar la condensación de humedad dentro del depósito. Para evitar la contaminación del combustible, evite repostar de latas y bidones.

Fuente: Esta imagen es tomada del manual Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge, FAA-H-8083-25B

En zonas remotas o en situaciones de emergencia, puede que no haya alternativa a repostar de fuentes con sistemas anticontaminación inadecuados. Aunque una gamuza y un embudo pueden ser los únicos medios posibles para filtrar el combustible, su uso es peligroso. 

Recuerde que el uso de una gamuza no siempre asegura un combustible descontaminado. Las gamuzas desgastadas no filtran el agua; tampoco lo hará una gamuza nueva y limpia que ya esté mojada o húmeda. La mayoría de las pieles de gamuza de imitación no filtran el agua.

Hielo en el sistema de combustible (Fuel System Icing)

La formación de hielo en el sistema de combustible de la aeronave es el resultado de la presencia de agua en el sistema de combustible. Esta agua puede ser no disuelta o disuelta. Una condición del agua no disuelta es el agua arrastrada que consiste en diminutas partículas de agua suspendidas en el combustible.

Esto puede ocurrir como resultado de la agitación mecánica del agua libre o de la conversión del agua disuelta mediante la reducción de la temperatura. El agua arrastrada se asienta con el tiempo en condiciones estáticas y puede o no ser drenada durante el mantenimiento normal, dependiendo de la velocidad a la que se convierta en agua libre. 

En general, no es probable que toda el agua arrastrada pueda separarse del combustible en condiciones de campo. La velocidad de sedimentación depende de una serie de factores como la temperatura, la quietud y el tamaño de las gotas.

El tamaño de las gotas varía según el mecanismo de formación. Por lo general, las partículas son tan pequeñas que son invisibles a simple vista, pero en casos extremos, pueden causar una ligera turbidez en el combustible. El agua en solución no puede eliminarse salvo por deshidratación o convirtiéndola mediante la reducción de la temperatura en agua arrastrada, y luego en agua libre.

Fuente: Esta imagen es tomada del manual Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge, FAA-H-8083-25B

Otra condición del agua no disuelta es el agua libre que puede introducirse como resultado del repostaje o de la sedimentación del agua arrastrada que se acumula en el fondo de un depósito de combustible. 

El agua libre suele estar presente en cantidades fácilmente detectables en el fondo del tanque, separada por una interfaz continua del combustible que está por encima. El agua libre se puede drenar de un depósito de combustible a través de los desagües del sumidero, que están previstos para ello.

El agua libre, congelada en el fondo de los depósitos, como los tanques de combustible y el filtro de combustible, puede inutilizar los drenajes de agua y puede derretirse más tarde liberando el agua en el sistema, causando así un mal funcionamiento o una parada del motor. Si se detecta tal condición, la aeronave puede ser colocada en un hangar caliente para restablecer el drenaje adecuado de estos depósitos, y todos los sumideros y drenajes deben ser activados y revisados antes del vuelo.

El agua arrastrada (es decir, el agua en solución con los combustibles derivados del petróleo) constituye una parte relativamente pequeña del agua potencial total en un sistema concreto, ya que la cantidad disuelta depende de la temperatura del combustible y de la presión existente y de las características de volubilidad del agua del combustible. 

El agua arrastrada se congela en medio del combustible y tiende a permanecer más tiempo en suspensión, ya que la gravedad específica del hielo es aproximadamente la misma que la del AVGAS.

El agua en suspensión puede congelarse y formar cristales de hielo de tamaño suficiente como para bloquear las rejillas de combustible, los filtros y los coladores. Parte de esta agua puede enfriarse aún más a medida que el combustible entra en los conductos de aire del carburador y provoca la formación de hielo en los componentes de medición del carburador, cuando las condiciones no son propicias para esta forma de formación de hielo.

Procedimientos de prevención para la formación de hielo

El uso de aditivos anticongelantes para algunas aeronaves ha sido aprobado como medio para prevenir problemas de agua y hielo en el AVGAS. Algunas pruebas de laboratorio y de vuelo indican que el uso de hexilenglicol, ciertos derivados del metanol y éter monoetilico de etilenglicol (EGME) en pequeñas concentraciones inhiben la formación de hielo en el sistema de combustible. 

Estas pruebas indican que el uso de EGME en una concentración máxima de 0,15 por ciento por volumen inhibe sustancialmente la formación de hielo en el sistema de combustible en la mayoría de las condiciones de funcionamiento.

La concentración de aditivos en el combustible es fundamental. Un deterioro marcado de la eficacia de los aditivos puede ser el resultado de una cantidad insuficiente o excesiva de aditivos. Los pilotos deben reconocer que los aditivos anticongelantes no son de ninguna manera un sustituto o reemplazo del calor del carburador. 

Las instrucciones de operación de la aeronave que implican el uso del calor del carburador deben cumplirse en todo momento cuando se opera en condiciones atmosféricas que conducen a la formación de hielo.

Advertencia: Los artículos publicados en este sitio web deben ser utilizados únicamente con fines educativos (instrucción). 

No los utilice para operar una aeronave, volar, ni hacer procedimientos de mantenimiento. Tenga en cuenta que "Aprendamos Aviación" no está afiliado de ninguna manera con ninguna compañía fabricante de aeronaves. 

Verificar y confirmar la información con personal aeronáutico certificado y documentación certificada.

 

Fuente: La información (texto e imágenes) utilizado para este artículo está basado en el manual de la FAA (Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge - FAA-H-8083-25B) y manuales de instrucción de centros académicos aeronáuticos.