Combustibles y la seguridad de las operaciones

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Combustibles de Aviones

Nueva columna de Augusto De Santis Investigador de Accidentes de Aviación Civil de la Autoridad Aeronáutica de la República Argentina. Un pequeño análisis de los Combustibles y la seguridad de las operaciones en la industria aeronáutica.

Los motores utilizados en la industria aeronáutica utilizan hidrocarburos como combustibles; dentro de ellos se pueden diferenciar dos grandes grupos: los destilados de naftas o gasolinas destinados a los motores alternativos, o recíprocos y los destilados de keroseno; destinados a los motores a reacción (turbofan, turbohélice y turboeje).

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Todos los fabricantes de motores certifican sus productos para un tipo elegible de combustible y en muchos casos uno o dos más; las certificaciones y performances conocidas de los sistemas propulsores son considerados a través de la utilización de combustibles en condiciones óptimas de calidad.

La realidad indica que; durante las operaciones normales, no siempre se da esta condición, durante el proceso de investigación; es frecuente hallar combustibles contaminados, fluidos que no cumplen con las especificaciones del fabricante; o bien utilización de combustibles no elegibles al tipo de motor.

Para poder determinar si el combustible ha sido una variable que pudo haber afectado el funcionamiento de un determinado motor; se deberá tener en cuenta un estudio del mismo para determinar: propiedades del combustible elegible al tipo de motor, tipo y especificaciones de la elegibilidad; estado y calidad del combustible en cuanto a la contaminación (sólidos en suspensión, agua, otros elementos químicos ajenos a la composición del fluido y/o agentes de contaminación microbiológica).

Con el objetivo de conocer las características de los combustibles, primero debe hacerse una diferencia por su origen y destilación. Para el caso de las gasolinas o naftas las principales características dependen de la estructura molecular de los hidrocarburos que contiene y del método de obtención.

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Para poder considerar la calidad y características de las naftas, deben considerarse los siguientes aspectos:

  • Volatilidad: es la cualidad del fluido que cuantifica la facilidad de una sustancia para pasar del estado líquido al gaseoso. Es importante destacar que, la volatilidad de las gasolinas signan proporcionalmente el comportamiento del motor durante la puesta en marcha y las aceleraciones.

  • Poder antidetonante: es la propiedad que expresa la característica del combustible a reaccionar o detonar de modo irregular.

  • Octanaje: la detonación o índice de octano representa el fenómeno de inflamación súbita que se produce dentro del cilindro. En la industria aeronáutica se toma como valores dos niveles de octanaje; el que se obtiene con mezcla pobre (RON – Research Octane Number); y el que se obtiene con mezcla rica (MOM – Motor Octane Number).

  • Número de potencia mecánica: es el porcentaje de potencia máxima (libre de detonación) que se obtiene del motor con una determinada gasolina; comparado con la máxima potencia que se genera a través del uso de una gasolina de 100 octanos.

  • Condición de tapón de vapor (vapor lock): es la tendencia que tiene una gasolina para generar una excesiva evaporación en las tuberías del sistema de alimentación de combustible. Esto se produce por la formación de burbujas de gas (suspendidas en la gasolina); hecho que dificulta el paso normal del fluido, debido a la presión y espacio que ocupan las burbujas de gas.

Si bien la aviación actual utiliza el combustible AVGAS 100LL para todos los motores alternativos; es útil conocer las siguientes particularidades físicas y químicas de las naftas:

Combustibles y seguridad operacional

En relación a lo expuesto vinculado al fenómeno de tapón de vapor; debe tenerse en cuenta que los combustibles y motores aeronáutico (recíprocos); tienen en cuenta la tendencia a formar burbujas a través del concepto de vapor raid.

Las gasolinas para uso en aviación deben contar con un valor mínimo y máximo de tendencia al vapor raid. El valor mínimo (0,38 kg/cm2 = 5,5 psi) es cuantificado con el objetivo de controlar la puesta en marcha y el período de calentamiento.

Durante este proceso; debe asegurarse que la presión de vapor mínima es superior a la que pueda desarrollarse en vuelo en los depósitos, tuberías y sistemas asociados a la administración del combustible.

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Cuando la presión en el sistema es inferior al valor de vapor raid del combustible, este comienza a volatilizarse; con el riesgo de obstaculizar áreas de movimiento del fluido. Debido a este fenómeno físico es que es necesario que, conforme aumente la altitud de vuelo; los tanques de combustible y sistema se encuentren presurizados con una presión conocida y constante.

El valor máximo de la presión de vapor raid para una gasolina de uso aeronáutico es de 0,5  kg/cm2 = 7 psi). Este valor determina el exceso o tope de volatilidad en las tuberías y sistema de combustible.

Los combustibles destilados de queroseno utilizados en motores a reacción; poseen cadenas de hidrocarburos de entre 9 a 16 átomos de carbono; con un rango de puntos de evaporación de entre 145 a 300° C. El 70 % de las cadenas de hidrocarburos con las que están formados poseen parafinas y naftas; lo que les genera la capacidad de retardo de ignición. Se trata de un tipo de combustible de una volatilidad inferior a las gasolinas; posee una ventaja cualitativa debido a su poder calórico de aproximadamente 42.800 Kj/kg.

El principal producto derivado del queroseno para la aviación es el combustible JET A-1. Se trata de un destilado incoloro (o levemente dorado o amarillento) que posee una densidad media de 0,8 kg/l; es inflamable a temperaturas superiores a 38° C con presencia de llama o chispa de ignición.

En toda operación de modo independiente al porte de la aeronave; es fundamental considerar los siguientes aspectos con relación a la gestión del combustible:

  • Cargas y manejo del combustible: En la aviación comercial es menos factible encontrar deficiencias en los procesos de cargas, manipulación y conservación del combustible; sin embargo, en la aviación general, muchas veces, estos procesos dependen de procedimientos no estandarizados. La gestión inadecuada del combustible en tierra es un factor determinante en la contaminación del fluido; la acumulación de agua y los procesos de carga deficiente. Es fundamental que todo piloto que realice carga fuerza de aeródromos con procesos certificados verifique in situ la calidad del proceso y manipulación del combustible.

  • Vehículos y dispositivos de carga: en los aeródromos que carezcan de procesos certificados; es conveniente asegurarse el correcto estado y limpieza de todos los dispositivos utilizados para realizar las cargas.

  • Tapas de tanque: en aviación general el piloto; siempre deberá verificar el correcto cierre y traba de cada una de las bocas de carga de combustible antes de iniciar al vuelo.

  • Drenaje de tanques: todos los tanques deberán ser drenados periódicamente; y así extraer los remanentes de agua acumulados y verificar empíricamente el estado general del combustible.

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