Bomba de gasolina

Antecedentes

Se utiliza una bomba de gasolina para dispensar gasolina en los vehículos de motor. La bomba de gasolina evolucionó de un mecanismo simple a uno más elaborado y especializado a medida que los automóviles se hicieron populares. Cuando los autos eran raros, los conductores generalmente llenaban un bote de gasolina de un barril o tanque en una ferretería y luego volcaban el bote en la abertura del tanque de gasolina del auto. Este proceso fue inconveniente y complicado, y posiblemente peligroso, ya que el gas podría escaparse o salpicar fácilmente del contenedor. La primera bomba comercializada específicamente para gasolina fue adaptada de una bomba de queroseno diseñada por Sylvanus Bowser de Fort Wayne, Indiana. Bowser había ideado su bomba de queroseno en 1885, y cuando presentó la versión de gasolina, la "Bomba de almacenamiento de gasolina con medición automática", en 1905, todavía estaba algo adelantado a la demanda de los consumidores. El invento de Bowser funcionaba con una bomba de succión manual, que distribuía la gasolina en el automóvil a través de una manguera flexible. El tanque de almacenamiento de metal de 50 galones ubicado en un gabinete de madera podría instalarse en la acera frente a una tienda.

Un invento algo anterior fue la bomba con cúpula de vidrio de 1901 de John Tokheim para gas o queroseno. El gas se bombeó desde un tanque de almacenamiento hasta la cúpula. El consumidor puede medir la cantidad visualmente y luego soltar una válvula para dejar que el gas fluya por un tubo hasta el tanque de gasolina. Una ventaja de esta bomba era que el consumidor podía inspeccionar el gas y asegurarse de que el vendedor no lo hubiera adulterado. Aparentemente, diluir era un problema común, especialmente cuando el gas se almacenaba en un tanque subterráneo, fuera de la vista. En la década de 1920, muchos fabricantes producían bombas de gasolina similares a las de Tokheim y Bowser. Las características comunes eran bombas manuales, áreas de dispensación de vidrio, relojes comparadores, a menudo de confiabilidad cuestionable, y una cabeza en forma de globo en la parte superior de la bomba, con un logotipo. La gasolina en sí a menudo no era de marca, sino que la suministraban pequeños comerciantes y distribuidores. Las bombas eran llamativas y decorativas, declaraban audazmente su marca, y los conductores parecían elegir su estación de servicio preferida por la bomba y no por lo que dispensaba. Esto se revirtió a fines de la década de 1920, cuando el gas se convirtió en un artículo de marca vendido por grandes empresas como Shell y Gulf.

La primera bomba de gas eléctrica salió a la luz en 1923. Las mejoras adicionales en la tecnología de bombeo se referían principalmente a cómo se indicaba la cantidad de gas bombeado. Cuando se abandonó el globo de cristal, los consumidores necesitaban otra forma de saber cuánto estaban comprando. Un modelo usó un dial con manecillas giratorias similar a un reloj para indicar los galones dispensados. En 1933, un fabricante de Fort Wayne, Indiana, sacó una bomba con una calculadora mecánica llamada variador. El variador usaba una rueda numérica giratoria para mostrar la cantidad de gasolina que se bombeaba, mientras que una segunda rueda mostraba el precio. Este fue el precursor del sistema que se usa hoy en día, lo que facilita a los consumidores comprar gasolina por valor de cinco dólares sin tener que calcular fracciones de galones. El inventor del variador, Wayne Oil Tank &Pump Company, otorgó licencias de su tecnología a la mayoría de los demás fabricantes de bombas y, a fines de la década de 1930, las ruedas giratorias eran estándar en todo el país.

La Compañía Tokheim, que había sacado una de las primeras bombas de gasolina, presentó el sucesor del variador en 1975:medición electrónica. En lugar de ruedas que giraban, un dispositivo electrónico interior calculaba la cantidad y el precio, y mostraba esta información en una pequeña pantalla. La bomba de hoy usa prácticamente el mismo sistema, excepto que muchas bombas también pueden manejar otras transacciones sofisticadas, como debitar la cuenta bancaria del usuario.

Materias primas

Hay tres sistemas básicos en cada bomba de gas:la parte hidráulica, que incluye el dispositivo de bombeo real; la electrónica; y el marco o carcasa. Los sistemas hidráulicos generalmente están hechos de hierro fundido o aluminio fundido. El caucho sintético también se puede utilizar en el segmento hidráulico, para sellos y juntas. La parte de la electrónica puede utilizar placas de circuito impreso y piezas de plástico. La carcasa exterior de la bomba generalmente está hecha de chapa de acero o acero inoxidable.

Diseño

Las bombas de gasolina se fabrican generalmente sobre una base semi-personalizada. Es decir, aunque muchas piezas pueden ser prácticamente iguales de una bomba a otra, el fabricante diseña algunos aspectos de la bomba de acuerdo con los deseos particulares del cliente. El número de mangueras y el lugar donde se colocan puede variar, al igual que el tipo y la sofisticación de la electrónica y el diseño de la carcasa. Antes de que comience el proceso de fabricación, los ingenieros deben elaborar las especificaciones para el pedido en particular. Es posible que sea necesario solicitar subconjuntos personalizados a los proveedores, y es posible que las máquinas deban reajustarse para cortar las piezas de acuerdo con el diseño.

El
proceso de fabricación

La fabricación de bombas de gas implica reunir tres unidades básicas:la hidráulica, la electrónica y la carcasa. Es posible que una fábrica de bombas de gas no fabrique las tres unidades. Por lo general, algunas piezas se compran a un fabricante de boquillas y la manguera a una empresa que solo fabrica mangueras. La electrónica puede subcontratarse y el fabricante de la bomba de gas solo ensambla e instala esta parte. Suponiendo que un gran fabricante fabrica la mayoría de sus piezas internamente, este podría ser un proceso típico:

Fabricación del sistema hidráulico

• 1 Los dispositivos electromecánicos que realmente llevan el gas desde su tanque de almacenamiento a su automóvil generalmente están hechos de aluminio fundido o hierro fundido. El hierro o el aluminio se funde y se vierte en moldes, luego se deja enfriar. Luego, los trabajadores retiran las piezas de los moldes y las limpian por abrasión. Otras partes pueden estar estampadas en un dado. Las láminas de metal se introducen en una máquina que perfora una pieza con la forma deseada. La tubería de metal se coloca en máquinas que la doblan de acuerdo con las especificaciones. Los trabajadores que utilizan soldadores ensamblan piezas más pequeñas en piezas más grandes. Al fabricar el sistema hidráulico, grupos de trabajadores capacitados en algunas habilidades especializadas trabajan juntos en una celda, una unidad de quizás cuatro a 50 trabajadores, para producir piezas que son consistentemente de alta calidad. Cada celda fabrica partes específicas, y las partes luego se pasan a otras celdas que se especializan en ensamblar las partes en orden.

Ensamblaje de componentes electrónicos

• 2 Los componentes electrónicos de una bomba de gas controlan la pantalla que les dice a los consumidores cuánto gas se está bombeando y cuál es el costo. Muchas bombas también tienen escáneres electrónicos que pueden leer tarjetas de crédito y debitar la cuenta del cliente. Estos dispositivos son microprocesadores similares a los que se usan en computadoras y calculadoras. El fabricante de productos electrónicos los produce pasando piezas pequeñas y rígidas de material no conductor, generalmente cartón o cerámica, a través de una impresora de soldadura, que imprime un patrón de rutas de circuito en la placa. Otras partes se colocan a mano o automáticamente, y el tablero se calienta en un horno. El horno derrite la pasta de soldadura depositada por la impresora de soldadura, forjando las conexiones eléctricas. Es posible que el fabricante de la bomba de gasolina no haga nada de esto, pero compre los circuitos de acuerdo con las especificaciones. Los trabajadores de la planta de bombas de gas pueden ensamblar los componentes electrónicos rompiendo o soldando piezas. Estos trabajadores, como los trabajadores de hidráulica, normalmente serían asignados a una celda responsable del cabezal de la bomba.

Un mecanismo típico de bomba de gas.

Vivienda

• 3 Una vez completados los componentes hidráulico y electrónico, los trabajadores llevan las piezas al área de alojamiento de la planta. Aquí, las puertas, los paneles y las paredes exteriores se cortan en chapa de acero. Luego se envían a un área de pintura. Los trabajadores aplican una pintura de alta calidad resistente a la corrosión a la carcasa, de acuerdo con un diseño especificado por el cliente. Las piezas pintadas se envían a un horno para que se sequen y luego se limpian. A continuación, se instalan los sistemas hidráulicos en el cabezal electrónico y toda la bomba se encajona en la carcasa. Se adjuntan mangueras y se aplican juntas o sellos. Las secciones de la carcasa están soldadas entre sí o unidas con bisagras. Se limpia la unidad y se puede retocar la pintura. A continuación, la unidad se inspecciona y prueba y luego se envía al cliente para su instalación.

Control de calidad

Los trabajadores inspeccionan la calidad de las bombas de gas en muchos pasos del proceso de fabricación. Si se piden piezas a subcontratistas, estas se prueban e inspeccionan al llegar a la fábrica. Las materias primas, como el acero para la carcasa, también deben inspeccionarse para asegurarse de que sea del calibre adecuado y de que no presente irregularidades. Los inspectores de control de calidad verifican visualmente las piezas a medida que salen de la línea de ensamblaje de las celdas. Cuando se ha ensamblado toda la parte hidráulica de la bomba de gas, se prueba para detectar fugas. Puede correr agua a través de él o aire presurizado. Cualquier fuga sería extremadamente perjudicial para el funcionamiento de la bomba, por lo que se tiene mucho cuidado en este punto de su construcción para que esté absolutamente libre de fugas. De manera similar, cuando la parte electrónica de la bomba está completamente ensamblada, se prueba su precisión. Los pesos y medidas en la bomba deben calibrarse exactamente. Una vez ensamblada toda la bomba, se vuelve a probar. Una prueba es una prueba de funcionamiento, en la que la máquina se pone en funcionamiento durante un cierto número de horas o días, y se comprueba si hay fallas, en particular fugas. Los inspectores de control de calidad también administran lo que se denomina prueba de resistencia dieléctrica. En este caso, se pasa una corriente de alto voltaje a través del cableado. Esta prueba evidencia cualquier falla en el sistema eléctrico. Cada fabricante de bombas de gas prueba sus propios productos, porque el fabricante quiere asegurar a sus clientes un producto de alta calidad. Los inspectores externos que trabajan para Underwriters Laboratory, una agencia responsable de una variedad de productos eléctricos, también realizan pruebas en bombas de gasolina. Las bombas que utilizan radiofrecuencias para identificar vehículos también están bajo la jurisdicción de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC), que administra sus propias pruebas.

El futuro

Las innovaciones actuales en la tecnología de bombas de gas se centran en tres áreas principales. Uno está cumpliendo con estándares ambientales cada vez más estrictos, especialmente al detectar fugas y contener vapores. Una segunda área en la que se están aplicando nuevas tecnologías es la recopilación de datos. Esto significa sistemas automatizados que pueden verificar el odómetro de un vehículo y registrar la cantidad de combustible que utiliza, lo que brinda comodidad a las flotas de vehículos, como las que pertenecen a empresas de transporte por carretera, fuerzas policiales y empresas de autobuses. Quizás la nueva tecnología de bombas de gasolina más fascinante es la bomba robótica que llena el tanque de gasolina mientras el consumidor se sienta en el automóvil.

Se están desarrollando una variedad de dispositivos para recuperar los vapores perdidos cuando se dispensa gas. Algunos se colocan en la manguera y otros en la boquilla. El desafío consiste en prevenir las fugas de vapor sin reducir la velocidad a la que se puede bombear el gas. Las boquillas de alta tecnología más nuevas contienen sensores electrónicos, que registran las fugas de vapor y líquido, y apagan automáticamente la bomba si el tanque de gasolina se llena.

La nueva tecnología está entrando en juego para los propietarios de flotas de vehículos. En algunas partes del país se utiliza un sistema experimental, donde la boquilla de la bomba de gasolina puede leer información de un dispositivo instalado en el tanque de combustible de un vehículo. Dos antenas de bucle, una en la boquilla y otra en el tanque, se comunican por inducción magnética de baja frecuencia cuando entran en contacto. Tan pronto como el conductor comienza a cargar combustible, las antenas se conectan y comienzan a enviar información desde una unidad electrónica montada en el automóvil a una terminal en la estación de servicio. El sistema puede registrar qué vehículo de la flota se está llenando, cuánta gasolina está consumiendo, cuánto cuesta la gasolina, cuántas horas se ha conducido el automóvil y qué indica el odómetro. Esto puede reducir significativamente el papeleo necesario para mantener una gran flota comercial. También se está probando tecnología similar para consumidores individuales. El consumidor usa un pequeño dispositivo similar a una radio, que puede colgarse de un llavero, llevarse como una tarjeta en una billetera o montarse en una ventana. La bomba de gas lleva un dispositivo similar que emite una señal de radio de baja frecuencia. Cuando el consumidor llega, la bomba de gasolina lee la tarjeta o etiqueta, identifica al cliente y carga una cuenta por la gasolina comprada.

Las primeras bombas de gasolina completamente robóticas se probaron en consumidores en 1997. Para usar la bomba robótica, el consumidor necesita un transmisor en el tablero del vehículo y una tapa del tanque de gasolina especialmente modificada. El conductor estaciona el automóvil junto a la bomba e ingresa la cantidad de gasolina necesaria en un teclado similar al teclado de un cajero automático (ATM). La bomba lee la marca y el modelo del vehículo en el transmisor, y un brazo robótico encuentra el tanque de gasolina y lo abre con succión. Luego, el robot inserta una boquilla a través de una solapa en la tapa del tanque y dispensa gas. Se supone que todo el proceso de llenado toma solo dos minutos. Debido a que este proceso requiere que los conductores realicen dos modificaciones en sus automóviles (el transmisor del tablero de instrumentos y la tapa del tanque especial), el uso del sistema robótico puede evolucionar lentamente.