¿Es la medición de la viscosidad de combustible de aviación más precisa que el punto de congelación?

Durante la reunión de 2008 en Shangai, China, la Asociación de Transporte Aéreo Internacional (IATA) pidió al Centro de Coordinación de la Investigación (CRC) que comprobase la posibilidad de encontrar un sustituto para los métodos de punto de congelación actualmente utilizados. Esta solicitud surgió del grupo de trabajo sobre puntos de congelación de la IATA, cuyo objetivo era estudiar la viabilidad de utilizar un único tipo de combustible para la aviación comercial en todo el mundo, en lo que se refiere al punto de congelación. Se pensó que la utilización de un único combustible de aviación comercial en todo el mundo tendría beneficios económicos en la producción de combustible.

 

El grupo investigó una serie de opciones, centrándose en los puntos de congelación alrededor de los límites del Jet A y Jet A-1. Aunque se presentaron varias opciones y se sugirieron más estudios, el trabajo del grupo también indicó que los fabricantes de motores (OEM) estaban más preocupados por la viscosidad del combustible en la entrada del motor, que por el punto de congelación del combustible en los tanques. El informe concluía que "es un hecho generalmente aceptado que el ensayo del punto de congelación no es un ensayo eficaz para predecir el  comportamiento del flujo de combustible en la aeronave a bajas temperaturas”.

De esta solicitud surgió un informe CRC más completo que evaluaba el estado actual de los sistemas de combustible de los fabricantes de equipos originales, disponibles para pruebas a baja temperatura y métodos de investigación de las propiedades del combustible de aviación. Una de las conclusiones del informe del CRC fue que la viscosidad puede ser un predictor más preciso de la capacidad de bombeo en el tanque de combustible de la aeronave que el punto de congelación.

El informe recomendaba cuatro acciones específicas:

- Desarrollar y evaluar un escaneo adecuado a baja temperatura del densímetro para predecir con precisión la capacidad de bombeo.

- Identificar un límite de viscosidad equivalente para fines de especificación.

- Cuantificar cualquier cambio químico menor en la viscosidad.

Evaluar el apoyo de los fabricantes de equipos originales para reemplazar el punto de congelación por la viscosidad.

Por tanto, se crea la necesidad de definir un nuevo equipo para medir simultáneamente el punto de congelación, la viscosidad y la densidad, que esté aprobado para la certificación de combustible de aviación. Este equipo es el JFA-70Xi de Phase Technology. Con él se combina un método de ensayo de punto de congelación bien establecido (ASTM D5972 / IP435) y otro de viscosidad recientemente desarrollado (ASTM D7945) en un solo instrumento. El JFA-70Xi es capaz de determinar las viscosidades cinemáticas de los combustibles de aviación a -20°C y -40°C y también mide la densidad del combustible.

La norma ASTM D7945 utiliza una presión de aire capilar horizontal calibrada para

realizar una columna de muestra de ensayo. Bajo el principio de Hage-Poiseuille,

los tiempos de tránsito entre múltiples segmentos de tiempo calibrados están

directamente correlacionados con la viscosidad del combustible.


La ASTM ILS 2016 con los tipos actuales de combustible de aviación, incluyendo Jet A, JetA1 (ambos cumplen con D1655), renovables (ambos cumplen con D7566) y mezclas 50/50. Se demostró que D7945 excede la precisión de D445 y D7042, como métodos de ensayo de viscosidad tradicionales.

La repetibilidad del D7945 a -20°C es de 0,011 mm2/s y la reproducibilidad es de 0,021 mm2/s. Esto es más de cuatro veces mejor que la precisión de la D445. Además, también se ha desarrollado una declaración de precisión para el D7945 a -40°C. Hasta el día de hoy, el D7945 es el único método de ensayo de viscosidad del combustible de aviación con una precisión aprobada de -40°C. La medición de la viscosidad a temperaturas más bajas se considera más representativa de la capacidad de bombeo del combustible.

Además de la viscosidad, el JFA-70Xi también calcula la temperatura a la que el combustible alcanza los 12.0 mm2/s usando ASTM D341 y las viscosidades previamente medidas en -20 y -40 Cº.

 

 

Comparando esta temperatura de 12 mm2/s con el punto de congelación resultante también medido, el JFA-70Xi evalúa además cuál de las dos temperaturas es el más crítico durante la operación de vuelo a baja temperatura.

Como se ilustra en las dos figuras siguientes, la temperatura de los 12 mm2/s puede o no ser significativa dependiendo de si es mayor o menor que el punto de congelación.

Combinando el punto de congelación y la viscosidad en un solo equipo, a la temperatura especificada actual de -20°C y también a la temperatura potencialmente más útil de -40°C. Así como, finalmente, la temperatura a la que el combustible alcanzaría los 12 mm2/s, el JFA-70Xi representa el equipo más actual en dicha materia.

La tecnología de Phase fue adquirida recientemente por PAC. Esto hace que el PAC sea

el proveedor número uno de soluciones de análisis de combustible para reactores. Los equipos de PAC son: el conocido JFTOT, el nuevo OptiReader y los tubos de calentamiento inteligente utilizados por laboratorios de todo el mundo.

 

Autores

Gordon Chiu, Charles Clutter & Larry Spino, PAC

Web: www.phase-technology.com

 

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