Calculadora de Tanques Cilíndricos
La capacidad total de un tanque cilíndrico se calcula mediante la fórmula V = π × r² × h. Para un depósito vertical de diámetro 2 m y altura 3 m, el volumen total de almacenamiento es de 9,42 m³ o 9.424,78 litros. Calcula a continuación la capacidad total y el volumen de llenado parcial para depósitos verticales y horizontales.
Calcular
Cálculo de capacidad en tanques de almacenamiento cilíndricos
Los tanques cilíndricos son la solución técnica predominante para almacenar agua, combustibles, aceites, productos químicos y leche debido a su excelente resistencia mecánica frente a la presión hidrostática interior y su facilidad de fabricación.
La orientación del depósito determina el método de cálculo de su llenado: en un tanque cilíndrico vertical, el volumen es estrictamente proporcional a la altura del líquido. En cambio, en un tanque cilíndrico horizontal, la sección mojada adopta una forma de segmento circular cuya área varía de manera no lineal según el nivel del líquido.
Fórmulas para tanques verticales y horizontales
1. Tanque vertical de base circular:
La capacidad total y el volumen para una altura de llenado (f) se calculan linealmente:
Volumen total = π × r² × h | Volumen de líquido = π × r² × f
2. Tanque horizontal:
El cálculo del llenado parcial a una profundidad (f) en un tanque de radio (r) y longitud (L) requiere trigonometría de segmentos circulares:
Área del segmento = r² × arccos((r - f) / r) - (r - f) × √(2rf - f²)
Volumen de líquido = Área del segmento × Longitud (L)
Ejemplo resueltos de llenado en depósito vertical y horizontal
Ejemplo 1: Depósito vertical de agua para riego. Un aljibe vertical tiene un diámetro interior de 2,40 metros (r = 1,20 m) y una altura de 4,00 metros. La capacidad total es: V = π × (1,20)² × 4,00 = 3,14159 × 1,44 × 4,00 = 18,10 m³ = 18.095,57 litros. Si la sonda de nivel marca 1,50 m de agua, el volumen almacenado es: V_actual = π × (1,20)² × 1,50 = 6,79 m³ = 6.785,84 litros.
Ejemplo 2: Cisterna horizontal de combustible diésel. Una cuba horizontal de combustible tiene un diámetro de 1,60 metros (r = 0,80 m), una longitud de 5,00 metros y un nivel de líquido de 0,40 metros (a un cuarto de su altura). Calculamos el factor de arccos: (0,80 - 0,40) / 0,80 = 0,5. arccos(0,5) = 1,0472 rad. El área del segmento es: 0,80² × 1,0472 - 0,40 × √(2 × 0,80 × 0,40 - 0,40²) = 0,6702 - 0,40 × √(0,64 - 0,16) = 0,6702 - 0,40 × 0,6928 = 0,6702 - 0,2771 = 0,3931 m². El volumen actual es: 0,3931 m² × 5,00 m = 1,966 m³ = 1.965,5 litros.
Tabla de aforo orientativa para tanque cilíndrico horizontal
A continuación se muestra el porcentaje de volumen almacenado según el porcentaje de altura de llenado en cualquier tanque cilíndrico horizontal de tapas planas:
| Porcentaje de Altura (% h/D) | Porcentaje de Volumen Almacenado | Estado de Llenado |
|---|---|---|
| 10% de altura | 5,2% del volumen total | Reserva baja |
| 25% de altura | 19,6% del volumen total | Un cuarto de capacidad |
| 50% de altura | 50,0% del volumen total | Medio lleno exacto |
| 75% de altura | 80,4% del volumen total | Tres cuartos de capacidad |
| 90% de altura | 94,8% del volumen total | Casi lleno |
| 100% de altura | 100,0% del volumen total | Capacidad máxima |
Preguntas frecuentes
Porque las paredes curvas del cilindro hacen que la anchura de la superficie del líquido varíe en cada nivel, siendo más estrecha en el fondo y en la parte superior, y máxima en el centro.
Mide la altura del líquido (f) en centímetros y el radio del tanque (r) en centímetros. Aplica la fórmula: Litros = (π × r² × f) / 1000.
Los fondos abombados añaden volumen adicional en los extremos del cilindro, incrementando la capacidad total entre un 5% y un 15% respecto a tapas planas.