Calculadora de volumen de tanque cilíndrico horizontal
Calcule el volumen y la capacidad de un tanque cilíndrico horizontal —uno tumbado de lado— en galones estadounidenses, galones imperiales, litros, pies cúbicos y metros cúbicos. Introduzca el diámetro y la longitud para la capacidad total, o active el llenado parcial para hallar el volumen de líquido a una profundidad dada mediante el cálculo exacto del segmento circular.
Calculadora de volumen de tanques
Cómo calcular el volumen de un tanque cilíndrico horizontal
Un tanque cilíndrico horizontal contiene exactamente el mismo volumen total que el mismo cilindro de pie: la orientación no cambia la capacidad total. El volumen total de un tanque cilíndrico horizontal es el área del extremo circular por la longitud:
donde r es el radio interior (la mitad del diámetro) y L es la longitud del cilindro. Por tanto, lo único que hace diferente a un tanque horizontal es lo que ocurre cuando está parcialmente lleno.
La fórmula del volumen con llenado parcial
Cuando un cilindro está tumbado, la superficie del líquido corta una cuerda horizontal en la sección redonda. El área mojada es un segmento circular, no una fracción simple de la altura. Para una profundidad de líquido h medida desde el fondo de un tanque de radio r, el área del segmento es:
El volumen de líquido en un cilindro horizontal es entonces esa área por la longitud:
El arcocoseno se evalúa en radianes. Una forma equivalente y numéricamente idéntica de escribir la misma área del segmento es A = ½ r² (θ − sin θ) con θ = 2 · arccos((r − h) / r); la calculadora de esta página usa esa forma internamente. Para la deducción completa y las fuentes de cada fórmula del sitio, consulte la página de metodología.
Ejemplo resuelto
Tome un tanque cilíndrico horizontal de 4 ft de diámetro (es decir, r = 2 ft) y 8 ft de longitud.
- Volumen total: V = π × 2² × 8 = 100,53 ft³. A 7,48052 galones estadounidenses por pie cúbico, son unos 752 galones (EE. UU.) (≈ 626 galones imperiales, ≈ 2.847 litros).
- Lleno a la mitad (profundidad = 2 ft = r): un cilindro horizontal está exactamente lleno a la mitad cuando el líquido llega a la mitad del diámetro, así que el volumen es justo la mitad del total: unos 376 galones.
- A un cuarto de profundidad (1 ft): con la fórmula del segmento, A = 2² × arccos((2 − 1) / 2) − (2 − 1) × √(2×2×1 − 1²) = 4 × 1,0472 − 1 × √3 = 4,189 − 1,732 = 2,457 ft². Por la longitud de 8 ft da 19,66 ft³ ≈ 147 galones, bastante menos que un cuarto de los 752 galones totales, que es justo por lo que la profundidad y el volumen del llenado parcial no son proporcionales.
Introduzca estos valores en la calculadora de arriba para confirmar las cifras y leer a la vez los galones imperiales, litros, pies cúbicos y metros cúbicos.
Cómo leer la tabla de volumen de un tanque horizontal
Como el volumen lleno sigue un segmento circular, una tabla de volumen de un tanque horizontal —la tabla de profundidad a galones que se lee con una varilla— es curva en lugar de equidistante. Cerca del fondo y del techo, un centímetro de profundidad añade poco líquido; cerca del centro, ese mismo centímetro añade el máximo. Para crear la tabla de su propio tanque, introduzca su diámetro y longitud arriba, active el llenado parcial y recorra el nivel de líquido por cada profundidad que le interese. Para generar la tabla completa de una vez, use el generador de tablas de aforo, que indica el volumen a cada nivel para sus medidas.
Unidades y galones
Es una calculadora de volumen de tanque horizontal en galones y en todas las demás unidades habituales a la vez: galones estadounidenses, galones imperiales (británicos), litros, pies cúbicos y metros cúbicos, además de barriles de petróleo opcionales. Un galón líquido estadounidense son 231 pulgadas cúbicas ≈ 3,785 litros, mientras que un galón imperial ≈ 4,546 litros, por lo que la calculadora muestra ambos para evitar ambigüedades. Introduzca medidas interiores para la estimación más cercana de la capacidad de líquido.
¿Vertical en lugar de horizontal?
Si su cilindro está de pie sobre su base, el llenado parcial es lineal y el cálculo es más simple. Use la calculadora de volumen de tanque cilíndrico vertical para ese caso, o la calculadora principal de volumen de tanques para tanques cápsula, rectangulares, ovalados, elípticos y cónicos.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula el volumen de un tanque cilíndrico horizontal?
Para el volumen total, un cilindro horizontal es igual que cualquier cilindro: V = π × r² × L, donde r es el radio interior y L es la longitud. La orientación no cambia la capacidad total. Lo que cambia es el llenado parcial: cuando el tanque está tumbado, el líquido forma un segmento circular, por lo que se necesita el área del segmento por la longitud en lugar de una simple proporción de la altura.
¿Cómo hallo el volumen de líquido en un cilindro horizontal parcialmente lleno?
Mida la profundidad del líquido desde el fondo del tanque. La sección llena es un segmento circular de área A = r² × arccos((r − h) / r) − (r − h) × √(2rh − h²), donde h es la profundidad del líquido y r el radio. Multiplique esa área por la longitud L del tanque para obtener el volumen lleno. Active «Calcular llenado parcial» e introduzca el nivel de líquido; la calculadora lo hace por usted e indica también el volumen vacío.
¿Un tanque horizontal está lleno a la mitad cuando el líquido llega a la mitad del diámetro?
Sí. Un cilindro horizontal está exactamente lleno a la mitad cuando el líquido llega a la mitad del diámetro, porque el círculo es simétrico respecto a su línea central. Pero ese es el único punto sencillo. A un cuarto del diámetro el tanque contiene mucho menos de un cuarto de su volumen, y a tres cuartos contiene mucho más de tres cuartos. Por eso un visor de nivel en un tanque horizontal no está marcado de forma uniforme.
¿La tabla de volumen de un tanque horizontal es lineal?
No. Como el volumen cambia siguiendo un segmento circular, una tabla de profundidad a volumen (aforo) de un tanque horizontal es curva: cada centímetro de profundidad cerca del centro añade mucho más volumen que cerca del fondo o del techo. Por eso las tablas de aforo impresas de gasóleo y de combustible tienen filas no equidistantes. Puede leer un valor a cualquier profundidad con la calculadora de arriba.
¿Qué unidades muestra esta calculadora?
Cada resultado se muestra a la vez en galones estadounidenses, galones imperiales (británicos), litros, pies cúbicos y metros cúbicos, sin necesidad de convertir. También puede marcar «Mostrar barriles de petróleo» para aplicaciones petroleras. Introduzca las medidas en unidades estadounidenses (pies y pulgadas) o métricas (metros y centímetros) con el selector de unidades.
¿Tiene en cuenta los fondos abombados o semiesféricos?
No. Esta página modela un cilindro horizontal simple con extremos planos. Los tanques reales con fondos abombados, elípticos o semiesféricos contienen un poco más. Para un cilindro con casquetes semiesféricos, use la forma de cápsula en la calculadora principal de volumen de tanques.