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Uno de los parámetros más importantes en el diseño de una estación de servicio de gas natural comprimido es la modelización detallada del proceso de llenado rápido. En este trabajo, se desarrolló un nuevo modelo matemático para analizar el proceso de llenado rápido en estaciones de servicio de gas natural comprimido. Este nuevo modelo es único porque también se han tenido en cuenta las tuberías de conexión entre los depósitos de reserva y el cilindro a bordo del vehículo. Para modelizar el proceso, se han resuelto las ecuaciones de estado, continuidad, momento y energía para diferentes partes del sistema. Los resultados se han contrastado con los datos experimentales para investigar los efectos de las tuberías de conexión. Los valores numéricos del caudal másico concuerdan con los experimentales. El estudio se ha realizado tanto para sistemas de almacenamiento en cascada como para sistemas de almacenamiento intermedio. Se presentan las variaciones de presión y del número de Mach en diferentes partes del sistema, así como los efectos de la temperatura inicial del depósito sobre la presión y la temperatura en el cilindro del vehículo de gas natural. Los resultados muestran que la pérdida de presión a través de las tuberías es muy importante y debe tenerse en cuenta.