Análisis de los diseños típicos en equipos cisternas destinados al transporte automotor de materiales pulverulentos, su evaluación y verificación de los mismos mediante herramientas de cálculo - Mattano, Matías Aníbal (2023)
En el presente proyecto se realizará el estudio de los llamados tolvas, también conocidos como silos o cisternas, los cuales son equipos que se utilizan para transportar materiales pulverulentos a granel de forma segura. El análisis de los diseños de las tolvas es fundamental para garantizar la integridad del material transportado, lo que podría provocar un gran riesgo para los actores que participan en las tareas de carga y descarga ya que son recipientes a presión, los cuales trabajan en su mayoría a una presión de trabajo interna de 1,5 [Kg/cm2]y una presión de diseño de 2 [Kg/cm2].La evaluación de los elementos de seguridad en los silos es otro gran aspecto que se debe considerar cuando se procede con la inspección y verificación. Los cuales caben destacar como elementos de seguridad de mayor importancia son: Disco de ruptura, que actúa al sobrepasar un 0,2 [Kg/cm2]con respecto de la presión de diseño y que una vez accionadas se deben sustituir por una nueva; válvulas de seguridad, que son las encargadas de abrir y cerrar ante los cambios de presiones que pueden ocurrir en el proceso de descarga del producto. Al tratarse de recipientes que se presurizan, pueden ocasionar lesiones severas y letales en ciertos casos. El dispositivo externo que se utiliza a la hora de presurizar el recipiente, es un compresor de aire trifásico, el cual debe cumplir con las condiciones esenciales para que funcione de forma correcta junto con la instalación eléctrica, tanto de sus conexiones como de los conductores, con el fin de evitar el riesgo eléctrico y poner en peligro a los operadores. Para lograr una verificación más eficiente del recipiente a presión, se tomará como norma principal a la directiva americana ASME, establecida desde principios del siglo XX, y estará enfocada en su Sección VIII, División 1, la cual se centra en recipientes a presión exclusivamente. Con esta norma se busca unificar los términos y condiciones para que fabricantes de recipientes diseñen y construyan tolvas de excelente calidad y seguras ante todo. Para ello el comité ASME se reúne periódicamente para revaluar y mejorar continuamente la calidad de los recipientes, desde los materiales que se utilizan para la fabricación, como también la eficiencia de la junta de soldadura. Dicho esto, el personal a cargo de la soldadura deberá ser un soldador certificado para esta labor. Con la utilización del software de diseño asistido SolidWorks, se podrá realizar una evaluación de la estructura de la tolva que estará sometida a presión interna mediante un análisis estático de simulaciones. Las corridas de simulación reflejaran en un diagrama de Von Mises las deformaciones de la estructura, límites de elasticidad, como así también de forma gráfica donde se concentran las presiones en el recipiente a presión. Este proceso de simulación se desarrollará teniendo en cuenta la presión de trabajo, diseño y prueba dispuesta en la chapa característica de la tolva, correspondiendo con distintas medidas de espesor, ya sea provista por el fabricante, como el espesor de ensayo, el cual se obtuvo de la medición en el campo. También se realizara simulación para hallar la presión por encima de la diseñada a la cual la tolva sobrepasara el límite elástico provocando la ruptura de la misma.