Estudio numérico preliminar de la influencia de los parámetros geométricos de modelos de cabezales de semirremolque cisterna sobre su resistencia, y propuestas de rediseño

Abstract

En un contexto socio-económico que plantea la necesidad de establecer sólidos vínculos entre los sectores académico y productivo de nuestro país, y ante el potencial asociado al uso de herramientas computacionales, el presente trabajo se corresponde con un estudio preliminar de los parámetros geométricos de los cabezales de un modelo de semirremolque cisterna para el transporte de combustibles líquidos, en cuanto a su resistencia en servicio. Su objetivo es contribuir al conocimiento sobre el tema, y favorecer una propuesta preliminar fundamentada de soluciones técnicas factibles al problema asociado a la presencia eventual de pequeñas fisuras en la zona curvada de los bordes del cabezal (pestaña), próxima a la unión con el cuerpo principal del tanque. Los modelos de cabezales estudiados fueron provistos por la empresa Tanques Fangio S.A., dedicada a la construcción de semirremolques cisternas, con la cual el Grupo Gemeco (UTN-FRSN) trabaja bajo cooperación técnico-intelectual. La metodología involucró, en términos generales, la carga de datos de los modelos en módulos de elementos finitos (SolidWorks y Autodesk Inventor), y el posterior uso de herramientas de validación analíticas y numéricas (análisis de convergencia, análisis de calidad de malla y uso de fórmulas teóricas de recipientes a presión, dadas por normas), para la evaluación de sucesivas propuestas de valores de los parámetros geométricos de diseño, previo relevamiento empírico y estudio bibliográfico. Se obtuvo un conjunto de soluciones geométricas factibles y confiables que consisten, fundamentalmente, en el logro de una transición menos pronunciada entre el cuerpo del tanque y el cabezal, reduciendo el efecto de concentración de tensiones, logrando, a costa de cambios en el proceso de fabricación y cierto mayor costo, una mayor resistencia. El desarrollo de pruebas empíricas, el análisis económico de propuestas y demás cuestiones de diseño previas a la construcción efectiva plantean incorporarse en futuros aportes investigativos.