Cargas de transporte en equipos mecánicos
En el diseño de equipos mecánicos, especialmente equipos estáticos y rotativos de grandes dimensiones, es fundamental haber realizado un diseño y análisis detallado de los esfuerzos generados debido a las cargas inducidas durante el transporte sobre los distintos componentes del equipo.
Si analizamos por ejemplo el caso de un recipiente sometido a presión, el transporte del mismo generará unos esfuerzos tanto en la envolvente como en las cunas soporte, los cuales deben haberse previsto durante la fase de diseño para evitar posibles fallas durante el transporte.
Por lo general, los equipos verticales son diseñados para ser transportados soportados sobre dos cunas, generalmente metálicas, aunque también pueden usarse cunas fabricadas de otros materiales como madera. Especial atención debe tenerse para equipos verticales con grandes longitudes y pequeños espesores. Los equipos horizontales, se transportan sobre sus propias cunas soporte, con lo que las condiciones generadas durante el transporte deben tenerse en cuenta en el diseño de las mismas.
En todo este diseño, resulta fundamental una fluida comunicación entre los diferentes departamentos afectados (equipos estáticos, logística y construcción) con el objeto de definir correctamente los soportes, localización, puntos de sujeción al medio de transporte, así como las dimensiones mínimas requeridas de los soportes, con el objeto de facilitar su desembarco y futuras operaciones en obra, como su prevestido, minimizando la subcontratación de grúas especiales al máximo posible.
El departamento de logística realizará un análisis de las diferentes rutas, con el fin de analizar posibles obstáculos o restricciones durante el transporte, asegurando la viabilidad y optimización en coste del mismo. En esta línea, a fin de evitar retrasos e incurrir en posibles penalidades, es imprescindible tener al día todos los permisos necesarios para este tipo de transportes siguiendo las normativas locales e internacionales.
Existen diferentes medios a la hora de realizar el transporte de equipos mecánicos. En función de la ubicación geográfica del fabricante y de la localización de la planta serán seleccionados unos u otros. Los medios de transporte más usados para equipos mecánicos son los siguientes:
– Transporte por carretera
– Transporte por ferrocarril
– Transporte marítimo
Según el medio de transporte seleccionado, el equipo mecánico se verá sometido a unas aceleraciones sobre los tres principales ejes; longitudinales, transversales y verticales, las cuales deben ser analizadas. En el caso de transporte marítimo, estas dependerán adicionalmente del tipo de barco y la localización del equipo en el mismo, así como de las condiciones del mar u océano por el que se realice el transporte.
El diseñador del equipo deberá ser capaz de trasladar las cargas resultantes generadas durante el transporte en cargas sobre el equipo, generalmente estas se definirán como valores de aceleración espectral para su diseño.
El contratista del barco o la barcaza deberá indicar lo antes posible al diseñador del equipo los valores de aceleraciones estimados durante dicho transporte para ser considerados durante el diseño, optimizando la configuración del equipo y reduciendo el número de posibles fallas.
Existen diferentes bibliografías de referencia usadas para la estimación de los valores de las aceleraciones mencionadas, así como para el cálculo de las cargas generadas sobre cada uno de los soportes. Un ejemplo es el tomado de la publicación “Pressure Vessel Design Manual D. Moss”. Las fuerzas generadas durante el transporte sobre los tres ejes principales se definen de la siguiente manera.
Fx= Kx x Ws
Fy= Ky x Ws
Fz= Kz x Ws
Siendo:
Ws: Peso de transporte
Kx, Ky, Kz: coeficientes de la aceleración de transporte. Estos valores deben ser consensuados con el subcontratista del transporte. Como referencia pueden tomarse los dados en la tabla siguiente.
Valores obtenidos del Pressure Vessel Design Manual, D. Moss
Ejemplo de aceleraciones generadas en cargas transportadas
Una vez que las cargas inducidas por las mencionadas aceleraciones han sido definidas, es necesario verificar el estado tensional del equipo con la aplicación de estas cargas. El método usado para el estudio de los esfuerzos inducidos sobre la envolvente es el desarrollado por L.P Zick. Los principales esfuerzos generados sobre la envolvente del equipo mecánico pueden observarse en la figura a continuación.
Diagrama de esfuerzos sobre la envolvente L.P Zick
Como se ha indicado anteriormente, el análisis de la condición de transporte de un equipo mecánico es una tarea multidisciplinar que debe definirse durante la fase de diseño del mismo, con el fin de evitar futuras modificaciones en los elementos soporte.
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