El diseño de una estructura tipo silo puede resultar atractivo para un ingeniero debido a sus desafíos técnicos y aplicaciones versátiles. Los silos están diseñados para el almacenamiento eficiente de materiales a granel, lo que requiere un enfoque cuidadoso en la resistencia de materiales, la mecánica de estructuras y la ingeniería sísmica. Además, el flujo de materiales y la seguridad son consideraciones cruciales en su diseño. El analista debe equilibrar la eficiencia de almacenamiento con los costos de construcción y mantenimiento, lo que brinda oportunidades para optimizar económicamente las estructuras. Dado que los silos se utilizan en diversas industrias, desde la agricultura hasta la minería y la industria alimentaria, los ingenieros que trabajan en su diseño pueden aplicar sus habilidades en una amplia gama de contextos profesionales. A este fin, utilizan cálculos y simulaciones complejos para garantizar que los silos puedan soportar el peso del material almacenado y cualquier fuerza externa como el viento.
Cargas estructurales en silos
El primer paso en el análisis estructural de un silo es identificar las cargas que debe soportar la estructura. Estos incluyen el peso del material almacenado, cualquier equipo utilizado para manipular el material y cualquier carga adicional que pueda imponerse por el viento, la actividad sísmica u otros factores ambientales. Luego, estas cargas se utilizan para determinar los parámetros de diseño del silo, incluida su altura, diámetro y espesor de pared.
Si deseamos diseñar silos y tanques de almacenamiento, el programa FEM RFEM de Dlubal es una potente opción. Muchas funciones útiles facilitan sus cálculos. Estas características incluyen la aplicación de cargas que varían a lo largo de un perímetro y en la dirección Z, análisis sísmico, diseño de pandeo de la cáscara y muchas otras.
La evaluación de cada caso de carga debe realizarse utilizando un único conjunto de valores consistentes de las propiedades de los sólidos, de modo que cada estado límite corresponda a una única condición sólida almacenada definida. Esto puede resultar un trabajo tedioso y aumentar la probabilidad de errores por introducción incorrecta de los datos. Por ello resulta tan interesante la posibilidad de automatizar la entrada de cargas para el caso de Silos en RFEM dependiendo de la normativa que desee utilizarse para el diseño
Ventajas de RFEM
Entre las varias ventajas que ofrece RFEM para el diseño de silos industriales y otras estructuras similares podemos listar:
- Modelado 3D robusto: RFEM permite crear modelos tridimensionales detallados de silos con geometrías complejas. Esto es esencial para representar con precisión las formas de los silos y sus componentes internos, como conos, tolvas, refuerzos y plataformas.
- Análisis estático y dinámico: El software permite realizar análisis estáticos y dinámicos, lo que es crucial para evaluar el comportamiento del silo bajo diferentes cargas, como el llenado, el vaciado y las fuerzas sísmicas.
- Optimización de diseño: RFEM permite realizar análisis paramétricos y de optimización para encontrar la configuración de diseño más eficiente y económica del silo, teniendo en cuenta diversos criterios y restricciones.
- Integración de códigos de diseño internacionales: El software incorpora una variedad de códigos y normativas internacionales para el diseño de estructuras, lo que facilita la conformidad con los estándares locales y globales.
- Evaluación de estabilidad: RFEM puede evaluar la estabilidad global y local de un silo, incluida la verificación de la estabilidad ante el deslizamiento y el pandeo de las paredes del silo.
- Análisis de cimentación: El software permite modelar y analizar la cimentación del silo, lo que es esencial para garantizar una base adecuada y segura.
- Informes detallados y documentación: RFEM genera informes y documentación técnica detallados que pueden ser utilizados para la comunicación con los clientes, autoridades regulatorias y otros interesados. Y permite hacer lo en el idioma de nuestra preferencia, incluyendo el español.
- Interfaz de usuario intuitiva: RFEM ofrece una interfaz de usuario amigable que facilita la creación, modificación y visualización de modelos, lo que agiliza el proceso de diseño y análisis.
- Integración con otros programas: RFEM puede integrarse con otros programas de diseño y análisis, lo que permite un flujo de trabajo más eficiente y la colaboración en proyectos multidisciplinarios. En INESA-TECH hemos utilizado Rhino/Grasshopper para conectar propuestas de diseño entre RFEM y Autodesk Revit, así como realizar extracción de resultados tabulares para ser analizados con Python.
Conclusiones
En resumen, RFEM es una herramienta versátil y poderosa que brinda ventajas significativas para el diseño estructural de silos industriales al proporcionar capacidades avanzadas de modelado, análisis y optimización, así como la capacidad de cumplir con normativas internacionales y garantizar la seguridad y eficiencia en el diseño de estas estructuras. Este y otros softwares forman parte de nuestro catálogo de entrenamientos. Como nuestra especialización específicamente dirigida a proveer a los ingenieros estructurales de la habilidades y herramientas necesarias para ejecutar análisis complejos con criterio y responsabilidad:
