Estimación de esfuerzos inducidos durante el llenado y vaciado de silos metálicos para almacenamiento de cemento /

Abstract

La presente investigación se enfoca en el estudio y desarrollo de las diferentes áreas que están involucradas en el cálculo de un silo de cemento para poder estimar los esfuerzos inducidos durante su llenado y vaciado. Inicialmente se estudian las diferentes normativas desarrolladas en años anteriores para el cálculo de presiones de los silos, en esta parte se encuentra los diferentes procedimientos tanto teóricos como experimentarles que se desarrollan para calcular las presiones. Allí también se puede encontrar el análisis de las todas las variables que rigen el comportamiento de los materiales granulados y pulverizados que son almacenados en silos metálicos. Seguidamente se expone una resumen de los diferentes modelos matemáticos desarrollados con fluodinámica computacional (CFD) los cuales son capaces de describir el comportamiento del material pulverizado dentro del silo, para poder determinar las presiones que el material ejerce sobre los silos. Dentro del presente trabajo se estudia brevemente los modelos de elementos finitos tipo cascaras los cuales son los más adecuados para representar a la geometría del silo y de esta manera poder realizar su análisis estructural que permita determinar esfuerzos y deformaciones ocasionadas por las presiones previamente calculadas. Finalmente se determinan los esfuerzos inducidos durante el llenado y vaciado del silo mediante un análisis por elementos finitos con soporte del programa ANSYS-APDL. En esta parte del trabajo es explica cada una de las fases involucradas en el desarrollo del modelo y se hace un análisis detallado de los resultados arrojados por el software, de igual forma se realizan comparaciones de resultados cuando se analizan silos con tolvas de diferente grado de inclinación, se analiza el comportamiento del silo con y sin estructura y se hace un análisis modal para encontrar los modos de vibración del silo con y sin estructura.