Cálculo y simulación por el método de los elementos finitos

El método de los elementos finitos (MEF), también conocido como Finite Element Method (FEM) en inglés, es un procedimiento numérico pensado para su uso en software informático. En el ámbito de la ingeniería y la construcción es muy utilizado para el cálculo de resistencia de materiales y estructuras.

La dinámica de funcionamiento de la simulación FEM es dividir un problema, a priori muy complejo, en un número limitado de partes más pequeñas más sencillas de analizar y así poder encontrar una solución global.

¿Cómo se puede aplicar el método en una estructura industrial? Subdividiendo la estructura en partes más pequeñas o elementos, de manera que puede convertirse un problema complejo en un número definido de problemas más sencillos. De esta manera puede estudiarse el comportamiento físico de cada elemento y así después predecir cómo será el comportamiento en conjunto de todos ellos, es decir, de la estructura que se está estudiando.

Esta forma de trabajar aporta algunas ventajas frente a los estudios tradicionales como:

  • Disminuye la necesidad de realizar ensayos sobre prototipos.
  • Capacidad para resolver problemas que antiguamente eran irresolubles.
  • Reduce notablemente el tiempo de desarrollo de los proyectos.

Casos prácticos donde Ingenieros Asesores ha aplicado la simulación FEM

El estudio de estructuras como silos y depósitos es un ejemplo de aplicación de la simulación FEM. Previamente a su construcción puede realizarse un estudio y simulación de cómo va a responder la estructura ideada frente situaciones habituales como, por ejemplo, la plena carga de material.

También puede aplicarse sobre depósitos ya construidos tiempo atrás y en funcionamiento. El estudio estructural se realiza teniendo en cuenta su estado actual, incluyendo posibles patologías, de manera que pueda predecirse dónde pueden presentarse los problemas y cuán cerca están de producirse.

Justo antes de que una estructura entre en funcionamiento está el momento de la certificación. En el caso de una bancada para instalar equipos de aire acondicionado de gran tamaño y peso, esto es garantizar que podrá soportar la carga sin venirse abajo. Y si hubiera probabilidades de que así sucediera, localizar sus puntos débiles para poder solucionarlo.

Los cambios de normativa pueden llegar a obligar a modificar una estructura para cumplir los nuevos estándares. La estructura que da soporte a una cinta transportadora puede modelarse completamente para su análisis FEM. Aunque no se encuentren puntos críticos si pueden identificarse de esta manera las localizaciones donde valores no se adaptan a las nuevas exigencias y encontrar la estrategia más efectiva para efectuar la reforma.

Aunque el cálculo FEM se utilice para el análisis en muchos proyectos y simplifique la resolución de problemas no quiere decir que sea un método de aplicación sencilla. En Ingenieros Asesores contamos con los conocimientos necesarios en mecánica de materiales, modelado 3D, métodos numéricos y amplia experiencia en el mundo de la industria y la edificación. Nuestros casos de éxito nos avalan. Consúltenos sin compromiso.

 

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