Tanques atmosféricos, silos, tolvas, equipos a presión o tuberías: elementos e infraestructuras clave en sectores que van desde la metalurgia hasta la minería, pasando por la industria papelera, energética, química o farmacéutica; en todos ellos, sin excepción, cualquier parada de producción por fallas en infraestructuras o averías se traduce directamente en costes económicos.
La probada utilidad y múltiples beneficios de la simulación estructural para la conservación de infraestructuras industriales han marcado un antes y un después en los proyectos de ingeniería y labores de mantenimiento industrial.
La simulación estructural es un proceso mediante el cual se modelan digitalmente las infraestructuras de una instalación para analizar y determinar los esfuerzos internos, deformaciones y tensiones a las que están sometidas por medio de técnicas matemáticas y computacionales.
De esta forma se podrá prever cómo responderán estos elementos a diversas situaciones, desde las condiciones normales de operación hasta su comportamiento en eventos imprevistos.
Una de las principales ventajas de emplear la simulación estructural como herramienta de conservación de depósitos atmosféricos, tuberías, mantenimiento de silos, tolvas y demás equipos a presión es la identificación de forma precoz los problemas potenciales.
Al identificar las áreas de tensión y posibles defectos como fallas, antes de que se manifiesten, se pueden tomar medidas preventivas evitando costosas reparaciones y minimizando el tiempo de inactividad.
Esto es especialmente útil para detectar zonas sobresolicitadas o inestabilidades por pandeo -incluso en su situación original- marcando puntos de revisión, a los que prestar especial atención en mantenimientos futuros.
En sectores como la industria del petróleo y gas, donde la corrosión puede ser acelerada por productos químicos agresivos, es crucial poder evaluar los efectos de la corrosión y estimar los espesores corroídos críticos de los tanques y tuberías existentes.
Esta evaluación se realiza comparando los espesores obtenidos en la simulación estructural con los cuantificados in situ mediante ensayos no destructivos (ENDs) y el resultado ayudará a tomar decisiones relevantes sobre la necesidad de reparar o no estos elementos.
Los silos y tolvas resultan equipos fundamentales en aquellas industrias en las que se almacena o maneja gran cantidad de materiales a granel, como la industria agrícola, alimentaria o química.
Estos equipos están sujetos a diversas cargas y condiciones operativas que pueden afectar a su integridad estructural con el tiempo, por lo que su mantenimiento y conservación es crucial.
En estos casos, la simulación estructural permite evaluar las condiciones de carga durante el llenado y vaciado de los silos o tolvas y anticipar posibles puntos críticos de desgaste, así como estimar la vida útil del equipo y prever posibles fallas debidas a la fatiga estructural.
El empleo de herramientas de simulación estructural resulta especialmente útil en equipos de gran antigüedad en los que la normativa de diseño no está definida con claridad y no es posible analizarlo con la formulación convencional.
También resulta de gran utilidad en aquellos equipos especiales que se encuentran fuera del alcance de las normativas de referencia.
De igual manera, la simulación supone una gran ayuda en la incorporación de instalaciones de tubería y modificaciones de tanques atmosféricos existentes, con el fin de analizar el resultado de la interacción entre las partes más antiguas y las nuevas.
En este tipo de proyectos se pueden dar dos situaciones iniciales de partida marcadas por un elemento determinante: la existencia o no de documentación y planos de partida.
En el caso de disponer de planos de los que partir, la aplicación ANSYS Spaceclaim es la solución ideal para la modelización en 3D del equipo. Está diseñada para simplificar y agilizar el proceso de creación y edición de la geometría 3D y a diferencia de las tradicionales herramientas de diseño asistido por ordenador (CAD), ANSYS Spacelaim se centra en la manipulación directa de la geometría facilitando la creación y modificación de modelos de manera intuitiva y eficiente.
En los casos de no poder partir de planos, el escáner LIDAR 3D es una herramienta muy valiosa por proporcionar datos precisos y detallados sobre la geometría de las estructuras existentes basándose en la captura de datos de alta resolución incluso en lugares de difícil acceso.
Una vez obtenido el modelo 3D, los softwares ANSYS Mechanical y Altair SIMSOLID son específicos para realizar el análisis por el Método de Elementos Finitos (FEM).
En Ingenieros Asesores nos hemos especializado en desarrollar planes específicos para la conservación y mantenimiento de tanques atmosféricos, tuberías, silos, tolvas y demás equipos a presión empleados en la industria.
Desde nuestras delegaciones ubicadas en Asturias, Madrid, Galicia y Cantabria y mediante el empleo de las herramientas más novedosas de simulación estructural, podemos ofrecer soluciones en todo el territorio incluso en aquellos casos donde la falta de normativa o documentación de partida hacen que el proyecto sea más complejo.
