Diseño Óptimo de Tolva para Semirremolque Tipo Bombona de 30 M3 para la Empresa Fama Andina S.A.C. en la Ciudad de Trujillo

Abstract

En el presente estudio se diseñó una tolva para semirremolque tipo bombona de 30 m 3 para la empresa Fama Andina S.A.C. en la ciudad de Trujillo, con el objetivo de optimizar la carga útil mediante el uso de aleaciones de aluminio con propiedades de alta resistencia y reducir el peso estructural del semirremolque tipo bombona. En primer lugar, se diagnosticó el estado del diseño actual de la estructura del semirremolque tipo bombona. El análisis y diseño se ha realizado de acuerdo a las especificaciones de ingeniería limitadas por normativa, capaces de satisfacer los requerimientos de la empresa, cumpliendo también las normas nacionales para el diseño de semirremolques. Luego, se definieron cinco configuraciones estructurales de la tolva identificadas como conceptos alternativos de estudio, entre las cuales se seleccionó una configuración óptima mediante una matriz de selección considerando criterios de seguridad, ergonomía, fabricación y montaje, confiabilidad y costo. Con ayuda del software comercial SolidWorks Simulation 2016, se simuló en forma estática y dinámica las configuraciones de la estructura actual y la configuración de la estructura optimizada, variando el tipo de material empleado. Se encontró que el concepto alternativo Nº 3 es el más adecuado para constituir la base para el diseño detallado, obteniendo la mayor puntación ponderada (6.55)según la matriz de evaluación. Esta configuración presentó una distribución de tensiones con un máximo valor de 1.14x10 8 N/m 2 , una deformación unitaria de 4.24, un factor de seguridad de 2.41 y el modo natural de vibración N° 5 como modo dominante bajo frecuencia natural de 49 Hz. La configuración optimizada con aluminio 6061 T6 necesita una inversión inicial de $ 8.455,35, superando en $ 6.168,37 al modelo actual. Sin embargo, el tiempo de recuperación de la inversión para la nueva configuración es de 2 viajes, y superará el beneficio económico a futuro de la configuración actual luego de 11 viajes realizados, debido a que se logró aumentar en 5 000 kg el peso útil del semirremolque.