Silo 100 T cemento

1 OBJETIVO EB91A7FCC2CBF112768588775D5D9385

El objetivo de este documento es calcular un silo de almacenamiento de cemento de 100 ton de capacidad de operación, que se integra como parte de una central hormigonera.

Es un silo de cemento para almacenar el material desde que se recibe hasta su utilización.

En base a la producción que se espera que tenga la planta, se necesita un silo con una capacidad aproximada de 61.25 m3, este silo debe mantener las propiedades físico-químicas del material el tiempo que este esté almacenado en su interior.

2 ALCANCE

El alcance del proyecto es calcular los distintos elementos estructurales que forman el silo, es decir, el soporte del silo, la cimentación, el cuerpo, la tolva y la cubierta. Para ello se llevan a cabo las siguientes actividades.

• Dimensionamiento general del silo (Altura del cuerpo, Diámetro, forma de la tolva, etc.)
• Diseño de la estructura del silo.
• Creación de modelos para el cálculo de la estructura.
• Cálculo de la resistencia de los distintos elementos de la estructura del silo.
• Elaboración de los planos de fabricación, transporte e instalación.
• Manual de procedimiento de operación y actividades que se deben cumplir durante su instalación y operación.
• Elaboración del presupuesto.

3 NORMAS Y REFERENCIAS

Para el cálculo de la resistencia de las barras del silo, de las uniones y de la cimentación se ha utilizado la normativa vigente para USA/MEX/CAD, es decir:

• ASTM.
• ASME.
• CSA.

Sirvieron como guía para el diseño del silo, para el cálculo de las cargas, y como fuente de información las partes correspondientes a silos del principalmente.

4 REQUISITOS DE DISEÑO

Se parte de las siguientes condiciones para realizar el diseño del silo:

4.1 Se espera que el silo descargue directamente. 

A una mezcladora que se situará a su lado y para ello se instalará un gusano sinfín desde la descarga del silo hasta esta.

El silo tiene que estar elevado para poder instalar el gusano sinfín que descargue en la mezcladora situada a su lado.

Esto lleva a que se necesite crear un soporte en el silo, este deberá ser de acero. En los silos, existen distintos patrones de flujo del material en su interior, el seleccionado; es el másico, ya que presenta varias ventajas, en primer lugar; se consigue que todo el material esté en movimiento durante la descarga, no se queda una parte atrapada y sale aproximadamente en el mismo orden que se ha introducido en el silo.

                                                            [pic 1] 

                                                        Fig. 4.1 Silo Másico.

Por otro lado, con el flujo másico se minimiza la segregación del material, y hasta se consigue cierto efecto mezclado, que en el caso del cemento no es muy importante, pero siempre es positivo. Para asegurar que el flujo sea másico hay que elegir un ángulo de la tolva adecuado y procurar que las propiedades del material sean las consideradas en el diseño, por ejemplo, evitando la humedad mediante un buen sellado.

4.2 ANÁLISIS DE SOLUCIONES

Para cada parte de la estructura existen distintas alternativas de diseño, a continuación, se citan algunas que se consideran:

Cimentación

La cimentación del silo se debe hacer mediante una losa, ya que los pilares están demasiado juntos y en el caso de intentar crear una zapata para cada uno estas quedarían

demasiado juntas o se llegarían a traslapar.

Hay varias alternativas que se pueden adoptar como solución, la placa que soporta el silo pude tener distintas formas: cuadrada, circular, hexagonal, etc. Se ha elegido que tenga forma hexagonal, ya que ahorra material respecto a la cuadrada, tiene varios planos de simetría y al tener bordes rectos simplifica su armado y construcción.

Soporte

En primer lugar, se debe elegir el número de apoyos: con cuatro apoyos los pilares resultantes son adecuados.

Más tarde se debe elegir el tipo de perfiles, algunos de los que se han considerado son:

Los perfiles en H con suficiente área para soportar las cargas axiales son demasiado

alargados, perdiendo su resistencia al pandeo en uno de sus planos.

Cuerpo

Se tiene un cilindro que va a tener que soportar presiones internas (que generan tensiones circunferenciales) y a la vez el rozamiento del material con la pared (por lo que a la vez tendrá que soportar cargas axiales). También condiciona el diseño la resistencia que tendrá frente a pandeo de las paredes.

Los criterios que se adoptaron son: Pared lisa con refuerzos verticales y anillos rigidizados cada cierta altura. En un silo de éste tamaño y con cargas moderadas, evitan el pandeo de la pared y reducen el espesor que no sea excesivo. Los refuerzos verticales son las placas que unen los cuerpos longitudinalmente y a la vez sirven de refuerzos.

Tolva

Una chapa lisa es la opción más sencilla, tanto de calcular como de fabricar, y por eso ha

sido la opción elegida. Se va introducir unos refuerzos en la generatriz del cono, que serían los que se unirían a los refuerzos del cuerpo directamente y transmitirían a éstos su carga. En la parte superior llevara un anillo que soportara la estructura de las patas.

Cubierta

La estructura de soporte de la cubierta es la más simple lleva unos perfiles que parten de las paredes y se juntan en el centro de la cubierta y posteriormente una chapa apoyada en los mismos, colocando unos refuerzos para apoyo del filtro.

Cimentación

La propuesta de la cimentación es una losa de forma circular, de diámetro de 4,0 m y con un espesor de 40 cm. La losa se construirá empleando concreto con resistencia de 250 Kg/cm2 y se armará con varilla corrugada de acero para armaduras de 4079 Kgf/ cm2. El armado de la losa de cimentación será una armadura base de Ø20 mm cada 20 cm en las dos direcciones de armado, tanto en la cara superior como inferior.

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