Análisis estructural por método de elementos finitos de un recipiente a presión en sistema de extinción de incendios para aeronave de ala fija

Abstract

[ES] En las aeronaves de ala fija utilizadas para la extinción de incendios forestales el sistema de descarga de agentes retardantes juega un papel relevante. Debido a la importancia que tiene mantener suficientemente bajo el tiempo de descarga del agente extintor (bien sea agua o agente retardante), el sistema está presurizado, siendo el elemento principal de dicho sistema el depósito a presión. El depósito del sistema de descarga está formado por la envolvente, dispositivos de sujeción o apoyo del propio equipo, conexiones por las que entran y salen los fluidos (tubuladura desplazada y brida), elementos en el interior y accesorios en el exterior del recipiente, y está diseñado para contener gases o líquidos a una presión sustancialmente diferente de la presión ambiental. Este trabajo de Máster consiste en el cálculo de un depósito a presión para la descarga de un agente extintor a presión que está sometido a cierta presión máxima de diseño y a unos ciclos de arranque y parada conocidos. Las características geométricas del depósito exigen el uso de un modelo tridimensional para la obtención de estados de deformación y tensión compatibles con los reales. En el diseño se ha utilizado el código ASME de Recipientes a Presión VIII Div 2 lo que supone la realización de una comprobación de resistencia bajo las cargas de diseño, donde se establece la condición de no colapso demostrando que el sistema sigue siendo estable bajo dichas cargas con un modelo de material elástico perfectamente plástico, y una segunda verificación de la resistencia a fatiga bajo las condiciones de carga derivadas de los ciclos de operación del sistema. Por último, señalar que, aunque se han realizado análisis completo del componente, la verificación se ha centrado en las zonas críticas del mismo, en torno a la tubuladura del depósito (apertura en el extremo del recipiente) y en las proximidades de anillo y brida de soporte, ya que son las zonas de discontinuidad geométrica más acusada donde se esperan distribuciones tridimensionales de tensiones y elevados concentradores de tensión.