Rediseño y Mejora de la Durabilidad de las Válvulas de Compuerta Plana en Sistemas de Tanques de Lastre de Barcos de Vela de Regatas

Abstract

[ES] El rediseño de la válvula de compuerta plana de PVC de 4" es crucial para abordar las grietas que han surgido tras dos temporadas de uso en el sistema de lastre de un barco de vela de Regatas. Estas válvulas operadas electroneumática mente, desempeñan un papel fundamental en la selección del tanque de llenado y vaciado. Para abordar este problema, no solo nos centraremos en el rediseño de la válvula, sino también analizaremos el uso de materiales termoplásticos y termoestables con cargas fibras de carbono. Un aspecto fundamental del proyecto será simular los esfuerzos a los que está sometida la válvula utilizando análisis de elementos finitos. Esta técnica permitirá identificar las zonas de elevada tensión, que coinciden con los puntos de concentración de tensiones responsables de las grietas observadas en las válvulas existentes. Este conocimiento será invaluable para informar el diseño mejorado y garantizar la durabilidad y fiabilidad del nuevo producto. Además del diseño, se dedicará especial atención al proceso de fabricación óptimo para la nueva pieza. Se explorarán técnicas avanzadas que maximicen la integridad estructural y la resistencia a la fatiga. En resumen, este proyecto no solo busca resolver los problemas actuales con las válvulas de compuerta plana termoplásticas, sino que también representa una oportunidad para mejorar significativamente su durabilidad reduciendo su peso

[EN] The redesign of the 4" PVC flat gate valve is crucial to address the cracks that have emerged after two seasons of use in the ballast system of a racing sailboat. These valves, operated electropneumatically, play a fundamental role in selecting the filling and emptying tank. To tackle this problem, we will not only focus on the valve redesign but also analyze the use of thermoplastic and thermoset materials with carbon fiber reinforcements. A fundamental aspect of the project will be to simulate the stresses to which the valve is subjected using finite element analysis. This technique will allow us to identify high-stress areas, which coincide with the stress concentration points responsible for the cracks observed in the existing valves. This knowledge will be invaluable in informing the improved design and ensuring the new product's durability and reliability. In addition to the design, special attention will be dedicated to the optimal manufacturing process for the new part. Advanced techniques that maximize structural integrity and fatigue resistance will be explored. In summary, this project not only aims to solve the current problems with thermoplastic flat gate valves but also represents an opportunity to significantly improve their durability by reducing their weight.