ES2274670B1 - Estructura de pared estanca y tanque provisto de esta estructura. - Google Patents
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Abstract
Estructura de pared estanca y tanque provisto de esta estructura. Estructura de pared estanca que comprende, al menos, una placa estanca (10), siendo la citada placa (10) ondulada con, al menos, una primera serie de ondas (6) de direcciones secantes, sobresaliendo las citadas ondas hacia la citada cara interna de un tanque, caracterizada por el hecho de que la citada estructura comprende, al menos, un nervio de refuerzo (11) dispuesto, al menos, en una onda de una serie en su porción comprendida entre dos cruces (8) sucesivos con ondas de la otra serie, siendo cada nervio (11) globalmente convexo y estando dispuesto, localmente, al menos, en una cara lateral (6b) de la onda que lo lleva.
Description
Estructura de pared estanca y tanque provisto de
esta estructura.
La presente invención se refiere a una
estructura de pared estanca, destinada, especialmente, al
revestimiento interno de un tanque estanco y térmicamente aislante
integrado en una estructura portante, así como al citado tanque
provisto de esta estructura.
Se conoce, especialmente, por las patentes
europeas nº 248 721 y nº 573 327, una estructura de pared estanca
destinada al revestimiento interno de un tanque C estanco y
térmicamente aislante integrado en una estructura portante, el
citado tanque representado en la figura 1 de los dibujos anejos, que
comprende dos barreras de estanqueidad sucesivas ilustradas en la
figura 2, una primaria 1 en contacto con el producto contenido en
el tanque, constituida por la citada estructura de pared estanca, y
la otra secundaria 2 dispuesta entre la barrera primaria 1 y la
estructura portante 13, estando estas dos barreras de estanqueidad
alternadas con dos barreras térmicamente aislantes, la barrera de
aislamiento primaria 3 y la barrera de aislamiento secundaria
4.
Las patentes francesas nº 1 376 525 y nº 1 379
651 describen una estructura de pared estanca representada en la
figura 3 y que comprende placas estancas 10 onduladas con una
primera serie de ondas en su cara interna denominadas
longitudinales 5 y una segunda serie de ondas denominadas
transversales 6 cuyas direcciones respectivas son perpendiculares,
presentando la citada primera serie de ondas 5 una altura inferior
a la segunda serie de ondas 6 de modo que las ondas de la primera
serie de ondas 5 son discontinuas a nivel de su cruce 8 con las
ondas de la segunda serie de ondas 6 que son continuas. A nivel de
los cruces 8 entre ondas de la primera serie de ondas 5 y de la
segunda serie de ondas 6, la cresta 6a de la onda transversal 6
comprende un par de ondulaciones cóncavas 7a y 7b cuya concavidad
está vuelta hacia la citada cara interna y que están dispuestas a
una y otra parte de la onda longitudinal 5. La onda transversal 6
comprende, además, a nivel de cada cruce, un refuerzo lateral 9 en
el cual penetra la onda longitudinal 5, a una y otra parte de la
onda transversal.
Esta estructura de pared está bien adaptada para
resistir la presión hidrostática ejercida sobre el revestimiento
interno de un tanque de gran capacidad, por ejemplo del orden de
138.000 m^{3}. Sin embargo, para tanques de mayor capacidad o
para llenados parciales de buques convencionales, por ejemplo, del
orden de 138.000 m^{3}, la presión hidrostática ejercida por el
producto contenido en el tanque, por ejemplo gas líquido, puede
generar deformaciones plásticas importantes de las ondas y,
especialmente, un aplastamiento de las caras laterales de las ondas
de la segunda serie de ondas a distancia de los cruces entre las
ondas de la segunda serie de ondas y de la primera serie de ondas.
En tales tanques integrados en la estructura portante de un buque,
los movimientos de oleaje del gas líquido contra las paredes
laterales del tanque en el transcurso del transporte, pueden
generar, además, cambios bruscos de presión dinámica, tales que las
ondas sufren, igualmente, deformaciones plásticas importantes. Ahora
bien, tales deformaciones pueden conducir a degradar la resistencia
mecánica de las placas, que son sometidas a contracciones térmicas
importantes, por ejemplo, cuando éstas reciben metano líquido, y
perjudicar, así, la estanqueidad de las placas, especialmente, en
las zonas 12 de soldadura en la unión entre las diferentes placas
de la pared estanca (véase la figura 2).
Una solución podría consistir en aumentar el
espesor de las placas, pero, además del aumento sensible del coste,
este aumento de espesor podría conducir a rigidificar las ondas y,
por tanto, perjudicaría la flexibilidad de las placas que se
requiere para permitir su contracción térmica sin riesgo de rotura
de la estanqueidad.
La invención tiene por objeto proponer una nueva
estructura de pared estanca que evite los inconvenientes antes
citados y que permita a las ondas de las placas resistir mayores
presiones.
Con este fin, al invención tiene por objeto una
estructura de pared estanca, destinada, especialmente, al
revestimiento interno de un tanque estanco y térmicamente aislante
integrado en una estructura portante, del tipo que comprende, al
menos, una placa estanca, de la cual una cara denominada interna
está destinada a estar en contacto con un fluido, siendo la citada
placa ondulada, al menos, con una primera serie de ondas y una
segunda serie de ondas cuyas direcciones respectivas son secantes,
sobresaliendo las citadas ondas en el lado de la citada cara
interna, caracterizada porque comprende, al menos, un nervio de
refuerzo dispuesto, al menos, en una onda de una de las series de
ondas antes citadas en su porción comprendida entre dos cruces
sucesivos con ondas de la otra serie de ondas, siendo cada nervio
globalmente convexo, cuya convexidad sobresale en el lado de la
citada cara interna, o de su cara opuesta denominada externa,
estando dispuesto el citado nervio, localmente, al menos, en una
cara lateral de la onda que lo lleva.
Ventajosamente, la primera serie de ondas
presenta una altura inferior a la segunda serie de ondas de modo
que las ondas de la primera serie de ondas son discontinuas a nivel
de su cruce con las ondas de la segunda serie de ondas que son
continuas, y a nivel de los cruces entre ondas de la primera serie
de ondas y de la segunda serie de ondas, la cresta de la onda de la
segunda serie comprende un par de ondulaciones cóncavas cuya
concavidad está vuelta hacia la citada cara interna y que están
dispuestas a una y otra parte de la onda de la primera serie.
De acuerdo con otra característica de la
invención, los nervios antes citados están previstos, al menos, en
algunas de las ondas de la segunda serie de ondas.
De acuerdo con una primera variante, cada nervio
se extiende continuamente de una cara lateral a la otra de la onda
que lo lleva pasando por su cresta.
De acuerdo con una segunda variante, cada nervio
se extiende solamente en una cara lateral de la onda que lo lleva a
distancia de la cresta y de los pies de la citada onda.
Ventajosamente, cada nervio está sensiblemente a
mitad de distancia entre dos cruces sucesivos.
De acuerdo con otra característica de la
invención, el nervio o los nervios presentes en una misma porción
de onda son simétricos con respecto a un plano perpendicular a la
dirección de la citada onda y situado sensiblemente a mitad de
distancia entre dos cruces sucesivos.
Preferentemente, el nervio o los nervios son
simétricos con respecto a un plano que pasa por la cresta de la
onda que los lleva y perpendicular al plano de la placa.
De acuerdo con una forma particular de la
invención, el espesor de la placa a nivel de cada nervio es igual o
ligeramente inferior al espesor del resto de la placa.
En un primer modo de realización preferido de la
invención, el radio interno del nervio a nivel de las caras
laterales de la onda es sensiblemente igual al de la cresta de la
onda que lo lleva.
Ventajosamente, la relación entre la altura del
nervio y la altura de la onda que lo lleva está comprendida entre
el 10% y el 25%.
Preferentemente, cada nervio tiene una dirección
que se extiende, globalmente, en un plano perpendicular a la
dirección de la onda que lo lleva.
La invención tiene, igualmente, por objeto un
tanque estanco y térmicamente aislante integrado en una estructura
portante, especialmente, de buque, comprendiendo el citado tanque
dos barreras de estanqueidad sucesivas, una primaria en contacto
con el producto contenido en el tanque, la otra secundaria
dispuesta entre la barrera primaria y la estructura portante,
estando alternadas estas dos barreras de estanqueidad con dos
barreras térmicamente aislantes, caracterizado porque la barrera de
estanqueidad primaria está constituida, al menos parcialmente, por
la citada estructura de pared definida anteriormente.
De acuerdo con una forma particular de la
invención, placas de la citada estructura de pared están dispuestas
a nivel de la zona superior del tanque.
La invención será comprendida mejor, y otros
objetos, detalles, características y ventajas de ésta aparecerán de
modo más claro en el transcurso de la descripción explicativa
detallada que sigue de varios modos de realización de la invención,
dados a título de ejemplos puramente ilustrativos y no limitativos,
refiriéndose a los dibujos esquemáticos anejos.
En estos dibujos:
- la figura 1 es una vista esquemática parcial,
en corte transversal y en perspectiva, del interior de un tanque
clásico al cual puede aplicarse la presente invención;
- la figura 2 es una vista agrandada parcial, en
corte transversal según la línea II-II de la figura
1, a nivel de arista de la intersección entre un tabique
transversal y una pared de fondo del doble casco;
- la figura 3 es una vista desde arriba en
perspectiva de una placa estanca clásica;
- la figura 4 es una vista parcial en
perspectiva y agrandada de una placa de acuerdo con un primer modo
de realización de la estructura de pared de acuerdo con la
invención;
- la figura 5 representa un corte según la línea
V-V de la figura 4;
- la figura 6 representa un corte según la línea
VI-VI de la figura 4;
- la figura 7A es una vista parcial y en
perspectiva de una placa clásica, que ilustra el alargamiento de
una onda sometida a una presión hidrostática elevada;
- la figura 7B es una vista parcial y en
perspectiva de una placa de acuerdo con la invención, que ilustra
el alargamiento de una onda sometida a una presión hidrostática
elevada;
- la figura 8A es una vista parcial y en
perspectiva de una placa clásica, que ilustra el aplastamiento de
una onda sometida a una presión hidrostática
elevada;
elevada;
- la figura 8B es una vista parcial y en
perspectiva de una placa de acuerdo con la invención, que ilustra
el aplastamiento de una onda sometida a una presión hidrostática
elevada;
- la figura 9 es una vista análoga a la figura 4
pero que representa un segundo modo de realización de la
invención;
- la figura 10 representa un corte según la
línea X-X de la figura 9;
- la figura 11 es una vista análoga a la figura
4, pero que representa un tercer modo de realización de la
invención;
- la figura 12 representa un corte según la
línea XII-XII de la figura 11; y
- la figura 13 es una vista parcial en
perspectiva y agrandada desde abajo de la placa de la figura
11.
En la descripción detallada que sigue de los
dibujos, se hará referencia a las ondas transversales 6 para
designar las ondas de la segunda serie de ondas porque su dirección
T es perpendicular a la dirección de la longitud del buque.
Asimismo, se hará referencia a las ondas longitudinales 5 para
designar las ondas de la primera serie de ondas porque su dirección
L es paralela a la dirección de la longitud del buque.
Sin embargo, la invención se aplica, también, a
ondas longitudinales 5 constituidas por ondas de la primera serie,
sin salirse del marco de la presente invención.
La expresión "globalmente convexa" que se
utiliza para caracterizar la forma de la onda o de los nervios
significa que la mayor parte es convexa, pero que partes de la
superficie de la onda o de los nervios pueden ser cóncavos o de
otra forma, como, por ejemplo, los tramos de unión entre la
superficie de la placa y las caras laterales de la onda o de los
nervios, y las zonas de pie de la onda o de los nervios.
Refiriéndose a la figura 1, se ve que el tanque
C corriente de un buque puede comprender, clásicamente, una sección
transversal octogonal, estando integrado el citado tanque C en una
estructura portante 13 que comprende, especialmente, una pared de
fondo 13a, una pared de techo 13c, paredes laterales 13d y dos
tabiques transversales 13b de los cuales uno no está
representado.
Refiriéndose a la figura 2, se ve la estructura
detallada del tanque C estanco y térmicamente aislante para el
transporte de un líquido criogénico y, especialmente, metano
líquido, del cual se efectuará la descripción de los elementos
principales.
La barrera de estanqueidad primaria 1 está
constituida por una estructura de pared estanca que comprende una
pluralidad de placas estancas 10 onduladas cuya cara denominada
interna está destinada a estar en contacto con el fluido.
Las placas estancas 10 son elementos finos de
metal, como chapa de acero inoxidable o de aluminio, y están
soldados entre sí por las zonas de recubrimiento marginal 12 antes
citadas. Las soldaduras son de tipo de soldadura a solape cuyo
procedimiento está descrito en detalle, por ejemplo, en la patente
francesa nº 1 387 955.
Las ondas longitudinales 5 y transversales 6,
que sobresalen hacia la cara interna del tanque C, permiten que la
estructura de pared sea sensiblemente flexible, a fin de poder
deformarse bajo el efecto de solicitaciones, especialmente, las
generadas por la contracción térmica y por las presiones
hidrostáticas y dinámicas anteriormente citadas.
Las barreras de aislamiento primaria 3 y
secundaria 4 están realizadas por medio de paneles designados por P
en su conjunto. Un panel P tiene, sensiblemente, la forma de un
paralelepípedo rectángulo; éste está constituido por una primera
placa 16a de contrachapado sobre la que está montada una primera
capa de aislante térmico 4b, sobre la que a su vez está montado un
tejido 2a constituido por un material que comprende tres capas
(triplex): las dos capas externas son tejidos de fibra de vidrio y
la capa intermedia es una hoja metálica delgada, sobre este tejido
2a está pegada una segunda capa de aislante 4c sobre la que a su
vez está montada una segunda placa de contrachapado 14a.
El segundo subconjunto (4b y 16a) que constituye
la barrera de aislamiento secundaria 4, tiene un espesor mayor que
el primer subconjunto (4c y 14a) que constituye la barrera de
aislamiento primaria 3.
Las capas de aislamiento térmico (4b y 4c) están
constituidas por un material de aislamiento térmico estanco,
especialmente una espuma plástica o sintética de células cerradas,
a base de poliuretano o de policloruro de vinilo.
El panel P que acaba de describirse puede estar
prefabricado para constituir un conjunto cuyos diferentes
componentes son pegados uno a otro en la disposición anteriormente
indicada; este conjunto forma, por tanto, las barreras de
aislamiento primaria 3 y secundaria 4. Los paneles P son fijados a
la estructura portante 13 por medios en sí conocidos de tipo pernos
19 soldados a una pared 13a, 13b, 13c o 13d de la estructura
portante 13 y que atraviesan agujeros correspondientes de la
primera placa 16a de contrachapado.
Estos pernos 19 están dispuestos frente a pozos
20 formados a su vez a través de las capas 4b a distancia de los
intervalos 17 entre los segundos subconjuntos (4b y 16a) de los
paneles P. Estos pozos 20 son llenados de un material de relleno
aislante 21.
Además, en los intervalos 17 que separan los
segundos subconjuntos (4b y 16a) de dos paneles P adyacentes, puede
colocarse un material de aislamiento térmico 18, constituido, por
ejemplo, por una hoja de espuma plegada sobre sí misma en forma de
U e insertada con fuerza en un intervalo 17. Así, la continuidad de
la barrera de aislamiento secundaria 4 queda reconstituida. Una
banda flexible 2b está pegada al borde periférico 15 existente entre
las capas 4b y 4c de un mismo panel P y se extiende hasta el
reborde periférico del panel P adyacente. La banda flexible 2b está
compuesta por un material de composición que comprende tres capas
(triplex).
El tejido 2a en triplex que recubre el
subconjunto (4b y 16a) y la banda flexible 2b constituyen la
barrera de estanqueidad secundaria 2.
Entre los primeros subconjuntos (4c y 14a) de
dos paneles P adyacentes, bloques aislantes 3a, constituidos, cada
uno, por una capa de un aislante térmico 3b y por una placa de
contrachapado 14b, están colocados sobre las bandas 2b. Las
dimensiones de los bloques 3a son tales que, después de su
colocación, su placa 14b asegura una continuidad entre las placas
14a de los paneles P adyacentes.
El conjunto de placas (14a y 14b) forma una capa
de repartición interna 14 y el conjunto de placas 16a forma una
capa de repartición externa 16. Estas capas de repartición interna
14 y externa 16 permiten repartir, aproximadamente, de modo
uniforme sobre las capas de aislamiento 3 y 4 los esfuerzos ligados
a las deformaciones de la barrera de estanqueidad primaria 1.
En las placas 14a y las capas de aislante
térmico 4c, están practicadas una pluralidad de ranuras 19 que se
extienden en la dirección transversal a la longitud del buque. La
presencia de estas ranuras tiene por objeto evitar que la barrera de
aislamiento primario 2 se fisure de manera incontrolada durante la
puesta en frío del tanque.
La estructura general del tanque C que acaba de
describirse y la del ángulo del tanque C definido por la
intersección entre un tabique transversal 13b y la pared de fondo
13a del doble casco están descritas más en detalle en la patente
francesa nº 2781557.
Se va a describir ahora de modo más específico
la estructura de pared que constituye la barrera de estanqueidad
primaria 1.
Refiriéndose a la figura 3, se ve que cada una
de las ondas longitudinales 5 y transversales 6 presentan,
respectivamente, una cresta 5a y 6a, caras laterales 5b y 6b y un
pie 5c y 6c. Éstas presentan, además, un perfil semielíptico.
Además, se ve que las ondulaciones 7a y 7b tienen, también, un
perfil semielíptico o triangular.
La figura 4 representa una onda transversal 6 en
su porción comprendida entre dos cruces 8 sucesivos, pero en la que
los citados cruces 8 no han sido representados para simplificar la
figura.
De acuerdo con un primer modo de realización de
la invención, ilustrado en las figuras 4 a 6, un nervio de refuerzo
11 está practicado en una onda transversal 6 a media distancia
entre los cruces 8, porque en esta porción de onda 6, las caras
laterales 6b tienen, además, tendencia a deformarse bajo la tensión
de presiones hidrostática y dinámica elevadas.
Además, de acuerdo con el espaciamiento entre
dos cruces 8 sucesivos, en una transversal 6 pueden estar
practicados uno o varios nervios 11 en su porción comprendida entre
los citados cruces 8 sucesivos.
El nervio 11 es globalmente convexo como se ha
definido anteriormente, con una convexidad saliente en el lado de
la citada cara interna de la placa 10.
La convexidad de los nervios 11 se forma, por
ejemplo, por embutición.
De acuerdo con las figuras 4 a 6, se ve que cada
nervio 11 se extiende de modo continuo de una cara lateral 6b de la
onda 6 a la otra cara lateral 6b pasando por su cresta 6a. La
altura del nervio es, entonces, sensiblemente constante a todo lo
largo de la porción 11b comprendida entre el pie 11c y la cúspide
11a del nervio 11, y disminuye en la proximidad del pie 11c del
nervio 11 para adaptarse progresivamente a la superficie plana de
la placa 10. Ventajosamente, esta altura será de, aproximadamente,
5 mm.
Refiriéndose a la figura 6, se ve que el nervio
a nivel de su cúspide 11a presenta dos radios de curvatura
distintos: R1, el radio de curvatura del tramo de unión entre la
cresta 6a de la onda transversal 6 y la cúspide 11a del nervio 11 y
R2, el radio de curvatura interno del nervio 11 en su cúspide 11a.
Los centros de curvatura asociados a estos radios R1 y R2 están
situados a una y otra parte de la placa 10. El aumento de R1
permite minimizar la concentración de tensiones en el nervio 11 y el
de R2 tiene como consecuencia aumentar la rigidez del nervio 11.
Los radios de curvatura R1 y R2 son, por ejemplo, del orden de 20 mm
y 5 mm, respectivamente.
A título de ejemplo, las ondas longitudinales 5
tienen una altura definida entre la cresta 5a y la superficie de la
placa 10 igual, aproximadamente, a 36 mm y una distancia que separa
los dos pies 5c de la misma onda 5 del orden de 53 mm. Mientras que
las ondas transversales 6 tienen una altura definida entre la
cresta 6a y la superficie de la placa 10 del orden de 54,5 mm y una
distancia que separa los dos pies 6c de la misma onda de,
aproximadamente, 77 mm. Debido a que la superficie de las caras
laterales 5b de las ondas longitudinales 5 es más reducida que la
superficie de las caras laterales 6b de las ondas transversales 6 y
a que la presión hidrostática se aplica perpendicularmente a la
citada superficie de la placa 10, las ondas longitudinales 5 son
más resistentes a esta presión. Sin embargo, es posible,
igualmente, aplicar nervios a las ondas longitudinales 5.
Es posible, también, aplicar los nervios a ondas
longitudinales 5 o a ondas transversales 6 que tengan un perfil
triangular.
La eficacia de la resistencia a presiones
importantes, conferida por los nervios de refuerzo 11 ha podido ser
demostrada por diferentes simulaciones efectuadas por cálculos de
elementos finitos.
Estas simulaciones se han efectuado en una onda
transversal 6 cuyas dimensiones se han definido anteriormente.
Las primeras salidas de los resultados de estas
simulaciones son los alargamientos de la placa 10 a nivel de las
caras laterales 6b de dos ondas transversales 6 sometidas a una
presión hidrostática elevada, una que no presenta nervio de
refuerzo 11 (véase la figura 7a) y la otra que presenta uno (véase
la figura 7B). El alargamiento es la relación entre la superficie
de una porción deformada de una parte de la onda 6 (cresta 6a, cara
lateral 6b o pie 6c) bajo presión, y la superficie de la citada
porción sin presión.
La porción de onda representada en la figura 7B
es la porción comprendida entre el plano medio vertical que pasa
por la cresta 6a de la onda transversal 6, el plano vertical que
pasa por el pie 5c de la onda longitudinal 5 que constituye un
cruce 8 con la citada onda transversal 6, y el plano vertical que
pasó por la cúspide 11a y el pie 11c del nervio 11 (es decir, el
cuarto delantero izquierdo de la figura 4).
La porción de onda 6 representada en la figura
7A es la misma porción que la ilustrada en la figura 7B salvo que
corresponde a una onda sin nervio, es decir, la porción comprendida
entre el plano medio vertical que pasa por la cresta 6a de la onda
transversal 6, el plano vertical a la citada onda 6 que pasa por el
pie 5c de la onda longitudinal 5 que constituye un cruce 8 con la
citada onda transversal 6, y el plano vertical que pasa a media
distancia entre dos cruces 8 sucesivos.
La onda transversal 6 que no presenta nervio de
refuerzo 11 está sometida a una presión de 7,07 bares (figura 7A)
mientras que la onda transversal 6 que presenta un nervio de
refuerzo 11 está sometida a una presión ligeramente superior a 7,50
bares (figura 7B).
La onda transversal 6 desprovista de nervio de
refuerzo 11 presenta un alargamiento significativo a distancia del
cruce 8 (constituyendo el cruce 8 una zona relativamente rígida de
la placa, menos susceptible de deformarse bajo el efecto de
presiones hidrostáticas elevadas).
En efecto, el alargamiento está localizado en
tres regiones 36, 37 y 38 distintas de la onda transversal 6. Una
primera región 36, colocada a nivel de la cresta 6a de la onda
transversal 6 a distancia del cruce 8, comprende zonas de
alargamiento 22 y 23, delimitadas, respectivamente, por trazos
mixtos e interrumpidos, de alargamiento del 1,43% al 2%, y de más
del 2%, respectivamente. La región 36 presenta, además, un
alargamiento máximo de, aproximadamente, el 4,69%. Una segunda
región 37, colocada a nivel de la cara lateral 6b de la onda
transversal 6 a distancia del cruce 8, comprende, también, las
zonas 22 y 23 antes citadas. Finalmente, una última región 38,
colocada a nivel del pie 6c de la onda transversal 6 a distancia
del cruce 8, comprende solamente la zona 22, es decir, un
alargamiento inferior, aproximadamente, al 2%.
Estas regiones 36, 37 y 38 están concentradas a
media distancia entre dos cruces 8 sucesivos. Esto confirma, en
primer lugar, que los cruces 8 rigidifican la estructura de pared
porque un alargamiento significativo se observa solamente a
distancia del citado cruce 8. Esto configura, también, que las ondas
6 desprovistas de nervios 11 presentan una zona de fragilidad
frente a las tensiones debidas a fuertes presiones, a distancia del
citado cruce 8.
Por el contrario, la onda provista de un nervio
de refuerzo 11 no presenta alargamiento significativo de sus caras
laterales 6b (véase la figura 7B), y esto a pesar de una presión
ligeramente superior.
En efecto, el alargamiento de la onda 6 está
localizado, aquí, solamente en una región 39. Esta región 39,
colocada a nivel de la cresta 6a de la onda transversal 6 a
distancia del cruce 8, presenta una zona de alargamiento 33
delimitada por línea de trazos, de alargamiento de más del 2%. Ésta
presenta, además, un alargamiento máximo del 2,37%.
Además, la región 39 presenta una zona de
alargamiento 33 mucho más pequeña que la zona 23 de las regiones 36
y 37 antes citadas y un máximo de alargamiento de, aproximadamente,
el 2,37%, lo que es muy inferior al máximo de alargamiento de la
región 36.
El nervio 11 contribuye, por tanto, a hacer la
estructura de pared antes citada más resistente a las tensiones de
presión, constituyendo una zona relativamente más rígida a media
distancia entre los cruces 8.
Las segundas salidas de los resultados de esta
simulaciones son los aplastamientos de la placa 10 a nivel de las
caras laterales 6b de dos ondas 6 sometidas a una presión
hidrostática elevada, una que no presenta nervio de refuerzo 11
(véase la figura 8A) y la otra que presenta uno (véase la figura
8B). El aplastamiento es la distancia entre un punto de una parte
de la onda 6 (cresta 6a, cara lateral 6b o pie 6c) deformada bajo
presión y el mismo punto sin presión
La porción de onda 6 representada en la figura
8A es la misma que la presentada en la figura 7A. Asimismo, la
porción de onda 6 representada en la figura 8B es la misma que la
presentada en la figura 7B.
La onda transversal 6 que no presenta nervio de
refuerzo 11 está sometida a una presión de 7,07 bares (figura 8A)
mientras que la onda transversal 6 que presenta un nervio de
refuerzo 11 está sometida a una presión ligeramente superior a 7,50
bares (figura 8B).
La onda transversal 6 que no presenta nervio de
refuerzo 11 presenta un aplastamiento significativo a distancia del
cruce 8. El aplastamiento máximo calculado es del orden de 8,53 mm.
Las zonas 24 y 25 rodeadas, respectivamente, por trazos mixtos e
interrumpidos son zonas cuyo aplastamiento es de 2 a 6 mm y de más
de 6 mm respectivamente (véase la figura 8A).
En esta segunda salida de resultados, estas
zonas 24 y 25 están, también, concentradas a media distancia entre
dos cruces 8 sucesivos y a media altura de la onda 6. Esto
confirma, en primer lugar, que los cruces 8 rigidifican la
estructura de pared porque un aplastamiento significativo solamente
se observa a distancia del citado cruce 8 a nivel de las caras
laterales 6b de la onda 6. Esto confirma, también, que las ondas
transversales 6 desprovistas de nervios 11 presentan una zona de
fragilidad frente a las tensiones debidas a fuertes presiones, a
distancia del citado cruce 8.
Sin embargo, la onda transversal 6 provista de
un nervio de refuerzo 11 no presenta aplastamiento significativo de
sus caras laterales 6b (véase la figura 8B). En efecto, el
aplastamiento máximo calculado es de, aproximadamente, 1,67 mm.
Estas dos salidas de resultados de simulaciones
aportan, por tanto, la prueba de que el nervio de refuerzo 11
confiere a la estructura de pared una resistencia significativa a
las tensiones debidas a la presión hidrostática y dinámica a
distancia de los cruces 8 y que éste constituye, por tanto, un
refuerzo consecuente para la estructura de pared antes citada. La
función del nervio de refuerzo 11 es similar a la función de los
cruces 8, y la colocación de los citados nervios 11 permitirá, así,
espaciar los cruces y, por tanto, realizar placas 10 de mayor
dimensión. Si las dimensiones de las placas son mayores, entonces,
el número de placas que hay que soldar es menor. Esto implica,
entonces, una disminución del tiempo de colocación de la estructura
de pared antes citada, lo que, por tanto, constituye una
economía.
La porción representada en la figura 9 es,
sensiblemente, la misma que la representada en la figura 4. Aquí,
tampoco se han representado los citados cruces 8 para simplificar
la figura.
Sin embargo, de acuerdo con un segundo modo de
realización representado en las figuras 9 y 10, se ve que, en este
caso, puede estar previsto un nervio 111 en cada cara lateral 6b de
la onda 6 que los lleva a distancia de la cresta 6a y de los pies
6c.
En este segundo modo de realización, la cúspide
111a del nervio 111 está situada por debajo de la cresta 6a de la
onda 6 que lo lleva mientras que la cúspide 11a del nervio 11 del
primer modo de realización precedente está por encima de la cresta
6a de la onda 6 que lo lleva. Inversamente, el pie 111c del nervio
111 está situado por encima del pie 6c mientras que el pie 11c del
nervio 11 del primer modo de realización precedente está a nivel
del pie 6c. Finalmente, la parte 111b comprendida entre la cúspide
111a y el pie 111c del nervio 111 sobresale por encima de la cara
lateral 6b de la onda 6, como lo hacía la parte 111b comprendida
entre la cúspide 11a y el pie 11c del nervio 11.
Los radios de curvatura R1 y R2 antes citados,
que determinan la forma del nervio en la superficie de la placa 10
a nivel de las partes laterales 111b, pueden ser, respectivamente,
del orden de 20 mm y 9,4 mm (no estando representados los radios R1
y R2 de curvatura para este primer modo de realización).
Además, están previstos, aquí, dos pares de
nervios 111 a intervalos regulares entre dos cruces 8 sucesivos.
Estos dos pares de nervios pueden ser, ventajosamente, simétricos
entre sí con respecto a un plano perpendicular a la dirección T y
que pasa a media distancia entre dos cruces 8 sucesivos. Además, un
mismo par de nervios puede ser, ventajosamente, simétrico con
respecto a un plano paralelo a la dirección T y que pasa por la
cresta 6a. Naturalmente, la invención puede prever un número mayor
de nervios.
De acuerdo con un tercer modo de realización
ilustrado en las figuras 11 a 13, se ve que cada nervio 211 puede
ser globalmente convexo con una convexidad vuelta hacia la cara
externa de la placa 10. Los nervios 211 tienen la misma colocación
en la onda 6 que los lleva que los nervios 111, es decir cada par,
en cada cara lateral 6b y a distancia de la cresta 6a y de los pies
6c de la onda 6.
En este modo de realización, la cúspide 211a del
nervio 211 y el pie 211c del nervio 211 tienen una posición
idéntica con respecto a las caras laterales 6b de la onda 6 que en
el primer modo de realización descrito anteriormente. Sin embargo,
la parte 211b comprendida entre la cúspide 211a y el pie 211c del
nervio 211 está realizada en hueco en la cara lateral 6b de la onda
6.
En la figura 12, se ve que la onda transversal 6
de perfil semielíptico, presenta tres radios de curvatura
distintos: R3 el radio de curvatura del tramo de unión entre la
placa 10 y la cara lateral 6b de la onda 6, R4 el radio interno de
curvatura a nivel de la cresta 6a, y R5 el radio de curvatura de las
caras laterales 6b de la onda 6. Los radios R3, R4 y R5 son, por
ejemplo, del orden de 8,4 mm, 9,4 mm y 65,4 mm respectivamente. A
título de ejemplo, la onda longitudinal 5 de perfil semielíptico
(no representada en la figura 12) presenta, también, los tres
radios de curvatura R3, R4 y R5 antes citados, que son,
respectivamente, del orden de 8,4 mm, 8,4 mm y 38,4 mm.
En el caso representado en la figura 12, la
profundidad del nervio 211 es de 5,06 mm.
El nervio 211 presenta planos de simetría que
pasan por las líneas 26 y 27 que son, respectivamente,
perpendiculares y paralelas a la dirección T de la onda 6 pasando
por la parte central del nervio 211.
De acuerdo con el modo de realización presentado
por las figuras 12 y 13, el fondo del nervio 211 es sensiblemente
rectilíneo.
Además, los nervios 211 del tercer modo de
realización presentan una resistencia, al menos, tan buena como los
nervios 111 del segundo modo de realización, para una profundidad
de nervio 211 menor que la altura de los nervios 111. Puede ser
ventajoso, por tanto, dotar a la estructura de pared antes citada de
nervios 211 del tercer modo de realización. Si la colocación de los
nervios 211 necesita una embutición menos profunda que para los
nervios 111, la reducción del espesor de la placa 10 en este lugar,
debida a la embutición, será, entonces, menor, la placa 10 será
menos frágil a nivel de los nervios 211 que serán más resistentes
frente a las tensiones de presión. A título de ejemplo, la placa 10
tiene un espesor de, aproximadamente, 1,2 mm.
Una misma estructura de pared, incluso una misma
placa o una misma onda, podrá comprender, simultáneamente, nervios
11 y/o 111 y/o 211, a nivel de series de ondas 5 y 6 diferentes, o
a nivel de la misma serie de ondas 5 o 6, o también a nivel de la
misma porción de ondas 5 o 6 entre dos cruces 8 o, finalmente, en
un mismo plano perpendicular a la onda 5 o 6 que los lleva, en las
caras laterales 5b y 6b opuestas de la onda 5 o 6 que los lleva.
De acuerdo con otra variante de la invención, el
fondo del nervio 211 presenta una curvatura simétrica a la
curvatura de la cara lateral 6b con respecte al plano que pasa por
el pie 211c y la cúspide 211a del nervio 211 paralelamente a la
dirección T de la onda 6. La colocación de este tipo de curvatura
tiene la ventaja de obtener una profundidad de nervio 211 superior
a la del nervio 111 descrito anteriormente sin radio de curvatura
en el fondo del nervio 111 (hasta un 25% con respecto a la altura
de la onda 5 o 6), lo que tiene como consecuencia aumentar la
resistencia de esta variante del nervio 211.
Finalmente, un procedimiento de fabricación para
realizar la estructura de pared antes citada puede comprender las
tres etapas siguientes:
La primera consiste en formar las ondas de la
segunda serie de ondas 6 por plegado dando a la citada segunda
serie de ondas 6 un perfil triangular.
La segunda consiste en formar simultáneamente
las ondas de la primera serie de ondas 5 por plegado y los cruces
8, pudiendo haber adquirido las ondas de la primera serie de ondas
5 por esta etapa un perfil semielíptico.
La última etapa consiste en la realización
simultánea de los nervios 11, 111, 211 por embutición y del perfil
semielíptico en las ondas de la segunda serie de ondas 6, siendo
facultativa la formación del perfil semielíptico en las ondas de la
segunda serie de ondas 6.
Naturalmente, la invención se ha descrito en
relación con varios modos de realización particulares, es evidente
que ésta no está limitada en modo alguno y que comprende todos los
equivalentes técnicos de los medios descritos, así como sus
combinaciones, si éstas entran en el marco de la invención.
Claims (14)
1. Estructura de pared estanca, destinada,
especialmente, al revestimiento interno de un tanque (C) estanco y
térmicamente aislante integrado en una estructura portante (13),
del tipo que comprende, al menos, una placa estanca (10) de la cual
una cara denominada interna está destinada a entrar en contacto con
un fluido, siendo la citada placa (10) ondulada con, al menos, una
primera serie de ondas (5) y una segunda serie de ondas (6) cuyas
direcciones respectivas (L, T) son secantes, sobresaliendo las
citadas ondas en el lado de la citada cara interna,
caracterizada porque comprende, al menos, un nervio de
refuerzo (11, 111, 211) practicado en, al menos, una onda de una de
las series de ondas antes citadas en su porción comprendida entre
dos cruces (8) sucesivos con ondas de la otra serie de ondas,
siendo cada nervio (11, 111, 211) globalmente convexo, cuya
convexidad sobresale en el lado de la citada cara interna, o de su
cara opuesta denominada externa, estando dispuesto el citado nervio
(11, 111, 211), localmente, al menos, en una cara lateral (5b, 6b)
de la onda que lo lleva.
2. Estructura de pared de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque la primera serie de
ondas presenta una altura inferior a la segunda serie de ondas de
modo que las ondas de la primera serie de ondas (5) son discontinúas
a nivel de su cruce (8) con las ondas de la segunda serie de ondas
(6) que son continuas y porque a nivel de los cruces (8) entre
ondas de la primera serie de ondas (5) y de la segunda serie de
ondas (6), la cresta (6a) de la onda de la segunda serie (6)
comprende un par de ondulaciones cóncavas (7a, 7b) cuya concavidad
está vuelta hacia la citada cara interna y que están dispuestas a
una y otra parte de la onda de la primera serie (5).
3. Estructura de pared de acuerdo con las
reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque, al menos, en
algunas de las ondas de la segunda serie de ondas (6) están
previstos nervios (11, 111, 211).
4. Estructura de pared de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque cada nervio
(11) se extiende continuamente de una cara lateral (5b, 6b) a la
otra de la onda (5, 6) que lo lleva pasando por su cresta (5a,
6a).
5. Estructura de pared de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque cada nervio
(111, 211) se extiende solamente en una cara lateral (5b, 6b) de la
onda (5, 6) que lo lleva a distancia de la cresta (5a, 6a) y de los
pies (5c, 6c) de la citada onda (5, 6).
6. Estructura de pared de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque cada nervio
(11) está sensiblemente a media distancia entre dos cruces (8)
sucesivos.
7. Estructura de pared de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el nervio o los
nervios (11, 111, 211) presentes en una misma porción de onda (5,
6) son simétricos con respecto a un plano perpendicular a la
dirección (L, T) de la citada onda (5, 6) y situado, sensiblemente,
a media distancia entre dos cruces (8) sucesivos.
8. Estructura de pared de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el nervio o los
nervios (11) son simétricos con respecto a un plano que pasa por la
cresta (5a, 6a) de la onda (5, 6) que los lleva y perpendicular al
plano de la placa (10).
9. Estructura de pared de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el espesor de
la placa (10) a nivel de cada nervio (11, 111, 211) es igual o
ligeramente inferior al espesor del resto de la placa (10).
10. Estructura de pared de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el radio
interno (R2) del nervio (11, 111, 211) a nivel de las caras
laterales (5b, 6b) de la onda (5, 6) es, sensiblemente, igual al
(R4) de la cresta (5a, 6a) de la onda (5, 6) que lo lleva.
11. Estructura de pared de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque la
relación entre la altura del nervio (11, 111, 211) y la altura de
la onda (5, 6) que lo lleva está comprendida entre el 10% y el
25%.
12. Estructura de pared de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque cada
nervio (11, 111, 211) tiene una dirección que se extiende
globalmente en un plano perpendicular a la dirección (L, T) de la
onda (5, 6) que lo lleva.
13. Tanque (C) estanco y térmicamente aislante
integrado en una estructura portante, especialmente, de buque,
comprendiendo el citado tanque dos barreras de estanqueidad
sucesivas, una primera (1) en contacto con el producto contenido en
el tanque (C), la otra secundaria (2) dispuesta entre la barrera
primaria (1) y la estructura portante (13), estando alternadas
estas dos barreras de estanqueidad (1, 2) con dos barreras
térmicamente aislantes (3, 4), caracterizado porque la
barrera de estanqueidad primaria (1) está constituida, al menos
parcialmente, por la estructura de pared de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 12.
14. Tanque (C) de acuerdo con la reivindicación
13, caracterizado por el hecho de que placas (10) de la
citada estructura de pared están dispuestas a nivel de la zona
superior del tanque (C).
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