Estructuras y Acabados Automotrices

 

Normativa Normat ivass INE INEN N 132 1323 3 Y REG REGLAM LAMEN ENTO TO 043 CON CONSTR STRUCC UCCION ION DE ESTRUCTURAS DE BUSES Introducción

Los autobuses interurbanos son un medio de transporte muy importante para nuestra sociedad, pero desde hace varios años han llamado la atención tanto de los residentes como de las autoridades de nuestro país, principalmente por el aumento de muertes por  accidentes de tránsito que involucran a este medio de transporte. Si bien las nuevas leyes de tránsito han logrado reducir los accidentes de tránsito, a  pesar de la implementación de regulaciones y permisos para las empresas de autobuses, no se ha establecido ningún mecanismo para garantizar la seguridad de los ocupantes del transporte. Cabe Ca be de dest stac acar ar qu quee gr gran an pa part rtee de las las carr carroc ocer ería íass se en encu cuen entr traa en pr proc oces esoo de homologación, lo que supone un gran paso en la mejora de los procesos de fabricación de estos elementos tan importantes para los conductores de autobuses. Objetivo General

Analizar el fenómeno físico del impacto posterior por área y su impacto en el cuerpo de un au autob tobús ús utiliz utilizad adoo par paraa tra transp nsport ortee int interp erprov rovinc incial ial según según el método método de elemen elementos tos finitos en los elementos de fractura de la estructura de la carrocería. Deficiencias en la  planificación estructural previa y la elección de materiales utilizado en la estructura del autobús.

Objetivos Específicos



Esta Esta no norm rmaa es esta tabl blec ecee lo loss requ requis isit itos os qu quee de debe benn cu cump mpli lirr lo loss ve vehí hícu culo loss de transporte público de pasajeros intrarregional, interprovincial e interprovincial.

 



Mejora de la resistencia de la estructura de un autobús sometido a impacto frontal.



Propuesta de diseño estructural para buses de carrocería interprovincial.



Optimización de las superestructuras de autobuses y autocares sometidos al vuelco lateral.



Análisis estructural basado en simulación por el método de elementos finitos de una carrocería de bus interprovincial sometida a prueba de impacto lateral para determinar la geometría y materiales aplicables que garanticen la seguridad de los pasajeros.

Estado del Arte

En cuanto a la normativa que debe aprobar el taller de carrocería fabricado en el país, existe exi ste un reg regula ulador dor tan tanto to par paraa el pro proces cesoo de fab fabric ricaci ación ón co como mo par paraa los dis distin tintos tos elemen ele mentos tos que co compo mpone nenn la ev event entua uall fun funda dació ciónn de un tal taller ler de ca carro rrocer cería; ía; Este Este organismo es la ANT (Agencia Nacional de Tránsito), que basa sus actividades en las normas y reglamentos del INEN, que a su vez es el organismo de normalización, certificación y medición de todos los procesos y productos comercializados en el Ecuador. La norma para la construcción de carrocerías de autobús es INEN 1323 revisión 2009, que presen presenta ta los sig siguie uiente ntess pun puntos tos com comoo los má máss rel releva evante ntess e import importan antes tes en la fabricación de una carrocería.

Desarrollo del informe

 

En la cláusula 3.1.5. Carga muerta (M). Corresponde al peso total de la carrocería en condic con dicion iones es ope operat rativa ivas, s, lo que incluy incluyee tod todos os los co compo mpone nente ntess es estru tructu ctural rales es y no estructurales permanentes; permanentes; es decir, la carrocería terminada con todos sus accesorios. 1 Cl Clau ausu sula la 3.1. 3.1.6. 6. Carg Cargaa viva viva (V (V). ). Co Corre rresp spon onde de a la ca carg rgaa po porr oc ocup upac ació iónn y se la considerará como distribuida uniformemente en los respectivos elementos estructurales de la carrocería. Masa mínima de equi equipa paje je de mano mano  por pasajero (Kg)

Masa de un ocupante (Kg) 70

5

Masa mínima de equipaje a transportarse en bodegas (Kg X Volumen de las  bodegas portaequipajes portaequipajes en m3) m3) 100

Clausu Cla usula la 3.1 3.1.10 .10.. Esp Espaci acioo de supe supervi rviven vencia cia.. Es el volume volumenn que se obtien obtienee en el compartimento de ocupantes, desplazando en línea recta el plano vertical y transversal indicado en la figura, de manera que se pase el punto SR de la figura desde el punto SR  del último asiento exterior a través del punto SR de cada asiento exterior intermedio hasta el punto SR del primer asiento exterior del ocupante. Clausula 3.1.3. Carga de giro (G). Corresponde a la fuerza producida por el giro de un vehículo. Velocidad vehículo)

(del

Radioo de cu Radi curv rvat atur uraa de la

(km/h) 80

carretera (m) 250

85

300

90

350

95

400

100

450

Peralte (%)

8

 

Debe calcularse en función de la fuerza centrífuga que se genera al ingresar el vehículo en una curva de determinado radio de giro y a cierta velocidad. Esta fuerza centrífuga deberá ser inferior a la fuerza de vuelco, calculada sobre la base del peso total del bus a plena carga y su centro de gravedad. La velocidad crítica deberá ser considerada de al menos 90 km/h y el radio de giro se establece en función de la tabla 1.3.

Clausula 5.1.1.3. Carga de frenado (F). Se asume una desaceleración mayor o igual a 4 m/s2).2 Clausula 5.1.1.4. Carga de aceleración brusca (Ab). Se calcula con el mismo criterio de la carga de frenado, pero en sentido contrario. Clausula 5.1.1.5. Carga por resistencia del aire frontal (Raf). Se la aplicará como la fuerza del aire actuante sobre un área correspondiente a la proyección del bus en un  plano perpendicular perpendicular a su eje lon longitudinal. gitudinal. Clausula 5.1.2. Combinaciones de cargas básicas. Las estructuras de las carrocerías deben ser diseñadas de tal manera que resistan los esfuerzos determinados en base al menos a las siguientes combinacion combinaciones es de cargas básicas:

Tipos de Cargas Carga Muerta (M)

1 2 3 4 * * * *

5 *

6 7 8 * * *

Cargas vivas (V)

* * *

*

* * *

Carga de Giro (G)

*

Carga frenado (F)

*

*

Carga Aceleración (A )

* *

 b

Carga aerodinámica (R ) af  af 

*

*

*

 

Resultados

A continuación, se realizará una interpretación, análisis y calificación de las cláusulas más importantes de la normativa NTE INEN 1323. CLAUSULA

DESCRIPCIÓN El espacio de

3.1.10 Espacio de Supervivencia

supervivencia es supervivencia la zona interior del área de pasajeros del autobús contenida en las figuras 1 y 2, dicho espacio va desde el

ANÁLISIS El espacio de supervivencia establecido  por la presente normativa presenta dimensiones que a juicio de los autores es adecuado para salvaguardar la integridad de los ocupantes; teniendo en cuenta que dich dichaa zo zona na no de debe be se serr in inva vadi dida da po por  r  ningún objeto en el caso de un percance.

 primero hasta el último asiento. 3.1.11 Pe Peso so má máxi ximo mo admisible para el chasis.

CLAUSULA

5.1.1.1 Cargas vivas

Es la carga máxima que soporta el chas chasis is se segú gúnn su fabricante.

El peso máximo que soporta el chasis debe ser respetado por los diseñadores y constructores de las estructuras de buses ya que es el elemento que soportará y asegurará la vida de los ocupantes

DESCRIPCIÓN

Las cargas vivas corre corresp spon onde denn a el peso peso de cada ocupante con su respectivo equipaje

La ca carga ddee ggiiro eess llaa

ANÁLISIS

Tant ntoo lo loss valo lore ress de masa por ocupante como de su equipaje se pueden encontrar en la tabla 1.2, los mismos son razonables para el servic ser vicio io de transp transport orte, e, deben ser respetados en el diseño y construcción En la tabla 1.3 se

 

5.1.1.2 Carga de Giro

fuerza cent fuerza centrífuga rífuga gene generada rada en el bus al entrar en una curv curvaa a una una de dete term rmin inad adaa velocidad. Esta carga debe ser inferior a la fuerza de vuelco.

encuentran los parámetros  para calcular la fuerza de vuelco del bus; el uso de esta carga para el diseño de dell bu buss es de re rele leva vant ntee importancia y no debe ser   pasado por alto puesto que esta cargadelaseguraría la estabilidad bus.

5.1.1.3 Carga rga de Frenado 5.1.1.4 Carga de Aceleración  brusca

Las carg Las cargas as de fren frenad adoo y acele elerac ración ión brus bruscca son  prácticamente iguales pero su sentido de aplicación es opuesto y se da en dife difere rent ntes es mome moment ntos os de circulación. Se las considera de mayores o iguales a 4m/s 2

5.1.1.5 Carga por   Resistenc Resi stencia ia del Aire frontal

Es la fuerza externa  provocada por la oposición del aire al sentido de circulación del bus considerada solamente en su  parte frontal

Las cargas de frenado y aceleración bruscas deben considerarse en el diseño de bus por la razón de que es está tánn pr pres esen ente tess to todo do el tiempo en el fu func ncio iona nami mien ento to de es este te medio de transporte, y su ef efec ecto to po podr dría ía af afec ecta tarr la estructura del mismo. Es importante considerar  esta fuerza en el diseño de la estructura del bus  puesto que su efecto se hace notable a partir de un lí lími mite te de ve velo loci cida dadd de circulación que normalmente es superado por este medio de transporte.

En las tablas se encuentra el análisis de las cláusulas más importantes sobre los requisitos que establece la normativa NTE INEN 1323 con respecto al diseño y construcc cons trucción ión de las carrocería carroceríass de buse busess de serv servicio icio interprov interprovincia incial.l. La norma normativa tiva completa se encuentra en el ANEXO 1 de esta tesis. Conclusiones y recomendaciones

 El reglamento técnico ecuatoriano INEN 1323 es una norma sobre los requisitos para la fabricación de carrocerías para buses interurbanos; Debe ser plenamente respetado en la venta de buses fabricados en el país. Esta legislación establece que los edificios deben ser sometidos a pruebas y cargas realistas que, de cumplirse, garanticen la seguridad de

 

los los oc ocup upan ante tess de dell me medi dioo de tran transp spor orte te.. Po Porr lo ta tant nto, o, Ec Ecua uado dorr cu cump mple le co conn el  procedimiento de aprobación requerido por ANT; Este proceso es de crucial importancia como punto de partida para un futuro responsable en la construcción de autobuses suprarregionale suprarregionales. s. Las estructuras convencionales fabricadas en el país cuentan, en toda su superficie, con elementos de sección cuadrada y rectangular, sometidos al simulador ANSYS, que resistieron las cargas requeridas por la norma INEN 1323 y no presentan mayores  problemas, es decir, con deformaciones por debajo. límite admisible, han admitido sin causa fallo del elemento según el criterio de tensión de Von Mises y también con un factor de seguridad elevado para tensión y fatiga. f atiga. Al implementar una carga que representa una colisión con la estructura convenciona convencionall en el simulador ANSYS, se obtuvieron resultados que mostraron que la estructura es muy resist res isten ente, te, co conn def deform ormac acion iones es des despre precia ciable bless y alt altos os factor factores es de seguri seguridad dad.. Estos Estos resultados muestran que la estructura es óptima en esta condición, pero no es posible saber si la estructura absorberá la energía del impacto y transmitirá la menor cantidad a los ocupantes del autobús.

Bibliografía  ANT. 

(25 de junio de 2015). Obtenido de hp://www.aeade.net/wpcontent/uploads/2016/12/Resolucio%CC%81n-No.-081-DIR-2015-ANT-Reglamento-dehomologacion-1.pdf 

normalizacion.gob.  (15 de marzo de 2015). hps://www.normalizacion.gob.ec/buzon/normas/nte_inen_1668-1.pdf 

Obtenido

de

 pudeleco. (6 de diciembre de 2015). Obtenido de hp://www.pudeleco.com/les/RTE%20043(2R).pdf