Análisis Estructural de la Cubierta de una Barcaza de Carga sobre Cubierta, mediante el Método de Elementos Finitos para Predecir los efectos de la Corrosión y la Fatiga en el Esfuerzo de Colapso

Resumen

Este artículo analiza el riesgo de colapso en las estructuras de casco de barcazas en la navegación comercial fluvial, específicamente por los efectos de la corrosión y la fatiga. Aunque en Colombia existen pocos casos documentados, a nivel internacional se han registrado incidentes significativos, como los ocurridos en Paraguay y Serbia, donde las estructuras de las barcazas colapsaron debido a estos factores.

El estudio se centra en la aplicación de elementos finitos (EF) para modelar la estructura de una barcaza que transita por el Río Meta, en Colombia. Se establecieron tres objetivos específicos: crear un modelo matemático del casco de la barcaza considerando el comportamiento no lineal del material, simular el impacto de la fatiga y la corrosión en los esfuerzos de colapso de la estructura.

Para lograrlo, se usaron los elementos SHELL181 y BEAM188 en el software ANSYS, lo que permitió simular detalladamente el comportamiento estructural bajo condiciones extremas. La corrosión reduce el espesor de las secciones estructurales, lo que disminuye su resistencia y acelera el colapso plástico bajo cargas. Los resultados mostraron que la fatiga, combinada con la corrosión, reduce significativamente la vida útil de la barcaza, aumentando el riesgo de falla estructural.

El análisis reveló que la reducción del espesor debido a la corrosión genera incrementos en los esfuerzos equivalentes, lo que compromete la integridad de la estructura, llevando a un colapso plástico cuando los esfuerzos alcanzan niveles críticos. Este estudio destaca la importancia de considerar tanto la corrosión como la fatiga en el diseño y mantenimiento de las barcazas fluviales para evitar fallas catastróficas.