Estudio y diseño de una pantalla dinámica de protección contra caída de rocas empleando modelos dinámicos en software de elementos finitos

Resumen

Esta tesis doctoral aborda el diseño de una novedosa pantalla dinámica para la retención de rocas de baja-media energía mediante el estudio y desarrollo de cada uno de sus componentes de forma independiente, así como también el análisis de su comportamiento de forma acoplada, evaluando su respuesta como conjunto. El trabajo ha sido llevado a cabo realizando ensayos de los componentes individuales (disipadores de energía y cables), a la par que se ha realizado una prolífica cantidad de simulaciones numéricas empleando softwares de elementos finitos a fin de completar los cálculos dinámicos. Ante la falta de una respuesta uniforme, en términos de energía de activación y de la evolución carga-desplazamiento, de los disipadores de energía existentes actualmente en el mercado, se ha desarrollado un nuevo diseño que solventa dicha carencia propiciando un sistema de retención que favorece comportamientos semejantes (curva P-δ) al confrontar ensayos de disipadores con idénticas dimensiones. El diseño de la pantalla ha sido optimizando recurriendo a la técnica estadística de diseño de experimentos (DOE, de acuerdo a sus siglas en inglés). A partir del aprovechamiento de toda la investigación realizada, se construyeron dos pantallas, de 250 y 500 kJ, de acuerdo a las directrices de la guía ETAG027. Finalmente, la información de los registros experimentales ha sido cotejada con las simulaciones numéricas con resultados satisfactorios. Asimismo, se proponen ideas que facilitarían la instalación y puesta en servicio de la pantalla a comercializar.