La validación de una estructura metálica no termina cuando el modelo “aguanta” en estático. En proyectos industriales reales, el comportamiento dinámico marca la diferencia entre una estructura fiable y una que genera problemas con el paso del tiempo.
¿Cómo se validó una estructura metálica con cálculo dinámico FEM?
En este proyecto, la estructura metálica estaba sometida a cargas variables, aceleraciones y vibraciones derivadas del funcionamiento de la máquina asociada. El objetivo no era solo comprobar resistencia, sino asegurar un comportamiento estable en servicio.
Identificación de solicitaciones dinámicas reales
El primer paso fue identificar cómo trabaja realmente la estructura. No se partió de hipótesis genéricas, sino de datos de operación: masas en movimiento, velocidades, arranques, frenadas y frecuencias de trabajo.
Este análisis permitió determinar qué acciones dinámicas debían incorporarse al modelo de cálculo.
Modelado FEM de la estructura metálica
Se generó un modelo tridimensional detallado de la estructura, respetando geometría, uniones y secciones reales. El mallado se ajustó para capturar correctamente zonas críticas como apoyos, nudos y cambios de sección.
Este trabajo forma parte habitual de los servicios de cálculo de elementos finitos FEM aplicados a estructuras industriales.
Análisis modal para detectar frecuencias propias
El análisis modal permitió identificar las frecuencias naturales de la estructura. Este punto es clave cuando existen excitaciones periódicas, ya que una coincidencia puede provocar amplificación de vibraciones.
Con los modos propios identificados, se comprobó que no coincidían con las frecuencias de trabajo del sistema.
Cálculo dinámico y respuesta estructural
Una vez conocidas las frecuencias, se realizó el cálculo dinámico para evaluar desplazamientos, tensiones y aceleraciones bajo cargas variables.
El análisis permitió comprobar que los niveles de vibración se mantenían dentro de valores admisibles y que las tensiones no generaban fenómenos de fatiga prematura.
Ajustes de diseño tras el cálculo FEM
El cálculo no se utilizó solo para validar. Permitió ajustar rigidizaciones, espesores y geometría en puntos concretos de la estructura.
Estos ajustes mejoraron el comportamiento dinámico sin sobredimensionar el conjunto.
Validación final y cierre del diseño
Con los cambios aplicados, se repitieron los análisis para confirmar el comportamiento esperado. La estructura quedó validada tanto en términos resistentes como dinámicos.
Este tipo de trabajo se integra dentro de proyectos de ingeniería mecánica de innovación, donde el cálculo acompaña al diseño desde fases tempranas.
En estructuras de mayor entidad o integradas en edificios industriales, este enfoque se coordina con el área de ingeniería civil y BIM industrial.
Más información general sobre este tipo de validaciones en kernova.es.
Preguntas frecuentes
¿Por qué no basta con un cálculo estático?
Porque las cargas variables y vibraciones pueden generar problemas que no aparecen en estático.
¿El análisis modal es obligatorio?
En estructuras sometidas a excitaciones periódicas, es la forma más fiable de detectar riesgos de resonancia.
¿Se puede aplicar a estructuras ya construidas?
Sí. El cálculo FEM permite evaluar estructuras existentes y plantear refuerzos si es necesario.
