efectos sismicos reservorios

RESPUESTA SÍSMICA DE TANQUES
DE ALMACENAMIENTO DE GRAN
CAPACIDAD ANCLADOS USANDO
ELEMENTOS FINITOS (ANSYS)
Carlos CORTÉS SALAS1 y Héctor SÁNCHEZ SÁNCHEZ2

1 Instituto

Mexicano del Petróleo, Eje Lázaro Cárdenas No. 152, Apto. Postal 14-805, 07730 México, D. F., TEL: 9175-8663,
Fax. 9175-8665; e-mail: ccsalas@imp.mx
2Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, ESIA, InstitutoPolitécnico Nacional U. P. Adolfo López Mateos, Gustavo A.
Madero, 07738, México, D. F., TEL: 5-729-6000 Ext. 46183; e-mail: brhec@yahoo.com.mx, hsanchezs@ipn.mx

INTRODUCCIÓN
Modelo
Estructuras estudiadas

ANÁLISIS
Modelo numérico de análisis

ANÁLISIS DINÁMICO
Condición vacía

RESULTADOS
Análisis hidrostático
Tanques cilíndricos con espesor constante
Análisis sísmicos
Análisis en eltiempo (análisis paso a paso) y resultados
Historia de respuesta de tanques llenos

CONCLUSIONES

INTRODUCCIÓN
Dada la creciente necesidad de satisfacer la demanda de la industria
nacional ha sido ineludible realizar la revisión, evaluación y rehabilitación de
tanques existentes, así como el diseño de nuevos reservorios para la
distribución del crudo y productos derivados del mismo.
Portanto, esta investigación se enfoca al estudio del comportamiento
sísmico de tanques de almacenamiento de gran capacidad de 150 y 200MBls,
de acero, soldados y anclados. A partir de la revisión, análisis y diseño de
estructuras axisimétricas de pared delgada se ha propuesto un
procedimiento basado en el modelado numérico, donde las características
mecánicas del material son consideradas enlos modelos, empleando para
ello el Método del Elemento Finito. Se analizan tres condiciones: en la
primera se hace un análisis de vibraciones de los tanques vacíos, en la
segunda condición se hace un análisis hidrostático y para la tercera
condición se realiza un análisis en el tiempo empleando un registro sísmico
de la zona, mediante un modelo numérico de interacción fluido-estructura
con lafinalidad de tomar en cuenta la flexibilidad de las paredes de los
tanques y su anclaje en la base.

DAÑOS REPORTADOS EN TANQUES DEBIDO A
ACCIONES SÍSMICAS
Los daños reportados en tanques debido a acciones sísmicas en el
pasado han sido observados principalmente en la base y el fondo del
tanque, estos daños pueden producir la pérdida parcial o total de
estas estructuras, por lo que éstosse pueden clasificar en cuatro
categorías generales:

•

•

•
•

Pandeo en las placas de fondo y de las paredes del casco, estas regiones
son donde se presentan simultáneamente los máximos esfuerzos,
axiales de compresión y tangenciales de tensión debidos al momento de
volteo, generando grandes deformaciones tipo pata de elefante,
Daños en la cubierta cerca de la paredes en la partesuperior del tanque,
así como en la columnas internas debido al a efecto del oleaje del
líquido,
Daño en tuberías y otros accesorios en la conexión con las paredes del
tanque durante las acciones sísmicas y del movimiento del suelo, y
Daño debido a problemas en la cimentación por las intensas acciones
sísmicas.

Daños en tanques de almacenamiento cilíndricos de acero

CARACTERISTICASGEOMETRICAS, MECÁNICAS Y
CONSIDERACIONES GENERALES DEL MODELADO DE
LOS TANQUES
Como es sabido, los desarrollos teóricos y estudios tempranos
acerca del comportamiento dinámico y sísmico de los tanques han
considerado la hipótesis de paredes rígidas, esta hipótesis
establecida inicialmente por Housner, difiere de los trabajos
experimentales e investigaciones subsecuentes que han mostradoque la flexibilidad de las paredes tiene una influencia en
la
respuesta sísmica.
Esto se puede ver en las configuraciones multimodales de
las paredes y por los mayores esfuerzos dinámicos que se
presentan en comparación de los obtenidos con paredes rígidas
(Sanchez et al, 2004). Por consiguiente, el objetivo de este trabajo
es mostrar a través de análisis numérico la influencia del efecto...