Calculadora de tanques verticales
Armá el tanque virola por virola: te dice qué espesor necesita cada una para el líquido que va a guardar, cuánto pesa vacío y lleno, cuántas chapas comprar y cuántos metros hay que soldar.
Color de cada virola según su espesor: más oscuro, más grueso. Pasá el mouse por una pieza para ver qué es.
Elevación
Resumen
- Volumen nominal
- —
- Altura total
- —
- Peso vacío
- —
- Peso lleno
- —
- Carga por pata (lleno)
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- Chapa en el tanque
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- Soldadura
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Compra de chapa
Soldadura
Verificación de espesores
Viento, sismo y anclaje
Viento, sismo y anclaje
El viento se toma como en API 650 (5.9.7): 0,86 kPa sobre la proyección vertical del tanque y 1,44 kPa de succión sobre el techo, para 190 km/h, y escalado con el cuadrado de la velocidad que elijas. Con el tanque apoyado en el piso se aplican los dos criterios de 5.11.2: con el tanque vacío, 0,6 · Mw ≤ MDL / 1,5; con líquido, Mw ≤ (MDL + MF) / 2, donde MF es lo que el líquido sobre el fondo ayuda a sostener. Si alguno falla, el tanque va anclado.
El sismo sigue el Anexo E de API 650 en forma simplificada: masa impulsiva y convectiva del líquido, coeficientes Ai y Ac a partir de la aceleración de la zona (CIRSOC 103: 0,04 g a 0,35 g), el suelo y la importancia, momento de vuelco y relación de anclaje J. Con J ≤ 0,785 el tanque no se levanta; hasta 1,54 queda autoanclado con levantamiento parcial, y se verifica la compresión de la virola inferior; por encima hace falta anclaje mecánico. Los bulones se dimensionan por la mayor tracción entre viento y sismo, con 140 MPa admisibles, en silletas cada dos metros como máximo.
Con patas, viento y sismo se aplican como fuerzas en el centro de gravedad del tanque lleno (coeficiente sísmico con R = 3 si las patas están arriostradas entre sí, R = 2 si están sueltas): cada pata toma su parte del peso más el vuelco, la flexión por el corte si no hay arriostramiento, y se verifica el caño a pandeo (AISC E3) y flexión. Si el viento con el tanque vacío la levanta, van dos bulones por pata.
Cómo se calcula el espesor de cada virola
Cada virola tiene que aguantar la presión del líquido que tiene encima. Abajo hay más columna de líquido que arriba: por eso las virolas de abajo son más gruesas. Se usa el método de un pie de API 650, que mide la presión 0,3 m arriba de la costura inferior de cada virola:
D diámetro en metros, H altura de líquido sobre la base de la virola, G densidad relativa del producto, S tensión admisible del material (el menor entre Fu/3,5 y 2/3·Fy) y CA el sobreespesor por corrosión.
El cono de fondo carga toda la columna de líquido y se verifica como cono a presión interna (ASME VIII, con eficiencia de junta 0,85):
El botón Espesores mínimos por cálculo elige para cada virola el menor espesor comercial que verifica, sin bajar de 3 mm (por rolado y soldadura).
Lo que esta calculadora no cubre
El pandeo del techo cónico, el chapoteo del líquido (altura libre por sismo), las boquillas y sus refuerzos, el asentamiento de la fundación y los tanques de más de 15 m de diámetro quedan afuera. El sismo es el Anexo E simplificado, válido para tanques apoyados en el piso o sobre patas cortas; la memoria para la autoridad la firma un profesional. Los tanques bajo norma API 650 piden además un espesor mínimo de 5 mm en la virola para diámetros menores a 15 m; muchos tanques del agro y la industria alimenticia no están bajo esa norma y usan menos.
Preguntas frecuentes
¿Por qué las virolas de abajo son más gruesas?
Porque la presión del líquido crece con la profundidad. La virola de abajo carga toda la columna; la de arriba casi nada. Escalonar los espesores ahorra chapa y peso.
¿Cuántas chapas necesito?
Cada virola mide de alto lo que el ancho de la chapa (1500 mm) y de largo el perímetro del tanque. Con chapas de 6000 una virola de Ø4000 lleva 3 tramos. La tabla de compra suma el recorte del rolado y del cono.
¿Conviene pedir la chapa a medida?
En inoxidable y en acero negro se puede pedir la chapa al largo justo: cada virola sale de una sola pieza y hay una sola costura vertical. Menos soldadura, menos riesgo de fuga.
¿Mi tanque necesita anclaje?
Depende de la relación alto/diámetro, del viento y de la zona sísmica. Un tanque chato y pesado se sostiene solo; uno esbelto en zona ventosa o sísmica se levanta de un lado y necesita bulones en silletas. La herramienta aplica los criterios de API 650 (5.11.2 para viento, Anexo E para sismo) y te dice cuántos bulones y de qué diámetro.
¿Qué zona sísmica y qué viento pongo?
La zona sísmica es la de CIRSOC 103: 0 en Buenos Aires y el litoral, 1 en Córdoba y Santa Fe, 2 en el noroeste y parte de Cuyo, 3 en Mendoza y 4 en San Juan. El viento son velocidades básicas orientativas de CIRSOC 102: 45 m/s en el centro, 50 en el litoral y 60 en la Patagonia. Si el tanque va bajo techo, sin viento.
¿Qué densidad tiene la vinaza?
Entre 1,03 y 1,10 según la concentración. La calculadora usa 1,05 por defecto; si tenés el dato del ingenio, cargalo.
¿Te fabricamos el tanque?
Mandanos este proyecto: te cotizamos la chapa, el rolado, la soldadura y el tanque terminado, en inoxidable o acero al carbono.