Efecto de la rugosidad de las carreteras en el daño a vehículos
del Valle Moreno Angélica, Terán Guillén Jorge, Carrión Viramontes Francisco Javier,
Publicación técnica No.139
Resumen
La comodidad en las carreteras está definida en términos de la calidad del viaje
percibida por el público. Esta calidad es función de la rugosidad del pavimento,
así, un índice de rugosidad bajo implica que se transita por una carretera ‘buena’.
Un índice alto, significa que la calidad de la carretera es baja. Esta calidad de viaje
influye también sobre los componentes mecánicos del vehículo y algunas veces
sobre la carga que transporta dicho vehículo. La forma en que un vehículo vibra,
depende de la rugosidad de la carretera y de la velocidad a la que se transite. Un
incremento en velocidad hace parecer la carretera más rugosa, lo que resulta en
cargas dinámicas elevadas de las llantas, lo que produce mayor daño. A menor
índice de rugosidad, se causará menor daño a los componentes mecánicos del
vehículo y a la carga.
Este estudio consta de dos partes: La primera aplica la teoría de la Mecánica de la
Fractura en el desarrollo de una metodología para estudiar el deterioro o reducción
de vida útil de un componente mecánico sujeto a cargas cíclicas de fatiga. El
procedimiento de análisis se aplica al caso del muelle de una suspensión y se
analiza el efecto que tiene la rugosidad del camino sobre su vida útil. Se encuentra
una reducción de vida en el componente dependiendo de las condiciones del
camino y, con ello, se puede estimar el impacto económico que tiene. En general,
se demuestra que esta metodología es aplicable para estudios comparativos de
costos de operación en el autotransporte, mantenimiento de vehículos y para
evaluar el efecto económico del deterioro de los mismos respecto al costo de
cuotas y tarifas. Igualmente, se puede aplicar para mejorar los procedimientos y
criterios de mantenimiento y para reducir el riesgo de fallas o accidentes.
La segunda parte presenta la evaluación analítica de los esfuerzos estáticos y la
medición experimental de las deformaciones dinámicas en autotanques de dos
longitudes que transportan gas LP, con el objeto de evaluar el efecto del
incremento en longitud del autotanque en la vida útil del mismo. Se realizaron
pruebas destructivas y no destructivas adicionalmente a las mediciones dinámicas
efectuadas en tres condiciones diferentes de rugosidad del camino y mediante la
ley de Coffin-Manson, se estimó el número de ciclos para falla en cada caso. Así
mismo, se realizaron pruebas de fatiga experimentales para corroborar los
resultados de la Ley de Coffin-Manson.
Los resultados muestran que las deformaciones dinámicas que se generan en los
autotanques estudiados, en tres condiciones de rugosidad del camino, no
deterioran por fatiga el material base de los autotanques.