Aplicación de perfiles pultruidos en la fabricación de cajas frigoríficas

Résumé

La creciente demanda del transporte terrestre de mercancías y la legislación medioambiental vigente hacen necesario el desarrollo de aplicaciones de materiales alternativos que incrementen la eficiencia en el transporte. En el presente trabajo nos hemos centrado en el transporte de mercancías refrigeradas por carretera. El objetivo marcado ha sido mantener o mejorar las propiedades térmicas y mecánicas de una caja frigorífica, reduciendo su masa en un 25% y sustituyendo los materiales tradicionales, como el acero y la madera, por plásticos más vanguardistas y con una relación resistencia/densidad más adecuada. Uno de los puntos más destacables del trabajo es la utilización de perfiles pultruídos para garantizar la función estructural de la caja. La combinación de las fibras longitudinales con el material de la matriz que las embebe produce unas propiedades mecánicas superiores a las de cualquiera de los dos materiales por separado. La evolución sufrida por el proceso de pultrusión a lo largo de los últimos años ha permitido la utilización de perfiles comerciales con la consiguiente reducción de coste en el producto final. La función de aislante térmico ha sido confiada a paneles fabricados en materiales plásticos configurados en forma de sándwich. En concreto se han empleado planchas que en sus capas externas están recubiertas por plásticos reforzados con fibra de vidrio (PRFV) y en el interior se ha empleado como aislante espuma de poliestireno. Debido a los especiales requerimientos mecánicos a los que es sometido el suelo de la caja ha sido necesario recurrir a una estructura con panel de honeycomb (con forma de panel de abeja) en su interior, añadiéndose espuma de poliestireno para garantizar la función térmica y PRFV para el recubrimiento. La unión de todos los componentes que acaban de ser descritos se realiza a través de adhesivos cuya formulación ha sido especialmente desarrollada para esta aplicación. Durante el desarrollo del trabajo se ha puesto a punto una metodología que incluye la utilización del método de los elementos finitos y que ha permitido de manera rápida y económica determinar el comportamiento de la nueva estructura para cada uno de los estados de carga considerados en el cuaderno de requerimientos, tanto desde el punto de vista mecánico como desde el punto de vista térmico. La elevada eficacia de la metodología desarrollada ha permitido realizar rápidos ciclos de optimización hasta conseguir la estructura más adecuada a las necesidades del trabajo. Las principales ventajas que supone esta nueva concepción son una disminución en el consumo de combustible cuando el camión circula vacío y un aumento del rendimiento del transporte, ya que permite transportar mayor carga al mismo precio.