Segurança em primeiro lugar: Como funcionam as placas quebra-ondas nos camiões-cisterna

Já alguma vez viu um camião grande que transporta líquido? Estes camiões precisam de placas no interior para evitar que o líquido se mova demasiado. Vamos aprender como estes placas quebra-ondas trabalho!

Índice

O que são placas quebra-ondas?

Placas de quebra de ondas são paredes metálicas resistentes no interior dos camiões-cisterna. Estas paredes dividem o tanque em partes mais pequenas. Isto ajuda a manter o líquido de se mover demasiado quando o camião pára rapidamente.
Porque é que precisamos destas placas? Quando um camião cisterna pára rapidamente:

O líquido no interior continua a avançar
Isto pode empurrar o camião e dificultar o seu controlo
Pode danificar o depósito
O camião pode tombar!

Como estudámos estas placas

Para ver se estas placas funcionam bem, os cientistas utilizaram computadores para as testar. Analisaram tanques cheios até três níveis diferentes: 30%, 60%e 90% completo.
Eles montaram um teste como este:

Tamanho do depósito: 8.580 mm de comprimento e 873 mm de largura
Velocidade do camião: 50 km/h (depois paragem rápida!)
Potência de paragem: 5,08 m/s² (é uma paragem rápida!)

O que encontrámos

Movimento líquido

Quando o camião pára rapidamente, o líquido bate com força no prato. Mas a placa ajuda a impedir que o líquido se desloque todo para a frente.
Eis o que acontece em diferentes níveis de enchimento:

Nível de enchimento	Como o líquido se move	Onde a pressão é mais forte
30%	Muito espalhafatoso!	Primeiro os orifícios superiores, depois os inferiores
60%	Menos salpicos	Orifícios inferiores após 0,3 segundos
90%	Ondas pequenas	Pressão uniforme na parte inferior

Segurança dos camiões-cisterna: Tensão da placa ondulada em diferentes níveis de enchimento

Compreender o impacto do arrastamento de líquidos durante a travagem

Principais conclusões

Hora de pico do stress: As placas experimentam a força máxima 0,1 segundos após o início da travagem de emergência.

Risco mais elevado: As placas suportam ~2-3 vezes mais tensão a 30% enchimento em comparação com níveis mais elevados.

Recomendação: Manter ~10% espaço vazio (enchimento 90%) para um equilíbrio ótimo entre segurança e eficiência.

Tensão de pico em placas onduladas por taxa de enchimento

Dados baseados na análise de elementos finitos de placas de rutura de ondas de camiões-cisterna.
artjs]: Gráfico gerado com a biblioteca Chart.js.

Tensão sobre as placas

As placas são empurradas com mais força em 0,1 segundos após o início da travagem. É nesta altura que os condutores devem ser mais cuidadosos!

Nível de enchimento	Como as placas rígidas são empurradas	Como as placas se dobram
30%	228,64 MPa	Muito - 2× mais do que no preenchimento do 60%
60%	~114,32 MPa	A menor curvatura
90%	~76,21 MPa	Curvatura pequena e uniforme
Boas notícias! Mesmo com o impulso mais forte (228,64 MPa), as placas não se partem. São feitas de aço Q235 que pode suportar até 235 MPa de força.

Como manter os camiões-cisterna seguros

Com base no que aprendemos, aqui ficam algumas dicas:

Não conduzir com os depósitos cheios a menos de 40% se possível
Deixar um espaço vazio de cerca de 10% no topo
Ter muito cuidado ao travar de altas velocidades
Certificar-se de que as placas de quebra de ondas são fortes suficiente
Utilizar placas curvas em vez de planos

Porque é que isto é importante para

Se trabalha com camiões de transporte de líquidossaber como funcionam as placas de quebra de ondas ajuda a manter toda a gente em segurança. Estas placas são partes importantes de camiões-cisterna para matérias perigosas também.

Equipamento especial utilizado

Os cientistas usaram algumas ferramentas fixes para estudar estas placas:

Modelo VOF: Um programa de computador que mostra como o líquido e o ar se movem em conjunto
Software ANSYS: Faz imagens detalhadas de como o líquido empurra as placas
Acoplamento fluxo-estrutura: Mostra como o líquido e as placas se afectam mutuamente

Coisas que aprendemos

O momento mais perigoso é 0,1 segundos após a travagem
Os tanques 30% cheios são os que apresentam mais salpicos e flexão de placas
As cisternas 60% cheias têm o melhor equilíbrio entre segurança e capacidade de carga
Os reservatórios 90% cheios têm uma pressão mais uniforme mas menos espaço para o líquido se deslocar

O que isto significa para a segurança dos camiões

Os condutores de camiões-cisterna devem:

Saber que os seus camiões têm estas matrículas especiais
Lembre-se que parar demasiado depressa pode ser perigoso
Saiba que transportar menos líquido (como 30% cheios) nem sempre é mais seguro!

Análise por elementos finitos de placas de rutura de ondas em camiões-cisterna com diferentes taxas de enchimento

Próximos passos

Os cientistas querem estudar:

Como é que as placas múltiplas funcionam em conjunto
O que acontece quando se vira nas esquinas
Como diferentes líquidos (mais espessos ou mais finos) afectam as placas
Como fazer melhores desenhos de placas
Com melhores placas de proteção contra as ondas, os camiões-cisterna podem transportar líquidos com maior segurança nas nossas estradas!