Projecte de remodelació d'un mòdul d'emmagatzematge en un taller industrial

Abstract

El present treball consisteix en el disseny i el dimensionament d’una estructura metàl·lica per a la construcció d’una planta superior dins una nau industrial, amb la finalitat d’optimitzar l’espai creant una nova zona d’emmagatzematge alçada, alliberant així la planta inferior per a desenvolupar un taller elèctric en un futur. El projecte s’ha desenvolupat en col·laboració amb l’empresa Intecpro & Solutions SLU i respon a una necessitat real de millora de la capacitat logística interna. L’objectiu principal ha estat optimitzar l’espai disponible mitjançant una solució tècnica segura, funcional i viable, basada en criteris d’eficiència estructural, aprofitament de recursos existents i compliment de la normativa aplicable. El disseny aprofita una biga IPN 300 existent i l’escala amb barana prèviament instal·lada per accedir a una oficina superior. Aquesta barana s’ha adaptat per permetre també l’accés directe a la nova planta superior, evitant la construcció d’un nou sistema d’accés i minimitzant l’impacte constructiu. La proposta estructural es basa en una configuració amb bigues IPE 200, una base superior amb xapes llagrimades i un sistema complet de proteccions perimetrals. Per validar el dimensionament de l’estructura, s’ha dut a terme una anàlisi de càrregues que inclou tant les càrregues permanents (G) com les sobrecàrregues d’ús (Q), i s’ha aplicat la combinació bàsica d’accions segons els criteris de l’Estat Límit Últim (ELU) establerts per l’Eurocodi. S’ha desenvolupat un modelatge 3D amb les dimensions reals de l’espai de la nau, dissenyant peça per peça tots els components estructurals i integrant també els elements físics ja existents. Aquest procés ha permès obtenir un conjunt detallat i coherent, que ha servit de base per realitzar una simulació FEA (anàlisi per elements finits) mitjançant el programari SolidWorks Simulation. Els resultats obtinguts indiquen que les tensions màximes de Von Mises (169 MPa), les deformacions (7,4 mm) i les deformacions específiques (8,67·10⁻⁴) es mantenen dins del règim elàstic dels materials utilitzats, principalment acer estructural S275JR. Es confirma així la viabilitat del disseny, tant des del punt de vista mecànic com funcional, i es compleixen tots els requisits de seguretat establerts per la normativa tècnica. A més, el projecte incorpora estratègies d’optimització de material a través de la reutilització d’elements estructurals, la reducció de sobrants i l’aprofitament racional dels recursos. Aquest enfocament, combinat amb un sistema constructiu modular, permet reduir costos i petjada ambiental, alhora que facilita el muntatge i el manteniment. En conclusió, es presenta un projecte aplicat d’enginyeria industrial que resol una necessitat real d’organització de l’espai amb criteris de sostenibilitat, funcionalitat, seguretat estructural i eficiència global.

El presente trabajo consiste en el diseño y el dimensionado de una estructura metálica para la construcción de una planta superior dentro de una nave industrial, con el objetivo de optimizar el espacio mediante la creación de una nueva zona de almacenamiento en altura, liberando así la planta inferior para desarrollar un taller eléctrico en el futuro. El proyecto se ha desarrollado en colaboración con la empresa Intecpro & Solutions SLU y responde a una necesidad real de mejora de la capacidad logística interna. El objetivo principal ha sido optimizar el espacio disponible mediante una solución técnica segura, funcional y viable, basada en criterios de eficiencia estructural, aprovechamiento de recursos existentes y cumplimiento de la normativa aplicable. El diseño aprovecha una viga IPN 300 ya existente y la escalera con barandilla previamente instalada para acceder a una oficina superior. Esta barandilla se ha adaptado para permitir también el acceso directo a la nueva planta superior, evitando la construcción de un nuevo sistema de acceso y minimizando el impacto constructivo. La propuesta estructural se basa en una configuración con vigas IPE 200, una base superior resuelta con chapas lagrimadas y un sistema completo de protecciones perimetrales. Para validar el dimensionado de la estructura, se ha llevado a cabo un análisis de cargas que incluye tanto las cargas permanentes (G) como las sobrecargas de uso (Q), y se ha aplicado la combinación básica de acciones según los criterios del Estado Límite Último (ELU) establecidos por el Eurocódigo. Se ha desarrollado un modelado 3D con las dimensiones reales del espacio de la nave, diseñando pieza por pieza todos los componentes estructurales e integrando también los elementos físicos ya existentes. Este proceso ha permitido obtener un conjunto detallado y coherente, que ha servido como base para realizar una simulación FEA (análisis por elementos finitos) mediante el programario SolidWorks Simulation. Los resultados obtenidos indican que las tensiones máximas de Von Mises (169 MPa), las deformaciones (7,4 mm) y las deformaciones específicas (8,67·10⁻⁴) se mantienen dentro del régimen elástico de los materiales utilizados, principalmente acero estructural S275JR. Se confirma así la viabilidad del diseño, tanto desde el punto de vista mecánico como funcional, y se cumplen todos los requisitos de seguridad establecidos por la normativa técnica. Además, el proyecto incorpora estrategias de optimización de material mediante la reutilización de elementos estructurales, la reducción de sobrantes y el aprovechamiento racional de los recursos. Este enfoque, combinado con un sistema constructivo modular, permite reducir costes y la huella ambiental, a la vez que facilita el montaje y el mantenimiento. En conclusión, se presenta un proyecto aplicado de ingeniería industrial que resuelve una necesidad real de organización del espacio con criterios de sostenibilidad, funcionalidad, seguridad estructural y eficiencia global.

This project focuses on the design and calculation of a metal structure to build an upper floor inside an industrial warehouse. The goal is to optimise the available space by creating a new elevated storage area, freeing up the ground floor for the possible installation of an electric workshop in the future. The project has been developed in collaboration with the company Intecpro & Solutions SLU, responding to a real need to improve internal logistics. The main objective has been to make the most of the space using a safe, functional and practical technical solution. The design follows criteria of structural efficiency, use of existing resources and compliance with the applicable regulations. A pre-existing IPN 300 beam and a staircase with a handrail already installed to access a higher office were used. The handrail was adapted to also allow access to the new upper floor, avoiding the need to build a new system and reducing construction work. The proposed structure is based on a modular system using IPE 200 beams, a steel chequered plate floor and a complete set of perimeter protections. To validate the structure, a load analysis was done, including permanent (G) and variable (Q) loads. The combination of actions followed the Ultimate Limit State (ULS) criteria from Eurocode standards. A 3D model was created with the real dimensions of the space, designing each part of the structure and including the existing elements. This detailed model was used to run an FEA (Finite Element Analysis) simulation using the software SolidWorks Simulation. The results showed maximum Von Mises stress (169 MPa), deformation (7.4 mm), and strain (8.67·10⁻⁴), all within the elastic range of the chosen material, mainly S275JR structural steel. This confirms that the design is valid both mechanically and functionally, and meets all technical safety regulations. In addition, the project includes material optimisation strategies by reusing structural elements, reducing waste and using resources rationally. This approach, along with the modular and adaptable system, helps to reduce costs and environmental impact, while making assembly and maintenance easier. In conclusion, this is a practical industrial engineering project that solves a real space organisation need with sustainable, functional and efficient structural solutions.