Poster Primeras Jornadas Científicas

CLUSTER DE AGROALIMENTACIÓN Y SALUD
GRUPO DE INVESTIGACIÓN EIPIRMA
MIEMBROS
D. Francisco Ayuga Téllez (Investigador responsable)
Catedrático de Universidad. Departamento de Construcción y Vías Rurales.
Dña. Ana Isabel García García
Profesora Titular de Universidad. Departamento de Proyectos y Planificación Rural.
Dña. Esperanza Ayuga Téllez
Profesora Titular de Universidad. Departamento de Economía y Gestión Forestal.
D. Eutiquio Gallego Vázquez
Profesor Titular de Universidad (i). Departamento de Ciencia y Tecnología
Aplicadas a la Ingeniería Técnica Agrícola.
D. José María Fuentes Pardo
Profesor Titular de Universidad (i). Departamento de Construcción y Vías Rurales.
D. Álvaro Ramírez Gómez
Profesor Titular de Universidad (i). Departamento de Expresión Gráfica Industrial.
D. José Miguel Gonzalo Magro
Profesor Asociado. Departamento de Proyectos y Planificación Rural.
D. Álvaro Sánchez-Medina
Profesor Asociado. Departamento de Física Aplicada a los Recursos Naturales.
D. Carlos González Montellano
Becario UPM. Departamento de Construcción y Vías Rurales.
Dña. Jara Vicente Guillén
Becario UPM. Departamento de Proyectos y Planificación Rural.
EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN
El grupo de investigación EIPIRMA (Edificación,
Infraestructuras y Proyectos en la Ingeniería Rural
y Medioambiental) se constituyó oficialmente en la
Universidad Politécnica de Madrid con el objetivo de
abordar de manera científica problemas, aún no
resueltos, relacionados con los proyectos de
ingeniería en el medio rural y en el ámbito
medioambiental.
Sus líneas de investigación principales son:
- Silos agrícolas.
- Métodos numéricos en la Ingeniería Rural y
Medioambiental.
- Métodos estadísticos en la Ingeniería Rural y
Medioambiental.
- Ingeniería del paisaje y de los espacios verdes.
- Edificación Rural.
- Aplicaciones de los Sistemas de Información
Geográfica en la Ingeniería Rural y
Medioambiental.
- Caminos rurales.
- Hidrología superficial y pequeños embalses.
El grupo mantiene relaciones con otros grupos de
investigación afines en la Universidad Politécnica de
Madrid, con grupos de otras Universidades
españolas y con equipos de investigación
internacionales. Con todos ellos se colabora en
proyectos, publicaciones, cursos etc.
TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN RELACIONADOS CON AGROALIMENTACIÓN
El grupo de investigación EIPIRMA investiga desde hace
años en la problemática del almacenamiento y transporte
de materiales agrícolas a granel. Concretamente ha
desarrollado en profundidad el análisis numérico de silos,
empleando modelos FEM (Finite Element Method) simulando
conjuntamente el material almacenado y la estructura de
contención. Para ello es necesario una caracterización
mecánica de los materiales almacenables, que no es la
convencional, pues en los modelos numéricos intervienen
parámetros no habituales. Los modelos estructurales son
también complejos pues intervienen fenómenos locales,
pandeo, abolladura etc. El grupo ha llegando a elaborar
modelos muy sofisticados que han permitido el análisis
tridimensional del silo (vaciado excéntrico, cargas locales,
rigidizadores etc.). Estos modelos necesitan ser validados
experimentalmente, por lo que se han realizado esfuerzos
notables para disponer de una instalación experimental con
tres silos de tamaño industrial, monitorizados mediante
sensores diseñados por el grupo de investigación o
adquiridos a otros grupos internacionales, con los que se
pueden comparar los resultados numéricos con la realidad.
El grupo también se ha adentrado en la simulación
mediante la técnica DEM (Discrete Element Method), que
permite analizar problemas de movimiento de materiales
granulares como el flujo, elementos de transporte, vaciado
de silos etc. El grupo es pionero en la aplicación de esta
técnica a materiales agrícolas en España. En estos modelos
las partículas se simulan individualmente, incorporando
ecuaciones de movimiento, choque, rodadura, etc. El
resultado de la simulación permite predecir las trayectorias
de la partículas, las presiones ejercidas en los contenedores
y otros resultados de interés industrial. Se puede aplicar a
cualquier producto agrícola, granos, frutas etc. Para el
funcionamiento correcto de los modelos es necesario
disponer de parámetros geométricos y mecánicos de los
productos, por lo que se han tenido que diseñar
procedimientos y ensayos adecuados para esta técnica.
Asimismo se precisan ensayos de validación de los
resultados numéricos, que en este caso están basados en
la grabación del movimiento de las partículas mediante
distintos
procedimientos
y
la
comparación
del
movimiento real con el simulado. También se pueden
comparar las acciones sobre los contenedores, simuladas
y reales.
Además el grupo de investigación ha abordado
problemas de explosiones de materiales pulverulentos,
y la forma de evitar este tipo de accidentes. Para este
tipo de investigaciones es también muy importante la
caracterización de los materiales y la determinación de
sus parámetros de explosividad. Hoy día es posible la
simulación de explosiones usando métodos numéricos
basados en
CFD (Computer Fluid Dynamics). La
validación de estos modelos y el ajuste y calibración de
los parámetros de los materiales requiere el ensayo de
explosiones en recipientes de suficiente tamaño,
completamente monitorizados para registrar los efectos
de la explosión que se han simulado previamente con los
modelos numéricos.
Como resultado de todos estos trabajos se han
establecido importantes relaciones internacionales con
otros grupos de investigación y convenios con industrias
interesadas en los resultados del grupo.
ALGUNOS PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN RELACIONADOS CON AGROALIMENTACIÓN
• “Análisis estructural de techos para silos y sus elementos de diseño”. Financiado por SYMAGA S. A. Director: E. Gallego. Abril 2010- Julio 2010.
• “Estudio del Pandeo y de las Explosiones de Polvo en Silos Agrícolas Metálicos. Simulación Numérica del Pandeo y Comprobación Experimental”. Proyecto coordinado. Financiado con cargo a los fondos del Plan Nacional de I+D
Agrario AGL2009-13181-C02-01 (AGR). Director y coordinador: F. Ayuga. Enero 2010 – diciembre 2012.
• “Modelos de elementos finitos de silos metálicos sometidos a la acción del hinchamiento de materiales agrícolas. Desarrollo y comprobación experimental”. LE020A10-2. Financiado con el Programa de Apoyo a Proyectos de
Investigación de la Junta de Castilla y León. Director: Pedro Aguado. Enero 2010 a diciembre 2012. .
• “Realización de una instalación extensométrica y obtención de tensiones en un silo-torre perteneciente a una instalación de secado de grano”. Financiado por LAW Ibérica S.A. Director: A. Ramírez. Noviembre 2008- enero 2009.
• “Automatización del cálculo de silos de acuerdo a la normativa internacional”. Financiado por Prado Transformados Metálicos S.A. Directores: Francisco Ayuga, Pedro J. Aguado, Julia Morán. Marzo 2007- marzo 2008.
• “Modelos Híbridos de Cálculo de Silos Agrícolas. Desarrollo y Comprobación Experimental”. Proyecto coordinado. Financiado con cargo a los fondos del Plan Nacional de I+D Agrario AGL2005-07430-C02-01/AGR. Director y
coordinador: F. Ayuga. Octubre 2005 – octubre 2008.
• “Adaptación del procedimiento de cálculo de silos al nuevo Eurocódigo 1 parte 4”. Financiado por LAW Ibérica. Director: Francisco Ayuga. Diciembre de 2006 a mayo de 2007.
• “Desarrollo de un procedimiento automatizado de cálculo de silos adaptado a las necesidades de la industria”. Financiado por SYMAGA. Director: Francisco Ayuga. Diciembre de 2005 a diciembre de 2006.
• “Acciones del Material Almacenado para el Diseño e Ingeniería de Silos”. Financiado con cargo a los fondos del Plan Nacional de I+D Agrario. AGL2002-02973. CICYT. Director: F. Ayuga. Noviembre de 2002-Noviembre de 2005
• “Comparative evaluation of numerical methods for predicting flow and stress fields in silos”, financiado por el Programa de la Unión Europea BRITE-EURAM CA-Silo y el U.K. Engineering and Physical Research Council. Dirigido por
M. Rotter, Universidad de Edimburgo. Enero 1995-julio 1997.
Grupo de investigación EIPIRMA
Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos
Avda. Complutense, s/n
28040 - Madrid
PUBLICACIONES MÁS RELEVANTES:
González-Montellano C., Ayuga F., Ooi J. Y. (2011). Discrete element
modeling of grain flow in a planar silo: influence of simulation parameters.
Granular matter, In Press. doi: 10.1007/s10035-010-0204-9. April 2011
Ramírez A., Nielsen J., Ayuga F. (2010). Pressure Measurements in Steel
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Gallego E., Rombach G. A., Neumann F., Ayuga F. (2010). Simulations of
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Ramírez A., Nielsen J., Ayuga F. (2010). On the use of plate-type normal
pressure cells in silos: Part 2: Validation for pressure measurements.
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Ramírez A., Nielsen J., Ayuga F. (2010). On the use of plate-type normal
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thermal load calculations in steel silos: a comparison of Eurocode 1,
classical methods, and finite element methods. Transactions of the ASAE.
Vol. 48 (4): 1483-1490.
e-mail: [email protected]
Teléfono: +34 91 336 56 25
Fax: +34 91 336 56 25
Web: http://www1.etsia.upm.es/GRUPOSINV/eipirma/