GRUPO DE INVESTIGACIÓN EIPIRMA

EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN

El grupo de investigación EIPIRMA (Edificación,Infraestructuras y Proyectos en la Ingeniería Ruraly Medioambiental) se constituyó oficialmente en laUniversidad Politécnica de Madrid con el objetivo deabordar de manera científica problemas, aún noresueltos, relacionados con los proyectos deingeniería en el medio rural y en el ámbitomedioambiental.

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 deinvestigación afines en la Universidad Politécnica deMadrid, con grupos de otras Universidadesespañolas y con equipos de investigacióninternacionales. Con todos ellos se colabora enproyectos, publicaciones, cursos etc.

e-mail: gi.eipirma@upm.esTeléfono: +34 91 336 56 25Fax: +34 91 336 56 25Web: http://www1.etsia.upm.es/GRUPOSINV/eipirma/

Grupo de investigación EIPIRMAEscuela Técnica Superior de Ingenieros AgrónomosAvda. Complutense, s/n28040 - Madrid

MIEMBROS

D. Francisco Ayuga Téllez (Investigador responsable)Catedrático de Universidad. Departamento de Construcción y Vías Rurales.

Dña. Ana Isabel García GarcíaProfesora Titular de Universidad. Departamento de Proyectos y Planificación Rural.

Dña. Esperanza Ayuga TéllezProfesora Titular de Universidad. Departamento de Economía y Gestión Forestal.

D. Eutiquio Gallego VázquezProfesor Titular de Universidad (i). Departamento de Ciencia y Tecnología Aplicadas a la Ingeniería Técnica Agrícola.

D. José María Fuentes PardoProfesor Titular de Universidad (i). Departamento de Construcción y Vías Rurales.

D. Álvaro Ramírez GómezProfesor Titular de Universidad (i). Departamento de Expresión Gráfica Industrial.

D. José Miguel Gonzalo MagroProfesor Asociado. Departamento de Proyectos y Planificación Rural.

D. Álvaro Sánchez-MedinaProfesor Asociado. Departamento de Física Aplicada a los Recursos Naturales.

D. Carlos González MontellanoBecario UPM. Departamento de Construcción y Vías Rurales.

Dña. Jara Vicente GuillénBecario UPM. Departamento de Proyectos y Planificación Rural.

TRABAJOS 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+DAgrario 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 deInvestigación 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 ycoordinador: 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 porM. Rotter, Universidad de Edimburgo. Enero 1995-julio 1997.

ALGUNOS PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN RELACIONADOS CON AGROALIMENTACIÓN

González-Montellano C., Ayuga F., Ooi J. Y. (2011). Discrete elementmodeling 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 SteelSilos with Eccentric Hoppers. Powder Technology, 201 (1): 7-20

Gallego E., Rombach G. A., Neumann F., Ayuga F. (2010). Simulations ofGranular Flow in Silos with Different Finite Element Programs: ANSYS vs.SILO. Transactions of the ASABE, 53(3): 819-829

Ramírez A., Nielsen J., Ayuga F. (2010). On the use of plate-type normalpressure cells in silos: Part 2: Validation for pressure measurements.Computers and Electronics in Agriculture 71 (1): 64-70

Ramírez A., Nielsen J., Ayuga F. (2010). On the use of plate-type normalpressure cells in silos: Part 1: Calibration and evaluation. Computers andElectronics in Agriculture 71 (1): 71-76

Ramírez, A; García-Torrent J., Tascón, A. (2010). Experimentaldetermination of self-heating and self-ignition risks associated with thedusts of agricultural materials commonly stored in silos. Journal ofHazardous Materials, 175 (1-3): 920-927

Ramírez A., Moya M., Ayuga F. (2009). Determination of the mechanicalproperties of powdered agricultural products and sugar. Particle & ParticleSystems Characterization, 26 (4): 220-230.

Tascón, A., Aguado P. J., Ramírez, A.. (2009). Dust explosion venting insilos: A comparison of standards NFPA 68 and EN 14491. Journal of LossPrevention in the Process Industries 22 (2): 204–209

González-Montellano C., Ramírez A., Gallego E., Ayuga F. (2009). On thesteel cost of circular flat-bottomed silos designed using the Eurocodes.Structural Engineering and Mechanics, 33 (5): 561-572 .

Ramírez, A. García-Torrent J., Aguado P. J. (2009). Determination ofparameters used to prevent ignition of stored materials and to protectagainst explosions in food industries, Journal of Hazardous Materials 168(1): 115-120

Vidal P.; Gallego E.; Guaita M.; Ayuga F. (2008). Finite element analysisunder different boundary conditions of the filling of cylindrical steel siloshaving an eccentric hopper. Journal of Constructional Steel Research. 64(4): 480-492

Vidal P.; Gallego E.; Guaita M.; Ayuga F. (2006). Simulation of the FillingPressures of Cylindrical Steel Silos with Concentric and Eccentric HoppersUsing 3-Dimensional Finite Element Models. Transactions of the ASABE. 49(6): 1881-1895.

Juan, A.; Moran J. M.; Guerra, M. I.; Couto, A.; Ayuga, F.; Aguado P. J.(2006). Establishing stress state of cylindrical metal silos using finiteelement method: Comparison with ENV 1993. Thin-Walled Structures 44(11): 1192–1200.

Vidal P.; Couto A.; Ayuga F.; Guaita M. (2006). Influence of hoppereccentricity on discharge of cylindrical mass flow silos with rigid walls.Journal of Engineering Mechanics. ASCE. 132 (9): 1026-1033.

Moya, M.; Guaita, M.; Aguado, P.; Ayuga F. (2006). Mechanical Propertiesof Granular Agricultural Materials, Part 2. Transactions of the ASABE. Vol.49 (2): 479-489.

Vidal, P.; Guaita, M.; Ayuga, F. (2005). Discharge from cylindrical slendersteel silos: finite element simulation and comparison with Eurocode 1.Transactions of the ASAE. Vol. 48 (6): 2315-2321.

Morán, J. M.; Juan, A.; Ayuga, F.; Robles, R.; Aguado P. (2005). Analysis ofthermal 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.

PUBLICACIONES MÁS RELEVANTES:

productos, por lo que se han tenido que diseñarprocedimientos y ensayos adecuados para esta técnica.Asimismo se precisan ensayos de validación de losresultados numéricos, que en este caso están basados enla grabación del movimiento de las partículas mediantedistintos procedimientos y la comparación delmovimiento real con el simulado. También se puedencomparar las acciones sobre los contenedores, simuladasy reales.

Además el grupo de investigación ha abordadoproblemas de explosiones de materiales pulverulentos,y la forma de evitar este tipo de accidentes. Para estetipo de investigaciones es también muy importante lacaracterización de los materiales y la determinación desus parámetros de explosividad. Hoy día es posible lasimulación de explosiones usando métodos numéricosbasados en CFD (Computer Fluid Dynamics). Lavalidación de estos modelos y el ajuste y calibración delos parámetros de los materiales requiere el ensayo deexplosiones en recipientes de suficiente tamaño,completamente monitorizados para registrar los efectosde la explosión que se han simulado previamente con losmodelos numéricos.

Como resultado de todos estos trabajos se hanestablecido importantes relaciones internacionales conotros grupos de investigación y convenios con industriasinteresadas en los resultados del grupo.

El grupo de investigación EIPIRMA investiga desde haceaños en la problemática del almacenamiento y transportede materiales agrícolas a granel. Concretamente hadesarrollado en profundidad el análisis numérico de silos,empleando modelos FEM (Finite Element Method) simulandoconjuntamente el material almacenado y la estructura decontención. Para ello es necesario una caracterizaciónmecánica de los materiales almacenables, que no es laconvencional, pues en los modelos numéricos intervienenparámetros no habituales. Los modelos estructurales sontambién complejos pues intervienen fenómenos locales,pandeo, abolladura etc. El grupo ha llegando a elaborarmodelos muy sofisticados que han permitido el análisistridimensional del silo (vaciado excéntrico, cargas locales,rigidizadores etc.). Estos modelos necesitan ser validadosexperimentalmente, por lo que se han realizado esfuerzosnotables para disponer de una instalación experimental contres silos de tamaño industrial, monitorizados mediantesensores diseñados por el grupo de investigación oadquiridos a otros grupos internacionales, con los que sepueden comparar los resultados numéricos con la realidad.

El grupo también se ha adentrado en la simulaciónmediante la técnica DEM (Discrete Element Method), quepermite analizar problemas de movimiento de materialesgranulares como el flujo, elementos de transporte, vaciadode silos etc. El grupo es pionero en la aplicación de estatécnica a materiales agrícolas en España. En estos modeloslas partículas se simulan individualmente, incorporandoecuaciones de movimiento, choque, rodadura, etc. Elresultado de la simulación permite predecir las trayectoriasde la partículas, las presiones ejercidas en los contenedoresy otros resultados de interés industrial. Se puede aplicar acualquier producto agrícola, granos, frutas etc. Para elfuncionamiento correcto de los modelos es necesariodisponer de parámetros geométricos y mecánicos de los

CLUSTER DE AGROALIMENTACIÓN Y SALUD