Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Thesis:
Bases para el diseño de Invernaderos Multitunel tecnológicamente avanzados
Year:2011
Research Areas
  • Engineering
Information
Abstract
La construcción de invernaderos es un sector muy competitivo, caracterizado por un alto nivel de estandarización de las estructuras. En general, se suelen comercializar modelos de invernadero normalizados, con ligeras variaciones entre fabricantes. Se trata de una estrategia de diseño por parte de las empresas constructoras para verificar los requerimientos normativos y optimizar el ratio seguridad estructural/coste. En general, los fabricantes de invernaderos limitan el diseño y dimensionado de las estructuras a un tipo de dimensiones fijas. Sin embargo, los invernaderos normalmente se ajustan a la superficie de las parcelas. En el sureste de España, la superficie media de los invernaderos multitúnel es de 1,28 ha, con superficies máximas de 3,25 ha y mínimas de 600 m2. Esto supone una gran variabilidad en las dimensiones del invernadero que no es tenida en cuenta en la etapa de dimensionado estructural. Es por ello, la presente Tesis Doctoral analiza la capacidad mecánica de los elementos estructurales que componen la variante de invernadero multitúnel utilizada más habitualmente en el sureste de España. Se analiza la influencia de la longitud y anchura del invernadero en la distribución de tensiones que se produce en dichos elementos. Se ha realizado un modelo tridimensional de elementos finitos con el programa ROBOT MILLENNIUM en su versión 20.1 en el que se ha representado la estructura de barras que conforma el invernadero. Se han analizado los resultados de tensiones máximas de 16 estructuras con geometría de túnel similar, variando su longitud y anchura, de tal forma que su superficie en planta oscila entre los 600 m2 y los 38.400 m2. El cálculo de las acciones existentes sobre el invernadero se ha realizado según UNE-EN 13031-1. Los resultados numéricos obtenidos se han tratado estadísticamente mediante un análisis de la varianza con el fin de determinar la influencia de las dimensiones del invernadero en el estado de tensiones. En general, se puede afirmar que el aumento del número de túneles y de la longitud del invernadero conlleva significativas variaciones en las tensiones máximas de los elementos estudiados, sin embargo, no se puede generalizar dicho comportamiento para el conjunto de los elementos estructurales analizados. En los elementos pendolones, así como en los elementos barras de cultivo y arcos centrales de pórtico resistente y flotante, las tensiones permanecen constantes para el conjunto de las estructuras estudiadas. Asimismo, se analiza la capacidad mecánica que presenta dicha geometría de invernadero frente a las acciones accidentales ocasionadas por nuevos equipos tecnológicos propuestos para la realización de las labores de mantenimiento de cubierta de los invernaderos. Dada la elevada siniestralidad que presenta el sector de la industria de la construcción de invernaderos, se considera que dichos elementos formarán parte esencial de las estructuras invernadas, justificando así el interés en su estudio. Finalmente, se dimensiona el conjunto de las estructuras atendiendo a diferentes procedimientos de dimensionamiento y con la utilización de diferentes calidades de acero. Los resultados obtenidos son analizados, estableciendo así las bases para el diseño optimizado de la geometría de invernadero multitúnel más característica del sureste de España. En general, la presente Tesis Doctoral proporciona el conocimiento necesario para predecir el comportamiento de las estructuras frente a la acción de las cargas, estableciendo diferentes estrategias de dimensionamiento de los invernaderos según sus dimensiones. Además, se dan prácticas recomendaciones que pueden ser consideradas en el diseño computacional de estructuras de gran tamaño, para agilizar el proceso de cálculo.
International
Si
Type
Doctoral
Mark Rating
Sobresaliente cum laude
Date
06/10/2011
Participants
  • Director: Elvira Maria Sanchez Espinosa (UPM)
  • Director: Ángel Carreño Ortega (Universida de Almería)
  • Autor: Javier Vázquez Cabrera (Universidad de Almería)
Research Group, Departaments and Institutes related
  • Creador: Grupo de Investigación: Instalaciones Agro-ganaderas y Medio ambiente
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