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Laboratorio de Dinámica de Estructuras

Impulsamos la innovación en ingeniería estructural a través de ensayos de impacto y el estudio avanzado del comportamiento dinámico de estructuras y componentes.

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LABORATORIO DE DINÁMICA DE ESTRUCTURAS

Ensayos de impacto

El Laboratorio de Dinámica de Estructuras es una instalación de investigación especializada en el análisis y la modelización del comportamiento dinámico de materiales, componentes y sistemas estructurales. Su equipo principal es una torre de caída para ensayos de impacto, infraestructura singular diseñada específicamente para evaluar el comportamiento y la resistencia de estructuras y componentes ante colisiones controladas. Mediante un sistema de masas en caída libre, permite reproducir impactos a velocidades y energías variables, simulando escenarios reales de choque que pueden experimentar elementos estructurales que deben garantizar su integridad bajo condiciones de impacto severo. La torre facilita la recopilación de datos detallados sobre aceleraciones, fuerzas transmitidas, absorción de energía y modos de fallo, información esencial para optimizar diseños y validar normativas de seguridad. Su versatilidad la convierte en una herramienta indispensable en la investigación y desarrollo de tecnologías de protección en múltiples sectores industriales.

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El Laboratorio de Dinámica de Estructuras es una instalación de investigación especializada en el análisis y la modelización del comportamiento dinámico de materiales, componentes y sistemas estructurales. Su equipo principal es una torre de caída para ensayos de impacto, infraestructura singular diseñada específicamente para evaluar el comportamiento y la resistencia de estructuras y componentes ante colisiones controladas. Mediante un sistema de masas en caída libre, permite reproducir impactos a velocidades y energías variables, simulando escenarios reales de choque que pueden experimentar elementos estructurales que deben garantizar su integridad bajo condiciones de impacto severo. La torre facilita la recopilación de datos detallados sobre aceleraciones, fuerzas transmitidas, absorción de energía y modos de fallo, información esencial para optimizar diseños y validar normativas de seguridad. Su versatilidad la convierte en una herramienta indispensable en la investigación y desarrollo de tecnologías de protección en múltiples sectores industriales.

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El laboratorio
Líneas de investigación
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  • Impacto estructural: Análisis experimental y numérico del comportamiento de estructuras y componentes sometidos a cargas de impacto, caracterizando la respuesta dinámica y los mecanismos de deformación en diferentes regímenes de velocidad e intensidad de impacto.
  • Diseño y optimización de estructuras de protección: Desarrollo de sistemas de protección frente a impacto mediante la integración de ensayos experimentales y modelización numérica avanzada para optimizar la eficiencia y la absorción de energía.
  • Estructuras y materiales para absorción de energía: Investigación de nuevos materiales, geometrías y configuraciones estructurales capaces de disipar eficientemente la energía cinética de impacto, minimizando las aceleraciones transmitidas y los daños en elementos protegidos.
  • Crashworthiness en automoción y aeronáutica: Evaluación de la capacidad de vehículos terrestres y aeronaves para resistir colisiones sin comprometer la seguridad de ocupantes, mediante ensayos de componentes críticos.
  • Modos de fallo y mecanismos de rotura bajo impacto: Identificación y caracterización de los diferentes modos de fallo que experimenten materiales y componentes estructurales bajo cargas impulsivas, proporcionando criterios y recomendaciones para el diseño.
  • Validación experimental de normativas de seguridad: Realización de ensayos de impacto reglamentarios para verificar el cumplimiento de estándares internacionales de seguridad en estructuras, vehículos y sistemas de protección.
  • Carros de impacto intercambiables: cuatro carros de diferentes masas (de 2 kg a 500 kg) con posibilidad de ajustar la masa en incrementos de 1 a 20 kg, adaptables a múltiples configuraciones de ensayo.
  • Motor-reductor con husillo trapezoidal: sistema mecánico que eleva el carro de izado de forma precisa y segura, junto con un sistema neumático de sujeción y liberación.
  • Sistema anti-rebote y amortiguación: elementos de seguridad en la bancada para evitar rebotes y garantizar la integridad de los ensayos.
  • Rango energético y velocidades de impacto controladas: La torre permite realizar ensayos desde alturas de caída de 0,5 m hasta 4,875 m, cubriendo un amplio rango de energías de impacto desde 10 J hasta 24 kJ, con velocidades de choque de hasta 9,8 m/s (35,2 km/h). Esta versatilidad posibilita simular desde impactos de baja energía hasta colisiones severas, adaptándose a los requisitos específicos de diferentes sectores y aplicaciones.
  • Versatilidad de materiales y componentes evaluables: El laboratorio permite la caracterización experimental tanto de estructuras completas como de probetas. Esta capacidad permite el análisis desde el comportamiento de sistemas estructurales complejos hasta la evaluación de propiedades dinámicas de materiales individuales, proporcionando información multi-escala.
  • Adquisición de datos dinámicos de alta resolución: La infraestructura permite registrar y procesar datos detallados sobre aceleraciones, fuerzas transmitidas, absorción de energía y patrones de deformación durante el impacto.
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Infraestructura
Torre de impacto
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La torre de impacto consta de una bancada metálica de 2,5 m × 2,5 m sobre la que se elevan dos pilares de 7 m de altura conectados por una viga de cierre superior. Entre estos pilares se desplaza un carro de elevación que, mediante un sistema neumático, sostiene un carro de impacto equipado con una célula de carga dinámica e impactador. El carro se libera a la altura predefinida e impacta contra la estructura a ensayar, fijada a la bancada. La operación es completamente automatizada con máximas garantías de seguridad.
El desplazamiento del carro de izado se controla mediante un motor-reductor que acciona un husillo roscado trapezoidal irreversible. La conexión entre el carro de izado y el de impacto es neumática, y el sistema incorpora instrumentación para medir desplazamiento, velocidad y peso, junto con un sistema anti-rebote de amortiguación en la bancada. La zona de ensayo tiene un ancho de 1 m y una longitud de bancada de 2,5 m, ampliable hasta 6 m para estructuras con apoyos fuera de la bancada.
La torre permite lanzar masas entre 2 y 500 kg desde alturas de hasta 4,875 m, alcanzando velocidades máximas de 9,8 m/s (35,2 km/h). Los niveles de energía de impacto son modificables mediante carros con masas variables y diferentes alturas de caída, cubriendo un rango energético entre 10 J y 23,9 kJ. La instalación dispone de varias tipologías de impactador, con sistemas de medida de fuerzas, velocidades y aceleraciones a frecuencias de muestreo entre 500 Hz y 4 MHz.
Esta infraestructura está diseñada para evaluar el comportamiento ante impacto de estructuras y componentes en todos los sectores industriales. Su versatilidad permite someter a prueba cualquier sistema que requiera validar su resistencia a cargas de impacto dentro de los rangos de energía y velocidad que ofrece la instalación. El equipo está disponible para todas las empresas y grupos de investigación del CITEEC que deseen certificar el desempeño de sus prototipos y productos en desarrollo mediante ensayos de impacto controlados.
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Instrumentación
Células de carga dinámicas
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Miden con precisión las fuerzas generadas durante el impacto.

Control de desplazamiento, velocidad y peso del carro para el seguimiento en tiempo real de cada ensayo.

Tarjetas de adquisición de datos Beckhoff (.5–50 kHz) y Tasler LTT-24 de 4 canales (hasta 2 MHz).

Registro de la deformación estructural en milisegundos y análisis mediante correlación de imágenes digitales.

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Este centro fue reconocido como Centro Colaborativo de la Convocatoria de ayudas a los centros de investigación del sistema universitario de Galicia, cofinanciada por la Unión Europea. El FEDER Galicia 2021 - 2027. Operaciones financiadas por la Xunta de Galicia y la Unión Europea a través del Fondo Europeo de Desarrollo Regional con el objetivo temático de "Una Europa más inteligente: transformación económica innovadora".
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