Seguimiento de las nuevas metodologías docentes en Cálculo de Estructuras del Grado en Ingeniería Civil

Dentro de los cambios introducidos en el EEES, se incluyeron desde el curso 2011/2012 nuevas metodologías docentes en las asignaturas de Cálculo de Estructuras I y II en el Grado en Ingeniería Civil. En el caso de Cálculo de Estructuras I, se procedió a la incorporación de prácticas de laboratorio con diferentes tipologías de perfiles y materiales, de tal forma que el alumno se familiarizara con la realidad de las estructuras estudiadas en las clases de teoría. En el caso de Cálculo de Estructuras II, se procedió a la incorporación de prácticas con ordenador analizando diferentes software informáticos, de tal forma que el alumno fuera capaz de estudiar estructuras complejas. De esta manera, el objetivo principal de la RED en la que se enmarca el presente trabajo, es el seguimiento continuo y mejora de los materiales y prácticas docentes elaborados en dichas asignaturas. Por tanto, se han recogido los resultados tras los dos primeros años de docencia para analizar el efecto de los cambios metodológicos en la evaluación continua de los alumnos.

Turismo bélico en el Vinalopó. Los lugares de la guerra como recurso potencial

La recuperación del patrimonio vinculado a la guerra civil española es un tema controvertido que gana relevancia desde distintos enfoques. Uno de ellos es su potencial simbólico y de refuerzo de la identidad, en la que basar nuevas propuestas turísticas para la diversificación económica. Apenas es conocida la importancia de este periodo de la historia en el Vinalopó y, sin embargo, éste posee un claro valor para la diferenciación de sus municipios con fines educativos, recreativos y turísticos.

Discontinuity spacing analysis in rock masses using 3D point clouds

The complete characterization of rock masses implies the acquisition of information of both, the materials which compose the rock mass and the discontinuities which divide the outcrop. Recent advances in the use of remote sensing techniques – such as Light Detection and Ranging (LiDAR) – allow the accurate and dense acquisition of 3D information that can be used for the characterization of discontinuities. This work presents a novel methodology which allows the calculation of the normal spacing of persistent and non-persistent discontinuity sets using 3D point cloud datasets considering the three dimensional relationships between clusters. This approach requires that the 3D dataset has been previously classified. This implies that discontinuity sets are previously extracted, every single point is labeled with its corresponding discontinuity set and every exposed planar surface is analytically calculated. Then, for each discontinuity set the method calculates the normal spacing between an exposed plane and its nearest one considering 3D space relationship. This link between planes is obtained calculating for every point its nearest point member of the same discontinuity set, which provides its nearest plane. This allows calculating the normal spacing for every plane. Finally, the normal spacing is calculated as the mean value of all the normal spacings for each discontinuity set. The methodology is validated through three cases of study using synthetic data and 3D laser scanning datasets. The first case illustrates the fundamentals and the performance of the proposed methodology. The second and the third cases of study correspond to two rock slopes for which datasets were acquired using a 3D laser scanner. The second case study has shown that results obtained from the traditional and the proposed approaches are reasonably similar. Nevertheless, a discrepancy between both approaches has been found when the exposed planes members of a discontinuity set were hard to identify and when the planes pairing was difficult to establish during the fieldwork campaign. The third case study also has evidenced that when the number of identified exposed planes is high, the calculated normal spacing using the proposed approach is minor than those using the traditional approach.

Innovación en la producción de materiales curriculares para titulaciones de Ingeniería Civil empleando drones telecomandados

El presente trabajo estudia la utilización de drones telecomandados de uso comercial (RPAS) para producir material audiovisual específico de diversas asignaturas de las titulaciones de Ingeniería Civil. Se trata de un equipamiento de alta tecnología y coste relativamente asequible, en torno a 1.300 euros, para producir material audiovisual que hasta ahora únicamente podría ser obtenido empleando medios mucho más limitados (fotografías aéreas y de satélite) o mucho más costosos, tales como vuelos fotográficos específicos. De este modo, se valorará la viabilidad de introducción de una nueva herramienta tecnológica de innovación educativa hasta ahora no empleada en la elaboración de material docente, analizando sus principales ventajas y limitaciones.

Red de Coordinación de seguimiento de los tres Primeros Cursos del Grado de Ingeniería Civil de la Escuela Politécnica Superior (3110)

El objetivo de esta red de investigación se encuentra basado en el análisis de los resultados obtenidos en el Curso Académico 2012-13, correspondientes a las asignaturas de primer, segundo y tercer curso del Grado de Ingeniería Civil, de forma que se pueda proceder a la mejora de los procedimientos de trabajo del profesorado implicado en el desarrollo de las asignaturas de los cursos indicados, dentro del marco creado por la implantación del EEES. Para ello se han analizado las metodologías empleadas en las distintas asignaturas analizadas, los calendarios y plazos asignados a cada una de ellas, los procedimientos de evaluación y los resultados de los mismos. Al mismo tiempo, se ha reflexionado sobre la posibilidad crear una comisión que analizara las necesidades de conocimiento de las distintas asignaturas, adecuando el contenido de las ofertadas en los primeros cursos a las exigencias de los posteriores, y ofreciendo de esta forma al alumno una formación homogénea a lo largo Grado de Ingeniería Civil.

Análisis transversal de los contenidos docentes del área de hidráulica en el grado de ingeniería civil

La adecuación de los contenidos propuestos a ANECA para el grado de ingeniería civil ha sido un reto logrado por el profesorado gracias a los conocimientos y a la experiencia adquirida en titulaciones que ahora son a extinguir (Ingeniería técnica de Obras públicas e Ingeniería de Caminos). A lo largo de estos inicios del grado, se han ampliado los contenidos impartidos en laboratorio con la adquisición de varios equipos y se ha profundizado en la utilización de las herramientas de simulación hidráulica más empleados en la actualidad tanto desde la óptica urbana como la fluvial. Por todo ello, el equipo docente se ha centrado en el desarrollo y detalle de nuevos contenidos y enfoques aportados por los primeros alumnos que han cursado la especialidad de hidráulica en el grado de ingeniería civil. Y es que se pretende recabar información de los egresados (así como del resto de profesorado y colaboradores del área) como principal fuente de información para la adecuación de los contenidos teóricos y prácticos impartidos en el área. Asimismo, se pueden incorporar parte de estos contenidos a las nuevas asignaturas del máster en Ingeniería de Caminos cuya impartición comienza el próximo curso 2015/2016.

Empleabilidad en la Ingeniería Civil. Fortalezas y debilidades desde el punto de vista de alumnos y egresados

La actual situación económica de España ha reducido notablemente la empleabilidad de los estudiantes de la rama de la construcción/ingeniería. Paralelamente la matriculación en las titulaciones de Grado en Ingeniería Civil (GIC) y Master en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos (MICCP) ha sufrido un descenso, aunque con un menor impacto del que podría esperarse de la reducción en la empleabilidad. Este trabajo recoge los resultados de un estudio de campo realizado sobre actuales estudiantes de GIC y egresados/estudiantes de MICCP. Entre las principales conclusiones obtenidas en este estudio cabe destacar que los alumnos consideran el estado económico del país la principal causa de la falta de empleo en el sector. Consideran necesaria la mejora en la formación en herramientas informáticas, ven su gran capacidad de trabajo como la mejor de sus fortalezas y consideran que el nivel del profesorado debería mejorar en términos generales. Existe asimismo un pesimismo más o menos extendido en cuanto a sus requerimientos salariales que se agrava en la población de alumnos egresados, y estiman de manera mayoritaria que encontrarán trabajo entre los 6 meses y 1 año posteriores a obtener el título universitario.

Coordinación vertical de la formación en Cálculo de Estructuras dentro del Grado en Ingeniería Civil: Desarrollo de aplicaciones interactivas para la docencia

Las nuevas tecnologías aplicadas a la enseñanza permiten la visualización de fenómenos físicos y su relación con la base matemática utilizada en la modelización de los mismos. En este trabajo se ha utilizado el programa Mathematica para realizar aplicaciones ilustrativas de distintos conceptos básicos para el cálculo de estructuras de ingeniería civil y edificación. Se han tratado temas como la reología, la plastificación de los materiales, la relación entre tensiones y deformaciones de los sólidos elásticos o la dinámica estructural, siempre desde un punto de vista teórico-práctico y tratando de mantener en todo momento un carácter interactivo que permita la participación activa de los estudiantes. Cada aplicación compagina los fundamentos teóricos y la influencia de los parámetros implicados, con la visualización en forma de gráfico animado de la función resultante.

Red metodológica para Ingeniería y Empresa (Grado Ingeniería Civil) basada en técnicas de aprendizaje colaborativo

Después de varios años de trabajo dedicados a perfilar una nueva metodología docente para la impartición de asignaturas en las titulaciones de Ingeniería Civil, los autores han entendido que el siguiente objetivo de su trabajo debe derivar hacia la optimización de procedimientos de aplicación práctica. La línea de acción de este equipo se orientó hacia los criterios de formación en competencias propugnadas por el Espacio Europeo de Educación Superior, y se entendió que la metodología debía diseñarse mediante una combinación de técnicas de aprendizaje colaborativo y convencional. Una vez elaborado y puesto en práctica en varias asignaturas, se trata de componer un sistema que se conviene en denominar estructura de red metodológica, válido para posibilitar la aplicación del método diseñado mediante la combinación coordinada de la docencia en tres ámbitos diferentes: clases denominadas seminarios teórico-prácticos, clases de prácticas de problemas y clases de prácticas con ordenador, todas ellas de dos horas de duración. Dado que las distintas clases son dirigidas por diferentes profesores y tienen distintas periodicidades, se considera fundamental planificar la impartición de la materia procurando la máxima sinergia posible entre los tres ámbitos de trabajo, y ello compone el objetivo del presente trabajo.

Uso de nubes de puntos 3D para identificación y caracterización de familias de discontinuidades planas en afloramientos rocosos y evaluación de la calidad geomecánica

En este trabajo se estudia el uso de las nubes de puntos en 3D, es decir, un conjunto de puntos en un sistema de referencia cartesiano en R3, para la identificación y caracterización de las discontinuidades que afloran en un macizo rocoso y su aplicación al campo de la Mecánica de Rocas. Las nubes de puntos utilizadas se han adquirido mediante tres técnicas: sintéticas, 3D laser scanner y la técnica de fotogrametría digital Structure From Motion (SfM). El enfoque está orientado a la extracción y caracterización de familias de discontinuidades y su aplicación a la evaluación de la calidad de un talud rocoso mediante la clasificación geomecánica Slope Mass Rating (SMR). El contenido de la misma está dividido en tres bloques, como son: (1) metodología de extracción de discontinuidades y clasificación de la nube de puntos 3D; (2) análisis de espaciados normales en nubes de puntos 3D; y (3) análisis de la evaluación de la calidad geomecánica de taludes rocoso mediante la clasificación geomecánica SMR a partir de nubes de puntos 3D. La primera línea de investigación consiste en el estudio de las nubes de puntos 3D con la finalidad de extraer y caracterizar las discontinuidades planas presentes en la superficie de un macizo rocoso. En primer lugar, se ha recopilado información de las metodologías existentes y la disponibilidad de programas para su estudio. Esto motivó la decisión de investigar y diseñar un proceso de clasificación novedoso, que muestre todos los pasos para su programación e incluso ofreciendo el código programado a la comunidad científica bajo licencia GNU GPL. De esta forma, se ha diseñado una novedosa metodología y se ha programado un software que analiza nubes de puntos 3D de forma semi-automática, permitiendo al usuario interactuar con el proceso de clasificación. Dicho software se llama Discontinuity Set Extractor (DSE). El método se ha validado empleando nubes de puntos sintéticas y adquiridas con 3D laser scanner. En primer lugar, este código analiza la nube de puntos efectuando un test de coplanaridad para cada punto y sus vecinos próximos para, a continuación, calcular el vector normal de la superficie en el punto estudiado. En segundo lugar, se representan los polos de los vectores normales calculados en el paso previo en una falsilla estereográfica. A continuación se calcula la densidad de los polos y los polos con mayor densidad o polos principales. Estos indican las orientaciones de la superficie más representadas, y por tanto las familias de discontinuidades. En tercer lugar, se asigna a cada punto una familia en dependencia del ángulo formado por el vector normal del punto y el de la familia. En este punto el usuario puede visualizar la nube de puntos clasificada con las familias de discontinuidades que ha determinado para validar el resultado intermedio. En cuarto lugar, se realiza un análisis cluster en el que se determina la agrupación de puntos según planos para cada familia (clusters). A continuación, se filtran aquellos que no tengan un número de puntos suficiente y se determina la ecuación de cada plano. Finalmente, se exportan los resultados de la clasificación a un archivo de texto para su análisis y representación en otros programas. La segunda línea de investigación consiste en el estudio del espaciado entre discontinuidades planas que afloran en macizos rocosos a partir de nubes de puntos 3D. Se desarrolló una metodología de cálculo de espaciados a partir de nubes de puntos 3D previamente clasificadas con el fin de determinar las relaciones espaciales entre planos de cada familia y calcular el espaciado normal. El fundamento novedoso del método propuesto es determinar el espaciado normal de familia basándonos en los mismos principios que en campo, pero sin la restricción de las limitaciones espaciales, condiciones de inseguridad y dificultades inherentes al proceso. Se consideraron dos aspectos de las discontinuidades: su persistencia finita o infinita, siendo la primera el aspecto más novedoso de esta publicación. El desarrollo y aplicación del método a varios casos de estudio permitió determinar su ámbito de aplicación. La validación se llevó a cabo con nubes de puntos sintéticas y adquiridas con 3D laser scanner. La tercera línea de investigación consiste en el análisis de la aplicación de la información obtenida con nubes de puntos 3D a la evaluación de la calidad de un talud rocoso mediante la clasificación geomecánica SMR. El análisis se centró en la influencia del uso de orientaciones determinadas con distintas fuentes de información (datos de campo y técnicas de adquisición remota) en la determinación de los factores de ajuste y al valor del índice SMR. Los resultados de este análisis muestran que el uso de fuentes de información y técnicas ampliamente aceptadas pueden ocasionar cambios en la evaluación de la calidad del talud rocoso de hasta una clase geomecánica (es decir, 20 unidades). Asimismo, los análisis realizados han permitido constatar la validez del índice SMR para cartografiar zonas inestables de un talud. Los métodos y programas informáticos desarrollados suponen un importante avance científico para el uso de nubes de puntos 3D para: (1) el estudio y caracterización de las discontinuidades de los macizos rocosos y (2) su aplicación a la evaluación de la calidad de taludes en roca mediante las clasificaciones geomecánicas. Asimismo, las conclusiones obtenidas y los medios y métodos empleados en esta tesis doctoral podrán ser contrastadas y utilizados por otros investigadores, al estar disponibles en la web del autor bajo licencia GNU GPL.

Datasets and results of the research [Discontinuity spacing analysis in rock masses using 3D point clouds]

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Characterization of rock slopes through slope mass rating using 3D point clouds

Rock mass classification systems are widely used tools for assessing the stability of rock slopes. Their calculation requires the prior quantification of several parameters during conventional fieldwork campaigns, such as the orientation of the discontinuity sets, the main properties of the existing discontinuities and the geo-mechanical characterization of the intact rock mass, which can be time-consuming and an often risky task. Conversely, the use of relatively new remote sensing data for modelling the rock mass surface by means of 3D point clouds is changing the current investigation strategies in different rock slope engineering applications. In this paper, the main practical issues affecting the application of Slope Mass Rating (SMR) for the characterization of rock slopes from 3D point clouds are reviewed, using three case studies from an end-user point of view. To this end, the SMR adjustment factors, which were calculated from different sources of information and processes, using the different softwares, are compared with those calculated using conventional fieldwork data. In the presented analysis, special attention is paid to the differences between the SMR indexes derived from the 3D point cloud and conventional field work approaches, the main factors that determine the quality of the data and some recognized practical issues. Finally, the reliability of Slope Mass Rating for the characterization of rocky slopes is highlighted.

Aplicación del dibujo arquitectónico en 3D para el análisis histórico de los sistemas constructivos industrializados

La condición tridimensional de la construcción edificatoria precisa del uso del dibujo en 3D como la mejor herramienta de proyecto y transmisión de conocimientos técnicos y formales. El objetivo de esta comunicación es mostrar la aplicación de la expresión gráfica en 3D en un análisis histórico sobre la evolución de la envolvente industrializada en arquitectura, identificando sus principales condicionantes técnicos y constructivos. El estudio compara la evolución del uso de sistemas constructivos industrializados mediante un análisis gráfico de las soluciones constructivas más destacables. La metodología empleada se basa en la identificación y estudio de determinados sistemas constructivos industrializados compuestos por materiales ligeros así como de obras de arquitectura representativas por su influencia en la evolución de la envolvente arquitectónica en la segunda mitad del siglo XX. La representación gráfica en 3D ayuda a comparar las obras analizadas desde aspectos tecnológicos y formales, constatándose la utilidad del dibujo asistido por ordenador en el análisis constructivo realizado. En conclusión, el uso del dibujo arquitectónico en 3D contribuye, por la mejor comprensión de las características espaciales de las soluciones constructivas, al análisis de las propiedades materiales y funcionales de los sistemas constructivos industrializados y su aplicación al diseño arquitectónico, ayudando a perfeccionar su conocimiento e incrementando la calidad constructiva y compromiso social de las propuestas arquitectónicas.

La impresión 3D como elemento transversal en la Educación Secundaria

La ejecución de una impresora 3D en el aula por parte de los alumnos de la asignatura de Tecnología de Educación Secundaria Obligatoria como parte del currículo, y las posibilidades de su implementación en el ámbito educativo. Su uso como nuevo recurso TIC y la utilización de modelos 3D en las diferentes asignaturas.

Medição do módulo de elasticidade com recurso à videogrametria: comparação com a técnica tradicional

A determinação do módulo de elasticidade dos materiais é fundamental para o dimensionamento de estruturas de engenharia civil, uma vez que os ensaios para determinação desta característica apresentam custos elevados, é frequente a utilização dos valores tabelados pelos regulamentos. Sendo a medição por videogrametria, um sistema recente na aplicação a estruturas de engenharia civil não existe ainda suficiente experiência da sua utilização em certas áreas, como a medição do módulo de elasticidade. Deste modo, esta dissertação avalia este parâmetro através de dois sistemas de medição distintos, sendo eles, o extensómetro tradicional e o vídeo-extensómetro, com o intuito de verificar se a medição de deslocamentos por videogrametria é um bom método para medir pequenas deformações. As marcas de referência para medição por videogrametria são muito importante, assim sendo, foram desenvolvidos vários métodos de marcação no betão até atingir o tipo de marcação que induzia menor variação dos parâmetros medidos. Após a recolha dos dados foram aplicadas ferramentas de cálculo desenvolvidas em Excel a fim de compactar a grande quantidade de dados recolhidos ao longo dos ensaios desenvolvidos. De forma a quantificar e comparar os valores de módulo de elasticidade pelos dois sistemas de medição foram desenvolvidas duas campanhas de ensaios, uma para aços em que foram ensaiados três provetes de aço de varões com os diâmetros de 6mm, 8mm, 10mm, 12mm, 16mm, 20mm, 25mm e 32mm. E uma outra campanha de ensaio que foi destinada ao betão em que foram ensaiados provetes cilíndricos, cúbicos e prismáticos em várias idades até aos 28 dias a fim de determinar o módulo de elasticidade dos mesmos. Com o desenvolver desta dissertação mostrou-se que o sistema de medição por videogrametria para quantificar o módulo de elasticidade, pode ser considerado exato mas não totalmente preciso, assim sendo, este sistema de medição pode ser cuidadosamente aplicado em detrimento do sistema tradicional, sendo provável que com o evoluir tecnológico a sua precisão seja bastante melhorada.