La barrera del análisis estructural y la representación gráfica en el desarrollo de los proyectos arquitectónicos: el caso de la Ópera de Sidney

En numerosas ocasiones a lo largo de la historia la imaginación de los creadores ha ido por delante de las posibilidades técnicas de cada momento. Así, muchas de estas nuevas ideas han requerido largos periodos de tiempo para materializarse como realidad construida, hasta que el desarrollo tecnológico e industrial hubo alcanzado un grado de madurez suficiente. En el campo de la arquitectura, estas limitaciones técnicas se han ido acotando paulatinamente hasta desembocar en la situación actual en la que cualquier planteamiento formal puede ser representado gráficamente y analizado desde un punto de vista estructural, superádose de este modo la barrera existente históricamente en el tratamiento de las formas. A lo largo del presente tesis doctoral se analiza cómo la formulación del Método de los Elementos Finitos en la década de los cincuenta y las curvas de Bézier en la década de los sesenta del siglo pasado y la posterior generalización de los ordenadores personales y de los programas informáticos asociados (C.A.D. y F.E.M. principalmente) en los estudios de arquitectura e ingeniería a partir de la década de los noventa, posibilitó el desarrollo de cualquier propuesta arquitectónica, por compleja que ésta fuese, provocando una verdadera revolución a nivel formal en el mundo de la arquitectura, especialmente en el campo de la edificación singular o icónica. Se estudia este proceso a través de ocho edificios; cuatro anteriores y otros tantos posteriores a la desaparición de la barrera anteriormente referida, establecida de forma simbólica en la década de los años ochenta del siglo XX: Frontón de Recoletos en Madrid, Edificio Seagram en Nueva York, Habitat ’67 en Montreal, Ópera de Sídney, museo Guggenheim de Bilbao, ampliación del Victoria & Albert Museum en Londres, tanatorio “Meiso no Mori” en Gifu y nueva sede de la CCTV en Pekín. De entre ellos, la Ópera de Sídney, obra del arquitecto danés Jørn Utzon, condensa gran parte de los aspectos relevantes investigados en relación a la influencia que los métodos de representación y análisis estructural ejercen en la concepción y construcción de las obras de arquitectura. Por este motivo y por considerarse un hito de la arquitectura a nivel global se toma como caso de estudio. La idea general del edificio, que data de 1956, se enmarca en una época inmediatamente anterior a la del desarrollo científico y tecnológico anteriormente referido. Esta ausencia de herramientas de diseño disponibles acordes a la complejidad formal de la propuesta planteada condicionó enormente la marcha del proyecto, dilatándose dramáticamente en el tiempo y disparándose su coste hasta el punto de que el propio arquitecto danés fue separado de las obras antes de su conclusión. Además, la solución estructural finalmente construida de las cubiertas dista mucho de la prevista por Utzon inicialmente. Donde él había imaginado unas finas láminas de hormigón flotando sobre el paisaje se materializó una estructura más pesada, formada por costillas pretensadas de hormigón con unas secciones notablemente mayores. La forma también debió ser modificada de modo ostensible respecto a la propuesta inicial. Si este edificio se pretendiese construir en la actualidad, con toda seguridad el curso de los acontecimientos se desarrollaría por senderos muy diferentes. Ante este supuesto, se plantean las siguientes cuestiones: ¿sería posible realizar un análisis estructural de la cubierta laminar planteada por Utzon inicialmente en el concurso con las herramientas disponibles en la actualidad?; ¿sería dicha propuesta viable estructuralmente?. A lo largo de las siguientes páginas se pretende dar respuesta a estas cuestiones, poniendo de relieve el impacto que los ordenadores personales y los programas informáticos asociados han tenido en la manera de concebir y construir edificios. También se han analizado variantes a la solución laminar planteada en la fase de concurso, a través de las cuales, tratando en la medida de lo posible de ajustarse a las sugerencias que Ove Arup y su equipo realizaron a Jørn Utzon a lo largo del dilatado proceso de proyecto, mejorar el comportamiento general de la estructura del edificio. Por último, se ha pretendido partir de cero y plantear, desde una perspectiva contemporánea, posibles enfoques metodológicos aplicables a la búsqueda de soluciones estructurales compatibles con la forma propuesta originalmente por Utzon para las cubiertas de la Ópera de Sídney y que nunca llegó a ser construida (ni analizada), considerando para ello los medios tecnológicos, científicos e industriales disponibles en la actualidad. Abstract On numerous occasions throughout history the imagination of creators has gone well beyond of the technical possibilities of their time. Many new ideas have required a long period to materialize, until the technological and industrial development had time to catch up. In the architecture field, these technical limitations have gradually tightened leading to the current situation in which any formal approach can be represented and analyzed from a structural point of view, thus concluding that the structural analysis and the graphical representation’s barrier in the development of architectural projects has dissappeared. Throughout the following pages it is examined how the development of the Finite Element Method in the fifties and the Bezier curves in the sixties of the last century and the subsequent spread of personal computers and specialized software in the architectural and engineering offices from the nineties, enabled the development of any architectural proposal independently of its complexity. This has caused a revolution at a formal level in architecture, especially in the field of iconic building. This process is analyzed through eight buildings, four of them before and another four after the disappearance of the above mentioned barrier, roughly established in the eighties of the last century: Fronton Recoletos in Madrid, Seagram Building in New York Habitat '67 in Montreal, Sydney Opera House, Guggenheim Museum Bilbao, Victoria & Albert Museum extension in London, Crematorium “Meiso no Mori” in Gifu and the new CCTV headquarters in Beijing. Among them, the Sydney Opera House, designed by Danish architect Jørn Utzon, condenses many of the main aspects previously investigated regarding the impact of representation methods and structural analysis on the design and construction of architectural projects. For this reason and also because it is considered a global architecture milestone, it is selected as a case study. The building’s general idea, which dates from 1956, is framed at a time immediately preceding the above mentioned scientific and technological development. This lack of available design tools in accordance with the proposal’s formal complexity conditioned enormously the project’s progress, leading to a dramatic delay and multiplying the final budget disproportionately to the point that the Danish architect himself was separated from the works before completion. Furthermore, the built structure differs dramatically from the architect’s initial vision. Where Utzon saw a thin concrete shell floating over the landscape a heavier structure was built, consisting of prestressed concrete ribs with a significantly greater size. The geometry also had to be modified. If this building were to built today, the course of events surely would walk very different paths. Given this assumption, a number of questions could then be formulated: Would it be possible to perform a structural analysis of Utzon’s initially proposed competition-free-ways roof’s geometry with the tools available nowadays?; Would this proposal be structurally feasable?. Throughout the following pages it is intended to clarify this issues, highlighting personal computers and associated software’s impact in building design and construction procedures, especially in the field of iconic building. Variants have also been analyzed for the laminar solution proposed in the competition phase, through which, trying as far as possible to comply with the suggestions that Ove Arup and his team did to Jørn Utzon along the lengthy process project, improving the overall performance of the building structure. Finally, we have started from scratch and analyzed, from a contemporary perspective, possible structural solutions compatible with Utzon’s Opera House’s original geometry and vision –proposal that was never built (nor even analyzed)-, taking into consideration the technological, scientific and industrial means currently available.

Análise de acetona em ar exalado: desenvolvimento de método eletroanalítico e algoritmo para processamento de sinais

Propõe-se método novo e completo para análise de acetona em ar exalado envolvendo coleta com pré-concentração em água, derivatização química e determinação eletroquímica assistida por novo algoritmo de processamento de sinais. Na literatura recente a acetona expirada vem sendo avaliada como biomarcador para monitoramento não invasivo de quadros clínicos como diabetes e insuficiência cardíaca, daí a importância da proposta. Entre as aminas que reagem com acetona para formar iminas eletroativas, estudadas por polarografia em meados do século passado, a glicina apresentou melhor conjunto de características para a definição do método de determinação por voltametria de onda quadrada sem a necessidade de remoção de oxigênio (25 Hz, amplitude de 20 mV, incremento de 5 mV, eletrodo de gota de mercúrio). O meio reacional, composto de glicina (2 mol·L-1) em meio NaOH (1 mol·L-1), serviu também de eletrólito e o pico de redução da imina em -1,57 V vs. Ag|AgCl constituiu o sinal analítico. Para tratamento dos sinais, foi desenvolvido e avaliado um algoritmo inovador baseado em interpolação de linha base por ajuste de curvas de Bézier e ajuste de gaussiana ao pico. Essa combinação permitiu reconhecimento e quantificação de picos relativamente baixos e largos sobre linha com curvatura acentuada e ruído, situação em que métodos convencionais falham e curvas do tipo spline se mostraram menos apropriadas. A implementação do algoritmo (disponível em http://github.com/batistagl/chemapps) foi realizada utilizando programa open source de álgebra matricial integrado diretamente com software de controle do potenciostato. Para demonstrar a generalidade da extensão dos recursos nativos do equipamento mediante integração com programação externa em linguagem Octave (open source), implementou-se a técnica da cronocoulometria tridimensional, com visualização de resultados já tratados em projeções de malha de perspectiva 3D sob qualquer ângulo. A determinação eletroquímica de acetona em fase aquosa, assistida pelo algoritmo baseado em curvas de Bézier, é rápida e automática, tem limite de detecção de 3,5·10-6 mol·L-1 (0,2 mg·L-1) e faixa linear que atende aos requisitos da análise em ar exalado. O acetaldeído, comumente presente em ar exalado, em especial, após consumo de bebidas alcoólicas, dá origem a pico voltamétrico em -1,40 V, contornando interferência que prejudica vários outros métodos publicados na literatura e abrindo possibilidade de determinação simultânea. Resultados obtidos com amostras reais são concordantes com os obtidos por método espectrofotométrico, em uso rotineiro desde o seu aperfeiçoamento na dissertação de mestrado do autor desta tese. Em relação à dissertação, também se otimizou a geometria do dispositivo de coleta, de modo a concentrar a acetona num volume menor de água gelada e prover maior conforto ao paciente. O método completo apresentado, englobando o dispositivo de amostragem aperfeiçoado e o novo e efetivo algoritmo para tratamento automático de sinais voltamétricos, está pronto para ser aplicado. Evolução para um analisador portátil depende de melhorias no limite de detecção e facilidade de obtenção eletrodos sólidos (impressos) com filme de mercúrio, vez que eletrodos de bismuto ou diamante dopado com boro, entre outros, não apresentaram resposta.

Planejamento de trajetórias e navegação de robôs móveis

Oil exploration at great depths requires the use of mobile robots to perform various operations such as maintenance, assembly etc. In this context, the trajectory planning and navigation study of these robots is relevant, as the great challenge is to navigate in an environment that is not fully known. The main objective is to develop a navigation algorithm to plan the path of a mobile robot that is in a given position (

Planejamento de trajetórias e navegação de robôs móveis

Oil exploration at great depths requires the use of mobile robots to perform various operations such as maintenance, assembly etc. In this context, the trajectory planning and navigation study of these robots is relevant, as the great challenge is to navigate in an environment that is not fully known. The main objective is to develop a navigation algorithm to plan the path of a mobile robot that is in a given position (

Crecimiento y curvas de acumulación de nutrientes en frutos de café (Coffea arábica L.) cultivar CATRENIC con riego complementario, San Marcos, Carazo Nicaragua, 2013

Para determinar el crecimiento y la acumulación de nutrientes en frutos de café (Coffea arábica L.) cv. CATRENIC, se evaluaron tres láminas de riego por goteo: 10 mm, 20 mm y 30 mm más un testigo (0 mm). El ensayo se realizó en un periodo comprendido entre marzo de 2013 a enero de 2014 en la finca San Dionisio, ubicada en San Marcos, Carazo, Nicaragua. El diseño experimental utilizado fue una distribución de bloques completos al azar (BCA). El análisis de varianza no mostró efecto de los tratamientos para el diámetro polar, diámetro ecuatorial y peso seco del fruto al finalizar el ensayo. La correlación entre los diámetros evaluados fue 98.87 % y la correlación entre el peso fresco y peso seco de los frutos fue 93.15 %. En cuanto a la acumulación de nutrientes el orden de los macro elementos fue: K > Mg > P > Ca > Ny respecto a la concentración el orden fue: Mg > K> P > Ca > N. Los modelos utilizados para el ajuste de curvas fueron el no Lineal Exponencial para el crecimiento del fruto y para el peso seco el modelo probit normal.

Serie Vídeos tutoriales para fonética. Video 9. Praat: doing phonetics by computer (Parte 5: Propiedades lingüísticas observables en curvas de frecuencia fundamental y de intensidad)

Esta es una colección de 10 vídeos tutoriales que pueden ser empleados como material educativo en los cursos de fonética básica en el ámbito universitario. Los vídeos 1-3 tratan aspectos relacionados con la grabación: el tipo de micrófonos que se emplean, las clases de espacios en las que se suelen llevar a cabo la captura de señales de audio y las grabadoras que se suelen emplear. El vídeo 4 explora técnicas de captura y observación de datos de flujo y presión en fonética aerodinámica. Los vídeos 5-10 presentan información sobre los principales usos que se le brindan al programa Praat (Boersma y Weenink, 2014) en los estudios actuales de fonética acústica, desde la clase de información sobre modos de articulación de las consonantes que se puede identificar en oscilogramas hasta la creación de señales sonoras sintetizadas por medio de unos procedimientos que tiene el programa para tal propósito, los cuales son susceptibles de ser empleados en experimentos de percepción auditiva.

Bézier曲线间最近距离的计算方法

针对Bzier曲线间最近距离计算问题,提出一种简捷、可靠的计算方法.该方法以Bernstein多项式算术运算为工具,建立Bzier曲线间最近距离的计算模型;然后充分利用Bzier曲面的凸包性质和de Casteljau分割算法进行求解.该方法几何意义明确,能有效地避免迭代初始值的选择和非线性方程组的求解,并可进一步推广应用于计算Bzier曲线/曲面间的最近距离.实验结果表明,该方法简捷、可靠且容易实现,与Newton-Raphson方法的融合可进一步提高该方法的运行速度.

Como obter dados e gerar curvas de lactação de vacas de corte ? modelo CLV Corte.

Existem poucos dados de produção de leite de vacas de corte na literatura, provavelmente, em função da dificuldade em se medir essa variável. O presente documento visa a incentivar a obtenção desse dado fundamental para entender a eficiência da fase de cria, segmento do ciclo completo em que há o maior dispêndio de energia na produção de carne. Para isso, na primeira parte, é descrita, em detalhes, uma metodologia para se obterem dados de produção de leite de vacas de corte com o uso de ordenhadeira mecânica. Informações sobre o número de pontos avaliados, uso de ocitocina, importância de dados de composição do leite e todos os aspectos relevantes para uma boa mensuração da produção de leite são abordados. Um modelo para a determinação das curvas de lactação e de seus parâmetros, programado em Excel e que é parte integrante deste documento (CLV Corte.xls), é descrito e informações para seu uso são fornecidas. O usuário deste documento, portanto, tem condições de fazer mensurações adequadas da produção de leite de vacas de corte e obter as estimativas de produção e da curva de lactação de forma automática, pelo modelo fornecido.

Indicadores populacionais de machos e fêmeas do psilídeo-de-concha, Glycaspis brimblecombei (Hemiptera: Psyllidae), em condições de criação em laboratório: longevidade e curvas de sobrevivência.

2010

Curvas de tuberización : IV influencia de algunos factores en la pérdida de peso de papa almacenada

p.145-158

Regresión logística y curvas roc

p.181-182

Reproducir curvas en la pantalla de una calculadora

¿Cómo se logran esas bonitas y suaves curvas en la pantalla de un ordenador? Parece que fluyen suavemente y no tienen ese efecto desigual que sale si dibujas un montón de puntos y los unes con segmentos rectilíneos. La razón es que el software muestrea los dibujos y usa métodos de interpolación suave. A menudo, el método de interpolación es el llamado de los splines cúbicos, que aprovecha inteligentemente ciertos conceptos matemáticos corrientes, como mostraremos a continuación.

Una perspectiva de análisis de las transformaciones geométricas en curvas de la función f(x)=e^ax utilizando el GeoGebra

Con el propósito de superar algunas dificultades de los profesores en la integración de tecnologías en la enseñanza de las matemáticas, se presenta una secuencia de análisis de las trasformaciones geométricas de la función exponencial natural, definida por f(x)=e^ax, que se apoya en el uso del GeoGebra. Tal secuencia permite caracterizar familias de curvas asociadas a la expresión anterior, a partir del análisis de las transformaciones geométricas “deformación” y “reflexión” experimentadas por estas curvas tras la variación del parámetro a. En el diseño de la secuencia se tomó en cuenta aspectos de teóricos, instrumentales y didácticos, que se consideran pertinentes para realizar el análisis. El uso de esta secuencia favorece el desarrollo de las capacidades para la integración eficiente de las tecnologías en la enseñanza de la Matemática.

Construyendo curvas con las manos

Toda persona que se dedica a enseñar sabe que la única manera de aprender algo es haciéndolo. Se aprende a montar en bicicleta montándola, como se aprende a escribir escribiendo; lo mismo ocurre con las matemáticas. No se trata de primero aprender matemáticas y luego ponerlas en práctica: se trata de aprender matemáticas practicándolas. Pero no es fácil encontrar un contexto en el que ejercitarnos en las matemáticas.

El método de Descartes para trazar normales a curvas

El trabajo que hemos desarrollado en este artículo es un estudio de un método histórico desarrollado por Descartes para calcular la recta normal a una curva, y que puede ser aprovechado para calcular derivadas puntuales y generales de funciones. El método, requiere de la resolución de ecuaciones algebraicas y transcendentes, que en principio pueden ser complicadas (por eso ha caído en el olvido), pero que permite introducir en el aula una gran cantidad de aspectos docentes. Además, la idea en la que se fundamenta el método de Descartes puede ser aprovechada para calcular la distancia de un punto a una recta o un plano.