Taller vertical entre las asignaturas Construcción III y Construcción IV de la titulación de Arquitectura

Debido a la futura implantación del nuevo Título de Grado de Arquitectura, es preciso potenciar nuevas metodologías docentes que respondan a las competencias específicas del arquitecto y a las crecientes demandas de la sociedad. Por ello, se ha propuesto la realización de un taller vertical vinculando las dos últimas asignaturas de construcción del plan de estudios de Arquitectura, ya que ambas comparten una mayor relación con la práctica profesional y con los requerimientos constructivos exigibles al futuro arquitecto. La metodología docente empleada consiste en la realización de trabajos prácticos vinculando alumnos entre ambas asignaturas. Trabajo supervisado mediante correcciones conjuntas con la participación del profesorado de las asignaturas implicadas. La puesta en común de conocimientos y habilidades entre los alumnos de los dos niveles de formación promueve la interacción y discusión pública en “talleres verticales” donde el alumno desarrolla su capacidad para transmitir sus ideas y soluciones en público, sabiendo argumentar y defender las resoluciones técnicas por él propuestas ante los compañeros y el profesorado. En conclusión, los alumnos de ambas asignaturas muestran un mayor interés por esta metodología docente ya que proporciona una visión constructiva más completa, proporcionando soluciones alternativas al trabajo de los compañeros.

Tejeduría en telar vertical en lana virgen, Guambía, Quizgo, Pitayó y Pioyá (Cauca).

65 hojas : ilustraciones, fotografías a color.

Asesoría en diseño tejeduría en telar vertical en Corozal, Morroa y San Jacinto.

37 hojas : ilustraciones.

Aerogenerador de eje vertical

Este proyecto nace de la necesidad de tener energía eléctrica en cada hogar, debido al aumento de nuevos aparatos eléctricos, del aumento del coste de la energía por parte de las compañías eléctricas y de la inminente desaparición de los materiales fósiles como el petróleo o el carbón para la generación de electricidad. Para ello se crea este proyecto, para que comunidades de vecinos o viviendas aisladas, tengan la posibilidad de autoabastecerse de energía eléctrica. A pesar de un primer desembolso de dinero para su implantación, tras su implantación se verá reducida la factura de la luz. Este proyecto se compone de dos grandes subgrupos, la parte mecánica y la parte eléctrica o electrónica. De estas dos, nos hemos centrado en la parte mecánica. Que se descompone en varios subconjuntos que son; la base del aerogenerador, la jaula completa y el posicionamiento o la parte superior del aerogenerador. Cada subconjunto se divide en mas subconjunto y finalmente en cada componente. Para ello se ha realizado un pequeño estudio aerodinámico de las zonas ideales de colocación del aerogenerador, altura mínima de colocación para una optima generación. Por otra parte, para la elección del numero de alabes del rotor se ha tomado en cuenta un estudio realizado en un túnel de viento realizado por Ben F. Blackwell, Robert E. Sheldahl y Louis V. Feliz. En la que se llega a la conclusión que mas alabes no aumenta la eficiencia del aerogenerador. Por lo que se optó por un aerogenerador de dos alabes. Puesto que la eficiencia era pequeña debido a que cuando el aire golpea en un rotor desnudo, disminuye la velocidad de giro de éste por que el aire golpea en sus partes cóncavas y convexas generando fuerzas en sentidos opuestos. Por lo que se desarrollo un estator para la canalización del flujo del aire a los alabes del rotor. Este estator es de aberturas regulables según el caudal de aire que se disponga, también funciona como mecanismo de seguridad en caso de velocidades muy grandes de viento, para evitar que el rotor se embale y genere daños dentro de este. Este mecanismo de posicionamiento de los alabes del estator se regulan mediante un PLC que tiene varios sensores por el aerogenerador para abrir o cerrar el estator cuando haga falta. Debido a que el estator es semiautomático, se han previsto una serie de medidas de prevención de riesgos para evitar daños físicos. También es necesario que se coloque una barandilla que limite el espacio del aerogenerador o por el contrario delimitar el acceso de las azoteas a personal autorizado. El posicionamiento de los alabes del estator se controlan desde la parte superior del aerogenerador, mediante un motor step, un reductor y un disco del cual salen vástagos con garfios en el extremo que se unen al alabe móvil. La fijación entre vástago y garfio se realiza mediante un pasador. El motor step es quien proporciona un torque pequeño que al pasar por el reductor aumenta hasta darnos el par necesario para mover el conjunto de los alabes del estator con rachas de viento hasta . El motor step va fijado mediante una brida metálica al soporte de reductor para evitar que se mueva. El reductor se fija a la pieza mediante la cual pivota el disco de posicionamiento. La pieza de pivote se le han realizado una serie de rebajes disminuir el peso, por lo que para su conformado se realizará mediante inyección de plástico al igual que el garfio y el disco de posicionamiento. El aerogenerador esta sujeto mediante seis pilares inferiores y un pilar central que se encarga de sustentar el rotor. Estos pilares reparten el peso del aerogenerador y a su vez sostienen la pletina exterior que esconde los elementos que hay debajo como; la multiplicadora, el alternador, el cardan y el PLC. La pletina tendrá una abertura por la que el operario tendrá acceso a sus partes. La pletina exterior estará formada por varias láminas de acero unidas por cordones de soldadura. La pletina estará sujeta mediante tornillería a los pilares. El montaje de los subconjuntos se realizarán en el sitio donde se vaya a colocar el aerogenerador a excepción del reductor que es posible su montaje en taller. Previamente se tendrán que colocar barras roscadas en el suelo de la azotea para la posterior colocación y amarre de los pilares. En ese instante se colocará la multiplicadora y el alternador. La jaula junto con los alabes se montará encima de los pilares y a su vez se colocará el rotor. Posteriormente se colocará la tapa y el mecanismo de posicionamiento de los alabes y la cúpula. Una vez fijado el rotor se colocará el cardan que unirá rotor y multiplicadora. Se colocará el acople entre alternador y la multiplicadora. Se finalizara con el cierre de la pletina. Se colocarán los aparatos electrónicos que harán que el aerogenerador se comporte como un aparato semiautomático. En un compartimento dentro del edificio se colocarán baterías que acumularán la energía generada. En este habitáculo se colocará un aparato donde se visualice la potencia que se esta generando así como la velocidad de rotación y la velocidad del viento. Junto a este aparato un pulsador de parada de emergencia. Alrededor del aerogenerador se colocarán señales que indiquen los peligros que se pueden dar así como, las precauciones a tener en cuenta. Las medidas vendrán escritas en un documento junto con los mantenimientos que se han de dar. En la puerta de acceso a la azotea y en la ventana de acceso a los interiores del aerogenerador habrá un resumen del documento anteriormente descrito.

A numerical method to quantify the axial shortening of vertical elements in concrete buildings

Differential axial shortening, distortion and deformation in high rise buildings is a serious concern. They are caused by three time dependent modes of volume change; “shrinkage”, “creep” and “elastic shortening” that takes place in every concrete element during and after construction. Vertical concrete components in a high rise building are sized and designed based on their strength demand to carry gravity and lateral loads. Therefore, columns and walls are sized, shaped and reinforced differently with varying concrete grades and volume to surface area ratios. These structural components may be subjected to the detrimental effects of differential axial shortening that escalates with increasing the height of buildings. This can have an adverse impact on other structural and non-structural elements. Limited procedures are available to quantify axial shortening, and the results obtained from them differ because each procedure is based on various assumptions and limited to few parameters. All these prompt to a need to develop an accurate numerical procedure to quantify the axial shortening of concrete buildings taking into account the important time varying functions of (i) construction sequence (ii) Young’s Modulus and (iii) creep and shrinkage models associated with reinforced concrete. General assumptions are refined to minimize variability of creep and shrinkage parameters to improve accuracy of the results. Finite element techniques are used in the procedure that employs time history analysis along with compression only elements to simulate staged construction behaviour. This paper presents such a procedure and illustrates it through an example. Keywords: Differential Axial Shortening, Concrete Buildings, Creep and Shrinkage, Construction Sequence, Finite Element Method.

Application of a continuum theory to vertical vibrations of a layer of granular material

Many interesting phenomena have been observed in layers of granular materials subjected to vertical oscillations; these include the formation of a variety of standing wave patterns, and the occurrence of isolated features called oscillons, which alternately form conical heaps and craters oscillating at one-half of the forcing frequency. No continuum-based explanation of these phenomena has previously been proposed. We apply a continuum theory, termed the double-shearing theory, which has had success in analyzing various problems in the flow of granular materials, to the problem of a layer of granular material on a vertically vibrating rigid base undergoing vertical oscillations in plane strain. There exists a trivial solution in which the layer moves as a rigid body. By investigating linear perturbations of this solution, we find that at certain amplitudes and frequencies this trivial solution can bifurcate. The time dependence of the perturbed solution is governed by Mathieu’s equation, which allows stable, unstable and periodic solutions, and the observed period-doubling behaviour. Several solutions for the spatial velocity distribution are obtained; these include one in which the surface undergoes vertical velocities that have sinusoidal dependence on the horizontal space dimension, which corresponds to the formation of striped standing waves, and is one of the observed patterns. An alternative continuum theory of granular material mechanics, in which the principal axes of stress and rate-of-deformation are coincident, is shown to be incapable of giving rise to similar instabilities.

Investigation of MEMS inertial sensors and aircraft dynamic models in global positioning system integrity monitoring for approaches with vertical guidance

An Approach with Vertical Guidance (APV) is an instrument approach procedure which provides horizontal and vertical guidance to a pilot on approach to landing in reduced visibility conditions. APV approaches can greatly reduce the safety risk to general aviation by improving the pilot’s situational awareness. In particular the incidence of Controlled Flight Into Terrain (CFIT) which has occurred in a number of fatal air crashes in general aviation over the past decade in Australia, can be reduced. APV approaches can also improve general aviation operations. If implemented at Australian airports, APV approach procedures are expected to bring a cost saving of millions of dollars to the economy due to fewer missed approaches, diversions and an increased safety benefit. The provision of accurate horizontal and vertical guidance is achievable using the Global Positioning System (GPS). Because aviation is a safety of life application, an aviation-certified GPS receiver must have integrity monitoring or augmentation to ensure that its navigation solution can be trusted. However, the difficulty with the current GPS satellite constellation alone meeting APV integrity requirements, the susceptibility of GPS to jamming or interference and the potential shortcomings of proposed augmentation solutions for Australia such as the Ground-based Regional Augmentation System (GRAS) justifies the investigation of Aircraft Based Augmentation Systems (ABAS) as an alternative integrity solution for general aviation. ABAS augments GPS with other sensors at the aircraft to help it meet the integrity requirements. Typical ABAS designs assume high quality inertial sensors to provide an accurate reference trajectory for Kalman filters. Unfortunately high-quality inertial sensors are too expensive for general aviation. In contrast to these approaches the purpose of this research is to investigate fusing GPS with lower-cost Micro-Electro-Mechanical System (MEMS) Inertial Measurement Units (IMU) and a mathematical model of aircraft dynamics, referred to as an Aircraft Dynamic Model (ADM) in this thesis. Using a model of aircraft dynamics in navigation systems has been studied before in the available literature and shown to be useful particularly for aiding inertial coasting or attitude determination. In contrast to these applications, this thesis investigates its use in ABAS. This thesis presents an ABAS architecture concept which makes use of a MEMS IMU and ADM, named the General Aviation GPS Integrity System (GAGIS) for convenience. GAGIS includes a GPS, MEMS IMU, ADM, a bank of Extended Kalman Filters (EKF) and uses the Normalized Solution Separation (NSS) method for fault detection. The GPS, IMU and ADM information is fused together in a tightly-coupled configuration, with frequent GPS updates applied to correct the IMU and ADM. The use of both IMU and ADM allows for a number of different possible configurations. Three are investigated in this thesis; a GPS-IMU EKF, a GPS-ADM EKF and a GPS-IMU-ADM EKF. The integrity monitoring performance of the GPS-IMU EKF, GPS-ADM EKF and GPS-IMU-ADM EKF architectures are compared against each other and against a stand-alone GPS architecture in a series of computer simulation tests of an APV approach. Typical GPS, IMU, ADM and environmental errors are simulated. The simulation results show the GPS integrity monitoring performance achievable by augmenting GPS with an ADM and low-cost IMU for a general aviation aircraft on an APV approach. A contribution to research is made in determining whether a low-cost IMU or ADM can provide improved integrity monitoring performance over stand-alone GPS. It is found that a reduction of approximately 50% in protection levels is possible using the GPS-IMU EKF or GPS-ADM EKF as well as faster detection of a slowly growing ramp fault on a GPS pseudorange measurement. A second contribution is made in determining how augmenting GPS with an ADM compares to using a low-cost IMU. By comparing the results for the GPS-ADM EKF against the GPS-IMU EKF it is found that protection levels for the GPS-ADM EKF were only approximately 2% higher. This indicates that the GPS-ADM EKF may potentially replace the GPS-IMU EKF for integrity monitoring should the IMU ever fail. In this way the ADM may contribute to the navigation system robustness and redundancy. To investigate this further, a third contribution is made in determining whether or not the ADM can function as an IMU replacement to improve navigation system redundancy by investigating the case of three IMU accelerometers failing. It is found that the failed IMU measurements may be supplemented by the ADM and adequate integrity monitoring performance achieved. Besides treating the IMU and ADM separately as in the GPS-IMU EKF and GPS-ADM EKF, a fourth contribution is made in investigating the possibility of fusing the IMU and ADM information together to achieve greater performance than either alone. This is investigated using the GPS-IMU-ADM EKF. It is found that the GPS-IMU-ADM EKF can achieve protection levels approximately 3% lower in the horizontal and 6% lower in the vertical than a GPS-IMU EKF. However this small improvement may not justify the complexity of fusing the IMU with an ADM in practical systems. Affordable ABAS in general aviation may enhance existing GPS-only fault detection solutions or help overcome any outages in augmentation systems such as the Ground-based Regional Augmentation System (GRAS). Countries such as Australia which currently do not have an augmentation solution for general aviation could especially benefit from the economic savings and safety benefits of satellite navigation-based APV approaches.

Monitoring of the vertical movements of rail sleepers with the passage of trains

Due to an ever increasing demand for more frequent and higher volume of train service, the physical conditions of tracks in modem railways are deteriorating more quickly when compared to tracks built decades ago. There are incidences in both the UK and Hong Kong indicating there are needs for a more stringent checks on the rail conditions using suitable and effective non-invasive and nondestructive condition monitoring system.