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Ficha Proyecto I.E. 2014-2015



Creación de herramientas interactivas para la enseñanza de estructuras de edificación: Modelos virtuales de bóvedas nervadas.

Coordinador(a): JOAQUIN FRANCISCO ANTUÑA BERNARDO
Centro: E.T.S. DE ARQUITECTURA
Nivel: Proyecto de otros grupos coordinado con el Proyecto de Centro
Palabras clave:
  • Competencias transversales
  • Elaboracion material docente
Miembros de la comunidad UPM que lo componen
Nombre y apellidos Centro Plaza
JOSE CARLOS PALACIOS GONZALO E.T.S. DE ARQUITECTURA TITULAR UNIVERSIDAD
JOAQUIN FRANCISCO ANTUÑA BERNARDO E.T.S. DE ARQUITECTURA TITULAR UNIVERS. INTERINO
JOSE LUIS FERNANDEZ CABO E.T.S. DE ARQUITECTURA TITULAR UNIVERSIDAD
MARIA ALMUDENA MAJANO MAJANO E.T.S. DE ARQUITECTURA L.D. AYUDANTE
JOSE IGNACIO HERNANDO GARCIA E.T.S. DE ARQUITECTURA TITULAR UNIVERSIDAD
ANTONIO AZNAR LOPEZ E.T.S. DE ARQUITECTURA BECARIO
FERNANDO MAGDALENA LAYOS E.T.S. DE EDIFICACIÓN L.D. PROF. ASOCIADO
cristina Cercadillo García E.T.S. DE ARQUITECTURA OTROS
Lineas de trabajo principales en las que incide
  • ETS Arquitectura
    • OBJ1: Mejorar la eficiencia en los resultados de aprendizaje de los estudiantes, incorporar metodologías activas de aprendizaje y acciones que favorezcan la interdisciplinariedad y la coordinación curricular de tipo horizontal y vertical…
    • OBJ6: Integrar la formación y evaluación en competencias transversales aportando nuevas experiencias y criterios al Modelo Propuesto en el marco del Proyecto Transversal (disponible en http://innovacioneducativa.upm.es/competencias-genericas)
    • OBJ7: Adaptación de cursos de la oferta académica de la UPM a modalidades que incluyen formación online para ser ofrecido a estudiantes de la UPM o ajenos a la misma, incluyendo los MOOCs.
    • OBJ8: Desarrollar repositorios de prácticas, recursos docentes, y actividades online, que faciliten la experimentación así como el aprendizaje autónomo.
Descripción del desarrollo y las fases
OBJETIVOS DEL PROYECTO

 

 

Durante los años en que se ha impartido la asignatura "Taller de Construcción Gótica" en la Escuela Técnica Superior de Arquitectura, y que recibió el premio a la innovación educativa en la convocatoria de 2009, se ha generado una gran cantidad de material pedagógico que se ha traducido en la elaboración de la página web http://www2.aq.upm.es/dcta/bovedas/index.php?option=com_content&view=article&id=17&Itemid=37 gracias al Proyecto de Innovación Educativa "Creación de página web. Bóvedas góticas de crucería".

El taller antedicho se suele finalizar con la demolición pública de las bóvedas construidas. Para estimar la carga para la cual se colapsaba la bóveda se creó una herramienta informática para uso docente desarrollada en 1999 dentro de un “Proyecto para la Mejora de la Calidad de la Enseñanza” con el título “Modelos Físicos y Virtuales de Arcos de Fábrica”.

Originalmente esta herramienta se desarrolló en el entorno MapleV para el estudio de estructuras planas de la tipología de las estudiadas en el “Taller de Construcción Gótica”. La falta de medios materiales para ir actualizando la herramienta a la velocidad con la que evoluciona el software terminó por dejarla obsoleta para el uso docente: La versión del programa Maple que actualmente se utiliza en la aulas es la 15. En la actualidad, la versión V en la que está escrita la herramienta informática únicamente se puede utilizar en algunos ordenadores del Departamento de Estructuras, lo que la hace inviable para su uso docente.

Se dispone de una biblioteca de Maple con más de 250 funciones de uso docente que permiten, entre otras cosas las siguientes opreraciones:

  • Definir la geometría de un arco mediante unos pocos parámetros o importar sus datos desde un fichero de adutocad (dxf)

  • Definir del mismo modo sus acciones, condiciones de apoyo, etc.

  • Con los datos anteriores se puede calcular las cargas que arruinarían la estructura y dibujar las lineas de presiones, mecanismos de colapso, etc (figura02 y figura03).

Aún en estas condiciones, los profesores que desarrollaron la aplicación han ido ampliando sus campos de aplicación. De estas ampliaciones destaca la extensión de la misma al estudio del colapso de bóvedas nervadas (figura01), motivado por la necesidad de estimar las cargas que arruinaban las bóvedas del Taller de Construcción Gótica que, con el tiempo se han ido haciendo más complejas.

Asimismo, cada una de las funciones creadas está acompañada de una pequeña hoja de ayuda en la que se explica su funcioniamiento incluyendo ejemplos de su aplicación. Estos ejemplos tienen un marcado caracter docente y sería de gran utilidad su actualización y agrupación organizada creando un texto docente complementario de gran interés.

Con esos antecedentes se presenta la solicitud del presente Proyecto de Innovacion Educativa con los siguientes objetivos:

  1. Actualización del software docente ya desarrollado y comprobado para el análisis de estructuras abovedadas para que se pueda utilizar en Maple 15.

  2. Mejorar la entrada de datos y la obtención de resultados de modo que se facilite la interacción de los estudianets con la aplicación, aumentar su utilizadad docente, para lo que se pretende crear nuevas funciones de entrada datos y salida de resultados.

  3. Actualizar las hojas de ayuda de las diferentes funciones.

  4. Crear un texto de apoyo con las hojas de ayuda de las funciones.

  5. Edición en inglés del texto de apoyo formado por las ayudas y ejemplos de las funciones.

  6. Finalmente, se propone un objetivo algo más amibicioso que consiste en traducir todo el código escrito en Maple al programa de código abierto OCTAVE-UPM. Se trata de una herramienta compatible con Mat-Lab y mantenida por profesores de la Universidad Politécnica de Madrid.

 

 

FASES DEL PROYECTO

El proyecto que se presenta tiene varios objetivos que se pueden alcanzar de modo progresivo durante su desarrollo. Las diferentes tareas que se proponen se pueden realizar de modo simultáneo por los diferentes participantes. En cualquier caso se plantea el siguiente programa de trabajo:

  1. Primera fase. Durante el primer trimestre del curso:

    1. Realizar la actualización de un primer conjunto de funciones de Maple V a Maple 15.

    2. Completar y documentar las explicaciones y ayudas de ese primer conjutno de funciones y crear ejemplos.

    3. Utilización de las funciones actualizadas en la asignatura Estructuras 1.

  2. Segunda fase. Durante el segundo trimestre del curso:

    1. Utilización de las funciones actualizadas en las asignaturas Estructuras 1 y Máster Universitario de Construcción y Tecnología de Edificios Históricos.

    2. Continuar con la actualización de funciones.

    3. Completar las explicaciones y ayudas de las funciones y los ejemplos de uso.

  3. Tercera fase. Durante el tercer trimestre del curso:

    1. Recopilar las funciones de ayuda, los ejemplos y añadirles el texto teórico necesario con el fin de crear un documento orientado a la docencia con gran cantidad de ejemplos.

    2. Traducción al inglés del texto anterior.

EVALUACION DEL PROYECTO

El proceso de realización del proyecto está diseñado de modo que su propio desarrollo se va convirtiendo en la evaluación de lo ya hecho. La utilización de las funciones en la docencia tanto en la asignatrua de Estructuras 1 como en el Máster Universitario de Construcción y Tecnología de Edificios Históricos permitirá valorar el grado de alzance de los objetivos propuestos y corregir el procedimeinto seguido.

 

Depués de su uso en el aula se realizará una encuesta entre los alumnos con el fin de conocer dos cosas:

  1. En que medida facilita la compresión del fenómeno físico que se pretencde explicar.
  2. Propuestas de mejora de la intección con la aplicación con la intención de mejorar la ergonomía de la aplicación.

Como resultado último del proyecto se pretende que los alumnos sean capaces de realizar el modelo de alguna de las bóvedas que en los últimos años se han construido y ensayado en el Taller de construcción gótica y obtener la carga de colapso y describir el mecanismo de rotura (figura01).