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Ficha Proyecto I.E. 2023-2024



Lecciones aprendidas de los terremotos recientes para enseñar en cursos de arquitectura e ingeniería con la ayuda de IA

Coordinador(a): JUAN CARLOS MOSQUERA FEIJOO
Co-coordinador(a): LUIS CUETO FELGUEROSO LANDEIRA
Centro: E.T.S.I. DE CAMINOS CANALES Y PUERTOS
Nivel: Nivel 2. Proyectos promovidos por otros colectivos de profesores de la UPM
Código: IE24.0407
memoria >>
Línea: E4. Aprendizaje Basado en Investigación
Miembros de la comunidad UPM que lo componen
Nombre y apellidos Centro Plaza *
Araceli Martín Candilejo Otro centro de la UPM OTROS UPM
EUGENIO SANZ PEREZ E.T.S.I. DE CAMINOS CANALES Y PUERTOS CATEDRÁTICO UNIVERSIDAD
Luis García Rodríguez Otro centro de la UPM OTROS UPM
Isabel Chiyón Carrasco Centro fuera de la UPM OTROS DOCENTES NO UPM
FRANCISCO JAVIER FERNANDEZ FIDALGO ETSI MINAS Y ENERGÍA L.D. PRF.AYUD.DOCTOR
Jesús Donaire Avila Centro fuera de la UPM OTROS DOCENTES NO UPM
JOAQUIN SANZ DE OJEDA E.T.S.I. DE CAMINOS CANALES Y PUERTOS L.D. PROF. ASOCIADO
JUAN CARLOS MOSQUERA FEIJOO E.T.S.I. DE CAMINOS CANALES Y PUERTOS TITULAR UNIVERSIDAD
LAURA ARACELI NAVAS SANCHEZ E.T.S. DE ARQUITECTURA L.D. AYUDANTE
LUIS CUETO FELGUEROSO LANDEIRA E.T.S.I. DE CAMINOS CANALES Y PUERTOS TITULAR UNIVERSIDAD
MARCOS GARCIA ALBERTI E.T.S.I. DE CAMINOS CANALES Y PUERTOS TITULAR UNIVERSIDAD
MARIA BELEN BENITO OTERINO E.T.S.I. TOPOGRAFIA GEODESIA CARTOGRAFIA CATEDRÁTICO UNIVERSIDAD
MARIA JOSE CRESPO ALVAREZ ETSI MINAS Y ENERGÍA L.D. PROF. ASOCIADO
Rodrigo Gutiérrez Becerra Otro centro de la UPM OTROS UPM
Sandro Andrés Martínez Centro fuera de la UPM OTROS DOCENTES NO UPM
* La plaza que se muestra corresponde a la ocupada en el momento de la convocatoria
(para PDI/PAS de la UPM, en el resto de casos no se especifica).
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El proyecto pretende extraer las principales enseñanzas que se derivan de los desastres ocurridos en los terremotos recientes: en Turquía y Siria (Febrero), Marruecos (septiembre), Nepal (Noviembre) y los volcánicos de Islandia (noviembre). Este proyecto de inicio a la investigación plantea abordar diversos análisis de las causas, de los mecanismos de daño y de los efectos. Los estudios se agruparán desde los puntos de vista de la sismología, la peligrosidad y el riesgo sísmico, los emplazamientos inadecuados de ciertas infraestructuras, de la vulnerabilidad de las construcciones y los procesos constructivos. Se investigarán los defectos constructivos. Se identificarán las necesidades de actuación ingenieril y arquitectónica para mejorar las construcciones existentes, garantizar diseños menos vulnerables de nuevas construcciones y plantear adecuadamente el planeamiento territorial y urbanístico frente a sismo: zonas de evacuación, corredores vitales y aprovisionamientos. 
El proyecto contempla aprovechar la asistencia de herramientas de inteligencia artificial para ayudar a recopilar enseñanzas referidas a los diversos momentos asociados a un evento sísmico: preventivas y de planificación (antes), de advertencia rápida (early warning), de rápida respuesta (inmediatamente después) y posteriores a un terremoto (gestión de desastres y resiliencia), para mitigar los efectos y los daños, en alineación con algunas metas de los ODS 10, 11 y 17.
La irrupción de la inteligencia artificial puede ofrecer notables ventajas en cuanto a criterios o bases de ayuda a la toma de decisiones, no tanto soluciones.
El proyecto aspira a alcanzar una base de conocimiento plasmable en un informe técnico y un impacto de aprendizaje en el alumnado, tanto en conocimientos como en competencias técnicas y sociales. 
El proyecto cuenta con el apoyo y la experiencia de un equipo de la Universidad de Jaén, que cuenta con especialistas en ingeniería sísmica.Se confía que ambos resultados puedan servir como antesala de un posterior modelo de aprendizaje servicio. Las etapas previstas son:
0) Se centra el objeto de estudio en estructuras de edificación metálicas, hormigón y de mampostería (las más vulnerables). Se utilizarán herramientas de inteligencia artificial para mejorar los criterios de búsqueda y de análisis.
1) Recopilación de casos y ejemplos de daños en edificaciones producidos por sismos. Estudio de modos de fallo, sus mecanismos y sus causas.
2) Recopilación de métodos actuales de refuerzo sismorresistente de construcciones de viviendas existentes según niveles de daño y tipologías.
3) Valoración de dichos métodos, económica y de viabilidad técnica.
4) Análisis comparativo de la fiabilidad o seguridad derivada de las normas sismorresistentes en dos de los países anteriores.
5) Obtención de conclusiones y recomendaciones a) para viviendas de nueva construcción; b) para viviendas existentes.
 

OBJETIVOS DEL PROYECTO

El objetivo general del proyecto es doble: 1) formar al alumnado de asignaturas tecnológicas de ingeniería o arquitectura en competencias sobre construcciones sismorresistentes a la luz de los efectos de estos sismos. 2) Generar un conjunto de reglas y recomendaciones para que puedan ser aplicadas en la construcción de viviendas y también por los órganos gestores competentes para controlar y favorecer las construcciones más seguras.
Estos se desglosan en los siguientes objetivos operativos:
* Investigar para aprender y enseñar en asignaturas de arquitectura e ingeniería sobre los daños en construcciones desencadenados por terremotos desastrosos recientes.
* Recopilar un conjunto de diagnósticos de causas de fallo o colapso en las construcciones causadas por dichos terremotos.
* Establecer criterios para clasificar la vulnerabilidad sísmica de las construcciones existentes según su tipología.
* Proponer recomendaciones y precauciones para nuevas construcciones de edificación.
* Proponer algunas recomendaciones sobre planeamiento del espacio urbano frente a desastres de origen sísmico.

CONTRIBUCIÓN A LA MEJORA DE LA CALIDAD

La propuesta pretende actuar en tres frentes: 1) en la estrategia de aprendizaje basado en investigación, 2) ampliando un espacio común de aprendizaje apoyado en la internacionalización; y 3) en el empleo de indicadores de seguimiento de los procesos de aprendizaje colaborativo y aplicado. 
Desde este proyecto se aspira a ayudar a los estudiantes de menor rendimiento para que, a través del trabajo en equipo, pueda mejorar su motivación y sus resultados.
El modelo propuesto de aprendizaje basado en investigación mediante trabajo en equipo es transferible a otras asignaturas en cuanto a la secuencia que comprende estudio, recopilación, diagnóstico, etiología, posibles mejoras y viabilidad, conclusiones y recomendaciones. Se esperan  mejoras didácticas en cuanto a:
1) El impacto en el alumnado: motivación, resultados y competencias según lo prescrito por ABET en sus criterios para acreditación de enseñanzas de ingeniería.
2) Mejorar la calidad del tiempo en el aula, avanzando hacia la enseñanza "just in time" con clases más dinámicas.
3) Ampliar el material didáctico disponible con las concñusiones más relevantes de los trabajos de cada grupo.
4) Fomentar el aprendizaje participativo, que enfatiza la creatividad, la colaboración, la innovación y el pensamiento crítico.
5) Mejorar los sistemas de seguimiento y tutorías: las puestas en común de los trabajos grupales y las tutorías grupales suscitarán áreas de mejora en la labor de los grupos. 

FASES DEL PROYECTO Y ACCIONES QUE SE VAN A DESARROLLAR

Para una asignatura cuatrimestral se plantea una secuencia que desarrolla los pasos 0) a 5) descritos al principio de esta memoria:
Fase I: presentación de los temas, objetivos y trabajos a desarrollar por los equipos. Asignación de grupos y designación de cada tipología estructural (metal, hormigón, mampostería) por grupos (1 semana). Instrucciones y orientaciones útiles. (1 semana)
Fase II: revisión de material, diagnóstico y planificación (1 semana).
Fase III: se desarrollan los pasos 2) a 5) respectivamente, un paso por semana.
Cada semana los grupos realizan una puesta en común de las tareas y resultados alcanzados. (4 semanas)
Fase IV: Conclusiones grupales (1 semana)
Fase V: elaboración del informe de compilación de recomendaciones constructivas y de planeamiento de espacios en caso de emergencias.

SEGUIMIENTO Y EVALUACION

El seguimiento comprende indicadores de proceso y de resultados. 
* Indicadores de proceso: 
    - Revisión de la claridad y precisión de las presentaciones grupales semanales, la percepción del profesorado, las tutorías, entrevistas y las encuestas .     
    - Esquema de encuestas (de percepción y satisfacción) de primer día, de cada actividad, tras el examen parcial y antes del segundo parcial. 
    - Entrevistas al alumnado. 
    - Se evitará la petición de informes escritos dada la vulnerabilidad actual que conlleva la irrupción de la inteligencia artificial generativa.
  Sus resultados nos ayudarán a reelaborar aspectos o reconducir conflictos. 

* Indicadores de resultados: los exámenes, las presentaciones orales y escritas, sus criterios y sus rúbricas. Se establecen tres tipos de rúbricas, para cada una de las cuales se establecen 4 niveles de calidad o de implementación (escaso, aceptable, notable y competente). Los resultados de las rúbricas ofrecerán valores razonablemente objetivos. Al final de semestre se harán estudios comparativos de los logros alcanzados con los de otros grupos cuyos profesores emplean el método tradicional de clases presenciales. También las encuestas propias de final de semestre, junto con las oficiales de la UPM, y las notas de los exámenes ofrecen un elenco de indicadores de resultados.
Otra evidencia de logro será la valoración del impacto en la aptitud del alumnado al principio y al final de curso hacia las asignaturas implicadas (medible por las encuestas de primer día y la final).
Se emplearán matrices de competencias (Torres et al., 2015). 
Se realizará una revisión y reflexión final sobre los procesos desarrollados.
Las comunicaciones periódicas con los socios contraparte indicarán los avances en la internacionalización.

PRODUCTOS RESULTANTES

* Un catálogo de tipologías de daños y fallos estructurales en edificaciones producidas por los terremotos antes citados.
* Un catálogo de métodos de refuerzo de construcciones existentes según tipologías (metal, hormigón armado, mampostería).
* Unas conclusiones sobre diseño sismorresistente para aprendizaje de alumnado de años venideros.
* Un conjunto de criterios de gestión del riesgo presísmico (early warning) y postsísmico en cuanto a planeamiento de espacios urbanos.

MATERIAL DIVULGATIVO

Se prevé elaborar un tablón o mural virtual (Miro, Padlet o similar) con los resultados de los trabajos de cada equipo, para que permanezca como material de estudio para cursos sucesivos.
Con la síntesis de los trabajos se elaborará al menos una propuesta de publicación científica en un congreso o revista indexada de tipo "Open access".
Los congresos ICERI, IATED, LACCEI, CINAIC, CINIE son ámbitos propicios para la difusión de metodologías y resultados de trabajos de ApS e innovación educativa. Algunos componentes del equipo solicitante (UPM-UJA) tienen experiencia de difusión en estos ámbitos, así como en revistas indexadas sobre innovación docente.
 

COLABORACIONES

Esta propuesta se enmarca en una línea de colaboración internacional para la innovación docente en asignaturas de Ingeniería que se lleva a cabo con profesores de la Universidad de Jaén (UJA) y la Universidad de Piura (UDEP, Perú). Con los equipos de ambas entidades llevamos cerca de una década de colaboración científica y didáctica, fruto de las cuales se han publicado 3 papers en revistas indexadas sobre innovación docente (2021) y al menos 12 contribuciones a congresos. En este caso, se suman dos expertos en el área de sismología: la catedrática Belén Benito (UPM) y Jesús Donaire (UJAEN). Para alcanzar conclusiones de gestión de riesgos en el ámbito urbano y territorial se incorpora la profesora Laura Navas de la ETS Arquitectura (UPM).