Desarrollo de aplicaciones interactivas para la docencia de estructuras en Ingeniería Civil

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 una aplicación ilustrativa del oscilador con un grado de libertad en funcionamiento libre, amortiguado y forzado armónicamente. El oscilador de 1 GL forma parte del conocimiento de base en el análisis de estructuras bajo cargas dinámicas (sismos), y la comprensión de sus fundamentos teóricos, así como la influencia de los parámetros implicados, deben ser objetivo didáctico prioritario en las asignaturas relacionadas con el cálculo avanzado de estructuras. En la aplicación desarrollada se pueden variar las características intrínsecas del oscilador (rigidez, constante de amortiguación y masa) y la fuerza aplicada (amplitud y frecuencia). El resultado se visualiza en forma de gráfico animado del movimiento permanente resultante. Las ecuaciones resultantes y los parámetros característicos (frecuencia natural, coeficiente de amortiguamiento, razón de frecuencias, factor de amplificación dinámica, ángulo de desfase…) también están disponibles de una forma interactiva. Las constantes de integración que definen las condiciones iniciales, y la ventana de tiempos mostrada pueden variarse asimismo. La aplicación puede ejecutarse desde cualquier navegador

An analysis of best practices to enhance higher education teaching staff digital and multimedia skills

BACKGROUND: The COVID-19 pandemic has transformed the teaching ways in universities, rapidly moving from face-to-face delivery models to online and distance learning. Consequently, the multimedia and digital competencies of the teaching staff were suddenly put onto the stage, resulting in the realisation that many of them were not sufficiently skilled to face this challenge due to a lack of prior training. OBJECTIVE: The goal of this explanatory research is to present and make a comparison of key training programs, deemed best practices, that address different ways to assist higher education teaching staff to acquire the multimedia competencies required to be technologically- proficient in their classes. METHODS: A desk research provides the data for a multiple case study of courses implemented in universities of five European countries, namely Spain, Lithuania, North Macedonia, Romania, and Slovenia. RESULTS: The results of the study show a total of 28 courses ranging from how to deliver online teaching to gamification, going through other topics such as photo and video editing, that enable higher education teachers to acquire digital skills. The main challenges detected for the success of these training programs are the teachers’ lack of time for training, non-positive attitudes towards technology, and lack of innovative capacity in their teaching processes. Among the positive outcomes, we can find that these universities opt for programs with courses varied in content, to cover a wider range of skills, as well as offering courses at several levels of development so that all staff may improve, from the very beginners to more advanced tools. CONCLUSION: By identifying the challenges and success factors behind the best practices hereby analysed, the lessons obtained from this research may serve as benchmarks for other universities to develop efficient multimedia training programs for university staff.This research has been funded by the European Commission within the project Multimedia Competencies for University Staff to Empower University –Community Collaborations (2020-1-Ro01-KA203-080399)

Use of artificial neural networks to predict 3-D elastic settlement of foundations on soils with inclined bedrock

The application of the theory of elasticity for the calculation of foundation settlements has yielded equations that are well-established and consolidated in geotechnical standards and/or that are recommended for use. These equations are corrected by an influence factor in order to increase their precision and to encompass the existing complex geotechnical casuistry. The study presented herein utilizes neural networks to improve the determination of the influence factor (Iα), which considers the effect of a finite elastic half-space limited by the inclined bedrock under a foundation. The results obtained through the utilization of artificial neural networks (ANNs) demonstrate a notable improvement in the predicted values for the influence factor in comparison with those of existing analytical equations.The work was partially supported by the Spanish Ministry of Economy, Industry and Competitiveness (MINECO), the State Agency of Research (AEI) and European Funds for Regional Development (FEDER), under projects TEC2017-85244-C2-1-P and TIN2014-55413-C2-2-P, and by the Spanish Ministry of Education, Culture and Sport, under project PRX17/00439

A preliminary approach of dynamic identification of slender buildings by neuronal networks

The study of the dynamic behavior of slender masonry structures is usually related to the preservation of the historic heritage. This study, for bell towers and industrial masonry chimneys, is particularly relevant in areas with an important seismic hazard. The analysis of the dynamic behavior of masonry structures is particularly complex due to the multiple effects that can affect the variation of its main frequencies along the seasons of the year: temperature and humidity. Moreover, these dynamic properties also vary considerably in structures built in areas where land subsidence due to the variation of the phreatic level along the year is particularly evident: the stiffness of the soil–structure interaction also varies. This paper presents a study to evaluate the possibility of detecting the variation of groundwater level based on the readings obtained using accelerometers in different positions on the structure. To do this a general case study was considered: a 3D numerical model of a bellower. The variation of the phreatic level was evaluated between 0 and −20 m, and 81 cases studies were developed modifying the rigidity of the soil–structure interaction associated to a position of the phreatic level. To simulate the dispositions of accelerometers on a real construction, 16 points of the numerical model were selected along the structure to obtain modal displacements in two orthogonal directions. Through an adjustment by using neural networks, a good correlation has been observed between the predicted position of the water table and acceleration readings obtained from the numerical model. It is possible to conclude that with a discrete register of accelerations on the tower it is possible to predict the water table depth.The authors express deep gratitude to Ministerio de Economia y Competitividad of the Spain׳s Government and the Generalitat Valenciana. This work was financed by them by means of the BIA2012-34316 and ACOMP/2014/289 research projects

Adaptación de la docencia en el cálculo de estructuras a las nuevas tecnologías

La implantación de las nuevas metodologías de enseñanza a partir de las directrices establecidas en el Espacio Europeo de Educación Superior, ha supuesto una renovación necesaria en los materiales docentes utilizados. En este sentido, el presente artículo muestra los avances en el uso de programas informáticos para la resolución de estructuras desarrollado a lo largo de las diferentes asignaturas que conforman las titulaciones de Ingeniería Civil, el Máster de Caminos, Canales, y Puertos, así como el Máster de Ingeniería de los Materiales, Agua y Terreno de la Universidad de Alicante. De esta forma el alumno es capaz de aproximarse a la realidad laboral, pudiendo comparar los resultados analíticos resueltos de forma tradicional, con los obtenidos con software comerciales ampliamente extendidos en el campo profesional. El uso de dichas herramientas se ha introducido de forma progresiva a lo largo de todos los cursos de las titulaciones anteriormente comentadas. Inicialmente, el alumno se familiariza con la resolución de estructuras a través de elementos barra, combinando diferentes materiales y acciones. Finalmente, el alumno desarrolla elementos placa, así como modelos reológicos y análisis dinámicos de estructuras. Por este motivo, y con el fin de completar la educación de los alumnos, en el presente trabajo se ha tratado de aproximar al alumno a las estructuras reales y a su posterior modelización numérica

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

Physical-mechanical properties of a granite used in the UNESCO World Heritage of the north of Portugal after high-temperature pretreatment

This paper studies the evolution of physical and mechanical properties of 46 cubic samples of a granite widely used in the UNESCO World Heritage of the north of Portugal pre-treated at different temperatures (between 105 and 700 °C) and cooled under different conditions (i.e., aircooled and water-cooled). The results showed that specific gravity and mineralogy did not exhibit significant changes after the thermal pre-treatment. In contrast, density, porosity, ultrasonic properties, uniaxial compressive strength and elastic modulus showed important variations, mainly at temperatures higher than 500 ºC. The SEM analyses clearly show an increase in the density of cracks, as well as in the width and length of the cracks from 500 ºC. Furthermore, it was observed an amplification of the damage in those samples cooled by water immersion. These results are of relevance for the evaluation of the integrity level of buildings built using this rock after a fire.This work was partially funded by the University of Alicante (UAUSTI18-21, UAUSTI19-25 and UAUSTI20-20 projects), the Regional Governments of Comunidad Valenciana AICO/2020/175 and CIAICO/2021/335, the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (MINECO) and EU FEDER under Project TEC2017-85244-C2-1-P, and the Spanish Ministry of Education, Culture and Sport under project CAS17/00392. The authors also want to thank Idael F. Blanco of the Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Alicante for the petrographic description of the thin section

On the Specific Adsorption of 7-methylguanine on Au(111) Surfaces for the Electroanalytical Sensing of Methylation Levels

The electrochemical determination of 7-methylguanine (7-mG) may result of interest because its presence can serve as probe of cytosine methylation of which is known as the most relevant epigenetic modification of DNA. This work explores the electrochemical response of 7-mG on different gold surfaces, both poly and single crystalline surfaces (Au (110), Au (111) and Au (100)). The results show that the adsorption-desorption process of the 7-mG is sensitive to the surface structure of the gold electrodes. Particularly, 7-mG adsorption-desorption profile on a Au (111) electrode exhibits some specific contributions which are found sensitive to the 7-mG concentration and, thereby could allow its quantification. These results may shed light on the future development of an electrochemical sensor for the diagnosis of the methylation degree in DNA.Authors would like to acknowledge funding obtained through the Spanish Ministry of Science and Innovation (MICINN) CTQ2013-48280-C3-3-R project

Adaptación de la docencia para la evaluación de estructuras existentes, a las nuevas tecnologías

El espacio Europeo de Educación Superior supuso la implantación de nuevas directrices aplicadas a las metodologías normalmente utilizadas en el campo de la enseñanza. Este hecho supuso una renovación de la estructura y la organización clásica del planteamiento de la docencia, haciéndose necesaria la utilización de software informático, así como de prácticas de ordenador y visitas de campo, con el objetivo de mejorar el aprendizaje y la asimilación de conceptos por parte del alumnado. En esta línea de trabajo, durante los últimos años, el Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Alicante, ha puesto en práctica dichos conceptos para las asignaturas de las titulaciones de Ingeniería Civil, el Máster de Caminos, Canales, y Puertos, así como el Máster de Ingeniería de los Materiales, Agua y Terreno, prestando especial interés a estructuras de nueva construcción. Sin embargo, en el presente trabajo se muestran las labores realizadas desde el Departamento, a fin de introducir, desde un punto de vista pluridisciplinar, ejemplos de intervención, auscultación y reparación de estructuras existentes, aplicando las directrices ya establecidas en los cursos anteriores. Es decir, el análisis mediante la modelización numérica, las visitas de campo y las prácticas en laboratorio

Estudio de Adecuación al Espacio Europeo de Educación Superior en Informática

En el presente trabajo, a través de una encuesta, se realiza un análisis de la situación actual de las ingenierías informáticas, los perfiles profesionales que más se buscan y la aceptación de adaptación al Espacio Europeo de Educación Superior (EEES) en la titulación de Informática. La encuesta ha sido realizada a alumnos preuniversitarios procedentes de bachillerato y de ciclos formativos, universitarios de últimos cursos, ingenieros titulados y personal docente universitario. Una vez analizados los resultados, se pone de manifiesto especial interés por asignaturas relacionadas con tecnologías basadas en Internet y el descontento por la ausencia de asignaturas relacionadas con el entorno empresarial. También se han estudiado las perspectivas profesional y la actitud frente al cambio de plan de estudio debido al Espacio Europeo de Educación Superior (EEES)