A return to the "Rules of Thumb" in Maritime Engineering for digital native students

Engineering and technical degrees are difficult to teach and, consequently, have always been characterized by a large number of academic failures. That is the reason why different methodologies have been applied to classes of similar content in different countries [1]. Among these methodologies, it is noteworthy to mention audio/visual resources as a useful tool to improve the teaching of coastal engineering [2], which means more students that pass the coastal engineering courses [3]. Moreover, use of GPS and Google Earth have also shown to be useful tools to improve the learning process [4]. Nevertheless, the authors have not found anything about the use of “rules of thumb” as a better way for students to improve their comprehension of the basic knowledge of an engineering subject. This paper shows the teaching experience on Maritime Engineering for undergraduate students of Civil Engineering in the School of Engineering at the University of Seville (Spain). The application of new information technologies in classrooms and advanced training in the use of finite element software tools and programming languages gives our students extremely powerful tools for solving very complex engineering problems with excellent results. However, the enormous effort invested by the students in acquiring this advanced knowledge and to be up to date in using and commanding on these technologies leads them to focus their main efforts, attention and skills just toward the numerical resolution of the problem, the efficiency of the implemented algorithm, and the programming language difficulties. This puts aside the essential and the critical sense of the accuracy of the results obtained by the algorithm. The students do not get the physical ‘feeling’ of what’s happening in the algorithm. We have included a teaching sequence in our lesson programs that always starts with an historical review of the different approaches used by engineers in their times in order to solve engineering problems from the seventeenth through the nineteenth century to today. This method makes the students to appreciate the importance and wits required by those men in the past in facing a difficult task when they didn’t have a PC or powerful software. The “rules of thumb” in engineering become a powerful tool for the digital native students which helps them make sense and enjoy the study and programming when they finally find out that their algorithm responds with reasonable accuracy and orders of magnitude to the result expected beforehand. Simply applying "rules of thumb" and well-known approximations of the past, perhaps obsolete from a technical point of view, will help the student learn the process. Some examples will be given in this paper in order to show the use of these “rules of thumb” or simplified models in class for teaching Maritime Engineering subject. Among them: the dimensionless stability number of Vicente Negro [5] for the design of the armour layer blocks in breakwaters, the Iribarren’s wave drawings [6], the US Army Corps of Engineers Shore Protection Manual Graphs and plates, etc

Consideraciones para una metodología única en la estimación del alcance de un temporal, aplicación para la delimitación de la zona marítimo- terrestre

La actual legislación vigente en materia de Costas introdujo, entre otros cambios y modificaciones, el establecer unas nuevas consideraciones y definiciones más precisas para estudiar y delimitar conceptos como la zona marítimo terrestre o incluso los efectos del cambio climático. Es necesario para ello determinar la cota de inundación de una manera detallada y adecuada para determinar el alcance de un temporal. La importancia del estudio de estos conceptos ha cobrado mayor importancia en los últimos años. Existen otros factores que obligan a un estudio cada vez más detallado de estos conceptos además de la importancia legislativa que han adquirido recientemente. Uno de ellos es debido a la obligatoriedad de determinar las zonas de riesgo y peligrosidad del litoral español, por exigencias de normativas y circulares europeas. Otro factor es el hecho de continuar aun la aprobación definitiva de tramos de deslinde del Dominio Público Marítimo Terrestre, para lo cual es obligatorio definir de manera adecuada la zona marítimo terrestre. Esta se define como aquella que en 5 años es alcanzada por al menos 5 temporales (art. 4.a del RGC). Por tanto, es necesario catalogar los temporales incidentes en un tramo de costa durante un periodo de tiempo, y a partir de los datos obtenidos de oleaje estimar el quinto alcance, que no tiene que estar asociado al quinto temporal, error comúnmente cometido. Va a ser necesario tener un procedimiento de estudio consensuado para estimar los alcances en determinadas condiciones, o incluso ante un temporal ya acaecido

Aerial photographs:a tool for Coastal Engineering Students

Different methodologies have already been applied in different countries to teach Coastal Engineering (CE) trying to improve the learning process due to their inherent difficulty [1]. The large number of academic failures has been reduced [2] by the use of new and old technologies like audio/visual resources [3] or “rules of thumb” [4] respectively. CE has experienced a rapid growth in the last fifty years. And though it has a high mathematical and physical load, understanding the coastal processes through empirical observation is of great help for learning. The new Information Technology (IT) tools have allowed advancing both in the field of theoretical investigation as in the practical application of easily observable phenomena. Especially important is the possibility of using visors of aerial photographs, which allow not only to study a specific situation at a given date, but also the time evolution over the years. The use of Internet applications such as Google Earth opens up many possibilities of study in a very simple way [5]. Therefore, with a basic knowledge on maritime works, it is possible to obtain expressions or mathematical models through free available information, which serve to realize pre-designs of possible solutions or to analyze the certainty of a final solution. These easy-to-apply methodologies let also to evaluate the success or failure of maritime works already executed, and is useful in cases of inability to conduct complete studies of coastal dynamics. Application of these free tools is fundamental to carry out the monitoring of already built maritime works. A suitable treatment of this information allows the realization of new designs in an easier and intuitive way. Moreover, it facilitates the interpretation of coastal processes by engineering students who come for the first time to this topic. Prof. Iribarren, one of the foremost exponents of CE in Spain, based much of his findings on the observation of the sea with a high degree of intuition. For those who do not have that ability to intuit, the tools described previously may be a way to achieve an easier and better understanding of the Coastal Engineering subject

Propuesta y recomendaciones para la delimitación de la Zona Marítimo Terrestre de playas abiertas con baja carrera de marea según la legislación vigente.

En los últimos años, ha entrado en vigor la Ley 2/2013 de protección y uso sostenible del litoral y modificación de la Ley 22/1988 de Costas (BOE, 1988, 2013), junto con el Reglamento que la desarrolla (BOE, 2014) aprobado mediante el Real Decreto 876/2014 (RGC). Entre otras modificaciones y aportaciones de esta legislación, destaca el nuevo procedimiento de estimación de la Zona Marítimo Terrestre, qué se define como aquella que en 5 años es alcanzada por al menos 5 temporales (art. 4.a del RGC). Esta definición es más exacta que la anterior, heredada de legislaciones anteriores: “el límite hasta donde alcancen las olas en los mayores temporales conocidos…” (art. 3.a de la Ley de Costas del año 1988). Pero, por el contrario, supone el calcular un valor exacto sin especificar un procedimiento perfectamente definido y objetivo. Existen muchas variables indeterminadas. La primera y principal es la extensa posibilidad de consulta de datos en las diferentes redes de boyas y de mareógrafos en series temporales muy superiores a 5 años. Además, existen diversos y numerodos modelos y fórmulas de cálculo del alcance de un evento de temporal, con resultados muy variables entre ellos. Todo esto determina que el diferente criterio a la hora de tomar decisiones entre un técnico u otro, implica que se puedan obtener resultados muy dispares en el resultado de la cota final que delimita la Zona Marítimo Terrestre de un tramo de playa. Pero técnicamente, pueden ser todos ellos procedimientos a priori igualmente válidos. El objeto de esta ponencia es proponer una metodología única y establecer una serie de recomendaciones generales para eliminar la subjetividad de la persona que aborde este problema

A Design Parameter for Reef Beach Profiles—A Methodology Applied to Cadiz, Spain

The southwestern coast of Spain is in a tidal zone (mesotidal) which causes the equilibrium profile to be developed in two different sections: the breakage section and the swash section. These two sections give rise to the typical bi-parabolic profile existing in tidal seas. The existence of areas with reefs/rocks which interrupt the normal development of the typical bi-parabolic profile causes different types of beach profiles. The objective of this article is designing an easy methodology for determining new formulations for the design parameters of the equilibrium profile of beaches with reefs in tidal seas. These formulations are applied on 16 profiles to quantify the error between the real profile data and the modelling results. A comparative analysis is extended to the formulations proposed by other authors, from which it is found that better results are obtained with the new formulations

Aproximación Proteómica al síndrome de apneas-hipopneas del sueño

Comunicaciones a congreso

Métodos probabilísticos nivel II y III en Ingeniería Marítima. Una aproximación didáctica basada en la interpretación gráfica del problema

En la presente ponencia se realiza un enfoque sencillo e introductorio de la aplicación de los métodos probabilísticos Nivel II y III en ingeniería Marítima. Se trata intencionadamente el problema bivariado por su sencillez pedagógica e interpretación gráfica del problema.15 página

Reflexiones sobre el empleo de modelos numéricos “User Friendly” en la práctica profesional de la Ingeniería Marítima.

El empleo de modelos numéricos avanzados en el desarrollo cotidiano de la profesión como ingeniero marítimo es un hecho innegable e irrenunciable. Los procedimientos manuales clásicos de propagación de oleajes en fondos con batimetría recta y paralela o fondo de profundidad constante, con los que se han diseñado muchos de los puertos españoles de otras épocas, han quedado relegados al ámbito de los estudios de encaje preliminar y anteproyectos (Chamorro Sosa, et al.2016). La enorme potencia computacional que el ingeniero marítimo tiene hoy a su alcance y la eficiencia de los modelos matemáticos existentes contrasta con el insuficiente conocimiento que, por lo general, éste dispone de las bases e hipótesis básicas con las que se han desarrollado estos modelos, lo que los convierte en auténticas “cajas negras” de excelente interfaz y fácil empleo (‘user friendly’), pero que podrían generar resultados espurios alejados de la realidad que pasan fácilmente desapercibidos (Muñoz-Pérez, et al. 2010). Más allá de la hipótesis de onda de pequeña amplitud de la teoría lineal de ondas, existen otras limitaciones mucho menos conocidas. Tal es el caso del planteamiento de las condiciones de contorno (CDC) en problemas de propagación de tipo elíptico como la Mild-Slope Equation (MSE) (Berkhoff.1976). Dichas CDC dependen del ángulo con el que las ondas reflejadas por los bordes físicos del dominio de integración cerrado alcanzan dichos contornos, siendo este ángulo desconocido a priori. Los modelos existentes en el mercado ofrecen sólo soluciones aproximadas a este problema. Cuando la estimación que el modelo matemático hace del ángulo de aproximación del potencial de velocidad al contorno no es afinada, éste genera una onda reflejada espuria hacia el interior del dominio de integración que se superpone y contamina la solución numérica; el usuario debería ser consciente siempre de ello. Con frecuencia, el ingeniero dedicado al ejercicio de la profesión y usuario de este tipo de software comercial está alejado del mundo de los modelos numéricos, y viceversa. Se evidencia, por tanto, un importante escollo entre los dos mundos que resulta sorprendente. Los manuales de uso y referencia de los modelos matemáticos comerciales son excelentes textos en los que se indican explícitamente las bases teóricas e hipótesis de partida de los modelos; no esconden las limitaciones de sus modelos pero a la postre resultan muy difíciles de entender para muchos ingenieros usuarios de la herramienta informática con probada y extensa experiencia profesional pero alejados de los entresijos de los métodos numéricos en ingeniería. En el artículo se expondrán varios modelos que simulan fenómenos de propagación simples y bien conocidos: difracción en una dársena portuaria, propagación de onda sobre fondo constante, etc. El empleo de modelos tan sencillos facilita que el lector disponga de una batería de ejemplos de verificación que pongan de manifiesto los problemas y limitaciones de los modelos numéricos al emplear CDC de primer orden. Se empleará un modelo de elementos finitos de la ecuación elíptica lineal de la MSE, desarrollado por los autores, en el que de forma muy gráfica e intencionada se observan y comparan los resultados del modelo, simplemente cambiando las condiciones de contorno o la geometría del dominio de integració

Characterization of Tajogaite volcanic plumes detected over the Iberian Peninsula from a set of satellite and ground-based remote sensing instrumentation

Three volcanic plumes were detected during the Tajogaite volcano eruptive activity (Canary Islands, Spain, September–December 2021) over the Iberian Peninsula. The spatiotemporal evolution of these events is characterised by combining passive satellite remote sensing and ground-based lidar and sun-photometer systems. The inversion algorithm GRASP is used with a suite of ground-based remote sensing instruments such as lidar/ceilometer and sun-photometer from eight sites at different locations throughout the Iberian Peninsula. Satellite observations showed that the volcanic ash plumes remained nearby the Canary Islands covering a mean area of 120 ± 202 km2 during the whole period of eruptive activity and that sulphur dioxide plumes reached the Iberian Peninsula. Remote sensing observations showed that the three events were mainly composed of sulphates, which were transported from the volcano into the free troposphere. The high backscatter-related Ångström exponents for wavelengths 532–1064 nm (1.17 ± 0.20 to 1.40 ± 0.24) and low particle depolarization ratios (0.08 ± 0.02 to 0.09 ± 0.02), measured by the multi-wavelength Raman lidar, hinted at the presence of spherical small particles. The layer aerosol optical depth at 532 nm (AODL532) obtained from lidar measurements contributed between 49% and 82% to the AERONET total column AOD at 532 nm in event II (11–13 October). According to the GRASP retrievals, the layer aerosol optical depth at 440 nm (AODL440) was higher in all sites during event II with values between 0.097 (Badajoz) and 0.233 (Guadiana-UGR) and lower in event III (19–21 October) varying between 0.003 (Granada) and 0.026 (Évora). Compared with the GRASP retrievals of total column AOD at 440 nm, the AODL440 had contributions between 21% and 52% during event II. In the event I (25–28 September), the mean volume concentrations (VC) varied between 5 ± 4 μm3cm−3 (El-Arenosillo/Huelva) and 17 ± 10 μm3cm−3 (Guadiana-UGR), while in event II this variation was from 11 ± 7 μm3cm−3 (Badajoz) to 27 ± 10 μm3cm−3 (Guadiana-UGR). Due to the impact of volcanic events on atmospheric and economic fields, such as radiative forcing and airspace security, a proper characterization is required. This work undertakes it using advanced instrumentation and methods.PROBE Cost Action - NASA Ra-diation Sciences Program and Earth Observing System UIDB/04683/2020National funds through FCT -Fundacao para a Ciencia e Tecnologia, I.P., in the framework of the ICT project UIDB/04683/2020 UIDP/04683/2020TOMA-QAPA PTDC/CTAMET/29678/2017GRASP-ACE 778349ACTRIS-IMP 871115ATMO-ACCESS 101008004PROBE CA18235HARMONIA CA21119EUMETNET through the E-PROFILE program and REALISTIC 101086690ACTRIS-2 654109Spanish Government PID2019-103886RB-I00/AEI/10.13039/501100011033NTEGRATYON3 PID2020-117825GB-C21 PID2020-117825GB- C22ELPIS PID2020-120015RB-I00CLARIN CGL2016-81092-REPOLAAR RTI2018-097864-B-I00CAMELIA PID2019-104205GB- C21/AEI/10.13039/501100011033ACTRIS-Espa ~na CGL2017- 90884REDTUniversity of Granada Plan Propio through Singular Laboratory LS2022-1Andalusia Autonomous Government projects AEROPRE and ADAPNE P18-RT-3820 P20_00136UGR-FEDER projects DEM3TRIOS A-RNM-524-UGR20MOGATRACO UCE-PP2017-02Scientific Units of Excellence Program RTI 2018-097332-B-C22R+D+i grant MCIN/AEI/ 10.13039/ 501100011033ERDF A Way of Doing EuropeINTA predoctoral contract program A-RNM-430-UGR2

Un parámetro de diseño para perfiles de playa apoyados en laja rocosa. Metodología aplicada a Cádiz

Este artículo está basado de la recopilación de datos de perfiles de playa en el litoral de la provincia de Cádiz, con el objetivo de analizar dichos datos y proponer nuevas formulaciones sobre los parámetros de diseño del perfil de equilibrio en playas apoyadas en laja rocosa, de aplicación, a los futuros proyectos de regeneraciones de playa en dicho litoral. El litoral de la provincia de Cádiz (sobre todo la zona atlántica) se encuentra ubicada en una zona con marea (mesomareal), que hace que el perfil de equilibrio que se desarrolle en dos tramos diferenciados, el tramo de rotura y el de asomeramiento. Estos dos tramos dan lugar al perfil típico biparabólico existente en mares con marea. La existencia de zonas con lajas/rocas que interrumpe el desarrollo normal del perfil típico biparabólico hace que se desarrollen distintas tipologías de perfil de playa. Es por tanto fundamental, identificar correctamente la tipología del tramo de playa a estudiar, para a partir de ahí, establecer los parámetros característicos que define el perfil de playa, con el objeto de su aplicación en futuras regeneraciones. El clima marítimo de la zona, el grado de exposición de los perfiles de playa, así como las características de los sedimentos van a ser los factores condicionantes principales para la determinación de los parámetros de diseño. El objetivo, por tanto, es la determinación de nuevas formulaciones sobre los parámetros de diseño del perfil de equilibrio de playas apoyadas en laja rocosa en mares con marea. Dichas formulaciones, han sido aplicadas y modeladas sobre los propios perfiles existentes que han servido de base para la realización de este trabajo, con el objeto de cuantificar el error existente entre el perfil real y el modelado. Dicho análisis comparativo se ha hecho extensivo, con las formulaciones propuestas por otros autores anteriores, obteniéndose mejores resultados con las nuevas formulaciones