Más de 10 años investigando la optimización de estructuras de hormigón

Parece que fue ayer, pero este 2018 cumplimos 10 años desde que nos publicaron el primer artículo internacional relacionado con la optimización heurística de estructuras de hormigón. Sin embargo, todo empezó un poco antes, en el 2002, año en que defendí mi tesis doctoral denominada “Optimización heurística económica aplicada a las redes de transporte del tipo VRPTW”. Con ella pude ponerme al día con los procedimientos de optimización heurística más prometedores en ese momento. Sin embargo, pronto me dí cuenta de las posibilidades que tenía aplicar estos algoritmos a la optimización de problemas reales de ingeniería, en particular las estructuras de hormigón.

Por tanto, en septiembre del año 2002 fue el inicio del Grupo de Investigación de Procedimientos de Construcción, Optimización y Análisis de Estructuras. La iniciativa de creación del grupo correspondió a los profesores González-Vidosa y Yepes Piqueras. El primero de ellos, con una amplia experiencia en la investigación y la práctica profesional de las estructuras de hormigón armado y pretensado; y el segundo, con una experiencia reciente en el campo de la optimización heurística en la ingeniería. A partir de ese momento empezaron a gestarse las primeras tesis doctorales, las primeras de las cuales se defendieron en el año 2007, correspondientes a Cristian Perea de Dios y a Ignacio Javier Payá Zaforteza. En el año 2008 se publicaron nuestros tres primeros artículos: Perea et al. (2008), Payá et al. (2008) y Yepes et al. (2008).

En aquellos momentos, las preguntas a las que pretendíamos dar una solución fueron las siguientes:

  • ¿Es capaz la inteligencia artificial de diseñar automáticamente las estructuras?
  • ¿La inteligencia artificial podrá suplantar la experiencia del ingeniero en el prediseño de las estructuras?
  • ¿Se pueden utilizar técnicas procedentes del campo de la Investigación Operativa en la optimización de las estructuras?
  • ¿Puede alcanzarse una economía importante en los costes de construcción de las estructuras sin merma de la calidad?
  • ¿Aparecerán nuevas patologías si los módulos de optimización automática empiezan a implantarse de forma habitual en los paquetes de cálculo comerciales?
  • ¿Deberían revisarse las normas de cálculo si se extiende el cálculo optimizado de estructuras?
  • ¿Deberán tenerse en cuenta estados límites no considerados hasta ahora en la comprobación de las estructuras optimizadas?
  • ¿Pueden optimizarse varios criterios a la vez? ¿Cómo son las estructuras de bajo coste y alta seguridad?
  • ¿Es posible valorar el coste de la seguridad integral de una estructura?
  • ¿Podemos diseñar estructuras de bajo coste y que a la vez consuman poco CO2 y energía para hacer una ingeniería sostenible?
  • ¿Se puede aplicar el concepto de “huella ecológica” al diseño de las estructuras?

 

Fueron nuestros tres primeros artículos internacionales, pero a fecha de hoy ya se han publicado más de 60 y dirigido una quincena de tesis doctorales, así como una decena de proyectos de investigación. La lista la podéis ver en el blog: http://victoryepes.blogs.upv.es/publicaciones/articulos-jcr/

Referencias:

PEREA, C.; ALCALÁ, J.; YEPES, V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; HOSPITALER, A. (2008). Design of Reinforced Concrete Bridge Frames by Heuristic Optimization. Advances in Engineering Software, 39(8): 676-688.

PAYÁ, I.; YEPES, V.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; HOSPITALER, A. (2008). Multiobjective Optimization of Reinforced Concrete Building Frames by Simulated Annealing. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, 23(8): 596-610.

YEPES, V.; ALCALÁ, J.; PEREA, C.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F. (2008). A Parametric Study of Optimum Earth Retaining Walls by Simulated AnnealingEngineering Structures30(3): 821-830.

 

Problemas teóricamente sencillos pero que marean a nuestros estudiantes

Cuando llevas casi 25 años impartiendo una asignatura, examen tras examen, llega un momento que te falta cierta imaginación para no repetir los problemas. Con toda la buena intención del mundo, propones un ejercicio que crees sencillo de resolver y luego te das cuenta que es más difícil de lo que habías planeado.

Si analizas las posibles causas te das cuenta que no suele fallar lo que se explica en clase, sino ciertos conceptos muy básicos que deberían haberse adquirido en Bachiller, o incluso en Secundaria. Mi impresión es que algunos estudiantes prefieren aprender un método o forma de solucionar un problema antes de pensar un poco e intentar resolverlo. Voy a poner algún ejemplo de estos problemas, con su solución para que veáis de qué estoy hablando.

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¿Qué se estudia en la asignatura Modelos Predictivos y de Optimización de Estructuras de Hormigón?

El programa de la asignatura Modelos Predictivos y de Optimización de Estructuras de Hormigón se ha diseñado basándose en el programa presentado en el departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil por parte de la unidad docente de “Procedimientos de Construcción y Gestión de Obras”, al que está adscrita en la actualidad la asignatura, y aprobado por el Consejo del Departamento. Las líneas maestras de los contenidos se definieron previamente en la Memoria de Verificación del título oficial de “Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón por la Universitat Politècnica de València”. Se trata de una de las asignaturas de la materia “Análisis de estructuras de hormigón”, siendo obligatoria para todos los alumnos de esta titulación y se imparte en el primer cuatrimestre del primer curso. La asignación de créditos ECTS es de 5,0, repartidos en 3,0 créditos de teoría y 2,0 de prácticas, de acuerdo con el Plan de Estudios actualmente en vigor en el Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil.

Resultados de aprendizaje

Los resultados de aprendizaje de la asignatura se definen a partir de las competencias y de los contenidos (Yepes, 2017). Como resultado de aprendizaje general, al terminar con éxito esta asignatura, los estudiantes serán capaces de “comprender los diferentes métodos predictivos y procedimientos de optimización de estructuras de hormigón de modo que dispongan de las herramientas necesarias para la toma de decisiones en el ámbito del proyecto, construcción y mantenimiento de estas estructuras considerando los aspectos de sostenibilidad económica, social y ambiental”.

En relación con los resultados específicos de aprendizaje de la asignatura, tenemos los siguientes:

  • RA1    Seleccionar y aplicar las distintas técnicas procedentes de la estadística, de la investigación operativa y de la minería de datos en la toma de decisiones en el ámbito del hormigón
  • RA2    Modelizar un problema de optimización de una estructura de hormigón y resolverlo mediante algoritmos heurísticos secuenciales y poblacionales
  • RA3    Aplicar la inferencia estadística multidimensional para interpretar el comportamiento de las variables cualitativas y cuantitativas en el ámbito del hormigón
  • RA4    Formular modelos lineales de regresión múltiple e interpretar su validez límites predictivos
  • RA5    Emplear técnicas de diseño de experimentos para conocer los efectos principales y las interacciones entre los distintos factores que afectan a una variable de respuesta en el ámbito del hormigón
  • RA6    Optimizar el comportamiento de una estructura de hormigón utilizando la metodología de la superficie de respuesta
  • RA7    Aplicar redes neuronales artificiales en la predicción de sistemas altamente no lineales en el ámbito del hormigón
  • RA8    Aplicar técnicas de decisión multicriterio en la selección de la mejor tipología estructural considerando aspectos económicos, ambientales y sociales
  • RA9    Elegir la mejor opción de una frontera de Pareto tras aplicar técnicas de decisión multicriterio
  • RA10 Aplicar programas estadísticos avanzados, tales como SPSS o Minitab, y otros como Matlab, Sap y Excel en la predicción de variables de respuesta y en problemas de optimización en el ámbito del hormigón

 

Conocimientos previos

Los alumnos que cursan esta asignatura, tienen diversas procedencias: Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos, Ingeniería Industrial, Arquitectura, Ingeniería Agronómica, Licenciado en Químicas, Ingeniería Geológica, Ingeniería Técnica de Obras Públicas, Ingeniería Técnica Industrial, o los actuales grados en ingeniería civil, de obras públicas o máster en ingeniería de caminos, canales y puertos, entre otros. Además los alumnos, en un porcentaje significativo, proceden de universidades latinoamericanas o europeas. Como es fácil de comprender, los alumnos tienen formaciones muy diferentes, habiendo estudiado las asignaturas relacionadas con el hormigón, con los métodos numéricos o la estadística de forma muy diversa, con niveles de adquisición de conocimientos descompensados. Esta situación implica cierta nivelación en cada uno de los temas, de forma que se adquieran los niveles básicos de comprensión de los contenidos de forma progresiva con el objetivo que todos los alumnos adquieran las competencias y los resultados de aprendizaje previstos.

Según la Guía Docente de la asignatura, los conocimientos recomendados versarían sobre estadística y sobre lenguajes de programación (MATLAB, SPSS, MINITAB, SAP, etc.), aunque no son imprescindibles.  Además, resultan necesarios unos conocimientos básicos sobre el hormigón y su análisis como material estructural. Ello obliga al profesor a sintetizar el contenido previo para la correcta comprensión de la asignatura.

 

Programa resumido de la asignatura

La asignatura se desarrolla siguiendo un programa que tiene en cuenta los resultados de aprendizaje antes definidos, las actividades formativas y el sistema propuesto para la evaluación. Ello permite organizar la asignatura en 25 temas y sus prácticas de informática asociadas.

  • Tema 1. La investigación operativa y la toma de decisiones
  • Tema 2. La modelización de un problema estructural de hormigón
  • Tema 3. Algoritmos y problemas de decisión
  • Tema 4. Optimización y programación matemática
  • Tema 5. Optimización combinatoria y algoritmos heurísticos
  • Tema 6. Clasificación y uso de heurísticas y metaheurísticas
  • Tema 7. Búsqueda local de máximo gradiente
  • Tema 8. Recocido simulado, aceptación por umbrales y búsqueda tabú
  • Tema 9. Sistemas de inteligencia de enjambre
  • Tema 10. Programación evolutiva y estrategias evolutivas
  • Tema 11. Algoritmos genéticos y meméticos
  • Tema 12. GRASP, búsqueda dispersa y búsqueda de la armonía
  • Tema 13. Heurísticas de optimización multiobjetivo
  • Tema 14. Inferencia estadística bidimensional
  • Tema 15. Inferencia estadística multidimensional
  • Tema 16. Modelos lineales de regresión múltiple
  • Tema 17. Modelos de ecuaciones estructurales
  • Tema 18. Diseño de experimentos
  • Tema 19. Optimización mediante la metodología de superficie de respuesta
  • Tema 20. Modelos Kriging y diseños robustos
  • Tema 21. Redes neuronales artificiales
  • Tema 22. Programación genética y lógica difusa
  • Tema 23. La toma de decisiones en el ciclo de vida de una estructura de hormigón
  • Tema 24. Técnicas de decisión multicriterio continua
  • Tema 25. Técnicas de decisión multicriterio discreta

 

 

Los 25 temas se encuentran agrupados en 4 bloques temáticos. El primero de los bloques es introductorio. Consta de 5 temas que presentan al alumno la aplicación de las técnicas de la investigación científica en el ámbito de la toma de decisiones en las empresas a través de lo que se conoce como investigación operativa. Se introduce al alumno en la forma de abordar los problemas reales en el ámbito de las estructuras de hormigón a través de modelos de distinto tipo. Se describen los componentes básicos de un problema de optimización: función objetivo, variables de decisión, parámetros y restricciones. A continuación se describe el concepto de algoritmo y complejidad algorítmica para explicar las limitaciones de la programación matemática en la resolución de problemas reales, lo cual da paso a la introducción de los algoritmos heurísticos como aproximaciones en la búsqueda de óptimos locales de calidad en tiempos de cálculo razonables.

El segundo de los bloques se centra en la descripción y aplicación de la optimización heurística en las estructuras de hormigón. Se describe paso a paso tanto las técnicas de búsqueda secuencial de máximo gradiente y de “hill-climbing” como otras técnicas poblacionales basadas en los algoritmos genéticos o en la inteligencia de partículas. Este bloque termina con una explicación de la optimización multiobjetivo y la construcción de fronteras de Pareto de calidad en el caso de confluencia de funciones objetivo contrapuestas.

El bloque tercero se centra específicamente en los modelos predictivos de las estructuras de hormigón. Se hace un repaso de las técnicas de inferencia bidimensional y multidimensional para pasar a los modelos predictivos lineales, tanto los basados en regresiones múltiples como en los modelos de ecuaciones estructurales. Posteriormente se aborda el diseño de experimentos como técnicas estadísticas básicas en la predicción de los efectos principales y las interacciones de los distintos factores que afectan a un problema de hormigón. El estudio de los diseños factoriales lleva directamente al planteamiento de la metodología de la superficie de respuesta, que permite realizar la optimización de la respuesta. Tanto la metodología de la superficie de respuesta como los modelos Kriging o las redes neuronales, constituyen metamodelos que se explican como herramientas muy útiles para simplificar el espacio de soluciones de los problemas reales del hormigón estructural. En particular, los modelos Kriging permiten el diseño robusto óptimo, es decir, aquel que se comporta bien incluso ante cambios en las variables o en las condiciones de contorno. Para los sistemas altamente complejos, se explican las redes neuronales artificiales que, además, permiten su uso como metamodelos o como parte de un algoritmo heurístico de optimización. La programación genética y la lógica difusa también se explican en una lección como herramientas posibles en el ámbito de los modelos predictivos y cuando los parámetros o restricciones del problema no son determinísticos.

El cuarto bloque se dedica a la toma de decisión multicriterio en las estructuras de hormigón. A los alumnos se les explica cómo, antes de realizar una optimización multiobjetivo, es necesario seleccionar la mejor tipología estructural con base en criterios que no siempre son objetivos: economía, plazo, estética, medioambiente, aspectos sociales, durabilidad, etc. Se introducen las distintas técnicas de toma de decisión multicriterio y se comentan su empleo, incluso, para la obtención de pesos objetivos de criterios que pueden ser incluso subjetivo, o bien para la selección de la mejor opción dentro de una frontera de Pareto tras una optimización multiobjetivo.

En la Tabla siguiente se muestra el programa resumido de la asignatura “Modelos Predictivos y de Optimización de Estructuras de Hormigón” (T, Teoría; P, Prácticas informáticas), indicándose el número de horas asignadas a cada tema.

Referencias:

YEPES, V. (2017). Proyecto docente. Concurso de Acceso al Cuerpo de Catedráticos de Universidad. Universitat Politècnica de València, 642 pp.

 

Licencia de Creative Commons
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Los resultados de aprendizaje de la asignatura “Procedimientos de Construcción”

By Lord Koxinga [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) or GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], from Wikimedia Commons

En posts anteriores se comentaron las competencias en el Grado de Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València y las dificultades que existían en definir, a partir de ellas, los resultados de aprendizaje en el ámbito universitario. Pues bien, ahora explicitamos los resultados de aprendizaje de las asignaturas “Procedimientos de Construcción (I)” y “Procedimientos de Construcción (II)” de dicho grado.

 

 

 

 

 

Propuesta de resultados de aprendizaje de la asignatura “Procedimientos de Construcción I

Los resultados de aprendizaje propuestos para “Procedimientos de Construcción I” se han formulado considerando las competencias y los contenidos de la asignatura, influyendo los criterios de evaluación seguidos para su consecución. En la Tabla 1 se recogen las relaciones entre los resultados de aprendizaje y las competencias asociadas. A modo de resumen, al terminar con éxito esta asignatura los estudiantes serán capaces de “comprender los diferentes procedimientos constructivos y aplicar la maquinaria y los medios auxiliares necesarios para realizar dichos trabajos, especialmente en lo relativo a los sondeos y mejora de terrenos, las excavaciones y voladuras y a la ejecución de firmes, así como entender el funcionamiento de las instalaciones de fabricación de áridos y de aglomerado asfáltico”.

Tabla 1. Resultados de aprendizaje de la asignatura “Procedimientos de Construcción I”

 

Donde:

A01 – Analizar críticamente los procesos propios de la Ingeniería Civil.

A04 – Comprender y utilizar el lenguaje propio de la ingeniería así como la terminología propia de la Ingeniería Civil.

A10 – Tener la capacidad para organizar y gestionar técnica, económica y administrativamente los distintos medios de producción propios de la Ingeniería Civil.

A12 – Comprender los condicionamientos de carácter técnico y legal que se plantean en la construcción de una obra pública, y capacitación para emplear métodos contrastados y tecnologías acreditadas, para de conseguir la mayor eficacia de la construcción respetando el medio ambiente y la protección de la seguridad y salud de los trabajadores y usuarios de la obra.

C09 – Analizar la problemática de la seguridad y salud en las obras de construcción.

C12 – Comprender los procedimientos constructivos, la maquinaría de construcción y las técnicas de organización, medición y valoración de obras.

 

Propuesta de resultados de aprendizaje de la asignatura “Procedimientos de Construcción II

Los resultados de aprendizaje propuestos para la asignatura “Procedimientos de Construcción II” se han formulado considerando las competencias y los contenidos de la asignatura, influyendo asimismo los criterios de evaluación seguidos para su consecución. En la Tabla 2 se recogen las relaciones entre los resultados de aprendizaje y las competencias asociadas.

A modo de resumen, al terminar con éxito esta asignatura los estudiantes serán capaces de “comprender los diferentes procedimientos constructivos y aplicar la maquinaria y los medios auxiliares necesarios para realizar dichos trabajos, especialmente en lo relativo a la ejecución de cimentaciones y estructuras, así como entender el funcionamiento de las instalaciones de fabricación de hormigón y de prefabricados, evaluar los costes y la producción de los equipos y organizar y planificar las obras”.

Tabla 2. Resultados de aprendizaje de la asignatura “Procedimientos de Construcción II”

 

Donde:

A01 – Analizar críticamente los procesos propios de la Ingeniería Civil.

A02. – Aprender de manera autónoma nuevos conocimientos y técnicas adecuados para la Ingeniería Civil.

A04 – Comprender y utilizar el lenguaje propio de la ingeniería así como la terminología propia de la Ingeniería Civil.

A07 – Conocer y comprender las ciencias y las tecnologías correspondientes para la planificación, proyecto, construcción y explotación de las obras propias del Sector de la Ingeniería Civil.

A08 – Dirigir y coordinar grupos de trabajo en el ámbito de la Ingeniería Civil, proponiendo métodos de trabajo estándar y herramientas a utilizar.

A10 – Tener la capacidad para organizar y gestionar técnica, económica y administrativamente los distintos medios de producción propios de la Ingeniería Civil.

A11 – Capacitar científica y técnicamente para el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico de Obras Públicas con conocimiento de las funciones de asesoría, análisis, diseño, cálculo, proyecto, construcción, mantenimiento conservación y explotación.

C09 – Analizar la problemática de la seguridad y salud en las obras de construcción.

C12 – Comprender los procedimientos constructivos, la maquinaría de construcción y las técnicas de organización, medición y valoración de obras.

Referencias

Yepes, V. (2017). Proyecto Docente. Concurso de Acceso a Plaza de Catedrático de Universidad. Universitat Politècnica de València.

 

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Antecedentes y motivación del proyecto de investigación DIMALIFE (2018-2020)

Hoy 2 de enero de 2018 empezamos oficialmente el proyecto de investigación DIMALIFE (BIA2017-85098-R): “Diseño y mantenimiento óptimo robusto y basado en fiabilidad de puentes e infraestructuras viarias de alta eficiencia social y medioambiental bajo presupuestos restrictivos”. Se trata de un proyecto trianual (2018-2020) financiado por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad, así como por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER). La entidad solicitante es la Universitat Politècnica de València y el Centro el ICITECH (Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón). Los investigadores principales son Víctor Yepes (IP1) y Eugenio Pellicer (IP2). Al proyecto también se le ha asignado un Contrato Predoctoral, que sacaremos a concurso próximamente. Con las restricciones presupuestarias tan fuertes en materia de I+D+i y con la alta competencia existente por conseguir proyectos de investigación, lo cierto es que estamos muy satisfechos por haber conseguido financiación. Además, estamos abiertos a cualquier tipo de colaboración tanto desde el mundo empresarial o universitario para reforzar este reto. Por tanto, lo primero que vamos a hacer es explicar los antecedentes y la motivación del proyecto.

La sostenibilidad económica y el desarrollo social de la mayoría de los países dependen directamente del comportamiento fiable y duradero de sus infraestructuras (Frangopol, 2011). Las infraestructuras del transporte presentan una especial relevancia, especialmente sus infraestructuras viarias y puentes, cuya construcción y mantenimiento influyen fuertemente en la actividad económica, el crecimiento y el empleo. Sin embargo, tal y como indica Marí (2007), estas actividades impactan significativamente en el medio ambiente, presentan efectos irreversibles y pueden comprometer el presente y el futuro de la sociedad. El gran reto, por tanto, será disponer de infraestructuras capaces de maximizar su beneficio social sin comprometer su sostenibilidad (Aguado et al., 2012). La sostenibilidad, de hecho, constituye un enfoque que ha dado un giro radical a la forma de afrontar nuestra existencia. El calentamiento global, las tensiones sociales derivadas de la presión demográfica y del reparto desequilibrado de la riqueza son, entre otros, los grandes retos que debe afrontar esta generación. Continue reading “Antecedentes y motivación del proyecto de investigación DIMALIFE (2018-2020)”

Balance personal de 2017 en el ámbito docente e investigador

El 31 de diciembre de cualquier año es un buen día para hacer balance del año. Este 2017 ha sido uno de los años de mayor productividad docente e investigadora desde que me dedico en exclusiva a la Universidad. Quizá lo más destacable sea la obtención de la Cátedra de Universidad en el Área de Ingeniería de la Construcción. Han sido muchos años de espera desde obtener la acreditación, pero al fin todo llega. En cuanto a Proyectos de Investigación, se acaba este año BRIDLIFE y, justo hace unas horas, me comunican la aprobación provisional de un nuevo proyecto trianual, DIMALIFE, con el aliciente de adjudicarse también un contrato predoctoral. En lo referido a la gestión, este año pasé el testigo de la Dirección del Máster en Ingeniería del Hormigón a la profesora Carmen Castro, después de nueve años, con la obtención de la acreditación EUR-ACE para el título. Por otra parte, pasé a ocupar la Subdirección del Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil. La labor docente se ha complementado con la dirección de cuatro trabajos fin de máster, dos proyectos final de carrera y cuatro trabajos fin de grado. A ello se suma la labor divulgadora en Twitter, Facebook, en los blogs de las asignaturas y en la elaboración de material audiovisual, con ocho Polimedias.

La labor investigadora la he realizado, igual que en estos últimos años, en el ICITECH (Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón), que desde septiembre ha pasado a ser oficialmente un Instituto Universitario. En cuanto a la producción investigadora del 2017, destacan 12 artículos indexados en el JCR publicados este año y 2 más que ya han sido aceptados y publicados para el 2018. A ello habría que sumar tres artículos en otras revistas, la edición de un libro y 18 comunicaciones en congresos. También debería añadir la labor como miembro del comité editorial de siete revistas, tres de ellas del JCR. Esta labor hace que mi indicador H sea de 17, según la Web of Science. Recordar la lectura de la tesis doctoral de Leonardo Sierra, con la máxima calificación y mención internacional. Destaca este la estancia este año del profesor Terje Haukaas, de la British Columbia University, de Vancouver (Canadá), trabajando en nuestro grupo de investigación. Este estancia enlaza con la que el profesor Dan Frangopol realizó el año pasado y la que previsiblemente realizará el profesor Moacir Kripka el próximo curso. También este año, nuestra becaria FPI, Tatiana García Segura, ha podido incorporarse como Profesora Ayudante Doctor en nuestro Departamento, una vez se terminó su beca. Asimismo, me gustaría resaltar mi pertenencia este año en el Comité Científico de tres congresos internacionales: VII Congreso Internacional de la Asociación Científico-Técnica del Hormigón Estructural (ACHE 2017), XX Congreso Internacional de Turismo, Universidad-Empresa y 9th International Structural Engineering and Construction Conference (ISEC-9). En éste último, también participé como Editor de las Actas y en el Comité Organizador. También he sido editor de dos números especiales, uno de ellos en revista JCR. Asimismo, he participado en varios tribunales de tesis doctorales, tesinas de máster y trabajos final de grado.

En definitiva, 2017 se puede calificar de un buen año en estos aspectos universitarios. Espero que 2018 siga siendo al menos, la mitad de bueno que éste. Ese año celebraremos el 50 aniversario de nuestra Escuela de Ingenieros de Caminos de Valencia. A continuación paso un listado de alguna de las cosas que he podido terminar este año.

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Palabras de Pedro Jaén en el Acto de Graduación del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón

El pasado miércoles 20 de diciembre de 2017 tuvo lugar el Acto de Graduación de la Promoción 2016-2018 del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón. En dicho acto, el Secretario del Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil, D. Pedro Ildefonso Jaén Gómez, dirigió unas palabras a los asistentes. Ha tenido la amabilidad de pasarme su discurso y, por su interés, y con su autorización, lo transcribo a continuación:

  • Muy buenas tardes, Sr. Director del Dpto. de Ingeniería de la Construcción, Sra. Directora del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón, miembros de la comunidad Universitaria, señores y señoras, bienvenidos, bienvenidas a este acto de graduación de la promoción 2016-18 del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón. Soy Pedro Jaén, Secretario del DICPIC, y quisiera dirigirles unas palabras previas a la entrega de los Diplomas.
  • Nos encontramos en una muy buena universidad, la Politécnica de Valencia. Para sustentar esta afirmación, expondré algunos datos objetivos:

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Las competencias en el Grado de Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València

Las competencias específicas son las propias de un ámbito o título y se orientan a la consecución de un perfil concreto del egresado. En estas competencias se incluyen las competencias básicas o generales y las competencias específicas propiamente. En el caso de los títulos que habilitan para el ejercicio de una actividad profesional regulada, las órdenes ministeriales correspondientes hacen referencia a las competencias que se deben requerir. Sobre los componentes que conforman la competencia de un título resulta de interés un trabajo desarrollado (Yepes et al., 2016) sobre la adquisición de competencias en un máster en gestión de la construcción.

El Apartado 3 del “Anexo I” de la Orden CIN/307/2009, de 9 de febrero, incluye las competencias de carácter general y en su Apartado 5 las competencias de los módulos correspondientes a las especializaciones que habilitan para el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico de Obras Públicas. El diseño del título de Grado en Ingeniería Civil en la UPV se ha basado en estas competencias. Además, se han complementado con otras competencias adicionales dando lugar al listado completo recogido en la actual Memoria de Verificación del título, fechada el 30 de julio de 2015. El listado de competencias de este título es el siguiente:

Competencias básicas

CB1 – Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.

CB2 – Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.

CB3 – Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

CB4 – Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.

CB5 – Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

Competencias generales

A01 – Analizar críticamente los procesos propios de la Ingeniería Civil.

A02. – Aprender de manera autónoma nuevos conocimientos y técnicas adecuados para la Ingeniería Civil.

A03 – Comprender y asumir la responsabilidad ética y profesional de la actividad del Ingeniero Civil.

A04 – Comprender y utilizar el lenguaje propio de la ingeniería así como la terminología propia de la Ingeniería Civil.

A05 – Comunicar de forma efectiva, tanto escrito como oral, conocimientos, procedimientos, resultados e ideas relacionadas con la Ingeniería Civil.

A06 – Comunicar por escrito y de forma oral conocimientos, procedimientos, resultados e ideas relacionadas con la Ingeniería Civil en una segunda lengua.

A07 – Conocer y comprender las ciencias y las tecnologías correspondientes para la planificación, proyecto, construcción y explotación de las obras propias del Sector de la Ingeniería Civil.

A08 – Dirigir y coordinar grupos de trabajo en el ámbito de la Ingeniería Civil, proponiendo métodos de trabajo estándar y herramientas a utilizar.

A09 – Disponer de los fundamentos físicos y matemáticos necesarios para interpretar, seleccionar y valorar la aplicación de nuevos conceptos y desarrollos científicos y tecnológicos relacionados con la Ingeniería Civil.

A10 – Tener la capacidad para organizar y gestionar técnica, económica y administrativamente los distintos medios de producción propios de la Ingeniería Civil.

A11 – Capacitar científica y técnicamente para el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico de Obras Públicas con conocimiento de las funciones de asesoría, análisis, diseño, cálculo, proyecto, construcción, mantenimiento conservación y explotación.

A12 – Comprender los múltiples condicionamientos de carácter técnico y legal que se plantean en la construcción de una obra pública, y capacitación para emplear métodos contrastados y tecnologías acreditadas, con la finalidad de conseguir la mayor eficacia de la construcción dentro del respeto por el medio ambiente y la protección de la seguridad y salud de los trabajadores y usuarios de la obra pública.

P01 – Comprender trabajos de ingeniería complejos, que engloben distintas disciplinas de la ingeniería civil y materias relacionadas. Integrar estos conocimientos en el planteamiento y definición de la ejecución, conservación o explotación de obras de ingeniería civil.

Competencias específicas

A13 – Capacitar para la aplicación de la legislación necesaria durante el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico de Obras Públicas.

A14 – Proyectar, inspeccionar y dirigir obras, en su ámbito.

A15 – Mantener y conservar los recursos hidráulicos y energéticos, en su ámbito Capacidad para el mantenimiento y conservación de los recursos hidráulicos y energéticos, en su ámbito.

A16 – Realizar de estudios de planificación territorial y de los aspectos medioambientales relacionados con las infraestructuras, en su ámbito.

A17 – Mantener, conservar y explotar infraestructuras, en su ámbito.

A18 – Realizar estudios y diseñar captaciones de aguas superficiales o subterráneas, en su ámbito.

A19 – Aplicar técnicas de gestión empresarial y legislación laboral. Conocimiento y capacidad de aplicación de técnicas de gestión empresarial y legislación laboral.

A20 – Conocer la historia de la ingeniería civil y analizar y valorar las obras públicas en particular y la construcción en general.

B01 – Resolver problemas matemáticos que puedan plantearse en la ingeniería, aplicando los conocimientos sobre: álgebra lineal; geometría; geometría diferencial; cálculo diferencial e integral; ecuaciones diferenciales y en derivadas parciales; métodos numéricos; algorítmicos numéricos; estadísticos y optimización.

B02 – Adquirir visión espacial y dominar las técnicas de representación gráfica, tanto por métodos tradicionales de geometría métrica y geometría descriptiva como mediante las aplicaciones de diseño asistido por ordenador.

B03 – Aplicar los conocimientos básicos sobre el uso y programación de los ordenadores, sistemas operativos, bases de datos y programas informáticos a la ingeniería.

B04 – Resolver problemas propios de la ingeniería, aplicando los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica, termodinámica, campos y ondas y electromagnetismo.

B05 – Resolver problemas propios de la ingeniería aplicando los conocimientos básicos de geología y morfología del terreno. Climatología.

B06 – Organizar y gestionar empresas. Conocer el concepto de empresa, su marco institucional y jurídico.

C01 – Obtener mediciones, formar planos, establecer trazados, llevar al terreno geometrías definidas o controlar movimientos de estructuras u obras de tierra, aplicando las técnicas topográficas imprescindibles.

C02 – Comprender las propiedades químicas, físicas, mecánicas y tecnológicas de los materiales más utilizados en construcción.

C03 – Aplicar los conocimientos de materiales de construcción en sistemas estructurales, a partir del conocimiento de la relación entre la estructura de los materiales y las propiedades mecánicas que de ella se derivan.

C04 – Analizar y comprender cómo las características de las estructuras influyen en su comportamiento. Aplicar los conocimientos sobre el funcionamiento resistente de las estructuras para dimensionarlas siguiendo las normativas existentes y utilizando métodos de cálculo analítico y numérico.

C05 – Aplicar los conocimientos de geotecnia y mecánica de suelos y de rocas en el desarrollo de estudios, proyectos, construcciones y explotaciones donde sea necesario efectuar movimientos de tierras, cimentaciones y estructuras de contención.

C06 – Concebir, proyectar, construir y mantener estructuras de hormigón armado y estructuras metálicas a partir del conocimiento de los fundamentos del comportamiento de dichas estructuras.

C07 – Comprender los conceptos y los aspectos técnicos vinculados a los sistemas de conducciones, tanto en presión como en lámina libre.

C08 – Comprender los conceptos básicos de hidrología superficial y subterránea.

C09 – Analizar la problemática de la seguridad y salud en las obras de construcción.

C10 – Comprender el sistema eléctrico de potencia: generación de energía, red de transporte, reparto y distribución, así como sobre tipos de líneas y conductores. Comprender la normativa sobre baja y alta tensión.

C11 – Aplicar metodologías de estudios y evaluaciones de impacto ambiental.

C12 – Comprender los procedimientos constructivos, la maquinaría de construcción y las técnicas de organización, medición y valoración de obras.

H01 – Identificar obras e instalaciones hidráulicas, sistemas energéticos, aprovechamientos hidroeléctricos y planificación y gestión de recursos hidráulicos superficiales y subterráneos.

H02 – Comprender el funcionamiento de los ecosistemas y los factores ambientales.

H03 – Identificar los proyectos de servicios urbanos relacionados con la distribución de agua y el saneamiento.

I01 – Comprensión y producción de textos complejos específicos de Ingeniería civil y del ámbito científico técnico en inglés. Conversación fluida en inglés como usuario independiente. Consolidación de terminología específica de la ingeniería civil en inglés (nivel B2).

I02 – Comprensión y producción de textos complejos específicos de Ingeniería civil y del ámbito científico técnico en francés. Conversación fluida en francés como usuario independiente. Consolidación de terminología específica de la ingeniería civil en francés (nivel B2).

I03 – Comprensión y producción de textos complejos específicos de Ingeniería civil y del ámbito científico técnico en alemán. Conversación fluida en alemán como usuario independiente. Consolidación de terminología específica de la ingeniería civil en alemán (nivel B2).

I04 – Expresión oral y escrita en castellano de ideas y conceptos complejos relacionados con la Ingeniería civil. Redacción de informes, dictámenes, proyectos y otros textos frecuentes de la ingeniería. Defensa oral de estos textos y de otros conceptos relacionados.

I05 – Expresión oral y escrita en valenciano de ideas y conceptos complejos relacionados con la Ingeniería civil. Redacción de informes, dictámenes, proyectos y otros textos frecuentes de la ingeniería. Defensa oral de estos textos y de otros conceptos relacionados.

P02 – Conocer y comprender determinados aspectos del proceso proyecto-construcción: contrato de consultoría y asistencia, documentos del proyecto y contrato de obra. Obtener una visión conjunta de todo el Proyecto de Construcción y su interpretación.

T03 – Comprender el marco de regulación de la gestión urbanística.

T04 – Urbanizar el espacio público urbano y proyectar los servicios urbanos, tales como distribución de agua, saneamiento, gestión de residuos, sistemas de transporte, tráfico, iluminación, etc., conociendo la influencia de las infraestructuras en la ordenación del territorio.

T05 – Comprender el diseño y funcionamiento de las infraestructuras para el intercambio modal, tales como puertos, aeropuertos, estaciones ferroviarias y centros logísticos de transporte.

V01 – Aplicar el conocimiento de la tipología y las bases de cálculo de los elementos prefabricados en los procesos de fabricación.

V02 – Comprender el proyecto, cálculo, construcción y mantenimiento de las obras de edificación en cuanto a la estructura, los acabados, las instalaciones y los equipos propios.

V03 – Construir y conservar obras marítimas.

V04 – Construir y conservar carreteras, así como dimensionar el proyecto y los elementos que componen las dotaciones viarias básicas.

V05 – Construir y conservar las líneas de ferrocarriles con conocimiento para aplicar la normativa técnica específica y diferenciando las características del material móvil.

V06 – Aplicar los procedimientos constructivos, la maquinaria de construcción y las técnicas de planificación de obras.

V07 – Construir obras geotécnicas.

V08 – Comprender los sistemas de abastecimiento y saneamiento, así como su dimensionamiento, construcción y conservación.

Referencias:

YEPES, V.; MARTÍ, J.V.; GARCÍA-SEGURA, T. (2016). Desarrollo y evaluación de la competencia transversal “pensamiento crítico” en el grado de ingeniería civil. Congreso Nacional de Innovación Educativa y Docencia en Red IN-RED 2016, Valencia, pp. 1-14.

YEPES, V. (2017). Proyecto docente. Concurso de Acceso al Cuerpo de Catedráticos de Universidad. Universitat Politècnica de València, 642 pp.

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50 años de la Escuela de Ingenieros de Caminos de Valencia

Ayer tuvo lugar el acto de apertura de los 50 años de la Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Valencia. Es el inicio de un itinerario cultural y formativo que recorrerá el medio siglo de trayectoria de esta institución y también repasará cual ha sido la participación de sus ingenieros en el desarrollo de Valencia, pero también del resto de España. Es por ello que os dejo una pequeña memoria histórica de lo que ha sido nuestra Escuela, la tercera más antigua tras Madrid y Santander.

Los estudios de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos se iniciaron en Valencia en 1968, con la creación de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros del mismo nombre, dentro del Instituto Politécnico superior, mediante el Decreto 1731/1968, de 6 de junio. Por otra parte, los estudios de Ingeniería de Obras Públicas en la Universitat Politècnica de València (UPV) iniciaron su andadura con la creación de la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica de Obras Públicas en Alicante, adscrita a la UPV por orden de 31 de agosto de 1971, en el curso 1971/72, con la única especialidad de Construcciones Civiles. En el curso 1983/84 se incorporan las dos especialidades restantes, Hidrología y, Tráfico y Servicios Urbanos. En el curso académico 1986/87 se crea un aula delegada de la Escuela de Alicante en el Campus de Vera de la UPV, ubicada en la Escuela de Valencia. Dos años más tarde, estos estudios se vinculan a la recién creada Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica de Topografía y Obras Públicas que comienza a funcionar como tal en el curso 1989/90, independizándose de esta manera de la Escuela de Alicante. Finalmente, los estudios de Ingeniería Técnica de Obras Públicas de la Universitat Politècnica de València se adscriben a la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos en el curso 1994/95 mediante Decreto 263/1994 de 20 de diciembre, publicado en el D.O.G.V de 9 de enero de 1995.

La titulación de Licenciado en Ciencias Ambientales comenzó a impartirse durante el curso 1997/98 en la Escuela Técnica Superior de Caminos, Canales y Puertos. Únicamente se imparte la docencia del segundo ciclo de esta licenciatura, a la que se accede desde distintas titulaciones, con complementos diferentes según sea la titulación de acceso. La titulación de Ingeniero Geólogo comenzó a impartirse en el curso 2002-2003. En el curso 2014/2015 se extinguieron las titulaciones de: Ingeniería Técnica de Obras Públicas. Especialidad en Construcciones Civiles; Ingeniería Técnica de Obras Públicas. Especialidad en Hidrología; e Ingeniería Técnica de Obras Públicas. Especialidad en Transportes y Servicios Urbano. En el curso 2016/2017 se extinguen las titulaciones de 2º ciclo y de ciclo largo, es decir Ingeniería Geológica y Licenciatura en Ciencias Ambientales, e Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos.

A partir del curso 2010/2011 se empezaron a impartir las titulaciones de Grado en Ingeniería de Obras Públicas y de Grado en Ingeniería Civil. Ambos grados tienen una extensión de 240 ECTS, y una duración de 4 cursos académicos. En ambos casos, la duración del Trabajo Final de Grado es de 12 ECTS. En el curso 2014/2015 salió la primera promoción de titulados. En el curso siguiente, el 2015/2016, se puso en marcha la titulación de Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos. Esta titulación, consta de 120 ECTS, de los cuales 12 ECTS se corresponde con el TFM. Finalmente, desde el cuso 2016/2017 se ofertan el “Doble Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos + Ingeniería del Hormigón” y el “Doble Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos + Planificación y Gestión en Ingeniería Civil”. En ambos, se cursan conjuntamente 165 ECTS, en lugar de 120+90 o 120+75 respectivamente, si se quisieran cursar por separado.

En la Figura puede verse el esquema de titulaciones habilitantes y otros másteres universitarios que se imparten en la Escuela. A estas titulaciones hay que añadir las titulaciones en extinción (septiembre de 2017), que son la Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos (ciclo largo de 5 cursos), la Ingeniería Geológica (segundo ciclo) y la Licenciatura en Ciencias Ambientales (segundo ciclo). A ello habría que añadir las titulaciones que ya se extinguieron en septiembre de 2015, que son las tres especialidades de Ingeniería Técnica de Obras Públicas (ciclo corto). Los Grados de Ingeniería Civil y Obras Públicas se encuentran acreditados por ANECA y tienen el sello EUR-ACE©. El Máster Universitario de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos se encuentra verificado por ANECA. El Grado de Ingeniería Civil y el Máster Universitario de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos se encuentran en pleno proceso de acreditación ABET.

 

El Plan de Estudios del Máster en Ingeniería del Hormigón

IMG_20121106_094440En este post me gustaría dar cierta información básica del Máster Oficial en Ingeniería del Hormigón que se imparte en el Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València. Se trata de un máster verificado por ANECA que deriva de la docencia impartida en el Programa de Doctorado de dicho departamento. Es un máster de orientación tanto profesional como investigadora, con una fuerte presencia de alumnos procedentes de otros países, fundamentalmente del ámbito latinoamericano y europeo. Se trata del único máster especializado en hormigón impartido en lengua española a nivel internacional. Sus profesores pertenecen todos ellos al ICITECH, Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón, instituto de investigación con laboratorios e instalaciones propias para desarrollar las líneas de investigación asociadas.

Los estudios del Máster en Ingeniería del Hormigón proporcionan tanto un amplio conocimiento sobre el hormigón como material de construcción como las habilidades necesarias para el análisis y diseño de estructuras de hormigón. Estos estudios incluyen aspectos que van desde la naturaleza y propiedades químicas de los componentes que lo constituyen y las propiedades tecnológicas y de durabilidad, incluyendo la tecnología de diseño, producción y puesta en obra del hormigón, hasta los relacionados con el diseño, análisis, construcción, mantenimiento y reparación de estructuras. Todos ellos abordados  teniendo en cuenta criterios de calidad, seguridad, sostenibilidad, cooperación al desarrollo y responsabilidad social corporativa.

Los alumnos pueden acceder a este máster desde perfiles diversos, por lo que se oferta  un plan  de estudios con una adecuada y amplia optatividad que les permita construir su currículo específico dentro del mundo del hormigón y afines. Estos estudios están orientados a la formación de  investigadores, docentes y especialistas en algunos de los siguientes campos del hormigón:

1.- Propiedades físico-químicas y tecnológicas de los hormigones y sus materiales constituyentes convencionales y avanzados, su fabricación y sus aplicaciones.

2.- Propiedades físico-químicas y tecnológicas de los materiales para la reparación de construcciones de hormigón estructural y sus aplicaciones.

3.- Procedimientos constructivos, maquinaria y medios auxiliares para la construcción de estructuras de hormigón convencionales y singulares.

4.- Durabilidad de las construcciones de hormigón y medidas de protección.

5.- Aspectos medioambientales y ciclo de vida del hormigón.

6.- Evaluación y diagnóstico de construcciones de hormigón estructural, y los métodos, mecanismos y medios para su reparación y rehabilitación.

7.- Comportamiento mecánico-resistente de las construcciones de hormigón estructural, su modelización numérica y análisis experimental.

8.- Diseño, optimización y proyecto de construcciones de hormigón.

9.- Construcción industrializada y prefabricación

.facebook_2096399093El Plan de Estudios está divido en un módulo básico, de 60 créditos, que se impartirá en el primer año académico, un segundo módulo complementario, de 15 créditos, que se impartirá en el primer cuatrimestre del segundo año académico y el Trabajo de Fin de Máster, de 15 créditos, lo cual suma los 90 créditos del máster. El módulo básico se divide en tres materias de carácter común y obligatorio para todos los alumnos, cada una de ellas de 20 créditos. En dicho módulo básico se encuadrarán las materias de “Materiales constitutivos y durabilidad del hormigón”, “Análisis de estructuras de hormigón” y “Concepción y diseño de estructuras de hormigón”. Este módulo se desarrollará durante el primer curso, tanto en los cuatrimestres primero y segundo. En cuanto al módulo complementario, éste se desarrollará íntegramente en el primer cuatrimestre del segundo año, constando de una materia denominada “Complementos de construcción y tecnología del hormigón”, de 15 créditos.

Con respecto al Trabajo de Fin de Máster, no se exige un período cerrado y obligatorio para su entrega y su defensa, si bien se estima una duración de 3-4 meses. El motivo de esta atemporalidad reside en facilitar al alumno incrementar el período en el que desarrolle esta actividad minimizando el solapamiento con la docencia del primer cuatrimestre del segundo año. Por otra parte, y teniendo en cuenta que una parte importante de los Trabajos de Fin de Máster estarán fundamentados en resultados experimentales de laboratorio, será necesario prever períodos de ensayos y medidas experimentales que deberán ser coordinados con las actividades investigadoras habituales. 

A continuación tenéis un enlace embebido de la página oficial del máster donde podéis ver el Plan de Estudios e información adicional.