Computación cuántica y gemelos híbridos digitales en ingeniería civil y edificación

La ciudad Estado de Singapur desarrolla una copia virtual de sí misma, un proyecto basado en big data, IoT, computación en la nube y realidad virtual. https://www.esmartcity.es/2019/03/22/singapur-gemelo-digital-posibilidades-ofrece-ciudad-inteligente-tener-copia-virtual-exacta

En menos de una década, gran parte de los ingenieros dejarán de hacer proyectos, tal y como lo conocemos ahora, y pasarán a ser gestores de gemelos híbridos digitales de infraestructuras.

Este podría ser un buen titular periodístico que, incluso podría parecer ciencia ficción, pero que tiene todos los visos de convertirse en realidad en menos tiempo del previsto. Se podría pensar que las tecnologías BIM o los modelos digitales actuales ya son una realidad, es decir, se trata de dar un nuevo nombre a lo que ya conocemos y está en desarrollo, pero de lo que estamos hablando es de un nuevo paradigma que va a revolver los cimientos de la tecnología actual en el ámbito de la ingeniería. Voy a desgranar esta conclusión explicando cada uno de los avances y los conceptos que subyacen al respecto.

La semana pasada tuve la ocasión de escuchar la conferencia magistral, en el Congreso CMMoST, de Francisco Chinesta, catedrático en la ENSAM ParisTech e ingeniero industrial egresado por la Universitat Politècnica de València. Trataba de un nuevo paradigma en la ingeniería basada en datos y no era otra que la de los gemelos híbridos digitales, un paso más allá de la modelización numérica y de la minería de datos. Este hecho coincidió con el anuncio en prensa de que Google había publicado en la prestigiosa revista Nature un artículo demostrando la supremacía cuántica, un artículo no exento de polémica, pues parece ser que se diseñó un algoritmo que tiene como objetivo generar números aleatorios mediante un procedimiento matemático muy complejo y que obligaría al superordenador Summit, que es actualmente el más potente del mundo gracias a sus 200 petaflops, a invertir 10.000 años en resolver el problema, que que el procesador cuántico Sycamore de 54 qubits de Google habría resuelto en tres minutos y 20 segundos.

Si nos centramos en la supuesta supremacía cuántica de Google, se debería matizar la noticia al respecto. En efecto, IBM ya se ha defendido diciendo que su ordenador Summit no se encuentra tan alejado, pues se ha resuelto un problema muy específico relacionado con generar números aleatorios y que parece que Sycamore sabe resolver muy bien. De hecho, IBM afirma que ha reajustado su superordenador y que ahora es capaz de resolver ese mismo problema en 2,5 días con un margen de error mucho menor que el ordenador cuántico. Aquí lo importante es saber si esta computación cuántica estará, sin trabas o límites, accesible a cualquier centro de investigación o empresa para resolver problemas de altísima complejidad computacional (problemas NP-hard como pueden ser los de optimización combinatoria). Tal vez los superordenadores convencionales servirán para resolver unos problemas específicos en tareas convencionales, y los cuánticos, imparables en resolver otro tipo de problemas. Todo se andará, pero parece que esto es imparable.

Por tanto, parece que el hardware necesario para la una computación ultrarrápida está o estará a nuestro alcance en un futuro no muy lejano. Ahora se trata de ver cómo ha cambiado el paradigma de la modelización matemática. Para ello podríamos empezar definiendo al “gemelo digital”, o digital twin. Se trata de un modelo virtual de un proceso, producto o servicio que sirve de enlace entre un ente en el mundo real y su representación digital que está utilizando continuamente datos de los sensores. A diferencia del modelado BIM, el gemelo digital no representa exclusivamente objetos espaciales, sino que también podría representar procesos, u otro tipo de entes sin soporte físico. Se trata de una tecnología que, según todos los expertos, marcarán tendencia en los próximos años y que, según el informe “Beyond the hype“, de KPMG, será la base de la cuarta Revolución Industrial.

https://www.geofumadas.com/por-que-usar-gemelos-digitales-en-la-construccion/

Sin embargo, el gemelo digital no es una idea nueva, pues a principios de este siglo ya la introdujo Michael Grieves, en colaboración con John Vickers, director de tecnología de la NASA. Esta tecnología se aplica al Internet de las Cosas, que se refiere a la interconexión digital de objetos cotidianos con internet. Además, se encuentra muy relacionada con la inteligencia artificial y con la minería de datosdata-mining“. Empresas como Siemens ya están preparando convertir sus plantas industriales en fábricas de datos con su gemelo digital, o General Electric, que cuenta ya con 800.000 gemelos digitales para monitorizar virtualmente la cadena de suministro.

Con todo, tal y como explicó el profesor Chinesta (Chinesta et al., 2018), existe actualmente un cambio de paradigma hacia los gemelos digitales híbridos que, extrapolando su uso, va a significar la gran revolución en la forma de proyectar y gestionar las infraestructuras, tal y como avancé al principio del artículo.

En efecto, los modelos utilizados en ciencia y en ingeniería son muy complejos. La simulación numérica, la modelización y la experimentación han sido los tres pilares sobre los que se ha desarrollado la ingeniería en el siglo XX. La modelización numérica, que sería el nombre tradicional que se ha dado al “gemelo digital” presenta problemas prácticos por ser modelos estáticos, pues no se retroalimentan de forma continua de datos procedentes del mundo real a través de la monitorización continua. Estos modelos numéricos (usualmente elementos finitos, diferencias finitas, volumen finito, etc.) son suficientemente precisos si se calibran bien los parámetros que lo definen. La alternativa a estos modelos numéricos son el uso de modelos predictivos basados en datos masivos big-data, constituyendo “cajas negras” con alta capacidad de predicción debido a su aprendizaje automáticomachine-learning“, pero que esconden el fundamento físico que sustentan los datos (por ejemplo, redes neuronales). Sin embargo, la experimentación es extraordinariamente cara y lenta para alimentar estos modelos basados en datos masivos.

El cambio de paradigma, por tanto, se basa en el uso de datos inteligentes “smart-data paradimg“. Este cambio se debe basar, no en la reducción de la complejidad de los modelos, sino en la reducción dimensional de los problemas, de la retroalimentación continua de datos del modelo numérico respecto a la realidad monitorizada y el uso de potentes herramientas de cálculo que permitan la interacción en tiempo real, obteniendo respuestas a cambios paramétricos en el problema. Dicho de otra forma, deberíamos poder interactuar a tiempo real con el gemelo virtual. Por tanto, estamos ante otra realidad, que es el gemelo virtual híbrido.

Por tanto, estamos ahora en disposición de centrarnos en la afirmación que hice al principio. La nueva tecnología en gemelos digitales híbridos, junto con la nueva capacidad de cálculo numérico en ciernes, va a transformar definitivamente la forma de entender, proyectar y gestionar las infraestructuras. Ya no se trata de proyectar, por ejemplo, un puente. Ni tampoco estamos hablando de diseñar un prototipo en 3D del mismo puente, ni siquiera de modelar en BIM dicha estructura. Estamos hablando de crear un gemelo digital que se retroalimentará continuamente del puente real, que estará monitorizado. Se reajustarán los parámetros de cálculo del puente con los resultados obtenidos de la prueba de carga, se podrán predecir las labores de mantenimiento, se podrá conocer con antelación el comportamiento ante un fenómeno extraordinario como una explosión o un terremoto. Por tanto, una nueva profesión, que será la del ingeniero de gemelos virtuales híbridos de infraestructuras será una de las nuevas profesiones que reemplazarán a otras que quedarán obsoletas.

Se tratará de gestionar el gemelo durante el proyecto, la construcción, la explotación e incluso el desmantelamiento de la infraestructura. Se podrán analizar cambios de usos previstos, la utilización óptima de recursos, monitorizar la seguridad, y lo más importante, incorporar nuevas funciones objetivo como son la sostenibilidad económica, medioambiental y social a lo largo del ciclo de vida completo. Este tipo de enfoque es el que nuestro grupo de investigación tiene en el proyecto DIMILIFE. Proyectos como puentes, presas, aeropuertos, redes de carreteras, redes de ferrocarriles, centrales nucleares, etc. tendrán su gemelo digital. Para que sea efectivo, se deberá prever, desde el principio, la monitorización de la infraestructura para ayudar a la toma de decisiones. Además, servirá para avanzar en la aproximación cognitiva en la toma de decisiones (Yepes et al., 2015).

Os paso a continuación un vídeo sobre el uso de los gemelos digitales en la ciudad de Singapur.

A continuación os pongo un vídeo sacado de la página de Elías Cueto, de la Universidad de Zaragoza, en la que vemos cómo se interactúa con un gemelo virtual de un conejo.

 

En este otro vídeo, el profesor Chinesta explica el cambio de paradigma del que hemos hablado anteriormente en el artículo.

¿Qué es la computación cuántica? Aquí tenemos un vídeo de Eduardo Sáenz de Cabezón:

Referencias:

Chinesta, F.; Cueto, E.; Abisset-Chavanne, E.; Duval, J.L. (2018). Virtual, Digital and Hybrid Twins: A New Paradigm in Data-Based Engineering and Engineered Data. Archives of Computational Methods in Engineering, DOI: 10.1007/s11831-018-9301-4

Yepes, V.; García-Segura, T.; Moreno-Jiménez, J.M. (2015). A cognitive approach for the multi-objective optimization of RC structural problems. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 15(4):1024-1036. DOI:10.1016/j.acme.2015.05.001

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El uso de las técnicas de optimización en ingeniería civil

Los que sois seguidores habituales de mi blog conocéis mis artículos y trabajos de investigación en optimización heurística. Esta aventura, además de ser gratificante, te permite conocer gente de gran talento y colegas en el ámbito internacional. Y, a veces, nos juntamos y escribimos alguna cosa conjunta, como es el caso de esta recopilación de artículos sobre el uso de técnicas de optimización en el ámbito de la ingeniería civil. Esta recopilación sirve de muestra de las posibilidades de la optimización y también puede aportar referencias de interés a aquellos que estén iniciándose en estos temas. Os dejo este artículo en abierto que acabamos de publicar en abierto.

Referencia:

DEDE, T.; KRIPKA, M.; TOGAN, V.; YEPES, V:, VENKATA RAO, R. (2019). Usage of optimization techniques civil engineering during the last two decades. Current Trends in Civil & Structural Engineering, 2(1): 1-17.

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¿Es el índice h la mejor forma de medir a un investigador?

Índice h a partir de un gráfico de citas decrecientes para artículos estimados. Wikipedia

En algunos artículos anteriores he comentado las dificultades que se tienen para medir de una forma objetiva, por ejemplo, a las universidades. Resulta una tarea muy compleja, pues la calidad de una institución de este tipo es poliédrica, depende de muchos indicadores y resulta difícil ponderar y comparar resultados para establecer listas ordenadas que reflejen la calidad final.

Lo mismo ocurre con la valoración que se tendría que dar a los profesores universitarios, pues éstos conjugan labores docentes, investigadoras, de gestión y de transferencia tecnológica. El problema es que estas mediciones presentan consecuencias importantes. Por ejemplo, un estudiante puede disponer de una beca para determinada institución en función de su posición en el ranking correspondiente a su área de conocimiento. Del mismo modo, un profesor universitario puede promocionar en su carrera profesional dependiendo de la forma en que se mida su curriculum. Y como siempre, estas medidas pueden ser cuantitativas, pero también cualitativas. Y ahí está el principal problema.

En este artículo me voy a centrar en la medición de la calidad de los investigadores científicos. Esta tarea ya se presupone que va a ser difícil y depende, como no puede ser de otra forma, del área de conocimiento y perfil de cada uno de los investigadores. Voy a centrarme en el índice h propuesto por Jorge Hirsch, de la Universidad de California.  Se trata de medir la calidad de los trabajos realizados por los científicos, en función de la cantidad de citas que han recibido sus artículos científicos. Un científico o investigador tiene índice h si ha publicado h trabajos con al menos h citas cada uno.

Este índice, muy extendido a nivel internacional, presenta debilidades o inconvenientes, sobre todo cuando se trata de evaluar a los investigadores jóvenes. Una forma de paliar este problema es el uso del índice m, también propuesto por Hirsch, que es la relación h/n, donde n es el número de años transcurridos desde la fecha de la primera publicación hasta el momento actual. Sin embargo, no sirve para medir lo mismo que el índice h.

Otras críticas del índice es que éste depende del área de conocimiento. Esto sería fácilmente subsanable si se realizan comparaciones entre científicos del mismo área de conocimiento. De esta forma, el índice h se valora de forma relativa y no absoluta. Para aquellos de vosotros que queráis una discusión a fondo sobre las ventajas e inconvenientes de este indicador, os recomiendo la página https://indice-h.webcindario.com/, realizada por el Grupo DIH (Grupo para la Difusión del Índice h) en base a la versión ISI Web of Knowledge) que la FECYT ofrece gratuitamente a las universidades españolas. Es evidente que el índice h depende de la base de datos utilizada, por tanto un ranking solo tiene sentido si se usa la misma base de datos para todos los investigadores. En los trabajos realizados por el Grupo DIH, el protocolo “Web of Science Core Collection” (“Colección principal de Web of Science“) y la base de datos “Science Citation Index Expanded (SCI-EXPANDED) –1900-present”. En las áreas de COMPUTER SCIENCE, PSICOLOGY, PSYCHIATRY y BEHAVIORAL SCIENCES, se usa, además, “Social Sciences Citation Index (SSCI)”.

Para poner un ejemplo de cómo se pueden ver los listados de científicos de un área determinada, voy a utilizar la relativa a CIVIL ENGINEERING, que es a la que pertenezco por mis líneas de investigación. En la imagen de abajo se puede ver el listado correspondiente a los investigadores residentes en España de este área de conocimiento. En dicha lista solo aparecen los investigadores con un índice h igual o superior a 19. En este caso, aparecen 13 investigadores, cuyo índice h medio es de 25. En cambio, en otra área como es CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY, el indicador h medio es de 30. De esta forma, se puede calcular un índice relativo Fh, como cociente entre el índice h de este campo respecto a la media de esta lista. De esta forma, se pueden comparar investigadores de distintas áreas de conocimiento (por ejemplo, un investigador con h=21 en CIVIL ENGINEERING, está mejor posicionado de forma relativa en su Fh que otro con h=25 en CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY). Os recomiendo que visitéis la página del Grupo DIH para que veáis todo el estudio y los detalles.

Como siempre, nunca este tipo de indicadores gustan a todos, especialmente a aquellos cuyo perfil no se adapta a lo que se está midiendo. Por ejemplo, un profesor universitario no puede medirse exclusivamente con este índice. Pero igual sí que se pueden establecer criterios de calidad para seleccionar, en ambientes muy competitivos de proyectos de investigación, qué tipo de puntuación se puede dar a la calidad científica de un equipo. Os dejo, por tanto, con la reflexión.

“Whether you like it or not, … the h-index is here to stay”. However, … “it is always a problem to reduce research work to one number. We should be careful using it and should be aware of its limitations.” (Michael Schreiber, citado por Phillip Ball, Nature 448, 16, 2007)

 

 

 

Impacto de la crisis económica en la construcción: lo que opinan los estudiantes

ABSTRACT:

The current economic crisis has specially affected the Spanish construction industry, causing the loss of 1.2 million jobs in the last four years. The increase in the unemployment rate is particularly worrisome for recent graduates in the construction industry. This fact leads to changes in the university degrees related to construction: undergraduate students should be prepared for a new professional environment and recent graduate find it hard to enter the labor market. Low employment opportunities entail a lack of motivation that can cause a significant decrease in the achievement of learning outcomes. This paper seeks to analyze the impact of the crisis in the construction industry from the point of view of the students of a M.Sc. in Construction Management, analyzing the evolution of student’s perception on unemployment and their motivations to enroll in the master degree. For this purpose, a questionnaire was handed out to students of three consecutive classes of the M.Sc. in Construction Management at the Universitat Politècnica de València (Spain) from 2010 to 2012. A statistical analysis of the survey was developed. This way, some interesting points can be highlighted on the impact of crisis on young construction professionals.

KEYWORDS:

Construction; Economic Crisis; Employment; Motivation; Labor Market; M.Sc. Degree

REFERENCIA:

TORRES-MACHÍ, C.; PELLICER, E.; YEPES, V.; PICORNELL, M. (2013). Impact of the economic crisis in construction: a perspective from graduate students. Procedia – Social and Behavioral Sciences, 89:640-645.

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La revolución de la digitalización en la ingeniería civil

En una entrada anterior que denominé “La ingeniería de caminos en el siglo XXI, ¿quo vadis?, puse de manifiesto la incertidumbre que suponía la desaparición de la titulación de ingeniero de caminos, canales y puertos con motivo de la reestructuración de las enseñanzas universitarias en grado y máster. Las preguntas que dejaban en el aire adquirían un tinte dramático cuando se contextualizaban en una situación de profunda crisis económica, especialmente fuerte en el sector de la construcción.

Otra reflexión sobre el futuro de la profesión la dejé en la entrada “¿Qué entendemos por “Smart Construction”? ¿Una nueva moda?“. Allí dejé constancia de las modas que igual que aparecen, desaparecen, pero que suponen cambios sustanciales en una profesión como la de ingeniero civil. Allí expresé mi esperanza de que el término de “construcción inteligente” tuviera algo más de recorrido y pudiera suponer un punto de inflexión en nuestro sector. Este término presenta, como no podía ser de otra forma, numerosas interpretaciones y tantas más aplicaciones. Es un concepto que se asocia al diseño digital, a las tecnologías de la información y de la comunicación, la inteligencia artificial, al BIM, al Lean Construction, la prefabricación, los drones, la robotización y automatización, a la innovación y a la sostenibilidad, entre otros muchos conceptos. Entre estos conceptos, uno que me interesa especialmente es la asociación con el de los nuevos métodos constructivos (término que incluye nuevos productos y nuevos procedimientos constructivos). Su objetivo es mejorar la eficiencia del negocio, la calidad, la satisfacción del cliente, el desempeño medioambiental, la sostenibilidad y la previsibilidad de los plazos de entrega. Por lo tanto, los métodos modernos de construcción son algo más que un enfoque particular en el producto. Involucran a la gente a buscar mejoras, a través de mejores procesos, en la entrega y ejecución de la construcción.

Al hilo de estas reflexiones, me ha gustado especialmente el vídeo ganador del concurso de la Asociación de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, ingeniería en 200 segundos, que presenta Juan Antonio Martínez Ortega, y que trata del impacto de la digitalización en la ingeniería civil. Atento al “diablillo de Laplace“. ¡Enhorabuena para Juan Antonio!

 

Correspondencia jerárquica entre las competencias y los resultados de aprendizaje. El caso de “Procedimientos de Construcción”

El mes pasado se desarrolló en la Universitat Politècnica de València el IV Congreso Nacional de Innovación Educativa y Docencia en Red. A parte de pertenecer al Comité Científico de dicho congreso. En este congreso, la mayor parte de las comunicaciones se presentan en formato póster y solo una pocas se presentan en comunicación oral. Ese ha sido el caso de la presentación oral que hice de una comunicación que presenté una propuesta jerárquica sobre las competencias y los resultados de aprendizaje. Esa comunicación es la que os dejo a continuación.

 

Para los que queráis tener acceso directo a todas las comunicaciones del congreso, podéis acceder a través del siguiente enlace: http://ocs.editorial.upv.es/index.php/INRED/INRED2018/schedConf/presentations

Resumen

El objetivo del artículo es establecer una estructuración de correspondencias jerárquicas entre las competencias y los resultados de aprendizaje de una asignatura. Para ello, tras comprobar las distintas interpretaciones que existen entre ambos conceptos, se opta por considerar que los resultados del aprendizaje son concreciones de las competencias para un determinado nivel y que son el resultado del proceso de enseñanza-aprendizaje. Además, el necesario alineamiento entre los programas de una asignatura, la adquisición de competencias y resultados de aprendizaje y la evaluación del estudiante, aconseja jerarquizar los resultados de aprendizaje en dos niveles. Como resultado de lo anterior, se muestra la aplicabilidad de esta correspondencia jerárquica a dos asignaturas del Grado de Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València: “Procedimientos de Construcción I y II”.

Palabras clave

Competencias, resultados de aprendizaje, correspondencia jerárquica, procedimientos de construcción, ingeniería civil.

Referencia

YEPES, V. (2018). Correspondencia jerárquica entre las competencias y los resultados de aprendizaje. El caso de “Procedimientos de Construcción”. Congreso Nacional de Innovación Educativa y Docencia en Red IN-RED 2018, Valencia, pp. 1-15. ISSN 2603-5863

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Mantenimiento de puentes

Imagen del “Silver Bridge” tras el colapso (1967). Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2500886

En general, las necesidades de los trabajos de mantenimiento y conservación han ido creciendo en todos los países desarrollados con redes de infraestructuras importantes. En principio, estas labores estaban enfocadas desde el punto de vista de resolver problemas de la estructura ya deteriorada, mediante reparaciones y acciones puntuales, para pasar, actualmente, en los sistemas de gestión más desarrollados, a tratarse de labores preventivas que eviten llegar a la situación de degradación última de la estructura, en la cual se disparan los costes de adecuación.

Mapa conceptual sobre sistemas de gestión de puentes. Elaborado por V. Yepes

Os dejo a continuación la presentación de una clase sobre mantenimiento de puentes que impartí recientemente en la asignatura “Gestión del mantenimiento de infraestructuras”, del Grado en Ingeniería Civil de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Valencia.

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El profesor universitario como investigador

Los objetivos que los poderes públicos deberían asignar a la Universidad, están en consonancia con las ideas enunciadas, ya hace años, por Ortega y Gasset cuando afirmó que las tres misiones fundamentales de la Universidad son:

  1. Formar a los profesionales facultativos que la sociedad demanda.
  2. Ser depositaria y difusora de la cultura de la época, y,
  3. Producir nueva ciencia y formar científicos.

A estas misiones habría que añadir algunos planteamientos recogidos en nuestra legislación como la Ley Orgánica 4/2007 de Universidades, donde se indica que “las universidades, además de un motor para el avance del conocimiento, deben ser un motor para el desarrollo social y económico del país. Junto a la investigación básica, la universidad deberá impulsar la transferencia al sector productivo de los resultados de su investigación en coordinación y complementariedad con los demás agentes del sistema de ciencia y tecnología”. Esta misma Ley indica que “la investigación científica es fundamento esencial de la docencia y una herramienta primordial para el desarrollo social a través de la transferencia de sus resultados a la sociedad”.

La investigación, en consecuencia, debe estar presente en las actividades que se realicen en la Universidad. En cuanto a su necesidad para formar a los profesionales facultativos que la sociedad demanda es importante remarcar la relación entre la docencia y la investigación. Si los planteamientos sobre la importancia de la investigación para la docencia son válidos para la enseñanza de primer y segundo ciclo, cobran una especial relevancia para el tercer ciclo y los cursos de postgrado. Dado que una de las misiones del tercer ciclo es formar científicos, poco cabe decir si el profesor no investiga. Con respecto a los cursos de postgrado cabe indicar dos aspectos: en primer lugar, en un contexto de praxis y medios tecnológicos con una rápida evolución en el tiempo, el profesional deberá reciclarse varias veces a lo largo de su vida; por tanto, si la Universidad asume el reto de que ese reciclaje pase por sus aulas, deberá tener un profesorado que conozca la ciencia y la tecnología que se produce en su tiempo, y ello solo se logra con la investigación; en segundo lugar, el nivel de especialización de los contenidos docentes de este tipo de cursos, obliga al docente que los imparta a practicar la investigación. Respecto a la segunda de las misiones, ser depositaria y difusora de la cultura de la época, la labor de la Universidad consiste en la generación y captación de las nuevas ideas y conocimientos, su incorporación a la cultura propia y su difusión a la sociedad. Ello exige grupos de investigación y profesorado de primer nivel que estén en contacto con la ciencia y la tecnología de la época. Para la asimilación de la cultura, los grupos de investigación presentan cualidades idóneas al conocer la ciencia y practicar sus métodos, la difusión va implícita en la docencia.

Lo anteriormente comentado viene a remarcar la idea de que la docencia y la investigación no pueden ser actividades antagónicas para el profesor universitario. Todo lo contrario, son complementarias entre sí y, por ello, conviene potenciar y racionalizar ambos aspectos inherentes a la propia misión de la Universidad. La investigación científica constituye una actividad intelectual que requiere determinadas aptitudes. Así, el profesor universitario, en su papel de investigador, debería disponer de ciertas aptitudes básicas como haber alcanzado una formación adecuada en el campo que desea investigar, tener ciertas cualidades morales, curiosidad y capacidad de asombro y disponer de los medios e instrumentos necesarios para desarrollar su trabajo.

La función investigadora del profesor debería canalizarse dentro de algún proyecto que marcara claramente la línea de investigación. Estos proyectos, evidentemente, precisan recursos, cuya consecución resulta en ocasiones muy complicada en situaciones, como la actual, de fuertes restricciones presupuestarias y caída muy importante de la actividad en el sector de la construcción.

Los resultados más relevantes de la actividad investigadora deben publicarse y transferirse, en la medida de lo posible, al sector empresarial. La difusión de los resultados de mayor relevancia es en revistas científicas de impacto, aunque también destacan los libros y capítulos de libro, y, en menor medida, la publicación en congresos, conferencias y seminarios. Los resultados, además, influyen fuertemente en la acreditación de la calidad investigadora, por lo que la elección de revistas de prestigio e impacto resulta muy importante. El Journal Citation Report (JCR), elaborado por el Institute for Scientific Information (ISI), publica el factor de impacto de la mayoría de las revistas de reconocido prestigio, siendo un indicador de calidad muy aceptado en la actualidad.

La explotación de los resultados de investigación y su transferencia a las empresas constituye un aspecto significativo de la actividad investigadora. Normalmente, la solicitud y explotación de patentes y productos con registro de propiedad intelectual acreditan dicha actividad. Por otra parte, también debe plantearse la posibilidad de creación y apoyo a empresas spin-off, pues supone una vía de promoción y salto al sector productivo por parte de los investigadores. En este sentido, la dirección de ejercicios final de máster y, especialmente, tesis doctorales contribuye a la formación de nuevo personal de investigación, completando así el ciclo de generación de recursos humanos dedicados a la investigación y desarrollo.

Todo lo anteriormente expuesto forma parte de los criterios actuales que guían a la Agencia Nacional de Evaluación de la Calidad y Acreditación (ANECA) en la evaluación del profesorado. Estos criterios, de alguna forma están definiendo un modelo de profesor tipo al cual se deben acercar todos aquellos que pretendan seguir la carrera de docente universitario. Con todo, en mi opinión, en el caso del profesor de los futuros ingenieros civiles, se deberían incluir ciertas exigencias que deberían modificar ligeramente las presentadas por ANECA. Fundamentalmente una Universidad que forme buenos ingenieros deberá contar como docentes también a buenos ingenieros, que además deberán tener capacidad docente e investigadora. En este sentido, siguiendo a Murcia (2005), “sería muy conveniente que los profesores de tecnologías, más que los investigadores no docentes, deberían tener actividad profesional en su campo. En la medida en que esto se aceptara, lo primero sería admitirlo, reconociendo el interés para la docencia de esta tarea profesional (que legalmente la universidad se ve en gran dificultad para asumir entre sus actividades), e incluso incentivar después de su realización adecuando mecanismos existentes o creando otros; pero no cubrirla bajo el epígrafe de investigación”.

Referencias:

Murcia, J. (2005). En el camino de una investigación más potente para la construcción de obra civil. I Jornadas de Investigación en Construcción. Instituto de CC. “E. Torroja”. CSIC. Vol. I, pp. 305-318. Ed. AMIET. Madrid, 2, 3 y 4 de junio de 2005.

Yepes, V. (2017). Proyecto de investigación. Concurso de Acceso al Cuerpo de Catedráticos de Universidad. Universitat Politècnica de València, 538 pp.

 

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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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La construcción romana, el hormigón y otras cosas en Radio Nacional

Puente de Alcántara, puente romano en arco construido entre 104 y 106, que cruza el río Tajo en la localidad cacereña de Alcántara.

Resulta gratificante tener la oportunidad de conversar tranquilamente en un medio de comunicación como es Radio Nacional de España sobre ciencia, tecnología e ingeniería. El otro día me entrevistaron en el programa “24 horas“, presentado por Miguel Ángel Domínguez sobre la construcción romana, el hormigón y otros aspectos relacionados con la ingeniería civil y la inteligencia artificial. Se trata de un programa que dedica un espacio los miércoles a la tertulia científica y es, para la ingeniería, una oportunidad para acercar la técnica al gran público, facilitando la labor tan importante de divulgación científica.

 

 

Hablamos sobre las razones por las cuales las construcciones romanas han llegado hasta nuestros días, de la calidad de los hormigones romanos, del impacto medioambiental de la fabricación del cemento Portland, de la tecnología actual de la construcción y de la aplicación de la inteligencia artificial en el diseño automático y óptimo de puentes. Aunque la entrevista se quedó muy corta y nos dejamos en el tintero muchas cosas, os paso el post para que lo escuchéis en cualquier momento. También tenéis otras entrevistas anteriores relacionadas con el puente Hong Kong-Zhuhai-Macao, o con el Golden Gate. Espero que os sean de interés.