I. CONTEXTO

Si bien todo el ámbito académico compuesto por alumnos, docentes y directivos, estamos convencidos que realizamos los mejores esfuerzos, siempre cabe la duda si lo que estamos haciendo es lo adecuado, lo mejor o la excelencia.

Nosotros encontramos en los concursos o competiciones universitarias una herramienta educativa que nos estimula a ser mejores alumnos, docentes y futuros profesionales.

Cuando el concurso posee reglas claras y buenos premios, se convierte en un juego de ingeniería y despierta en los alumnos la creatividad y el ingenio mientras aplican los conocimientos adquiridos. Los alumnos se autoevalúan, se comparten soluciones a las problemáticas planteadas de todo el curso.

La participación de las universidades en los concursos nacionales servirá para evaluar y posicionar a los alumnos como a las universidades las cuales obtendrán un mayor prestigio mientras que los alumnos obtienen reconocimiento, valentía y los empuja al esfuerzo constante para vencer obstáculos, requisitos que van más allá que lo meramente académico.

II. INTRODUCCIÓN

La materia Análisis Estructural 2 tiene como objetivo que los alumnos comprendan el funcionamiento de las estructuras de puentes y edificios.

Se eligió al concurso de la Asociación de Ingenieros Estructurales (AIE) el cual se desarrolla en la Argentina cada 2 años y el cual está abierto a todas las universidades del país.

El concurso elegido tiene en cuenta: la carga de rotura, la carga calculada, la carga de diseño y el peso de la estructura, generando un parámetro de eficiencia del puente.

III. MÉTODOS

Las maderas para la construcción fueron caracterizadas por los alumnos en sus domicilios bajos distintos métodos de ensayo. Las maquetas se realizaron a escala en madera balsa siguiendo los lineamientos del concurso.

Los métodos que se utilizaron para el análisis de las estructuras fueron programas en elementos finitos y las maquetas fueron ensayados en laboratorios.

IV. RESULTADOS Y OBJETIVOS

Se realizó un concurso interno de la universidad donde se realizaron 4 modelos a escala con sus memorias de cálculo logrando efectividades entre el 30% al 90%. El equipo ganador del concurso interno se presentó al concurso de la AIE 2020 obteniendo el 1er premio.

Muchas veces pensamos que los cambios son difíciles de implementar y nos desanimamos tanto docentes como alumnos en romper esas barreras que faciliten el progreso, el desarrollo o que valoren el trabajo y el esfuerzo de cada uno. Y muchas veces, no nos damos cuenta que, somos nosotros mismos los que nos autolimitamos en alcanzar los objetivos.

Este trabajo se realizó en año 2020, en época de pandemia, donde todo era imposible y desconocido. Espero que este trabajo estimule a otros profesionales y docentes a trabajar en salvar obstáculos, con el fin de jerarquizar la actividad docente, de manera de lograr mejores profesionales capaces de enfrentar un mundo hostil y desafiante pero al mismo tiempo innovador y competitivo.

Nosotros encontramos en el concurso de la AIE una herramienta educativa que nos provoca y estimula a ser mejores alumnos, docentes y futuros profesionales. Este concurso, que posee unas reglas claras, se convierte en más que un juego de ingeniería, despierta en los alumnos la creatividad, el ingenio y la aplicación de los conocimientos adquiridos, al mismo tiempo que, se autoevalúan o comparten soluciones a las problemáticas planteadas conjugando con la teoría y la práctica de las estructuras.

En mi opinión, el desafío de los concursos universitarios, también lo es para el docente, que debe sopesar los contenidos de la materia con el concurso universitario. Pero también, el docente moderno se tiene que dar cuenta que, los alumnos poseen distintas fuentes de información, que van más allá de lo que el docente le puede enseñar durante el periodo del curso. También el docente cuenta muchísimas herramientas audiovisuales que pueden favorecer y ayudarle en la actividad formal que debe impartir, pudiendo destinar tiempo a los concursos universitarios.

Por último, el desafío también lo es para los directivos de las universidades, que deben instrumentar métodos, procedimientos y presupuestos para estimular los concursos universitarios. Quizás lo más difícil es poner el tema en la agenda de cada universidad, de manera que sea una rutina con una política a largo plazo, con sponsors que soporten los costos de los premios y que incentive cada vez más a participar en estos tipos de certámenes y seguramente esto llevará al reconocimiento y prestigio de la universidad que gane la concurso.

CONCURSO AIE 2020

a. Las normas del concurso

Las normas del concurso las pueden descargar en el link de la bibliografía de referencia, pero conceptualmente consiste en diseñar un puente en madera balsa que resista la carga de 2.5kN=250kgf

Geometría del puente

Fig.1

Fig.2

b. Condición de eficiencia

El puente ganador es el que posea mayor eficiencia según la siguiente fórmula

en donde:

Preste atención que la eficiencia del puente tiene en cuenta varios factores:

P_{i /}G_i : Tiene en cuenta la carga de rotura del puente respecto del peso del puente

P_{i /}P_t: : Tiene en cuenta la carga de rotura respecto de la carga calculada

P_{i /}P_u : Tiene en cuenta la carga de rotura respecto de la carga esperada de diseño

Por lo cual el concurso no tiene en cuenta solo cuanto resiste el puente, sino que además tiene en cuenta que el mismo no sea muy pesado y que además no hayas cometido mucho error entre el valor que has calculado que resiste y lo que realmente rompió el puente.

c. Los integrantes del equipo

El concurso fija que la cantidad máxima por equipo resulta de 3 alumnos por equipo.

Este tema es bastante importante a nivel académico, debido a no generar equipos muy grandes donde la participación de los alumnos quede muy reducida o encontrar integrantes que no hayan participado o realizado ninguna tarea. Por lo cual para definir la cantidad de alumnos por equipo uno debiera plantearse las tareas a realizar y luego asignar la cantidad de alumnos.

En nuestro caso, el puente tiene tres tareas muy definidas,

i. La ejecución de la maqueta

ii. La ejecución de la memoria de calculo

iii. La adquisición de insumos y presentaciones

EL EFECTO COVID 19 y LA CUARENTENA

El proceso de preparar la maqueta para el concurso se desarrolla durante el primer cuatrimestre del 2020, el cual debía presentarse en agosto del 2020, pero además los alumnos debían terminar los modelos antes de terminar la materia que era antes de julio 2020.

El efecto Covid 19 y Cuarentena nos provocó una demora en romper la inercia de los trabajos debido a que:

a. Los comercios estaban cerrados

b. Los alumnos no se podían mover de sus hogares por la cuarentena.

c. Existía un miedo en los equipos debido a la enfermedad que los inmovilizaba

d. La universidad y su laboratorio estaban cerrados.

El mayor obstáculo a vencer fue el miedo y la parálisis provocados por el Covid 19.

CONCURSO INTERNO UNLaM

Como la materia Análisis Estructural 2 es una materia cuatrimestral y se requería tener evaluados a los alumnos a principios de Julio, no podíamos esperar el certamen de la AIE de agosto. Por tal motivo decidimos realizar un certamen interno de la cátedra con las mismas condiciones que el concurso de la AIE. Esta decisión tuvo algunos beneficios extras. Pudimos analizar la rotura de las maquetas con más detalle y minimizar los riesgos de las incertidumbres del proyecto.

Si bien queríamos que la totalidad de los alumnos concursaran en agosto en el certamen de la AIE, los costos de la elaboración de las maquetas sumados a la crisis económica de los alumnos son llevo a tomar la decisión que solamente el ganador del certamen interno tuviese la obligación moral de representar a la universidad en el concurso de la AIE.

Por otro lado debido a que el laboratorio de la universidad se encontraba cerrado por la pandemia, tuvimos que recurrir a un laboratorio externo para poder ensayar las maquetas de los alumnos.

a. Descripción de los equipos:

Se desarrollaron 4 equipos conformados por los siguientes alumnos.

Equipo 1: Vignardel – Garvizu

Equipo 2: Dimassi – Monges -Pavser

Equipo 3: Ponsone-Travaglini- Salazar

Equipo 4: Santia-Marino- Pasut

b. Descripción de las maquetas

Las maquetas siguieron lineamientos propios de cada equipo, siendo algunos reticulados espaciales, vigas T, Viga Cajón, o Viga Calada

Equipo 1: Viga T

Fig.3

Fig.4

Equipo 2: Reticulado espacial

Fig.5

Equipo 3: Reticulado

Fig.6

Equipo 4: Viga pantografiada

Fig.7

c. Caracterización de la madera balsa

Unas de las primeras tareas era conocer el material para la construcción del modelo y determinar las constantes de la elasticidad y resistencia de la madera. Por la teoría sabíamos que la resistencia de la madera dependía mucho de la densidad de la madera.

Por lo cual, cada equipo debería caracterizar a la madera con la cual realizarían sus prototipos o maquetas en sus hogares. Estos son las formas que los alumnos realizaron un ensayo de flexión para calcular el módulo de elasticidad (E) y la tensión de rotura (Fu).

Equipo 1: Escalones de carga con paquetes de fideos

Fig.8

Equipo 2: Escalones de carga con agua

Fig.9

Equipo 3: Escalones de carga con ladrillos

Fig.10

Equipo 4: Escalones de carga con pesas y fleximetro

Fig.11

En la siguiente tabla se indican los valores obtenidos por cada equipo.

TABLA NRO.1

GRÁFICO NRO.1

d. El modelo de cálculo y lugares de falla

Los alumnos utilizaron programas de elementos finitos para ubicar los lugares de falla y calcular la carga de rotura que resistiría el puente. A continuación se extraen algunas partes interesantes de las memorias de cálculo de los alumnos.

Equipo 1

Fig.12

La localización de la falla sería en el tabique lateral y la carga máxima seria de 2.62 kN

Equipo 2

Fig.13

La falla seria la barra 107 y la carga máxima seria 1.44kN

Equipo 3

Fig.14

La falla seria en la barra 19 del apoyo, la carga máxima sería 2.0kN

Equipo 4.

Fig.15

La falla seria en el cordón inferior y la carga máxima seria 2.99 kN

e. Prueba de laboratorio

Dado que el laboratorio de la universidad se encontraba cerrado por la pandemia, se contactó al laboratorio CIMHE que nos prestó las instalaciones para desarrollar el ensayo de carga de los prototipos.

A continuación se visualizan los ensayos de laboratorio de cada equipo