Mecánica de suelos: Importancia en los proyectos de infraestructura civil.

La importancia de generar estudios precisos para la toma de decisiones en los proyectos de ingeniería civil pasa por tener un análisis de los suelos y su comportamiento. Para esto se hace necesario el estudio de la mecánica de suelos.

Dentro de los estudios básicos que refieren a un proyecto de infraestructura civil, se encuentra la mecánica de suelos. Esto nos permite determinar los aspectos geomecánicos que se tienen a lo largo del proyecto que vayamos a intervenir.

 

Introducción y conceptos básicos.

Para esto, primero de deben determinar las características de clasificación de los suelos. Como primera etapa de un estudio, se clasifican e identifican los suelos para saber a ciencia cierta el comportamiento de los mismos.

 

Modelos de comportamiento de suelos.

Una vez que se sepan las características de los suelos, se debe realizar el análisis del comportamiento de los mimos a determinadas cargas, ya sean propias o inducidas. Con esto podemos saber y analizar las obras que serán diseñadas de acuerdo a los tipos de suelos que se encuentren. Se realizará un análisis de las diferentes formas en las que se pueden encontrar los muros de contención. Y los empujes de suelos que se aplican a las estructuras mediante los modelos de Rankine y Coulomb. 

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Suelos semi saturados.

Se debe mencionar que entre los suelos o los tipos de suelos que se pueden encontrar en el terreno, están los saturados y los secos. Pero se ve que existe una tercera fase del suelo que es los suelos semi saturados. Este tipo de suelo es una fase intermedia que tiene un porcentaje de agua y aire mezclados, los cuales nos dan un análisis diferente que se debe realizar. Este tipo de análisis sirve para poder optimizar las estructuras al ser construidas y, de esta manera, determinar la profundidad de las fundaciones. Es un tema relativamente nuevo dentro de los estudios que se verán en el curso.

Dinámica de suelos.

Para finalizar se verá el comportamiento de los suelos cuando se encuentran con fuerzas dinámicas aplicadas a los mismos. En este tema se determinará la tectónica de placas y la sismicidad de los suelos. Es de relevante importancia porque los suelos se analizarán de diferente manera a la aplicación de fuerzas dinámicas. Sabiendo el tipo de ondas que encontraremos podemos analizar y definir las obras al ser construidas.

 

¿Te interesa saber más de los estudios básicos de ingeniería?

Autor: Carlos Rico Eguez, docente en el Máster en Geotecnia y Cimentaciones.

 

El atropello de ciclistas aumenta exponencialmente.

Un aumento exponencial de las ventas de bicicletas y, por consiguiente, del número de usuarios, unido a la triste realidad de que 4 de cada 10 fallecidos en carretera habían consumido alcohol o drogas antes del momento del accidente, suponen un cóctel mortal que se traduce en la pérdida de vidas humanas inocentes en la carretera.

Todo el mundo parece tener una solución al problema. Sobre el aumento del uso de la bicicleta en España se habla y se legisla cada vez más, pero se hace generalmente desde puntos de vista e intereses particulares, desde el corporativismo, desde la improvisación e incluso, por desgracia, desde la ignorancia, por qué no decirlo.

Ahora bien, quizá todos los que trabajamos en el mundo de la seguridad vial tengamos que plantearnos también nuestra parte de culpa en que hoy cada persona tenga asumido que juega un papel determinado en la vía,  y que se hable de peatones, conductores o ciclistas en lugar de hablar de ciudadanos que utilizan la bici, el coche o van andando o en autobús.

 

Encasillar a las personas en roles determinados conduce a la falta de empatía y comprensión con el resto de usuarios, además de priorizar los derechos de cada uno por delante de las circunstancias del entorno.  Un estudio realizado por Attitudes en 2010, sobre la ansiedad y su influencia en los conductores españoles, decía por qué disfrutar de la prioridad cuando las señales de tráfico nos dan la razón, o porque vamos circulando correctamente por “nuestro carril” nos produce cierta agresividad.

Ese sentimiento de posesión que hemos trasladado al lenguaje “circulo por mi carril”, “sale por mi derecha” o “la preferencia es mía”, provoca que casi uno de cada tres conductores se muestre más agresivo cuando otro conductor se atreve a arrebatarle esa prioridad de la que goza, y se lo hará saber de la forma más enérgica posible. Esto cuando se hace con un peatón o un ciclista puede llegar sencillamente a acabar con su vida.

La movilidad se enfrenta al reto de la “multimodalidad”, en la que personas que se mueven de forma diferente deben convivir usando el limitado espacio que ofrecen las ciudades. Lograr una sana convivencia entre todos es el objetivo principal  y sólo cuando las ciudades estén llenas de ciudadanos empáticos podremos hablar de otras actuaciones más concretas.  Empezar la casa por el tejado no suele ser buena elección.

 

Ciudades europeas que todos tenemos en mente en las que parece que se ha logrado esta convivencia con éxito – ojo, que no es oro todo lo que reluce – no lo han conseguido de un día para otro, ni tampoco con falta de sufrimiento y víctimas.

Por desgracia, en los próximos meses veremos por parte de algunas administraciones soluciones al problema de los accidentes de ciclistas, en algunos casos serán cortoplacistas, en otros directamente parches, pero esperemos que a alguien se le ocurra adoptar medidas con algo más de visión de futuro para solucionar la raíz del problema y no sólo para ocupar titulares.

 

Autor: Agustín Galdón Medina, docente en el Máster Internacional en Tráfico, Transportes y Seguridad Vial.

 

Tidyverse: una librería para la minería de datos.

Tidyverse es una librería que resume la mayor parte de las tareas que tiene que realizar un data-scientist. Se trata de una aportación de uno de los mayores gurúes de R: Hadley Wicham y que resume un trabajo genial realizado por este brillante data-scientist durante años.

La idea básica es dotar a R de un lenguaje muy potente de tratamiento de todas las tareas a realizar a la hora de crear conocimiento.

Consta básicamente de 6 librerías para la minería de datos como podemos ver en la imagen 1.

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  1. ggplot2.- Es la librería más famosa. Se trata de una gramática de gráficos, es decir de un lenguaje que cubre todos los aspectos a la hora tanto de explorar unos datos, como de comunicar las conclusiones. Su introducción en R revolucionó la manera de concebir la elaboración de gráficos mediante la creación de un lenguaje mediante diferentes capas que aportan la manera de seleccionar y filtrar los datos, las diferentes geometrías, escalas, coordenadas, divisiones, zooms, etc.
  2. dplyr.- Es la segunda librería más famosa. Creada para transformar los datos, vendría a ser el equivalente a un lenguaje SQL, e incluye sus mismas funcionalidades.
  3. readr.- Es una librería de lectura de diferentes fuentes de datos. Su ventaja sobre las otras librerías de lectura de R es que permite integrarse perfectamente con las otras dos librerías anteriores, mediante la concatenación de órdenes: %>%. (pipes)
  4. purrr.- Es una librería que permite explotar una de las grandes funcionalidades de R : la vectorización. Para explicarlo, ponemos un ejemplo que el propio manual proporciona, y esto es hallar el coeficiente de determinación de una regresión de líneal de un conjunto de datos, teniendo en cuenta una factorización.

library(purrr) : cargamos la librería

mtcars %>% : elegimos el conjunto de datos a trabajar

  split(.$cyl) %>%  : dividimos ese conjunto según los distintos valores del campo cyl

  map(~ lm(mpg ~ wt, data = .)) %>% : realizamos una regresión lineal para cada subconjunto

  map(summary) %>% : sacamos el coeficiente de determinación para cada subconjunto, o sea, cuando cyl vale 4, 6, 8

  map_dbl(“r.squared”)

         4         6         8

 0.5086326 0.4645102 0.4229655

 

5.      tidyr.- Es la librería que permite transformar cualquier formato de dato en un formato legible tanto por los algoritmos como por el resto de librerías de tidyverse.

6.      tibble.- Es la librería que permite transformar los datos en un formato de tipo “tibble” que da muchos menos problemas con su tratamiento que los habituales “data-frame”

 Y otras dos librerías que no vienen en la imagen 1.

 7.      stringr.- Es la librería que permite tratar con cadenas de caracteres, extrayendo, sustituyendo, manipulando minúsculas, etc.

8.      forcats.- Es una librería para manejar variables de tipo categórico.

 

En resumen, si yo tuviera que recomendar que, de todas las librerías de R, se aprendieran unas pocas para tener un buen nivel competitivo profesional, yo recomendaría éstas.

Autor: Pedro José Jiménez López, docente en el Máster en Big Data y Business Intelligence

Tecnologías de la automatización… ¿Cuáles son las diferencias?

Las tecnologías de la automatización son sistemas que siguen una secuencia previamente establecida. El automatismo puede ser cableado o programado, en ambos casos siempre vamos a distinguir dos partes: una la de control y otra la de potencia.

En la parte de control se determina el funcionamiento de la secuencia de operaciones, es un sistema secuencial donde previamente se han almacenado las instrucciones a realizar.

 

Las tecnologías de la automatización basadas en los automatismos cableados son las más sencillas de todas. El control se ejerce mediante contactores y cableado,  interconectando contactores, salidas auxiliares, pulsadores interruptores y sensores como finales de carrera, por ejemplo.

En la zona de control, se actúa sobre la carga. El control será cableado y los mecanismos de actuación más sencillos son los relés y los contactores.

El contactor es un dispositivo eléctrico formado por dos partes. Por una parte se tiene una bobina que al paso de la corriente eléctrica crea un campo magnético y por otra se tienen unos contactos eléctricos que se abren o cierran en función de ese campo magnético.

La bobina va unida a la salida del circuito de control, los contactos eléctricos van unidos al circuito de potencia. Si el contactor es de poca potencia se suele conocer como relé.

Los contactos pueden estar normalmente abiertos o cerrados, pueden ser de fuerza o también pueden ser auxiliares para ayudar en la programación cableada, por ejemplo, en un enclavamiento.

La bobina es un conjunto de espiras diseñadas para formar un campo magnético determinado capaz de poder actuar sobre los contactos eléctricos asociados.

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En el interior de la bobina se encuentra el núcleo magnético, en el que aparece el campo magnético inducido por el creado al pasar la corriente eléctrica por las espiras. Este campo es el que abre o cierra los contactos asociados.

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La bobina es preferible que esté conectada a tensiones reducidas. Siempre es aconsejable trabajar con tensiones reducidas para el control por seguridad, por ejemplo 12 ó 24 V.

Para realizar la automatización necesitamos tener los datos de sistema a automatizar, necesitamos saber las características que tiene que tener el proceso para poder efectuarlo.

 

En las tecnologías de la automatización basadas en los automatismos programados, las secuencias de las operaciones se definen mediante la programación, que puede ser sobre un autómata programable o PLC o también sobre un microcontrolador.

La programación más estándar es la realizada mediante diagramas de contactos usando biestables programados para establecer las nuevas etapas y borrar las anteriores. Como autómata programable podemos encontrar el S7-300 de Siemens:

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Este sistema también se puede realizar para programar los microcontroladores en “C” siguiendo un diagrama análogo al realizado con autómatas:

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La secuencia de operaciones se describe con Grafcet y a continuación se realiza la programación correspondiente en función del tipo de autómata o microcontrolador.

 

En la Automatización Industrial se necesitan sensores capaces de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, pH, etc. Una magnitud eléctrica puede ser una resistencia eléctrica, una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como en un fototransistor), etc.

Podemos encontrar sensores como finales de carrera, detectores de humedad, temperatura, vibración y cualquier otro dispositivo que convierta cualquier magnitud física en una variación eléctrica como, por ejemplo, los sensores inductivos o capacitivos.

Los finales de carrera son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido o de un elemento móvil, como, por ejemplo, una cinta transportadora, con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado de un circuito. Los sensores inductivos son una clase especial de sensores que sirve para detectar materiales metálicos ferrosos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia o ausencia de objetos metálicos en un determinado contexto: detección de paso, de atasco, de codificación y de conteo.

En la Automatización Industrial los materiales necesarios son:

  • Autómata o PLC o microcontrolador si la programación es programada.
  • El contactor y relés auxiliares.
  • Interruptores.
  • Pulsadores.
  • Interruptores de posición.
  • Detectores fotoeléctricos.
  • Detectores inductivos.
  • Detectores capacitivos.
  • Detectores ultrasónicos.
  • Lámparas de señalización,
  • Señalización acústica.
  • Temporizadores.
  • Relojes programables.
  • Variadores de velocidad.
  • Sistema de comunicaciones.

 

Este esquema materializa los componentes empleados en la automatización. En función de la automatización requerida podrán variar los tipos de sensores y actuadores.

 

Autor: Antonio Manuel Blanco Solsona, docente en el Máster de Electrónica Industrial, Automatización y Control.

 

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