Innovación docente: cómo diseñar experimentos utilizando fabricación digital en dinámica estructural

La dinámica estructural proporciona los fundamentos teóricos para el diseño adecuado de estructuras resistentes al sismo. En el ámbito educativo, su enseñanza ha estado muy ligada a prácticas y problemas clásicos así como a desarrollos netamente teóricos. Debido al alto coste de los equipos de laboratorio tradicionales, pocas veces se dirige su enseñanza a través de desarrollos experimentales.

En Camins Makers, se colabora con la enseñanza de dinámica estructural a través de experimentos sencillos, utilizando fabricación digital y herramientas de modelado así como entornos de desarrollo y hardwares de fuente abierta (tal como lo es Arduino).

Este enfoque se plantea en el artículo «Designing Experiments Using Digital Fabrication in Structural Dynamics«, publicado en el  Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice, desarrollado por los profesores Rolando Chacón y Sergio Oller ambos del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la UPC.

Utilizando los conceptos clásicos, se pueden desarrollar experimentos sencillos con péndulos, muelles, sistemas de 1 grado de libertad (o varios), los cuales se pueden instrumentar con sensores y actuadores controlados con placas del tipo Arduino, y cuyos resultados se pueden visualizar en tiempo real mediante interfaces de usuario sencillas (Simple GUIs)

                                                                Péndulo invertido

Fabricación e instrumentación de un pequeño edificio de un grado de libertad

Interfaz gráfica de usuario para problema de muelle con masa concentrada