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Latin American and Caribbean Journal of Engineering Education Vol. 6(2), 2012 11

Una experiencia para la formación en competencias en Ingeniería Civil

Rossana C Jaca1, Adriana Pernich2

Resumen - El desarrollo de las habilidades necesarias para el desempeño profesional demandado por la sociedad pone de manifiesto la necesidad de crear las condiciones que permitan su adquisición durante la etapa de formación académica. Este trabajo presenta un análisis de una actividad desarrollada en la carrera de Ingeniería Civil que pretende trabajar sobre varias competencias necesarias como el trabajo en equipo, la creatividad, la relación entre el modelo abstracto y el modelo real, la concreción material de una idea y las estrategias para su desarrollo completo. La actividad propuesta es un concurso de puentes de spaghettis, en el que los estudiantes deben diseñar y construir un modelo de puente de barras. También, tienen que estimar la carga de rotura y el modelo debe ser cargado hasta el colapso. Los objetivos propuestos para las dos primeras ediciones de este concurso fueron alcanzados por los estudiantes, que estuvieron realmente comprometidos con la tarea y mostraron gran responsabilidad.

Palabras Clave - Creatividad, Diseño, Trabajo en Grupo, Cálculo Estructural, Competencias. _________________________________________________________________________________ Abstract - The development of necessary skills for a professional performance required by society emphasizes the need to create conditions that allow their incorporation during the academic stage. This paper presents an analysis of an activity developed during the Civil Engineering career which intends to focus on several skills needed such as capability of work in group, creativity, the relationship between the abstract model and the real model, the realization of an idea and strategies for full development. The activity proposed is a Spaghetti Bridge Contest, where students have to design and build a truss bridge model. They also have to estimate the failure load, and the model must be loaded up to the collapse. The objetives proposed in the two first editions of this contest were achieved by the students who were really committed to the task and showed great responsibility.

Keywords - Creativity, Design, Teamwork, Structural Analysis, Competencies ________________________________________________________________________________

INTRODUCCIÓN

La sociedad actual demanda de manera creciente una formación basada en el conocimiento y la información integrando una serie de habilidades, capacidades y actitudes que se reúnen bajo el concepto de competencias. En ese sentido, la formación de grado en Ingeniería debería promover el desarrollo de aquellas competencias que la actividad profesional demanda en el recién egresado y con un nivel adecuado al inicio de su desempeño como ingeniero.

Como antecedente y orientado a promover una formación que permita desarrollar capacidades, se puede citar el Proyecto Tuning Educational Structures in Europe (González and Wagenaar, 2003) que también ha sido aplicado en América Latina (Beneitone et al. 2007). El Proyecto Tuning en Europa se centró en analizar el nivel de formación a lograr en términos de competencias y en los resultados de aprendizaje, involucrando más de 175 universidades europeas. Otro antecedente está dado dentro de las especificaciones para la acreditación de carreras de Applied Science Accre-

__________________________ 1 Jaca, Rossana C: Departamento Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional del Comahue, Buenos Aires 1400,

8300 Neuquén, Argentina. E-mail: [email protected] 2 Pernich, Adriana: Departamento Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional del Comahue, Buenos Aires 1400,

8300 Neuquén, Argentina. E-mail: [email protected] Note. The manuscript for this paper was submitted for review and possible publication on October 25th, 2012; accepted on December 30th, 2012. This paper is part of the Latin American and Caribbean Journal of Engineering Education, Vol. 6, No. 2, 2012. © LACCEI, ISSN 1935-0295.

mailto:[email protected]


ditation Commission (ABET) donde se establecen las habilidades que deben ser desarrolladas en el transcurso de las carreras. Existen numerosos trabajos en base a experiencias sobre enseñanza basada en competencias (Cepeda 2004, Edwards et al. 2007, Valle y Cabrera 2009) donde se tratan diferentes aspectos vinculados a metodología, evaluación y a las capacidades necesarias a desarrollar en el egresado.

El concepto de competencia presenta diferentes definiciones y categorías. Se suelen incluir habilidades diferentes en las denominadas competencias genéricas (o básicas) y en las específicas. En el primer caso se involucran capacidades elementales asociadas a conocimientos de índole formativas como capacidad de comunicación oral de ideas o trabajo en equipo. En el caso de las específicas se hace referencia a aquellas vinculadas a la propia actividad a considerar, en este caso del ingeniero. Algunas definiciones relacionan el concepto de competencia con lo que denominan recursos (conocimientos, aptitudes y comportamientos) como los componentes fundamentales necesarios en la realización de una tarea compleja para resolver una determinada situación (Méndez y Roegiers, 2005). En general, en el término competencia se incluyen otros conceptos también importantes, como la capacidad, la habilidad y los diferentes tipos de saberes.

No es equivalente “acreditar competencia” que “acreditar formación”: lo primero se refiere a comprobar que se logran los resultados expresados en términos de realizaciones concretas. El Proyecto Tuning plantea que la competencia “abarca todo un conjunto de capacidades, que se desarrollan a través de procesos que conducen a la persona responsable a ser competente para realizar múltiples acciones por las cuales se proyecta y evidencia su capacidad de resolver un problema dado dentro de un contexto específico y cambiante”.

El presente trabajo se enmarca en la definición dada por el Consejo Federal de Decanos de Ingeniería de Argentina (CONFEDI, 2006), donde se plantea la necesidad de profundizar el conocimiento del modelo educativo en base a competencias teniendo en cuenta la tendencia internacional. En el documento de CONFEDI se considera competencia a la capacidad de articular con eficacia un conjunto de estructuras mentales y valores que permiten poner

en juego diferentes saberes, en un determinado contexto, con el fin de resolver situaciones profesionales durante la realización de las carreras de Ingeniería. Este análisis en particular se refiere a las competencias necesarias para el desempeño de un ingeniero civil.

El objetivo de este trabajo es analizar las habilidades necesarias para desarrollar un proyecto de un puente en el marco de un concurso académico y compararlas con las competencias requeridas en la vida profesional, resultando de esta manera una forma de ejercitar destrezas en un contexto académico. La actividad propuesta necesita que, para lograr el propósito planteado, los estudiantes pongan en juego capacidades que en general no son desarrolladas en el trabajo habitual de las asignaturas. El desafío al que se enfrentan es diseñar, calcular y construir un puente de spaghettis para que resista la mayor carga posible con restricciones en las magnitudes geométricas globales del puente y con un peso que no debe superar un máximo establecido.

En la primera parte del trabajo se plantean las competencias requeridas para un Ingeniero Civil y a continuación, una descripción de la actividad desarrollada que favorece la incorporación de algunas de esas habilidades. Posteriormente, se realiza una comparación entre las competencias profesionales requeridas y las desplegadas en la concreción de la problemática a resolver. Finalmente, se presentan los resultados logrados y las conclusiones del trabajo.

COMPETENCIAS EN INGENIERÍA CIVIL

El planteo de incorporar el desarrollo de competencias en el proceso de formación del ingeniero requiere considerar el desempeño profesional como eje del proceso educativo. Para desplegar la actividad profesional es necesario integrar diferentes áreas de conocimiento en forma compleja, orientando la formación a la solución de un problema concreto en un contexto que impone al ingeniero diferentes tipos de condiciones (materiales disponibles, mano de obra con un determinado nivel de capacitación, monto para realizar la obra, proceso constructivo, disponibilidad de equipamiento, entre otros). En el plan de estudios vigente, tal como está diagramado, no se encuentran propuestas que impliquen la integración de competencias tecnológicas con competencias sociales,


actitudinales y políticas. El desarrollo de tales competencias durante la realización de la carrera ayuda a situar a los futuros profesionales en condiciones de realizar de manera competente un trabajo ingenieril.

Otro aspecto importante del desarrollo de competencias está relacionado con la búsqueda de la información necesaria y/o la generación de la misma por medio de ensayos, pruebas o bien por el análisis de casos de estudio. Esto concuerda con distintos

autores que incluyen en la formación en competencias a la formación continua en ingeniería por ser carreras afectadas directamente por el avance de la tecnología en diferentes frentes (materiales, maquinarias, procesos, etc.)

El documento generado por el CONFEDI propone un listado de competencias genéricas que son presentadas en la Tabla 1, con sus correspondientes desagregados en capacidades asociadas para cada una de ellas.

Tabla 1. Competencias genéricas para Ingeniería (CONFEDI).

Tecnológicas 1. Identificar, formular y resolver problemas 2. Diseñar y controlar proyectos

3. Gestionar, planificar, ejecutar y controlar proyectos de ingeniería 4. Usar técnicas y herramientas de manera efectiva 5. Generar desarrollos y/o innovaciones tecnológicas

Sociales,

políticas y actitudinales

6. Trabajar en equipo 7. Comunicarse de manera efectiva 8. Actuar en forma ética y responsable 9. Aprender de manera continua 10. Actuar con espíritu emprendedor

El Proyecto Tuning Latinoamérica presenta como competencias genéricas relevantes para Ingeniería Civil:

a) Capacidad de abstracción, análisis y síntesis. b) Capacidad para aplicar los conocimientos en la

práctica. c) Conocimientos en el área de estudio y la

profesión. d) Capacidad para identificar, plantear y resolver

problemas. e) Habilidades en el uso de tecnologías de la

información y de la comunicación. f) Capacidad para tomar decisiones. g) Capacidad para trabajar en equipo. h) Capacidad para formular y gestionar proyectos. i) Compromiso ético. j) Compromiso con la calidad.

En el mismo trabajo se mencionan como competencias específicas adicionales para Ingeniería Civil:

• Operar, mantener y rehabilitar obras de ingeniería civil.

• Evaluar el impacto ambiental y social de obras de ingeniería civil.

• Abstracción espacial y representación gráfica. • Manejar e interpretar información de campo.

• Administrar recursos, materiales y equipos.

Para ABET los planes de estudio deben poder mostrar que los graduados tienen:

a) La habilidad para aplicar el conocimiento de matemática, ciencia y ciencias aplicadas

b) La habilidad para diseñar y llevar a cabo experimentos tanto como analizar e interpretar los datos.

c) La habilidad para formular o diseñar un sistema, proceso o programa para satisfacer las necesidades deseadas.

d) La habilidad para formar parte de equipos multidisciplinarios.

e) La habilidad para identificar y resolver problemas de ciencia aplicada.

f) Tener conocimiento de la responsabilidad y ética profesional.

g) La habilidad de comunicarse efectivamente. h) La amplia educación necesaria para comprender

el impacto de soluciones en un contexto global y social.

i) Reconocer la necesidad de educación continua. j) El conocimiento de publicaciones

contemporáneas k) La habilidad de utilizar las técnicas, destrezas, y

las herramientas científicas y técnicas modernas necesarias para su práctica profesional


Para la carrera de Ingeniería Civil, establece que el plan de estudios debe demostrar que los graduados pueden: aplicar el conocimiento de matemática a través de ecuaciones diferenciales, cálculo basado en la física, química, y al menos un área de ciencia adicional consistente con los objetivos del plan de estudios; aplicar el conocimiento de cuatro áreas técnicas apropiadas a la ingeniería civil; dirigir experimentos de ingeniería civil y analizar e interpretar los datos resultantes; diseñar un sistema, componente o proceso en más de un contexto de ingeniería civil; interpretar los conceptos básicos de gestión, negocios, políticas públicas y liderazgo; e interpretar la importancia de la matrícula profesional.

Muchas de estas habilidades no son trabajadas específicamente en los contenidos curriculares, detectándose dificultades por ejemplo al trasladar los conceptos matemáticos y físicos al conocimiento aplicado, al tener que vincular contenidos correspondientes a diferentes disciplinas, al vincular los modelos abstractos con la solución real del problema, al tener que resolver problemáticas con restricciones de diversa índole. Una buena contribución a la formación general para cubrir las competencias esperadas por el medio es desarrollar actividades durante la etapa de grado que enfrenten al alumno con situaciones que requieran desplegar estrategias y plantear alternativas para llevar a cabo el proyecto deseado.

DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD

La actividad propuesta tiende a cubrir un aspecto vinculado a la idea que el ingeniero no solo debe saber sino también saber hacer. El saber hacer no surge solamente con la adquisición de conocimientos sino que resulta de una combinación de conocimientos, destrezas, habilidades, etc. La propuesta pedagógica se planteó en base a un concurso que consiste en el diseño y construcción de un puente. El concepto “Spaghetti Bridge o puente de spaghettis” y su implementación a través de un concurso se realiza en diferentes universidades con reglamentaciones variables. Actualmente existen en universidades en Estados Unidos (entre otras University of Southern of California, Ferris State University, John Hopkings University), Canadá (Civil Engineering Department at Camosun College, Okanagan College), Brasil (Universidade Federal do Rio Grande do Sul), Chile (Universidad de los Andes) y en nuestro país en la Universidad Nacional del Nordeste (Segovia et al. 2005, Beneyto et al. 2011). A través de esta actividad se les permite a los

alumnos transitar las diferentes etapas del desarrollo de un trabajo de ingeniería, desde la generación de la idea más adecuada al fin propuesto hasta la construcción y colapso en la etapa final donde se somete el puente a cargas crecientes hasta la rotura.

Este concurso está destinado a estudiantes, y graduados recientes, de la carrera Ingeniería Civil de la Universidad Nacional del Comahue, la participación es por equipos compuestos por dos integrantes. Como requisito se le pide que hayan cursado (o estén cursando) materias donde se estudian estructuras hiperestáticas y características de materiales (Estabilidad III y Materiales). El perfil de estudiante que cumple con estos requisitos corresponde al tercio final de la carrera donde inician los contenidos curriculares vinculados a aspectos tecnológicos aplicados. Los contenidos temáticos involucrados en el desarrollo del trabajo atraviesan diferentes materias de la carrera que deben ser abordados de manera conjunta y complementándose entre si. Son requeridos conocimientos asociados a Mecánica Estructural, Estabilidad Estructural, Métodos Numéricos, Diseño Estructural, Ensayo de Materiales para el planteo del modelo del puente, además de incorporar ideas de técnicas constructivas para materializar la estructura planteada. La Tabla 2 muestra las principales características del concurso relativas a dimensiones del puente, peso máximo y penalización por exceso de peso, características del material y esquema de carga.

Cada equipo debe presentar una memoria de cálculo donde realizan una estimación del valor de la carga última del puente, conteniendo toda la información sobre criterios de diseño, análisis de esfuerzos internos, dimensionamiento y procedimiento constructivo. La carga estimada de rotura es confrontada con la carga final resistida por el puente en el momento del colapso. En el reglamento del concurso se establece que las barras no pueden estar recubiertas por pegamento, barnices u otro material. Además, durante el concurso los jurados deben observar que en el interior de las barras no haya ningún material adicional.

El criterio de evaluación es ponderado considerando la carga última alcanzada (55%), la correspondencia entre la carga última predicha y la real alcanzada (35%) y aspectos de estética y creatividad del puente (10%). De esta manera se trata de orientar el trabajo hacia un resultado equilibrado entre consideraciones de cálculo estructural, carga máxima resistida y


Tabla 2. Características del concurso.

Luz libre 1 m Restricciones geométricas Altura máxima 0.5 m Ancho de trocha 0,15 m Restricción en peso de puente Peso máximo 750 gr. Penalización por exceso de peso Por cada 10 gr. de sobrepeso se descuenta 0.7 gr. en el

valor de carga de rotura. Material Spaghetttis unidos con pegamento de tipo epoxi dispuesto

por tramos o en toda la longitud del fideo (a criterio de los concursantes)

Vínculos Simplemente apoyado Carga Concentrada en la mitad de la luz del puente

estética. Además, se solicita la presentación de una memoria de cálculo con las justificaciones del proyecto. El puntaje asignado por estética y creatividad tiene un carácter subjetivo, por esta razón diferentes jurados en las dos ediciones del concurso han establecido criterios distintos. En uno de los casos el jurado acordó que la estética y la creatividad están vinculadas con la eficiencia de la estructura y en el otro el criterio fue que sea visualmente atractiva e innovadora la disposición geométrica de las barras del puente. El reglamento del concurso no establece como el jurado debe interpretar este aspecto y queda sujeto al acuerdo al cual lleguen los miembros del jurado para un dado concurso.

La organización del concurso es llevada a cabo por una comisión compuesta por docentes de diferentes asignaturas, cuyos contenidos están vinculados a la actividad y estudiantes que aportan sus inquietudes ya que en cada nueva edición del concurso se van incorporando a la comisión quienes deseen participar en la organización.

Los integrantes de la comisión brindan apoyo a los participantes en la actividad asistiendo en temas que no están claramente tratados en las asignaturas de la carrera, como aspectos vinculados al diseño en general y al diseño estructural en particular, pero aclarando que ellos mismos son quienes tienen que llevar a cabo todo el proceso superando las dificultades y tomando decisiones que les permitan desarrollar su proyecto.

Como estrategia de soporte académico se organiza en una primera etapa, y como disparador del concurso, una charla donde se explican claramente las condiciones de la competencia, se establecen las pautas y plazos para su realización, la forma de comunicación entre los cursantes y la comisión, se dan algunas aclaraciones sobre el material a usar y recomendaciones sobre el armado de barras. En esta

ocasión se hace una presentación de contenidos vinculados a diseño que resulta un aspecto importante a desarrollar y que, como se menciona anteriormente, no es lo suficientemente abordado en la currícula.

Dadas las características del material indicado para la confección de los puentes se entrega a los participantes datos del material relacionado a la respuesta en ensayos de tracción, compresión y características elásticas. Algunos de estos resultados son producidos en el Departamento de Mecánica de la Facultad y otros extraídos de experiencias realizadas en otras Universidades (Segovia et al. 2005).

La disponibilidad del material requerido se realiza a través de la plataforma de teleinformación Moodle disponible en la Universidad (Pedco, 2012) bajo la denominación Concurso de Puentes de Spaghettis. En la misma los participantes pueden encontrar el reglamento del concurso, datos del material, bibliografía de referencia e imágenes de procedimientos constructivos de años anteriores.

El desarrollo del evento del concurso en sí mismo es pautado y publicitado previamente generando una gran convocatoria en la comunidad universitaria en general, entre los alumnos y docentes de la carrera y también en la familia y amistades de los concursantes. Resultó sorprendente para los organizadores la repercusión que se produjo en la sociedad con asistencia de medios de comunicación gráficos y televisivos, en los que destaca la experiencia como algo sumamente positivo y novedoso propuesto desde la Universidad. La Figura 1 muestra algunas escenas del desarrollo del concurso.

En las horas previas al concurso los participantes llevan sus modelos al lugar de realización para


someter a los controles de peso y dimensiones geométricas, quedando los puentes expuestos en la sala de realización del concurso para la observación del público en general.

Figura 1. Concurso de puentes de Spaghettis- Edición 2010. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional del Comahue.

RELACIÓN ENTRE COMPETENCIAS ADQUIRIDAS Y LA VIDA PROFESIONAL

En el reglamento del concurso de puentes de spaghettis están incluidas un conjunto de condiciones que los participantes deben respetar. Si ese conjunto de condiciones (o restricciones) no son respetadas por los participantes se aplican penalizaciones. Las restricciones comprenden el tipo de materiales a emplear, condiciones geométricas, peso máximo y condiciones sobre el acabado superficial de los elementos estructurales. Todas ellas tienen el objeto de resaltar el diseño, en el cual se entiende que están comprendidos tanto los aspectos técnicos específicos como también la estética de una obra pública que suele ser emblemática en muchos casos para una ciudad o lugar geográfico.

Cada uno de los condicionantes incluidos en el reglamento del concurso de puentes puede relacionarse con un aspecto específico del desempeño profesional de un ingeniero civil.

Características de los materiales.

El requerimiento de que utilicen fideos spaghettis unidos con adhesivo epoxi y masilla epoxi para materializar las uniones entre las barras, está

relacionado con los condicionamientos que aparecen en el desempeño profesional relativos a tener que trabajar con restricciones sobre el material. En este concepto se incluye la posibilidad de disponer del material adecuado en el sitio de la obra y además poder contar con la tecnología necesaria, o tener que generarla, para la elaboración y/o con el transporte desde el lugar de fabricación al sitio de la obra. Este tipo de limitaciones se presentan, por ejemplo, en la realización de obras de caminos, presas, obras de infraestructura de desarrollo longitudinal como gasoductos y líneas de transmisión. En estos casos la provisión de materiales suele ser complicada y se debe hacer uso del suelo disponible en el lugar que presenta características particulares, adaptándolo a las necesidades del proyecto. El disponer de un material no convencional para la construcción del puente como lo son los spaghettis unidos con pegamento obliga a analizar estrategias de preparación del material y desarrollar procedimientos particulares que faciliten su producción. La Figura 2 muestra algunas de las estrategias implementadas por los participantes en la generación de barras rectas o curvas según el diseño, evitando el torcido de los fideos que conforman cada barra para que no adopten la forma de un cable.

Este aspecto está relacionado con las competencias vinculadas con la capacidad de seleccionar y generar tecnologías apropiadas para el manejo de materiales y de optimizar el uso de materiales y/o dispositivos tecnológicos para la realización de un proyecto. Estas capacidades están incluidas en el desagregado de habilidades tecnológicas correspondientes a los puntos 1 y 2 de competencias genéricas presentadas en la Tabla 1.

Debido a las características del material y a que los participantes elaboran con su propia metodología las barras del puente que diseñaron, varios grupos han diseñado y llevado a cabo uno o más ensayos de las barras construidas por ellos. Esto les ha permitido ganar confianza, contrastar con la información disponible y tener otro parámetro de juicio para establecer su coeficiente de seguridad. En la Figura 3 se presentan dos estrategias diferentes implementadas por los alumnos para obtener datos asociadas a las barras, la imagen de la izquierda corresponde a un ensayo de tracción y la otra a uno de compresión.


Figura 3. Ensayos realizados por los participantes.

Figura 2. Estrategias de preparación del material a usar en la construcción del puente.

Limitaciones del proyecto

La restricción en el peso máximo del puente guarda relación en el desempeño profesional con condicionamientos de diversa índole del proyecto y limitaciones impuestas por el comitente relacionadas con desarrollar la obra con un presupuesto determinado y con un plazo de obra estipulado en el pliego de condiciones. El no cumplimiento de lo estipulado genera penalizaciones y multas que se pueden relacionar con la penalización impuesta en el concurso por excederse en el peso del puente. Esta característica incluida en la actividad trata de desarrollar capacidades relacionadas con la planificación de las diferentes etapas en el tiempo, en concordancia con los recursos disponibles y con un plan de inversiones adecuadas. Ésta es una habilidad considerada por el CONFEDI en el punto 3 de las competencias genéricas.

Otro tipo de limitaciones que imponen algunas obras de ingeniería están relacionadas con las posibilidades de manipulación de los elementos necesarios para la obra y que está asociado a la maquinaria disponible. En muchas obras las partes componentes son elaboradas en un obrador (por ejemplo vigas pretensadas) para posteriormente ser trasladadas y colocadas en su sitio mediante el uso de grúas o sistemas de gatos hidráulicos que deben poder colocar el elemento estructural adecuadamente en su sitio. El proceso de montaje debe realizarse en

condiciones de seguridad para los operarios para lo que se requiere una capacidad de izado adecuada y que los operarios tengan la capacitación acorde para maniobrar los elementos prefabricados (calidad de la mano de obra). Este aspecto de la vida profesional se vincula, en el caso de la construcción del puente de spaghettis, con la habilidad para manipular barras de sección reducida y determinada longitud que involucra riesgos de rotura frágil. Estas características pueden afectar las tareas de armado y traslado del puente y la respuesta estructural si dicha rotura se produce previamente al ensayo de carga. En una de las ediciones del concurso se quebró una de las barras durante el pesado del puente debilitando al conjunto de la estructura. Esto condiciona el peso total de la estructura porque en algunos casos se debe optar por secciones mayores que las necesarias estructuralmente para evitar este tipo de roturas. Esta temática está vinculada a las competencias tecnológicas descriptas en el punto 4 del documento del CONFEDI donde se requieren capacidades para conocer los alcances y limitaciones de las técnicas y herramientas más adecuadas y seleccionarlas de acuerdo al campo de aplicación y potencialidades que ofrecen.

Las restricciones geométricas están relacionadas con las limitaciones que impone el tipo de obra a desarrollar, que puede ser las dimensiones del terreno disponible para realizar una construcción, las limitaciones impuestas por los códigos de edificación o la luz del puente, como en este caso. En muchos casos las restricciones geométricas guardan relación con aspectos reglamentarios a


cumplir por el profesional o vinculados al funcionamiento o uso de la obra entre los que se pueden incluir las consideraciones de seguridad de las obras. Este aspecto es considerado como una capacidad social presente en el punto 8 de la Tabla 1 y que se refiere a actuar con ética, responsabilidad profesional y compromiso social teniendo en cuenta el impacto social, económico y ambiental.

Diseño

Un aspecto a la vez interesante y desafiante está relacionado con abordar el diseño ingenieril del puente. Esto comprende desde proponer ideas, plasmadas en papelitos sueltos donde se libera la creatividad (tormenta de ideas), a la manera de evaluar esas ideas fijándose cada grupo los criterios que va a utilizar. Todo ello lleva a la toma de decisiones, a manifestar e interpretar los conceptos e ideas de la persona con la que se trabaja. Este tipo de situaciones es muy raro que sean abordadas en las asignaturas y suelen provocar que afloren inseguridades en los participantes, que al perseverar en la búsqueda y apoyándose entre ellos superan las mismas y adquieren otra actitud para enfrentar nuevos desafíos. Una vez que seleccionan una de sus propuestas, continúan el proceso de diseño pasando a convertirlo en un proceso retroalimentado que dura hasta obtener el puente construido y, en ocasiones, luego de haberse concretado el ensayo a rotura del mismo. Durante el proceso continuo de diseño los participantes incorporan a su formación ideas y criterios de diseño estructural (Torroja y Miret, 1984) tema que no se encuentra en las asignaturas donde sí se abordan los métodos de cálculo de estructuras. Esto ayuda a que se experimenten algunos de los aspectos comprendidos en la creación de “artificiales” (Buch, 1999) y su impacto en la sociedad, el medio ambiente, la aplicación innovadora de tecnología y en la creación de nuevas propuestas tecnológicas. Estas actividades llevan a la formación de capacidades para expresarse, para trabajar en equipo (aprovechando las fortalezas de cada uno y ayudándose a superarse en las debilidades), a aprender de forma continua (incluyendo las propias experiencias, tanto de aciertos como de equivocaciones), a actuar de forma ética y responsable, a realizar abstracciones y representar sus ideas en forma gráfica, a interpretar y manejar información de campo (y/o experimental), a identificar, plantear y resolver problemas entre otras.

Técnicas constructivas

Estas consideraciones, que raramente son incluidas en la currículas explícitamente, se deben tener en cuenta tanto en la etapa de armado como en la etapa de cálculo de la estructura diseñada. Los aspectos constructivos comprenden desde el adecuado procedimiento de elaboración de las barras, en cuanto a la sección, a la curvatura longitudinal, la posición relativa de los elementos que la forman y la manera particular de unirlos como también a la geometría particular de los extremos para efectuar las uniones, la manera en que se realicen los empalmes de barras, la necesidad de elaborar estructuras provisorias que permitan realizar el montaje final de manera acorde con las especificaciones de los planos y memoria de cálculo. La Figura 4 muestra algunas de las estrategias usadas por los participantes para el armado del puente, recurriendo a estructuras adicionales, ya sea para el montaje o para el transporte una vez construido el puente

Figura 4. Dispositivos para el montaje y transporte de los modelos.

En el proceso constructivo también deberán considerar la secuencia de montaje y los tiempos que deberán esperar antes de continuar con la siguiente etapa de armado (relacionado con el tiempo que le demanda al material a adquirir la resistencia suficiente para poder prescindir de los sistemas de


soporte provisorios, cuya presencia impide la colocación de otras partes de la estructura o la realización de tareas de terminación). Los aspectos constructivos y la confiabilidad en la ejecución, respecto de cumplir con los supuestos hechos en la etapa de diseño y de cálculo, se ponen de manifiesto cuando el equipo decide cual será la carga de rotura para la estructura que diseñaron, calcularon y construyeron (coeficiente de seguridad).

Los aspectos involucrados en la etapa constructiva conllevan al desarrollo de competencias referentes al control de proyecto, a la utilización de herramientas y técnicas de forma efectiva, al trabajo en equipo, a aprender de manera continua, al compromiso con la calidad del trabajo realizado, al manejo y la implementación de información de campo (mediciones), administrar materiales, herramientas y equipo.

En lo referente al desempeño profesional, las incertidumbres tanto en los materiales como en la efectivización de las hipótesis de cálculo, son considerados mediante el empleo racional de coeficientes de seguridad. En muchos casos las reglamentaciones a cumplir por el profesional incluyen condicionamientos sobre las etapas constructivas para garantizar una adecuada cobertura de las incertidumbres tanto globales como particulares y la adecuada relación con los coeficientes de seguridad contenidos en el propio reglamento.

Otro aspecto que se pone de manifiesto en esta actividad es el rol de control del cumplimiento de las restricciones en las dimensiones geométricas y del peso, que está a cargo tanto de los jurados como de los organizadores. En la vida profesional, tales contralores son realizados por los profesionales que tienen a cargo las inspecciones de las obras (auditoria continua durante la ejecución de una dada obra). Este rol del ingeniero es otro aspecto de la vida profesional que no se encuentra incluido en las asignaturas de la carrera. La experiencia de actuar como contralor del cumplimiento de las reglas y convenios establecidos es vivenciada más efectivamente por aquellos alumnos que participan de la organización del concurso de puentes, más que los participantes. En estos aspectos se desarrollan competencias respecto del compromiso ético y con la calidad, con el aprendizaje continuo (ya que pasan de ser quienes son evaluados junto con su trabajo a ser los evaluadores del trabajo de otros colegas). Indirectamente también se desarrolla competencia

relacionada a la abstracción, el análisis y la síntesis y a la comunicación efectiva.

Cabe destacar que es poco probable para un ingeniero civil tener la posibilidad de participar activamente en todas las etapas de realización de una obra. Además no es posible en la mayoría de los casos realizar prototipos y, de realizarse un modelo a escala, siempre cabe la posibilidad de que no sea posible considerar aspectos relevantes. Se considera importante entonces la posibilidad de ser parte de todo el proceso desde las primeras ideas hasta el armado final para experimentar las relaciones entre los supuestos y la realidad y cómo las decisiones que se toman se vinculan entre sí y con los medios de ejecución y de cálculo.

RESULTADOS DE LA EXPERIENCIA

Al analizar los resultados de la propuesta un primer aspecto a considerar es el grado de aceptación entre los alumnos, ya que se trata de una actividad que no solamente es diferente a las tareas habituales en las asignaturas sino que demanda una dedicación que no es requerida para cumplir con algún requisito de avance formal en la carrera como puede ser cursados, parciales o exámenes. La participación en esta actividad es optativa y el único incentivo que se vincula con algún logro académico es la posibilidad de acceder a una instancia de promoción de una asignatura de la carrera. Actualmente se encuentra en elaboración un nuevo plan de estudios para la carrera de Ingeniería Civil, en el cual se ha generado cierto consenso en incorporar dentro de la currícula esta actividad como una de las asignaturas de diseño en ingeniería. En ese contexto, los organizadores consideran que hubo una buena aceptación entre los estudiantes, ya que en cada una de las dos ediciones realizadas (2010 y 2011) participaron 11 equipos formados por dos estudiantes. Dado que la cantidad de alumnos en los últimos años de la carrera ronda alrededor de un total de 20 asistentes por asignatura, esa participación es considerada como aceptable y representativa de la cantidad de alumnos de un año curricular.

Todos los equipos que se anotaron en la actividad completaron la totalidad de las etapas de la propuesta cumpliendo con los requisitos del certamen, lo que muestra un grado de compromiso y responsabilidad que satisface el desarrollo de competencias asociadas al compromiso ético, con la calidad y la capacidad de gestionar proyectos, como lo plantea el Proyecto Tuning Latinoamérica. También es rescatable el espíritu emprendedor (otra


de las habilidades consideradas como relevantes) que mostraron al aceptar y desarrollar esta actividad no convencional en la facultad y que representa un desafío y exposición frente a pares y el resto de la comunidad.

En encuestas realizadas con el objeto de recoger opiniones, todos los grupos destacaron como una muy buena experiencia la participación en equipos lo que les permitió compatibilizar habilidades, compartir dificultades y conocimientos y lograr una mayor capacidad de análisis y evaluación de alternativas. El trabajo sobre estas habilidades son consideradas en todos los análisis de competencias a desarrollar en el egresado.

En las encuestas, el conjunto de preguntas estuvieron dirigidas a detectar las etapas del proceso en las que se les presentaron dificultades, los resultados obtenidos se muestran en la Figura 5.

Figura 5. Principales dificultades detectadas en las encuestas.

El tema sobre el que manifestaron más dificultades durante el desarrollo de la experiencia estuvo vinculado a la construcción del modelo, ya sea en lo relativo a la confección de las barras, en el diseño del proceso de ensamble como también en la construcción del puente. Este planteo está asociado a las características del material indicado para la realización del modelo y a la cantidad de tiempo que les demanda la ejecución del modelo. Si bien el tipo de material resulta una dificultad adicional en el desarrollo del conjunto de la experiencia, es también un aspecto interesante del análisis porque les permite trabajar con materiales no convencionales y comprobar que aún en esos casos se pueden aplicar conceptos generales llegando a resultados que sorprenden dada la magnitud de las cargas que son capaces de soportar los puentes. Es una etapa más del proceso de experimentación.

En la evaluación que hicieron los participantes de esta experiencia expresaron problemas en la estimación de la carga de rotura debido a las

incertidumbres en la respuesta del material y en la evaluación de variables no fácilmente mensurables como pueden ser las características de los apoyos, la representación de los encuentros de barras y su grado de restricción o bien la forma de fabricar barras con una longitud mayor a la de un fideo. Estas dudas y dificultades aparecen debido a la problemática asociada a la vinculación entre el modelo real y el modelo abstracto. Algunos participantes hicieron ensayos por su cuenta para evaluar mejor la respuesta de las barras en las que las uniones de fideos se realizan a tope con masilla o bien en forma intercalada asemejándose a una sección continua. Este comportamiento se considera positivo y ayuda a desarrollar capacidades relativas a identificar aspectos débiles de un problema a resolver y realizar acciones que permitan tener alguna referencia comprobable.

En general, un aspecto que no generó en los alumnos tantas dificultades es el relativo al cálculo y diseño estructural. En este tema, el trabajo en las asignaturas y la disponibilidad de bibliografía asociada les permitió desempeñarse con herramientas más conocidas y con menos incertidumbres. Si bien el diseño estructural no es abordado con mucha profundidad en las materias, pudieron recurrir a material de apoyo y resultados de experiencias anteriores y así pudieron plantear y evaluar diferentes alternativas, siempre teniendo en cuenta las restricciones impuestas en dimensiones y peso de la estructura. En este sentido, la propuesta pide como requisito para participar una formación previa en conceptos de resistencia de materiales, estabilidad del equilibrio, resolución de estructuras hiperestáticas que facilita el trabajo en esa temática. En la Tabla 3 se muestran los resultados correspondientes a los puentes que obtuvieron las mejores calificaciones del jurado en las ediciones 2010 y 2011.

Desde los organizadores se considera la experiencia como sumamente positiva ya que actúa como “disparador” de estrategias para organizar conceptos de manera integrada y vinculando creatividad, diseño, cálculo, aspectos constructivos y limitaciones, como ocurre en la realidad profesional. En la introducción de uno de los trabajos presentados se manifiesta:

“Construir un puente para que sea resistente y estable es seguramente el primero de los objetivos que persigue un buen diseñador. No obstante, se reconoce que en el diseño de este tipo de estructura se debe tener en cuenta el aspecto estético de la

42.86%

21.43%35.71%

71.43%7.14%

21.43% 123456

Selección del diseñoCálculo de estructuraEstimación de carga de roturaDiseño proceso de ensambleConstrucción de barrasEnsamble de estructura


Tabla 3. Calificaciones de los puentes en las ediciones 2010 y 2011 de los concursos.

CALIFICACIÓN POR

AÑ

O NOMBRE DEL

PUENTE PE

SO D

EL

PU

EN

TE

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[grs] [Kg] [Kg] [grs] [Kg] [ 0 a 10]

2010

NEW BRIDGE 660 70 60.03 0 60.03 9 5.5 3 0.9 9.4 1er

MEDIO PELO 765 50 52.65 0 52.55 9 4.8 3.4 0.9 9.1 2do

LA MULA EN MOTO 1025 50 58.28 270 50.18 8 4.6 3 0.8 8.4 3er

CON TUC-O 822 24 24.25 70 22.15 8 2 3.5 0.8 6.3 MMACR

PONTIS AURUM 675 27.8 34.79 0 34.79 10 3.2 2.7 0.9 6.8 MMD

[grs] [Kg] [Kg] [grs] [Kg] [ 0 a 10]

2011

SPAGUETTI DEL ROCK 773 70 81.41 23 79.8 8 3.86 2.93 0.8 7.59 1er

QUE BUEN VESTO 830 95 73.99 80 68.39 8 3.31 2.73 0.8 6.83 2do

CONTRALMIRANTE GÜAIMAN 750 120 75.69 0 75.69 7 3.66 2.21 0.7 6.57 3er

CHAPIMBAS BRIDGE 655 50 46.4 0 46.4 8 2.24 3.25 0.8 6.29 MMACR

19 DIAS Y 500 NOCHES 921 61.9 125.65 171 113.68 10 5.50 0.00 1 6.50 MMD

(Premios: 1er, 2do, 3ro, MMACR: Mención por Mejor Aproximación a la Carga de Rotura MMD: Mención por Mejor Diseño)

misma, así como el estudio del medio en donde esta inserta. Pero, ¿qué pasa cuando lo debemos hacer con ciertas limitaciones como las económicas, las de los materiales disponibles, etc.? En ese caso, usual en situaciones reales, es cuando el problema adquiere características limitantes que requieren de todo el ingenio del diseñador”.

Un análisis de estas características es altamente favorable que pueda ser desarrollado en un ámbito académico previamente a enfrentarse con esa problemática en la vida profesional, sin los riesgos reales que pueda tener asociados.

Si bien se requiere un esfuerzo adicional por parte de los docentes y de los alumnos ya que no es una

actividad específicamente incorporada en el plan de estudios, es sumamente gratificante la respuesta y logros que los estudiantes manifiestan incorporar.

En ese sentido, varios participantes manifiestan que su actitud frente al planteo de problemáticas se ve modificada ya que adquieren estrategias para actuar y seguridad frente a la posibilidad de resolución de una situación-problema. Reconocen como muy bueno el aprendizaje logrado al transitar todo el trayecto desde generar una idea hasta concretar el proyecto pudiendo verificar su respuesta hasta el colapso, todo esto desarrollado en un ambiente educativo.


CONCLUSIONES

De la realización del concurso de puentes de spaghettis, como una propuesta que propicia la formación en competencias se concluye que:

• Permite la inclusión de temáticas difícilmente posibles de tratar de forma efectiva en las asignaturas de los planes de estudios, tales como el proceso de diseño y la interacción entre las hipótesis de cálculo y la materialización durante la construcción, la participación crítica y activa en la toma de decisiones.

• Es una posibilidad de combinar conocimientos adquiridos en forma inconexa para solucionar un problema específico dentro de un contexto que impone condicionamientos diversos.

• Tiene un fuerte impacto en la consolidación de la autoestima de los participantes.

• Permite poner en juego los saberes y las capacidades y ganar confianza en lo referente a la propia capacidad de alcanzar metas.

• Los desafía a trabajar en equipo para solucionar problemas y lograr acuerdos, identificando fortalezas y debilidades

• Permite ejercitar diferentes maneras y medios de comunicar de manera efectiva las ideas, las técnicas utilizadas y los procesos empleados para la concreción del objetivo.

• Se logra trabajar en la toma de decisiones, en base al propio análisis de situaciones, escenarios y condicionamientos.

• Los planteos que surgen en los participantes durante todo el desarrollo, les permite abordar otras etapas de su carrera y de su profesión con una visión sustancialmente diferente a la de quienes no atravesaron el proceso.

• Desde el punto de vista docente también es un desafío abordar el rol de propiciadores de actividades formadoras, abandonando el rol tradicional de valorador de saberes parciales.

• Ha resultado un ejercicio motivador y gratificante tanto para los alumnos participantes del concurso como para los docentes y alumnos organizadores, generándose una retroalimentación que ha permitido renovar la propuesta.

Finalmente se puede afirmar que la experiencia resultó acertada a los fines de desarrollar competencias en los futuros egresados y que sería conveniente su incorporación formal en el proceso de formación.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen el apoyo brindado por la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional del Comahue en este emprendimiento y el trabajo de todos los docentes y alumnos involucrados en la organización de Concurso de Puentes de Spaghettis: Ing. Renato Enei, Ing. Raúl Prieto, Ing. Verónica Herrero Capitanich, Ing. Daniel Calabró, Lucía Alvarez Roldán, Matías Gambaruto, Cynthia Waiman, Fernando Montesino, Marcela Zúñiga y Jorge Araneda.

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