ingeniería gráfica: proyectos virtuales en la escuela de caminos de

XVI CONGRESO INTERNACIONAL
DE INGENIERÍA GRÁFICA
INGENIERÍA GRÁFICA: PROYECTOS VIRTUALES EN LA
ESCUELA DE CAMINOS DE GRANADA
ALDAYA GARCÍA, Víctor Pablo (1); LEÓN CASAS, Miguel Ángel (2)
(1)
Universidad de Granada, España
Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos
Dpto. de Expresión Gráfica Arquitectónica y en la Ingeniería
Correo electrónico: [email protected]
(2)
Universidad de Granada, España
Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos
Dpto. de Expresión Gráfica Arquitectónica y en la Ingeniería
Correo electrónico: [email protected]
RESUMEN
El objetivo de la asignatura, primera en su género que se imparte en la Escuela de Caminos de
Granada, es ofrecer a los alumnos fundamentos teóricos y conocimientos prácticos que les
permitan la realización de maquetas digitales de ingeniería y faciliten el proceso de proyectar
mediante el ordenador.
Se estudian las técnicas informáticas para la representación y visualización de modelos
tridimensionales y se analizan los procesos y programas que permiten la construcción de
modelos de ingeniería, partiendo de una idea previa o un proyecto existente.
Las indefiniciones en los datos de estos proyectos son completadas por los estudiantes en un
proceso de aprendizaje mediante el estímulo que propicia la propia maqueta. Se trabaja sobre el
uso de estas herramientas como ayuda en el proceso de diseño de distintas morfologías
espaciales (ingeniería civil, diseño arquitectónico, ingeniería ambiental, etc.).
El cuerpo básico de la asignatura es fundamentalmente práctico a través de ejercicios de
modelación compleja basada en planimetrías, obras existentes o entornos urbanísticos, tanto en
el ámbito de la ingeniería contemporánea como del patrimonio civil-arquitectónico y
arqueológico.
En el primer curso en que se ha impartido la asignatura, los alumnos, la mayoría sin
conocimientos previos sobre la materia, han obtenido resultados excepcionales.
Palabras clave: docencia, proyectos virtuales, modelos 3D, diseño asistido, presentación de
proyectos.
GRAPHICAL ENGINEERING: VIRTUAL PROJECTS IN THE
SCHOOL OF CIVIL ENGINEERING IN GRANADA (SPAIN)
ABSTRACT
The goal of the course, first of its kind to have been taught in the University of Granada, is to
provide students with theoretical base and practical knowledge in order to be able to produce
digital engineering models and to make the project-making process through computer easier.
Departing from a previous idea or project, we study computer techniques for the representation
and visualization of three-dimensional models and we analyze the process and the software to
create engineering models.
The lack of definition of these models is completed by the students in the learning process,
motivated by stimulation the model itself provides. We worked on the use of computer tools as
an aid in the process of design of the different spatial morphology (civil engineering,
architectural design, environmental engineering, etc.)
The content of the course is mostly practical, by means of complex modeling exercises, based
on planimetries, existing works or urbanistic environments within contemporanean
engineering, as well as the civil-architectural and archaeological patrimony.
The first time the course have been offered, the students, most of them with no previous
knowledge on the topic, have obtained excellent results.
Key words: Teaching, Virtual Projects, 3D models, Assisted Design, Civil Engineering.
1. Introducción
Se presenta en esta comunicación el inicio de la docencia de “Ingeniería Gráfica y
Modelización del Terreno” en la Escuela de Caminos de Granada, mostrando tanto la
metodología empleada como sobre todo los excelentes resultados obtenidos por los
alumnos.
Veremos como, mediante un adecuado estímulo, la mayoría de los alumnos
responden con un esfuerzo y una calidad en los trabajos muy superiores a los exigidos
en la asignatura. También observaremos como, al ser la elección de los proyectos a
modelar totalmente personal, el alumnado se implica en mayor medida que cuando se
le impone una propuesta determinada, enriqueciendo además el abanico de temáticas
abarcadas en los proyectos.
2. Desarrollo de la asignatura
Organización docente
La asignatura se divide en dos partes:
ƒ “Teoría”: se dan nociones básicas del manejo de los programas que se
utilizan en la elaboración del modelo. Para ello se emplean proyectos sencillos
de ingeniería y arquitectura que sirven de ejemplo de las técnicas empleadas y
hacen que los alumnos pierdan el miedo a utilizar programas complejos.
ƒ Práctica: cada alumno, de forma individual, desarrolla un modelo digital del
proyecto que haya elegido. La realización de dicho modelo se hace durante las
horas de clase y cuenta con el apoyo y asesoramiento del profesor de la
asignatura.
Sistema de evaluación
Al ser una asignatura eminentemente práctica se quería evitar en lo posible la
evaluación mediante el tradicional examen, así que se optó por realizar un seguimiento
personalizado del alumnado y evaluar tanto en función del esfuerzo realizado como de
los resultados obtenidos en la entrega de los proyectos.
Así el sistema de evaluación se realizó como sigue:
Hay que destacar que, al menos en este primer año, no se realizó examen alguno,
ya que todos los trabajos presentados superaron el nivel mínimo exigido.
Criterios de elección y elaboración del modelo
Elección personal.- Se piensa que la elección del modelo debe ser personal con
el fin de que, fundamentado en cierta predisposición, afinidad o admiración por el
mismo, se garantice un mayor rendimiento pedagógico.
Preferentemente no construido.- Al partir únicamente de referencias métricas
tales como plantas alzados, secciones o perspectivas obliga a la definición de
cualidades como: detalles, soluciones, colores texturas, iluminación etc. que no están
en general definidas en las fuentes geométricas austeras de que se parte. De esta forma
los alumnos deben “terminar” digitalmente el modelo poniendo necesariamente
mucho de su parte.
Cualidades geométricas.- El modelo que se elija debe ser gratificante para los
alumnos, por lo que se aconseja que los proyectos tengan bastantes simetrías y
elementos repetitivos con objeto de que el trabajo de modelado no se convierta en algo
rutinario y nos concentremos en cuestiones más interesantes.
¿Tienen que modelar fielmente los planos de partida? En absoluto, se puede y
es aconsejable redefinir el proyecto como se desee, interpretarlo, mejorarlo,
transformarlo, cambiarlo de uso o lo que el alumno considere.
¿Tienen que modelar todo lo que viene en los planos? Los alumnos decidirán
lo que modelan y lo que no en función de sus objetivos expresivos. Por lo tanto
pueden decidir simplificar un proyecto y detallar únicamente las partes que interesen,
concentrándose así en lo más interesante.
Si unos alumnos eligen modelos muy sencillos y otros muy complicados:
¿Cómo influye esto en la calificación? El nivel de exigencia estará compensado en
función de las opciones, del esfuerzo realizado y de la relación conocimientos
previos/calidad final del trabajo.
¿Pueden modelar un proyecto suyo? Si, siempre que cumpla las condiciones
exigidas y sea aceptado por el profesor. De hecho se podría modelar todo o parte del
Proyecto Fin de Carrera, lo cual da uno índices muy elevados de identificación con el
trabajo y aumenta en gran manera el “rendimiento” del alumno.
Recomendaciones hechas a los alumnos
ƒ Elegir un proyecto de un ingeniero o arquitecto ejemplar o un proyecto
significativo y modelarlo procediendo a su interpretación. Las monografías de
ingenieros y arquitectos famosos suelen traer muchos proyectos no
construidos por lo que son muy adecuadas.
ƒ Diseñar un edificio basándose en sugerencias gráficas no totalmente definidas,
como por ejemplo terminar de definir y modelar propuestas de concursos de ideas.
ƒ Modelar una obra emblemática del patrimonio histórico que haya
desaparecido total o parcialmente y de la que se tenga constancia documental.
Planificación docente.
Así la planificación del trabajo de la asignatura queda como sigue:
ƒ El alumnado debe elegir su modelo durante el primer mes de desarrollo de la
asignatura, mientras duran las clases teóricas. A tal efecto se aconseja
presentar varias propuestas con el fin de que el profesor pueda valorar la
idoneidad del proyecto.
ƒ Durante la primera parte del mes de abril, los alumnos realizan las plantas y
alzados 2D en AutoCAD del “proyecto-maqueta” que pretenden realizar. La
idea es empezar a modelar en tres dimensiones a mediados de abril con una
idea ya elaborada. Ese proyecto-maqueta puede y debe representar las
adaptaciones a nivel de simplificación o cambios que el alumno o alumna
deseen realizar (ello no quiere decir que no puedan realizarse cambios a lo
largo del proceso de modelado).
ƒ A principios del mes de mayo se termina el modelo 3D tanto del proyecto
como de su entorno (terreno digital) y se procede a su texturizado, iluminación
(si procede), etc.
ƒ A mediados de mayo se prepara la presentación del proyecto (papel,
paneles…) y se entrega para su evaluación a principios de junio.
A fin de cumplir los plazos establecidos se diseña junto con los alumnos un
cronograma para la distribución de su tiempo de trabajo:
Fases de creación del modelo digital
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Elección del modelo
Planificación del modelado → definición de objetivos y plazos
Recopilación, selección y preparación de la información
Paso de la información recopilada a formato digital
a. Planos (proyecto y emplazamiento) → CAD 2D
b. Fotografías → escaneado → retoque fotográfico y optimización
Creación del Modelo Digital de Terreno (MDT)
a. Asignación de la cota a las curvas de nivel previamente digitalizadas
b. Importación de las curvas de nivel en 3D Studio
c. Creación del MDT
d. Refinado, optimización y corrección de errores
e. Texturización
Creación del Modelo del Proyecto
a. Construcción del modelo 3D en el programa de CAD
b. Exportación de las piezas 3D al formato de intercambio elegido
c. Importación de las piezas 3D en 3D Studio
d. Refinado, optimización y corrección de errores
e. Texturización
Fusionado del Proyecto en el MDT
Creación del entorno (si aplica)
Iluminación
a. Exterior
b. Interior (si aplica) → Luminarias fotométricas, luces estándar, etc.
Cámaras
a. Selección del aspecto de los formatos de salida
b. Creación y posicionamiento de las cámaras
c. Definición de las distancias focales, apertura, planos de recorte, etc.
d. Pruebas preliminares → Correcciones y reajustes → Cámaras
definitivas
Obtención de resultados
a. Vistas fijas
b. Panorámicas
c. Animación
d. Realidad Virtual, etc.
Presentación final del proyecto
a. Dossier de presentación (en papel)
b. Paneles
c. Presentación informática
d. Video (digital / VHS), etc.
3. Algunos ejemplos del trabajo realizado por los alumnos
Mostramos aquí una pequeña muestra del trabajo de los alumnos en la asignatura.
Hay que destacar que la inmensa mayoría de los 50 alumnos matriculados no poseían
conocimientos previos de la materia. Presentamos los resultados en dos tipos de
formato: imágenes sencillas y paneles compuestos.
Imágenes de Síntesis
Sergio Rodríguez Fdez. – Pte. Internacional sobre el río Guadiana José Miguel Novo Sánchez –
Puente de Tablate
Hugo Martínez Soto – Puente de Kap Shui Mun
Reinaldo Pérez Borrero – The Beebe Windmill
Paneles
Sergio Rodríguez Fernández – Puente Internacional sobre el río Guadiana
Laura Pérez Romera – Puente Geiser II
Maria Isabel Vivas Martín – Puente La Gaviota
4. Consideraciones Finales
Como conclusiones podemos destacar los siguientes aspectos:
ƒ Dado que la asignatura es cuatrimestral, sus 6 créditos quedan bastante
concentrados y el ritmo de trabajo es bastante intenso. Este ha sido uno de los
aspectos que más han subrayado los alumnos. A la vista de la experiencia
sería quizás aconsejable que la asignatura pasara a ser anual, manteniendo, eso
si, el mismo número de créditos.
ƒ A pesar de que el nivel exigido para aprobar era mínimo, ninguno de los
alumnos se conformó con ese nivel, prefiriendo trabajar en horas fuera de las
clases prácticas (en sus casas o en las tutorías) para mejorar sus proyectos. De
esta forma el nivel global alcanzado por los trabajos de los alumnos superó
con creces las expectativas del profesorado.
ƒ Debido tanto al ritmo de trabajo como fundamentalmente a la utilidad de la
asignatura y al grado de implicación del alumnado, muchos de ellos
reconocieron haber dedicado mucho más tiempo a nuestra asignatura, que no
deja de ser una materia de libre configuración, que a otras troncales de la
carrera.
Por último hay que destacar que uno de los aspectos más ilusionantes para el
profesorado ha sido, sin duda, el que los alumnos se hayan identificado en gran
medida con los proyectos elegidos y sobre todo el observar el grado de satisfacción
que ellos mismos tenían con los resultados que iban obteniendo. Así la experiencia
docente de este curso ha sido en todos los aspectos muy gratificante.
Agradecimientos
En primer lugar a los alumnos y alumnas de la asignatura, sin cuyo interés e
ilusión esta hubiera sido una asignatura más. De ellos es el mérito por los excelentes
resultados obtenidos.
En segundo lugar al Dpto. de Expresión Gráfica Arquitectónica y en la
Ingeniería, que puso los medios necesarios para que se pudiera llevar a cabo de forma
adecuada la docencia de la asignatura, especialmente en cuanto a la adquisición de
equipos informáticos para el Laboratorio de Ingeniería Gráfica.
Por último a la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y
Puertos y a la Universidad de Granada por su apoyo e interés en el desarrollo de la
docencia de nuevas tecnologías.