Apoyo a la enseñanza del método de elementos finitos mediante la realización de un concurso de reticulados espaciales

Abstract

A partir de la observación de dificultades en los alumnos para comprender los primeros planteos estructurales, aplicar conocimientos básicos de Mecánica de Sólidos, e implementar el método de los elementos finitos (MEF) para resolver problemas de Ingeniería, se lleva a cabo desde el año 2007 el concurso de Puentes de Spaghettis. El mismo consiste en el diseño, en grupos de hasta 4 alumnos cada uno, de una estructura reticulada espacial que debe superar una luz libre de 1m y soportar una carga en el centro de la luz, aplicada en forma incremental por los propios alumnos, contando con una cantidad limitada de material, en este caso 500 gr de fideos spaghettis unidos con cola epoxi o similar. Los alumnos realizan tanto el diseño estructural como su posterior resolución mediante elementos finitos para reticulados espacial. Dicho análisis por elementos finitos se realiza mediante un programa desarrollado por los alumnos empleando un código abierto, el cual es mejorado en las sucesivas ediciones del concurso con la incorporación de nuevas variantes. Entre los logros significativos pueden detallarse los siguientes: una mejor interpretación del fenómeno físico, la programación y aplicación de software de métodos numéricos específicos, la comprensión de fenómenos de falla locales, la introducción del concepto de optimización geométrica en estructuras discretas y la comunicación de sus proyectos en forma oral y escrita, entre otras cosas. Se observó también un incremento en la motivación a trabajar en grupo para llevar a cabo proyectos, intercambiando conocimientos de desarrollo de algoritmos y técnicas numéricas, además del interés de los estudiantes a participar en competencias que involucren la programación de métodos numéricos para resolver problemas de ingeniería.