4808 21561 1 PB

Mecánica Computacional Vol XXXIII, págs. 2087-2097 (artículo completo)
Graciela Bertolino, Mariano Cantero, Mario Storti y Federico Teruel (Eds.)
San Carlos de Bariloche, 23-26 Setiembre 2014

ANÁLISIS DE VIGAS RETICULADAS DE MADERA USANDO EL
MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS
Omar R. Faurea, Viviana C. Rougiera and Mario R. Escalantea
a

Grupo de Métodos Numéricos, Universidad Tecnológica Nacional,Facultad Regional C. del
Uruguay, Ingeniero Pereyra 676, 3260 Concepción del Uruguay, Entre Ríos, Argentina,
http://www.frcu.utn.edu.ar

Palabras claves: MEF, Cálculo Avanzado, Estrategias Didácticas.
Resumen. Se presenta aquí una propuesta de enseñanza-aprendizaje del método de Elementos Finitos
y métodos variacionales aplicados a las ciencias de la ingeniería. Dicha propuesta consistió en lasimulación numérica de un reticulado de madera sometido a flexión, fue formulada y aplicada en la
asignatura Cálculo Avanzado que pertenece al tercer año de la carrera de Ingeniería Civil de la
Facultad Regional Concepción del Uruguay (FRCU) de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN).
Se intentó que el alumno comprenda y asimile los conceptos teóricos del método de Elementos
Finitos, que adquieraconocimiento y destreza en el manejo de herramientas computacionales y
finalmente que visualice la aplicación del método para la resolución de un problema concreto de
ingeniería civil. Como elemento disparador del problema se partió de la discusión sobre las
estructuras de cubiertas destinadas a salvar grandes luces y en particular, las de tipo reticuladas,
ejecutadas con tablas de madera deEucaliptus Grandis.
Los resultados numéricos obtenidos a partir de las simulaciones fueron posteriormente comparados
con resultados experimentales obtenidos por el GEMA (Grupo de Estudio de Maderas) de la FRCUUTN.

Copyright © 2014 Asociación Argentina de Mecánica Computacional http://www.amcaonline.org.ar

2088

1

O.R. FAURE, V.C. ROUGIER, M.R. ESCALANTE

INTRODUCCÓN

La formulación de modelosmatemáticos en ingeniería lleva generalmente a ecuaciones
diferenciales o integrales. Sólo en los casos más simples es posible encontrar soluciones
analíticas exactas de las ecuaciones para el modelo, y en general es necesaria la ayuda de
técnicas numéricas para encontrar soluciones aproximadas. El método de los elementos finitos
(MEF) es una técnica para hallar soluciones numéricas de ecuacionesdiferenciales muy
difundida y utilizada hoy en día en ingeniería para problemas de ingeniería estructural,
resistencia de materiales, mecánica de fluidos, ingeniería nuclear, electromagnetismo,
propagación de ondas, conducción de calor, procesos de convección-difusión, circuitos
integrados, ingeniería de petróleo, procesos de reacción-difusión, etc.
El Cálculo Numérico en la actualidad, es una parteesencial de la educación matemática
para ingenieros, pues relaciona la matemática aplicada con distintas áreas de la ingeniería,
empleando métodos numéricos para la resolución de problemas reales de interés. En el pasado
la enseñanza se basaba prácticamente por completo en la tiza y el pizarrón, y los ejemplos
podían ser resueltos a mano, para transmitir las ideas y conceptos principales de los temas.Con el advenimiento de las computadoras y de poderosos software matemáticos, las
posibilidades de resolver problemas más complejos utilizando métodos numéricos, han
aumentado enormemente. Ello ha incrementado la interacción entre las matemáticas por un
lado y la ciencia y la tecnología por otro. A través del software también es posible interactuar
formalmente con la computación y la programación.Ello permite a los alumnos comprender e
implementar algunas de las técnicas numéricas y la posibilidad de potenciar el aprendizaje
significativo de los temas desarrollados.
En este trabajo se presenta una propuesta didáctica orientada a potenciar el aprendizaje
significativo del Método de los Elementos Finitos para la resolución de un problema concreto
de ingeniería civil, llevada a cabo en la...