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Desarrollo de simulaciones de modelos hidráulicos como herramienta de soporte de la enseñanza del laboratorio de hidráulica

Resumen

El componente práctico de la asignatura Hidráulica de Canales de la Escuela de Ingeniería Civil, está soportado por nueve prácticas de laboratorio que buscan acercar al estudiante con los conceptos básicos del curso. Sin embargo, las condiciones físicas actuales del laboratorio de Hidráulica tienen dos debilidades importantes: primero, se ha completado el tiempo de servicio de la mayoría del equipamiento en el laboratorio; segundo, la infraestructura existente no permite una diversificación de actividades, resultando en la repetición continua de las mismas experiencias, permitiendo así que los estudiantes recurran a estrategias facilistas para desarrollar las actividades del laboratorio. Se propuso, entonces, una nueva estrategia de diversificación del componente práctico del curso orientada al desarrollo de simulaciones computacionales que promovieran en los estudiantes el aprendizaje de herramientas aplicadas y, con ellas, indagar sobre los conceptos y aplicaciones básicas de la asignatura. Se desarrollaron nueve objetos virtuales que complementan los temas de cada una de las prácticas de laboratorio. Cada objeto virtual está compuesto de la guía de descarga e instalación de la herramienta computacional a usar y la guía de implementación de la simulación. A su vez, cada guía de simulación tiene una estructura definida (Título, Fuente del Recurso, Objetivos, Requerimientos computacionales, Introducción, Marco teórico específico, Implementación de la simulación, Descripción del entregable, y Referencias bibliográficas). En total, se usaron tres herramientas computacionales libres para desarrollar las simulaciones (OpenFOAM, H-Canales y HEC-RAS); la selección de la herramienta usada dependió de los objetivos específicos de cada simulación. Los productos desarrollados fueron integrados al aula virtual del Laboratorio de Hidráulica y han sido implementados en los semestres 2022-2 y 2023-1. Las encuestas de opinión aplicadas hasta la fecha a estudiantes y auxiliares indican que la estrategia ha resultado en una mejoría en los procesos de aprendizaje del curso en su componente teórico y práctico.