IC-0100 Clase 5 V2

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2

http://slidepdf.com/reader/full/ic-0100-clase-5-v2 1/33

IC-0100-2009 Introducción a la Ingeniería(Msalas 04.09)

1

Sistemas de ingeniería ymodelos

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


2

IC-0100 Introducción a la Ingeniería 03/05/2010 (Msalas)IC-0100 Clase 4 V1 .ppt

Objetivos

Conocer los conceptos básicos de teoría de sistemas

Identificar los principales componentes de la planificaciónurbana y obras de infraestructura.

Ejemplo: Sistema de transporte. Ubicar al estudiante en el papel que desempeña el

Ingeniero Civil dentro del proceso de planeación.

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


3


Definición de sistema

Un sistema es un conjunto formado para satisfacerobjetivos específicos, sujeto a impedimentos y restricciones;consta de dos o más componentes interrelacionados ycompatibles; cada componente es esencial para losrequerimientos de ejecución del sistema.

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


5


Sistemas en ingeniería civil

Ejemplos de infraestructura:

Edificios

Puentes

Carreteras Aeropuertos

Ferrocarriles

Túneles

Abastecimiento de agua potable

Recolección, tratamiento y disposición de aguas negras.

Todos tienen:

Objetivos Restricciones

Componentes

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


6


Subsistemas

El grupo de componentes de un sistema puede ser llamadosubsistema.

Ejemplo:

El sistema electromecánico de un edificio puede dividirse en:

subsistema de agua potable

subsistema de aguas negras

subsistema de agua pluvial

subsistema eléctrico.

• A su vez el sistema agua potable puede dividirse en:

• Válvulas de control

• tubería

• Tanque de captación• Bomba

• Grifería

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


7


Análisis de un sistema

Se divide el sistema en sus componentes básicos. Sedeterminan los subsistemas y se investiga el sistema paraespecificar su naturaleza, interacción y actuación como untodo.

Qué hace cada componente ( o subsistema)?

Qué fin persigue?

Cómo realiza el componente sus funciones?

Qué otra función lleva a cabo? Porqué el componente hace de ese modo las cosas?

Qué debe hacer realmente?

Puede eliminarse puesto que no es esencial?

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


8


Elementos del diseño

Objetivos y metas:

Qué es lo que el cliente o dueño quiere del proyecto

Restricciones y normas

Cuáles son las condiciones que prevalecen, o que existirándespués de la construcción, que están fuera del control de losdiseñadores?

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


9


Pasos básicos en el diseño

Observe con detalle el ambiente e historia, identifique tendenciasy futuras condiciones.

Identifique los actores relevantes, instituciones, sus rolesprimarios e intereses.

Defina el problema Desarrolle una solución.

Considere la implementación.

Prediga los resultados, beneficios, costos e impactos.

Considere la operación, y el mantenimiento de las instalacionesfísicas.

Evalue las alternativas.

Asegure el curso de acción.

Cree intereses, consolidar aliados, convertir enemigos. Implemente

Opere y mantenga.

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


10


¿Qué es un modelo?

En ciencias puras y, sobre todo, en ciencias aplicadas, sedenomina modelo al resultado del proceso de generar unarepresentación abstracta, conceptual, gráfica o visual (ver,por ejemplo: mapa conceptual), física, matemática, defenómenos, sistemas o procesos ….

…. a fin de analizar, describir, explicar, simular - en general,explorar, controlar y predecir- esos fenomenos o procesos.

Se considera que la creación de un modelo es una parteesencial de toda actividad científica.

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


11


Extensión en el uso de modelos

A pesar que hay poca teoría generalizada acerca delempleo de modelos -la que existe encontrándoseprincipalmente en la filosofía de la ciencia, teoría general desistemas y el campo, relativamente nuevo, de visualizacióncientífica - la ciencia moderna ofrece una coleccióncreciente de métodos, técnicas y teorías acerca de diversostipos de modelos.

En la practica, diferentes ramas o disciplinas científicastienen sus propias ideas y normas acerca de tiposespecíficos de modelos .

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


12


Modelos e hipótesis.

Para hacer un modelo es necesario plantear una serie dehipótesis, de manera que lo que se quiere representar estésuficientemente plasmado en la idealización, aunquetambién se busca, normalmente, que sea lo bastantesencillo como para poder ser manipulado y estudiado.

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


13


Tipos de modelos científicos

Modelos físicos: utilizados en el diseño de represas, puentes, esclusas,puertos, aeronaves, etc

Modelos matemáticos: a su vez pueden dividirse en:

Modelos de simulación conceptual, utilizados en hidrología e hidrogeología;

Modelos de simulación estocásticos, utilizados en hidrología;

Modelos optimizantes, utilizando procedimientos como, por ejemplo, laProgramación lineal, Programación Dinámica; etc. por ejemplo paradeterminar el uso óptimo de los recursos hídricos de una cuenca hidrográfica.

Modelos numéricos o simulaciones por ordenador.

Modelos analógicos Se basan en las analogías que se observan desde el punto de vista del

comportamiento de sistemas físicos diferentes que, sin embargo, estánregidos por formulaciones matemáticas idénticas. Por ejemplo, hasta los años1970 el modelaje de sistemas de aguas subterráneas se realizaba con redeseléctricas de resistencias y condensadores. Este procedimiento, bastanteengorroso y costoso se sustituyó con el modelaje puramente matemático en lamedida en que aumentó la capacidad de los computadores y se popularizó eluso del cálculo numérico.

Modelos Conceptuales.

El Modelo atómico de Bohr del átomo de hidrógeno

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


14


Análisis de un sistema

El caso delsistema detransporte

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


15


Qué es un sistema complejo?

Un sistema es complejocuando está compuestopor un grupo desubsistemas, en la cuál el

grado y naturaleza de susrelaciones se conoce deforma imperfecta. Elcomportamiento global es

difícil de predecir.Además, la escala detiempo de variossubsistemas puede sermuy diferente (en

transporte: cambios en eluso de la tierra versusdecisiones operativas)

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


16


Sistema de transporte

Los sistemas de transporte son complejos, dinámicos einternamente interconectados, con otros sistemascomplejos (ambiente, economía)

Ellos varían en tiempo y espacio. Los servicios sonprovistos en complejas redes.

Las decisiones humanas cambian la naturaleza del sistema.

Modelar el sistema completo es prácticamente inconcebible.

El desafío es elegir subsistemas, con adecuados límites.

“Todos los modelos están

equivocados, sin embargo, algunosson útiles.”

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


17


Temas críticos contemporáneos

Movilidad

Energía

Cambio climático

Desarrollo urbano Población

Crecimiento económico

Equidad social Productividad

Seguridad

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


18IC-0100 Introducción a la Ingeniería 03/05/2010 (Msalas)

IC-0100 Clase 4 V1 .ppt

Objetivos

Seguridad

Mobilidad

Conectividad global

Protección del ambiente

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2




Elementos clave

El transporte es vulnerable a desastres naturales. Líneavital.

La demanda de carga y pasajeros sobrepasa la capacidaddel sistema de transporte.

El sistema institucional restringe el desarrollo.

Deben alcanzarse metas ambientales.

La infraestructura envejece. Los costos de revitalización

exceden los beneficios.

Los costos de los vehículos suben (mantenimiento).

Las telecomunicaciones tendrán impacto no previstos.

Hay grandes barreras para la innovación.

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2




El transporte en el contexto económico – político y social

Palanca de política pública.

Inversión del sector privado.

Base industrial (constructores de autos y barcos).

Desarrollo Económico. Infraestructura de gran escala con impacto de largo plazo.

Impacto ambiental

Impacto en la energía.

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2




Sistema de transporte – componentes internos.

Sistema físico

Administración

Empleo

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2




Componentes físicos del transporte

Infraestructura

Terminales

Estaciones

Vehículos Sistema de energía.

Combustibles.

Control, comunicaciones y sistemas locales

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2




Infraestructura

Carreteras

Túneles

Puentes

Muelles Líneas de ferrocarril

Líneas de oleoductos

Patios de carga

Terminales y estaciones

Puerto de contenedores

Aeropuertos

Estaciones de bus

Paradas de buses y taxis.

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2




Vehículos

Automóviles

Locomotoras de tren

Aviones

Trailers Camiones

Vagones de ferrocarril

Contenedores.

Barcos

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2




Características de los vehículos

Grado de automatización

Fuente de energía: interna vs externa.

Peso

Material Aerodinámica

Emisiones.

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2




Equipamiento

Grúas de carga de contenedores.

Equipo de mantenimiento de línea de ferrocarril

Equipo de manejo de maletas en los aeropuertos.

Estaciones de peaje. Básculas de pesaje.

Mediciones de velocidad.

Sistemas de cámaras.

Barredoras

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2




Fuentes de poder

Motores de combustión interna

Motores de diesel

Motores eléctricos

Motores híbridos Celda de combustible

Humano

Animal

Gravedad

Molinos de viento

Paneles solares

Hidroelectricidad.

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2




Combustible

Gasolina

Electricidad

Energía Solar

Viento

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2




Sistemas de comunicación, control y localización

Conductores.

Controladores.

Despachadores

Señalización Luces de tráfico.

Sensores.

Sistemas de manejo de flota

Vehículos automatizados.

Bloqueo de calles (tren)

Posicionamiento global (GPS)

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2




Administración

Enfoque de mercado: Qué quieren los clientes:

• Intramodal

• Intermodal

• Intersectorial (transporte vs comunicación)

Planeamiento

• Planeamiento estratégico

• Planeamiento de operaciones

Administración del mantenimiento.

Administración de la información.

Investigación de operaciones

Gerencia.

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2




Planes de operación

Programas

Asignación de tripulación

Distribución de vehículos

Conexiones Intermodal

Intramodal

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2




Planes de contingencia

Qué hacemos cuando las cosas van mal? Cómo decidimosla modificación de nuestros planes si, por ejemplo ocurre undescarrilamiento ó accidente grave en un puente.?

7/21/2019 IC-0100 Clase 5 V2


33


Trabajo

Conductores Despachadores

Colectores de peaje

Mecánicos Negocios de comida, comercia y hotelería, asociados a las

vías de comunicación.

IC-0100 Clase 5 V2

Documents

Transcript of IC-0100 Clase 5 V2