Tipo de asignatura:

Obligatoria

Plan de estudios:

1996

N° de créditos:

10

Situación:

Asignatura en extinción. 3º de Arquitectura

Definición:

Bases físicas de la construcción. Amplía a 180. Fundamentos y teorías físicas.

Objetivo:

Completar los conocimientos necesarios de las asignaturas de carácter técnico que desarrollan el acondicionamiento y los servicios, así como proporcionar cobertura básica a hipótesis de cálculo distintas de la estática.

Contenido:

Técnicas de acondicionamiento en arquitectura y urbanismo, bases. Ampliación de termodinámica, psicrometría, cambios de fase, aire húmedo. Transmisión de calor, conduccion, convección y radiación térmica. Teoría de la termotecnica, ciclos teóricos, ciclo de calefacción y de refrigeración. Equipos de calor y frío. Bomba de calor. Ampliación de acústica: bases y tratamiento. Teorías del acondicionamiento acústico de los locales. Instalaciones hidráulicas, bases: hidráulica de los fluidos reales, números adimensionales básicos, movimiento del agua en un medio permeable, flitración, fórmula de Darcy. Mecánica. Ampliación de cinemática y dinámica de sólidos. Vibraciones y oscilaciones pequeñas en sólidos. Mecanismos y equipos mecánicos. Esfuerzos en la dinámica de mecanismos. Movimientos en mecanismos: cadenas.

Parte A: Mecánica de las Construcciones.

Fundamentos de la Mecánica.

• Lección 1ª. Vectores. (*)
  1.1 Tipos de vectores. Grados de libertad e independencia lineal. Sistemas de Vectores.
  1.2 Campos escalares, vectoriales y tensoriales. Gradiente y tensor de entorno.
  1.3 Teoremas integrales: Stokes, Gauss y generalización.
• Lección 2ª. Cálculo tensorial. (*)
  2.1 Nociones de cálculo matricial.
  2.1 Tensor como operador lineal. Generalización del concepto de tensor.
  2.3 Operaciones con tensores en sus diversos órdenes. Tensores especiales.
  2.4 Tensores simétricos: direcciones principales, valores propios. Componentes intrínsecas.
  2.5 Indicatrices tensoriales.
  2.6 Círculos de Mohr. Caso plano: círculo de Mohr.
• Lección 3ª. (*)
  3.1 Principios de la Mecánica.
  3.2 Diversos conceptos de la Estática y del equilibrio. Formulaciones del equilibrio. Estabilidad.
  3.3 Principio de los trabajos virtuales. Las fuerzas de ligadura y las ecuaciones analíticas de enlace.
  3.4 Trabajo de las fuerzas interiores. Trabajo de los esfuerzos.

Ampliación de Mecánica del Medio Continuo.

• Lección 4ª: Mecánica del Sólido Continuo. Tensiones.
  4.1 Concepto de Medio Continuo. Sólido continuo: vector tensión. Concepto de tensión. Niveles de análisis. Respuestas del sólido.
  4.2 Tensor de tensiones. Condiciones de equilibrio.
  4.3 Componentes intrínsecas de tensiones. Estado plano de tensiones. Círculos de Mohr y Círculo de Mohr del estado plano de tensiones.
• Lección 5ª: Mecánica del Sólido Continuo. Deformaciones y ecuaciones constitutivas
  5.1 Vector desplazamiento. Tensor de pequeñas deformaciones. Concepto de velocidad de deformación.
  5.2 Hipótesis constitutivas. Ecuaciones constitutivas. Sólido de comportamiento elástico. Tensor elástico. Simplificaciones. Estado plano de deformaciones. Condición de compatibilidad. Círculo de Mohr.
  5.3 Casos de comportamiento plano: Función de Airy. Aplicaciones.
  5.4 Otras hipótesis constitutivas. Plasticidad: criterios. Deformación plástica. Fundamentos del cálculo plástico: plastificación.
  5.5 Modelos de suelos. Empujes sobre muros. Taludes.
• Lección 6ª: Mecánica del Sólido Continuo: consideraciones energéticas.
  6.1 Trabajo de las fuerzas internas en el sólido. Energía elástica por unidad de volumen. Trabajo de deformación plástica.
  6.2 Principio de los trabajos virtuales generalizado. Aplicaciones a elementos estructurales en conexión con las hipótesis de la "Resistencia de materiales".
• Lección 7ª: Mecánica de los Fluidos Continuos: Hidráulica (*)
  7.1 Formas de estudio de la mecánica de fluidos. Variables de Euler y Lagrange.
  7.2 Magnitudes y definiciones. Clasificación de los movimientos.
  7.3 Ecuación generales de la dinámica de fluidos perfectos. Equilibrio.
  7.4 Fuerza total sobre superficies curvas y planas. Existencia del centro de presiones. Teorema de Arquímedes. Flotación. Subpresión.
  7.5 Ecuación de la energía: Teorema de Bernoulli. Condiciones.
  7.6 Teorema de la continuidad. Fluidos incomprensibles. Tubos de corriente.
• Lección 8ª: Bases de las Instalaciones Hidráulicas.
  8.1 Fluidos reales. Fluidos reales en reposo y en movimiento. Viscosidad.
  8.2 Ecuación general de la Hidráulica: Números adimensionales de Reynolds, Froude y Euler. Otros números. Semejanza.
  8.3 Regímenes laminar y turbulento: estudio de sus características.
  8.4 Evaluación cualitativa de pérdidas de carga en conductos cerrados y en conductos abiertos. Fundamentos del golpe de ariete, de las chimeneas de equilibrio, y de las bombas hidráulicas. Fórmulas empíricas de pérdidas de carga.
  8.5 Nociones de hidráulica del medio permeable. Filtraciones. Fórmula de Darcy. Acciones del agua embebida en un terreno: modelos.

Introducción al cálculo dinámico.

• Lección 9ª: Mecánica de los mecanismos
  9.1 Principio de los trabajos virtuales con fuerzas de inercia. Ecuación simbólica de la dinámica. Ecuaciones de Lagrange.
  9.2 Sistemas materiales isostáticos, hiperestáticos y mecanismos con varios grados de libertad.
  9.3 Cinemática de los mecanismos de barras articuladas.
  9.4 Dinámica de los mecanismos: acciones y solicitaciones dinámicas.
  9.5 Modelos de mecanismos con pequeñas oscilaciones. Acción del viento sobre las construcciones: simulación.
• Lección 10ª: Mecánica de las vibraciones
  10.1 Magnitudes características. Vibraciones naturales. Vibraciones forzadas. Vibraciones amortiguadas: tipos de amortiguamiento.
  10.2 Vibraciones de sistemas discretos con uno o varios grados de libertad.
  10.3 Vibraciones en sistemas continuos prismáticos.

Parte B: Física de las Construcciones.

Preliminar: relaciones matemáticas entre derivadas parciales.
Ampliación de Termodinámica. Termotecnia. Humedad.

• Lección 1ª: Termodinámica general (*)
  1.1 La termodinámica: concepto macroscópico. Calor como forma de energía. Relación con la Mecánica.
  1.2 Definiciones previas: sistemas, medio ambiente, frontera. Equilibrio termodinámico. Principio cero: temperatura. Termómetros y termostatos. Transformaciones reversibles e irreversibles.
  1.3 Ecuaciones de Estado: sistemas sencillos y de más de dos variables independientes. Variables extensivas e intensivas. Trabajo. Ecuación de transformaciones. Diagramas.
  1.4 Primer principio. Energía interna. Expresión infinitesimal. Entalpía.
  1.5 Segundo principio. Entropía y Temperatura absoluta. Enunciados de Clausius y Kelvin-Planck. Expresión infinitesimal. El tercer principio. Enunciado de Nernst-Planck.
• Lección 2ª: Termodinámica en los gases (*)
  2.1 El gas ideal o perfecto. Conceptos derivados de las experiencias de Amagat y Joule: comparación. Ecuación de Estado y expresión de la energía interna del gas perfecto.
  2.2 Capacidad calorífica. Calores específicos y molares. Ley de R. Mayer. Expresiones de los principios para el gas perfecto.
  2.3 Transformaciones de gases ideales o perfectos. Ciclo de Carnot. Otros ciclos notables.
  2.4 Funciones termodinámicas. Ecuaciones de Maxwell y relaciones características.
  2.5 Gases reales: Ecuaciones del Virial. Ecuación de Van der Waals.
• Lección 3ª: Transmisión del calor
  3.1 Mecanismos de transmisión del calor: conducción, convección y radiación. Conexión con la Termodinámica.
  3.2 Estudio de la conducción. Ley de Fourier. Ejemplos.
  3.3 Estudio de la convección. Ley de Newton. Convección natural y convección forzada. Ejemplos.
  3.4 Teoría macroscópica de la Radiación Térmica. Ley de Stefan-Boltzman. Intercambio de radiación entre superficies. Efecto invernadero. Ideas sobre la teoría microscópica de la Radiación. Espectro de ondas electromagnéticas. Leyes de Wien. Fórmula de Planck.
  3.5 El problema conjunto.
• Lección 4ª: Acondicionamiento Ambiental I (bases)
  4.1 Cambios de fase. Ecuación de Clapeyron.
  4.2 Aire húmedo. Composición y propiedades.
  4.3 Índices de humedad. Tablas psicrométricas.
• Lección 5ª: Acondicionamiento Ambiental II (bases)
  5.1 Termodinámica de corrientes fluidas en régimen estacionario. Ecuación fundamental. Efecto Joule-Kelvin.
  5.2 Ciclos de calefacción y refrigeración. Casos teóricos: máquinas de Carnot.
  5.3 Ciclos de calefacción y refrigeración. Ciclo de Rankhine. Tablas de vapor.
  5.4 Acondicionamiento global de un local. Confort térmico.

Acústica.

• Lección 6ª: Bases de la Acústica6.1 Ondas mecánicas. Características y clasificación.
  6.2 Descripción matemática de un movimiento ondulatorio unidimensional no amortiguado. La ecuación de onda.
  6.3 Ondas armónicas.
  6.4 Ondas en fluidos.
  6.5 Ondas en sólidos.
  6.6 La superposición de ondas.
  6.7 Impedancia acústica específica.
  6.8 Intensidad acústica.
  6.9 Reflexión, reflexión y transmisión de ondas.
• Lección 7ª: Tratamiento Acústico
  7.1 La medición del sonido. Niveles sonoros.
  7.2 Características auditivas de los seres humanos.
  7.3 Niveles sonoros ponderados.
  7.4 El ruido. Efectos en los seres humanos. Análisis espectral del ruido. Nivel sonoro continuo equivalente. Niveles percentiles. Ruido blanco y ruido rosa.
  7.5 Fuentes sonoras. Características.
  7.6 El campo sonoro en los recintos.
  7.7 La absorción sonora.
  7.8 La reverberación. El tiempo de reverberación, su predicción y medida.
  7.9 Aislamiento de los ruidos aéreos y estructurales.
  7.10 Aislamiento al ruido aéreo de particiones simples de una hora, dos hojas y mixtas.
  7.11 El aislamiento en dB(A).

Todas las lecciones marcadas con (*) son preliminares. Pueden ser omitidas si el/la profesor/a considera que los alumnos han adquirido los conocimientos necesarios en asignaturas de cursos anteriores.