simulación: una herramienta para crear una cultura del aprovechamiento del agua

Simulación: Herramienta para crear una Cultura

del Aprovechamiento del Agua

Dr. José Enrique Alvarez Estradahttp://www.software.org.mx/~jalvarez/

28/marzo/2012

Una reflexión inicial...

¿Qué pasaría si trajéramosun cirujano del siglo XIX...

...a un quirófano del siglo XXI?

Una reflexión inicial...

¡No tendría idea de qué hacer!

Tomografía Computarizada,Resonancia Magnética

Radioterapia, Lamparoscopía,Microcirugía, Cirugía Láser,

Terapia Genética,Radiólogo, ...

Humores, Sangrías,Reúmas, Lunáticos,

Histéricas, Lobotomía,Enfermera,...

Una reflexión inicial...

¿Y si trajéramos uningeniero del siglo XIX...

...a una fábrica del siglo XXI?

Una reflexión inicial...

¡No tendría idea de qué hacer!

Just In Time, Kanban, Telemática,

Mecatrónica, Domótica, Inteligencia Artificial,Agentes, Webbots,

Ingeniero del Conocimiento,Webmaster,...

Máquina de Vapor, Carbón,

Tablas de Logaritmos, Regla de Cálculo,

Maquinista, Fogonero,Rueda de Paletas,...

Una reflexión inicial...

¿Y si trajésemos unmaestro del siglo XIX...

a un aula del siglo XXI?

Una reflexión inicial...

¡¡¡ Se sentiría como en casa !!!

Pizarrón, Gis, Examen,Tabla Periódica, Mapa,

Alumno, Maestro,Calificación, ...

Pizarrón, Gis, Examen,Tabla Periódica, Mapa,

Alumno, Maestro,Calificación, ...

Una reflexión inicial...

Las escuelas son como Máquinas del Tiempo:

¡¡¡ Al entrar por la puerta

se viaja del siglo XXI al XIX!!!

¡ Ya basta !

Problemas nuevos requieren soluciones nuevas.

"No podemos resolver los problemas usando el mismo tipo de pensamiento que usamos cuando se crearon."

Frase atribuida a

El Tercer Método de la Ciencia

El Tercer Método de la Ciencia

EXPERIMENTAL

El Tercer Método de la Ciencia

EXPERIMENTAL TEÓRICO

El Tercer Método de la Ciencia

EXPERIMENTAL TEÓRICO

SIMULACIÓN

El Tercer Método de la Ciencia

EXPERIMENTAL TEÓRICO

SIMULACIÓN

La simulación computarizadaproporciona una metodología

cualitativamente nueva ydiferente para las ciencias,algo intermedio entre losenfoques experimental yteórico tradicionales.

El Tercer Método en la Educación

El Tercer Método en la Educación

APRENDIZAJEMEMORÍSTICO

El Tercer Método en la Educación

APRENDIZAJEMEMORÍSTICO

APRENDIZAJERECEPTIVO

El Tercer Método en la Educación

APRENDIZAJEMEMORÍSTICO

APRENDIZAJERECEPTIVO

APRENDIZAJEMEDIANTE SIMULACIÓN

El Tercer Método en la Educación

APRENDIZAJEMEMORÍSTICO

APRENDIZAJERECEPTIVO

APRENDIZAJEMEDIANTE SIMULACIÓN

por descubrimiento

El Tercer Método en la Educación

APRENDIZAJEMEMORÍSTICO

APRENDIZAJERECEPTIVO

APRENDIZAJEMEDIANTE SIMULACIÓN

por descubrimiento significativo

Lo que se puede medir,se puede administrar.

Peter Drucker

Debemos desarrollar en nuestros estudiantes

una visión cuantitativa de la realidad.

2005: Nace el Proyecto

¿Cuándo se saturará?

Tras el Huracán Wilma crece elVertedero Municipal en varias Hectáreas

¡Calculémoslo, Caballero!

Un Modelo Teórico

Su Ecuación Diferencial

ddt

Stock (t )=Entrada(t )−Salida(t )

Su Solución Analítica

ddt

Stock (t )=Entrada(t )−Salida(t )

Stock (t )=∫ [Entrada(t)−Salida(t )]

Las Ecuaciones Diferenciales

son demasiado COMPLICADAS.

Las Ecuaciones Diferenciales

son demasiado COMPLICADAS.

¡Discreticémoslo,Caballero!

Las Ecuaciones Diferenciales

son demasiado COMPLICADAS.

...ecuaciones en Diferencias Finitas.

mediante...

Método de las Diferencias Finitas

Stock (t+1)=Stock (t )+[Entrada(t)+V entrada .(1)]−[Salida (t )+V salida .(1)]

V entrada(t+1)=V entrada(t)+A entrada .(1)

V salida(t+1)=V salida(t)+A salida .(1)

Aentrada = 3Asalida  = 2t        = 0Stock    = 0Entrada  = 10Salida   = 10Ventrada = 3Vsalida  = 2repeat

Stock    = Stock + Entrada ­ Salida Salida   = Salida + VsalidaEntrada  = Entrada + VentradaVentrada = Ventrada + AentradaVsalida  = Vsalida + Asalidat        = t + 1print t, Stock

until Stock > 1000 or Stock < 0

En Código

t=1, Stock= 0  t=2, Stock= 1  t=3, Stock= 4  t=4, Stock= 10 t=5, Stock= 20 t=6, Stock= 35 t=7, Stock= 56 t=8, Stock= 84 t=9, Stock= 120t=10, Stock= 165 t=11, Stock= 220 t=12, Stock= 286 t=13, Stock= 364 t=14, Stock= 455 t=15, Stock= 560 t=16, Stock= 680 t=17, Stock= 816 t=18, Stock= 969 t=19, Stock= 1140

Resultados

2008: Una Pregunta Incómoda

¿Es unAUTÓMATA?

¡Ni idea! Así que...

¡Simulémoslo,Caballero!

' Ciclo principalclsLeerEstadoInicialclsConsumoTotal = 0 'El total de agua consumida en el hogar (lt)t = 0 'Tiempo de simulaciónwhile true

'Actualización de los sensores (unidades en lt)if AguaCisterna <  200 then LC = false else LC = trueif AguaCisterna <  700 then MC = false else MC = trueif AguaCisterna < 1000 then HC = false else HC = trueif AguaTinaco   <  200 then LT = false else LT = trueif AguaTinaco   <  700 then MT = false else MT = trueif AguaTinaco   < 1000 then HT = false else HT = true

'Cambios en los niveles del aguaif B then 

AguaCisterna = AguaCisterna ­ GastoBombaAguaTinaco = AguaTinaco + GastoBomba

endifif V then

AguaCisterna = AguaCisterna + GastoAguakanendifif rnd < Pagua then

EnConsumo = trueelse

EnConsumo = falseendifif EnConsumo and AguaTinaco > GastoAgua then

AguaTinaco = AguaTinaco ­ GastoAguaConsumoTotal = ConsumoTotal + GastoAgua

endif

'Encendido de la bombaif MC and (not MT or not LT) then B = true 'Apagado de la bombaif HT or not LC then B = false'Apertura de la válvulaif not MC or not LC then V = true 'Cierre de la válvulaif HC then V = false

DesplegarSimulacion

t = t + 1wendend

2011: El Siguiente Paso...

¿Por qué no extenderlo...

...y convertirloen un...

...simulador didáctico?

¡¡¡ Entre todospodemos mejorarlo !!!

Únete y participa.

Gracias por su Atención

Dr. José Enrique Alvarez Estradahttp://www.software.org.mx/~jalvarez/