Curso:

Física de los Recursos Naturales



UACh

PROGRAMA DE FORMACION DE PREGRADO

CICLO: FISICA EN LAS CIENCIAS FORESTALES Y RECURSOS RENOVABLES

Responsable: Dr. Willy H. Gerber
Carácter: Obligatorio (ver detalle en pauta de Evaluación)
Período de Desarrollo del Curso: tercer semestre de la carrera
Prerequisitos: no tiene
Número de créditos: 6 (4 horas teóricas y 2 horas prácticas)

Competencia perfil de egreso al que contribuye el curso:

  • Comprender los conceptos básicos referentes a la física del suelo, biofísica y clima. (Perfil del Bachiller)
  • Dominar las bases teóricas para el ramo de suelo y recursos forestales. (Perfil del Licenciados)

Desempeño a desarrollar: Aplicar fundamentos de física relacionada con:

Suelo

  • estructura
  • comportamiento del agua en suelo saturado
  • comportamiento del agua en suelo no saturado
  • estabilidad y erosión

Biofísica

  • mecánica del caminar y correr
  • volar y nadar
  • estabilidad en plantas
  • transporte de liquidos en plantas

Clima

  • radiación solar y terrestre
  • formación de nubes y lluvia
  • climas
  • calentamiento global

Dentro de lo que es el sello UACh se busca que el alumno

  • comprenda las bases del conocimiento asociados a los tópicos
  • sea capaz de aplicar los conocimientos en forma autónoma
    y los conocimientos sean enseñados con la excelencia que nos hemos comprometido.

RESULTADO DEL APRENDIZAJE

RESULTADOS DEL APRENDIZAJE ACTIVIDADES EDUCATIVAS Trabajo Virtual-Presencial Trabajo Autónomo
Estima el comportamiento del agua en suelos y los riesgos de daños tanto por flujo y por saturación Unidad 1: Como calcular el estado del suelo y los riesgos de daños de este en base a la física de suelos. Ver Nota 1 Ver Nota 2
Estima la deformación y límite de daño de árboles y el transporte de fluidos en estos. Unidad 2: Como calcular la estabilidad mecánica de los árboles y la biofísica del transporte de fluidos en estos. Ver Nota 1 Ver Nota 2
Estima los climas que se pueden dar según situaciones geográficas, incluyendo el efecto del calentamiento global. Unidad 3: Como calcular los principales fenómenos meteorológicos y la forma como contribuyen a definir el clima o su modificación por efecto del calentamiento global. Ver Nota 1 Ver Nota 2

.

Nota 1: El alumno consulta el material teórico (pdf's, link en la página web del curso) y los videos de los principales conceptos y formas de aplicar (subidos a la plataforma youtube, link en la página web del curso). El rol de la clase es ir presentando los conceptos e ir discutiendo los distintos puntos para aclarar eventuales dudas. Como apoyo cada clase cuanta con una checklist de los conceptos, relaciones y magnitudes que el alumno debe llegar a dominar en la sesión. Dicha checklist también está disponible en la página web del curso y es la base para una mini-interrogación al final de la clase correspondiente (3 preguntas con alternativas).*

Nota 2: Cada semana se inicia un estudio de un caso centrado en el tema de la semana. Se busca incentivar que los alumnos trabajen los casos en grupos aunque la entrega es individual y sobre la base de datos numéricos que difieren de alumno a alumno para evitar la copia sin haber comprendido el desarrollo. La solución emplea en sistema Physics Cases (presente en la página web del curso), que revisa el trabajo del estudiante y le señala los posibles errores. De esta forma existe un control directo del trabajo, nivel de avance y acierto por alumno. Cada caso se realiza además una validación en que el alumno debe explicar el caso, cómo y para que realizo los principales cálculos y que tipo de análisis se puede realizar. El alumno puede valerse de sus apuntes del trabajo realizado para contestar por lo que la revisión es simple y rápida. Si la validación es satisfactora, se valida el puntaje/nota alcanzado en el ejercicio. De lo contrario se realiza una revisión oral y se deja la nota en base al % del dominio del caso en revisión.*

DETALLE

DETALLE UNIDAD 1 UNIDAD 2 UNIDAD 3
Titulo ¿Cómo se comporta el suelo bajo la influencia del agua? ¿Cómo se comporta un árbol bajo carga y en función de la circulación de fluidos? ¿De qué depende el clima local y como lo afecta el calentamiento global?
Actividad, Problema ¿Cómo estimo el estado del suelo y cuál es el comportamiento que se puede observar? ¿Cómo estimo el comportamiento de un árbol tanto por efecto de acciones externas como procesos internos? ¿Cómo determino el clima existente en una ubicación geofísica y como esta es afectada por el calentamiento global?
Contenidos más importantes a abordar durante el desarrollo del taller - Descripción del Suelo
- Suelo Saturado, incluido el flujo de agua
- Suelo No Saturado
- Estabilidad del suelo
- Fuerzas y torques
- Estabilidad de un árbol
- Flujo de luidos en arboles
- Radiación solar, transmisión de calor y convección
- Corrientes en aire y mar
- Efecto Invernadero, ciclo de CO2 y rol de la vegetación
- Clima local y vegetación asociada
- Efectos del cambio climático
Desempeños específicos o Resultados de aprendizaje específicos - Estima las propiedades físicas de los suelos según composición
- Estima la presión hidrostática en suelos
- Estima del flujo de agua en suelo saturado
- Estima la retención de agua en suelos no saturados
- Estima el deterioro de suelos y de peligro de deslizamientos de laderas
- Estima las fuerzas en un tronco tanto bajo la carga propia como acciones externas
- Estima los flujos de fluidos en la estructura del árbol
- Estima la radiación solar
- Estima la conducción y convección de calor
- Estima el efecto de los gases invernaderos
- Estima el efecto de la superficie y vegetación sobre el clima
- Estima climas que se pueden dar bajo distintas condiciones
- Estima cambios climáticos por cambios de condiciones.
Indicadores de desempeño Completo el caso correctamente (mínimo 50%) y se verifico su autoría. Completo el caso correctamente (mínimo 50%) y se verifico su autoría. Completo el caso correctamente (mínimo 50%) y se verifico su autoría.
Evidencias Casos resueltos y puntaje de la verificación de autoría. Casos resueltos y puntaje de la verificación de autoría. Casos resueltos y puntaje de la verificación de autoría.

NORMAS DE EVALUACION

  1. Siguiendo el Artículo 24 la asistencia exigida a clases será de un 70%.
  2. El alumno resuelve un total de 12 casos (uno por semana) basado en el tema de la semana + uno introductorio (metodología). El desarrollo es apoyado por el sistema que va corrigiendo y apoyando al alumno para que logre la solución correcta. La nota para cada caso se calcula en base al porcentaje de avance alcanzado. Esto si el alumno logra demostrar mediante el mecanismo de validación (punto 3) que domina el trabajo realizado.
  3. Para validar se requiere de que el alumno, usando un programa diseñado para ello, filme una breve explicación de como realizo el trabajo. Debe ser capaz de explicar el contexto, los parámetros que estimo, los cálculos principales que realizo y discutir los resultados obtenidos. Con el video se evalua el nivel de comprensión que el alumno demuestra empelando una pauta previamente conocida por este. El mecanismo es necesario ya que con la ayuda del sistema que corrige es posible resolver el caso por mera adivinanza sin haber aprendido.
  4. La evaluación de los casos es ponderada con la de la verificación dando un nivel de comprensión en porcentaje que luego se puede llevar a una nota entre 1 (0%) y 7 (100%). La nota de los casos vale el 80% de la nota final.
  5. Adicionalmente se toman al final de cada clase la denominada "checklist" que consiste en tres preguntas contenidas en un documento de igual número disponible antes de la clase. El test es de alternativas múltiples, tiene tres preguntas, una correcta lleva a un punto, una incorrecta a -0.25 (cada pregunta tiene 5 alternativas de modo que si se contestan al azar el puntaje promedio será 0). Como se exige una asistencia mínima de 70% se elimina el 30% de las respuestas (de preferencia las incorrectas). La nota de las checklist vale el 20% de la nota final.
  6. Si no se logra la nota mínima de 3.5 como promedio final se considera reprobado el ramo. Si el promedio de presentación a examen resulta entre 3.5 y 4 y se cumple el requisito de asistencia a clases (70%), de acuerdo a la reglamentación vigente (Articulo 30) el proceso evaluativo contempla un examen de carácter global de ponderación 30%. Como alternativa, el alumno puede elegir continuar trabajando en los casos para subir su nota final dentro del plazo de toma de examenes.

BIBLIOGRAFIA

Set de presentaciones (set teoría y set formulas & casos para cada tema) disponibles en www.gphysics.net
Adicionalmente se provee documentación de apoyo como referencias a libros, papers y videos relativos a los distintos capítulos.


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