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[ES] La interacción dinámica entre la rueda y el carril ferroviario produce una excitación debida a la rugosidad presente en la superficie de ambos elementos. Como consecuencia de ello, la vía ferroviaria vibra y produce la radiación sonora conocida como ruido de rodadura, que se caracteriza por un amplio espectro de emisión en el dominio de la frecuencia. Son muchos los factores que determinan el contenido y la magnitud de esta radiación acústica, por lo que las medidas más habituales para la mitigación sonora son el uso de elementos de disipación y el reperfilado de las superficies del carril y de la rueda para reducir su rugosidad, aunque éstas son soluciones costosas. En la literatura pueden encontrarse modelos dinámicos de la vía basados en teoría de propagación de ondas con una alta precisión en la predicción del comportamiento dinámico de esta estructura. Asimismo, en los últimos años se han desarrollado modelos acústicos que permiten estimar la radiación sonora de este elemento ferroviario, si bien es cierto que resultan ser muy costosos computacionalmente. En este trabajo se propone realizar un estudio de la influencia de las características geométricas del carril y de las propiedades dinámicas de la vía en la radiación sonora de ésta. Para ello, se consideran los principales parámetros de diseño de una vía ferroviaria y se realiza, en primer lugar, un estudio con un modelo unidimensional que permite conocer el grado de influencia del diseño de la vía en la radiación sonora; posteriormente, se hace uso de un modelo tridimensional que reproduce con mayor precisión el comportamiento dinámico y acústico de la vía. Dado el alto coste computacional de los modelos acústicos, en este trabajo también se estudia si las conclusiones obtenidas del análisis de la radiación sonora coinciden con las obtenidas analizando otras variables dinámicas menos costosas computacionalmente como es la tasa de decaimiento de las ondas que se propagan por la vía tras la interacción ru, [EN] It is the reason the objective of the work is to carry out a study on the influence of terms on the dynamic and acoustic response of the railway track in order to minimize vibrations and rolling noise. To do this, it has been necessary to identify which parameters of the railway track influence the acoustic radiation. The acoustic calculation methodology has consisted of characterizing the track using the wave propagation theory. After determining the dynamic response of the railway components caused by the wheel/rail contact, it has been possible to establish the basis for calculating the acoustic power radiated., [CA] L’objectiu del treball ´es realitzar un estudi d’influ`encia de termes ´ en la resposta din`amica i ac´ustica d’una via ferrovi`aria amb la fi de minimitzar les vibracions i el soroll de rodament. Per aix`o, s’ha tingut que identificar quins par`ametres de la via ferrovi`aria influeixen en la radiaci´o ac´ustica. La metodologia del c`alcul ac´ustic ha consistit en caracteritzar la via mitjan¸cant la teoria de propagaci´o d’ones. Despr´es de calcular la resposta din`amica dels components ferroviaris originada pel contacte roda/carril, ha sigut possible establir les bases del c`alcul de la pot`encia ac´ustica radiada pels mateixos.

[Otros] The interest in a competence-based approach in the university, continues increasing at a considerable rate in the European Higher Education Area. Generic competences (specific of the sort of education) assessment is nowadays considered crucial to support socio-educational demands. Nevertheless, the methodologies for the assessment/evaluation of the generic competences and their inclusion in the curriculum has yet to be adequately achieved. Competency-based learning requires either the development of new evaluation tools or adjustment of the existing ones in order to support marking changes needed for new learning-oriented active methodologies. In this sense, questionnaires are an innovative educational tool for competence evaluation although the development of a solid body of knowledge is still a pending task. For this reason, this study proposes a methodological tool based on a questionnaire for rating the assessment (or not) of Specific Instrumental generic competence (instrumental skills), as defined in our university, by undergraduate students. In this regard, a practical intervention was designed to integrate the evaluation of activities related to Instrumental Skills in undergraduate students of Chemical Engineering, taking advantage of a computer practice session programmed as a part of the Materials Science subject. The appropriateness of the developed questionnaire, based on some learning outcomes, as a tool to properly score the competence of interest has been analysed by comparison of the obtained marks with the ones coming from more regular evaluation tools. The results may lead to some interesting conclusions to university professors when creating appropriate competency-based scoring questionnaires.

[EN] This paper presents the results of the experience carried out in the lab-sessions of several subjects of Mechanical Engineering. The aim of this work is to find a common methodology focused on the acquisition and evaluation of the Specific Instrumental Transversal Competence (CT13 in the UPV institutional project). The work has been applied in two types of lab-sessions: computer lab and laboratory. The instrumentation used in each of them has a different nature, while the former is focused on the use and comprehension of a numerical calculation software, in the latter the students must understand the management and purpose of some experimental measurement equipments. In the computer sessions, after an accompanied learning, the students must carry out and justify the steps followed in solving a numerical problem. The evaluation takes into account the level of adequacy of the steps followed throughout the process. In the laboratory practices, the students must demonstrate the ability to correctly select the proper equipment based on the parameter to be measured as well as to define the sequence of treatments in the measurement process. The measurement of the level of acquisition of the CT13 is done through an individual questionnaire., [ES] En este trabajo se presentan los resultados de la experiencia llevada a cabo en las prácticas de diversas asignaturas de Ingeniería Mecánica. El objetivo final es encontrar una metodología unificada enfocada a la adquisición y evaluación de la Competencia Transversal Instrumental Específica (CT13 en el proyecto institucional de la UPV).Se ha trabajado con dos tipos de prácticas: informáticas y de laboratorio. La instrumentación empleada en cada una de ellas tiene distinta naturaleza, mientras las primeras están enfocadas al manejo de un programa de cálculo numérico, en las segundas los estudiantes deben comprender el manejo y la finalidad de diversos equipos de medida experimental.En las prácticas informáticas los alumnos, tras un aprendizaje acompañado, deben ser capaces de realizar y justificar los pasos seguidos en la resolución de un problema numérico. En la evaluación se tiene en cuenta el nivel de adecuación de los pasos seguidos a lo largo del proceso. En las prácticas de laboratorio los alumnos deben demostrar la capacidad de seleccionar correctamente el equipo adecuado en función del parámetro a medir, así como definir la secuencia de tratamientos en el proceso experimental. La medida del nivel de adquisición de la CT13 se realiza con un cuestionario individual.

[ES] En la actualidad, la contaminación acústica proveniente de la vía es uno de los mayores inconvenientes del sector ferroviario. Por ello, se están desarrollando modelos dinámicos más precisos para estudiar con detalle la dinámica vibratoria y la radiación sonora del carril. En este trabajo se lleva a cabo el desarrollo e implementación en código propio de modelos vibro-acústicos unidimensionales del carril ferroviario, comparando formulaciones en el dominio del tiempo y de la frecuencia, y calculando propiedades modales del sistema como son autovalores y autovectores, números de onda, tasa de decaimiento y funciones de respuesta en frecuencia. Finalmente se calcula la potencia acústica emitida por el carril, realizando un estudio paramétrico con la finalidad de reducir el ruido generado., [EN] The main cause of noise pollution in railway vehicles is the presence of roughness in wheels and in the rail. The interaction between these elements in straight tracks leads to the rolling noise. This noise is studied in the present project. Once the inertial, elastic and dissipative properties have been selected, it is calculated the response to an unitary force in order to study which method is the most efficient computationally. Three different methods are presented: Finite Element Method, a method based on wave propagation and other related with wave superposition. Moreover, advantages and drawbacks of each method are exposed and the most suitable method for a periodic structure is selected. Then, with the fastest method, the contact force produced by the interaction wheel-rail is applied and it is obtained the response to this excitation. With it, it is calculated the acoustic power radiated by the track and results are analyzed. These results are presented in continuous frequency spectrum and in thirds of octave. Finally, parametric studies are carried out in order to find out the properties that affect this power. In particular, damping, stiffness and the cross-section area of the rail are analyzed., [CA] La principal causa de la contaminació acústica en els vehicles ferroviaris és la presència de rugositat en les rodes i en el rail. La interacció entre aquests elements en trams rectes dóna lloc al soroll de rodament (“rolling noise”). Aquest soroll és estudiat en el present projecte. Una vegada escollides les propietats inercials, elàstiques i disipatives del carril, es calcula la resposta davant d’una força unitària amb la finalitat d’estudiar quin mètode és més eficient computacionalment. Es presenten tres procediments distints: El Mètode d’Elements Finits, un mètode basat en la propagació d’ones i un altre relacionat and la superposició d’ones. A més, s’exposen les avantatges i inconvenients de cada mètode i es conclou quin és més idoni per a una estructura periòdica. Després, amb la metodologia més ràpida, s’aplica la força de contacte produïda per la interacció roda-carril i s’obté la resposta a aquesta excitació. Amb ella, es calcula la potència acústica radiada del carril i s’analitzen els resultats. Aquests càlculs són presentats tant en l’espectre fi com en terços d’octava. Finalment, es duen a terme estudis paramètrics per a conéixer les propietats que afecten a la potència. En concret, s’analitza l’amortiment i la rigidesa de la base així com la secció transversal del carril.

[ES] En la actualidad, la contaminación acústica proveniente de la vía es uno de los mayores inconvenientes del sector ferroviario. Por ello, se están desarrollando modelos dinámicos más precisos para estudiar en detalle la dinámica vibratoria y la radiación sonora del carril. En este trabajo se lleva a cabo el desarrollo e implementación en código propio de modelos vibro-acústicos tridimensionales avanzados del carril ferroviario, comparando formulaciones en el dominio del tiempo y de la frecuencia, y calculando propiedades modales del sistema como son autovalores y autovectores, números de onda, tasa de decaimiento y funciones de respuesta en frecuencia (receptancias y movilidades). Finalmente se calcula la potencia acústica emitida por el carril mediante formulaciones tridimensionales avanzadas, realizando un estudio paramétrico con la finalidad de mitigar la contaminación acústica en entornos urbanos.

[ES] El afán del ser humano por la evolución tecnológica, junto con la preocupación y el reciente aumento de la contaminación a nivel mundial, plantean nuevos retos de mejora en uno de los sectores más utilizados hoy en día, el transporte ferroviario. El presente proyecto se centra en la potencia acústica radiada por una rueda ferroviaria en el caso de ruido de rodadura. El objeto principal del estudio reside en la comparativa de modelos de radiación acústica que incorporen diferentes simplificaciones, basadas en la reducción de la cantidad de información utilizada para el tratamiento de la potencia acústica. A través de los resultados obtenidos se pretende analizar la viabilidad de dichas simplificaciones desde el punto de vista de la relación entre precisión de resultados y reducción del coste computacional adquirido. Se hace uso de dos modelos de cálculo de potencia acústica. En primer lugar, a partir del denominado modelo integral, se obtienen los resultados acústicos de referencia de la rueda ferroviaria, considerando toda su geometría. Mediante el segundo modelo, denominado modelo simplificado, es posible aplicar diferentes simplificaciones, de forma individual o conjunta, evaluando así las diferencias obtenidas respecto el modelo integral. Previamente a la obtención del ruido radiado, se calcula la fuerza de contacto que actúa sobre la rueda, a partir de la interacción dinámica entre ésta y el carril, siendo diferente para cada geometría. Respecto a la evaluación de las simplificaciones, se realizan dos estudios distintos. El primero de ellos, objeto principal del proyecto y, por ende, más profundo, sobre el efecto directo de las simplificaciones sobre la precisión de los resultados y el tiempo requerido para obtenerlos, haciendo uso de una geometría concreta. El segundo, en cambio, un estudio sobre la influencia que tiene la geometría sobre los resultados anteriormente obtenidos. Palabras clave: Modelo de radiación sonora, potencia acústica, ruido de rodadur

[ES] Parametrizando la geometría de una rueda ferroviaria, se pretende analizar la influencia de la misma en la radiación acústica de un vehículo ferroviario. Para ello, se emplean cuatro variables que representan el radio, el espesor, los radios de acuerdo y la curvatura de la rueda, respectivamente. Para el cálculo de la potencia acústica se hace uso de dos modelos de radiación distintos, uno que considera la geometría completa de la rueda y otro en el que se asume que ciertos puntos de la rueda son representativos del movimiento de la misma, reduciendo con esta hipótesis el coste computacional. El uso de ambos modelos permite estimar el rango de validez de los parámetros geométricos para las hipótesis asumidas, así como la sensibilidad de los puntos escogidos como representativos de la rueda. Este análisis se realiza tanto para casos de ruido de rodadura como para chirridos en curva, estableciendo cómo afecta a cada fenómeno la geometría de la rueda y qué errores se cometen con las simplificaciones realizadas.

[EN] The frequency response function (FRF) permits to characterise in the frequency domain the systems governed by linear dynamics by means of a relationship between an excitation applied at one degree of freedom (dof) and the consequent output response in a particular dof. A modal approach is widely extended in the engineering fields as efficient method of computing the FRF of matrix second-order linear equations of motion derived from the application of the Finite Element Method (FEM) [1]. This approach is based on the truncation of the number of vibration modes that conform the base of the new modal coordinates. The criterion for the truncation is linked to the frequency range of the dynamic study, ordering the vibration modes with respect to the eigenvalues (the square of natural frequencies) associated. The natural frequency associated with the last vibration mode selected establishes the maximum frequency that can describe the time response of the system. The truncation permits to reduce the dimension of the system from N number of dofs in physical coordinates to m truncated vibration modes in modal coordinates. The fundamental numerical problem derived from the truncation is the resulting non-square vibration modes matrix, used as transformation matrix in the physical to modal change of variable [1,2]. This change should allow the diagonalisation of the matrices involved in the equation of motion: mass, stiffness and damping matrices. The diagonalisation is essential to decouple the system in m second-order linear differential equations that can be solved analytically in the time domain. Nevertheless, the inverse of vibration modes matrix required for the diagonalisation cannot be applied from its non-square nature and it can only be replaced by the transpose matrix if both mass and stiffness matrices are symmetric. The complexity increases in a case of general damping instead of proportional or spectral ones [3], in which the damping matrix must be included

[ES] En el presente proyecto se estudia el ruido radiado por una rueda ferroviaria debido al contacto entre ésta y el carril. Se proponen dos metodologías de cálculo de la potencia acústica, llevando a cabo su comparación. El objeto principal del estudio reside en el cálculo del ruido emitido por un vehículo ferroviario a consecuencia de la rugosidad en la rueda y en el carril, conocido como ruido de rodadura, y el análisis de su contenido en frecuencia. Asimismo, se analiza el ruido chirriante, conocido como squeal noise, emitido por la rueda cuando el vehículo negocia una curva de radio pequeño. En ambos casos la metodología ha consistido, en primer lugar, en caracterizar la rueda ferroviaria: morfología, propiedades inerciales, disipativas y elásticas y modelo de Elementos Finitos (EF). Posteriormente, se analiza el comportamiento modal de la rueda calculando sus frecuencias naturales y modos de vibración, así como la respuesta originada por la excitación que se produce como consecuencia al contacto rueda/carril. A continuación, conocida la respuesta vibratoria de la rueda, se calcula la potencia acústica radiada por la misma. Por último, se analizan los resultados y se obtienen las conclusiones pertinentes. Los resultados apuntan a que no es necesario el uso de una malla de EF muy fina pues, considerando unas pocas coronas circulares dividiendo la rueda, los correspondientes puntos equiespaciados a lo largo de la circunferencia y extrapolando su comportamiento al resto de la misma, se obtienen prácticamente los niveles de potencia acústica radiada estimados por modelos que consideren todos los nodos de la rueda, con diferencias despreciables frente al ahorro drástico del coste computacional requerido para cada simulación.