USO DEL SOFTWARE LIBRE COMO APORTE AL SÍLABO HIDROLOGÍA DE LA UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPÁN EN TIEMPOS DE COVID-19

 

USE OF FREE SOFTWARE AS A CONTRIBUTION TO THE HYDROLOGY SYLLABUS OF SEÑOR DE SIPÁN UNIVERSITY IN TIMES OF COVID-19

 

Guillermo Gustavo Arriola Carrasco[1]

 

 

Fecha de recepción            : 26 de Mayo del 2021

Fecha de aprobación         : 08 de agosto del 2021

DOI                                       : https://doi.org/10.26495/rch.v5i2.1923

 

 

Resumen

 

La presente investigación tuvo como objetivo generar un aporte tecnológico sobre el uso del software libre referente al estudio de cuencas hidrográficas, análisis de la hidrología general e intepretación de la hidrología estadística para su incorporación en el sílabo del curso de Hidrología de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Señor de Sipán en estas épocas de aislamiento social y la no presencialidad en las aulas universitarias debidas al COVID-19. La metodología empleada es cualitativa, del tipo aplicada con un diseño teoría fundamentada. Los resultados del artículo inidican que se pueden integrar como mínimo dos softwares libres por sesión dentro del sílabo del curso Hidrología cuyo sustento radica en que existen diversos softwares de uso gratuito tales como ArcMap, QGis, Python, Google Engine, Pisco y RS Minerve, pues no requieren una licencia de uso y se encuentran disponibles en repositorios de universidades y entidades gubernamentales internacionales que garantizan su aplicación. Se concluye en que el uso del software libre articula adecuadamente los contenidos del sílabo Hidrología, facilitando el aprendizaje virtual, la constante retroalimentación y el desarrollo de futuras investigaciones entre los estudiantes y docentes en este campo de acción de la ingeniería civil.

 

Palabras clave: Hidrología, ingeniería civil, sílabo, software libre.

 

Abstract

 

The objective of this research was to generate a technological contribution on the use of free software related to the study of hydrographic basins, analysis of general hydrology and interpretation of statistical hydrology for its incorporation into the syllabus of Hydrology course of Professional School of Engineering Civil of Señor de Sipán University in these times of social isolation and the absence of presence in university classrooms due to COVID-19. The methodology used is qualitative, of type applied with a grounded theory design. The results of the article indicate that at least two free software per session can be integrated into the Hydrology course syllabus, the basis of which is that there are various free-use software such as ArcMap, QGis, Python, Google Engine, Pisco and RS Minerve, since they do not require a user license and are available in repositories of universities and international government entities that guarantee their application. It´s concluded that the use of free software adequately articulates the contents of Hydrology syllabus, facilitating virtual learning, constant feedback and the development of future research among students and teachers in this field of action of civil engineering.

 

Key words: Hydrology, civil engineering, syllabus, free software.

 

 

 

 

 

 

 

1.    Introducción

 

En la actualidad a nivel mundial los entornos virtuales con ayuda del internet han logrado ser los principales motores que han impulsado la enseñanza no presencial en los diferentes ámbitos y niveles de educación debido a la emergencia sanitaria, por consiguiente la evolución de la educación a distancia ha satisfecho diversas necesidades educativas gracias al progreso tecnológico y con iniciativas de docentes de la educación superior (Marino-Jiménez et al., 2020); sin embargo la formación académica exige la aplicación de métodos y técnicas que mejoren continuamente el aprendizaje (González, 2017) y una de las formas de estructurar dicho conocimiento en la enseñanza superior es por medio del sílabo que ayuda a organizar y sintetizar la información más importante y actualizada de la materia y/o asignatura (González, 2020)

 

El sílabo a su vez permite hacer un seguimiento del avance de la cátedra por medio de sesiones de aprendizaje, el cual se compone de temporalización, capacidades, actitudes, contenidos, estrategias didácticas y evidencias de aprendizaje, estructura que permite hacer un seguimiento temporal pero constante de los conocimientos del estudiante durante un ciclo académico, no obstante debido a la condición de no presencialidad por el COVID-19 tanto de docentes como de estudiantes ha generado cambios en los hábitos de estudio (Mansilla, 2020), lo que implica que se utilicen nuevos métodos de enseñanza-aprendizaje como los basados en las tecnologías de la información y comunicaciones que vayan a la par con los adelantos en pleno siglo XXI (Candelario-Dorta, 2018; Ospina, 2020), por ende es muy importante determinar el aporte de una nueva metodología en la formación del discente de acorde con su perfil académico y profesional (Vásquez & Morales, 2018), en tal sentido un papel importante se le confiere a la educación virtual mediante el uso de herramientas tecnológicas de la web y el desarrollo de materiales didácticos virtuales adaptativos (Torres & García, 2019).

 

El uso y aplicación en el que se basa el software libre para la construcción de contenidos virtuales representa un reto muy grande para las instituciones de educación superior en América Latina y el mundo en general (Serrano & Narváez, 2010), a pesar de ello el principal aporte es que al utilizar una herramienta de software libre significa que es posible ejecutar, distribuir, estudiar, modificar y mejorar dicho software sin restricciones (Rodríguez, 2014). Diferentes investigaciones apuntan en la articulación de este tipo de tecnología con el quehacer académico cuyo mayor alcance se da en la ingeniería, además señalan la importancia y aceptación del software libre como parte de la transferencia de conocimientos empleando este tipo de herramientas gratuitas y de fácil uso para docentes y estudiantes (Araoz et al., 2013), así estas aplicaciones permitan facilitar y simplificar los cálculos que comúnmente son arduos y requieren de mucho tiempo (Villón, 2014); inclusive los softwares libres pueden integrarse a las ya conocidas como Microsoft Excel que han mejorado la conceptualización de los fenómenos hidrológicos e hidráulicos (Bermúdez et al., 2020), de ahí que al interactuar con casos reales por medio de la visualización de gráficos se puede demostrar soluciones prácticas a fenómenos complejos basados en la teoría ya demostrada (Cueva et al., 2021).

 

Por lo expuesto, las aptitudes que los futuros ingenieros deben dominar en el aula y desarrollar durante su práctica profesional son principalmente habilidades blandas, pues se trata de comportamientos transferibles que se pueden utilizar en diferentes contextos de la vida (Schleutker et al., 2019), por eso el desarrollo de estas habilidades son importantes y necesarias para afrontar el mercado laboral que es muy exigente y competitivo (Caggiano et al., 2020); también en nuestro país no se ha dado la importancia necesaria a la evaluación y desarrollo de la capacidad espacial, ni en la educación básica ni en la superior por lo que estos cambios son importantes para los futuros ingenieros civiles (Gómez-Tone, 2019).

 

El sílabo del curso de Hidrología pertenece al sétimo ciclo de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Señor de Sipán y se ha elaborado bajo un enfoque teórico-práctico basado en el estudio de la cuenca hidrográfica, el entendimiento del proceso precipitación-escorrentía, la transferencia de la evaporación, transpiración e infiltración, el análisis de caudales máximos, la estimación del almacenamiento y tránsito de avenidas y la evaluación de la erosión, sedimentación y calidad del agua; todos estos temas en una búsqueda de la solución de problemas de ingeniería civil y ramas afines con orden y precisión, aun así se requiere una constante actualización del sílabo ya que las reales circunstancias del distanciamiento social permite el desarrollo de una propuesta de inclusión al sílabo empleando tecnologías de vanguardia como el software libre.

 

El objetivo de la investigación es generar un aporte tecnológico sobre el uso del software libre para su incorporación en el sílabo del curso de Hidrología de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Señor de Sipán cuyo propósito y alcance es el estudio de las cuencas hidrográficas, el análisis de la hidrología general y la interpretación de la hidrología estadística, justificada en la situación actual de emergencia sanitaria y asilamiento social obligatorio que no permite la presencialidad de los alumnos y docentes en las aulas universitarias.

 

 

2.    Material y métodos

 

Se escogió el curso Hidrología pues es uno de los cursos de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil que requiere mayor uso de softwares, considerando en este caso los de acceso libre y gratuito para cualquier usuario. Su sílabo se compone de nueve sesiones, desglosada cada sesión en semanas según la temporalización del tema a tratar, es decir algunos temas presentan mayor información que otros, requiriendo según crea conveniente el docente ampliar el contenido de la sesión asignada.

 

La presente investigación busca desde la perspectiva cualitativa de diseño teoría fundamentada permitir sistematizar la información en el sílabo Hidrología a partir de tres criterios: estudio de cuencas hidrográficas, análisis de la hidrología general e interpretación de la hidrología estadística, que puedan ser articulados a las sesiones de aprendizaje del actual sílabo tal y como se muestra en la figura 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 1: Modelo articulado al silabo Hidrología de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Señor de Sipán.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Según Vegas (2016) sostiene que una investigación cualitativa basada en un diseño teoría fundamentada aplica la comparación constante y el muestreo teórico, ya que estos procedimientos se adecúan como aportes metodológicos necesarios para este tipo diseño, el cual se ajusta a esta investigación.

 

Para la ejecución de la investigación se han utilizado trabajos previos referidos al sílabo vigente, sesiones de aprendizaje de los diferentes grupos del curso Hidrología e investigaciones actualizadas y publicadas sobre el uso de softwares libres aplicados a la hidrología.

 

 

3.    Resultados

 

Tomando como referencia la propuesta de investigación de González (2020), que indica que el aporte para la mejora de un sílabo se logra con la estructuración de los temas desagregados y con contribuciones hechas a partir de investigaciones, sin embargo; al no haber aún producción científica de los estudiantes se consideró el uso del software libre como una herramienta adicional para el aprendizaje hacia los estudiantes.

 

Se determinó que para cada sesión dentro de las respectivas semanas la inclusión de al menos dos softwares libres según se muestra en la tabla 1, dependiendo del requerimiento del tema a tratar y del criterio del docente que le permita tener una mayor asertividad y retroalimentación hacia los alumnos basándose en su experiencia académica y profesional.  

 

 

 

Tabla 1

Distribución de los softwares libres según el criterio de sistematización a partir de la temporalización

 

Temporalización

Criterio de sistematización

Softwares libres

N° de sesión

Título

N° de semana

1

Conozcamos e interpretemos el ciclo hidrológico

1

Estudio de cuencas hidrográficas

ArcMap

 

QGis

2

Analicemos la conservación del agua y su planificación en una cuenca hidrográfica

2

3

3

Identificamos las variables hidrológicas y parámetros físicos de una cuenca

4

Análisis de la hidrología general

Python

 

CHAC

 

New Loc Clim

 

Google Engine

 

Climate Engine

5

4

Analicemos la evaporación

6

7

5

Analicemos la infiltración

8

9

6

Determinemos los caudales máximos

10

Interpretación de la hidrología estadística

R

 

PISCO

 

Hydrognomon

 

RS MINERVE

 

HEC HMS

11

7

Conozcamos los métodos estadísticos y los métodos de almacenamiento

12

13

8

Conozcamos la erosión y sedimentación en la calidad de las aguas de una cuenca

14

15

 

 

Finalmente se muestra la tabla 2, donde se detallan los programas a usar, una breve descripción del programa, la institución de repositorio que permite su accesibilidad gratuita y el link de descarga.

 

 

Tabla 2

Características de cada software libre articulados al sílabo Hidrología

 

Software libre

Descripción del software

Institución de repositorio

Link de descarga

1

ArcMap

Ayuda a la delimitación de cuencas, estimar parámetros geomorfológicos, georreferenciación y presentación de mapas hidrográficos (Kattwinkel et al., 2020)

Empresa de tecnología ESRI

https://arcgis.softonic.com/

2

QGis

OSGeo Fundation

https://qgis.org/es/site/forusers/download.html

3

Python

Software orientado a objetos que permite programar diferentes procesos entre los que destacan la aplicación a la hidrología y variables meteorológicas

Python Software Foundation

https://www.python.org/downloads/

4

CHAC

Programa que emplea el análisis de variables hidrológicas, completación de datos y análisis de frecuencias

Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX de España

https://ceh.cedex.es/chac/

5

New Loc Clim

Es un programa con una amplia base de datos que proporciona valores climáticos donde no hay estaciones meteorológicas disponibles (Arriola et al, 2020)

Food and Agriculture Organization of the United Nations

http://www.fao.org/land-water/land/land-governance/land-resources-planning-toolbox/category/details/en/c/1032167/

6

Google Engine

Son plataformas basadas en la nube para el análisis geoespacial a escala planetaria que incorpora las capacidades computacionales masivas de Google para abordar una variedad de problemas sociales

(Gorelick et al., 2017; Li et al., 2019)

Google

https://github.com/giswqs/qgis-earthengine-examples

7

Climate Engine

Desert Research Institute y University of Idaho

http://climateengine.org/

8

R

Permite descargar datos meteorológicos globales de una manera rápida y consistente, pues brinda acceso a diferentes fuentes de datos meteorológicos in situ y de la web

(Tennekes, 2018; Czernecki et al., 2020)

Bell Laboratories (antes AT&T, ahora Lucent Technologies, John Chambers y colegas

https://www.r-project.org/

9

PISCO

Es un conjunto de datos de lluvia en cuadrícula disponible para el Perú, llamado PISCOp v2.1 (Datos interpolados peruanos de las observaciones climatológicas) y está destinado a respaldar los estudios hidrológicos y las prácticas de gestión del agua

(Aybar et al., 2019)

Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú

https://piscoprec.github.io/webPISCO/spa/

10

Hydrog

nomon

Es un software para el procesamiento de datos hidrológicos que incluye pruebas de consistencia, análisis de extremos y visualización gráfica

(Charizopoulos et al., 2017)

National Technical University of Athens

http://hydrognomon.org/

11

RS MINERVE

Programa que se utiliza para la modelización hidrológica del tipo conceptual semidistribuída ya que permite controlar y optimizar
esquemas hidrológicos e hidráulicos de diferentes grados de complejidad

(Astorayme et al., 2015)

CREALP, HydroCosmos S.A., Escuela Politécnica Federal de Lausana y Universitat Politècnica de Valencia

https://www.crealp.ch/fr/accueil/outils-services/logiciels/rs-minerve/telechargement-rsm.html

12

HEC HMS

Permite simular procesos hidrológicos del tipo precipitación-escorrentía de sistemas de cuencas hidrográficas pudiendo emplear modelos digitales de terreno

(Hamdan et al., 2021)

United States Army Corps of Engineers y Hydrologic Engineering Center

https://www.hec.usace.army.mil/software/hec-hms/downloads.aspx

Fuente: Recuperado y adaptado de acuerdo a autoría citada.

 

4.    Discusión

 

A través del uso del software libre como aporte al sílabo Hidrología se logra un mejor enlace teórico-tecnológico del proceso enseñanza-aprendizaje en tiempos de COVID-19, por lo que se sugiere aplicar el modelo propuesto en esta investigación; lo señalado se sustenta por González (2020) quien manifiesta que se debe tener un criterio adecuado para decidir sobre los contenidos y sílabo de ingeniería civil, y también como sostiene Icarte & Labate (2016) el aporte a un sílabo no debe perder la concepción del diseño curricular vigente basado en competencias pero acorde a la situación actual.

 

En tal sentido Candelario-Dorta (2018) asegura que al hacer referencia a un software con cierta intencionalidad educativa, se manifiesta un mejor alcance de cómo se originan los procesos de enseñanza y para Carpio (2020) el proceso de enseñanza mediante el uso de las tecnologías educativas establece los métodos de enseñanza que en la actualidad son necesarios; al respecto de los investigadores, la articulación lograda cumple con dicha intencionalidad entre el sílabo y los criterios de sistematización establecidos con los softwares libres adecuados a los temas de cada sesión, sin embargo se requiere también otras innovaciones como la generación de investigaciones como parte de la retroalimentación de los conocimientos adquiridos por los alumnos.

 

 

5.    Conclusiones

 

El uso del software libre como aporte al sílabo Hidrología de la Universidad Señor de Sipán en tiempos de COVID-19 ha permitido establecer una articulación sistemática cuyos resultados muestran que es viable su aplicación durante el desarrollo de un semestre académico no presencial.

 

Se dispone de doce softwares libres que se han adecuado al actual sílabo bajo tres criterios de sistematización: estudio de cuencas hidrográficas, análisis de la hidrología general e interpretación de la hidrología estadística, los cuales brindarán un aporte complementario a las sesiones de aprendizaje que desarrolla el docente universitario.

 

Con el aprendizaje que se obtenga por parte de los discentes y mediante la propuesta de investigación presentada, es posible generar cambios actitudinales no sólo en el incremento de conocimientos y manejo de softwares libres, sino además en el aspecto investigativo del alumno de sétimo ciclo de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil, por consiguiente se podría incorporar en cada sesión una investigación realizada por los estudiantes a nivel de artículo científico supervisado por el docente que retroalimente los conocimientos adquiridos durante el desarrollo del curso.

 

 

 

6.    Referencias

 

Araoz, O., Caballero, J., González, E., & García, R. (2013). Solvers comerciales: ¿la mejor alternativa para la enseñanza? Revista Educación en Ingeniería, 8(15), 83-93. doi:https://doi.org/10.26507/rei.v8n15.282

Arriola, G., Villegas, L., & Sotomayor, G. (2020). Análisis de las curvar de infiltración para determinar caudales máximos en zonas de escasa información ante eventos extremos. Revista Ingeniería: Ciencia, Tecnología e Innovación, 7(1). doi:https://doi.org/10.26495/icti.v7i1.1352

Astorayme, M., García, J., Suarez, W., Felipe, O., Huggel, C., & Molina, W. (2015). Modelización hidrológica con un enfoque semidistribuido en la cuenca del río Chillón, Perú. Revista Peruana Geo-Atmósferica, 4, 109-124. Obtenido de https://web2.senamhi.gob.pe/rpga/pdf/2015_vol04/paper8.pdf

Aybar, C., Fernández, C., Huerta, A., Lavado, W., Vega, F., & Felipe-Obando, O. (2019). Construction of a high-resolution gridded rainfall dataset for Peru from 1981 to the present day. Hydrological Sciences Journal, 65(5), 770-785. doi:https://doi.org/10.1080/02626667.2019.1649411

Bermúdez, M., Puertas, J., & Cea, L. (2020). Introducing Excel spreadsheet calculations and numerical simulations with professional software into an undergraduate hydraulic engineering course. Computer Applications in Engineering Education, 28(1), 193-206. doi:https://doi.org/10.1002/cae.22185

Caggiano, V., Redomero-Echevarria, T., Poza-Lujan, J., & Bellezza, A. (2020). Soft skills in engineers, a relevant field of research: Exploring and assessing skills in Italian engineering students. Ingenieria e Investigacion, 40(2), 81-90. doi:https://doi.org/10.15446/ing.investig.v40n2.83717

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Carpio, W. (2020). Tecnología educativa y su influencia académica en los docentes de educación superior tecnológica. Revista Hacedor, 4(1), 41-53. doi:https://doi.org/10.26495/rch.v4i1.1288

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Cueva, M., Cañon, J., & Cea, L. (2021). Uso de Iber como herramienta de aprendizaje y análisis de flujos bidimensionales en canales. Revista Educación en Ingeniería, 16(31), 72-78. doi:https://doi.org/10.26507/rei.v16n31.1126

Czernecki, B., Glogowski, A., & Nowosad, J. (2020). Climate: An R package to access free in-situ meteorological and hydrological datasets for environmental assessment. Sustainability (Switzerland), 12(1). doi:https://doi.org/10.3390/SU12010394

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1 Universidad Señor de Sipán, Pimentel, Chiclayo, Perú.

 Ingeniero Civil, garriola@crece.uss.edu.pe