Profesorado

• Profesor de Teoría y coordinador: Angelo Santana del Pino

  correo: angelo.santana@ulpgc.es

  Horario preferente de tutorías: LMXJ 9:30-10:30

Tutorías

• Los horarios de tutoría que se muestran en la página anterior son los de atención preferente. En cualquier caso, tanto dentro de ese horario como fuera de él, las tutorías deberán solicitarse por correo electrónico y podrán ser atendidas presencialmente o a través de la plataforma Teams.

Motivación: ¿Por qué esta asignatura?

Porque en el ámbito de las Ciencias Marinas se plantean numerosos problemas de gestión de datos, de cálculo o de representación gráfica que no pueden resolverse con una simple calculadora.

Motivación: ¿Por qué esta asignatura?

Porque en el ámbito de las Ciencias Marinas se plantean numerosos problemas de gestión de datos, de cálculo o de representación gráfica que no pueden resolverse con una simple calculadora.

En esta asignatura utilizaremos fundamentalmente el programa Matlab para resolver dichos problemas.

¿Por qué esta asignatura? Un ejemplo sencillo.

Una esfera sólida de radio R cm y densidad $\rho_e$ gr/cc se sumerge en agua de mar. Suponiendo que $\rho_e$ es inferior a la densidad del agua del mar, que es aproximadamente $\rho_a =1.027$ gr/cc, se desea determinar a qué profundidad se sumerge la esfera cuando flota en el mar.

¿Por qué esta asignatura? Un ejemplo sencillo.

De acuerdo con el principio de Arquímedes: "todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de líquido desalojado". Por tanto cuando la esfera flota, el peso total de la esfera ( $M_e$ ) coincide con el peso del volumen de agua desalojado por el casquete sumergido ( $M_a$ ).

¿Por qué esta asignatura? Un ejemplo sencillo.

De acuerdo con el principio de Arquímedes: "todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de líquido desalojado". Por tanto cuando la esfera flota, el peso total de la esfera ( $M_e$ ) coincide con el peso del volumen de agua desalojado por el casquete sumergido ( $M_a$ ).

El volumen del casquete esférico viene dado por la expresión (ver la justificación aquí):

$$V=\frac{1}{3}\pi\cdot h^{2}\left(3R-h\right)$$

¿Por qué esta asignatura? Un ejemplo sencillo.

De acuerdo con el principio de Arquímedes: "todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de líquido desalojado". Por tanto cuando la esfera flota, el peso total de la esfera ( $M_e$ ) coincide con el peso del volumen de agua desalojado por el casquete sumergido ( $M_a$ ).

El volumen del casquete esférico viene dado por la expresión (ver la justificación aquí):

$$V=\frac{1}{3}\pi\cdot h^{2}\left(3R-h\right)$$

Si $\rho_a$ es la densidad del agua de mar, el peso del agua desalojada por el casquete esférico es entonces:

$$M_a=\frac{\rho_a}{3}\pi\cdot h^{2}\left(3R-h\right)\;\; gramos$$

¿Por qué esta asignatura? Un ejemplo sencillo.

Cuando la esfera flota se tiene que $M_a=M_e$, y podemos despejar $h$ igualando las dos expresiones anteriores: $$\frac{\rho_a}{3}\pi\cdot h^{2}\left(3R-h\right)=\rho_e\frac{4}{3}\pi R^{3}$$

¿Por qué esta asignatura? Un ejemplo sencillo.

Cuando la esfera flota se tiene que $M_a=M_e$, y podemos despejar $h$ igualando las dos expresiones anteriores: $$\frac{\rho_a}{3}\pi\cdot h^{2}\left(3R-h\right)=\rho_e\frac{4}{3}\pi R^{3}$$

De donde, tras operar y simplificar, se sigue que $h$ es la solución de la ecuación:

$$\rho_a h^{3} - 3\rho_a R h^{2} + 4\rho_e R^{3}=0$$

¿Por qué esta asignatura? Un ejemplo sencillo.

Cuando la esfera flota se tiene que $M_a=M_e$, y podemos despejar $h$ igualando las dos expresiones anteriores: $$\frac{\rho_a}{3}\pi\cdot h^{2}\left(3R-h\right)=\rho_e\frac{4}{3}\pi R^{3}$$

De donde, tras operar y simplificar, se sigue que $h$ es la solución de la ecuación:

$$\rho_a h^{3} - 3\rho_a R h^{2} + 4\rho_e R^{3}=0$$

Ahora bien, ¿cómo resolvemos esta ecuación?

¿Por qué esta asignatura? Un ejemplo sencillo.

Cuando la esfera flota se tiene que $M_a=M_e$, y podemos despejar $h$ igualando las dos expresiones anteriores: $$\frac{\rho_a}{3}\pi\cdot h^{2}\left(3R-h\right)=\rho_e\frac{4}{3}\pi R^{3}$$

De donde, tras operar y simplificar, se sigue que $h$ es la solución de la ecuación:

$$\rho_a h^{3} - 3\rho_a R h^{2} + 4\rho_e R^{3}=0$$

Ahora bien, ¿cómo resolvemos esta ecuación?

¿Por qué esta asignatura? Un ejemplo sencillo.

En este problema particular, la ecuación:

$$\rho_a h^{3} - 3\rho_a R h^{2} + 4\rho_e R^{3}=0$$

es una ecuación polinómica, cuyas raíces pueden obtenerse fácilmente con la función roots de Matlab.

¿Por qué esta asignatura? Un caso más complejo

Seguimiento de la evolución de una playa: (más fotos aquí)

A partir de fotos del litoral realizadas periódicamente (en este caso en las playas de la Barceloneta y Somorrostro en Barcelona), se trata de calcular el área cubierta de arena. Para ello:

• A partir de las fotos se extrae el contorno de la costa.

¿Por qué esta asignatura? Un caso más complejo

Seguimiento de la evolución de una playa: (más fotos aquí)

A partir de fotos del litoral realizadas periódicamente (en este caso en las playas de la Barceloneta y Somorrostro en Barcelona), se trata de calcular el área cubierta de arena. Para ello:

• A partir de las fotos se extrae el contorno de la costa.

• Se aplica una transformación para eliminar el efecto de perspectiva.

¿Por qué esta asignatura? Un caso más complejo

Seguimiento de la evolución de una playa: (más fotos aquí)

A partir de fotos del litoral realizadas periódicamente (en este caso en las playas de la Barceloneta y Somorrostro en Barcelona), se trata de calcular el área cubierta de arena. Para ello:

• A partir de las fotos se extrae el contorno de la costa.

• Se aplica una transformación para eliminar el efecto de perspectiva.

• Se ajusta la linea de costa mediante una curva spline.

¿Por qué esta asignatura? Casos más complejos

• Matlab lee directamente datos en formato HDF5.

¿Por qué esta asignatura? Casos más complejos

• Matlab lee directamente datos en formato HDF5.

• Para la lectura de datos en formato netCDF existen paquetes especializados.

¿Por qué esta asignatura? Casos más complejos

• Matlab lee directamente datos en formato HDF5.

• Para la lectura de datos en formato netCDF existen paquetes especializados.

• Existen otras herramientas para la oceanografía implementadas en Matlab.

¿Por qué esta asignatura? Casos más complejos

• Matlab lee directamente datos en formato HDF5.

• Para la lectura de datos en formato netCDF existen paquetes especializados.

• Existen otras herramientas para la oceanografía implementadas en Matlab.

• También se dispone de herramientas para la gestión de datos proporcionados por gliders

¿Por qué esta asignatura? Casos más complejos

• Matlab lee directamente datos en formato HDF5.

• Para la lectura de datos en formato netCDF existen paquetes especializados.

• Existen otras herramientas para la oceanografía implementadas en Matlab.

• También se dispone de herramientas para la gestión de datos proporcionados por gliders

• O para el trazado de mapas: Mapping toolbox, M-map

¿Por qué esta asignatura? Casos más complejos

• Matlab lee directamente datos en formato HDF5.

• Para la lectura de datos en formato netCDF existen paquetes especializados.

• Existen otras herramientas para la oceanografía implementadas en Matlab.

• También se dispone de herramientas para la gestión de datos proporcionados por gliders

• O para el trazado de mapas: Mapping toolbox, M-map

• Antes de ver como acceder a las estructuras de datos complejas, deberemos aprender a gestionar estructuras de datos más simples. Para ello nos apoyaremos en software de Hojas de Cálculo como Excel o Libreoffice Calc

Objetivos

• Conocer métodos numéricos básicos para la resolución de problemas matemáticos que surgen en el modelado de procesos o sistemas.

Objetivos

• Conocer métodos numéricos básicos para la resolución de problemas matemáticos que surgen en el modelado de procesos o sistemas.

• Saber desarrollar e implementar algoritmos en un lenguaje de programación. Se utilizará para ello el lenguaje Matlab (software comercial para el cual la ULPGC dispone de licencia). De modo alternativo, existe un programa de software libre, el programa Octave, cuya sintaxis coincide con la de Matlab.

Objetivos

• Conocer métodos numéricos básicos para la resolución de problemas matemáticos que surgen en el modelado de procesos o sistemas.

• Saber desarrollar e implementar algoritmos en un lenguaje de programación. Se utilizará para ello el lenguaje Matlab (software comercial para el cual la ULPGC dispone de licencia). De modo alternativo, existe un programa de software libre, el programa Octave, cuya sintaxis coincide con la de Matlab.

• Organizar datos procedentes de experimentos, campañas de investigación u otras fuentes, en bases de datos u hojas de cálculo, para su tratamiento posterior.

Programa de la asignatura

• Tema 1: Introducción. Conceptos y principios básicos de computación científica: algoritmos, bases de datos, sistemas gráficos.

Programa de la asignatura

• Tema 1: Introducción. Conceptos y principios básicos de computación científica: algoritmos, bases de datos, sistemas gráficos.

• Tema 2: Hojas de cálculo para la gestión de datos.

Programa de la asignatura

• Tema 1: Introducción. Conceptos y principios básicos de computación científica: algoritmos, bases de datos, sistemas gráficos.

• Tema 2: Hojas de cálculo para la gestión de datos.

• Tema 3: Elementos de un lenguaje de programación: variables, vectores, operadores elementales, funciones matemáticas, procedimientos de entrada/salida.

Programa de la asignatura

• Tema 1: Introducción. Conceptos y principios básicos de computación científica: algoritmos, bases de datos, sistemas gráficos.

• Tema 2: Hojas de cálculo para la gestión de datos.

• Tema 3: Elementos de un lenguaje de programación: variables, vectores, operadores elementales, funciones matemáticas, procedimientos de entrada/salida.

• Tema 4: Programación: diagramas de flujo, operaciones lógicas, ejecución condicional, bucles, funciones, fuentes de error.

Programa de la asignatura

• Tema 1: Introducción. Conceptos y principios básicos de computación científica: algoritmos, bases de datos, sistemas gráficos.

• Tema 2: Hojas de cálculo para la gestión de datos.

• Tema 3: Elementos de un lenguaje de programación: variables, vectores, operadores elementales, funciones matemáticas, procedimientos de entrada/salida.

• Tema 4: Programación: diagramas de flujo, operaciones lógicas, ejecución condicional, bucles, funciones, fuentes de error.

• Tema 5: Procedimientos de cálculo numérico implementados en MATLAB: cálculo de raíces de ecuaciones no lineales. Aproximación de funciones. Interpolación. Diferenciación e integración numéricas. Resolución de sistemas lineales de ecuaciones.

Evaluación: Convocatoria Ordinaria

Evaluación: Convocatoria Ordinaria

Fuente 1.1. Actividades prácticas realizadas en el aula (problemas-prácticas) (20%)

Evaluación: Convocatoria Ordinaria

Fuente 1.1. Actividades prácticas realizadas en el aula (problemas-prácticas) (20%)

Fuente 1.2. Evaluación de la primera parte de la asignatura (bien sea en la prueba intermedia del 21/10/2024 o en el examen final del 13/1/2025): 40%

Evaluación: Convocatoria Ordinaria

Fuente 1.1. Actividades prácticas realizadas en el aula (problemas-prácticas) (20%)

Fuente 1.2. Evaluación de la primera parte de la asignatura (bien sea en la prueba intermedia del 21/10/2024 o en el examen final del 13/1/2025): 40%

Fuente 1.2. Evaluación de la segunda parte de la asignatura (en el examen final, el 13/1/2025): 40%

Evaluación: Convocatoria Ordinaria

Fuente 1.1. Actividades prácticas realizadas en el aula (problemas-prácticas) (20%)

Fuente 1.2. Evaluación de la primera parte de la asignatura (bien sea en la prueba intermedia del 21/10/2024 o en el examen final del 13/1/2025): 40%

Fuente 1.2. Evaluación de la segunda parte de la asignatura (en el examen final, el 13/1/2025): 40%

Para aprobar la asignatura será preciso obtener una calificación mínima de 5 en la evaluación cada una de las dos partes que la componen. En el examen final se podrá mejorar la calificación obtenida en la primera prueba de evaluación. En tal caso, la calificación obtenida en el examen final será la que compute para la calificación definitiva de la asignatura. Salvo las prácticas, no se conservarán partes de la asignatura de unas convocatorias a otras.

Evaluación: Convocatorias Especiales

Evaluación: Convocatorias Especiales

Fuente 2.1. Realización de un examen teórico-práctico (80%)

Evaluación: Convocatorias Especiales

Fuente 2.1. Realización de un examen teórico-práctico (80%)

Fuente 2.2. Realización de un examen de prácticas o calificación obtenida en las prácticas realizadas en la convocatoria ordinaria. (20%)

Evaluación: Criterios de calificación.

Cada uno de los items señalados en la sección FUENTES DE EVALUACIÓN (prácticas, cuestionarios, y en su caso, examen final y examen de prácticas) se calificará de 0 a 10, atendiendo a:

Evaluación: Criterios de calificación.

Cada uno de los items señalados en la sección FUENTES DE EVALUACIÓN (prácticas, cuestionarios, y en su caso, examen final y examen de prácticas) se calificará de 0 a 10, atendiendo a:

• Planteamiento y resolución correcta de los ejercicios planteados, tanto en los aspectos metodológicos como en la utilización de software, en su caso.

Evaluación: Criterios de calificación.

Cada uno de los items señalados en la sección FUENTES DE EVALUACIÓN (prácticas, cuestionarios, y en su caso, examen final y examen de prácticas) se calificará de 0 a 10, atendiendo a:

• Planteamiento y resolución correcta de los ejercicios planteados, tanto en los aspectos metodológicos como en la utilización de software, en su caso.

• Razonamiento, precisión y claridad en las respuestas, así como uso correcto del lenguaje, y una adecuada organización y presentación de datos y resultados.

Clases magistrales

Teoría y problemas. Se impartirán presencialmente en el aula de docencia. En estas clases se explicarán y desarrollarán los conceptos ligados al desarrollo de la asignatura desde la perspectiva de su aplicación práctica.

Clases magistrales

Teoría y problemas. Se impartirán presencialmente en el aula de docencia. En estas clases se explicarán y desarrollarán los conceptos ligados al desarrollo de la asignatura desde la perspectiva de su aplicación práctica.

Durante las clases magistrales se propondrán problemas cuya resolución deberá ser subida al campus virtual.

Clases magistrales

Teoría y problemas. Se impartirán presencialmente en el aula de docencia. En estas clases se explicarán y desarrollarán los conceptos ligados al desarrollo de la asignatura desde la perspectiva de su aplicación práctica.

Durante las clases magistrales se propondrán problemas cuya resolución deberá ser subida al campus virtual.

Prácticas de Laboratorio.

• El objetivo de la asignatura es fundamentalmente que los alumnos y alumnas adquieran fluidez y destreza en el manejo de las herramientas de la computación científica. Ello sólo es posible dedicando un esfuerzo importante a practicar con dichas herramientas directamente en el ordenador.

Prácticas: software necesario

• Navegador: Será necesario hacer búsquedas frecuentes en la red, por lo que es preciso disponer de algún navegador actualizado.

Prácticas: software necesario

• Navegador: Será necesario hacer búsquedas frecuentes en la red, por lo que es preciso disponer de algún navegador actualizado.

• Matlab: La ULPGC cuenta con licencias de estudiante que permiten la instalación del programa desde esta página web. Previamente es preciso crear una cuenta de Mathworks. Las instrucciones sobre cómo hacerlo las puede encontrar en este enlace.

Prácticas: software necesario

• Navegador: Será necesario hacer búsquedas frecuentes en la red, por lo que es preciso disponer de algún navegador actualizado.

• Matlab: La ULPGC cuenta con licencias de estudiante que permiten la instalación del programa desde esta página web. Previamente es preciso crear una cuenta de Mathworks. Las instrucciones sobre cómo hacerlo las puede encontrar en este enlace.

• Matlab online: El programa Matlab cuenta también con una versión online que solo necesita un navegador para ejecutarse. Es idéntica a la versión de sobremesa y se ejecuta con la licencia de la ULPGC.