La ingeniería es una profesión basada en el uso de los conocimientos científicos para transformar ideas en acciones. A diferencia de las ciencias puras cuyo objetivo es el conocimiento en sí mismo, la ingeniería se basa en la aplicación de este conocimiento científico en la solución de problemas reales. A pesar de la gran demanda por parte de las empresas y el bajo paro en el sector, el número de estudiantes matriculados en estudios de ingeniería se está reduciendo en todo el mundo [1]. Sólo en España y en el sector TIC, este número ha disminuido en un 44% desde el año 2002 [2]. Diversos organismos internacionales están poniendo en marcha programas para fomentar los estudios de ingeniería [3], [4]. La Universidad Politécnica de Madrid y la ETS de Ingenieros de Telecomunicación también están desarrollando programas específicos para presentar, a los alumnos de los últimos cursos de la ESO y Bachillerato, estos estudios de una forma más cercana y atractiva, tratando de desmitificar su dificultad y potenciando los aspectos prácticos de los mismos. Una parte fundamental de dichos programas son las visitas a los centros, donde los docentes e investigadores explican a estos alumnos sus líneas de trabajo.

En este sentido, la ETSIT-UPM cuenta con distintos demostradores y otras grandes infraestructuras que integran una diversidad de disciplinas en las que participan profesores, investigadores y estudiantes:

-         El demostrador “Casa Solar – Magic Box”. Es un prototipo de vivienda solar autosuficiente que permite mostrar de un modo práctico, la relación entre la arquitectura y la ingeniería, en particular de  las áreas de telecomunicación, generación eléctrica renovable, control y movilidad sostenible. En particular, este demostrador hace uso de diferentes tecnologías de generación  y control  para la alimentación de los consumos típicos de una vivienda haciendo un uso eficiente de la energía y las tecnologías asociadas. Asimismo, incorpora un puesto de recarga de vehículos eléctricos que permite analizar el impacto de la recarga en la red y utilizar su capacidad de almacenamiento como elemento de apoyo a la gestión activa de la demanda. En la actualidad hacen uso del demostrador profesores e investigadores de los grupos de investigación “Generación Distribuida Renovable y Control Inteligente” (GEDIRCI) y “Grupo de Sistemas Dinámicos, Aprendizaje y Control” (SISDAC); no obstante, está abierto a otros grupos de investigación para los cuales el demostrador pueda ser de utilidad, como ha sido el caso de distintos grupos de la E.T.S. Arquitectura en relación a la organización del concurso internacional “Solar Decathlon Europe” en sus ediciones de 2010 y 2012.

-          El demostrador “Smart House Living Lab”. El “Smart House Living Lab” es una casa real accesible para personas mayores y con discapacidad equipada con los servicios habituales de una casa convencional, donde además diferentes tecnologías (sensores y actuadores) están distribuidas de manera intensiva en diferentes áreas del Living Lab, como los techos, suelos y paredes, permaneciendo de esta manera invisible a los usuarios. Éste Living Lab tiene una sala de control y observación, que a través de un espejo unidireccional y unas cámaras colocadas estratégicamente, permite monitorizar el uso de los servicios y aplicaciones de un modo no intrusivo. Dentro del Living Lab también encontramos una sala de realidad virtual, que permite el prototipado rápido de nuevos servicios y el entrenamiento virtual. El Smart House Living Lab sirve para tanto desarrollar nuevas aplicaciones y servicios basados en el uso masivo de tecnología distribuida bajo el paradigma de la inteligencia ambiental, como para testar y evaluar la calidad de aplicaciones y servicios de terceros que requieren de un entorno amigable con una alta conectividad e interoperabilidad y experiencia en metodologías de evaluación centradas en el usuario. Actualmente el Smart House Living Lab es parte de las infraestructuras del Campus de excelencia de Moncloa y está abierto su uso a grupos de investigación de la Universidad Politécnica de Madrid y la Universidad Complutense.

-         Cámaras Anecoicas. Son tres recintos que se emplean para caracterizar patrones de radiación de antenas. En ellos están instalados diferentes sistemas de medida: sistema esférico para medida de antenas en campo cercano, en la cámara pequeña; rango compacto y sistema plano-cilíndrico esférico, en la cámara grande; y un sistema de semi-arco con un plano conductor metálico para medida de modelos a escala de barcos en el tercer recinto. Las paredes de las tres cámaras y el suelo de dos de ellas están recubiertas de material absorbente para eliminar reflexiones y comparten el instrumental de radiofrecuencia necesario para medida de antenas. En las cámaras hay instalados dos conjuntos de posicionadores: en uno de ellos se coloca la antena que se quiere caracterizar y en el otro la antena que se emplea para generar la señal de prueba (medida en recepción). Estos posicionadores rotan, lo que permite caracterizar el patrón de radiación de la antena. El conjunto se completa con diferentes componentes de radiofrecuencia (RF) tales como bocinas patrón, sondas, cargas, atenuadores, acopladores, etc. Las medidas están automatizadas, controlándose los equipos de RF y los posicionadores por medio de un programa desarrollado por profesores y alumnos de la ETSIT. Una vez realizadas las adquisiciones de los campos radiados por la antena a caracterizar, se procesan las medidas para extraer los patrones de radiación y sus parámetros asociados. Para ello se emplean programas de transformación desarrollados también en la ETSIT. En la actualidad la gestión de las instalaciones corre a cargo del “Grupo de Radiación (GR)” y dan servicio no solo a los investigadores del GR sino también a los investigadores del resto de los grupos de la ETSIT y de otras universidades así como a empresas del sector tales como INDRA Sistemas S.A.,  EADS, Sener, RYMSA, etc.

Con el objeto de fortalecer la imagen de la ETSIT-UPM, atraer a los mejores talentos que se encuentran actualmente en últimos cursos de su etapa formativa preuniversitaria y fomentar su motivación para estudiar en la ETSIT-UPM se propone el presente proyecto cuyo objetivo principal consiste en la preparación de una plataforma de difusión de las actividades de I+D que se realizan en las distintas infraestructuras, que facilite su difusión de manera atractiva y contribuya a mostrar las capacidades y posibilidades de aprendizaje e investigación que se desarrollan en la Escuela. Dado que cada una se encuentra en una situación diferente a efectos de medios disponibles para la difusión, se identifican distintos objetivos específicos para cada uno, más uno común para todas ellas:

-          Demostrador “Casa Solar – Magic Box”:

·         Desarrollar un sistema de procesamiento automático que permita incorporar los datos adquiridos por los sistemas de adquisición existentes (para gestión de la demanda eléctrica con generación fotovoltaica y almacenamiento local, y para la carga de vehículos eléctricos)  a una o varias bases de datos (por definir).

·         Desarrollar aplicaciones informáticas que permitan presentar las variables seleccionadas de la base de datos de una manera dinámica y visualmente atractiva, así como mostrar los resultados en una pantalla táctil.

-          Demostrador “Smart House Living Lab”:

·         Desarrollar una interfaz interactiva para el control del Smart House Living Lab, que resulte atractiva a los usuarios de diferentes edades.

·         Desarrollar una simulación virtual del Smart House Living Lab conectada con los diferentes elementos domóticos distribuidos en la casa real.

-          Cámaras Anecoicas:

·         Redactar una descripción de las instalaciones sencilla y atractiva, que pueda ser transmitida por un becario o una persona no experta en el tema y que permita a los visitantes no especialistas comprender la necesidad de aunar diferentes conocimientos (RF, electrónica, programación, mecánica) para poner a punto y manejar una infraestructura de este tipo.

·         Definir una medida sencilla para realizar in-situ.

-          Elaboración de Programa de visitas conjunto:

·        Elaborar programas de visitas didácticas para estudiantes de Enseñanzas Medias y Formación Profesional relativos a cada una de las infraestructuras, que hagan uso de las aplicaciones  resultado de los objetivos anteriores y permitan transmitir las capacidades y posibilidades de la ETSIT-UPM, tanto a nivel docente como investigador.

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REFERENCIAS:

[1] UNESCO, “Ingeniería: temas, problemas y oportunidades para el desarrollo” http://www.unesco.org/new/en/natural-sciences/science-technology/engineering/unesco-engineering-initiative/  [consultado: 15-mayo-2014]

[2] Everis, “La falta de ingenieros TIC: situación actual y perspectiva”, http://www.everis.com/spain/es-ES/sala-de-prensa/noticias/Paginas/falta-ingenieros-tic.aspx [consultado: 15-mayo-2014]

[3] http://www.engineeringuk.com  [consultado: 15-mayo-2014]

[4] IEEE, “Teacher in service program”, http://www.ieee.org/education_careers/education/preuniversity/tispt/index.html[consultado: 15-mayo-2014]

Dadas las particularidades de cada infraestructura, se describen seguidamente las actuaciones específicas en cada caso. Se adjunta Fichero excel con cronograma del proyecto (Cronograma.xlsx):

-         Actuaciones sobre el demostrador “Casa Solar – Magic Box”:

·         Fase 1: Homogeneización de los sistemas de adquisición de datos. En un primera fase se deberá estudiar cuales son los diferentes sistemas de adquisición presentes en el demostrador, para estudiar las variables de interés y homogeneizar la salida de los sistemas para su posterior procesamiento.

·         Fase 2: Pre-procesamiento de datos. Una vez seleccionadas las variables de interés se realizará un pre-procesamiento que tenga en cuenta los ejes temporales en las que han sido obtenidas así como una conversión y filtrado para su incorporación a la base de datos (BB.DD.).

·         Fase 3: Definición e implementación de las bases de datos. En base a los datos pre-procesados se definirá e implementará la arquitectura de las bases de datos. Se desarrollará igualmente un software encargado de extraer la información pre-procesada de los sistemas de adquisición para su incorporación en tiempo real a las bases de datos.

·         Fase 4: Implementación web. Se realizará una aplicación web que muestre en tiempo real las variables existentes en las bases de datos de una manera atractiva y fácil de utilizar.

·         Fase 5: A la par que la implementación web, se desarrollará una aplicación gráfica que muestre toda la información en una pantalla táctil dentro del demostrador.

·         Fase 6: Validación de la plataforma. A medida que se vayan complementando las distintas fases del proyecto, se irá validando la plataforma, de forma que se puedan ajustar los distintos fallos detectados durante su puesta en marcha.

-          Actuaciones sobre el demostrador “Smart House Living Lab”:

·         Fase 7: Mejora y actualización de una interfaz para el control de los elementos domóticos del Smart House Living Lab, basada en tecnologías web.

·         Fase 8: Actualización de una interfaz en 3D en el entorno de programación de Worldviz para la simulación virtual de los elementos de la casa, y conexión de la interfaz virtual con los elementos reales de la casa de manera que todo lo que se opere en el mundo virtual tenga su reflejo en el mundo real y viceversa.

-          Actuaciones sobre las Cámaras Anecoicas:

·         Fase 9: Redacción de una descripción atractiva de las instalaciones. Se buscará presentar las instalaciones de forma atractiva, con ejemplos de medidas cercanos al día a día de los diferentes visitantes y que permitan apreciar la interdisciplinaridad del trabajo.

·         Fase 10: Definición de una medida para realizar in-situ. Se seleccionará una antena fácil de colocar en los posicionadores y se definirán los parámetros de medida para que los visitantes vean, en tiempo real de forma simultánea,  la antena moviéndose y la traza de la medida de su diagrama en lal pantalla del ordenador de control.

-         Programa de visitas conjunto:

·         Fase 11: Se desarrollará material informativo para las visitas didácticas en formato digital (que los visitantes puedan descargar en sus dispositivos móviles), así como en formato impreso (que puedan llevarse después de las visitas), en el que además de resumir los aspectos más relevantes, se relacionen los retos tecnológicos a los que pretenden dar respuesta las distintas infraestructuras con las titulaciones impartidas en la Escuela. Asimismo, se colaborará con otras iniciativas promovidas por la ETSIT-UPM, tales como la grabación de videos divulgativos sobre las infraestructuras contempladas en el proyecto.

El proyecto será evaluado desde dos perspectivas:

·         Técnica. En esta perspectiva se pretende evaluar el funcionamiento de las aplicaciones desarrolladas, su funcionamiento y su uso, por parte de los investigadores implicados en las 3 infraestructuras.

·         Difusión. Posteriormente se pretende evaluar las facilidades, capacidades y posibilidades  del sistema para mostrar toda la información a los alumnos pre-universitarios y analizar su carácter didáctico.