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Ficha Proyecto I.E. 2019-2020



PIRAMIDE: Proyectos de Investigación Realizados por Alumnos de Máster/Grado para la Innovación y el Desarrollo Espacial

Coordinador(a): ELENA ROIBAS MILLAN
Co-coordinador(a): SANTIAGO PINDADO CARRION
Centro: E.I. AERONAUTICA Y DEL ESPACIO
Nivel: Nivel 2. Proyectos promovidos por otros colectivos de profesores de la UPM
Código: IE1920.1402
Palabras clave:
  • Aprendizaje Basado en Investigación
  • Aprendizaje Colaborativo
  • Aprendizaje Orientado a Proyectos
  • Competencias transversales
  • Interdisciplinariedad/multidisdiplinariedad
  • Orientación profesional
  • Trabajo en Equipo/Grupo
Miembros de la comunidad UPM que lo componen
Nombre y apellidos Centro Plaza
JAVIER PEREZ ALVAREZ E.I. AERONAUTICA Y DEL ESPACIO TITULAR E.U.
JUAN RAFAEL ZAMORANO FLORES E.T.S. DE INGENIEROS INFORMÁTICOS TITULAR UNIVERSIDAD
ANGEL PEDRO SANZ ANDRES E.I. AERONAUTICA Y DEL ESPACIO CATEDRÁTICO UNIVERSIDAD
ANTONIO FERNANDEZ LOPEZ E.I. AERONAUTICA Y DEL ESPACIO TITULAR UNIVERS. INTERINO
JUAN ANTONIO DE LA PUENTE ALFARO E.T.S.I. DE TELECOMUNICACION CATEDRÁTICO UNIVERSIDAD
SANTIAGO PINDADO CARRION E.I. AERONAUTICA Y DEL ESPACIO TITULAR UNIVERSIDAD
JAVIER CUBAS CANO E.I. AERONAUTICA Y DEL ESPACIO L.D. PRF.AYUD.DOCTOR
JORGE GARRIDO BALAGUER E.T.S.I. DE TELECOMUNICACION L.D. AYUDANTE
ELENA ROIBAS MILLAN E.I. AERONAUTICA Y DEL ESPACIO L.D. PRF.AYUD.DOCTOR
Jose Miguel Álvarez Romero Otro centro de la UPM OTROS UPM
Daniel Alfonso Corcuera Otro centro de la UPM OTROS UPM
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

En líneas generales, este Proyecto de Innovación Educativa (PIE) está destinado a que los alumnos adquieran conocimientos y habilidades multidisciplinares a través del estudio y la investigación. El objetivo principal es promover la transferencia de conocimientos de las actividades de investigación a la formación de los estudiantes. Otros objetivos contemplados están orientados a la búsqueda de una formación más transversal, rompiendo con la estanqueidad de los contenidos adscritos a una materia en particular, de modo que se generen espacios intermedios de conexión mediante el desarrollo de proyectos que precisen de los contenidos de diversas materias.

El presente proyecto está basado en la generación de experiencias didácticas basadas en el método científico (formulación de preguntas, búsqueda de soluciones, planteamiento y resolución y análisis de resultados), mediante el planteamiento de casos de estudio prácticos que soporten los contenidos teóricos de las asignaturas. Se pretende conseguir una mayor motivación de los estudiantes y una mejora en los resultados de aprendizaje en las materias consideradas dentro de la propuesta.

La propuesta se enmarca dentro de las actividades a desarrollar en el Máster Universitario en Sistemas Espaciales (MUSE). Éste es un programa académico de máster oficial dedicado a la docencia en sistemas espaciales cuya metodología de trabajo es fundamentalmente el aprendizaje basado en proyectos (Project Based Learning – PBL).

Estos proyectos en tecnología espacial son derivados del trabajo de muchos de los profesores del MUSE, realizado en los últimos años. Entre los proyectos de tecnología espacial en los que profesores del MUSE han participado se pueden mencionar a modo de ejemplo:

  • El UPMSat-1. Primer satélite universitario español (y décima misión espacial de tipo universitario a nivel mundial), lanzado con éxito en 1995.
  • La carga de pago CPLM, presente en la misión MINISAT.
  • Control térmico del instrumento OSIRIS, para la misión Rosetta (exploración del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko).
  • Control térmico del telescopio SUNRISE (embarcado en un globo estratosférico).
  • Control térmico y análisis estructural de la carga de pago NOMAD (misión ExoMars).
  • El UPMSat-2. Segundo (tras el UPMSat-1) micro-satélite universitario español (de más de 50 kg).

Este Proyecto de Innovación Educativa (PIE) pretende generar una dinámica de trabajo conducente a la adquisición por parte de alumnos de la ETSI Aeronáutica y del Espacio, de competencias propias de la investigación. De hecho, este tipo de iniciativas ya se han venido realizando por los profesores del MUSE, con resultados publicados tanto en congresos internacionales como en revistas indexadas:

  • J..L Pérez-Benedito, J. Pérez-Álvarez, M.J. Casati. PBL in the Teaching of Design in Aeronautical Engineering: Application and Evolution of a Consolidated Methodology. Int. J. Eng. Ed., Vol. 31 (1B), pp. 199-208, 2015. 
  • Garcia, B. Torres, E. Roibás, I. Torralbo, J. Cubas, F. Sorribes, et al., Conceptual design of the union Lian-Hé university satellite using IDR / UPM CDF, in: CDF 7th Int. Conf. Syst. Concurr. Eng. Sp. Appl., 2016.
  • S. Pindado, E. Roibás-Millán, J. Cubas et al. The UPMSat-2 Satellite: and academic project within aerospace engineering education, in: 2nd Annual Int. Conf. on Eng. Education & Teaching. Athens, Greece, 2017.
  • E. Roibás-Millán, A. Alonso-Moragón, A. Jiménez-Mateos, S. Pindado, Testing solar panels for small-size satellites: the UPMSAT-2 mission, Meas. Sci. Technol. 28 (2017) 115801 (12 pp). DOI: 10.1088/1361-6501/aa85fc
  • E. Roibás-Millán, F. Sorribes-Palmer, M. Chimeno-Manguán, The MEOW lunar project for education and science based on concurrent engineering approach, Acta Astronaut. 148 (2018) 111–120. DOI:10.1016/j.actaastro.2018.04.047.
  • S. Pindado, J. Cubas, E. Roibás-Millán, F. Sorribes-Palmer, Project-based learning applied to spacecraft power systems: a long-term engineering and educational program at UPM University, CEAS Sp. J. 10 (2018) 307–323. DOI:10.1007/s12567-018-0200-1.
  • E. Roibás-Millán, F. Sorribes-Palmer, M. Chimeno-Manguán, J. Cubas, S. Pindado, The Spanish contribution to the 1st ESA academy’s concurrent engineering challenge: design of the moon explorer and observer of water-ice (MEOW) mission, in: 8th Int. Work. Syst. Concurr. Eng. Sp. Appl. (SECESA 2018), Glasgow. United Kingdom, 2018.
  • J.B. Ballesteros, J.M. Alvarez, P. Arcenillas, E. Roibás, J. Cubas, S. Pindado, CDF as a tool for space engineering master ’ s student collaboration and concurrent design learning, in: 8th Int. Work. Syst. Concurr. Eng. Sp. Appl. (SECESA 2018), Glasgow. United Kingdom, 2018.
  • Porras-Hermoso, S. Pindado, J. Cubas, Lithium-ion battery performance modeling based on the energy discharge level, Meas. Sci. Technol. 29 (2018) 1–6. DOI:10.1088/1361-6501/aae231.
  • E. Rodríguez-Rojo, S. Pindado, J. Cubas, J. Piqueras-Carreño, UPMSat-2 ACDS magnetic sensors test campaign, Measurement. Vol 131 (2019) 534–545. DOI:10.1016/j.measurement.2018.08.069.
  • J.M. Alvarez Romero, E. Roibas-Millan, S. Pindado, J. Pérez-Álvarez, A. Sanz-Andrés. UPMSAT-2 Communications System Design, Integration and Testing, within MUSE (Master in Space Systems) Academic Plan, in: 4th Annual Int. Conf. Eng. Education & Teaching. Athens, Greece, 2019.

El marco de trabajo se estructura en base a tres pilares interrelacionados orientados a la adquisición por parte de los estudiantes de una serie de habilidades y competencias específicas:

  • Educación en habilidades de investigación, basado en la incentivación del pensamiento crítico, que permita a los estudiantes pensar, razonar y analizar el problema plateado de modo lógico y creativo. El objetivo es que el alumno alcance las habilidades necesarias para realizar de modo autónomo una investigación organizada (evaluación del problema y formulación de preguntas, búsqueda y desarrollo de soluciones, discusión y reflexión acerca de los resultados y difusión de los mismos).
  • Colaboración, entre estudiantes de varios niveles educativos (grado y máster), profesores e investigadores. El objetivo es combinar los dos principales aspectos de la universidad, enseñanza e investigación, de modo que los estudiantes participen de modo activo en procesos y actividades reales de investigación.
  • Educación basada en la evidencia, por la cual se establecen procesos de revisión sistemática de los resultados de la implementación del método de aprendizaje basado en investigación. Algunos de los indicadores que se consideran son, el porcentaje de éxito de los estudiantes en la superación de la materia, la participación de estudiantes en congresos/publicaciones relacionadas con la investigación y el grado de satisfacción de los alumnos (información recopilada mediante encuestas a los grupos de estudiantes implicados).

En concreto, la propuesta va encaminada a lograr una articulación de los mecanismos principales en los que se basa una investigación organizada, dentro del trabajo a realizar en varias asignaturas dentro del plan de estudios. Entre esos mecanismos se encuentra la adquisición de competencias en:

  • Búsquedas bibliográficas y recopilación de información.
  • Análisis transversal de problemas (desde las distintas perspectivas de cada disciplina –análisis de órbitas y control de actitud, estructuras, control térmico, potencia eléctrica...–).
  • Método científico:
    • Definición del problema:
      • Análisis dimensional del mismo.
      • Elección de variables de control.
    • Definición de campaña de análisis/ensayos.
    • Post-proceso de resultados.
    • Rediseño del problema y análisis/ensayos adicionales (si procede).
  • Redes de investigadores (WoS, Scopus, Researchgate, ORCID, Publons…).
  • Publicación de resultados.
    • Elección de revista/congreso apropiado.
    • Escritura de artículos/comunicaciones.
      • Elección de las herramientas apropiadas de escritura (Latex, Word, Libre Office, Mathtype…).
      • Formatos del texto, figuras y tablas.
      • Estilo de escritura y modos apropiados de exposición de los resultados obtenidos.
      • Formatos de variables, ecuaciones, operadores matemáticos...
      • Formato de referencias y uso de gestores bibliográficos (Mendeley, RefWorks, EndNote…).

El presente proyecto diseña la adquisición de competencias relativas a la investigación por parte de alumnos de la ETSIAE a través de un número finito de estudios concretos, ligados al trabajo de investigación que actualmente llevan a cabo profesores del MUSE.

Miembros de dos centros de investigación, el Instituto Universitario de Microgravedad “Ignacio Da Riva” (IDR/UPM) y el grupo Sistemas de Tiempo Real y Arquitectura de Servicios Telemáticos (STRAST), están involucrados en este proyecto. Con ello se pretende fomentar la aproximación multidisciplinar del trabajo de los alumnos.

Para la resolución de los problemas se crearán grupos preferentemente formados por estudiantes tanto de máster cómo de grado, para involucrar a estudiantes más jóvenes en las competencias de investigación bajo la ayuda de estudiantes con una formación y experiencia mayores.

Los estudios designados en este proyecto de innovación educativa son los siguientes:

  • Estudio 1: Diseño de fase 0/A de una misión espacial en CDF

Este Estudio pretende iniciar a los alumnos en el diseño concurrente de misiones espaciales. En los últimos años, dentro de la asignatura Ingeniería de Sistemas y Gestión de Proyectos, se han incluido conceptos relativos a las nuevas tendencias en pre-diseño (diseño de fase 0/A) de misiones espaciales. Entre ellas, se encuentra la Ingeniería Concurrente, Concurrent Engineering, una técnica de diseño paralelizado que sustituye al concepto tradicional de diseño secuencial.

La naturaleza compleja de las misiones espaciales implica que cada disciplina (análisis de misión, diseño estructural, etc) está relacionada con las demás con un cierto grado de acoplamiento. Durante las primeras fases, los ingenieros de sistemas deben tener en cuenta la multitud de posibles topologías de diseño, que deben ser sintetizadas, computadas y simuladas antes de optar por una selección de diseño objetiva. El instituto IDR posee una Sala de Diseño Concurrente (CDF, Concurrent Design Facility) que incluye la tecnología necesaria para realizar estudios paramétricos con el objetivo de pre-diseñar una misión espacial que cumpla unos requisitos técnicos establecidos.

Mediante este estudio, se propone a los alumnos que se inicien en esta disciplina mediante la utilización de la CDF para realizar un pre-diseño en base a unos parámetros y requisitos propuestos. De esta forma, los alumnos adquieren la capacidad de toma de decisiones técnicas, análisis de opciones y viabilidad, trabajo en equipo y utilización de recursos tecnológicos de vanguardia.

Para llevar a cabo la tarea, los alumnos contarán con las instalaciones, el material de la asignatura y ciertas herramientas informáticas proporcionadas por el profesorado, así como del seguimiento mediante tutorías y sesiones de diseño en CDF, por parte del profesorado y alumnos de doctorado.

Para la realización del Estudio, los alumnos serán distribuidos en grupos de trabajo, cada grupo realizando el pre-diseño de la misma misión, de modo que los resultados puedan ser comparados en clase.

La evaluación de la tarea se realizará mediante la memoria entregada y varias sesiones de discusión en clase sobre las diferencias, puntos fuertes y debilidades de cada diseño propuesto.

  • Estudio 2: Selección y estudio de un computador de abordo para misiones CubeSat

Mediante este Estudio práctico, a realizar dentro de la asignatura Gestión de Datos, se pretende dotar al alumno de conocimientos de vanguardia en materia de computadores para uso en misiones espaciales. En los últimos años ha surgido un modelo de negocio en materia de sistemas espaciales, alternativo al tradicional, basado en elementos con menores tamaños, pesos y costes, pero a la vez con mayor disponibilidad, capacidades y/o potencia. Este paradigma, denominado “NewSpace” aparece como contraposición al dominio eminentemente gubernamental del acceso al espacio

En cuanto a computadores de a bordo, han aparecido un buen número de proveedores [https://www.isispace.nl/, https://cubespace.co.za/], con precios de una fracción del precio tradicional para cajas electrónicas para espacio [https://www.cubesatshop.com/product/cube-computer/, https://www.cubesatshop.com/product/isis-on-board-computer/]. Todos ellos presentan un alto nivel de miniaturización, ya que la mayoría se han diseñado con el protocolo CubeSat en mente.

Mediante este Estudio se propone a los alumnos de la asignatura Gestión de datos que localicen y justifiquen la elección de alguno de los computadores de abordo existentes para una misión espacial propuesta. En concreto, la misión seleccionada será la ya diseñada en la asignatura de Ingeniería de Sistemas y Gestión de proyectos (realizada en el semestre inmediatamente anterior). Esta justificación debe incluir mención a las necesidades previstas para el computador de abordo de la misión, a sus capacidades y a posibles productos auxiliares que lo acompañen (sistema operativo, herramientas de desarrollo, etc.).

El objetivo principal de esta tarea es que los alumnos pongan en práctica, de manera transversal, los conocimientos adquiridos en las asignaturas de Ingeniería de Sistemas y Gestión de Proyectos y Gestión de datos, así como el resto de asignaturas que requieran del apoyo de un computador de abordo para la implementación práctica de los contenidos, mediante la evaluación crítica de diferentes alternativas disponibles en el mercado. Del mismo modo, esta búsqueda de información y productos servirá para reforzar los contenidos de la signatura Gestión de datos, permitiendo a los alumnos conocer la realidad del mercado actual de este tipo de dispositivos.

Para llevar a cabo la tarea los alumnos contarán con el material docente de la asignatura Gestión de Datos, así como las tutorías que puedan solicitar a los profesores de la misma. Para desarrollar esta tarea necesitarán, además, de un ordenador personal con acceso a internet.

La evaluación de la tarea y las competencias adquiridas será a partir de la memoria entregada por cada grupo. Esta evaluación se centrará en los siguientes puntos: adecuación general de la propuesta a la misión planteada, nivel de profundidad alcanzado en la justificación de la propuesta, si esta se compara con otras posibles opciones del mercado o con misiones reales ya en marcha. Se valorará especialmente el análisis fundamentado de la adecuación del computador seleccionado a la misión en cuanto a sus capacidades de memoria (principal y de almacenamiento), de cómputo (arquitectura del procesador, velocidad de reloj, presencia de o no de elementos de optimización y aceleración: memorias cache, unidad de coma flotante, co-procesadores) y de interfaz con el resto de sistemas (buses y conectores).

  • Estudio 3: Metodologías inteligentes de diseño aplicadas a la ingeniería gráfica

Este estudio pretende familiarizar a los alumnos con las metodologías de diseño mecánico orientado a la fabricación (DOF) y a la integración (DOI) para permitir la generación de alternativas de diseño por medio de la aplicación sistemática e inteligente de especificaciones que permitan, tanto la evaluación de alternativas como la generación de un diseño final.

Uno de los principales retos en las actividades relacionadas con el diseño mecánico de equipos espaciales, es flexibilizar y controlar los cambios de diseño de forma efectiva y eficaz. Alcanzar propuestas finales de diseño implica la realización de continuas modificaciones de diseño que, atendiendo a diversos criterios, suponen un impacto directo en el proyecto y en el resto de disciplinas que involucra.

La metodología actual de diseño de misiones espaciales implica disponer, desde el principio de la gestación del proyecto, de una cantidad no poco significativa de información, traducida en un elevado número de parámetros, que facilite las labores en la toma de decisiones y en la definición de requisitos, acotando la viabilidad del proyecto y suministrando información clave para su desarrollo.

La realización del estudio está orientada a dos líneas de trabajo complementarias:

  • Disponer rápidamente de alternativas de diseño, en las fases iniciales del proyecto, para permitir evaluar la viabilidad de las mismas, generando una amplia batería de datos que además puedan ser utilizados en cualquier disciplina del proyecto.
  • La realización de un configurador de plataforma para que cualquier agente externo disponga de la información necesaria para la implementación de equipos y experimentos.

La parte principal del trabajo consistirá en la generación y parametrización de conjuntos, formados por modelos mecánicos en 3D, por medio de la programación de reglas y leyes de diseño que permitan la generación, modificación e integración de geometría.

Por otro lado, se programará una interfaz de usuario que facilite la generación de la información y, por otro lado, elimine en los usuarios la dependencia del conocimiento de las aplicaciones específicas usadas para el desarrollo del estudio.

Para la realización del estudio, que será aplicado en la asignatura de Ingeniería gráfica para diseño mecánico aeroespacial, los estudiantes se dividirán formando grupos de trabajo que se encargarán de los diferentes paquetes asignados por medio de metodologías PBL y haciendo uso de las diferentes instalaciones, hardware y software que dispone el instituto (IDR).

La evaluación será realizada por medio de la entrega del trabajo, la memoria correspondiente y las presentaciones realizadas. La evaluación analizará la calidad y estabilidad del trabajo y las competencias adquiridas por los estudiantes tanto individuales como grupales.

  • Estudio 4: Análisis del comportamiento de distintos elementos del sistema de potencia (paneles y baterías) de un satélite.

Este estudio comporta el análisis de comportamiento de dos de los elementos que componen el sistema de potencia de un satélite: los paneles solares y las baterías. A pesar de que son dos elementos distintos su análisis se basa en el mismo tipo de procedimiento, la programación de ajuste de curvas mediante código tipo Matlab (se propone el uso de la herramienta de software libre GNU Octave, cuyo código de programación es muy similar al de Matlab).

Con respecto a los paneles solares se propone el ajuste de la constante de idealidad del modelo de circuito equivalente de 1 diodo y 2 resistencias, esto es el parámetro a perteneciente al grupo de cinco parámetros que definen la ecuación implícita que proporciona, para unas temperatura e irradiancia dadas, la relación entra la corriente suministrada por el panel y la tensión entre bornes de salida. Se pretende estudiar una aproximación hiperbólica del error en función de este parámetro a que proporcione su valor en unas pocas iteraciones.

Para este estudio los alumnos contarán con los datos medidos (la curva I-V) tanto de los módulos que componen paneles solares del UPMSat-2, como de los paneles mismos.

El análisis relativo a la batería del UPMSat-2 se compone de dos tareas principales, el ajuste del modelo analítico de baterías de ion-litio desarrollado en el Instituto IDR/UPM a la mencionada batería, y el estudio del desequilibrio de la misma mediante modelos analíticos.

Como en el caso de los paneles solares del UPMSat-2, los alumnos dispondrán para su trabajo de una gran cantidad de datos, provenientes de los procesos de mantenimiento de la batería, recogidos en los últimos cuatro años.

La evaluación de estas tareas se realizará mediante una memoria que indique tanto el trabajo realizado, la organización y presentación de resultados (empleando las herramientas apropiadas), como la planificación para la publicación en abierto de los resultados (congresos, revistas…).

El alumno tipo para este proyecto es el que haya cursado o esté cursando la asignatura de “Generación y Gestión de Potencia Eléctrica” del Máster Universitario en Sistemas Espaciales (MUSE), que formará equipo junto a otros alumnos del Grado en Ingeniería Aeroespacial, que hayan cursado con aprovechamiento la asignatura de Ingeniería Eléctrica. Se pretende establecer una buena dinámica de aprendizaje que queda reflejada en los futuros trabajos (de otras asignaturas, de fin de máster y fin de grado) que realicen estos estudiantes.

  • Estudio 5: Diseño de un subsistema de control de actitud

En este estudio, enmarcado en la asignatura de Dinámica Orbital y Control de Actitud, se dotará a los alumnos de experiencia práctica en el diseño de subsistemas de control de actitud. Para ello, se utilizará el aprendizaje basado en proyectos, aprovechando herramientas de gran potencial educativo como son las placas de desarrollo.

El subsistema de control de actitud de un satélite consta de múltiples elementos (sensores, actuadores, ordenador, tarjetas de adquisición de datos…) que interaccionan entre sí a través de leyes de control, filtros, etc. El funcionamiento completo del control requiere de la integración, modelización y desarrollo de los algoritmos, que se lleva a cabo en diversas etapas y necesita una planificación previa. Los retos que plantea cada paso son más fáciles de entender enfrentándose a un proyecto real. Para emular este proceso, las placas de desarrollo Arduino son un elemento ideal, ya que permiten obtener mediciones, procesar resultados, implementar algoritmos y comandar actuadores. Su amplia difusión hace que sean empleadas incluso en proyectos industriales. Siendo, por tanto, compatibles con herramientas utilizadas para el diseño de herramientas de control como Matlab-Simulink. 

En este proyecto, los alumnos se distribuirán en grupos de trabajo de 2 o 3 componentes. Se propondrá a los alumnos el desarrollo e implementación de un subsistema de control simulado, aplicando los conocimientos adquiridos durante la asignatura. Cada grupo realizará todas las etapas de montaje, diseño del algoritmo de control e implementación del subsistema. Éste incluirá sensores compatibles con Arduino (como fotodiodos, magnetómetros, IMU…); actuadores sencillos (motores, ruedas de inercia…); una placa Arduino y los elementos eléctricos necesarios para construir un pequeño control de actitud. La labor de los equipos será desarrollar los filtros y algoritmos necesarios para el control y apuntamiento del sistema e implementarlos en la placa de desarrollo.

Para llevar a cabo la tarea, los alumnos contarán con las licencias de software que ofrece la UPM (Matlab, Simulink…), placas Arduino y el material electrónico necesario, así como la supervisión y seguimiento del profesorado y alumnos de doctorado.

La tarea se evaluará a nivel de resultados teóricos y prácticos. Por un lado, a través de una memoria entregada y presentación en clase de los resultados, pero también a través de la correcta operación y apuntamiento del subsistema.

OBJETIVOS DEL PROYECTO

Los objetivos generales del proyecto se pueden clasificar en dos grupos, atendiendo a (i) aquellos que se refieren a la consecución de los objetivos planteados por el grupo de profesores implicado y (ii) a la adquisición de competencias generales por parte del alumnado.

En el primer grupo, se pretenden conseguir los siguientes objetivos:

  • Objetivo 1. Priorización del trabajo individual y en grupo frente a la lección magistral.
  • Objetivo 2. Generación de un sistema de tutorías que permita el correcto seguimiento del trabajo de los estudiantes.
  • Objetivo 3. Mejora de los resultados de aprendizaje mediante el planteamiento de casos de estudio prácticos que soporten los contenidos teóricos de las asignaturas, resultando en una mayor motivación de los estudiantes mediante el aprendizaje basado en experiencias de investigación reales.

En cuanto a los objetivos destinados a la adquisición de las competencias generales, se encuentran:

  • Objetivo 4. Que el alumnado consiga adquirir los conocimientos y competencias propias de asignaturas de los programas de ingeniería aeroespacial y de sistemas espaciales, mediante el método científico y la investigación.
  • Objetivo 5. Que el alumnado se integre en una estructura de investigación, formada por distintas categorías (profesor tutor, alumnos de doctorado, alumnos de máster, alumnos de grado).
  • Objetivo 6. Que el alumno desarrolle habilidades de trabajo autónomo (responsabilidad, iniciativa, etc) y de trabajo en grupo (flexibilidad, organización, comunicación, etc).
  • Objetivo 7. Que el alumnado sea capaz de abordar un problema técnico pensando en la visibilidad de la solución del mismo mediante: La publicación de artículos técnicos, contribuciones a congresos, patentes. Y que el alumno adquiera conocimientos sobre los siguientes aspectos:
  1. Conocimiento de las redes de investigadores (WoS, Scopus, Researchgate, ORCID, Publons…).
  2. Elección de las herramientas apropiadas de escritura de publicaciones científicas (Latex, Word, Libre Office, Mathtype…).
  3. Estilo de escritura y modos apropiados de exposición de los resultados obtenidos.
  4. Formatos del texto, figuras y tablas de acuerdo a los resultados, y para su mejor representación.
  5. Elección de revista/congreso apropiados para la publicación de resultados.
  6. Formato de referencias y uso de gestores bibliográficos (Mendeley, RefWorks, EndNote…).
  • Objetivo 8. Que el alumnado sea capaz de encontrar recursos fuera de la disciplina y el entorno de trabajo del problema en sí.
CONTRIBUCIÓN A LA MEJORA DE LA CALIDAD

 El método científico ayuda a los ingenieros e investigadores a encarar problemas de una forma organizada, buscando soluciones nuevas fuera de los estándares comunes. Por ello es importante volcar en los estudiantes las prácticas basadas en la investigación como vehículo conductor del aprendizaje.

El alumnado adquirirá mediante las prácticas de investigación una herramienta que en su futuro laboral será imprescindible para hacer visible los resultados de su trabajo, y mantener un contacto con la comunidad técnica y científica que ayude a internacionalizar su perfil laboral y estar en la vanguardia técnica propia de su especialidad.

ALCANCE Y PÚBLICO OBJETIVO AL QUE SE DIRIGE

Titulación/es Grado: GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL
Titulación/es Máster: MASTER UNIVERSITARIO EN SISTEMAS ESPACIALES
Nº de Asignatura/s: 5
Centro/s de la UPM:
  • E.T.S. DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACION
    E.T.S. DE INGENIEROS INFORMÁTICOS
    E.T.S.I. AERONÁUTICA Y DEL ESPACIO
    E.T.S.I. AERONÁUTICA Y DEL ESPACIO
    E.T.S.I. AERONÁUTICA Y DEL ESPACIO
  • FASES DEL PROYECTO Y ACCIONES QUE SE VAN A DESARROLLAR

    1.  FASES GENERALES DEL PROYECTO:

    Fase I (Febrero 2020): Generación de material didáctico.

    Acciones Fase I:

    • Generación del material didáctico necesario para el planteamiento de los estudios 2 y 4.
    • Asignación de recursos y horarios de tutorías.
    • Generación del material necesario para evaluación de logros.

    Fase II (Marzo - Junio 2020): Implementación de Estudios 1 y 2.

    Acciones Fase II:

    • Implementación de los Estudios 2 y 4.
    • Seguimiento de los estudios y tutorías.

    Fase III (Julio 2020): Análisis de resultados de Fase II y generación de material didáctico.

    Acciones Fase III:

    • Análisis de resultados: resultados académicos de los alumnos, encuestas, y evaluación de las actividades de difusión que hayan sido iniciadas (redacción de artículos científicos, conferencias, patentes).
    • Generación del material didáctico necesario para el planteamiento de los estudios 1,3 y 5.
    • Asignación de recursos y horarios de tutorías.

    Fase IV (Septiembre - Octubre 2020): Implementación de Estudios 3, 4 y 5.

    Acciones Fase IV:

    • Implementación de los estudios 1, 3 y 5
    • Seguimiento de los estudios y tutorías.

    Fase V (hasta fin de proyecto). Análisis de resultados de Fase IV.

    Acciones Fase V:

    • Análisis de resultados: resultados académicos de los alumnos, encuestas, y evaluación de las actividades de difusión que hayan sido iniciadas (redacción de artículos científicos, conferencias, patentes).

    2.  FASES Y ACCIONES RELATIVAS A LOS ESTUDIOS PLANTEADOS:

    Los Estudios planteados tienen las siguientes fases comunes:

    1. Lectura y comprensión del problema.
    2. Análisis de las variables y parámetros que intervienen.
    3. Identificación de recursos e información adicional necesarios para la resolución del problema planteado.
    4. Búsqueda de soluciones y análisis de viabilidad de las mismas.
    5. Implementación de soluciones.
    6. Extracción y análisis de resultados.
    7. Comunicación y difusión de los resultados de la investigación.

    Las acciones a realizar por parte del personal docente son las siguientes:

    1. Planteamiento del problema objeto de la investigación.
    2. Provisión de recursos específicos (bibliográficos, tecnológicos, etc).
    3. Sistema de tutorías presencial grupal o individual.
    4. Análisis de resultados docentes basados en la evidencia.
    RECURSOS Y MATERIALES DOCENTES

    Recursos que se van a utilizar:

    • Material docente (guías, apuntes, manuales) de las asignaturas en las que se enmarcan los estudios planteados.
    • Material de Laboratorio (placas Arduino, sensores, actuadores, etc) disponible a través de recursos del Instituto de Microgravedad ‘Ignacio Da Riva’ (IDR/UPM) y del grupo STRAST (UPM), y de fondos de este proyecto de inovación.
    • Licencias de software de la UPM (Matlab/Simulink, Catia)
    • Software libre (GNU Octave, LaTeX, Libre Office)
    • Instalaciones y laboratorio. Durante la realización de los estudios planteados, se hará uso de recursos tecnológicos de carácter innovador. En concreto, se hará uso de la instalación de diseño concurrente (CDF, Concurrent Design Facility) del Instituto IDR/UPM, localizada en el campus de Montegancedo. Esta instalación cuenta con una red de ordenadores, equipos multimedia, servidores y bases de datos. Además, se cuenta con el software de diseño concurrente de la Agencia Europea del Espacio (OCDT, Open Concurrent Design Tool), de acceso libre para la comunidad universitaria europea, y software propio de diseño de subsistemas (desarrollado por profesorados y miembros del instituto IDR/UPM). Además, se podrá hacer uso del software IDM-CIC, del CNES, a través de un proyecto en el que participa el Instituto IDR/UPM (proyecto NANOSTAR) para cooperación universitaria europea.

    Materiales docentes que se van a elaborar/utilizar:

    • Se elaborarán descripciones de los estudios para su difusión al alumnado.
    • Se utilizarán los manuales y guías de las instalaciones y recursos ya disponibles.
    SEGUIMIENTO Y EVALUACION

    El seguimiento del proyecto se realizará mediante dos fases:

    Durante la realización del proyecto (estudios):

    • Se realizarán reuniones entre los miembros del grupo (típicamente dos por fase, una al principio y otra al final) para evaluar las acciones que han de realizarse, la correcta marcha de los estudios y las desviaciones que hayan podido surgir.
    • Se realizará un sistema de tutorías (grupales e individuales), dirigida por cada responsable de asignatura para guiar a los alumnos durante el desarrollo de cada proceso.

    Al finalizar el proyecto se analizarán los resultados en base a una serie de evidencias de logro:

    • Resultados académicos de los estudiantes en las materias donde se han implementado los estudios propuestos.
    • Estudio de motivación de los estudiantes mediante un sistema de encuestas al alumnado.
    • Resultados de las investigaciones en cuanto a su difusión (publicaciones, conferencias, patentes)
    PRODUCTOS RESULTANTES

    Se plantean los siguientes productos resultantes del proyecto:

    • Una memoria del proyecto editada mediante los recursos de la UPM y de acceso libre, en la que se detallen tanto el desarrollo de este proyecto como los logros conseguidos. Se pretende pues generar una sólida documentación que pueda servir como ejemplo a otros grupos y propuestas de innovación educativa.
    • Además, y para reforzar lo anteriormente mencionado, se prevé dar a conocer este proyecto en conferencias impartidas tanto en distintas escuelas de la UPM, como también en otras universidades (Carlos III, Universidad Europea, Alfonso X, etc).
    • Todas las experiencias generadas en este proyecto serán recogidas en un trabajo a presentar en un congreso internacional sobre educación universitaria.
    • Finalmente, se menciona aquí otra vez la generación de artículos técnicos por parte de los alumnos de grado y máster que este proyecto va a impulsar.
    MATERIAL DIVULGATIVO

    El material divulgativo que se prevé elaborar es el siguientes:

    • Comunicación a, al menos, un congreso internal sobre educación universitaria.
    • Manuales y/o material divulgativo en forma de libro (publicación impresa y/o digital) que relate la experiencia realizada y sirva como guía externa e interna para la UPM en sucesivas aplicaciones del aprendizaje basado en investigación.
    • Noticias periódicas en las redes sociales de la UPM y las unidades implicadas, además de la generación de un proyecto asociado a este proyecto de innovación educativa en la red de investigadores Researchgate.
    • Publicaciones (artítulos científicos, conmunicaciones a congresos) por parte del alumnado, basadas en las investigaciones realizadas.

     

     

    COLABORACIONES

    Se colaborará de modo estrecho con las siguientes instituciones y grupos (internos a la UPM):

    • Instituto Universitario de Microgravedad 'Ignacio Da Riva' (colaboración con el grupo de investigación Desarrollo y Ensayos Aeroespaciales, formado por profesores de la ETSIAE)
    • Grupo STRAST (Real-Time Systems and Architecture of Telematic Services, formado por profesores de la ETSII y la ETSIT)
    • Colaboración con el Grupo de Innovación Educativa Visual Graphics Group (Área de expresión gráfica en la Ingeniería de la ETSIAE)