Cabecera e Politecnica Sostenible

Ecosistema Tellus UPM para el desarrollo de un Smart Campus sostenible

N#10
09.10.2024
Por Juan Antonio Rodríguez Rama y Domingo Alfonso Martín Sánchez

La filosofía de aprender haciendo, aplicada a la generación de soluciones de sostenibilidad para los Campus de la UPM.

Las universidades, en el contexto actual y futuro [1] tienden a alcanzar estándares propuestos por el concepto de Universidad Inteligente o “Smart University” [2] en las que se fomenta la transformación digital, la sostenibilidad, la cultura Data Drive, etc. [3], para lograr esta aspiración se necesitan infraestructuras que den soporte a estas necesidades de transformación.

En este contexto, es donde nació la idea hace más de 5 años del Ecosistema Tellus UPM [4] dentro de la Unidad de Emprendimiento Social, Ética y Valores en Ingeniería (UESEVI) [5] de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas y Energía de la Universidad Politécnica de Madrid (ETSIME-UPM). En él se observa una sinergia entre la aplicación de tecnologías y metodologías de enseñanza activa [6], fundamentales para el desarrollo de un “Smart Campus” que no solo atiende a necesidades tecnológicas, sino también educativas y de sostenibilidad.

 

La filosofía de “aprender haciendo” es vital en Tellus UPM, donde los estudiantes, a través de metodologías como el Challenge Based Learning (CBL) [7], Design Thinking (DT) [8] y Learning by Doing (LBD) [9], enfrentan retos reales que requieren soluciones innovadoras y aplicables. Esta aproximación no solo potencia el aprendizaje activo, sino que también motiva a los estudiantes al involucrarse directamente en proyectos que transforman su entorno [10] (figura 1). 

Este ecosistema de innovación y transformación digital, permite a los estudiantes explorar tecnologías de vanguardia [11] como IoT, Big Data, LoRa e impresión aditiva [12] en un entorno que simula una pequeña ciudad inteligente (Smart Campus). Este entorno replica desafíos de ciudades inteligentes a una escala manejable, permitiendo experimentar con soluciones que mejoran la eficiencia energética, la gestión ambiental, la conservación patrimonial y la sostenibilidad general.

Figura 1. Imágenes de las actividades y proyectos realizados dentro del Ecosistema Tellus UPM.

Ejemplo de esta forma de concebir las iniciativas, son los proyectos “Digitalización de Espacios Verdes Urbanos en un Mundo 4.0 (DEVUM)” [13] y “Aplicabilidad de sensores de bajo coste para la monitorización ambiental de niveles de inmisión de partículas (MANIP)” [14], financiados respectivamente por la II y III Convocatoria de Ayudas para Proyectos de Investigación, organizada por la Cátedra Fundación Cepsa sobre Energía y Medio Ambiente de la UPM [15]. Estos grupos contaron además con el apoyo de la comunidad “Ethics, Social Commitment & Entrepreneurship” de EELISA (EELISA-ESCE) [16], como se puede ver en la figura 2, junto con los Nodos ODS UPM [17] y el Grupo de Grupo de Innovación Educativa en Minería y Energía Sostenible [MINES] UPM [18]. Este trabajo ha permitido el desarrollo de TFG´s a estudiantes de diversos centros de la UPM, ejemplo de ello son los resultantes de los proyectos anteriormente comentados; “Desarrollo y Estudio de un Prototipo Modular para la Monitorización Ambiental Basado en Tecnología IoT” realizado por el estudiante de la ETSIME-UPM David García Pedregal y “Diseño y Desarrollo de un Sistema de Monitorización de la Calidad del Aire con Sensores de Bajo Coste” realizado por el estudiante de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Sistemas de Telecomunicación (ETSIST) de la UPM, Diego Villa Morán. 

Figura 2. Fotos de familia tras la presentación del proyecto MANIP a la Cátedra Fundación Cepsa y de la delegación de comunidades europeas de EELISA que visitó la ETSIME-UPM en 2023.

El resultado de estos trabajos permitieron la validación preliminar de sensores económicos y el desarrollo de prototipos para la monitorización ambiental de espacios interiores y exteriores, en línea con otros desarrollados con anterioridad como el proyecto CanarIoT-UPM galardonado con el 1er premio “PASCal UPM” en 2022 [19,20], que durante la pandemia aportó la monitorización en tiempo real del CO2 de los espacios más críticos de la ETSIME-UPM y que apoyó al objetivo de una universidad segura durante este periodo tan crítico. Estas iniciativas permiten ir construyendo de forma escalada una red de monitoreo ambiental del campus. Además, estos proyectos semilla, han dado lugar a más estudios y prototipos que han sido motivo de ponencias en congresos internacionales y artículos en revistas científicas [21].

 

En paralelo, se han ido desarrollando espacios que fortalecen el ecosistema y los futuros proyectos que se puedan desarrollar, con zonas de trabajo y experimentación de Tellus UPM, dando pasos para la creación de un Laboratorio de IoT para el Desarrollo de la Transformación Digital en los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), con instrumental de referencia calibrado para el estudio de los sensores y prototipos, con cámaras para realizar los ensayos adecuadas en condiciones de laboratorio y reales controladas, así como un taller de diseño, fabricación 3D y fotografía. Se ha instalado uno de los primeros gateways de comunicaciones LoRa de la UPM que da servicio a la comunidad universitaria de la ETSIME-UPM y a una parte del barrio de Chamberí, complementando las comunicaciones a través del uso de la WiFi UPM y permitiendo la instalación de equipos a mayores distancias de manera segura, como se puede ver en la figura 3.

El desarrollo de la plataforma de IoT propia de Tellus UPM, denominada Tellus IoT, permite la integración de los sistemas facilitando la experimentación y el análisis en tiempo real de los datos recogidos. Además, se incorpora a los estudiantes en la creación y mejora continua de estas soluciones tecnológicas, implementando un modelo educativo que es tanto inclusivo como innovador.

 

Figura 3. Instalaciones y capacidades del Ecosistema TELLUS UPM.

En resumen, el Ecosistema Tellus UPM está orientado a la creación de valor basado en la sostenibilidad y la transformación digital, siendo parte de la solución a necesidades de la comunidad universitaria a la vez que contribuye a la concienciación social y tecnológica. Este enfoque, no solo enriquece la experiencia educativa, sino que también impulsa el avance hacia los conceptos de “Smart Campus” y “Smart Cities” en nuestra universidad. 

Autores: 

Juan Antonio Rodríguez Rama. Doctorando ETSIME-UPM (Departamento de Ingeniería Geológica y Minera). Responsable del Ecosistema Tellus UPM (UESEVI)]

Domingo Alfonso Martín Sánchez. Profesor Contratado Doctor de la ETSIME-UPM (Departamento de Ingeniería Geológica y Minera) / Director Académico de la UESEVI]

Javier Maroto Lorenzo. [Director de la UTIC-ETSIME-UPM / Responsable de I+D+i de UESEVI]

Ana García Laso. Doctorando ETSIME-UPM (Departamento de Ingeniería Geológica y Minera). Coordinadora de la UESEVI.

Leticia Presa Madrigal. Profesor Ayudante ETSIME-UPM (Departamento de Ingeniería Geológica y Minera) / Responsable de Internacional de la UESEVI.

Alfredo Marín Lázaro. Técnico de Laboratorio de Termotecnia ETSII-UPM. Departamento de Ingeniería Energética) / Colaborador de la UESEVI)

 

Jorge L. Costafreda Mustelier. Profesor Contratado Doctor ETSIME-UPM (Departamento de Ingeniería Geológica y Minera) / Responsable de Cooperación de la UESEVI.

 

 

Referencias: 

  1. Trevisan, LV, Eustachio, JHPP, Dias, BG et al. Transformación digital hacia la sostenibilidad en la educación superior: conocimientos de investigación futuros y de última generación. Environ Dev Sustain 26, 2789–2810 (2024). https://doi.org/10.1007/s10668-022-02874-7 
  2. VV. AA. (2016). Smart University. Hacia una universidad más abierta. Marcombo. https://smart.ua.es/es/libro-smart-university.html   
  3. Muscanell, N. (2024, enero 8). Higher Education Trend Watch. https://www.educause.edu/ecar/research-publications/higher-education-trend-watch/2024  
  4. Juan Antonio R.R., Javier M.L., Clara G.M., Domingo M.S., Ana G.L. (2019). Monitorización de espacios urbanos, como herramienta educativa para el apoyo en el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible para una Smart University. Efficient, Sustainable, and Fully Comprehensive Smart Cities. II Ibero-American Congress of Smart Cities (ICSC-CITIES 2019) (p. 306). ISBN 978-958-5583-78-8.
  5. UESEVI. www.uesevi.org  
  6. Portal de Innovación Educativa de la UPM. https://innovacioneducativa.upm.es/  
  7. Servicio de Innovación Educativa de la UPM (Julio 2020). Guía de Aprendizaje Basado en Retos. Madrid: Universidad Politécnica de Madrid. Recuperado en https://innovacioneducativa.upm.es/guias_pdi  
  8. Servicio de Innovación Educativa de la UPM (Julio 2020). Guía de Design Thinking. Madrid: Universidad Politécnica de Madrid. Recuperado en: https://innovacioneducativa.upm.es/guias_pdi  
  9. Servicio de Innovación Educativa de la UPM (Julio 2020). Learning By Doing. Madrid:  Universidad Politécnica de Madrid. Disponible en: https://innovacioneducativa.upm.es/guias_pdi  
  10. Liu, Y., Ma, S., & Chen, Y. (2024). The impacts of learning motivation, emotional engagement, and psychological capital on academic performance in a blended learning university course. Frontiers in Psychology, 15. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2024.1357936  
  11. Rodríguez Rama, J. A., Martín Sánchez, D. A., Maroto Lorenzo, J., Costafreda Mustelier, J. L., García Laso, A., & Presa Madrigal, L. (2023). De Smart University a Smart Mining. Plataformas low cost para monitorización ambiental escaladas para aplicar en minería. En *XV Congreso Internacional de Energía y Recursos Minerales “Trabajamos por la sociedad”*. Universidad Politécnica de Madrid. https://www.sendaeventos.com/qrns/741428/docs/3991114112023114035.pdf  
  12. Rama, J.A.R., Lázaro, A.M., Martín Sánchez, D.A., Lorenzo, J.M., Barrio-Parra, F., Fernández Gutiérrez del Álamo, L.J. (2024). 3D Printing as an Enabler of Innovation in Universities. Tellus UPM Ecosystem Case. Smart Cities. ICSC-Cities 2023. Communications in Computer and Information Science, vol 1938. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-52517-9_18  
  13. Microproyecto DEVUM. https://blogs.upm.es/tellus/digitalizacion-de-espacios-verdes-urbanos-en-un-mundo-4-0/  
  14. Microproyecto MANIP. https://blogs.upm.es/tellus/actividades/proyectos/manip/   
  15. Cátedra Fundación Cepsa sobre Energía y Medio Ambiente de la UPM. https://fundacion.cepsa.com/es/ambitos-actuacion/innovacion-social/catedras/escuela-tecnica-superior-ingenieros-minas-energia-universidad-politecnica-madrid  
  16. EELISA-ESCE. https://community.eelisa.eu/communities/ethics-social-commitment-and-entrepreneurship/  
  17. Red de Nodos ODS UPM. https://sostenibilidad.upm.es/nodos-ods/  
  18. Grupo de Innovación Educativa en Minería y Energía Sostenible [MINES] UPM. https://www.innovacioneducativa.upm.es/informacion-grupo?grupo=198  
  19. La UPM entrega sus Premios Anuales a la Calidad. (23.11.2022) https://www.upm.es/?id=b709070671f94810VgnVCM10000009c7648a____&prefmt=articulo&fmt=detail  
  20. El PAS es un eslabón de la comunidad universitaria que en muchas ocasiones presenta un potencial oculto. (16.03.2023). https://www.upm.es/Investigacion?id=d84de9e7a34e6810VgnVCM10000009c7648a____&prefmt=articulo&fmt=detail   
  21. Actividades Tellus UPM (Divulgación, Investigación, Proyectos, …). https://blogs.upm.es/tellus/actividades     

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