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Satélites para controlar los movimientos de los edificios en tiempo real y desde el móvil

Investigadores de las Universidades Politécnicas de Madrid y Valencia desarrollan un sistema de control del movimiento de edificios en tiempo real basado en técnicas de observación por satélite que permite enviar los datos directamente a un dispositivo móvil.

Conocer en tiempo real el movimiento de la estructura de un edificio es fundamental para gestionar los riesgos que les pueden afectar ante los diferentes fenómenos naturales. La mejora en las tecnologías de observación satelital GNSS, en el procesamiento de datos y en la telefonía móvil ha permitido la actualización y desarrollo de la metodología aplicada al control de la dinámica estructural en tiempo real y perfeccionado las herramientas de que disponen los investigadores para este fin. Un estudio desarrollado por la Universidades Politécnicas de Madrid (UPM) y de Valencia (UPV) ha desarrollado un algoritmo que mejora el control del movimiento en tiempo real de estructuras constructivas basado en técnicas de observación por satélite.

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Generación en el laboratorio de los estados de la materia en el interior de las estrellas

Un consorcio internacional del que forman parte investigadores de la UPM ha demostrado experimentalmente por primera vez el guiado de electrones relativistas mediante un campo magnético externo generado por láser. Su trabajo ha sido publicado en la revista Nature Communications.

Nuevas perspectivas para la astrofísica, la planetología y la fusión por confinamiento inercial como fuente masiva de energía se plantean como consecuencia de las investigaciones realizadas por un grupo de investigadores, del que forma parte el investigador y catedrático de la Universidad Politécnica de Madrid, Javier Honrubia.

El grupo esta formado por investigadores de las Universidades de Burdeos, Osaka, UPM, Ecole Polytechnique, Oxford, York y la Universidad Técnica de Darmstadt. Estos investigadores han demostrado experimentalmente por primera vez el guiado de electrones relativistas mediante un campo magnético externo de muy alta intensidad (600 Tesla) generado por láser.

Contribución de la UPM

La interpretación y simulación numérica completa del experimento, desde la difusión del campo magnético en el blanco hasta el transporte tridimensional de los electrones relativistas en el blanco magnetizado, se ha realizado con los programas desarrollados por Javier Honrubia, catedrático de Física Aplicada y miembro del grupo de investigación de la UPM “Fusión Inercial y Física de Plasmas”. Para la realización de las simulaciones ha sido fundamental la utilización de los ordenadores de la Red Española de Supercomputación Marenostrum y Magerit de los centros de supercomputación de Barcelona y de la UPM, respectivamente.

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Crean un asfalto más ecológico con desechos de neumático y ceras orgánicas

Una investigadora de la Universidad Politécnica de Madrid logra fabricar un asfalto más ecológico al conseguir disminuir el consumo de recursos naturales y de energía así como las emisiones de gases de efecto invernadero en la fabricación de este material.

En un estudio realizado en la Universidad Politécnica de Madrid se ha logrado demostrar que es posible reducir las temperaturas de fabricación y puesta en obra de las mezclas asfálticas hasta unos 30 °C manteniendo un buen comportamiento mecánico. Asimismo, y mediante un análisis de ciclo de vida híbrido, se han podido cuantificar con precisión los beneficios e impactos ambientales en cuanto al consumo de energía y emisiones de gases de efecto invernadero de la producción de estas mezclas teniendo en cuenta toda la cadena de suministro. El resultado es un nuevo asfalto más sostenible desde el punto de vista medioambiental.

La investigadora de la UPM Ana María Rodríguez Alloza sujeta una muestra de su innovador asfalto ecológico. Crédito: Pasquale Caprile.

En los últimos años, debido a la creciente preocupación por el calentamiento global y el cambio climático, uno de los retos más importantes a los que se enfrenta nuestra sociedad es el uso eficiente y económico de energía así como la necesidad correspondiente de reducir los gases de efecto invernadero. Esta preocupación también ha llegado al sector de las mezclas asfálticas donde se está intentando innovar y desarrollar nuevos materiales para carreteras que sean más respetuosos con el medio ambiente.

Con este objetivo, Ana María Rodríguez Alloza, una investigadora de la Universidad Politécnica de Madrid, puso en marcha un estudio en el que ha desarrollado un asfalto que podría considerarse doblemente ecológico. Por un lado, incorpora en el betún polvo de caucho procedente de neumáticos fuera de uso. Con esto se lograr dar salida a un material que, aunque reciclable, supone un grave problema medio ambiental ya que solo en España se generan al año unas 300.000 toneladas. Además, se ahorrará betún -que es un recurso natural que proviene del crudo del petróleo- y la energía que su producción conlleva.

Por otro lado, este nuevo asfalto ecológico incorpora una serie de ceras orgánicas que al llegar a su punto de fusión son capaces disminuir la viscosidad del ligante de la mezcla logrando, en consecuencia, que se pueda disminuir también la temperatura de fabricación en la planta asfáltica.

Como señala Rodríguez Alloza “para fabricar una mezcla asfáltica es necesario calentar los áridos y el betún a una determinada temperatura en la cual la mezcla es trabajable para su posterior puesta en obra. Al lograr disminuir esta temperatura de producción se disminuye el consumo de energía y de un recurso agotable como el fuel y también se emiten menos gases de efecto invernadero a la atmósfera”.

Con la combinación de la incorporación de un material reciclable y la disminución de temperatura de fabricación de las mezclas se logra un material idóneo desde el punto de vista medioambiental además de una serie de ventajas económicas y sociales. “Este tipo de mezclas con caucho y ceras orgánicas estaría especialmente indicado para países de clima cálido como España” comenta la investigadora.

Proporcionar información sobre las implicaciones ambientales de la producción de mezclas asfálticas y de otros materiales utilizados en el sector de los pavimentos es un primer paso esencial para la toma decisiones y para lograr prácticas más sostenibles en la construcción de carreteras.

Este trabajo se enmarcó en una línea de investigación Carreteras para el Desarrollo Sostenible de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de la UPM en la que se estudian materiales para carreteras que sean más sostenibles. Esta investigación logró el Premio a la mejor Tesis Doctoral en la 2ª Edición de los Premios de la Plataforma Tecnológica Española de la Carretera a la Innovación en Infraestructuras Viarias en 2015.

Fuente: http://www.upm.es/?id=6e1774e61f482610VgnVCM10000009c7648a____&prefmt=articulo&fmt=detail

Investigadores de la UPM consiguen tecnologías de fabricación aditiva más competitivas, eficientes y sostenibles

Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han implementado nuevas estrategias de diseño para fabricación aditiva y las han validado mediante el desarrollo completo de diversas aplicaciones en sectores industriales como el de la ingeniería de tejidos o el de los vehículos de competición.

Un equipo de investigadores de la ETSI Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha participado en el proyecto europeo TOMAX (Toolless manufacturing of complex structures), centrado en mejorar las tecnologías de fabricación aditiva basadas en litografía para la fabricación de piezas en materiales cerámicos con alta complejidad geométrica. Los investigadores de la UPM han contribuido al éxito del proyecto implementando e integrando diferentes estrategias de diseño a estas tecnologías de impresión 3D por fotopolimerización aditiva destinadas a mejorar el peso y resistencia mecánica de los componentes fabricados, controlar las propiedades y texturas superficiales de las piezas obtenidas, evaluar la influencia del propio proceso de fabricación en la calidad final e integrar funcionalidades en diversas aplicaciones finales ligadas a sectores como energía, transporte y salud.

Las tecnologías de fabricación aditiva basadas en fotopolimerización de resinas y slurries cerámicas (pastas de base polimérica con alto contenido de partículas cerámicas) son a día de hoy las tecnologías industriales de impresión 3D que proporcionan el mejor compromiso entre precisión de fabricación y tamaño de pieza, además de posibilitar una alta productividad y la fabricación con polímeros y cerámicos de altas prestaciones. Mejorar estas tecnologías ha sido el objetivo de los socios que han participado en el proyecto europeo TOMAX (Horizon 2020, Factories of the Future). Para ello ha sido necesario trabajar en diversos aspectos que incluyen: mejoras en el software específico para estos procesos, el desarrollo e integración de técnicas de modelizado computacional para optimizar geometrías y procesos, la integración de sistemas de iluminación y posicionamiento de muy alta precisión y el desarrollo de nuevos fotopolímeros y cerámicos avanzados.

Como señala Andrés Díaz Lantada, investigador de la UPM participante en el proyecto, “es necesario dedicar esfuerzos al desarrollo de nuevas formas de diseñar orientadas a estos procesos aditivos para potenciar el impacto industrial de todo tipo de tecnologías de impresión 3D y conseguir que no sólo se apliquen a prototipos conceptuales, sino también a la obtención de piezas finales competitivas y con altas prestaciones”. Y esto es precisamente lo que ha hecho el equipo de la UPM en el proyecto. Para ello han empleado métodos de optimización topológica y topográfica, así como modelizaciones computacionales de los procesos de fotopolimerización y de las aplicaciones en servicio. Se han aplicado también metodologías de análisis del ciclo de vida para evaluar el impacto de las mejoras introducidas en la consecución de una fabricación aditiva más productiva, eficiente y sostenible.

Entre las aplicaciones industriales diseñadas y validadas desde UPM para las empresas participantes se encuentran microsistemas fluídicos tipo “lab-on-a-chip” y “organ-on-a-chip” con diseños monolíticos para mejoras ergonómicas y funcionales; o estructuras y meta-materiales reticulados y porosos con diseños bioinspirados y aplicación como andamios para ingeniería de tejidos. Además, se han desarrollado nuevos conceptos de intercambiadores y disipadores de calor que integran funcionalidades estructurales y térmicas; pilas de combustible de óxido sólido con geometrías especiales; componentes para vehículos de competición en los que la optimización topológica y topográfica conlleva mejoras funcionales, ergonómicas e incluso estéticas; y diversos tipos de actuadores para “soft robotics” en los que la complejidad geométrica posibilita nuevas formas de interacción con el entorno.

Los resultados del proyecto y las estrategias de diseño y aplicaciones industriales desarrolladas han ayudado a posicionar a las empresas participantes como líderes en sus respectivos campos y a mejorar la competitividad de la Unión Europea en el sector de la fabricación aditiva, aportando innovaciones a todos los ámbitos relevantes del mismo incluyendo software, materiales, tecnologías y procesos y beneficiando a diversas industrias con múltiples casos de éxito que integran e ilustran dichos avances.

El proyecto ha sido financiado por el programa Horizon 2020 (convocatoria Factories of the Future) y desarrollado bajo la dirección del Prof. Jürgen Stampfl de la Universidad Técnica de Viena con la participación de la Universidad Politécnica de Madrid y de las empresas Lithoz, Syalons, Rauschert, Invision, Deskartes, Cycleco, R2M y OSRAM.

Fuente: http://www.upm.es/Investigacion?id=74b3f2af06991610VgnVCM10000009c7648a____&prefmt=articulo&fmt=detail

 

El E-USOC de la Universidad Politécnica de Madrid observa las propiedades de las aleaciones metálicas desde dentro

E-USOC es un centro de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) especializado en actividades de Investigación y Desarrollo (I + D) en los campos de la ciencia y la tecnología espaciales.

El E-USOC  es responsable de un nuevo experimento de la Agencia Espacial Europea que pretende conocer cómo funciona la fundición de un metal desde el interior y en ausencia de gravedad.

Comprender cómo es el proceso de la fundición de un metal y hacerlo desde el interior del mismo permitiría que en el futuro se pudieran crear nuevos metales con las propiedades necesarias para la función que este va a realizar.

Ese es el objetivo principal del nuevo proyecto de la Agencia Espacial Europea (ESA) denominado SEBA (Solidification along an Eutectic path in Bynary Alloys) y en el que el E-USOC ha sido el encargado tanto de las campañas científicas en tierra como de los ensayos de validación operativa y actualmente de operarlo y recibir los resultados científicos para procesarlos.

La mayoría de los metales utilizados hoy día son aleaciones, es decir, mezcla de distintos metales que combinan sus propiedades para obtener materiales más ligeros y resistentes. Pero no sólo intervienen los metales mezclados, también la temperatura del horno de fundición y el procedimiento de enfriamiento.

Las aleaciones ya están insertadas en los cartuchos y serán fundidas y solidificadas de forma controlada en un nuevo instrumento, el Transparent Alloys, que ha sido desarrollado por la ESA. Dicho instrumento está en el interior de la caja de guantes estanca de la NASA (Microgravity Science Glovebox). Los operadores del E-USOC en el Campus de Montegancedo de la Universidad Politécnica de Madrid toman imágenes microscópicas con distintas orientaciones e iluminaciones de colores dispuestas en patrones adecuados para destacar las estructuras que se forman en el frente de solidificación. Las imágenes se guardan en un disco duro, y se van seleccionando algunas en tiempo real para optimizar los ajustes. La ejecución del experimento comenzó el 4 de enero y la primera fase finalizó el 5 de febrero, con la desintalación del MSF para dejar paso a un experimento biológico de la NASA. Hoy, 12 de febrero se inicia la segunda fase que se extenderá hasta el 2 de abril.

Querer ver el proceso de fundición de un metal desde el interior tiene una primera dificultad, los metales no son transparentes. Por ello, los investigadores buscaron un sustituto de los metales hasta dar con materiales orgánicos cuidadosamente escogidos por ser transparentes pero solidificar como si de un metal se tratara. “Lo fundamental de este experimento es que la condición de microgravedad de la Estación Espacial Internacional (ISS) permite estudiar la fundición y la solidificación de la aleación sin que les afecte la convección natural que hay en tierra”, explica Ana Laverón, directora del E-USOC.

Un conjunto de experimentos

A SEBA le seguirán otros experimentos de Ciencia de Materiales con Transparent Alloys para mejorar la comprensión de los procesos de solidificación por fusión en plásticos, que permiten adquirir experiencia acerca de los fenómenos físicos involucrados en el procedimiento de la formación de aleaciones metálicas: Solidification along an Eutectic Path in Ternary Alloys (SETA), Metastable Solidification of Composites: Novel Peritectic Structures and In-situ composites (METCOMP) y Columnar to Equiaxed Transition in Solidification Processing 1&2 (CETSOL 1&2).

Fuente: http://www.upm.es/UPM/SalaPrensa/Noticias_de_investigacion?id=ad13d10a83981610VgnVCM10000009c7648a____&fmt=detail&prefmt=articulo

 

La Universidad Politécnica de Madrid premia a las start-ups más innovadoras del año

La UPM, a través de su Programa de emprendimiento actúaupm, líder en España, ha creado hasta la fecha un total de 236 empresas que han logrado captar más de 54 millones de euros de inversión.

Un año más, el Programa de emprendimiento UPM, actúaupm, entrega sus premios anuales a las start-ups más innovadoras y disruptivas del año. De las más de 450 ideas presentadas en marzo, que culminaron en 62 planes de negocio, este martes 12 de diciembre conocimos el nombre las 4 start-ups ganadoras y 11 finalistas de la 14 Competición actúaupm.

El grado de innovación y disrupción, la fortaleza del equipo promotor, sus ventajas competitivas, o el potencial de crecimiento, son algunas de las características que más valoran estos galardones, y sobre las que los equipos han trabajado durante todos estos meses gracias a una especializada fase de formación y al asesoramiento por parte de una amplia red de mentores expertos.

Y fiinalmente, llegó el momento de conocer el primer premio de la 14 Competición actúaupm, dotado con 15.000 €, que fue para Spotlab, start-up que propone una nueva generación de soluciones de telemedicina mediante innovación iterativa basada en la telefonía móvil y tecnologías exponenciales para la detección temprana de enfermedades.

El segundo premio, de 10.000 €, fue para Urban Data Eye, un sistema de análisis de datos urbanos capturados en tiempo real para realizar diagnósticos comerciales, sociales, urbanísticos o de seguridad.

Y el tercer galardón de la noche (5.000 €) recayó sobre beeOT, que propone la digitalización de sectores tradicionales, comenzando por la prevención de plagas y enfermedades en la apicultura.

Finalmente, el Premio al Mejor Proyecto promovido por estudiantes, que patrocina Mutualidad de la Ingeniería con una cuantía de 5.000 €, fue para Faraday Lenz, una novedosa y completa solución de autoconsumo, enfocada hacia las energías renovables de pequeña escala.

Premios Especiales actúaupm 2017

Como cada edición, uno de los momentos más emotivos de la ceremonia es la entrega de Premios Especiales actúaupm, con los que se busca reconocer el increíble talento que sale de la Universidad Politécnica de Madrid y del Programa actúaupm.

Y en esta 14ª edición, el Premio Honorífico actúaupm 2017 se quiso entregar a Rebeca Minguela, antigua alumna de la ETSI Telecomunicación UPM, encargada del lanzamiento de importantes start-ups a nivel internacional como Blink (vendida a Groupon en 2012) o Clarity, y única española en la lista de “Jóvenes Líderes Globales” del Foro Económico Mundial. En su discurso, Rebeca incidió en la dificultad del camino para emprender, no apto para todos los públicos, así como en la importancia de rodearse de los mejores.

En cuanto al Premio a la Mejor trayectoria actúaupm 2017, el merecido galardón fue para Roberto Gómez y Javier Garmón, cofundadores de Horbito, seleccionada como una de las 20 start-ups más innovadoras de Europa por Impact Accelerator, que lleva captados más de 1’2 millones de euros de inversión. Por su parte, en la divertida intervención que compartieron Roberto y Javier, contaron su paso por el Massachusetts Institute of Technology (MIT) incidiendo en el increíble talento con el que contamos en España, y en la importancia de creérselo, atreverse, y, sobre todo, trabajar muy duro.

Con estos galardones se cierra la 14 Competición actúaupm, que organiza cada año el Programa de Emprendimiento de la Universidad Politécnica de Madrid actúaupm; un programa líder a nivel nacional en cuanto a creación de empresas y fomento del emprendimiento universitario, con cifras acumuladas que alcanzan las 4.000 ideas presentadas, y con un total de 236 empresas creadas, con una supervivencia del 70% a los tres años, y que han logrado captar más de 54 millones de euros de inversión desde 2007.

Un Programa y unas cifras que son posibles gracias al apoyo de entidades como Accenture, Mutualidad de la Ingeniería, adhoc.one, o Rousaud Costas Duran, que patrocinan esta iniciativa; así como a sus colaboradores, entre los que se encuentran la Red de Inversores Privados y Family Offices del IESE Business School, la Red de Inversores y Expertos I&E UPM, la Revista Emprendedores, Sr. Internet y Matt Boardman.

Fuente: http://www.upm.es/?id=8962f12d2f950610VgnVCM10000009c7648a____&prefmt=articulo&fmt=detail

 

Airbus Café: la búsqueda de la creatividad, la innovación y el talento en la UPM

Tras la inauguración al inicio del curso del Aula Airbus en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (ETSIAE), se ha lanzado Airbus Café en la UPM para potenciar el desarrollo de las capacidades de innovación de los estudiantes dentro de actividades de carácter técnico.

Airbus y la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio han puesto en marcha Airbus Café, una iniciativa que comenzará en el segundo semestre de este curso y que está abierta, preferentemente, a alumnos de último curso del Grado en Ingeniería Aeroespacial y grados afines de la UPM.

Tras unos meses de rodaje del Aula Airbus, en los que ha acogido talleres de simulación de metodologías de trabajo en la industria real, conferencias técnicas y actividades relacionadas con las “soft-skills”, Airbus Café “simboliza esa apuesta conjunta de la UPM y Airbus por la creatividad, la innovación, el talento, la interconexión de las ingenierías, la transferencia de tecnología y la difusión del conocimiento” señalan desde la escuela. El objetivo de Airbus Café es potenciar el trabajo de competencias a través de retos reales de la industria que se plantearán a los estudiantes. “La UPM quiere comenzar a trabajar esas competencias en las que los estudiantes deben desarrollar sus capacidades de innovación dentro de actividades de carácter técnico, simulando entornos de trabajo reales con equipos multidisciplinares”.

Los alumnos que se inscriban en la actividad (que comienza en febrero de 2018) podrán solicitar el reconocimiento de 3 créditos optativos UPM durante el segundo semestre del curso 2017/2018. La duración de la actividad es de aproximadamente 100 horas, en las que se incluyen reuniones de seguimiento y una presentación final.

La ETSIAE y Airbus todavía no han cerrado el calendario, pero según han anunciado, el plazo de inscripción se abrirá en enero de 2018 “y se darán los detalles organizativos y fechas concretas. Los plazos que se manejan son: creación de equipos interescuelas y convocatoria de ideas en febrero de 2018. Habrá una fase de selección de ideas, y a partir de ahí, habrá una fase de ’semilla’ de la idea (evaluada por Airbus) y otra de ‘maduración’, con el desarrollo de prototipos, que abarcarán de febrero a mayo de 2018. Y a finales de mayo de 2018 se lanzaría el proyecto, en el Protospace de Airbus, cuyas instalaciones proporcionan el entorno, los medios y las herramientas para desarrollar conceptos disruptivos y acelerar el ritmo de innovación de los nuevos desarrollos”.

El objetivo de Airbus es “encontrar nuevas aplicaciones comerciales, inspiradas en la tecnología y abierta a una base de clientes más amplia que la de nuestros mercados tradicionales. Es decir, los retos reflejarán preocupaciones o intereses de la industria y las soluciones aportadas podrán tener aplicación real en el sector aeroespacial”.

Fuente: http://fly-news.es/industria/airbus-cafe-la-busqueda-de-la-creatividad-la-innovacion-y-el-talento-en-la-upm/

 

Investigadores de la UPM demuestran cómo se mueve la energía en flujos turbulentos

La revista Science recoge los resultados de sus investigaciones que explican cómo la turbulencia ayuda a disipar la energía de los fluidos y que supone un nuevo punto de partida para los modelos de turbulencia.

“Nuestro estudio demuestra la existencia de una dinámica simplificada de la cascada de energía”, explica José Cardesa, investigador del grupo de Mecánica de Fluidos Computacional de la Universidad Politécnica de Madrid en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio. La relevancia de los resultados obtenidos para la comunidad científica internacional ha llevado a la revista Science a publicar su artículo “The turbulent cascade in five dimensions”, en referencia al análisis de grandes conjuntos de datos de simulaciones de flujo turbulento que han llevado a cabo mediante la identificación y seguimiento de estructuras coherentes que evolucionan en cinco dimensiones: espacio (tridimensional), tiempo y escala.

Dentro del grupo de investigación liderado por el catedrático de la UPM y reconocido experto internacional en este campo, Javier Jiménez, José Cardesa y Alberto Vela-Martín han resuelto numéricamente las ecuaciones que rigen el movimiento de un flujo incomprensible y newtoniano para después analizar los datos de forma novedosa, aislando los torbellinos por tamaños. Han deducido que la energía se extiende de remolinos grandes a remolinos cercanos más pequeños. Han validado la teoría de los años 40 del matemático Kolmogorov, que aunque era ampliamente aceptada, ahora se prueba mediante observación directa. Estos logros constituyen un nuevo punto de partida para modelos de turbulencia en el marco de los esfuerzos existentes en la comunidad científica para mejorar la capacidad de predicción del software industrial, puesto que comprender este proceso es fundamental para las estrategias de modelado de flujos geofísicos e industriales.

En esta entrevista explican cómo se han desarrollado sus investigaciones, qué implican los resultados obtenidos y cuál es el camino que tomarán en el futuro.

Pregunta: Con las investigaciones realizadas, ¿estamos un paso más cerca de desentrañar el fenómeno de la turbulencia?
Respuesta: Al intentar desentrañar la turbulencia afrontamos dos tipos de dificultades. Primero intentamos extraer, si existe, algún comportamiento sencillo dentro de lo que es un caos de torbellinos cuya complejidad dificulta su modelización. Luego intentamos encontrar la razón, el porqué, de esa dinámica simplificada que se haya podido detectar.
Nuestra investigación aporta mucho en lo primero, pues demuestra que estadísticamente hay un patrón recurrente que se puede observar y cuantificar. Por lo tanto esto nos ayudará a refinar la búsqueda del porqué, sobre todo ahora que tenemos los datos para analizar dónde y cuándo está sucediendo este comportamiento y dónde no.

P. ¿En qué han consistido las simulaciones realizadas?
R. Las simulaciones han resuelto numéricamente las ecuaciones que rigen el movimiento de un fluido incompresible y newtoniano. Esto es, las mismas que rigen cómo se mueve el viento o el agua. La única condición impuesta ha sido que el fluido esté dentro de un cubo en el que el flujo en las caras opuestas sea igual. Los cálculos se ejecutaron en el Centro de Supercomputación de Barcelona, usando un código desarrollado por Alberto Vela-Martín para correr paralelamente en múltiples tarjetas gráficas (GPUs). Algo novedoso de esta simulación ha sido el almacenamiento íntegro de la simulación temporal, como si de una película se tratase. Los 100 terabytes de simulación están ahora almacenados en la ETSIAE, Universidad Politécnica de Madrid, y disponibles para que la comunidad científica los analice a través de nuestra base de datos de libre acceso.

La manera en la que hemos analizado los datos también ha sido novedosa. Hemos aislado los torbellinos de cuatro tamaños distintos, separados entre ellos por un factor de dos. Poniendo dimensiones a las que estamos todos acostumbrados, si un lado del cubo que hemos simulado mide 6 metros, hemos aislado la energía de los torbellinos de 1 metro de diámetro, y también la de los de 50cm, 25cm y 12.5cm de diámetro. Después, hemos descompuesto la película de la simulación almacenada en otras cuatro películas: una para la energía de cada uno de los cuatro tamaños. Analizadas por separado, estas cuatro series temporales no dicen gran cosa, pues el fenómeno que queremos investigar requiere de varios tamaños a la vez, pero superponiendo una película encima de la otra y mirando la intersección entre tamaños, nuestro análisis ha revelado que las películas a distintos tamaños son similares pero están sucediendo con un desfase temporal.

P. ¿La conclusión a la que se ha llegado es que la energía se extiende de remolinos grandes a remolinos cercanos más pequeños?
R. Correcto. De media, la energía en torbellinos de diámetro 50cm, por poner unidades, nacen dentro de aquellos de 1m que están desapareciendo. A su vez, los de 50cm de diámetro desaparecerán cediendo el paso a la energía en nuevos remolinos de 25cm de diámetro. Insisto, esto es lo que se observa de media. Es un análisis estadístico.

P. ¿Esto valida la teoría del matemático Andrei Kolmogorov de los años 40?
R. Esto valida una de las hipótesis sobre la que se basó para desarrollar su teoría. Sin tener acceso a los datos que tenemos ahora, intuyó que la cascada de energía era un proceso gradual, progresivo, en el que la energía iba de un tamaño a otro más pequeño pero no significativamente más pequeño. Esta fenomenología era aceptada aunque no directamente observada por otros grandes científicos de su tiempo que estudiaron la turbulencia: Onsager, Heisenberg, Von Weiszacker…pero originalmente se atribuye esta visión de la cascada a L.F. Richardson.

P. ¿Qué aporta al estado del arte de la investigación de la turbulencia?
R. La fenomenología en base a la cual la energía se transmite entre torbellinos de tamaños semejantes era compartida por una parte importante de la comunidad, y esto desde tiempos de Kolmogorov. Nuestra investigación aporta una observación directa de esta fenomenología que faltaba para que dejara de ser una suposición ampliamente aceptada, al igual que ayuda a descartar la hipótesis de que los intercambios de energía entre tamaños muy dispares sean importantes. Por otra parte, acota cuantitativamente lo que se entiende por tamaños “semejantes”. No había, en la teoría de Kolmogorov, un número que definiera cuán dispares pueden ser los tamaños para seguir intercambiando energía. Finalmente, presentamos un método para analizar datos de un flujo turbulento, y lo hemos utilizado en un fluido en el que se podía intuir cuál iba a ser la tendencia predominante de la energía: ir de los torbellinos grandes hacia los pequeños. Pero por su generalidad, nuestro método invita a probar con flujos en los que la cascada de energía es aún más compleja y donde está aún menos clara la tendencia predominante. Este es el caso de los flujos con rotación, compresibilidad, pero también aquellos con conductividad eléctrica: metales líquidos y plasmas, cuyo comportamiento turbulento también es el foco de intensa investigación.

P. ¿Qué supone vuestro trabajo sobre flujos de energía para la predicción en la resistencia aerodinámica? ¿Qué otras aplicaciones podría tener?
R. Las ecuaciones que rigen el movimiento de los fluidos generan mucha información. Tanta, que cuando resolvemos estas ecuaciones en ordenadores para modelizar flujos de relevancia industrial/ambiental, debemos limitarnos a simular solamente una parte del flujo que cabe en los ordenadores, y empleamos un modelo de turbulencia para compensar la ausencia de la parte del flujo que no está siendo calculada. El software industrial que usan actualmente los ingenieros para predecir, entre otras cosas, la resistencia aerodinámica de un vehículo, ofrece a los usuarios un abanico de modelos con parámetros ajustados empíricamente. La diferencia entre los flujos simulados con estos modelos y el flujo real es una consecuencia directa de la validez del modelo usado. Por lo tanto, es imprescindible inyectar en los modelos empleados toda la física simplificada (pero válida) que seamos capaces de incluir. En este esfuerzo por mejorar la capacidad de predicción del software industrial basado en modelos de turbulencia se enmarca nuestro estudio, que demuestra la existencia de una dinámica simplificada de la cascada de energía y que puede ahora servir de base para un nuevo modelo de turbulencia. Esta sería la continuación lógica de nuestra investigación.
En cuanto a otras aplicaciones, conviene recordar que los modelos de turbulencia también se usan en contextos de predicción meteorológica.

P. ¿Cuál es el siguiente paso para seguir investigando en la turbulencia? ¿Próximos retos en este campo?
R. Sucede como con tantos otros aspectos de la turbulencia: no hay consenso entre la comunidad científica al respecto. Cada investigador tiene su propia visión. Mi opinión particular es que falta ser humildes y reconocer que tan poco progreso después de tanto tiempo puede ser una señal de que falla el punto de vista. Nuestra manera de abordar el problema puede ser la responsable de que nos resulte tan difícil. Encontrar un ángulo de aproximación a la turbulencia que permita darle sentido con mucho menos esfuerzo me parece el reto final en este campo.

P. ¿Qué significa para un investigador joven como tú haber logrado este hito?
R. Sin elevarlo a la categoría de hito, significa un cambio de percepción inmediato de nuestro propio trabajo. Algo que iba destinado a la comunidad científica especializada en turbulencia, una comunidad que muy pocas veces publica en revistas como Nature o Science por falta de atractivo para los no especialistas, resulta de repente ser compatible con una audiencia mucho más amplia. Esto no es algo que hubiera imaginado mientras trabajábamos en esta investigación, y ha sido evidentemente una grata sorpresa. En cuanto al significado más a largo plazo, el tiempo lo dirá.

P. La publicación en Science supone de alguna manera el reconocimiento de la comunidad científica, ¿cómo lo valoras?
R. Lo valoro positivamente como una demonstración de que en ciencia sigue siendo posible alcanzar cotas de visibilidad elevadas (dentro de la comunidad científica) usando como principal herramienta la imaginación y la originalidad de una idea. Nuestro trabajo, salvando una diferencia en coste económico sustancial, hubiera sido posible por capacidad computacional y de almacenamiento hace 10 años. No muchos más, pero desde luego 10 sí. Por lo tanto, no hemos destacado por haber hecho la simulación más grande del momento, sino más bien por haber elaborado una manera innovadora de analizar datos rompiendo con todo lo que se había hecho antes. Invertir más tiempo en la idea que en la ejecución no siempre es fácil, por imperativos de tiempo y/o financiación. He sido muy afortunado por encontrarme en un grupo donde esto haya sido no solamente posible sino además fomentado.

Fuente: http://www.upm.es/?id=027510e48443f510VgnVCM10000009c7648a____&prefmt=articulo&fmt=detail

 

Proyecto SAVIER: Realidad aumentada para ayudar a los operadores de drones

Investigadores del Grupo de Tratamiento de Imágenes de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han desarrollado un sistema de realidad aumentada para mejorar la conciencia de situación de los operadores de vehículos aéreos no tripulados (UAVs) dentro del proyecto SAVIER Open Innovation impulsado por Airbus para mejorar sus estaciones de tierra.

El proyecto SAVIER (Situational Awareness Virtual EnviRonment) Open Innovation de Airbus tiene por objeto mejorar la conciencia de situación de los operadores de UAVs y las interfaces hombre-máquina de las estaciones de tierra. Esta herramienta ha sido diseñada de acuerdo a los estándares de la Organización del Tratado del Atlántico Norte (OTAN) para este tipo de estaciones de tierra y probada en un demostrador en las instalaciones de Airbus en Getafe.

El incremento de la popularidad de los drones ha sido notorio en los últimos años gracias a la aparición de nuevas plataformas y a la gran difusión que han tenido. Existen diversos modelos y tamaños, pero la característica que la mayoría comparten es que van equipados con un sensor clave para su éxito: la cámara. Gracias a ella, los UAVs han ido sustituyendo a los sistemas tripulados como medio para la obtención de vídeo para distintas tareas, por ejemplo, la vigilancia. Además, los drones han permitido utilizar imágenes aéreas en otros campos en los que tradicionalmente no se usaban, como en la inspección de estructuras.

El tamaño de la plataforma determina, en parte, el tipo de tarea para la que sirve y por consiguiente el tipo de ayuda que necesita el operador del UAV. Se puede hacer una distinción entre aquellos drones para los que no hace falta haber pilotado anteriormente una aeronave, y los que sí, que son aquellos que van orientados a sustituir los vehículos tripulados. Estos últimos requieren el uso de estaciones de tierra de cierta envergadura para su control.

Típicamente, en las estaciones de tierra los operadores reciben mucha información (plan de vuelo de la misión, posiciones de interés, vídeo de la cámara embarcada, etc.) que se les muestra en diferentes pantallas. Esta forma de presentar la información hace que los operadores, para interpretar de manera adecuada lo que está ocurriendo en cada momento, tengan que fusionar toda la información lo más rápido posible, lo que aumenta su estrés y dificulta la toma decisiones.

Así, para mejorar la conciencia de situación de los operadores de UAVs, en el Grupo de Tratamiento de Imágenes adscrito a la ETS de Ingenieros de Telecomunicación de la UPM, han creado una herramienta de realidad aumentada adaptada a estas estaciones de tierra. Los investigadores explican sus ventajas: “la herramienta permite, gracias a la fusión de información, presentar en una única pantalla el flujo de vídeo capturado por el UAV enriquecido con elementos virtuales. Estos elementos virtuales aportan información relevante para que el operador pueda llevar a cabo su misión con éxito”.

El sistema de realidad aumentada incluye en el vídeo información orientada a cubrir dos necesidades: el seguimiento del plan de vuelo del UAV y la identificación de posiciones relevantes (objetivos). La primera, permite al operador conocer la dirección de vuelo y las posiciones por las que va a pasar el UAV mientas maneja la cámara. La segunda, le permite identificar las posiciones de interés que deben vigilar y, además, distinguir si están o no enmascaradas por el terreno.

Fuente: http://actualidadaeroespacial.com/default.aspx?where=3&id=1&n=20976

 

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Pablo Flores Peña, CEO de Drone Hopper, gana el I Premio COIAE a la Innovación Aeronáutica, por su dron para la extinción de incendios forestales.

Pablo Flores Peña, obtuvo su título de ingeniero aeronáutico por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) en 2005 y actualmente compagina su trabajo en Airbus Group como responsable de varios sistemas y componentes estructurales del A320 con el lanzamiento de la start-up Drone Hopper, dedicada al diseño y fabricación de drones autoguiados para la extinción de incendios y la fumigación de grandes cultivos.

El Colegio Oficial de Ingenieros Aeronáuticos de España (COIAE) ha reconocido con el “Premio innovación aeronáutica 2017” a Drone Hopper porque sus drones representan una solución de alta tecnología, que permite su adaptabilidad de acuerdo a las diferentes condiciones y necesidades requeridas en el momento de controlar los incendios forestales. Cada dron tiene una capacidad máxima de hasta 300 litros de agua y unas dimensiones de 160 cm de diámetro por 50 cm de alto. La configuración elegida da como resultado una solución compacta, estable y resistente al fallo. Cuenta con modificaciones estructurales que permiten implementar características que hacen viable el transporte y nebulización, así como los sistemas de control, cámaras térmicas y navegación.

En esta entrevista, Pablo, explica en qué consisten sus desarrollos tecnológicos, qué mejoras aportan en su campo de actuación, y cómo fue su paso por la Escuela.

Pregunta.- ¿De dónde surge la idea de este dron?

Respuesta.- La idea surge a partir de la observación de las condiciones en las que operan los medios aéreos convencionales y que, siendo una gran ayuda y una labor encomiable, tienen muchas lagunas y pueden complementarse utilizando tecnologías disponibles.

P.- Estamos viviendo días con nefastas noticias de incendios forestales, ¿qué ventajas aportaría Drone Hopper en actuaciones de extinción de este tipo?

R.- Las dos ventajas más importantes son, por un lado, la posibilidad de operar en condiciones nocturnas cuando los medios aéreos tripulados deben abandonar el escenario de operaciones y por otro, el hecho de que en caso de accidente, no haya pérdida de vidas humanas.
Además, al ser una aeronave muy diferente, ofrece unas posibilidades muy interesantes como son la posibilidad de crear cortafuegos, líneas de defensa, proteger cuadrillas, casas, infraestructuras… de una manera muy precisa. También permite repetir la operación en pocos minutos y utilizar varias unidades de manera coordinada en forma de noria, atacando el incendio de manera casi continua.
Y todo ello, a un precio por litro embarcado mucho menor que una aeronave tripulada.

P.- Drone Hopper ofrece datos en tiempo real, ¿qué supone esta posibilidad en situaciones de emergencia?

R.- Drone Hopper utiliza sensores avanzados para su propio funcionamiento y es muy sencillo exportar esa información para que sea utilizada por la dirección del incendio en tiempo real y esto ayude a la toma de decisiones.

P.- También disponéis de otro modelo destinado a la fumigación, ¿el futuro del control de plagas será vía dron?

R.- Pensamos que sí, especialmente si hablamos de grandes extensiones. Aquí confluyen dos aspectos: por un lado, la operación tiene que cumplir con la normativa y aportar valor ecológico y por otro, se pide que sea competitiva en términos económicos.

P.- En breve haréis pruebas de vuelo de este segundo dron, ¿cuándo comienza a comercializarse? ¿Qué falta para que el de extinción levante el vuelo?

R.- Este verano queremos empezar a probar nuestro prototipo de 80 litros y planta de potencia eléctrica. Esta unidad servirá como demostrador comercial y como banco de pruebas. Sobre esta base, se desarrollarán dos modelos: el Agro Hopper, de 60 litros, motores de dos tiempos y dirigido a la fumigación extensiva y el Urban Hopper, de 150 litros, propulsado por turbinas térmicas y pensado para incendios urbanos. La tercera plataforma, el Wild Hopper, se desarrollará a partir de otro prototipo, tendrá una capacidad de 300 litros, y estará propulsada por motores Wankel. Cualquiera de estas plataformas podría estar lista en el plazo de un año, atendiendo únicamente a cuestiones técnicas. Sin embargo, acometer el desarrollo y certificación de estas unidades para poder venderlas no es una empresa pequeña y requiere de una inyección financiera importante que estamos buscando. Por otro lado, tenemos el tema de la certificación que tiene sus plazos y que depende del país y del tipo de certificación al que se aplique.

Por eso, no puedo responder con exactitud; espero que podamos encontrar una manera de tener disponibles unidades operativas para el próximo verano y que puedan ser utilizadas bajo supervisión militar en un primer momento, mientras se trabaja con AESA en la certificación civil de las aeronaves y de su operación.

P.- ¿Qué significa para Drone Hopper ser premio a la innovación del COIAE en su primera edición?

R.- Recibir premios para una start-up es siempre una gran noticia porque es una forma de comunicar al mundo lo que estamos haciendo y además da mucha moral al grupo. En concreto este premio es muy especial porque el aval de un organismo tan prestigioso como el Colegio Oficial de Ingenieros Aeronáuticos le da a nuestro proyecto mucha credibilidad y, personalmente, es un orgullo recibir el premio de tus compañeros de profesión.

P.- Sois una empresa participante en la ESA BIC de la Comunidad de Madrid, ¿cómo se llega hasta allí? ¿Por qué creéis que os han seleccionado?

R.- En nuestro caso, llegamos al programa gracias a que la Fundación Madri+d nos concedió el premio ESNC (European Satellite Navigation Competition promovido por la ESA) y nos hablaron del programa ESA_BIC. En seguida nos empezamos a preparar el examen de ingreso. Supongo que nos seleccionaron porque vieron en Drone Hopper un proyecto innovador y disruptivo, con lagunas, por supuesto, y que tocaba varias tecnologías derivadas o desarrolladas en el espacio.

P.- ¿Cómo recuerdas tu paso por la UPM?

R.- A toro pasado, digamos que lo recuerdo con una mezcla de emociones. En el aspecto académico tuve diferentes fases de dedicación y motivación y en algún momento fue duro, pero

por otro lado conocí a mi mujer y a mis mejores amigos y eso compensa todos los malos momentos.

P.- ¿Qué conocimientos y habilidades adquiriste y has podido aplicar a la creación del prototipo y de tu propia empresa?

R.- La Escuela te da una formación de primer nivel, especialmente teórica, que te permite poder enfrentarte a cualquier problema técnico, pero lo que más valoro es haber obtenido una mentalidad de resistencia y tolerancia a la dificultad que no tenía antes del periodo universitario.

Fuente: http://upm.es/?id=94438dc61721d510VgnVCM10000009c7648a____&prefmt=articulo&fmt=detail