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CAMPUS CIENTÍFICOS DE VERANO 2011

CAMPUS DE MONTEGANCEDO - UPM Proyecto número: A

Aerodinámica experimental. Ensayos en túnel Instituto Universitario de Microgravedad Ignacio Da Riva

Objetivo principal del Proyecto

Conocer los fundamentos que gobiernan los ensayos con modelos a escala en túneles aerodinámicos, incluyendo todas las etapas de un ensayo típico: definición del ensayo, construcción del modelo, medidas en túnel y análisis de resultados.

La finalidad de los ensayos en túnel es suministrar información sobre los flujos en las proximidades de los cuerpos, proveer información sobre las presiones y las cargas globales producidas por el viento y, si el objeto del ensayo es flexible y susceptible de experimentar fenómenos aeroelásticos, proporcionar los datos necesarios sobre las vibraciones inducidas por el flujo. Aunque su origen está ligado a la aeronáutica, con el tiempo su aplicación ha ido extendiéndose a otras muchas áreas: acciones del viento sobre fachadas de edificios, puentes, cubiertas de campos de fútbol, trenes de alta velocidad, e incluso sobre aves (existentes y ya extinguidas), constituyendo en suma una herramienta de proyección multidisciplinaria (véase la bibliografía)

Programación Detallada

Objetivos científicos genéricos

*Conocimiento de los principios de la semejanza física.

* Conocimiento de la arquitectura general de un túnel aerodinámico, de sus aplicaciones y de sus limitaciones

*Conocimiento de los principios físicos de los sistemas de medida (fuerzas, presiones y velocidades). *Familiarización con los protocolos de ensayo * Familiarización con los procedimientos de análisis de resultados

Breve fundamento teórico

Los túneles aerodinámicos, también conocidos como túneles de viento, son instrumentos científico-tecnológicos cuya finalidad es la medida de las acciones del viento sobre obstáculos de muy diversa naturaleza y, más generalmente, el estudio de los fenómenos físicos en los que el aire en movimiento juega un papel dominante (cargas de viento sobre obstáculos de muy diversa naturaleza, estudio de estelas, dispersión de contaminantes, apantallamientos, etc.).

La validez de los ensayos en túnel aerodinámico de modelos a escala se fundamenta en el conocido principio de la mecánica de fluidos denominado de semejanza dinámica: si dos fenómenos físicos responden a una misma formulación, la solución para uno de los fenómenos es también válida para el otro. En el caso del movimiento del aire alrededor de obstáculos el principio de semejanza dinámica dice que los resultados adimensionales medidos en túnel son aplicables a la realidad cuando existe semejanza geométrica y cuando se cumple la igualdad de ciertos parámetros asociados al movimiento alrededor del modelo a escala y alrededor del obstáculo real (todo esto supuesto que no haya efectos térmicos o difusivos en juego).

En el Instituto Universitario de Microgravedad de la Universidad Politécnica de Madrid (IDR/UPM) se dispone de diez túneles aerodinámicos de distintas capacidades y prestaciones, donde se llevan a cabo casi todos los ensayos aerodinámicos que se realizan en España (más de cien ensayos en los últimos diez años), dispone también de todas las instalaciones auxiliares para la ejecución de los ensayos y de la instrumentación más avanzada en este campo (www.idr.upm.es). Algunas de las instalaciones de ensayos aerodinámicos serán empleadas específicamente para esta actividad.

Referencias recomendadas

* Franchini, S., Pindado, S., Meseguer, J. & Sanz-Andrés, A., A parametric, experimental analysis of conical vortices on curved roofs of low-rise buildings, J. Wind Eng. Industrial Aerodyn., 93, 639-650 (2005).

* Meseguer, J., Franchini, S., Pérez-Grande, I. & Sanz, J.L., On the aerodynamics of leading-edge high-lift devices of avian wings, Proc. Inst. Mech. Eng. Part G, J. Aerospace Eng., 219, 63-68 (2005).

* Pindado, S., Meseguer, J. & Franchini, S., The influence of the section shape of box-girder decks on the steady aerodynamic yawing moment of double cantilever bridges under construction, J. Wind Eng. Industrial Aerodyn., 93, 547-555 (2005).

* Alonso, G., Meseguer, J. & Pérez-Grande, I., Galloping stability of triangular cross-sectional bodies: a systematic approach, J. Wind Eng. Industrial Aerodyn., 95, 928-940 (2007).

* Barcala, M.A. & Meseguer J., An experimental study of the influence of parapets on the aerodynamic loads under cross wind on a two-dimensional model of train vehicle on a bridge, Proc. Instn. Mech. Engrs, Part F, J. Rail and Rapid Transit, 221, 487-494 (2007).

* Meseguer, J. & Sanz Andrés, A., Aerodinámica del vuelo: aves y aeronaves, Cuadernos Aena, 9, Aena, Aeropuertos Españoles y Navegación Aérea (2007).

* Meseguer, J., Sanz-Andrés, A., Pérez-Grande, I., Franchini, S., Sanz, J.L., Ortega, F. & Chiappe., L.M., On the use of turbulence generators as high-lift devices in the flight at low Reynolds numbers, Proc. IMechE, Part G: J. Aerospace Eng. 222, 1007-1013 (2008).

* Meseguer, J. & Sanz Andrés, A., Aerodinámica básica (2ª edición), Garceta, Madrid, España. (2010).

* Meseguer, J., Barrero-Gil, A. & Alonso, G., Ensayos aeroelásticos de puentes en túneles aerodinámicos, Hormigón y Acero, Vol. 61, No. 256, pp.71-81 (2010).

Descripción de la sesión de presentación de resultados de los proyectos

El trabajo realizado durante la semana por cada equipo se presentará el viernes por la mañana, en una sesión de presentaciones pública, frente a sus compañeros y a los profesores participantes en el proyecto. Se ofrecerá un seminario de formación en habilidades de comunicación para la realización de presentaciones técnicas, orientada a la preparación de las presentaciones que tendrá que llevar a cabo cada equipo. Cada equipo realizará una presentación de un máximo de 30 minutos, con participación de todos los miembros del equipo. La sesión de presentaciones de la primera semana de cada turno se va a grabar en vídeo, para poder llevar a cabo en la segunda semana una sesión de autoevaluación y mejora de las estrategias de comunicación de los alumnos participantes.


Sesión 1

Objetivos detallados

Suministrar a los asistentes los conocimientos imprescindibles para conocer la validez de los ensayos en túneles aerodinámicos

PROGRAMA PROPUESTO

1.1. Introducción. Fundamentos de la mecánica de fluidos / Estados de la materia / Características de los fluidos: densidad y viscosidad / Leyes que rigen el comportamiento de los fluidos / Sistemas de ejes y definición de cargas aerodinámicas / Regímenes subsónico, transónico, supersónico e hipersónico

1.2. Relación entre velocidad y presión a bajas velocidades / Ecuación de Bernoulli / Presión estática, dinámica y de remanso / Comentarios sobre los efectos de la compresibilidad

1.3. Adimensionalización y coeficientes adimensionales de cargas / Números de Reynolds y de Mach / Coeficiente de presión / Coeficientes de fuerzas y de momentos

Recursos y Consumibles Necesarios

Todos los recursos y consumibles necesarios están ya disponibles en IDR/UPM:

Instalaciones de ensayos aerodinámicos de IDR/UPM situadas en el campus de Montegancedo: Túnel ACLA 16 (con una cámara de ensayos de 20 m de longitud, 2.2 m de alto y 2.2 m de ancho), túneles S4A y S4B, para calibración de anemómetros, túnel de ráfagas, y túnel para ensayos de pérdida dinámica (cuya cámara de ensayos tiene 3.5 m de longitud, 2.5 m de alto y 0.5 m de ancho). Todos estos túneles han sido diseñados y construidos por personal de IDR/UPM.

Procedimiento detallado

Los responsables explicarán los principios mínimos necesarios para comprender los fundamentos de los ensayos en túnel (3 horas), apartados 1.1, 1.2 y 1.3 detallados anteriormente, empleando para ello ejemplos de la vida cotidiana fácilmente entendibles por alumnos todavía carentes de la formación básica necesaria en física, matemáticas y mecánica de fluidos. Se les proporcionará información elemental escrita sobre los temas tratados, así como bibliografía del nivel adecuado.

Los asistentes visitarán las diferentes instalaciones de ensayos aerodinámicos de IDR/UPM ubicadas en el campus de Montegancedo, donde se les explicará las aplicaciones de cada una de ellas (2 horas).

Resultados esperados de la sesión

Que los asistentes se familiaricen con los principios de la mecánica de fluidos sobre los que descansa la realización de los ensayos en túnel.

Que los asistentes se familiaricen con la arquitectura general de los túneles aerodinámicos y con la tipología de sus aplicaciones.


Sesión 2


Suministrar a los asistentes los conocimientos imprescindibles para conocer la validez de los ensayos en túneles aerodinámicos

PROGRAMA PROPUESTO

2.1. Flujos laminares y turbulentos / Introducción / Transición de la capa límite laminar a capa límite turbulenta / Aprovechamiento del carácter laminar o turbulento de la capa límite / Comentarios sobre el desprendimiento de la capa límite en régimen laminar

2.2. Capas límite y estelas / Desprendimiento de la capa límite / Influencia de los parámetros adimensionales (número de Reynolds)



Instalaciones de ensayos aerodinámicos de IDR/UPM en el campus de Moncloa (Ciudad Universitaria): Túnel A9 (con una cámara de ensayos de 3 m de longitud, 1.8 m de alto y 1.5 m de ancho), túnel S4 para calibración de anemómetros, túnel bidimensional (cuya cámara de ensayos tiene 2.4 m de longitud, 1.8 m de alto y 0.25 m de ancho), y túnel hidrodinámico para ensayos de visualización. Todos estos túneles han sido diseñados y construidos por personal de IDR/UPM.


Los responsables continuarán con la explicación de los principios mínimos necesarios para comprender los fundamentos de los ensayos en túnel (3 horas), apartados 2.1 y 2.2 detallados en el apartado anterior, empleando para ello, al igual que en la primera sesión, ejemplos de la vida cotidiana fácilmente entendibles por alumnos todavía carentes de la formación básica necesaria en física, matemáticas y mecánica de fluidos. Para esta sesión ya dispondrán de la información elemental escrita sobre los temas a tratar, incluida la bibliografía del nivel adecuado.

Los asistentes visitarán las diferentes instalaciones de ensayos aerodinámicos de IDR/UPM ubicadas en el campus de Moncloa, donde se les explicará las aplicaciones de cada una de ellas (2 horas).


Los resultados esperados de esta segunda sesión coinciden con los de la primera: que los asistentes se familiaricen con los principios de la mecánica de fluidos sobre los que descansa la realización de los ensayos en túnel, y que tengan una mayor familiaridad con la arquitectura general de los túneles aerodinámicos, y con sus aplicaciones y con sus limitaciones.


Sesión 3


Suministrar a los asistentes información sobre los criterios de diseño y uso de los túneles aerodinámicos

PROGRAMA PROPUESTO

3.1. Tipos de túneles aerodinámicos / Atendiendo a la velocidad en la cámara de ensayos / Atendiendo a la forma general del conducto / Atendiendo al uso previsto (para ensayos aeronáuticos o para ensayos de ingeniería civil)

3.2. Criterios de diseño / Influencia del número de Reynolds (velocidad en la cámara de ensayos versus tamaño de los modelos de ensayo) / Influencia del número de Mach

3.3. Túneles aerodinámicos para ensayos especiales / Para ensayos con seres vivos (con aves) / Para ensayos de simulación de la capa límite atmosférica / Para ensayos aeroelásticos



Cuatro pequeños túneles aerodinámicos aspirados (modelo A1) preparados para medir con técnicas clásicas (manómetro de agua) el campo de presiones sobre un cilindro circular. Todos estos túneles han sido diseñados y construidos por personal de IDR/UPM.


Esta sesión está dedicada a la exposición de la arquitectura general de los túneles aerodinámicos, haciendo hincapié en las particularidades de los diseños en función de las aplicaciones, criterios de optimización de recursos, disponibilidades, etc. (2 horas).

Los asistentes, repartidos en grupos de no más de cuatro personas y debidamente tutelados medirán la distribución de presión sobre un cilindro circular en condiciones de ensayo diferentes (a distintas velocidades), empleando para ello los túneles modelo A1 equipados con manómetros de agua (1 hora).

Posteriormente se compararán (en aula) los resultados medidos por cada grupo, tanto en magnitudes físicas como en magnitudes adimensionales, para demostrar así la universalidad de los resultados adimensionales (1 hora).


Los resultados esperados de esta sesión están en consonancia con los de las otras dos: que los asistentes se familiaricen con los principios de la mecánica de fluidos sobre los que descansa la realización de los ensayos en túnel, y que tengan una mayor familiaridad con la arquitectura general de los túneles aerodinámicos, y con sus aplicaciones y con sus limitaciones, con el hecho añadido de que realizarán las primaras mediciones en túnel, para a continuación proceder a su análisis comparativo.


Sesión 4


Suministrar a los asistentes información sobre la instrumentación al uso en los túneles aerodinámicos

PROGRAMA PROPUESTO

4.1. Transductores de presión y de cargas / Transductores activos y pasivos / Manómetros tradicionales de agua o de mercurio / Cápsulas manométricas o captadores de presión / Transductores piezoeléctricos / Células extensiométricas / Transductores magnéticos

4.2. Transductores de velocidad / Tubos Pitot / Anemometría de hilo caliente / Anemometría láser-Doppler / Velocimetría de seguimiento de partículas / Pinturas sensibles a la presión



Talleres de construcción de modelos de ensayos de IDR/UPM. Diversos ejemplares de instrumentos de medida: tubos Pitots, transductores multicanales de presión de estado sólido, equipo de anemometría de hilo caliente, equipo de anemometría láser-Doppler, equipo de anemometría de imágenes de partículas, equipo de visualización con humo, etc.


Esta sesión está dedicada a la exposición de la instrumentación empleada actualmente en los ensayos en túnel aerodinámico, haciendo hincapié en los principios físicos que explican los diferentes métodos de medida, así como la idoneidad de cada uno para cada tipo de ensayo en particular (2 horas).

Los asistentes, repartidos en grupos, de forma rotatoria y debidamente tutelados se familiarizarán con diversos instrumentos de medida entre (1 hora). Los asistentes visitarán también los talleres donde se realizan e instrumentan los modelos de ensayo.

Asistirán a la realización de un ensayo real en los túneles A9 o ACLA 16, dependiendo de la programación de ensayos del momento del curso.


Se pretende que los asistentes conozcan con cierto detalle la instrumentación al uso en un centro de ensayos aerodinámicos homologado internacionalmente, sobre todo para que conozcan el alcance y limitaciones de las diferentes técnicas de medida.

CAMPUS CIENTÍFICOS DE VERANO 2011 CAMPUS DE MONTEGANCEDO - UPM

Proyecto número: B EL JOVEN BIOTECNOLOGO DE PLANTAS AYUDA AL

DESARROLLO DE LA AGRICULTURA Y ALIMENTACION DEL SIGLO XXI

Centro de Investigación en Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP)


1) Conocer algunas de las herramientas de la Biotecnología y la Genómica que se utilizan de forma rutinaria en la mejora de los cultivos agrícolas y en la producción de alimentos de mejor calidad y más saludables.

2) Contribuir a difundir los fundamentos de los avances científicos y el impacto positivo que éstos tienen sobre la vida de los ciudadanos y la sociedad.

3) Despertar el interés por la ciencia y la tecnología en alumnos de primaria.

4) Experimentar la ciencia y la tecnología mediante la realización de talleres de biotecnología.



1) Conocer un centro de investigación de Biotecnología y Genómica de Plantas; funcionamientos, equipos necesarios, tecnologías utilizadas, etc.

2) Realización de talleres experimentales para descubrir que las plantas, al igual que los humanos, están expuesta a diferentes tipos de microorganismo (patógenos o beneficiosos) y que la interacción de las plantas con estos microorganismo determinan la productividad agrícola.

3) Descubrir que la base de variabilidad de los organismos, y por lo tanto de los cultivos y alimentos, se debe a la información contenida en sus genomas.

4) Comprender el origen de la agricultura y la relevancia de la producción de los alimentos para el mantenimiento de la sociedad actual.

5) Conocer los usos de los productos agrícolas en la alimentación humana y animal.


Los genomas de los organismos determinan los fenotipos de los seres vivos. Los ácidos nucleicos de estos genomas (ADN o ARN) han ido modificándose a lo largo de la evolución. El hombre ha intervenido en este proceso al inventar la agricultura y la ganadería. La ciencia ha descifrado el funcionamiento genético y molecular de los seres vivos y ha desarrollado herramientas, entre ellas la biotecnológicas y genómicas, para la mejora el funcionamiento de los seres vivos de interés para la sociedad (cultivos agrícolas, especies ganaderas, microorganismos de interés alimentario, etc.). La biotecnología es una tecnología que tiene como objetivo el optimizar el funcionamiento de los seres vivos para la producción de alimentos, fármacos y otros productos de interés para la sociedad. Todos los conocimientos desarrollados han permitido mejorar la producción agrícola y el rendimiento de las cosechas con un menor impacto sobre el medio ambiente, y obtener alimentos de mejor calidad nutricional y más biosaludables. Todos estos conceptos teóricos se abordarán en los talleres de Biotecnología, charlas divulgativas y visitas guiadas a los laboratorios del CBGP que se realizaran durante las jornadas de este campus científico de verano del CBGP.


1) La tercera Revolución Verde. Francisco García Olmedo, Editorial Debate. 2) Los genes que comemos, Daniel Ramón, Algar Editorial Talleres de Bitecnología Edición de la Comunidad de Madrid. 3) Pagina web del CBGP: www.cbgp.upm.es


Sesión 1


¿COMEMOS GENES? DESCÚBRELO TÚ MISMO

- Introducción a los estudiantes al trabajo que se realiza en un Laboratorio de Biología Molecular de plantas

- Extracción de ADN de diversas plantas cultivadas

- Constatación de que estas moléculas están en las plantas que nos rodean (tomate, melón...)


1) Mortero y maza

2) Micropipetas.

3) Agitador de tubos (vórtex)

4) Tubos eppendorf

5) Tampón CTAB (CTAB 100ml: 2.0g CTAB (Hexadecyltrimethylammonium bromide)

6) Agitador de tubos con temperatura regulable (termomixer)

7) Microcentrífuga

8) Etanol

9) Hojas y frutos de plantas (melón, tomate, Arabidopsis, etc.)


Añadir 500µl de tampón CTAB al mortero con la micropipeta. Cortar el material vegetal suministrado llenando la cuarta parte del mortero y triturarlo con la maza. Añadir 1,5 ml de tampón y homogeneizar con la maza del mortero. Transferir el contenido del mortero a un tubo eppendorf con ayuda de la micropipeta. Agitar en el vórtex durante 10 segundos.

Calentar el tubo durante 5 minutos a 55ºC.

Centrifugar el tubo durante 10 minutos a 13000rpm.

Recoger 1,5 ml de sobrenadante y pasarlo a un tubo con 2ml de etanol absoluto.

Mezclar con suavidad invirtiendo varias veces el tubo y observando como se van formando las hebras de ADN genómico.


1) Purificar ADN de plantas y alimentos para comprobar que todo el alimento vegetal que consumimos está formado por células y que esas células tienen genes. 2) Informar de que el ADN de los alimentos se degrada en nuestro proceso digestivo y no se integra en los genomas de los consumidores. 3) Entender que las características fenotipicas y nutricionales de las diferentes plantas o partes de ellas (semilla, fruto, etc.) que consumimos dependen de sus ADNs (genoma).


Sesión 2


LA DELGADA LINEA ROJA ENTRE LA SALUD Y LA ENFERMEDAD DE LAS PLANTAS

- Conocer que las plantas disponen de diferentes mecanismos defensivos para protegerse del ataque de ciertos patógenos

- Diferenciar entre plantas que son capaces de resistir enfermedades producidas por ciertos patógenos y plantas que son susceptibles a la infecciones. Ver las interacciones planta-patógeno al microscopio y lupa tras tinción de los tejidos vegetales infectados.

- Destacar la relevancia de conocer la funcionalidad de los genes que controlan los mecanismos defensivos de diferentes tipos de plantas.


El material necesario para realizar esta sesión se detalla a continuación:

Microscopios ópticos

Portaobjetos

Cubreobjetos

Pinceles

Glicerol 50%

Pinceles

Agente sellante

Muestras biológicas (hojas de Arabidopsis teñidas con azul de tripano)


El presente taller se organiza en dos partes: 1) una introducción en la que se explicarán las complejas respuestas defensivas que poseen las plantas frente a los patógenos, pese a carecer de células especializadas como el sistema inmune de los animales. Y una segunda parte 2) en la que los alumnos, de forma individual, se encargarán de montar diversas preparaciones de hojas de Arabidopsis thaliana teñidas con colorantes para observar algunas de las respuestas defensivas, como la muerte celular programada y el crecimiento de las hifas de los hongos patogénicos en su interior. En esta segunda parte trabajarán con muestras infectadas con patógenos biotrofos y necrotrofos para que conozcan las diferencias entre estos patógenos. Para la visualización de las muestras utilizarán microscopios ópticos.


1) Entender cómo se pueden defender las plantas de los microorganismos patogénicos que las pueden atacar

2) Conocer la diferencia entre patógenos biotrofos y necrotrofos.

3) Establecer un primer contacto con las herramientas empleadas en el laboratorio para evaluar las respuestas defensivas de las plantas


Sesión 3


CONOCE LO QUE COMES. INSPECTORES DE ALIMENTOS

- Identificar la presencia de almidón (un molécula producida por las plantas) en los alimentos vegetales y su cuantificación mediante técnicas de espectrofotómetría.

- Detección y cuantificación de almidón en los alimentos de origen animal.

- Importancia de los alimentos vegetales y del almidón en la dieta.

- Uso del almidón en la industria.


* Alimentos de origen vegetal: harina de arroz, harina de trigo, patata y pan. * Alimentos de origen animal: pollo, pescado y fiambres (chóped, mortadela y jamón de york de dos calidades diferentes) * Pipetas de plástico, placas de vidrio y tubos de vidrio.

• Espectrofotómetro y cubetas de medida.

• Tintura de yodo: Lugol (disolución de yodo, al 5 %, y yoduro de potasio, al 10%, en agua). * Agua destilada, pinzas y rotuladores indelebles.


1) Se explicará la importancia del almidón en la dieta sana y su presencia natural en los alimentos vegetales.

2) Se explicará el procedimiento de la sesión y se presentarán los alimentos a analizar.

3) Los participantes prepararán las muestras vegetales a analizar y las rectas patrón que se utilizarán para la cuantificación del almidón. 4) Los responsables explicarán el modo de acción del lugol y se procederá a identificar la presencia de almidón en los alimentos vegetales. Con la ayuda del espectrofotómetro se cuantificarán los cambios de color observados. Primero en la recta patrón y a continuación en las muestras, comparando los valores numéricos y determinando las cantidades de almidón en cada uno de ellos.

5) Los responsables explicarán la problemática de la presencia de almidón en los alimentos de origen vegetal.

6) Los participantes preparan ahora las muestras de origen animal y se determinará cualitativa y cuantitativamente la presencia del almidón.

7) Los responsables explicarán y discutirán los resultados con los participantes y pedirán sus opiniones al respecto. 8) Los responsables explicarán la importancia de conocer lo que comemos y, de nuevo, de una dieta sana. 9) Se explicarán los usos, que además del alimentario, tiene el almidón en la industria. 10) Se les explicará la importancia de la divulgación y transferencia de resultandos, mostrándoles trabajos científicos reales.


1) Que entiendan y asuman la importancia de una dieta sana y como el almidón es un componente principal para lograrlo.

2) Que comprendan la importancia de conocer la composición de lo que comen.

3) Que aprendan a interpretar, discutir y transferir resultados y opiniones.


Sesión 4


NODULACION: ALGUNAS INFECIONES DE LAS PLANTAS SON SALUDABLES

- Conocer la importancia del nitrógeno en la nutrición de las plantas.

- Describir las posibilidades de mejora del rendimiento agrícola unido a una mayor protección del medio ambiente.

- Presentar la características de las plantas leguminosas

- Identificar asociaciones de raíces de leguminosas y bacterias

- Descripción de los nódulos formados por las bacterias en las raíces de las plantas.


Semillas, Macetas, Soluciones de riego, cultivos microbianos en placas de cultivo, Microscopios.


1) Los responsables presentarán varias especies de leguminosas con diferentes características

2) Los responsables guiarán a los participantes para que ellos descubran las diferencias (nodulación o no) en las raíces de plantas de leguminosa.

3) Una vez identificados los nódulos radiculares se explicará su contenido y funcionamiento.

4) Se observará al microscopio el contenido del nódulo y observar la presencia de bacterias en el mismo.


Visitas Guiadas:

1) Invernaderos y laboratorio de cultivo de plantas del CBGP, donde se mostrarán las condiciones de cultivo y la preparación del material, realizaran trasplantes, regaran y recogerán frutos y semillas.

2) Laboratorio de microscópica del CBGP donde se mostrarán los diferentes tipos de microscopios (visible, fluorescencia y confocal) y observaran diferentes tipos de preparaciones en los microscopios.

3) Laboratorios de genómica y proteómica del CBGP, en los que observaran observar los equipos utilizados para detectar proteínas y ácidos nucléicos.

Concurso el Joven Biotecnológo de Plantas y Alimentos (día 5 de la semana):

Actividad en la que se plantearan preguntas sencillas con respuesta múltiples sobre las actividades realizadas en los talleres, la relevancia social de la agricultura, la importancia de una dieta saludable y de cuidar el medio ambiente. Se repartirán premios entre todos los participantes.

Actividad “Ver la Ciencia”:

Se proyectaran imágenes obtenidas en la actividad rutinaria de investigación del CBGP (imágenes de microscopía, etc.) y se les preguntará a los participantes que “ven” y su interpretación. Se repartirán premios entre todos los participantes.


Proyecto número: C Caracterización y Visualización de Escenarios Naturales y Virtuales

Facultad de Informática


Los estudiantes conocerán las bases teóricas de la radiometría de campo, y realizarán por sí mismos ejercicios de medida de propiedades espectrales y físicas, así como de caracterización y diseño de escenarios. Mediante el uso de una herramienta informática de libre distribución aprenderán sobre las posibilidades que la informática ofrece como soporte a otras disciplinas, posibilitando la consecución de objetivos que serían muy costosos en esfuerzo si se hicieran de forma manual. La realización de escenarios virtuales les permitirá aplicar la creatividad y la toma de decisiones en el seno de un equipo, y junto con la exposición a realizar al término del proyecto, posibilitarán a los estudiantes una mejor interiorización de los conceptos tratados en el proyecto.

La tutoría e impartición de contenidos teóricos realizada por los profesores y doctorandos que forman el equipo científico del proyecto estará adaptado al nivel educativo de los participantes, resaltando los usos reales más comunes para estas técnicas, y asegurándose de que las tareas encomendadas estén a su alcance.



1) Conocer la técnica denominada Radiometría de campo para caracterizar propiedades de escenarios naturales, concretamente del bosque mediterráneo.

2) Investigar y medir propiedades espectrales y físicas mediante Radiometría de campo. Trabajo de campo

3) Investigar imágenes obtenidas mediante Teledetección, registradas en paisajes mediterráneos y otros escenarios naturales

4) Conocer una herramienta de simulación de escenarios virtuales de libre distribución: Blender.

5) Realizar escenarios sencillos simulados con Blender


En este proyecto se investigarán tres tipos de técnicas:

1) Técnicas basadas en medidas de campo, mediante un Radiómetro de Campo que es un sensor que obtiene respuesta espectral de diversas cubiertas terrestres una vez que han sido iluminadas por el sol. Además dicha información se completa óptimamente con las medidas de diversos instrumentos accesorios, que caracterizan propiedades meteorológicas y físicas en un entorno natural.

2) Técnicas basadas en caracterización de imágenes aéreas y de satélite mediante teledetección. Si estas son registradas en el mismo entorno natural en el que se han realizado las medidas de campo, pueden realizarse estudios de correlación que pueden ser generalizadas para diversos tipos de paisajes.

3) Técnicas de diseño de escenarios virtuales y fenómenos meteorológicos simulados sobre ellos, mediante herramientas informáticas. Este es el caso por ejemplo de la simulación de escenarios con niebla, viento o nieve mediante Blender. Esta herramienta permite obtener videos finales como resultado de la simulación de escenarios virtuales.


http://www.revistaieeela.pea.usp.br/ieee/issues/vol5issue8Dec.2007/5TLA8_02VazquezSierra.pdf http://www.um.es/geograf/sig/teledet/

Teledetección ambiental. Chuvieco Salinero, Emilio, (aut.). Editorial Ariel, S.A.

http://www.g-blender.org/


Sesión 1


CARACTERIZACION DE ESCENARIO NATURAL. BOSQUE MEDITERRANEO

1. Obtención de datos “in situ” mediante Radiometría de Campo.

- Tareas: Medidas de espectros con Radiómetro. Medidas de humedad y temperatura de coberturas terrestres.

2. Análisis de datos.

-Tareas: Representación de datos. Análisis de perfiles espectrales. Reducción de datos. Signatura espectral


1. Radiómetro de Campo y diverso material para medir humedad y temperatura.

2. Acceso a sala de ordenadores con software adecuado (Word, Excel, Software específico).


1. Los responsables explicarán el funcionamiento del Radiómetro y la técnica de medida.

2. Los responsables pedirán a los participantes que participen en la toma de muestras y rellenen la ficha de campo.

3. Los participantes procesarán la información obtenida. Estudiaran perfiles espectrales. Reducirán datos y obtendrán firmas espectrales. Mediante Excel obtendrán las representaciones gráficas.

4. Los responsables explicarán como realizar el análisis de resultados.

5. Los participantes generarán documentos finales (Word) en forma de publicación científica.

6. Los responsables pedirán a los participantes que preparen 4-6 trasparencias que resuman en forma de presentación su actividad de la sesión.


1. Que los alumnos entiendan cómo se puede usar la respuesta espectral obtenida de las cubiertas terrestres de un escenario natural, para caracterizarlo.

2. Que los alumnos comprendan el proceso de captación de la radiación electromagnética por parte de los elementos de las coberturas.

3. Que tengan un primer contacto con el uso de herramientas informáticas simples útiles.


Sesión 2


VISUALIZACION DE ESCENARIOS NATURALES MEDIANTE IMAGENES REGISTRADAS POR SENSORES AEROESPACIALES

1. Familiarización con la Teledetección

- Tareas: consulta guiada sobre las características de dicha tecnología en e-manuales.

- Tareas: consulta guiada sobre las características de los sensores aerotransportados en e-manuales.

- Tareas: consulta guiada web sobre Programas Espaciales.

2. Familiarización con las imágenes digitales y su representación en forma de matriz de niveles digitales (ND)

- Tareas: consulta guiada web sobre estructura multibanda de imágenes multiespectrales. Concepto de pixel de imagen digital. Ejemplos.


1. Acceso a sala de ordenadores con software adecuado (Software de procesado de imágenes, Word, Excel).

2. Ordenador portátil y cañón de vídeo.


1. Los responsables guiarán a los participantes por las diferentes consultas web, explicando a la vez los conceptos necesarios y aclarando posibles dudas sobre Teledetección, sensores aeroespaciales e imágenes digitales.

2. Los responsables enseñarán los conceptos básicos en una utilización sencilla del software de tratamiento de imágenes.

3. Guiados por los responsables, los participantes analizarán las imágenes ejemplos disponibles.

4. Como práctica, se les propondrá la visualización color verdadero y falso color de los escenarios de las imágenes teledetectadas.

5. Como práctica, se les propondrá correlaciones datos obtenidos con Radiometría de Campo y datos obtenidos de las imágenes.




1. Que los alumnos entiendan los fundamentos y las posibles aplicaciones aplicaciones de la Teledetección

2. Que comprendan la estructura de una imagen y su interpretación en términos geográficos y medioambientales.

3. Que comprendan la correlación existente entre la información aportada por sensores próximos (radiometro de campo) y sensores remotos (satélites y aviones).


Sesión 3


CARACTERIZACION DE ESCENARIOS VIRTUALES

1. ¿Qué es un escenario virtual?

- Tareas: consulta web guiada sobre escenarios virtuales.

2. Herramienta de simulación. Blender

- Ejemplos sencillos.


1. Acceso a sala de ordenadores con software adecuado (Word, Excel, Blender).



1. Los responsables guiarán por la consulta web.

2. Los responsables explicarán los fundamentos más sencillos de Blender.

3. Los responsables guiaran a los alumnos sobre su utilización en algún ejemplo sencillo.


1. Que los alumnos se familiaricen con una herramienta de simulación de escenarios 3D.

2. Que realicen algunos ejemplos sencillos.


Sesión 4


VISUALIZACION Y GENERACION DE VIDEOS CON DIFERENTES FENOMENOS ABIENTALES EN ESCENARIOS VIRTUALES

1. Selección de escenario y fenómeno ambiental a simular.

- Tareas: revisión de las prestaciones de las que Blender dispone para la simulación de nieve, lluvia, nubes, niebla, viento...etc.

2) Generación del video final. Caracterización del escenario virtual.

- Tareas: mediante las diferentes prestaciones se configurarán las características en Blender para la obtención de la simulación final del escenario con los fenómenos ambientales o meteorológicos seleccionados.


1. Acceso a sala de ordenadores con software adecuado (Blender, Word, Excel).



1. Los responsables les animarán a descubrir las prestaciones de Blender.

2. Los participantes deben saber seleccionar las simulaciones más interesantes para generar los videos mas atractivos para el público en general.

3. Los participantes deben iniciarse en el aprendizaje de la realización de las simulaciones en escenarios virtuales.




1. Que los alumnos realicen el video final del escenario seleccionado.

2. Que los alumnos realicen el informe y presentación finales del proyecto.


Proyecto número: D Modelado de personajes y entornos virtuales para la simulación o

videojuegos Facultad de Informática


El objetivo principal consiste en acercarse a la ingeniería aprendiendo algunos principios del diseño y utilizando algunas herramientas básicas de modelado de comportamientos. Se ligarán estos principios con los conocimientos de otras disciplinas, como la psicología, necesarios para realizar este tipo de modelado.

El contexto elegido para tal fin es el de los entornos virtuales y sus personajes, empleados extensamente en la actualidad para la realización de simulaciones didácticas y videojuegos. Tras trabajar con ejemplos concretos de modelado del comportamiento en sistemas de este tipo, los participantes elaborarán un modelo de comportamiento bajo la tutoría del equipo científico.



Acercarse y practicar algunos principios de la ingeniería en general y de la ingeniería informática en particular.

Conocer cómo funcionan los entornos virtuales presentes en sistemas que conocen los estudiantes y cómo se pueden modelar los mismos y los personajes que los habitan para que exhiban comportamientos creíbles.

Aprender y utilizar herramientas comunes de la lógica y la algorítmica básica para modelar los elementos de un entorno virtual y sus comportamientos.

Conocer los elementos software que emplean dichas herramientas y su estructura.

Que los estudiantes creen un modelo de entorno virtual y sus personajes que pueda funcionar, basándose en los conocimientos teóricos impartidos en el marco del proyecto.

Proporcionar a los estudiantes la visión de la importancia de la interdisciplinaridad en la ingeniería.


Este proyecto va a hacer uso delos siguientes elementos teóricos para alcanzar sus objetivos:

1) Principios básicos de la ingeniería, tales como la reutilización, la maximización del beneficio frente a la optimización y los beneficios del desarrollo iterativo e incremental.

2) Herramientas básicas de la lógica, algorítmica e ingeniería del conocimiento, tales como las reglas, las ternas objeto-atributo-valor o los planificadores automáticos.

3) Algunos conocimientos básicos sobre el desarrollo de software, basándose en el paradigma de los agentes software.

4) Algunos conocimientos avanzados, a un nivel divulgativo, sobre el modelado de comportamientos tales como los modelos cognitivos.


Russell, S. y Norvig, P. Inteligencia Artificial. Un Enfoque Moderno. Pearson-Prentice Hall, 2004.

Michael Wooldridge, An Introduction to MultiAgent Systems, John Wiley & Sons Ltd, 2002.

Ricardo Imbert Paredes. Una arquitectura cognitiva multinivel para agentes con comportamiento influido por características individuales y emociones, propias y de otros agentes. Tesis doctoral, 2005. http://oa.upm.es/477/




Sesión 1


INTRODUCCIÓN AL DESARROLLO DE ENTORNOS VIRTUALES HABITADOS

Conocer cómo funcionan los entornos virtuales, sus componentes y sus habitantes.

Conocer cómo se consigue que un personaje de un entorno virtual se comporte de un determinado modo.

Conocer el enfoque de ingeniería para el desarrollo de software.

Conocer un paradigma de software particular, los agentes software, situarlo respecto a otros paradigmas y entender su estructura.

Comprender la estructura de una arquitectura de agentes particular.

Involucrar a los participantes en el proyecto haciéndoles decidir qué entorno virtual habitado querrán diseñar en los siguientes días.


Ordenador portátil y cañón de vídeo.

Acceso a ordenadores con el software adecuado para redactar un texto.


1) Los responsables realizarán una introducción a los entornos virtuales, sus componentes y sus habitantes.

2) Los responsables explicarán los tipos de comportamientos de los habitantes de los entornos virtuales, basados en: procesos racionales vs. procesos emocionales; procesos reactivos vs. procesos deliberativos.

3) Los participantes realizarán una sesión de brainstorming para decidir las características del entorno virtual habitado que se diseñará a lo largo de los siguientes días. Los resultados quedarán plasmados en una breve descripción del escenario, sus habitantes y sus objetivos.

4) Los responsables introducirán a los participantes en cómo se realiza el desarrollo de cualquier software. Se revisarán muy ligeramente algunos paradigmas para enfatizar la necesidad del paradigma que se empleará durante el resto de las sesiones: el paradigma orientado a agentes.

5) Los responsables introducirán algunos conceptos básicos de la ingeniería, en general, y de la ingeniería informática, en particular, tales como la reutilización o el desarrollo iterativo incremental. Se ejemplificará con la arquitectura de agentes que se empleará para diseñar los personajes virtuales, denominada COGNITIVA.


1) Los participantes tienen una noción de cómo son los entornos virtuales y sus habitantes.

2) Los participantes entienden que los habitantes de un entorno virtual se comportan de un determinado modo porque han sido cuidadosamente diseñados.

3) Los participantes entienden las tareas que se llevan a cabo a la hora de desarrollar software.

4) Los participantes conocen la arquitectura de agentes que se utilizará durante el resto de las sesiones.

5) Los participantes han elaborado la descripción del entorno virtual habitado que ellos mismos quieren diseñar, con el que trabajarán el resto de los días.


Sesión 2


INTRODUCCIÓN AL MODELADO DEL CONOCIMIENTO

Conocer que toda información que maneja un sistema software o sus componentes debe ser representada convenientemente y almacenada. Conocer algún tipo de representación conveniente, como variables y ternas objeto-atributo-valor, y modos de expresar ese valor.

Conocer el concepto de creencia, muy común en los sistemas que manejan conocimiento.

Identificar las creencias que se mantendrán acerca de los recintos, objetos y personajes de su entorno virtual, incluyendo aquellas de carácter más cognitivo.

Ser capaces de establecer relaciones entre las creencias identificadas para que los valores de unas influyan en las otras.





1) Los responsables explicarán la necesidad de representar el conocimiento que manejará el sistema y los habitantes del entorno virtual en un formato adecuado. Se introducirán conceptos tales como el de variable, ternas objeto-atributo-valor o valores borrosos (fuzzy) frente a valores nítidos (crisp).

2) Los responsables introducirán el significado de creencia en COGNITIVA y sus tipos.

3) Los participantes diseñarán, guiados por los responsables, las creencias relativas a los recintos de su entorno virtual, empleando los conceptos antes explicados.

4) Los participantes diseñarán, entonces, guiados también por los responsables, las creencias relativas a los objetos presentes en su entorno virtual.

5) Finalmente, los participantes diseñarán, con la asistencia de los responsables, las creencias relativas a los personajes de su entorno virtual, incluyendo rasgos de personalidad, emociones, actitudes y estados físicos.

6) Los responsables explicarán unos conocimientos mínimos de lógica borrosa para que los participantes puedan relacionar las creencias identificadas.

7) Finalmente, los participantes fijarán el denominado “valor de reposo” para cada emoción y estado físico identificado.


1) Los participantes comprenden que todo conocimiento que deba manipular el sistema debe ser especificado en un formato adecuado.

2) Los participantes han identificado y diseñado las creencias sobre recintos, objetos de los recintos y personajes que serán necesarias en su entorno virtual, así como los posibles valores que éstas podrán tomar.

3) Los participantes han identificado las relaciones entre algunas creencias de los personajes de su entorno virtual y las han representado siguiendo un modelo avanzado de operación.


Sesión 3


INTRODUCCIÓN AL CONTROL DEL COMPORTAMIENTO

Comprender que si hay varios comportamientos posibles para un personaje virtual en un momento determinado, deberán existir mecanismos que permitan priorizarlos.

Conocer el concepto de interés como mecanismo para revertir prioridades.

Identificar los intereses necesarios en su entorno virtual y las relaciones de los mismos con otras creencias.

INTRODUCCIÓN A LA ACTUACIÓN DE LOS PERSONAJES VIRTUALES

Conocer la herramienta de las reglas de producción.

Ser capaces de identificar y expresar las posibles acciones de los personajes virtuales del entorno elegido.





1) Los responsables de la actividad explicarán el significado y necesidad de los intereses para las emociones y los estados físicos que los participantes han identificado en la sesión anterior.

2) Los participantes identificarán los intereses necesarios para su entorno virtual.

3) Los responsables explicarán las relaciones que existen entre algunas de las creencias identificadas en la sesión anterior y los recién definidos intereses.

4) Los participantes diseñarán las relaciones entre intereses y creencias empleando los mismos conceptos de lógica borrosa que emplearon para expresar otras relaciones en la sesión anterior.

5) Los responsables explicarán el modo en el cual los agentes interactúan con el entorno virtual, por medio de acciones, así como la estructura de las mismas. Se realizará, asimismo, una breve introducción a las reglas de producción para poder expresar las acciones.

6) Los participantes diseñarán las acciones que sus personajes van a poder ejecutar en el entorno virtual.


1) Los participantes comprenden que unos tipos de comportamientos tendrán que inhibir otros dependiendo de las situaciones, y el uso de los intereses para realizar tal labor.

2) Los participantes han diseñado los intereses necesarios para su entorno virtual, así como las relaciones de los mismos con las creencias antes identificadas.

3) Los participantes conocen la herramienta de las reglas de producción para expresar precondiciones y postcondiciones.

4) Los participantes han diseñado las posibles acciones que sus personajes virtuales serán capaces de ejecutar.


Sesión 4


INTRODUCCIÓN A LA PERCEPCIÓN DE LOS PERSONAJES VIRTUALES

Comprender cómo los personajes virtuales perciben de su entorno y qué perciben.

Identificar los eventos y perceptos relevantes para el entorno virtual seleccionado.

INTRODUCCIÓN A LA COGNICIÓN DE LOS PERSONAJES VIRTUALES

Comprender los distintos tipos de procesos cognitivos básicos que pueden llevar a cabo los personajes virtuales: reactivos y deliberativos.

Comprender los principios de la planificación automática como base de los comportamientos guiados por metas.

Identificar los reflejos, metas y procesos de generación de metas de los personajes identificados.




Pantalla estereoscópica 3D con sistema de tracking óptico sobre el que se ejecutará un entorno virtual 3D diseñado ad hoc.


1) Los responsables explicarán cómo los agentes están continuamente percibiendo de su entorno, y los mecanismos para expresar dicha percepción: eventos y perceptos.

2) Los participantes identificarán la percepción de los personajes del entorno virtual.

3) Los responsables recordarán los principios de los comportamientos reactivos y deliberativos explicados en la primera sesión, y explicarán cómo expresarlos en función de todos los componentes introducidos en las sesiones previas.

4) Los participantes diseñarán, asistidos por los responsables, los comportamientos reactivos que exhibirán los personajes virtuales de su entorno virtual.

5) Los responsables introducirán brevemente el concepto de planificación automática.

6) Los participantes diseñarán, asistidos por los responsables, las metas que podrán perseguir los personajes virtuales y los mecanismos (reglas) que dispararán la generación de cada una de ellas.

7) Los participantes podrán ver el resultado de un diseño similar al suyo en una pantalla estereoscópica 3D con tracking óptico, entendiendo que si se diseñaran los modelos 3D del entorno que ellos han propuesto, el resultado sería muy similar.


1) Los participantes conocen la diferencia entre evento y percepto.

2) Los participantes han identificado la percepción de los personajes de su entorno virtual.

3) Los participantes entienden la diferencia entre comportamiento reactivo y comportamiento deliberativo.

4) Los participantes han identificado el comportamiento reactivo (sólo reflejos) de sus personajes virtuales.

5) Los participantes entienden lo que es un planificador automático y cómo funciona.

6) Los participantes han identificado las metas que los personajes virtuales van a intentar alcanzar y bajo qué condiciones se activarán.

7) Los participantes han comprobado cómo, a partir de todo el diseño que han realizado, la construcción del entorno virtual final es ya una cuestión de implementación y diseño 3D, pero que el trabajo más complicado ya está realizado.

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