RESULTADOS DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2021
Introducción..........................................................................
Elaboración de una crema con propiedades cicatrizantes asociadas a la incorporación de nanopartículas de plata y óxido de zinc obtenidas a partir de la síntesis verde con extractos............................
Búsqueda activa de tuberculosis en la población de La Maná Cotopaxi: Diagnóstico y caracterización molecular de Mycobacterium tuberculosis......................
Evaluación de la variación en la calidad del aire, su contribución con la mortalidad por coronavirus (COVID 19) y variación de CO2 por el confinamiento en ciudades de Ecuador.....................................................
Desarrollo de membranas poliméricas de alta efectividad antimicrobianas (antivirales y antibacterianas) mediante electrohilado.........................
Metodología para la operacionalización de los procesos de la modalidad formativa dual, en la tecnología superior en Ciencias Militares
Plataforma de teleeducación para postulantes a la carrera de Tecnología Superior en Ciencias Militares, modalidad dual....................................................................
Smart Water University: Estudio de la dinámica del recurso agua para su optimización con tecnologías de Internet de las cosas (IoT) en la ESPE campus matriz.......
Ingeniería inversa para desarrollar un procedimiento y metodología para la reparación del componente aeronáutico engine cowling door latch assy p/n 31412781-401 de la aeronave a-29b Súper Tucano...............
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Sinérgicos de Enseñanza Aprendizaje...............
- GVMil1................................
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Tecnologías Inmersivas Multi
Sistemas
IoTECH - Desarrollo de prototipos basados en IoT aplicados al rastreo y lectura automática de consumo de servicios básicos.............................................................. Vehículo terrestre no tripulado multipropósito de
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Usuario Orientadas
vigilancia y reconocimiento para apoyo de operaciones militares Fase 1
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Los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) son un conjunto de 17 metas adoptadas por los 193 Estados miembros de las Naciones Unidas en septiembre de 2015. Estos objetivos representan un compromiso global para abordar una variedad de desafíos sociales, económicos y ambientales con el fin de lograr un desarrollo sostenible para el año 2030. La visión general de los ODS es erradicar la pobreza, proteger el planeta y asegurar que todas las personas gocen de paz y prosperidad.
El primero de los objetivos busca poner fin a la pobreza en todas sus formas y en todo el mundo. Esto implica garantizar que todas las personas tengan acceso a servicios esenciales como la salud, la educación y el agua potable, y que se implementen políticas que promuevan el crecimiento económico inclusivo.
El segundo objetivo se centra en poner fin al hambre, logrando la seguridad alimentaria y una nutrición mejorada. Esto implica no solo aumentar la producción agrícola, sino también mejorar la eficiencia en la cadena alimentaria y promover prácticas agrícolas sostenibles.
El tercer objetivo busca garantizar una vida saludable y promover el bienestar para todos en todas las edades. Esto incluye la reducción de la mortalidad infantil, el acceso a servicios de salud sexual y reproductiva, y la lucha contra enfermedades como el VIH/SIDA y la malaria.
El cuarto objetivo se enfoca en garantizar una educación de calidad inclusiva y equitativa, promoviendo oportunidades de aprendizaje para todas las personas, independientemente de su género, origen étnico o situación económica.
Los ODS también abordan la igualdad de género (objetivo 5), el acceso a agua limpia y saneamiento (objetivo 6), la energía asequible y no contaminante (objetivo 7), trabajo decente y crecimiento económico (objetivo 8), reducción de desigualdades (objetivo 10), ciudades y comunidades sostenibles (objetivo 11), acción climática (objetivo 13), vida submarina (objetivo 14), vida de ecosistemas terrestres (objetivo 15), paz, justicia e instituciones sólidas (objetivo 16) y alianzas para lograr los objetivos (objetivo 17). Estos objetivos están interconectados y buscan abordar los desafíos globales de manera integral para construir un futuro sostenible y equitativo.
En la presente edición, la Unidad de Gestión de la Investigación recopila los proyectos más relevantes que se han desarollado en el año 2021 y que se alinean con los Objetivos de Desarrollo Sostenible, con la seguridad de aportar desde las diversas áreas del conocimiento a la consolidación de la Agenda 2030.
5 INTRODUCCIÓN
Elaboración de una crema con propiedades cicatrizantes asociadas a la incorporación de nanopartículas de plata y óxido de zinc obtenidas a partir de la síntesis verde con extractos
OBJETIVO DE DESARROLLO SOSTENIBLE Nº 3: SALUD Y BIENESTAR
Director:
Lcdo. Alexis Patrice Martial Debut, Ph.D.
Palabras clave:
Nanopartículas, síntesis verde, crema cicatrizante, plata, zinc.
Keywords:
Nanoparticles, green synthesis, healing cream, silver, zinc.
Impacto que genera el proyecto en relación al ODS:
El proyecto de investigación genera impacto en el ODS 3: Garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades, ya que este está orientado a la producción de cremas tópicas cicatrizantes, con un efecto de absorción de las radiaciones solares (de bajo costo y alta efectividad), que promueva la regeneración de tejidos en heridas abiertas.
Esto es muy importante, pues en el Ecuador y en el mundo, la prevalencia de heridas crónicas, especialmente en personas de la tercera edad, ha aumentado de manera significativa. Esta
crema cicatrizante de bajo costo podría ser aplicada en establecimientos de salud rurales donde los recursos son limitados, por excursionistas o personal militar que por determinadas razones no pueden acudir de manera inmediata a una casa de salud, para acelerar su cicatrización y evitar que la herida se infecte y progrese a un daño mayor.
Resumen del proyecto:
El creciente aumento de factores de riesgo para heridas crónicas, que alcanza actualmente proporciones epidémicas, se traduce en la necesidad de fortalecer la investigación relacionada con la curación y cicatrización de heridas de manera efectiva, de fácil acceso, y de bajo costo [1].
Las nanopartículas de plata son probablemente las partículas metálicas más usadas para tratamiento, cicatrización y curación de heridas por sus propiedades antimicrobianas, antinflamatorias y cicatrizantes. Estas nanopartículas promueven la diferenciación de miofibroblastos a partir de fibroblastos y estimulan la proliferación y maduración de queratinocitos, contribuyendo a una cu-
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ración más eficiente y rápida [2]. Por su parte, las propiedades curativas de las nanopartículas de óxido de zinc se fundamentan en que este es un elemento traza esencial para el correcto desarrollo de muchas funciones biológicas, particularmente las relacionadas con la transcripción de genes, producción de colágeno, angiogénesis, reepitelización y acción de metaloproteinasas de matriz [3].
En este estudio se utilizó material vegetal para obtener extractos naturales que fungen como agentes reductores y estabilizantes en la síntesis de nanopartículas de plata y zinc. Se obtuvo como resultado Nanoestructuras con un tamaño en el rango de 10 a 50 nm que posteriormente fueron adicionadas en una crema base y fueron testeados en diferentes modelos biológicos. De esto se encontró que la crema posee una baja toxicidad y una alta efectividad en cicatrización de heridas.
Referencias
[1] Saeedi, P.; Petersohn, I.; Salpea, P.; Malanda, B.; Karuranga, S.; Unwin, N.; Colagiuri, S.; Guariguata, L.; Motala, A. A.; Ogurtsova, K.; et al. Global and Regional Diabetes Prevalence Estimates for 2019 and Projections for 2030 and 2045: Results from the International Diabetes Federation Diabetes Atlas, 9th Edition. Diabetes Res. Clin. Pract., 2019, 157, 107843.
[2] Liu, X.; Lee, P.; Ho, C.; Lui, V. C. H.; Chen, Y.; Che, C.; Tam, P. K. H.; Wong, K. K. Y. Silver Nanoparticles Mediate Differential Responses in Keratinocytes and Fibroblasts during Skin Wound Healing. ChemMedChem, 2010, 5(3), 468–475.
[3] Melnikova, N.; Vorobyova, O.; Balakireva, A.; Malygina, D.; Solovyeva, A.; Belyaeva, K.; Orekhov, D.; Knyazev, A. The New Pharmaceutical Compositions of Zinc Oxide Nanoparticles and Triterpenoids for the Burn Treatment
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Figura 1. Nanopartículas (imagen ilustrativa obtenida de: https://acortar.link/Empy2Y
Figura 2. Crema (imagen ilustrativa) obtenida de https://acortar.link/oGuGTB
Búsqueda activa de tuberculosis en la población de La Maná Cotopaxi: Diagnóstico y caracterización molecular de Mycobacterium tuberculosis
OBJETIVO DE DESARROLLO SOSTENIBLE Nº 3: SALUD Y BIENESTAR
Participante:
Dra. Ana Patricia Jiménez Arias, Ph.D.
Palabras clave:
Tuberculosis, ODS 3, TB-MDR, Genotipificación, Mycobacterium tuberculosis.
Keywords:
Tuberculosis, SDG 3, TB-MDR, Genotyping, Mycobacterium tuberculosis.
Impacto que genera el proyecto en relación al ODS:
La ejecución de este proyecto se alinea al ODS 3 Salud y bienestar, que propone garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades y una de sus metas es, para el 2030, poner fin a las epidemias del SIDA, la tuberculosis, la malaria y las enfermedades tropicales desatendidas [1]. En Ecuador, igual que en el resto del mundo, la pandemia dejó una crisis sanitaria y se han revertido los grandes avances que se habían conseguido en el ámbito de la Tuberculosis. Con este antecedente, es prioritario sumar esfuerzos desde la academia, ONG, instituciones públi-
cas y privadas para contribuir a la búsqueda de casos activos de tuberculosis que sean diagnosticados y tratados de manera temprana para evitar la diseminación de la enfermedad en la comunidad, además de desarrollar nuevas herramientas diagnósticas que sean más rápidas, sensibles y económicas.
Resumen del proyecto:
La Tuberculosis (TB) es la décima tercera causa principal de muerte en el mundo y la enfermedad infecciosa más mortífera tras la COVID-19 [2]. El Ecuador ocupa el noveno lugar entre los países con más alta carga de TB y se halla entre las cuatro naciones con mayor carga de TB farmacorresistente en América [3]. En este contexto, se llevó a cabo este proyecto de investigación científica con la finalidad de realizar una búsqueda activa de TB en la población urbana de La Maná, Cotopaxi - Ecuador, para diagnosticar y caracterizar molecularmente las cepas de Mycobacterium tuberculosis. Se realizaron cuatro jornadas de salud en lugares estratégicos del cantón La Maná para identificar a las personas sintomáticas respiratorias, (figura 1) [4].
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Las muestras respiratorias obtenidas se sometieron a baciloscopia, cultivo microbiológico y ensayo de susceptibilidad a drogas mediante MODS en el laboratorio de microbiología del Hospital Alli Causai, figura 2.
La genotipificación de muestras positivas mediante la técnica molecular MIRU-VNTR y el análisis bioinformático, se realizó en los Laboratorios Multidisciplinarios de la Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE, (figura 3) [5].
Se atendió a 161 personas, 65 (40,37%) participantes fueron identificados como sintomáticos respiratorios, de los cuales 10 (6,5%) tuvieron baciloscopia positiva, 4 (2,6%) cultivos microbiológicos positivos, 2 (1,3%) aislados clínicos mostraron ser sensibles a INH y RIF, 1 (0,65%) multidrogoresistente y 1 (0,65%) resistente a RIF. Los perfiles genéticos de las cepas de Mycobacterium tuberculosis corresponden a los sublinajes LAM y S. Los pacientes recibieron tratamiento directamente observado a cargo del Distrito 05D03 Pangua – La Maná lo que contribuye a mejorar la calidad de vida de la población
https://www.youtube.com/watch?v=98KhAaVRoJQ
Financiamiento: SENESCYT - PNUD.
Referencias
[1] Ministerio de Salud Pública Prevención, diagnóstico, tratamiento y control de la tuberculosis Guía de Práctica Clínica. 2018.
[2] Naciones Unidas en Ecuador Sustainable Development Goal 3: Salud y bienestar. https://ecuador.un.org/es/ sdgs/3.
[3] OMS. Tuberculosis (TB). https://www. who.int/news-room/fact-sheets/detail/ tuberculosis. 2022.
[4] Philip Supply. Multilocus Variable Number Tandem Repeat Genotyping of Mycobacterium tuberculosis Technical Guide. 2005.
[5] WHO. Global tuberculosis report 2021. https://www.who.int/publications-detail-redirect/9789240037021. 2021.
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Figura 1. Cuarta jornada de salud respiratoria. Centro de Salud tipo C, Cantón La Maná, provincia de Cotopaxi - Ecuador.
Figura 2. Medio de cultivo microbiológico Lowenstein Jensen. Laboratorio de microbiología del Hospital Alli Causai, Ambato – Ecuador.
Figura 3. Marcadores moleculares en gel de agarosa al 2%. Laboratorios Multidisciplinarios de Biotecnología UFA ESPE
Evaluación de la variación en la calidad del aire, su contribución con la mortalidad por coronavirus (COVID 19) y variación de CO2 por el confinamiento en ciudades de Ecuador
Directora:
Ing. Oliva Lucía Atiaga Franco, Ph.D.
Palabras clave:
Calidad del aire, covid-19, dióxido de nitrógeno, dióxido de azufre, ozono
Keywords:
Air quality, covid-19, nitrogen dioxide, sulfur dioxide, ozone
Impacto que genera el proyecto en relación al ODS:
Dentro de las metas del ODS-3 (Garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades) se indica: para el 2030 reducir sustancialmente el número de muertes y enfermedades producidas por productos químicos peligrosos y la contaminación del aire, el agua y el suelo. El proyecto se enfocó en utilizar herramientas satelitales para determinar la contaminación del aire y factores que influyen en la misma. También se enmarca en el ODS 13 (Acción por el clima) ya que se fija como uno de los objetivos la contaminación cero del aire.
Resumen del proyecto:
En el presente estudio se analizó la variabilidad espacio-temporal de la concentración de los contaminantes del aire: ozono (O3), dióxido de azufre (SO2) y dióxido de nitrógeno (NO2) en provincias de Ecuador continental y en ciudades de América Latina: México, Lima, Santiago de Chile, debido al confinamiento por COVID-19 y mediante el uso de imágenes satelitales Sentinel – 5P (Figura 1.) [1]. Para esto se realizó un análisis estadístico espacio-temporal y descriptivo de los diferentes contaminantes atmosféricos desde diciembre de 2018 hasta marzo de 2021 y en función de tres periodos: antes, durante y después del confinamiento por COVID-19 y determinando las provincias de concentraciones más altas para los gases estudiados (puntos calientes).
Se emplearon datos offline de nivel 3 de NO2, SO2 y O3 en [mol/m2] obtenidos del sensor TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument), el cual se encuentra a bordo del satélite Sentinel-5P [2-4]. Se calcularon promedios mensuales para el Ecuador Continental desde diciembre de 2018 hasta octubre de 2021 median-
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OBJETIVO DE DESARROLLO SOSTENIBLE Nº 3: SALUD Y BIENESTAR
OBJETIVO DE DESARROLLO SOSTENIBLE Nº 13: ACCIÓN POR EL CLIMA
te Google Earth Engine, haciendo uso de las colecciones: “Sentinel-5P OFFL NO2: Offline Nitrogen Dioxide “, “Sentinel-5P OFFL SO2: Offline Sulfur Dioxide” y “Sentinel-5P OFFL O3: Offline Ozone”.
Los resultados mostraron una disminución significativa en las concentraciones de NO2 durante la etapa de confinamiento por COVID-19 en todas las zonas en estudio. En el periodo después del confinamiento las concentraciones de NO2 se incrementaron significativamente, lo cual puede ser atribuido al aumento en el uso del transporte privado después del confinamiento. Por otro lado, las concentraciones de SO2 durante la etapa de confinamiento tuvo una variación irregular no significativa en las zonas de estudio, sin embargo se observó un incremento en las provincias de Ecuador como Chimborazo, Guayas, Santa Elena y Morona Santiago debido posiblemente en parte a consecuencia de la la actividad eruptiva 2019-2020 del volcán Sangay. Sin embargo, las concentraciones de O3 en las localidades estudiadas se incrementaron entre un 2 a 3%, este comportamiento anómalo se atribuyó posiblemente a la disminu-
ción de los NOx, los cuales reaccionan con el Ozono disminuyendo su concentración. Las concentraciones promedio de los gases de estudio fueron significativamente más bajas en el Distrito Metropolitano de Quito (DMQ) que en las otras ciudades de América Latina en estudio. Finalmente, en la validación de los datos satelitales, con los correspondientes de las estaciones de monitoreo del DMQ y de la ciudad de México, se determinaron correlaciones superiores a 0,6 para los datos de O3 y NO2, mientras que para SO2 no se encontró una correlación significativa.
Referencias
[1] Atiaga O, Guerrero F, Páez F, Castro R, Collahuazo E, Nunes LM et al. Assessment of variations in air quality in cities of Ecuador in relation to the lockdown due to the COVID-19 pandemic. Heliyon 2023;9:e17033.
[2]J.VanGeffen,H.Eskes,S.Compernolle,G.Pinardi,T.Verhoelst,J.-Lambert,etal.,Sentinel-5PTROPOMINO2retrieval:impactofversionv2.2improvements and comparisons with OMI and ground-based data, Atmos Meas. Tech. Sci. Total Environ. 15
[3] C.Lerot,K.-P.Heue, T.Verhoelst, J.C.Lambert, D.Balis, K.Garane, G.Granville, M.E.Koukouli, D.Loyola, F.Romahn, M.VanRoozendael, J.Xu,W.Zimmer, A. Bazureau, V. Fioletov, F. Goutail, C. McLinden, A. Pazmiño, J.-P. Pommereau, 5 C. Zerefos. S5P MPC Product Readme OFFL Total Ozone, V01.01.05:1.1, 2018, [21] N. Theys, P. Hedelt, I. De Smedt, C. Lerot, H. Yu, J. Vlietinck, M.
[4] Pedergnana, S. Arellano, B. Galle, D. Fernandez, C.J.M. Carlito, C. Barrington, B. Taisne, H. Delgado-Granados, D. Loyola, M. Van Roozendael, Global monitoring of volcanic SO2 degassing with unprecedented resolution from TROPOMI onboard Sentinel-5 Precursor, Sci. Rep. 9 (2019) 2643,
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Figura 1. Concentraciones promedios de NO2 en las diferentes provincias en estudio de Ecuador Continental [1].
Desarrollo de membranas poliméricas de alta efectividad antimicrobianas (antivirales y antibacterianas) mediante electrohilado
Y BIENESTAR
Participante:
Quim. Carlos Fabián Orbea Hinojosa
Palabras clave:
Síntesis; electrospining; filtración; nanofibras
Keywords:
Synthesis; electrospinning; filtration; nanofibers
Impacto que genera el proyecto en relación al ODS:
Este proyecto se relaciona con el ODS 3: Salud y Bienestar, ya que la contaminación atmosférica es un problema mundial que ha suscitado especial atención en los últimos tiempos, principalmente porque es difícil de controlar una vez que im contaminante se libera a la atmósfera [1].
La materia particulada (MP) es uno de los contaminantes atmosféricos más preocupantes, es una mezcla compleja de partículas en suspensión (sólidas, líquidas, orgánicas e inorgánicas) que pueden transportar diferentes microorganismos causantes de enfer-
medades [2]. Por ejemplo: Micropartículas de saliva, polvo, polen, gases de emisiones de vehículos, virus y bacterias. vehículos, virus y bacterias, etc. [3].
La gran cantidad de partículas orgánicas, inorgánicas y mezclas como las gotículas de saliva (al estornudar y conversar) que se emiten diariamente, se han convertido en medios de transporte de agentes patógenos como virus (ej.: SARS-CoV-x, H1N1, etc.) y bacterias (ej.: Streptococcus pneumoniae, Mycobacterium tuberculosis, etc.) que son los causantes de enfermedades respiratorias agudas y letales.
Objetivos del proyecto:
1) Desarrollar nuevos monómeros de dianhídridos y diaminas con las características adecuadas que permitan formar ácidos políamicos intermediarios para la formación de poliimidas (PI) con alta polaridad en estado líquido para el desarrollo de películas fibrosas por electrohilado
2) Sintetizar y caracterizar nanopartículas de cobre, titania, óxido de zinc y ceria mediante diferentes técnicas para su incorporación en las fibras de PI.
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OBJETIVO DE DESARROLLO SOSTENIBLE Nº 3: SALUD
3) Sintetizar y caracterizar las microfibras de PI con y sin nanopartículas de cobre, titania, óxido de zinc y ceria mediante electrohilado para la retención de material particulado.
4) Evaluar la efectividad de la retención de las partículas y de la efectividad antiviral, antibacterianas de las membranas desarrolladas en un prototipo de mascarilla.
Resumen del proyecto:
En este proyecto se desarrollaron membranas poliméricas fibrosas de alta efectividad antimicrobianas (antivirales y antibacterianas) mediante electrohilado, a partir de la síntesis de nuevos monómeros (Figura 1) con capacidad de formar polímeros líquidos con alto momento dipolar y la inclusión de nanopartículas con capacidad antimicrobiana. La película resultante con la mejor estabilidad y efectividad antimicrobiana (Figura 2) se propuso para su incorporación en filtros de aire en zonas alto riesgo como hospitales y clínicas, en tejidos para la elaboración de máscaras y trajes de protección.
Referencias
[1] Lakshmanan, A.; Sarngan, P.P.; Sarkar, D. Inorganic-organic nanofiber networks with antibacteria properties for enhanced particulate filtration: The critical role of amorphous titania. Chemosphere 2022, 286, 131671. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.131671.
[2] Lv, D.; Zhu, M.; Jiang, Z.; Jiang, S.; Zhang, Q.; Xiong, R.; Huang, C. Green Electrospun Nanofibers and Their Application in Air Filtration. Macromol. Mater. Eng. 2018, 303, 1800336. https://doi. org/10.1002/MAME.201800336.
[3] Zhu, M.; Han, J.; Wang, F.; Shao, W.; Xiong, R. Electrospun Nanofibers Membranes for Effective Air Filtration. 2016, 302, 1600353. https://doi.org/10.1002/ mame.201600353.
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Figura 1. Reacción de síntesis del ácido poliámico BAPE-BTDA
Figura 2. Membrana de Poliimida
Metodología para la operacionalización de los procesos de la modalidad formativa dual, en la tecnología superior en Ciencias Militares
Participante:
Ing. Flor Emperatriz Garces Mancero Ph.D.
Palabras clave:
Modalidad Dual, Entidad Formadora, Procesos Operativos, Metodología
Keywords:
Dual Modality, Training Entity, Operational Processes, Methodology
Impacto que genera el proyecto en relación al ODS:
El proyecto se enmarca en el Objetivo
4: Garantizar una educación inclusiva, equitativa y de calidad, y promover oportunidades de aprendizaje durante toda la vida para todos.
El impacto que genera el presente proyecto se relaciona con la Operacionalización de los procesos de la modalidad formativa dual desarrollado en convenio entre la Institución de Educación Superior (IES) “Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE” y la Escuela de Formación de Soldados “Vencedores del Cenepa” –ESFORSE; con la finalidad
de formar brindar una formación como Tecnólogo Superior En Ciencias Militares a los futuros soldados del Ejército Ecuatoriano.
Resumen del proyecto:
La educación es el pilar fundamental del desarrollo de los pueblos, por ello todos aúnan esfuerzos para contribuir a alcanzar la excelencia educativa.
En nuestro país, el Consejo de Educación Superior define:
Modalidad dual: En esta modalidad, el aprendizaje del estudiante se produce tanto en entornos institucionales educativos como en entornos laborales reales, virtuales y simulados, lo cual constituye el eje organizador del currículo.
Su desarrollo supone además la gestión del aprendizaje práctico con tutorías profesionales y académicas integradas in situ, con inserción del estudiante en contextos y procesos de producción. Para su implementación se requiere la existencia de convenios entre las IES y la institución que provee el entorno laboral de aprendizaje [1].
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OBJETIVO DE DESARROLLO SOSTENIBLE Nº 4: EDUCACIÓN DE CALIDAD
Por la importancia del tema, la Universidad de las Fuerzas Armadas-ESPE, a través del Departamento de Seguridad y Defensa, conjuntamente con el personal militar de la ESFORSE, tuvo como finalidad desarrollar un instrumento metodológico que permita operativizar los procesos en la gestión académica de la Carrera en modalidad formativa dual en la Tecnología superior en Ciencias Militares.
Se buscó contribuir al mejoramiento de la calidad educativa en la modalidad dual mediante el desarrollo de una Metodología para las carreras de formación militar de la ESPE; con el propósito de desarrollar una metodología para la operacionalización de procesos de la modalidad formativa dual en la Tecnología Superior en Ciencias Militares.
El proyecto de investigación se elaboró mediante el método mixto, enmarcado en el diseño de la investigación no experimental; no se realizaron experimentos, no se aplicó ningún tratamiento, es decir, no existió manipulación de variables a través del enfoque descriptivo, debido a que nuestro estudio empleó el proceso de recopilación de datos y nuestro objetivo fue describir, explicar y validar los hallazgos en el comportamiento de una población muestra, en este caso, la ESFORSE.
Las figuras 1-3 a continuación son imágenes ilustrativas que representan el proceso y avance ideal de los alumnos de ESFORSE.
Referencia
[1] CES (Consejo de Educación Superior). (2017). Reglamento de Régimen Académico Consejo Educación Superior. Lexis Finder, (051), 46. Recuperado a partir de http://www.utpl.edu.ec/sites/ default/files/documentos/reglamento-de-regimen-academico-2015.pdf
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Figura 1. Graduación de estudiantes ESFORSE.
Figura 2. Estudiante de ESFORSE culminando su proceso de formación.
Figura 2. Estudiantes en su evento de defensa de grado.
Plataforma de teleeducación para postulantes a la carrera de Tecnología Superior en Ciencias Militares, modalidad dual
OBJETIVO DE DESARROLLO SOSTENIBLE Nº 4:
EDUCACIÓN DE CALIDAD
Directora:
Ing. Margarita del Rocío Palma Samaniego, MBA.
Palabras clave:
Aprendizaje virtual; Competencias digitales; Estabilidad cognitiva; Estrategias, Transferencia del conocimiento
Keywords:
Virtual learning; Digital skills; Cognitive stability; Strategies, Knowledge transfer
Impacto que genera el proyecto en relación al ODS:
El proyecto se enmarca en el Objetivo 4 que garantiza una educación inclusiva, equitativa y de calidad y promover oportunidades de aprendizaje durante toda la vida para todos.
El impacto que generó el presente proyecto se relaciona, como primer punto, en mejorar las oportunidades de lograr un desempeño académico adecuado, para lo que se requiere utilizar el modelo propedéutico de un curso de nivelación al momento de ingresar a la Escuela de Formación de Soldados, para permitir a
los aspirantes nivelar los conocimientos, adaptarse al nivel académico-militar, a la instrucción militar y a los niveles de exigencia que se presentan, para de esa forma poder iniciar exitosamente con los estudios de modalidad dual que maneja la ESFORSE, para lo cual se propuso el diseño e implementación de una plataforma de teleeducación para impartir cursos de nivelación, mejorando los conocimientos de los estudiantes que ingresan a este centro de formación.
Resumen del proyecto:
El presente trabajo es un estudio meticuloso efectuado en la ESFORSE, al personal idóneo docente en la formación militar en las competencias digitales de la carrera de modalidad dual, donde la tecnología transforma el desarrollo humano, en el campo educativo militar, se observó en el microcurrículo remitido por el Departamento de Planificación Académica.
De acuerdo con Campo, una de las principales fortalezas es la ejecución de la información a gran escala con una velocidad muy cercana al tiempo real [1], por esta razón, los docentes deben
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implementar, dominar y explotar está capacidad de competencias como una ventaja operacional en el proceso de enseñanza-aprendizaje, donde se mantenga una estabilidad cognitiva como herramienta de solución en el transcurso de la acción y se modifique el esquema mental en cada expansión del proceso desde un sistema básico a un sistema inteligente. Una muestra de ello se apreció en la formación virtual generada en el contexto de pandemia (Figura 1).
Esto permitió una toma de decisiones en la expansión del conocimiento, generadas en una simulación de hechos dentro del entorno virtual, como estrategia que permita el alcance de un aprendizaje total, evitando el fracaso del modelo educativo de la modalidad dual.
Las estrategias educativas, en conjunto con una formación lúdica eficiente en cada una de las competencias que distinguen una transferencia del conocimiento actualizado, actuaron como una fase conclusiva de la acción educativa desde la transversalidad social, económica y educativa, afectando a los bajos niveles de competencia de cada sujeto militar (desde la perspectiva pedagógica) accediendo al contexto científico tecnológico a través de las actividades que requieran el uso de la lectura y escrituras mediadas por el uso de las tecnologías de la información y comunicación [2].
La mediación a través de la tecnología no solamente contribuyó a un aprendizaje similar al generado en tiempo real sino que también fue un impulso para lograr la actualización en procesos paralelos a la educación, como registros, organización de bases de datos, etc. (Figura 2).
Referencias
[1] Campo Albornoz, M. E., Castaño Villada, W., & Valencia Montezuma, M. N. (2013). El proceso de adaptación escolar y el desempeño académico como apuesta para la calidad educativa. Maestría en Educación desde la Diversidad. Universidad de Manizales. Facultad de Ciencias Sociales y Humanas.
[2] Díaz, E., Venet, R., & Álvarez, A. (2017). La Formación permanente de los docentes de la universidad ecuatoriana en didáctica de la Educación Superior una mirada histórica para su comprensión. Revista Didasc@lia: Didáctica y Educación, 8(3). Obtenido de http:// refcale.uleam.edu.ec/index.php/didascalia/article/view/2111
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Figura 1. Personal militar capacitándose de manera virtual (Revista Academia de Guerra, 15)
Figura 2. Aspirantes a soldados en ESFORSE (obtenido de https://acortar.link/QSu0Wh)
Smart Water University: Estudio de la dinámica del recurso agua para su optimización con tecnologías de Internet de las cosas (IoT) en la ESPE campus matriz
OBJETIVO DE DESARROLLO SOSTENIBLE Nº 6: AGUA LIMPIA Y SANEAMIENTO
Director:
Ing. David Carrera Ph.D.
Palabras clave:
Agua potable sustentable, Internet de las cosas, caudalímetros inteligentes, drenaje sanitario, aguas no contabilizadas.
Keywords:
Smart water, Internet of things, drinking water, sewerage, sustainability, non revenue water.
Impacto que genera el proyecto en relación al ODS:
El proyecto se enmarca en el objetivo 6: agua limpia y saneamiento, se centra en garantizar la disponibilidad y gestión sostenible del agua y saneamiento para todos, la gestión sostenible de los recursos hídricos y el acceso al agua potable y saneamiento, que son importantes para impulsar el crecimiento económico y la productividad, y proporcionar un apalancamiento significativo para las inversiones existentes en salud y educación.
Resumen del proyecto:
Los sistemas de distribución de agua potable, por más eficientes que sean, siempre van a tener pérdidas en el transcurso de su utilización. Estudios mencionan que al menos 90 millones de metros cúbicos se pierden diariamente a través de fugas de agua potable en el mundo, equivale aproximadamente a USD 6 billones de dólares, lo que sería suficiente para proporcionar agua potable a más de 300 millones de personas (Figura 1).
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Figura 1. Imagen ilustrativa de agua potable desperdiciada.
La pérdida de agua potable es uno de los problemas más persistentes en los sistemas de suministro de agua municipal en el Ecuador. La Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE, en el campus matriz, tiene más de 30 años de funcionamiento, y se encuentra en constante crecimiento, por consiguiente, es necesario realizar un estudio en el espacio y en el tiempo para determinar la dinámica del recurso hídrico con la tecnología de Internet de las Cosas (IoT).
Así, el objetivo de este proyecto fue procesar los datos históricos generados por los caudalímetros IoT instalados, así mismo, por las campañas de muestreo del abastecimiento y evacuación de aguas, a través, de una modelación dinámica y estadística.
Con este trabajo se determinaron patrones de consumo y evacuación de aguas históricos en pandemia y post pandemia del SARS-CoV-2. De igual modo, se propusieron parámetros de diseño de abastecimiento de agua potable y alcantarillado con datos reales medidos evitando el sobredimensionamiento de la infraestructura y manejo sustentable del recurso hídrico alineándose al objetivo 6 de los ODS.
Finalmente, se detectaron puntos críticos en lo que respecta a cantidad y calidad del agua en el campus matriz de la Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE.
En la Figura 2 se presenta el dashboard de la distribución de agua potable en tiempo real cada minuto en donde se pueden detectar patrones de consumo y pérdidas de agua en la ESPE [1] .
En la Figura 3 se presenta los mapas de recurrencia de los datos generados por el caudalímetro IoT instalado en el edificio administrativo de la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE [1].
Referencia
[1] Carrera Villacrés, D.V., Garcés, R.A., Tierra Criollo, A.R., Duran, R., Raura, G. (2022). Drinking Water and Sewerage at the Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE and Implementation of an Internet of Things Flowmeter. Information and Communication Technologies. TICEC 2022. Communications in Computer and Information Science, vol 1648.
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Figura 2. Dashboard de consumo de agua del campus matriz de la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE.
Figura 3. Mapas de recurrencia de datos generados por los caudalimetros IoT instalados en la ESPE
Ingeniería inversa para desarrollar un procedimiento y metodología para la reparación del componente aeronáutico engine cowling door latch assy p/n 31412781-401 de la aeronave a-29b Súper Tucano
OBJETIVO DE DESARROLLO SOSTENIBLE Nº 9: INDUSTRIA, INNOVACIÓN
E INFRAESTRUCTURA
Director:
Ing. José Fernando Olmedo Salazar, Mgtr.
Palabras clave:
Componentes aeronáuticos, resortes, fatiga, fractura.
Keywords:
Aeronautical components, mechanical spring, fatigue, fracture.
Impacto que genera el proyecto en relación al ODS:
El proyecto se relaciona con el Objetivo de Desarrollo Sostenible 9 relacionado con la industria, innovación e infraestructura, ya que este proyecto de investigación genera componentes mecánicos de reemplazo para aeronaves, en específico el diseño y construcción de un componente aeronáutico para el cierre de puerta de un avión Super Tucano. Con la generación de estos componentes, se pretende fortalecer a la academia e industria ecuatoriana.
Resumen del proyecto:
Esta investigación analizó numérica y experimentalmente un reemplazo de un resorte de torsión que acciona el pestillo de la puerta de acceso al motor de una aeronave utilizada en las Fuerzas Armadas. El punto de partida del diseño fueron los requerimientos de funcionamiento del componente, ángulo de apertura y cierre. Posteriormente, se realizaron cálculos y modelaciones numéricas con el propósito de analizar tensiones y deformaciones existentes [1], (Figura 1). También se construyó un mecanismo biela manivela para para simular la condición de trabajo del resorte. Este mecanismo fue montado en una máquina de ensayo universal Instron 8801 con capacidad de realizar pruebas a fatiga. Se caracterizó el componente mecánico actual a través de ensayos mecánicas destructivos [2] [3]. Se efectuó análisis de composición química determinando el material con el que fue realizado el componente.
Finalmente, se construyó el resorte de reemplazo el cual fue verificado su comportamiento a través de pruebas
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experimentales. Se verificó un componente de reemplazo de acuerdo con las necesidades mecánicas de la aeronave [4].
Se caracterizó el componente aeronáutico a través del eso de microscopio electrónico de barrido (Figura 2), donde se identificó el inicio y propagación de grieta al producirse el fallo del componente.
empeño adecuado acorde los requerimientos establecidos [5]. El material de reemplazo es un Acero A302, el cual soportó 4591 ciclos de carga y descarga (Figura 3).
Referencias
[1] AmesWeb. (s.f.). FORMULAS FOR COMPRESSION SPRING FATIGUE DESIGN. https://amesweb.info/MechanicalSprings/Tables/FormulasForCompressionSpringFatigueDesign.aspx
[2] Hernández Daza, L. D., & Clavijo Velásquez, L. A. (2019). ANÁLISIS DE FATIGA DE RESORTE HELICOIDAL. Bogota: Fundación Universitaria Los Libertadores.
[3] Madayag, A. F. (1968, c1969). Metal fatigue: theory and design. New York: Wiley.
[4] Norton, R. L. (2009). DISEÑO DE MAQUINARIA Síntesis y análisis de máquinas y mecanismos. México, D.F.: Mc. Graw-Hill.
Posterior a los ensayos mecánicos destructivos del componente mecánico de reemplazo, se concluyó que su comportamiento es el adecuado con un des-
[5] Olmedo, F. (2018). Máquinas y mecanismos, implementación con Wolfram Mathematica. Quito: Universidad Fuerzas Armadas, ESPE.
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Figura 1. Análisis a través de simulación computacional del componente aeronáutico de reemplazo.
Figura 2. Análisis de la fractura.
Figura 3. Componente aeronáutico
Tecnologías Inmersivas Multi Usuario Orientadas a Sistemas Sinérgicos de Enseñanza Aprendizaje
OBJETIVO DE DESARROLLO SOSTENIBLE Nº 9:
INDUSTRIA, INNOVACIÓN E INFRAESTRUCTURA
Participante:
Ing. Edison Gonzalo Espinosa Gallardo, Ph.D.
Palabras clave:
Realidad aumentada, geometría computacional, enseñanza asistida por ordenador, modelado de sólidos, enseñanza.
Keywords:
Aumented reality, computational geometry, computer aided instruction, solid modelling, teaching.
Impacto que genera el proyecto en relación al ODS:
El proyecto se enmarca en el objetivo 9, Construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización sostenible y fomentar la innovación, con el propósito de fortalecer la educación, la economía y dinamizar la generación de empleo, que desempeñan un papel clave a la hora de introducir y promover nuevas tecnologías para facilitar la educación digital y permitir el uso eficiente de los recursos.
Resumen del proyecto:
La tecnología inmersiva se ha implementado en varias aplicaciones, tales como: videojuegos, medicina, construcción, y especialmente en las industrias, esto permite desarrollar el nivel de captación y, con ello, la comprensión del entorno de trabajo que debe tener todo el personal de la industria. El uso del entretenimiento virtual da como resultado una mejor experiencia para el operador, debido al hecho de que puede interactuar con elementos del sistema, y al mismo tiempo observar todos los cambios que se generen. Al optar por la tecnología virtual para la información y la gestión de equipos industriales, presentará mejores resultados y reducción de costos en comparación con el uso de tecnologías habituales [1].
En este contexto, el presente proyecto de investigación tuvo como objetivo desarrollar un sistema didáctico basado en tecnologías inmersivas los cuales contengan entornos virtuales 3D, permitiendo la inmersión e interacción de múltiples usuarios para facilitar el proceso de enseñanza – aprendizaje en el área de ingeniería electrónica y automatiza-
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ción industrial, con el fin de generar un aprendizaje significativo.
Para el cumplimiento del objetivo propuesto se contemplaron seis etapas principales, sintetizadas en la Figura 1:
i) Definición de metodología, se propuso desarrollar una metodología de enseñanza más adecuada a ser implementada en entornos de realidad virtual y realidad aumentada, con el fin de incentivar a los usuarios en los procesos de enseñanza-aprendizaje.
ii) Desarrollo de una aplicación de realidad virtual, se propuso desarrollar una aplicación de realidad virtual que permita en tiempo real la interacción e inmersión de múltiples usuarios en entornos digitales recreados, es decir, laboratorios de ingeniería y entornos reales del sector industrial, con el propósito de fomentar el aprendizaje significativo [2] [3].
iii) Implementación de un bot, se desarrolló un asistente informático (bot) que cumpla la función de guía virtual del usuario, de tal manera que el mismo pueda compartir y socializar información con un ente de aprendizaje autónomo inmerso en entornos de realidad virtual.
iv) Implementación cloud computing, se implementó una infraestructura de alta disponibilidad, para la gestión de información en tiempo real a ser remitida, según los requerimientos, de los entornos de realidad virtual y realidad aumentada; además, esta aplicación tuvo definido un sistema de gestión de seguridad que permita defenderse de los diversos riesgos o amenazas de ciberseguridad.
v) Evaluación experimental, se desarrollaron pruebas experimentales de las aplicaciones desarrolladas orientadas
al proceso de enseñanza–aprendizaje de la ingeniería electrónica y automatización industrial. Las evaluaciones experimentales se realizaron en las diferentes prácticas de laboratorio de las cátedras relacionadas a procesos industriales, automatización y control.
Referencias
[1] Álvarez Marin, Alejandro, et al. Realidad Aumentada como Apoyo a la Formación de Ingenieros Industriales. Formación universitaria, 2017, vol. 10, no 2, p. 31-42.
[2] Cabero Almenara Julio; BARROSO OSUNA, Julio; LLORENTE CEJUDO, María del Carmen. Technology acceptance model & realidad aumentada: estudio en desarrollo. Revista Lasallista de Investigación, 2016, vol. 13, no 2, p. 18-26.
[3] Cantón Enríquez, Daniel, et al. Uso didáctico de la realidad virtual inmersiva con interacción natural de usuario enfocada a la inspección de aerogeneradores. Apertura (Guadalajara, Jal.), 2017, vol. 9, no 2, p. 8-23.
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Figura 1. Arquitectura del sistema experto multi-usuario
IoTECH - Desarrollo de prototipos basados en IoT aplicados al rastreo y lectura automática de consumo de servicios básicos
OBJETIVO DE DESARROLLO SOSTENIBLE Nº 11: CIUDADES Y COMUNIDADES
SOSTENIBLES
Director:
Ing. Román Alcides Lara Cueva, Ph.D.
Palabras clave:
IoT, Ciudades Inteligentes, Dipositivos Inteligentes, LoraWAN, Sigfox
Keywords:
IoT, Smart Cities, Smart Gadgets, LoraWAN, Sigfox
Impacto que genera el proyecto en relación al ODS:
El proyecto se alinea con el ODS 11, en lo relacionado con la meta 9.b (Apoyar el desarrollo de tecnologías, la investigación y la innovación nacionales en los países en desarrollo, incluso garantizando un entorno normativo propicio a la diversificación industrial y la adición de valor a los productos básicos, entre otras cosas), dado que uno de sus objetivos es la de implementar prototipos de geoposicionamiento basado en IoT, aplicado a paradas inteligentes y rastreo de niños, así como implementar prototipos para la lectura del consumo de agua y del consumo eléctrico.
Resumen del proyecto:
El desarrollo de las tecnologías inalámbricas ha experimentado un crecimiento significativo en el contexto del Internet de las Cosas (IoT, del inglés Internet of Things), lo cual ha permitido el aparecimiento de tecnologías como Sigfox, LoraWAN, LTE-M y NB-IoT. Este desarrollo presenta oportunidades de mercado para empresas innovadoras como HighSpeed Sistemas de Telecomunicación (HST), que se ha interesado en buscar soluciones a problemas referentes a las Ciudades Inteligentes mediante el uso del IoT, Data Mining y Machine Learning. HST en conjunto con la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE y el apoyo de la Corporación Ecuatoriana para el Desarrollo de la Investigación y la Academia (CEDIA), se enfocaron en el desarrollo de dispositivos inteligentes para aplicaciones y servicios basados en IoT.
Este proyecto fue financiado por el programa 1ª1 de CEDIA y HST, cuyo objetivo fue desarrollar prototipos basados en IoT aplicados al rastreo y lectura automática de consumo de servicios básicos, que a pesar de los desafíos de la pandemia, se logró un progreso cons-
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tante en la implementación de la plataforma de IoT, que incluyó un servidor y una arquitectura híbrida para alojar las tecnologías LoraWAN y Sigfox como se aprecia en la Fig. 1, y el desarrollo de los prototipos para el rastreo [1][2] y la medición de servicios básicos [3], lo cual se muestra en la Fig. 2. Los prototipos presentaron una precisión de ±6m para el rastreo y precisiones menores al 10% para los medidores de energía y agua, resultados aceptados por HST.
Adicionalmente, se diseñaron prototipos relacionados con la agricultura de precisión [4], la monitorización de incendios [5] y medición de índices UV [6].
Este proyecto destacó el potencial del IoT para resolver desafíos actuales de las ciudades inteligentes y ofrece una plataforma versátil para diversas aplicaciones y servicios.
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Figura 1. Plataforma IoT desarrollada
Figura 2. (a) Rastreo; (b) Energía Eléctrica; (c) Agua Potable. Prototipos desarrollados.
[1] Orbea, J., Rosero, M. y Lara, R., “Implementación de un prototipo de geoposicionamiento con tecnología Sigfox, aplicado a paradas inteligentes y rastreo de niños.” [Online]. Available: https://repositorio.espe.edu.ec/ bitstream/21000/25209/1/T-ESPE-044591. pdf.
[2] Laica, A., Gutiérrez Pallo, J. A., Lara-Cueva, R.A., “ Desarrollo de un Site Survey de la Red LPWAN Sigfox mediante un prototipo de Geoposicionamiento en el cantón Quito.” [Online]. Available: https://repositorio.espe.edu.ec/ bitstream/21000/31061/1/T-ESPE-052381. pdf.
[3] Borja, A., Montoya, L., “Implementación de una red LPWAN para el control de consumo de agua potable utilizando tecnología LoRa.” [Online]. Available: http://repositorio.espe.edu.ec/xmlui/ handle/21000/25837
[4] Andrés, J., Lara-Cueva, R. “Implementación de una red de sensores inalámbricos para la monitorización de variables físicas en cultivos hidropónicos mediante tecnología Lora. [Online]. Available: https://repositorio.espe. edu.ec/bitstream/21000/28385/1/T-ESPE-019153.pdf
[5] Robalino, E., Rosas, J.., Lara, R. A.. “Desarrollo e implementación de un sistema prototipo de alerta contra conato de incendios domésticos utilizando tecnología SigFox.” [Online]. Available: https://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/28484/1/T-ESPE-019319.pdf
[6] Oña, J., Lara, R. “Desarrollo de un sistema de monitorización del índice de radiación ultravioleta orientado a Smart Campus, mediante una red de sensores inalámbricos con tecnología Sigfox.” [Online]. Available: https://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/25648/1/T-ESPE-044702.pdf
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Vehículo terrestre no tripulado multipropósito de vigilancia y reconocimiento para apoyo de operaciones militares Fase 1 - GVMil1
Director:
Ing. Wilbert Geovanny Aguilar Castillo, Ph.D.
Palabras clave:
UGV, Robótica, Navegación, Control.
Keywords:
UGV, Robotics, Navigation, Control.
Impacto que genera el proyecto en relación al ODS:
El presente proyecto se enmarca dentro de los ODS, específicamente en el Objetivo 11: Lograr que las ciudades sean más inclusivas, seguras, resilientes y sostenibles; y Objetivo 16: Promover sociedades justas, pacíficas e inclusivas. En la actualidad, las Fuerzas Armadas emplean vehículos terrestres no tripulados para operaciones de desminado y E.O.D, sin embargo, no se dispone de un drone terrestre que apoye las distintas operaciones militares debido a costos y variedad en la naturaleza de dichas operaciones. Con base en las lecciones aprendidas de las operaciones militares se ha determinado que una de las
necesidades fundamentales es la capacidad de exploración de entornos complejos en el menor tiempo posible. Esta actividad permite proporcionar información oportuna y clave para garantizar la efectividad de las operaciones militares. Adicionalmente, es común que en las operaciones se requiera información actualizada en tiempo real de las actividades de la amenaza. Otro punto a destacar es que, en múltiples misiones contra grupos armados organizados, se requiere un número reducido de efectivos militares que realicen tareas de reconocimiento en el menor tiempo posible, las mismas que pueden ser llevadas a cabo por plataformas robóticas terrestres multitareas.
Resumen del proyecto:
Con el objetivo de incrementar la eficiencia de las operaciones militares en tareas de búsqueda, rescate, operaciones contraterrorismo, en operaciones regulares de defensa de la seguridad interna y externa; en el presente proyecto se han desarrollado vehículos (robots terrestres) con distintas configuraciones de movimiento que sean capaces de navegar en terrenos irregulares y com-
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OBJETIVO DE DESARROLLO SOSTENIBLE Nº 11: CIUDADES Y COMUNIDADES SOSTENIBLES
OBJETIVO DE DESARROLLO SOSTENIBLE Nº 16: PAZ, JUSTICIA E INSTITUCIONES SÓLIDAS
plejos, sin reducir significativamente su velocidad, y dotados de sistemas de visión artificial para aplicaciones específicas. Los vehículos terrestres no tripulados transmiten información en tiempo real a fin que el personal tome decisiones oportunas y adecuadas durante el desarrollo de una misión.
Entre los productos alcanzados se pueden mencionar: 1 sistema, 2 prototipos de bajo costo a nivel de prueba de conceptos y 3 diseños, en torno a los cuales se han generado 5 tesis de ingeniería, de las cuales 2 han finalizado y 3 se encuentran en desarrollo. Algunos de los desarrollos del presente proyecto son: Prototipo robótico móvil todo terreno con un mecanismo de suspensión tipo rocker-bogie para la exploración de entornos de alto riesgo en aplicaciones militares; Prototipo de robot móvil esférico controlado inalámbricamente para pruebas de movilidad en distintos terrenos sin inclinación; Sistema aéreo terrestre basado en robótica cooperati va para detección de minas antiperso nales; Diseño de un prototipo robótico destinado a desminado humanitario; Di seño de un sistema de planificación de rutas e interacción con el entorno apli cado a un vehículo omnidireccional au toguiado; Diseño de un robot hexápodo todo terreno con geolocalización r-hex.
Como parte de la tesis de grado del Sr. Jefferson Ruiz en 2022, bajo la dirección del Dr. Wilbert G. Aguilar, titulada “Dise ño e implementación de un prototipo robótico móvil todo terreno con un me canismo de suspensión tipo ROCKER-BO GIE para la exploración de entornos de alto riesgo en aplicaciones militares” se desarrolló un prototipo de robot móvil multiterreno con un sistema mecánico robusto que le permite la exploración de entornos de alto riesgo, y con capacidad de comunicación en tiempo real con el operario. Adicionalmente, se im-
plementó un sistema de suspensión Rocker-Bogie de cuatro ruedas que presentó un excelente desempeño al ser más compacto que el diseño de 6 ruedas, lo que permite agilidad de movimiento en terrenos de difícil acceso o de alto riesgo. Finalmente se probó el sistema en terrenos complejos con inclinaciones de hasta 35 grados, sorteando exitosamente dichos entornos.
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Figura 1. Distintas etapas del prototipo robótico móvil todo terreno con un mecanismo de suspensión tipo ROCKER-BOGIE para la exploración de entornos de alto riesgo en aplicaciones militares.
Otro sistema se desarrolló a través de la tesis de grado del Ing. Milton Rojas y de la Ing. Stefany Camino en 2020, bajo la dirección del Dr. Wilbert G. Aguilar, titulada “Sistema aéreo terrestre basado en robótica cooperativa para detección de minas antipersonales”. El objetivo del proyecto es la detección autónoma de minas antipersonales mediante el uso de robots terrestres y aéreos, para lo cual se integraron algoritmos previamente desarrollados por el Dr. Wilbert G. Aguilar en años anteriores y se desarrollaron nuevos algoritmos para la navegación autónoma del vehículo terrestre basados en la información obtenida por Drone aéreo.
El sistema incluye el control servo visual de posicionamiento del Drone para evi tar su desplazamiento ante perturbacio nes externas como ráfagas de viento, la estabilización del vídeo en tiempo real para eliminar los movimientos indesea dos y la deformación por perspectiva en la imagen capturada por el Drone, de tal forma que la imagen capturada sea similar a la de una cámara estática desde perspectiva cenital.
Adicionalmente el vehículo terrestre cuenta con el planificador automático de movimientos que le permite explo rar el entorno, evitando obstáculos (re presentado por los objetos verdes en la prueba de conceptos), detectando y marcando minas (objetos grises) en el mapa generado por la perspectiva del Drone.
A diferencia de los desminadores huma nos, con este sistema no se pone en ries go la vida de nadie, además de ser más eficiente en el barrido de la superficie al asegurar que no se explore dos veces la misma región y que no queden regiones sin revisar. Finalmente, el sistema no se fatiga o estresa (lo que puede desencadenar errores humanos) durante la exploración.
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Figura 2. Imágenes ilustrativas del sistema aéreo terrestre basado en robótica cooperativa para detección de minas antipersonales.
