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RoadMap tecnológico del proceso de gestión de la calidad del servicio educativo para la transformación digital de la secretaria de educación departamental del Chocó
N/AEste trabajo de grado es aplicado a la Secretaria de Educación del Chocó, cuyo objetivo es diseñar un roadmap tecnológico a 11 de 1.094 sedes educativas de la secretaria de educación departamental del chocó, dentro de la línea de gestión de sistemas y su programa MAESTRIA EN GESTIÓN DE TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN de la UNAD, está enmarcado en el sector público y contiene una propuesta de plan de trabajo con apoyo de la tecnología para mejorar la gestión de la calidad del servicio educativo a través de las TI, de acuerdo al estudio realizado para la alta dirección de la Secretaría Departamental de Educación del Chocó.
Con la implementación del Roadmap Tecnológico se propone una transformación al proceso del área de calidad de la Secretaría de Educación Departamental del Chocó (SEDCHOCÓ) y de las Instituciones Educativas (I.E), rompiendo la brecha digital para que tengan mejor capacidad instalada de manera que se pueda organizar, controlar y evaluar el adecuado seguimiento a los diferentes procedimientos que adelantan los establecimientos educativos en su quehacer institucional para una educación con calidad.
Para este trabajo de grado se recolecto información de 11 de las instituciones adscritas a SEDCHOCO, se realizó el análisis de las necesidades tecnológicas y el planteamiento de actividades para facilitar a los docentes, estudiantes y comunidad en general aprovechar las herramientas tecnológicas para cerrar más brechas y con esto consolidar la hoja de ruta para la Secretaría de Educación del Chocó. El resultado de este trabajo reflejó la necesidad de la transformación digital y mejora de la gestión de calidad con estas I.E., de tal forma que se brindará un mejor acompañamiento los establecimientos educativos con lo que estos tendrán una buena planificación estratégica.This degree work is applied to the Secretary of Education of Chocó, whose objective is to design a technological roadmap to 11 of 1,094 educational headquarters of the departmental secretary of education of Chocó, within the line of systems management and its program MASTER'S DEGREE ON MANAGEMENT OF INFORMATION TECHNOLOGIES of the UNAD, is framed in the public sector and contains a proposal for a work plan with the support of technology to improve the management of the quality of the educational service through IT, according to the study carried out for the senior management of the Departmental Secretariat of Education of Chocó.
With the implementation of the Technological Roadmap, a transformation is proposed to the process of the quality area of the Department of Education of Chocó (SEDCHOCÓ) and the Educational Institutions (I.E), breaking the digital divide so that they have better installed capacity so that it can be organized, monitor and evaluate the appropriate follow-up to the different procedures that educational establishments carry out in their institutional work for quality education.
For this undergraduate work, information was collected from 11 of the institutions affiliated to SEDCHOCO, the analysis of technological needs and the design of activities to facilitate teachers was carried out, students and the community in general take advantage of the technological tools to close more gaps and with this consolidate the road map for the Secretariat of Education of Chocó. The result of this work reflected the need for digital transformation and improvement of the quality management with these I.E., in such a way that a better accompaniment will be provided to educational establishments so that they will have a good strategic planning
GESTIC: una plataforma tecnológica para la gestión empresarial cotización, contratación, gestión y culminación de proyectos de diseño gráfico en las pymes prestadoras de este tipo de servicios en Bogotá
Las pymes son empresas relativamente nuevas en el mercado, caracterizadas por
un reducido personal, presupuesto, y poca madurez organizacional, por lo cual es
común que en dichas empresas la planeación de los procesos, recursos y
responsables no se encuentren muy bien definidos, en este punto se hace vital la
planeación de actividades requeridas para ciertos fines, la estimación “correcta” de
los recursos empleados en su desarrollo así como el tiempo que ello conlleva;
puesto que, de esto depende en gran medida el éxito o fracaso de su ejercicio en el
mercado en el mediano/largo plazo.
En este sentido, es de suma importancia tener en cuenta estos factores sobre
procesos recurrentes y transversales como cotizaciones, estimación de actividades,
recursos y contratación; en productos tangibles, dichos procesos suelen ser más
fáciles de llevar a cabo ya que, se tienen expectativas concretas en términos de
funcionalidad, el punto de partida es el costo de las materias primas, las
actividades/procesos y el tiempo que conlleva su transformación, que generalmente
es fijo. En el caso de los servicios, como diseño y publicidad, las cotizaciones y el
tiempo de trabajo es relativo, ya que es un proceso creativo en el cual no es posible
realizar estimaciones exactas. Lo anterior, genera que en ocasiones las empresas
en este mercado tengan dificultades con su gestión empresarial.
En este sentido, desde un análisis estratégico, sumado a las mejoras visibles de la
tecnología aplicadas a diferentes campos, el presente proyecto busca generar una
propuesta de valor, enfocada en el desarrollo de un prototipo de aplicación móvil,
dirigida a usuarios que emplean sistema operativo Android, y servicios de publicidad
y diseño de “Moka Studios”, pyme Bogotana, para la gestión empresarial de los
procesos de cotización, seguimiento y entrega de productos/servicios proveídos en
su portafolio de servicios; de manera que, se den a conocer de forma abierta y
concisa los productos/servicios ofertados, se genere una cotización entorno a
necesidades específicas y se lleve un seguimiento gradual sobre los procesos de
evaluación de necesidades, creativos de elaboración y cumplimiento por parte de
clientes y empleados, que incrementen la satisfacción con los productos finales, las
estrategias de cotización y el mejoramiento de la atención para con el cliente.
Con dicho fin, se realiza un análisis contextual, DOFA y estratégico de “Moka
Studios”, con el fin de conocer las necesidades específicas de sus clientes y
empleados y, se emplean estrategias de desarrollo ágil para el desarrollo del
aplicativo; es importante mencionar que el prototipo final “Gestic” es puesto a prueba
en solicitudes y transacciones reales de la compañía.
Como resultado, se demuestra que efectivamente “Gestic” se adecua a las
necesidades estratégicas de organización, asociadas a la elaboración y entrega de
productos de manera efectiva, eficaz, dentro de un marco de optimización del tiempo y recursos digitales, en la medida en que mejora la organización de la
planeación de tareas, permite una comunicación directa y constante con el cliente,
involucrándolo activamente en los procesos de decisión, lo cual finalmente le da la
una mayor satisfacción con los productos entregado, reduce en gran medida
solicitudes de cambio en los entregables y facilita el cumplimiento de los tiempos
pactados
The sustainability of housing: reasons to encourage its development in Spain
Número Monográfico: La economía social ante sus retos: emprendimiento, transformación digital, género y desarrollo sostenible.En el marco de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030 (en particular en el Objetivo número 11 sobre Ciudades y Comunidades Sostenibles) se aprobó la Directiva 2018/844 UE de 30 de mayo, modificando las anteriores 2010/31 de eficiencia energética de edificios y 2012/27 de eficiencia energética, para lograr "un parque inmobiliario descarbonizado y altamente eficiente (…) para transformar los edificios existentes en edificios de consumo de energía casi nulo... con una renovación a una tasa media anual del 3% (...) aplicando las Directrices de la OMS sobre la calidad de aire interior… y apoyando medidas de fomento de financiación inteligente para edificios inteligentes de la Comisión Europea". La Directiva anuncia una mejora de la transparencia de los certificados de eficiencia energética, garantizando el establecimiento y la aplicación uniformes de todos los parámetros de cálculo necesarios, tanto por lo que respecta a la certificación como a los requisitos mínimos de eficiencia energética, y propone un sistema de control posterior automatizado y electrónico. En el marco del proyecto del Plan nacional de I+D+i CertificaRSE5, se han analizado la certificación, las eco-etiquetas y el apoyo necesario con recursos financieros públicos para impulsar el futuro del sector. Para obtener esta información, se ha optado por diseñar y aplicar una técnica de investigación cuantitativa. En concreto, se ha realizado una encuesta a los grupos de interés del sector de la edificación y rehabilitación, por su experiencia con el manejo de certificaciones y su impacto real en la sostenibilidad. Se ha invitado a los encuestados a valorar la introducción de nuevos incentivos en los impuestos aplicables al sector de construcción y rehabilitación de viviendas, ajustados al retorno en sostenibilidad que generan, con el propósito de mejorar la normativa y la comunicación de todos los agentes involucrados con la sociedad. La finalidad de esta encuesta ha sido valorar la adecuación del marco normativo y financiero a la hora de atender las necesidades existentes, por lo que se han tenido en cuenta diferentes dimensiones analíticas: la sostenibilidad en el sector, la certificación, los recursos económicos y financieros, la normativa aplicada y la comunicación con agentes del sector y con la sociedad.In the framework of the Sustainable Development Goals of the 2030 Agenda, in particular Goal 11 on Sustainable Cities and Communities, the EU Directive 2018/844 of May 30 was approved, modifying the previous 2010/31 buildings energy efficiency and 2012/27 energy efficiency, to achieve "a decarbonized and highly efficient buildings’ stock (...) to transform existing buildings into buildings with almost zero energy consumption (...) with a renovation at an average annual rate of 3% (...) applying the WHO Guidelines on indoor air quality (...) and supporting measures to promote smart financing for smart buildings of the European Commission".
The Directive announces an improvement in the transparency of energy efficiency certificates, guaranteeing the uniform establishment and application of all the necessary calculation parameters, both in terms of certification and minimum energy efficiency requirements, and proposes an automated and electronic back control system.
In the CertificaRSE Project, within the national Plan of R&D+i, the certification, the eco-labels and the necessary support with public funding to promote the future of this sector. A choice has been made, since the early stage of this Project, to use a quantitative research technique. We have conducted a survey to different stakeholders in the field of buildings and their renovation, given their expertise in the use of certificates and the actual impact on sustainability.
The introduction of new incentives has been valued in the taxes applicable to the housing construction and rehabilitation sector, adjusted to the return in sustainability that they generate, with the purpose of improving the regulations and the communication of all the agents involved with society. The purpose of this survey has been to assess the adequacy of the regulatory and financial framework when dealing with existing needs. For this, the survey has been structured in several analytical dimensions (sustainability in the sector, certification, financial resources, regulations and communication to society).Escuela de Estudios CooperativosFac. de Ciencias Económicas y EmpresarialesTRUEpu
La sostenibilidad de la vivienda: razones para incentivar su desarrollo en España
En el marco de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030 (en particular en el Objetivo número 11 sobre Ciudades y Comunidades Sostenibles) se aprobó la Directiva 2018/844 UE de 30 de mayo, modificando las anteriores 2010/31 de eficiencia energética de edificios y 2012/27 de eficiencia energética, para lograr "un parque inmobiliario descarbonizado y altamente eficiente (…) para transformar los edificios existentes en edificios de consumo de energía casi nulo... con una renovación a una tasa media anual del 3% (...) aplicando las Directrices de la OMS sobre la calidad de aire interior… y apoyando medidas de fomento de financiación inteligente para edificios inteligentes de la Comisión Europea". La Directiva anuncia una mejora de la transparencia de los certificados de eficiencia energética, garantizando el establecimiento y la aplicación uniformes de todos los parámetros de cálculo necesarios, tanto por lo que respecta a la certificación como a los requisitos mínimos de eficiencia energética, y propone un sistema de control posterior automatizado y electrónico. En el marco del proyecto del Plan nacional de I+D+i CertificaRSE5, se han analizado la certificación, las eco-etiquetas y el apoyo necesario con recursos financieros públicos para impulsar el futuro del sector. Para obtener esta información, se ha optado por diseñar y aplicar una técnica de investigación cuantitativa. En concreto, se ha realizado una encuesta a los grupos de interés del sector de la edificación y rehabilitación, por su experiencia con el manejo de certificaciones y su impacto real en la sostenibilidad. Se ha invitado a los encuestados a valorar la introducción de nuevos incentivos en los impuestos aplicables al sector de construcción y rehabilitación de viviendas, ajustados al retorno en sostenibilidad que generan, con el propósito de mejorar la normativa y la comunicación de todos los agentes involucrados con la sociedad. La finalidad de esta encuesta ha sido valorar la adecuación del marco normativo y financiero a la hora de atender las necesidades existentes, por lo que se han tenido en cuenta diferentes dimensiones analíticas: la sostenibilidad en el sector, la certificación, los recursos económicos y financieros, la normativa aplicada y la comunicación con agentes del sector y con la sociedad
Elaboración de un plan estratégico de Tecnologías de la Información y la comunicación – PETIC alineado con el gobierno digital para el instituto de Educación Técnica Profesional de Roldanillo, Valle – INTEP.
Este artículo presenta el diseño de la propuesta de investigación; con base en el Plan Estratégico de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones PETIC para el Instituto de Educación Técnica Profesional Roldanillo Valle - INTEP. El área de tecnología y comunicaciones INTEP se está preparando para la valoración de la actual administración en Computación, campo tecnológico y comunicación, una vez evaluada por el Modelo Integrado de Planeación y Gestión MIPG 2018, la planificación del INTEP para avanzar en los resultados presentó una oportunidad para mejorar los procesos actuales, buscar mecanismos para la apropiación del uso adecuado de las TIC. Primero, dado que el sector público; además, la Educación Superior requiere estar a la vanguardia en su uso.This paper presents the design of the research proposal; based on the Strategic Plan for Information Technology and Communications PETIC for the Institute of Professional Technical Education Roldanillo Valle - INTEP. The area of technology and communications INTEP is preparing for appraisement of the current administration in Computer, technological field and communication, once evaluated by the Integrated Planning Model and MIPG Management 2018, the INTEP planning to advance results they presented an opportunity to improve current processes, look for mechanisms for appropriating the proper use of ICT. First, given that the public sector; plus the Higher Education requires being at the forefront in using this
Implementación de algoritmos de ensamblaje de genomas en sistemas de memoria compartida y memoria distribuida
El desarrollo de algoritmos ensambladores de genes y la utilización de estos está viviendo un aumento muy espectacular en los últimos años. Debido a las mejoras ofrecidas en los dispositivos hardware de los numerosos supercomputadores que existen hoy en día se pueden realizar experimentos científicos de una manera más asequible que hace unos años. Este proyecto servirá como introducción en el complejo mundo de algoritmos científicos, más concretamente en algoritmos ensambladores de genomas. Veremos de primera mano cómo utilizar estas nuevas tecnologías, con ejemplos sencillos, pero con un desarrollo lo bastante importante para darnos una idea del funcionamiento de todas las fases de experimentación que engloban los algoritmos ensambladores y la utilización de la programación paralela en supercomputadores. Concretamente en este proyecto se van a analizar exhaustivamente una serie de algoritmos ensambladores que serán probados en uno de los supercomputadores más potentes de España, el Magerit 2. En estas pruebas vamos a proceder al ensamblado de genomas de tres tipos de organismos como bacterias (Staphylococcus Aureus, y Rhodobacter Sphaeroides) y una prueba gran escala con el genoma del Cromosoma 14 del Homo Sapiens Sapiens (Ser humano). Después procederemos a la comparación de todos los resultados obtenidos para poder comprobar que algoritmos realizan mejor su trabajo y ajustar dicha decisión a las necesidades que tenemos actualmente para buscar un algoritmo eficaz
Congreso Internacional de Energías Renovables CIERG – III versión: energías renovables globales y redes de conocimiento
Memorias de la 3a versión del Congreso Internacional de Energías Renovables (CIERG) desarrollado en Riohacha del 1 al 3 de noviembre de 2017, en el que se abordaron temáticas asociadas a: las energías renovables y su impacto en la competitividad del país, políticas públicas y seguridad energética para el desarrollo sostenible, energías renovables para la equidad social, energías renovables para la sostenibilidad ambiental e innovación y desarrollo tecnológico en energías renovablesProceedings of the 3rd edition of the International Congress of Renewable Energies (CIERG) held in Riohacha from November 1 to 3, 2017, in which themes related to: renewable energies and their impact on the country's competitiveness, public policies and energy security for sustainable development, renewable energy for social equity, renewable energy for environmental sustainability and innovation and technological development in renewable energyPrototipo de vehículo ecológico con aplicaciones orgánicas tipo buggy -- Solución habitacional mediante el uso de la tierra y las gramíneas como materiales constructivos -- Obtención de subproductos industriales a partir de residuos de naranja (citrus sinensis) variedad valencia -- Aplicación de Mapas Tecnológicos para el apoyo en la selección de tecnologías de energías renovables -- Caracterización de simuladores para medir la potencia en recursos eólicos -- Rediseño de máquina para lavado vehicular industrial autosostenible alimentada por energía solar fotovoltaica -- Equipo portátil de Fabricación de hielo mediante el uso de Energía Solar Fotovoltaica -- Diseño y validación de aerogenerador de eje vertical para generación de energía limpia -- Eje temático: Políticas públicas y seguridad energética para el desarrollo sostenible -- Plan de tecnología e innovación para el desarrollo de políticas ecoamigables en empresas de barranquilla -- Determinación de la potencia eléctrica generada por biomasa a través de mapas tecnológicos -- . Producción de bioetanol por fermentación alcohólica de pulpa de cardón guajiro (stenocereus giceus). -- Eje temático: Energías renovables para la sostenibilidad ambiental -- Evaluación de briquetas elaboradas con raquis residual como alternativa energética al uso de la leña -- Sistema para el uso y reúso de agua subterránea de la comuna 7 de Cúcuta -- Sistema integrado de tratamiento adecuado a los residuos sólidos recuperables para la ciudad de Cúcuta -- Estimación de huella hídrica en el proceso de mampostería de una obra del valle de aburra -- Estudio del potencial energético renovable en el centro internacional de producción limpia Lope por medio de la caracterización de parámetros climáticos utilizando estaciones meteorológicas -- Impacto social y ambiental generado por la implementación de aerogeneradores -- Reconocimiento de flora en zonas potenciales de recarga hídrica en la micro cuenca quebrada cune del municipio de Villeta, departamento de Cundinamarca -- Biodigestión anaerobia como alternativa energética para reducir el consumo de leña en las zonas rurales del municipio de Fonseca, La Guajira -- Implementación de un sistema de captación y tratamiento de aguas lluvias para su aprovechamiento en el C.G.A.O -- Valoración monetaria del beneficio ambiental generado por el páramo de santurbán en el municipio de San José de Cúcuta -- Implementación de un sistema fotovoltaico para bombeo de agua, carga de celulares e iluminación, automatizado -- Eje temático: Energías renovables para la equidad social -- Caracterización y aprovechamiento del potencial energético renovable de afluentes hídricos de ríos y quebradas del departamento de Nariño con el fin de suministrar energía a zonas no interconectadas ZNI -- Transformación de energía calorífica generada y desperdiciada por los aparatos eléctricos en energía eléctrica -- Prototipo de cafetería auto sostenible con energía solar para la Tecnoacademia de Neiva -- Caracterización de proyectos de energía renovable en Colombia -- Evaluación de potencial energético de la biomasa residual de palma africana en el departamento del cesar1a. Ed.na378 página
Análisis de la sostenibilidad y de la rehabilitación de edificios
[ES] Una de las mayores preocupaciones a nivel mundial, en este momento, es el medio ambiente. El sector de la construcción ejerce un gran impacto en el planeta, antes, durante y después del proyecto, por lo que debemos tener siempre en cuenta el impacto medioambiental a la hora de llevar a cabo un proyecto edificatorio. Pese a las diversas normativas y políticas en materia de sostenibilidad y ahorro energético, España dispone todavía de un parque edificatorio muy antiguo, el cual no se adapta a los requerimientos actuales, en lo relativo a la sostenibilidad energética. Por lo que, uno de los puntos claves para la mejora del desarrollo sostenible consiste en, adaptar esas construcciones antiguas, de manera que sean eficientes energéticamente. Este trabajo aborda el estudio del estado de la normativa actual, en materia de sostenibilidad y el análisis del consumo energético de una vivienda de más de 50 años de antigüedad. Posteriormente, se propone una serie de intervenciones, tanto en los elementos constructivos, como en las instalaciones energéticas y demás a fin de reducir el gasto energético de ésta, y aproximarla así a los requerimientos energéticos actuales.[EN] One of the biggest concerns at the global level, at this time, is the environment. The construction sector has a great impact on the planet, before, during and after the project, so we must keep in mind the impact on the environment when carrying out a building project.
Despite the various regulations and policies on sustainability and energy saving, Spain has still a very old building park, which does not adapt to today's requirements, with regard to sustainable energy. So, one of the key points in the improvement of the sustainable development consists in adapting these old buildings, in a way to make them energetically efficient.
In this work, pursued the study of the state of the current regulations, in terms of sustainability, the analysis of the energy consumption of a dwelling with more than 50 years old. For, then, propose a series of interventions, in building elements, energy and other facilities, in order to reduce its energy expenditure, and approached it to the current energy requirements.[CA] Una de les majors preocupacions a nivell global, en aquest moment, és el medi ambient. El sector de la construcció té un gran impacte en el planeta, abans, durant i després del projecte, així que cal tindre en compte l'impacte mediambiental quan es realitze un projecte d’edificació. Malgrat les diverses normatives i les polítiques de sostenibilitat i estalvi energètic, Espanya encara té un parc edificatiu molt antic, que no s'adapta a les necessitats actuals, pel que fa a la sostenibilitat energètica. Així, un dels punts claus en la millora del desenvolupament sostenible consisteix en adaptaraquestes construccions antigues, de manera que sigueneficients energèticament.En aquest treball, es persegueix l'estudi de l'estat de la normativa vigent, en termes de sostenibilitat, l'anàlisi del consum energètic d'un habitatge de més de 50 anys d'antiguitat. Per a, després, proposar una sèrie d'intervencions, tant en els elements constructius, com en les instal·lacions d'energia i altres, per tal de reduir la despesa energètica d’aquest i així acostar-se a les necessitats energètiques actuals.Mekuy Nguema, LM. (2019). Análisis de la sostenibilidad y de la rehabilitación de edificios. http://hdl.handle.net/10251/124844TFG
Generación y transferencia de ciencia, tecnología e innovación como claves de desarrollo sostenible y cooperación internacional en América Latina
El avance del conocimiento científico, la tecnología y la innovación constituyen un objetivo de carácter transversal para el desarrollo sostenible en el marco de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030. La evidencia para América Latina demuestra que la falta de vinculaciones entre la investigación que realizan las instituciones científicas y las universidades, y la del sector productivo e industrial, obedece a una combinación de factores de carácter estructural e institucional. Estos factores responden a razones históricas —que se derivan de la propia evolución del sistema universitario y de la escasa institucionalización de la relación entre la universidad y el sector productivo— y también se deben a la inadecuación de los sistemas de incentivos y al conjunto de riesgos y altos costes de oportunidad en las relaciones universidad-empresa. La definición y aplicación de acciones en el ámbito de la política nacional de ciencia, tecnología e innovación (CTI), y también en el de la cooperación internacional, implica conocerlas oportunidades, así como las limitaciones y los bloqueos, de la interacción y la transferencia de conocimiento en el seno de los sistemas nacionales de innovación. En este documento se realiza, en primer lugar, una revisión en profundidad de la situación de la región en materia de CTI, y —a partir de la evidencia y los trabajos anteriores— se reseña la heterogeneidad que la caracteriza. Además se analizan las oportunidades, debilidades y bloqueos que son comunes a los sistemas de la región. Bajo este diagnóstico, se identifican los problemas comunes, las experiencias que permiten contrastar las posibilidades de la cooperación internacional y los espacios para profundizar en la cooperación euro-latinoamericana. El trabajo concluye reseñando las ventajas de promover una mayor interacción —en el ámbito nacional e internacional— a partir de aspectos tales como el potencial de movilidad internacional, el intercambio de experiencias y la colaboración en el desarrollo de capacidades endógenas
Arquitectura de software para navegación autónoma y coordinada de enjambres de drones en labores de lucha contra incendios forestales y urbanos
Los progresos alcanzados dentro del área de los Vehículos Aéreos No Tripulados,
conocidos comúnmente como drones, han ocasionado un aumento exponencial
de su mercado, gracias, principalmente, al desarrollo e implementación de soluciones
tecnológicas innovadoras. La capacidad de este tipo de aeronaves de poder
embarcar un gran abanico de sensores provoca que, en la actualidad, se oriente
el uso de esta tecnología a un amplio conjunto de aplicaciones y servicios, como
son las emergencias y, en concreto, aquellas relacionadas con los incendios, tanto
forestales como urbanos.
La aparición y crecimiento de empresas, como Drone Hopper S.L, cuya labor se
destina al diseño y fabricación de drones de alta capacidad de carga y autonomía
destinados a la lucha contra el fuego han provocado que dichas plataformas aéreas
se posicionen como una potente y eficaz herramienta en el campo de las emergencias
y la seguridad. Actualmente, la empresa Drone Hopper se encuentra inmersa
en el diseño y desarrollo de la plataforma WILD HOPPER, capaz de trasladar
hasta 600 litros de carga útil y realizar maniobras eficaces en labores de extinción
de incendios, gracias, en gran parte, a su sistema patentado de liberación de líquidos.
Junto a este sistema, los drones fabricados por Drone Hopper, presentan la
ventaja de poder realizar trabajos durante la noche, complementando los trabajos
de los medios aéreos tradicionales y, en conjunto, superando las limitaciones de
otras plataformas aéreas no tripuladas, cuyo uso en trabajos relacionados con los
incendios se limitan a la monitorización y vigilancia de áreas de interés.
En los últimos años, se ha producido el nacimiento y expansión de los denominados
enjambres de drones, o lo que es lo mismo, equipos escalables de varias
aeronaves no tripuladas que operan de manera coordinada y que permiten explotar
el uso de tecnologías como la desarrollada por la empresa Drone Hopper. Actualmente,
la expansión de estos sistemas es fruto del crecimiento en las investigaciones
y desarrollos dentro de este campo, ocasionado, principalmente, por las ventajas
que presentan los enjambres de drones en términos de robustez, versatilidad y eficacia. La posibilidad de poder desplegar en un mismo área un conjunto de drones
que realicen tareas de manera coordinada provoca, en primer lugar, que se disponga
de una herramienta robusta contra averías, en la que la pérdida de cualquiera de los drones intervinientes en la misión no implicaría el fracaso de la misma. Y, en segundo lugar, que se establezca una actuación eficaz ligada a la reducción del
tiempo de respuesta y, a la posibilidad de acometer diferentes tareas de manera
simultánea. Junto a esto, destacar que el enjambre de drones no está únicamente
relacionado al uso de aeronaves no tripuladas con similares características, sino
que existe la posibilidad de emplear equipos heterogéneos de drones, o lo que es lo
mismo, desplegar sobre un mismo escenario drones con diferentes características,
tanto a nivel estructural como de carga de pago, lo que origina que se disponga de
una herramienta tecnológica de alta versatilidad. Estas tres características convierten
a los enjambres de drones en una herramienta tecnológica de alto valor añadido
en trabajos relacionados con la lucha contra el fuego, los cuales se caracterizan por
el dinamismo, la adversidad, condiciones extremas y rápidamente cambiantes, en
las que el uso de sistemas robustos y versátiles presentan una alta aplicabilidad.
Aunque junto a estas propiedades existe un aspecto, el cual sigue constituyendo
un campo de estudio, investigación y desarrollo, como es la navegación autónoma
y cooperativa de dichos enjambres, lo que permitiría poder emplear esta tecnología sin supervisión humana en la zona, reduciendo de esta manera el riesgo y
exposición de vidas humanas. Por este motivo, a lo largo del presente trabajo se
desarrolla e implementa una arquitectura de software multi-capa capaz de permitir
la navegación autónoma y coordinada de un enjambre de drones para poder
acometer trabajos esenciales en la lucha contra el fuego, tanto en áreas urbanas
como forestales. La arquitectura propuesta incluye un conjunto de métodos redundantes
y complementarios que permiten establecer diferentes capas de control para
permitir la navegación sin supervisión y cooperativa del enjambre.
La primera de las capas consiste en un planificador de trayectorias, basado en
información del entorno en 2D y en 3D, que permite dotar a la arquitectura de un
método eficiente y escalable que genere como solución un conjunto de trayectorias
óptimas y seguras para que cada uno de los drones pueda alcanzar una ubicación
determinada en el entorno. Junto a la efectividad y la escalabilidad, el método
propuesto se caracteriza por ser altamente configurable, la cual permite la generación de trayectorias en diferentes situaciones, entre las que destaca la posibilidad
de establecer una solución que permita al enjambre de drones alcanzar un objetivo
en cuestión bajo una formación concreta, de cara a realizar labores de extinción
de manera más eficaz.
La segunda de las capas consta de un gestor de colisiones, formado por diferentes
desarrollos y algoritmos, que dotan al enjambre de un sistema de detección
y evasión de obstáculos, tanto entre drones del enjambre como con obstáculos presentes
en el entorno, que garanticen la navegación segura y libre de colisiones de
cada uno de los agentes del enjambre.
Por último, la arquitectura de software desarrollada en la presente tesis doctoral busca dotar a cada agente del enjambre de un modelo de toma de decisiones
inteligente, el cual permita a cada aeronave, de manera autónoma, escoger una
secuencia de acciones que le permita alcanzar un objetivo concreto. Este modelo
inteligente de toma de decisiones complementa a todos los métodos de la arquitectura
propuesta y, permite, de manera redundante establecer un desarrollo adicional
que garantice la navegación autónoma del enjambre en entornos dinámicos.
La combinación de estos desarrollos bajo una misma arquitectura provoca el
despliegue de una flota de drones capaz de navegar y realizar trabajos de manera
autónoma y cooperativa sobre entornos adversos y dinámicos, como es el caso de
los incendios. Por tanto, los trabajos y desarrollos de la presente tesis doctoral se
centran en crear una herramienta tecnológica de alto valor añadido, a partir del
desarrollo de arquitecturas de software embarcadas en un enjambre escalable de
drones que, trabajando de manera coordinada, establezca una respuesta rápida,
eficiente y robusta al problema de los incendios, tanto forestales como urbanos.The progress achieved in the area of Unmanned Aerial Vehicles, commonly
known as drones, has caused an exponential increase in its market, mainly thanks
to the development and implementation of innovative technological solutions. The
capacity of this type of aircraft to be able to embark on a wide range of sensors
means that, at present, the use of this technology is directed at a wide range of
applications and services, such as emergencies and, specifically, those related to
fires, both forest and urban.
The appearance and growth of companies such as Drone Hopper S.L., whose
work is aimed at the design and manufacture of high load capacity and autonomy
drones for firefighting, has led to these aerial platforms being positioned as
a powerful and effective tool in the field of emergencies and security. Currently,
Dron Hopper is immersed in the design and development of the WILD HOPPER
platform, capable of carrying up to 600 liters of payload and perform effective
maneuvers in fire fighting, thanks largely to its patented system of liquid release.
Together with the system, the drones manufactured by Drone Hopper have the
advantage of being able to carry out work at night, complementing the work of
traditional aerial means and, as a whole, overcoming the limitations of other unmanned
aerial platforms, whose use in fire-related work is limited to the monitoring
and surveillance of areas of interest.
In recent years, there has been the birth and expansion of the so-called drone
swarms, or what is the same, scalable equipment from various unmanned aircraft
that operate in a coordinated manner and that allow the use of technologies such as
the one developed by the Drone Hopper company. Currently, the expansion of these
systems is the result of the growth in research and development within this field,
caused mainly by the advantages that drone swarms present in terms of robustness,
versatility, and efficiency. The possibility of being able to deploy in the same area
a set of drones that carry out tasks in a coordinated way causes, in the first place,
that a robust tool against breakdowns is available, in which the loss of any of
the drones involved in the mission would not imply the failure of the same one.
And, secondly, that an effective action is established, linked to the reduction of the
response time and to the possibility of undertaking different tasks simultaneously.
In addition to this, it is important to point out that the swarm of drones is not
only related to the use of unmanned aircraft with similar characteristics, but that
there is also the possibility of using heterogeneous drone teams, or what is the
same, deploying drones with different characteristics on the same stage, both at a
structural and payload level, which results in a highly versatile technological tool.
These three characteristics make drone swarms a high value-added technological
tool in firefighting related work, which is characterized by dynamism, adversity,
extreme and rapidly changing conditions, in which the use of robust and versatile
systems have high applicability.
Although together with these properties there is an aspect, which continues to
be a field of study, research, and development, as is the autonomous and cooperative
navigation of these swarms, which would allow the use of this technology
without human supervision in the area, thus reducing the risk and exposure of
human lives. For this reason, throughout the present work, multi-layer software
architecture is developed and implemented that is capable of allowing the autonomous
and coordinated navigation of a swarm of drones to be able to undertake
essential fire-fighting work, both in urban and forest areas. The proposed architecture
includes a set of redundant and complementary methods that allow establishing
different control layers to enable unsupervised and cooperative navigation
of the swarm.
The first layer consists of a path planner, based on 2D and 3D environmental
information, which provides the architecture with an efficient and scalable method
that generates a set of optimal and safe paths as a solution so that each of the drones
can reach a particular location in the environment. Along with the effectiveness
and scalability, the proposed method is characterized by being highly configurable,
which allows the generation of trajectories in different situations, among which
highlights the possibility of establishing a solution that allows the swarm of drones
to reach a target in question under a specific training, to perform extinction work
more effectively.
The second of the layers consists of a collision manager, formed by different
developments and algorithms, which provide the swarm with a system for detecting
and avoiding obstacles, both between drones of the swarm and with obstacles
present in the environment, to ensure safe and collision-free navigation of each of
the agents of the swarm.
Finally, the software architecture developed in this doctoral thesis seeks to
provide each swarm agent with an intelligent decision-making model, which allows
each aircraft, autonomously, to choose a sequence of actions that will allow it to
reach a speciffic objective. This intelligent decision-making model complements all
the methods of the proposed architecture and, redundantly, allows the establishment
of additional development that guarantees the autonomous navigation of the swarm in dynamic environments.
The combination of these developments under the same architecture results
in the deployment of a fleet of drones capable of navigating and working autonomously
and cooperatively in adverse and dynamic environments, such as fires.
Therefore, the work and developments of this doctoral thesis are focused on creating
a technological tool with high added value, from the development of software
architectures embedded in a scalable swarm of drones that, working in a coordinated
manner, establish a rapid, efficient and robust response to the problem of
fires, both forest and urban.Programa de Doctorado en Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Automática por la Universidad Carlos III de MadridPresidente: Pascual Campoy Cervera.- Secretario: Javier Fernández Andrés.- Vocal: Walterio W. Mayol-Cueva