Aplicaciones en ingeniería y arquitectura

El objetivo de la asignatura es capacitar al estudiante para el uso de Sistemas Aéreos no Tripulados (UAS) en el ámbito de actuación de las Ingenierías civiles e industriales, la arquitectura.
Al finalizar el curso el alumno o alumna conocerá los principios teóricos y prácticos de la tecnología UAS para la captura, procesado y representación de información espacial, en el ámbito de la edificación, construcción y el patrimonio, la gestión, el control y conservación de obras de edificación e infraestructuras, así como, el seguimiento, monitorización e inspección en el sector energético, minero e industrial.

La memoria del título contempla para esta materia los siguientes contenidos:
Introducción. Aplicación de los PPAS en el ámbito de la ingeniería, la arquitectura y el territorio, incluidos los sectores de la Ingeniería civil, industrial y minera; la industria, la energía y las telecomunicaciones; la arquitectura, la arqueología y el patrimonio cultural; la planificación y gestión del territorio. Levantamientos a partir de fotografías con UAS para la elaboración de planos y cartografía 2D y 3D; fotomosaicos y ortofotografías; y Modelos digitales del terreno (MDT) y de superficie (MDS). Monitorización y seguimiento con UAS en obras de ingeniería, edificación y explotaciones mineras. Mediciones y Cálculo de volúmenes. Auscultación, inspección y mantenimiento de infraestructuras. Inspección visual y de contacto. Líneas de Vista LoS (Line of Sight). Imágenes multiespectrales y Termografía. Análisis de puntos calientes, detección de fugas, anomalías y/o patologías. Eficiencia energética.Modelado y reconstrucción 3D y 4D para ingeniería, industria, arquitectura y patrimonio. Modelado, texturizado y renderizado. 4D para escenas dinámicas y animación. Tecnologías inmersivas. Divulgación y redes sociales.Territorio: Tipos de datos territoriales. Métodos de análisis espacial y territorial. Normativa e instrumentos de ordenación territorial.

Los contenidos de la materia serán desarrollados de acuerdo al siguiente temario, que constituye el programa teórico y práctico da asignatura:

Programa teórico: (Tiempo presencia 12 h; Tempo de trabajo individual: 4 horas)
- Tema 1. Introducción. Aplicación de los UAS en el ámbito de la ingeniería, la arquitectura y el territorio, incluidos los sectores de la Ingeniería civil, industrial y minera; la industria, la energía y las telecomunicaciones; la arquitectura, la arqueología y el patrimonio cultural; la planificación y gestión del territorio. (Tiempo presencial: 2 horas).
- Tema 2. Levantamientos a partir de fotografías con UAS para la elaboración de planos y cartografía 2D y 3D; fotomosaicos y ortofotografías; y Modelos digitales del terreno (MDT) y de superficie (MDS). (Tiempo presencial: 2 horas).
- Tema 3. Monitorización y seguimiento con UAS en obras de ingeniería, edificación y explotaciones mineras. Mediciones y Cálculo de volúmenes. (Tiempo presencial: 2 horas).
- Tema 4. Auscultación, inspección y mantenimiento de infraestructuras. Inspección visual y de contacto. Líneas de Vista LoS (Line of Sight). Imágenes multiespectrales y Termografía. Análisis de puntos calientes, detección de fugas, anomalías y/o patologías. Eficiencia energética. (Tiempo presencial: 2 horas).
- Tema 5. Modelado y reconstrucción 3D y 4D para ingeniería, industria, arquitectura y patrimonio. Modelado, texturizado y renderizado. 4D para escenas dinámicas y animación. Tecnologías inversivas. Divulgación y redes sociales. (Tiempo presencial: 2 horas).
- Tema 6. Territorio: Tipos de datos territoriales. Métodos de análisis espacial y territorial. Normativa e instrumentos de ordenación territorial. (Tiempo presencial: 2 horas).

Programa de prácticas: (Tiempo presencia 20 h; Tiempo de trabajo individual: 20 horas)
- Práctica 1. Planificación de un proyecto de captura de datos para la generación de productos (cartografía, MDT, volúmenes, …) para la estimación del avance de construcción de una obra lineal. (Tiempo presencial: 2 horas. Tiempo de trabajo individual: 2 horas)

- Práctica 2. Procesados de imágenes UAS para la generación de nubes de puntos, MDT, cartografía 2D y 3D, ortofotos y cálculo de volúmenes de materiales en una cantera a cielo abierto. (Tiempo presencial: 5 horas. Tiempo de trabajo individual: 5 horas)

- Práctica 3. Procesado de datos de cámaras de alta resolución y termográficas parta la inspección de líneas eléctricas y para la detección de patologías y eficiencia energética de edificios. (Tiempo presencial: 5 horas. Tiempo de trabajo individual: 5 horas)

- Práctica 4. Planificación y procesado de datos para el modelado y reconstrucción 3D y 4D de cara a la catalogación y difusión del patrimonio. (Tiempo presencial: 5 horas. Tiempo de trabajo individual: 5 horas).

- Práctica 5. Viaje de prácticas para visitar el CIAR. (Tiempo presencial: 3 horas. Tiempo de trabajo individual: 3 horas).

Además, el alumno resolverá en grupo una serie de Casos de Estudio donde tendrá que demostrar los conocimientos adquiridos en las sesiones de trabajo práctico (Tiempo presencial: 2 horas. Tiempo de trabajo individual: 2 horas) y realizará un Trabajo tutelado individual relacionado con los contenidos de la materia cuyo objetivo será demostrar el dominio de los contenidos teóricos y prácticos adquiridos (Tiempo presencial: 8 horas. Tiempo de trabajo individual: 72 horas).

Bibliografía básica:
- Esteban Herreros, José Luis (coord.) (2015). Los Drones y sus aplicaciones a la ingeniería civil. Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid. https://www.fenercom.com/pdf/publicaciones/Los-Drones-y-sus-aplicacione…
- González-Jorge, H.; Martínez-Sánchez, J.; Bueno, M.; Arias, A.P. Unmanned Aerial Systems for Civil Applications: A Review. Drones 2017, 1, 2.
- Plan Estratégico para el desarrollo del sector civil de los drones en España 2018-2021. Ministerio de fomento. https://www.fomento.gob.es/MFOM/LANG_CASTELLANO/PLANES/PLAN_DRONES_2018…

Bibliografía complementaria
- Ponencias del Congreso CivilDRON (2016, 17 y 18). https://www.civildron.com/pages/ponencias-congreso-civildron.html
- Civil UAVs Initiative. Xunta de Galicia. http://www.civiluavsinitiative.com/es/#segunda-seccion
- Sungjae Lee & Yosoon Choi (2016) Reviews of unmanned aerial vehicle (drone) technology trends and its applications in the mining industry, Geosystem Engineering, 19:4, 197-204, DOI: 10.1080/12269328.2016.1162115
- Yan Li & Chunlu Liu (2019) Applications of multirotor drone technologies in construction management, International Journal of Construction Management, 19:5, 401-412, DOI: 10.1080/15623599.2018.1452101

COMPETENCIAS BÁSICAS Y GENERALES
CG4 - Que los estudiantes adquieran el conocimiento para desarrollar sistemas aéreos no tripulados y planificar operaciones específicas, dependiendo de las necesidades existentes y aplicar las herramientas tecnológicas existentes.

CG5 - Que los estudiantes sean capaces de aplicar, en el ámbito de los sistemas aéreos no tripulados, los principios y metodologías de la investigación como son las búsquedas bibliográficas, la toma de datos y el análisis e interpretación de estos, así como la presentación de conclusiones, de forma clara, concisa y rigurosa.

CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio

CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades

COMPETENCIAS TRANSVERSALES
CT6. Capacidad de trabajo en equipo.
CT8. Capacidad de análisis y síntesis.

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS
CE6. Conocimiento de las buenas prácticas existentes en la operación de sistema aéreos no tripulados para el uso en el ámbito de la ingeniería, la arquitectura y el territorio.

- Sesión magistral (Competencias: CG4 e CE6). El profesor explicará los contenidos teóricos del programa teórico de la materia. Se podrá asistir a las sesiones de aulas físicamente (en la EPSE) ó mediante conexión síncrona a la plataforma Microsoft Teams.
- Prácticas explicadas a través de TIC (Competencias:CG5, CB7, CG4, CT8 e CE6). El alumno realizará las Prácticas explicadas, aplicando el guion elaborado por el profesor, y entregará los resultados correspondientes en forma de memoria breve.
- Estudio de casos (Competencias: CG5, CB7, CG4, CT6, CT8 e CE6). El alumno deberá analizar y resolver un supuesto real, donde se integrarán las enseñanzas de las clases prácticas y teóricas en un ejercicio práctico en equipo presentado como informe técnico.
- Trabajos tutelados (Competencias: CG4, CT8 e CE6). El alumno deberá realizar un trabajo individual relacionado con los contenidos de la materia cuyo objetivo será demostrar el dominio de los contenidos teóricos y prácticos adquiridos.
- Exposición de trabajos (Competencias: CT8 y CB9). El alumno preparará y realizará una presentación del trabajo individual realizado. El profesor revisará a exposición en clase de cada trabajo.
- Visita a organismos y empresas del sector (CB9 y CE6).
- Tutorías. El profesor estará disponible para la resolución de dudas en la realización de los trabajos y prácticas.

Los conocimientos y competencias serán evaluados por un sistema basado en la evaluación continua y en la realización de un trabajo individual. De tal manera que los aspectos a evaluar y su correspondiente ponderación en la nota final serán los siguientes:
- Asistencia a las visitas programadas y seguimiento continuado de la asistencia y participación activa en clase (10%), Competencias: CB2, CG4 e CE6.
- Pruebas periódicas y/o prueba final (20%), Competencias: CG4 e CE6.
- Realización de las prácticas propuestas (40%), Competencias: G5, CB7, CG4, CT6, CT8 e CE6.
- Resolución de casos prácticos (10%), Competencias: CG5, CB7, CG4, CT6, CT8 e CE6.
- Elaboración y presentación del trabajo individual (20%), Competencias: CB9, CG4, CT8 e CE6.

La asistencia al examen no tiene carácter obligatorio, para la superación de la materia.


Las prácticas tienen carácter obligatorio y no se guardará la nota durante cursos consecutivos.
El sistema descrito de evaluación será el empleado tanto en la oportunidad ordinaria como en la extraordinaria de recuperación.
Los requisitos necesarios para aprobar serán los mismos para los estudiantes de primera matrícula que para los repetidores.
La calificación mínima para superar la materia será de 5 puntos.

Los estudiantes que tengan concedida dispensa de asistencia a alguna de las actividades docentes programadas, según lo dispuesto en la Instrucción 1/2017 de la Secretaría General, deben tener en cuenta que, para aprobar esta materia, es obligatoria la realización de las actividades prácticas programadas en la guía docente.

A continuación, se indica el tiempo que cada estudiante debe dedicar a las diferentes actividades de aprendizaje (Horas presenciales; horas de trabajo personal):
- Clases teóricas: 12; 4 h.
- Clases prácticas: 20; 20 h.
- Estudio de casos y presentación de trabajos: 2; 2 h.
- Trabajo Tutelado: 8; 72 h.
- Tutorías: 3; 4 h.
- Actividades de evaluación: 3 h.
- Total: 150 h.

Conocimientos previos de informática básica como usuario y paquetes de oficina.
Asistencia a las clases expositivas y charlas. Las clases prácticas son obligatorias.
Estudio continuado de la materia
Asistencia a las tutorías individuales o en grupo reducido para discutir, comentar e resolver cualquier duda

En esta materia se contempla la Intervención de GAIN en relación con el polo tecnológico de Rozas, la Civil UAVs Initiative y la incubadora de empresas.

La materia también utiliza la USC virtual: http://www.usc.es/campusvirtual/

Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo establecido en la “Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión das cualificacións” ” (artigo 16 da Resolución de 15/6/2011 da USC, DOG de 21/7/2011)".