Otros proyectos

Histórico de laboratorios virtuales UPM

Otros proyectos

Estos son algunos de los proyectos desarrollados en los últimos años, algunos de ellos ya sin uso y otros de ellos en proceso de actualización. Muestran el alcance del servicio de Laboratosio Virtuales y la evolución en la tecnología de virtualización 3D.

Biología

Biología

Realización de prácticas de histología y microscopia.

Responsable/s académico/s:
Sara Mira y Juan B. Martínez Laborde
Asignatura y Escuela responsables del Laboratorio:
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica,Alimentaria y de Biosistemas.
Descripción del Laboratorio:

El Laboratorio virtual de Biología UPM es un entorno virtual 3D que permite desarrollar las prácticas de obtención y observación de preparaciones histológicas.

La realización presencial de preparaciones histológicas de tejidos para su observación al microscopio no está al alcance de la mayoría de los estudiantes debido al tiempo real requerido para la ejecución de los protocolos de laboratorio y al posible riesgo que supone el uso de algunos productos químicos utilizados en histología.

Por este motivo,el laboratorio virtual permite a los estudiantes adquirir las competencias prácticas necesarias que,por limitaciones de tiempo y peligrosidad del material manejado,no pueden desarrollarse en el laboratorio de forma presencial.

Este laboratorio tiene a su vez dos laboratorios. Por un lado,el laboratorio de histología,donde los estudiantes pueden conocer la metodología básica para la obtención de preparaciones histológicas a partir de ápices de raíz de cebolla. Y,por otro lado,el laboratorio de microscopía,donde los estudiantes aprenden a manejar un microscopio óptico y,posteriormente,observan las distintas fases de la mitosis o división celular en preparaciones histológicas de células vegetales de ápices de raíz de cebolla.

Con la ejecución de este laboratorio los estudiantes conocerán la metodología general para la obtención de preparaciones histológicas de tejidos vegetales,aprenderán el manejo básico de un microscopio óptico e identificarán las distintas fases de la mitosis en células vegetales.

 
Biotecnología Agroforestal

Biotecnología Agroforestal

Estudiar la función del gen de chopo que actúa como antibiótico.

Responsable/s académico/s:
Jaime Ramírez Rodríguez | Marta Berrocal | Mariano Rico Almódovar | Angélica de Antonio Jiménez
Asignatura y Escuela responsables del Laboratorio:
Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Montes,Forestal y del Medio Natural.
Descripción del Laboratorio:

El Laboratorio virtual de Biotecnología UPM es un entorno virtual 3D que permite desarrollar prácticas para estudiar la función de un gen de chopo (populus sp) que codifica un antibiótico vegetal que le hace resistente a enfermedades,siendo la proteína responsable de proteger al chopo frente al ataque de ciertos hongos fitopatógenos

La gran ventaja de utilizar un entorno virtual es la aceleración de los procesos,ya que permite acelerar la reacción bioquímica y el crecimiento de un sistema vegetal,tanto de árboles como de plantas herbáceas. Algo que en la vida real puede tardar un par de años con un coste de 15.000€,gracias a este entorno virtual se puede desarrollar la práctica y adquirir las competencias necesarias en 2 horas.

La práctica consta de cuatro fases secuenciales. La primera es la fase de regeneración de material vegetal o micropropagación. En esta fase,a partir de un chopo de 3 meses,desarrollado mediante técnicas de cultivo invitro,se obtendrán más árboles. En la segunda fase se aumenta la cantidad de gen a estudiar mediante transformación. La tercera fase es el fenotipado,donde se infectan los árboles con hongos y se estudia su fenotipo para determinar si los árboles con mayor cantidad del antibiótico son más resistentes al patógeno.

En este laboratorio los estudiantes aprenderán a manejar el material de un laboratorio de Biotecnología Agroforestal,tanto la maquinaria como el instrumental de laboratorio. Podrán utilizar una cabina de flujo laminar,una cámara visitable de crecimiento controlado de plantas,micropipetas,vasos de precipitado,tubos,bandejas de hielo,hornos,autoclaves y,por último,material vegetal de crecimiento virtual. Además,dispondrán de una guía de fundamentos y otra de protocolos de laboratorio,donde podrán consultar la base teórica de la práctica y los pasos a seguir en cada momento. De esta forma,podrán adquirir las competencias necesarias para realizar una práctica en un laboratorio real.

 
Ciencia e ingeniería de materiales

Ciencia e ingeniería de materiales

Realización de las prácticas de física de un laboratorio de ciencia de materiales.

Responsable/s académico/s:
José Ygnacio Pastor Caño
Asignatura y Escuela responsables del Laboratorio:
Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos,Canales y Puertos.
Descripción del Laboratorio:

El Laboratorio virtual de Ciencia e ingeniería de Materiales UPM es un entorno virtual 3D que permite desarrollar las prácticas de Física,realizar medidas de longitudes y masas,medidas eléctricas y aplicar la Teoría de Errores.

Este laboratorio virtual permite a los estudiantes generar un objeto geométrico de forma aleatoria,tomar su peso y medir la longitud del calibre. Posteriormente,relacionado con la Teoría de Errores y el tercero de medidas eléctricas.

Con la realización de este laboratorio los estudiantes aprenderán el correcto uso de los distintos equipos y herramientas del laboratorio como la báscula,balanza,calibre y multímetro.

 
Electrónica "eLab3D"

Electrónica "eLab3D"

Laboratorio de electrónica analógica.

Responsable/s académico/s:
Sergio López,Antonio Carpeño y Jesús Arriaga
Asignatura y Escuela responsables del Laboratorio:
Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Sistemas de Telecomunicación.
Descripción del Laboratorio:

El Laboratorio virtual de Electrónica UPM es un entorno virtual 3D que permite desarrollar las prácticas de electrónica analógica.

Los estudiantes tienen a su disposición virtualmente un laboratorio analógico compuesto por osciloscopio,fuente de alimentación,generador de funciones y multímetro,así como los circuitos electrónicos necesarios para realizar las prácticas.

La gran ventaja de este laboratorio es que los estudiantes pueden realizar las prácticas en cualquier momento y en cualquier lugar,sin necesidad de acudir al laboratorio que dispone de puestos limitados insuficientes para el número de estudiantes. De este modo,dedican el tiempo necesario a realizar sus prácticas y adquirir los conocimientos electrónicos.

Los estudiantes tienen a su disposición el simulador de circuitos electrónicos analógicos ORCAD,una herramienta de CAD (Computer Aided Design) electrónico que permite simular el funcionamiento de un circuito antes de montarlo en la placa de inserción. De este modo,aumenta considerablemente las probabilidades de que el circuito funcione correctamente la primera vez que se monte,ahorrando tiempo en el proceso de implementación del circuito.

Dentro del laboratorio,los estudiantes pueden realizar 2 prácticas. En la primera aprenderán a manejar el instrumental del laboratorio y en la segunda aprenderán a manejar ORCAD PSpice.

Una vez superadas estas prácticas,tendrán las competencias necesarias para poder configurar,programar y usar una fuente de alimentación. Asimismo,podrán seleccionar de forma adecuada los posibles tipos de medida básicos que se pueden realizar con el multímetro como la resistencia,voltaje continuo y alterno,corriente continua y alterna y frecuencia o periodo en un circuito,evitando posibles daños al mismo. Aprenderán a programar los parámetros de configuración y los valores de la forma de onda a generar en un generador de funciones. Y,por último,configurar con el osciloscopio la base de tiempos y las opciones relacionadas con el trigger (fuente de disparo,flanco y nivel) para la correcta visualización de las señales.

Con la práctica de ORCAD Pspice los alumnos aprenderán a capturar esquemas de circuitos sencillos constituidos por resistores,una fuente de tensión continua y un generador de señal y simulando su funcionamiento.

 
Ensayo de motores cohete d ...

Ensayo de motores cohete de propulsante sólido

Verificar el diseño de motores y el control del envejecimiento que se realiza de los arsenales militares.

Responsable/s académico/s:
Juan Manuel Tizón Pulido
Asignatura y Escuela responsables del Laboratorio:
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio.
Descripción del Laboratorio:

El Laboratorio virtual de Ensayo de motores cohete de propulsante sólido UPM es un entorno virtual 3D que permite realizar la verificación del diseño de los motores y el control del envejecimiento que se realiza de los arsenales militares.

La realización de este laboratorio es inviable en un entorno universitario en el mundo real debido a que las instalaciones necesarias para ello son muy costosas y entrañan una peligrosidad intrínseca debido a la naturaleza de los propulsantes,ya que gran parte de ellos son explosivos. Estas instalaciones sólo están disponibles en el INTA y en el ITM.

Este Laboratorio Virtual permite recrear el ensayo de Motores Cohete de Propulsante Sólido que consta de tres elementos básicos:biblioteca de motores,celda de ensayos (suele ser una instalación abierta) y sala de control y toma de medidas.

Los estudiantes pueden seleccionar el motor de una biblioteca o “diseñar” un motor seleccionando los elementos y el valor de un conjunto de parámetros (previamente prefijados en la biblioteca). Posteriormente,pueden configurar la climatización (opcional),instalar el cohete en la bancada de ensayo,conectar el sistema de ignición y los sensores de medida y,finalmente,lanzar el ensayo.

Como resultado del ensayo se obtiene la evolución temporal del empuje y de la presión de cámara,de cuyo análisis,se pueden obtener los datos más relevantes sobre el comportamiento de los diferentes elementos del motor. Entre los que destacan el ritmo de abrasión de la garganta de la tobera,el comportamiento balístico del propulsante y la evolución de la superficie de combustión. Así mismo,es posible constatar la influencia de las condiciones ambientes (presión y temperatura) en las características de combustión de propulsante (climatización) y la respuesta aerodinámica de la tobera,estimando el coeficiente de empuje a partir de sus datos geométricos.

Además,en consonancia con las actividades que se desarrollan en este tipo de centros,es posible recrear el ensayo de las características balísticas de los propulsantes en una bomba Crawford,hacer análisis químicos y obtener características de combustión mediante el empleo de software disponible en la red.

Con este laboratorio los estudiantes podrán adquirir unos conocimientos que serían imposibles de lograr en instalaciones universitarias.

 
Experimentación química

Experimentación química

Determinar elementos tóxicos en muestras de suelo mediante mineralización en horno microondas y análisis por ICP-AES.

Responsable/s académico/s:
Rosario Torralba (jubilada) y Sara García
Asignatura y Escuela responsables del Laboratorio:
E. T. S. I. Caminos, Canales y Puertos .
Descripción del Laboratorio:

El Laboratorio virtual de Experimentación Química UPM es un entorno virtual 3D que permite desarrollar las prácticas para la determinación de elementos tóxicos (As,Cd,Cr,Cu y Pb) en muestras de suelo mediante mineralización en horno microondas y análisis por ICP-AES.

La experimentación química presencial de este tipo de ensayos es muy peligrosa debido a la toxicidad de las muestras,además sería necesario mayor tiempo para realizar las prácticas.

Los estudiantes pueden realizar la práctica en dos fases. En la primera disponen de mesas con ordenadores con acceso a diversos materiales audiovisuales como videos de prácticas de química,que se realizan en distintas titulaciones,y al quimitrivial-UPM. En la parte central de este edificio se sitúa un laboratorio en el que se pueden realizar operaciones básicas y experiencias sencillas relacionadas con la química. Para ello,disponen de balanzas analíticas,campanas extractoras,horno microondas y nevera.

Una vez superada la parte preparatoria,los estudiantes acceden al módulo de preparación y al módulo de instrumentación,donde pueden reproducir un procedimiento real para la determinación simultánea de elementos tóxicos (arsénico (As),cadmio (Cd),cromo (Cr),cobre (Cu) y plomo (Pb)) en una muestra de suelo contaminado,mediante mineralización de la misma en horno de microondas (MW) y posterior análisis por espectrometría de emisión atómica con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-AES).

 
IDEA S.A.

IDEA

Asume el rol de contable dentro de la empresa IDEA en este juego virtual.

Responsable/s académico/s:
Oliva González González
Asignatura y Escuela responsables del Laboratorio:
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Civil.
Descripción del Laboratorio:

Dirigido a estudiantes de Organización y Gestión de Empresas Ingeniería Financiera e Introducción a la Contabilidad, Empresa, Contabilidad financiera.

El laboratorio virtual de empresa es un juego virtual en el que el estudiante asume el rol de contable dentro de la empresa IDEA. Se enfrenta a distintas circunstancias que le ponen a prueba y le permiten adquirir conocimiento en el campo de la empresa y realizar un entrenamiento en la toma de decisiones.

Este laboratorio está dirigido a estudiantes de las asignaturas Organización y Gestión de Empresas Ingeniería Financiera e Introducción a la Contabilidad, Empresa, Contabilidad financiera.

Al acceder a la práctica, el estudiante se encuentra en la recepción del edificio, donde se encuentra con una introducción al laboratorio y un tutorial. A continuación, avanza al ascensor donde elegirá la planta asociada a cada determinado rol.

Actualmente, solo está disponible el rol de Contable, donde tendrá que realizar distintas operaciones comerciales como son compras, ventas, préstamos e inversiones y operaciones relacionadas con la gestión de personal, como son el pago de nóminas, seguridad social, etc. En función de si lo realiza correctamente o no, tendrán distintas penalizaciones, que pueden terminar con una sanción administrativa para la empresa o bien una penalización personal, que puede llegar a la pérdida del trabajo y/o consecuencias mayores. La tarea final consiste en la elaboración de la cuenta de pérdidas y ganancias, y el balance de situación.

 
Inteligencia de materiales ...

The Game

Inteligencia de materiales: el juego

Responsable/s académico/s:
José Ygnacio Pastor Caño
Asignatura y Escuela responsables del Laboratorio:
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Civil.
Descripción del Laboratorio:

Este laboratorio reproduce un juego de cartas educativo para enseñar ciencia de los materiales a los estudiantes. Permite jugar a 2 o más jugadores. El juego comienza barajeando las cartas y repartiéndolas boca abajo. Cada jugador pone la carta de arriba boca arriba, pero de forma que los demás no la vean. Cada carta presenta un material con 6 atributos. El jugador a la izquierda del crupier elige un atributo de la carta superior y lee su número, p. ej. densidad 2320. Otros jugadores leen sus respectivos atributos. El valor más alto en el atributo recoge todas las demás cartas superiores y las coloca en su pila. Luego es el turno del ganador de girar la carta superior y elegir un atributo. En caso de empate en el valor del atributo, estas cartas se colocan en el centro de la mesa y el jugador principal puede elegir otra carta y elegir un atributo. El ganador se lleva las cartas de ambas rondas.

El objetivo es el aprendizaje de las propiedades básicas de los materiales más relevantes a través de la ludificación del proceso educativo en una acción de competitividad positiva.

 
Patología Forestal

Patología Forestal

Identificación y análisis de daños forestales. Simulación de tratamientos fitosanitarios.

Responsable/s académico/s:
José Alfonso Domínguez Núñez
Asignatura y Escuela responsables del Laboratorio:
Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Montes.
Descripción del Laboratorio:

Con el laboratorio de patología forestal, el estudiante aprenderá a identificar los daños forestales y los analizará en el laboratorio, a partir de material didáctico de archivo y simulación de tratamientos fitosanitarios, aprenderá a reconocer los tratamientos preventivos o curativos más adecuados para cada enfermedad forestal.

El laboratorio se divide en dos partes, en la primera, el estudiante realizará una actividad de campo, en la que tiene que acudir a un bosque forestal e identificar y recoger muestras forestales dañadas tales como hojas, ramas, troncos o raíces en una amplia cantidad de especies arbóreas. En la segunda parte, el estudiante tiene que analizar e identificar en el laboratorio las distintas enfermedades existentes en cada muestra forestal.

El laboratorio completo se desarrolla en un edificio virtual ficticio modelado en 3D que replica un laboratorio especializado en la identificación de daños forestales. Se incluye todo el instrumental especializado para realizar este cometido como microscopios, espátulas, rascadores, bisturíes, etc.. Donde el estudiante podrá llevar a cabo la identificación, diagnóstico y cuantificación de daños, selección y aplicación de técnicas de control preventivo o tratamientos curativos y por último realizar un seguimiento.

Con este laboratorio virtual se pueden simular las diferentes enfermedades que pueden tener las muestras, sin necesidad de que estén enfermas, ni usar diferentes elementos patológicos.

 
Química Orgánica

Química orgánica

Identificación de grupos funcionales en química orgánica.

Responsable/s académico/s:
M. Pilar García Armada 
Asignatura y Escuela responsables del Laboratorio:
E.T.S. de Ingenieros Industriales (Química II, Química Orgánica)
Descripción del Laboratorio:

Esta práctica constituye una primera prueba para posteriormente desarrollar otras prácticas virtuales de la misma materia con más complejidad.

Los cambios en el comportamiento físico-químico de las moléculas orgánicas se deben fundamentalmente a la presencia en su estructura de átomos o grupos de átomos distintos del carbono, que constituyen los llamados grupos funcionales.

Los grupos funcionales tratados en esta práctica son:

  • Con enlace sencillo:
    • Alcano
    • Alcoholes
    • Aminas
  • Con enlace múltiple:
    • Alqueno
    • Aldehídos
    • Cetonas
    • Ácidos carboxílicos

    Para cualquier profesional que desarrolle su actividad en relación con la química o los materiales y sus propiedades y aplicaciones, por lo tanto, es muy importante averiguar qué grupos funcionales posee la molécula para predecir propiedades como punto de ebullición, solubilidad en agua, reactividad y su comportamiento en un proceso químico o físico.

    El perfil de este laboratorio es de alumnos de Grado en Ingeniería Química y Tecnologías Industriales.

    El objetivo de esta práctica es que el alumno, siguiendo una sistemática analítica, pueda clasificar una molécula desconocida dentro de una familia orgánica mediante ensayos con reactivos basados en las reacciones más características de los grupos funcionales, que se estudian en las clases de teoría.

    La práctica no requiere el manejo de instrumentación externa, sino que se recreará un laboratorio virtual cuya simulación debe diseñarse para que el alumno vaya realizando una serie de ensayos con productos químicos y material general de laboratorio, siguiendo un esquema, que ofrezcan distintos resultados en función de la muestra ensayada. Se incluye todo el instrumental especializado para realizar este cometido como cabina de flujo, elementos químicos, mechero, etc.

    Estos resultados se mostrarán como cambios de color, aparición de precipitados o de gases.

    La existencia de este laboratorio es fundamental: primero por su originalidad y no existir un laboratorio similar en la UPM ni en otras universidades. La realización de prácticas de química orgánica, implica siempre riesgos por manipulación de sustancias tóxicas o nocivas, muchas de ellas cancerígenas, con volatilidad relativamente alta. La principal ventaja de realizar el laboratorio de manera virtual radica en evitar la peligrosidad del manejo directo con estos productos químico, así como, la reducción del gasto en productos químicos y en equipos y en el mejor aprovechamiento de los espacios reales.

    Las asignaturas de primer curso, Química II, de las dos titulaciones dedican medio semestre al estudio de la Química Orgánica.

    El laboratorio está formado por una práctica que se divide en dos fases: en primer lugar, el alumno tiene que realizar unas reacciones químicas controladas con sustancias químicas conocidas y observar las distintas reacciones que estas producen (cambios de color, aparición de precipitados o de gases, etc.). La segunda fase de la práctica, al alumno se le entregan dos moléculas desconocidas y en base a lo aprendido en la primera fase, debe realizar una serie de reacciones químicas para en base a los experimentos que realice y los resultados que obtenga, el alumno debe interpretar estos resultados y asignar un grupo funcional a la molécula.

 
Regulación y Control

Regulación y Control

Modelado, identificación y control de diferentes parámetros en motor de corriente continua controlado por inducción y en depositos de agua interconectados.

Responsable/s académico/s:
Antonio Barrientos y Enrique Pinto
Asignatura y Escuela responsables del Laboratorio:
Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales.
Descripción del Laboratorio:

En este laboratorio el estudiante dispone de dos sistemas físicos de las asignaturas de Dinámica de Sistemas y Fundamentos de Automática, donde modelan, identifican y controlan distintos parámetros.

El primero de ellos es un motor de corriente continua controlado por inducción, que es un sistema de servomecanismo de posición. Permite definir la entrada al sistema como referencia de velocidad o posición, bien de manera manual o mediante la generación de trenes de pulsos, dientes de sierra o señales senoidales. El objetivo es modelar e identificar un sistema de primer orden (aproximación habitual del modelo del motor de corriente continua) y de segundo orden (servo de posición).

El segundo consiste en una serie de depósitos de agua interconectados. Cada deposito está compuesto por válvulas de entrada, salida e interconexión entre los depósitos, y bombas que aportan el caudal, así como distintos sensores de nivel y caudal y sus correspondientes reguladores. Mediante la apertura o cierre de unas u otras válvulas se configurarán diferentes sistemas de acoplamiento de los depósitos, dando lugar así a diferentes sistemas finales. El estudiante deberá modelar teóricamente el sistema y linealizarle en un punto de funcionamiento, analizando y prediciendo su comportamiento.

 
Simulador de Poda de Frutales

Simulador poda de frutales

Visualiza el crecimiento de un frutal dependiendo de la poda.

Responsable/s académico/s:
María Gómez del Campo
Asignatura y Escuela responsables del Laboratorio:
Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Montes,Forestal y del Medio Natural.
Descripción del Laboratorio:

El Laboratorio virtual de Poda de frutales UPM es un entorno virtual 3D que permite visualizar la respuesta vegetativa de un árbol frutal según las distintas intervenciones de poda de formación.

Este laboratorio fomenta que los estudiantes adquieran competencias prácticas que,por limitaciones de tiempo y espacio,es más complejo desarrollar en un entorno real. La respuesta a la poda en el mundo real supone esperar una campaña de crecimiento vegetativo,y se precisa de instalaciones con frutales en varios estados de formación,mientras que en el mundo virtual el alumno puede comprobar el estado del árbol después de 4 años.

En el laboratorio de poda de frutales,el estudiante comenzará con un árbol en invierno,con brotes y yemas,en el que,según las diferentes opciones de corte ejecutadas por los estudiantes,el simulador presenta el aspecto del árbol que tendrá en la campaña siguiente. Permite ejecutar cortes de poda durante 3 años. Para finalizar,se visualiza el aspecto que tendrá el árbol en el verano del cuarto año.

Con la ejecución de este laboratorio,el estudiante podrá poner en práctica los conceptos adquiridos en las clases teóricas de poda,como pueden ser:observar la evolución anual de los árboles dependiendo del tipo de poda realizada,evaluar el efecto a largo plazo de distintas decisiones de poda,y observar si las decisiones de poda tomadas a lo largo de los años son adecuadas para alcanzar la forma del árbol deseada,en cuanto a tamaño de tronco y disposición de las ramas.

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Zona tutorial UPM

Zona tutorial UPM

Comienza a moverte e interactuar en el mundo virtual UPM.

 Responsable/s académico/s:
Equipo 3DLabs UPM
 Asignatura y Escuela responsables del Laboratorio:
Gabinete de Tele-Educación
 Descripción del Laboratorio:

Región formada por una serie de salas conectadas. A lo largo de cada sala se realizarán una serie de pruebas para familiarizarse con la interfaz y manejo del visor 3D,acompañadas con las explicaciones pertinentes. Por ejemplo,tocar/mover objetos,hablar por el chat,movimientos de la cámara…

Al realizar cada prueba,las puertas de las salas se abrirán permitiendo el paso a la siguiente sala.

Hay que tener en cuenta que las pruebas no son obligatorias,pero si recomendables para aprender a desenvolverse por el entorno con mayor facilidad.

 

Sobre nosotros

El Servicio de Laboratorios Virtuales en 3D de la UPM se ofrece a través del Gabinete de Tele-Educación de la Universidad Politécnica de Madrid. Contacte con nosotros para más detalle.

Contacto

Dirección
Gabinete de Tele-Educación.
(Universidad Politécnica de Madrid).
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