El Gemelo Digital del Campus Sur UPM

Un modelo digital para la gestión de la sostenibilidad en un entorno universitario a partir de datos públicos

El concepto SmartCampus

Siguiendo el modelo de la SmarCity, donde se busca la gestión inteligente dentro de una ciudad a través de una plataforma de Gemelo Digital, se aplicó dicho concepto a una superficie más pequeña, siendo esta, el Campus Sur de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Con este proyecto se busca:

<<La gestión sostenible e inteligente en un campus universitario a través de una plataforma de Gemelo Digital para la toma de decisiones>>

Concepto Smart Campus


El Campus Sur UPM

Situación del Campus Sur UPM

Este campus se encuentra al sureste de Madrid, al sur de la intersección de la M-40 con la A-3. Dichas autovías provocan un efecto barrera en el campus y en su accesibilidad se echa en falta accesos para bicicletas o viandantes. Sus principales accesos son en coche, autobús, o con una conexión a 15 minutos de Cercanías Renfe y Metro. La población del Campus Sur crece exponencialmente año a año llegando hasta los 5000 usuarios en el año 20-21. Por ello con este trabajo se propone:

<<Desarrollar un Gemelo Digital para mejorar la gestión e la sostenibilidad, movilidad y accesibilidad con datos que permitan investigar la mejora de las áreas a estudiar en diferentes aspectos buscando el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) 2030>>

Objetivo del proyecto

ODS y análisis del proyecto

Para la realización de estos análisis, se obtuvo de distintas fuentes abiertas toda la información existente sobre el Campus Sur y sus alrededores. En el caso del Geoportal del Ayuntamiento de Madrid, los datos descargados fueron los siguientes:

Dato

Tipo de Dato

Estaciones de calidad del aire

Punto

Datos de concentración de NO2, SO2 y O3

Numérico

Datos de concentración de PM10

Numérico

Estación Meteorológica de Moratalaz

Punto

Datos meteorológicos

Numérico

Estaciones de Calidad Acústica

Punto

Datos acústicos

Numérico

Edificios en 3D

Multipatch

Tabla de datos del Geoportal del Ayuntamiento de Madrid incorporados al modelo


Metodología

Para la realización del proyecto se siguió un flujo de trabajo dividido en 3 fases:

Flujo de trabajo

  1. Datos: adquisición, tratamiento y adaptación de los datos al futuro modelo
  2. Análisis: realización de los análisis establecidos en el paso anterior para su incorporación al modelo
  3. Gemelo Digital: creación, modelización y configuración de los futuros modelos según los intereses del espectador

Todo el proyecto se realizó en WGS84 para la fácil incorporación de distintos datos sin importar qué parte del mundo. Además todos estos flujos de trabajo fueron posibles realizarlos gracias a la plataforma ArcGIS, que permitió realizar las 2 primeras fases en software de escritorio (ArcGIS Pro) y tercera fase con la incoporación del modelo a la nube de ArcGIS Online y sus aplicaciones de Experience Builder


Resultados

A continuación se puede observar el modelo realizado para la la gestión de la UPM, también haciendo click en el siguiente botón, se podrá observar un video narrado demostrando todas las funcionalidades del modelo

Modelo digital realizado para la UPM

Como también se menciona en la metodología, se realizó también una aplicación que serviría para la fácil orientación de estudiantes y futuros estudiantes del Campus. Esta aplicación se puede observar en la siguiente imagen:

Ejemplo de la aplicación para estudiantes y futuros estudiantes


Conclusiones

Debido al carácter público de los datos, es cierto que la precisión no es la adecuada para realizar grandes inversiones y toma de decisiones. Aún así, el objetivo del proyecto se ve cumplido, ya que se han podido identificar posibles vías a investigar actualmente en el campus. Se podría ampliar el rango de los productos, implementando modelos BIM, además de personalización de las aplicaciones mediante la API de JavaScript y Python, transformando este proyecto en uno a largo plazo, y creando un modelo único para toda la UPM, que se pudiera utilizar para la gestión global de la universidad.

Notas

Cabe destacar que este proyecto fue realizado como Trabajo de Fin de Grado para el Grado de Ingeniería Geomática. El proyecto recibió una beca de Campus Sostenible en la convocatoria 2023, por parte del Vicerrectorado de Calidad y Eficiencia de la UPM además de haber sido reconocido y presentado en la Conferencia Esri 2023 y la Conferencia RIGTIG 2024

Bibliografía

Digital Twins for cities: a state of the art review Built Environment

Kessler B., Naserentin V., Latino F., Zangelidis C., Thuvander L. & Logg A. (2020) 46 (4) pp.547-573

Planning Walkable Cities: Generative Design approach towards Digital Twin Implementation

Kumalasari D., Koeva M., Vahdatikhaki F., Petrona Atonova D., & Kuffer M., (2023)

Towards Digital Twinning on the Web: Heterogeneous 3D Data Fusion Based on Open-Source Structure

La Guardia M. & Koeva M. (2023)

An application framework of digital twin and its case study

Zheng Y., Yang S. & Chong H. (2019) pp.1141 - 1153

Situación del Campus Sur UPM

ODS y análisis del proyecto

Flujo de trabajo

Ejemplo de la aplicación para estudiantes y futuros estudiantes