Arquitectura digital con drones en la formación profesional

“El aprendizaje de nuevas herramientas tecnológicas desarrolla en los estudiantes competencias tecnológicas y digitales para la resolución de problemas en distintas áreas de conocimiento”.

El mundo de la arquitectura ha tenido una nueva etapa de florecimiento gracias al desarrollo tecnológico y digital que hemos experimentado en las últimas décadas. Esto nos obliga a replantear paradigmas, y a encontrar posturas que definan el enfoque que deberá seguir esta disciplina. Por ello, es fundamental que se incorporen herramientas de vanguardia en los procesos de gestión de la arquitectura, con la finalidad de complementar todo aquello que nos limita en el plano material.

De manera sencilla, podemos decir que la fotogrametría es el estudio, medición e interpretación de la forma a través de la fotografía. Los primeros registros que se tienen de la fotogrametría aérea datan de la segunda mitad del siglo XVIII cuando la fotografía se empezó a utilizar con fines cartográficos. La evolución de los Vehículos Aéreos no Tripulados (VANT) o también llamados “drones” en el contexto popular, han significado una revolución en cuanto al uso de la información en tiempo real, mucho más precisa de lo que habíamos podido experimentar.

“La transformación digital es una competencia transversal que busca que los estudiantes desde su área de conocimiento creen soluciones a las problemáticas de su ámbito profesional con la incorporación inteligente y oportuna de tecnologías digitales de vanguardia”.

Aplicaciones de la fotogrametría con drones

En los proyectos arquitectónicos y urbanísticos es de vital importancia hacer un análisis minucioso de las características y componentes que afectan directa e indirectamente el área de estudio, con la finalidad de considerar todas las variantes posibles y desarrollar con éxito nuestra disciplina.

Actualmente la fotogrametría con drones, y software especializado, nos sirven para generar diferentes resultados como nubes de puntos a color, mallas texturizadas 3D, ortomosaicos, curvas de nivel o mapas térmicos; los cuales nos ayudan a entender de forma más precisa el sitio o el objeto de estudio en cuestión. Es importante aclarar que, la generación de estos recursos a los que podemos denominar “arquitectura digital”, de ninguna manera sustituyen los procesos de estudio tradicionales tales como el análisis del sitio de forma física; más bien son un complemento que nos ayuda a profundizar en su lectura y entendimiento. Además, nos ofrece la posibilidad de contar con información precisa y detallada en tiempos relativamente cortos. De igual forma, es necesario desarrollar la habilidad de interpretar de manera efectiva toda la información recolectada y generada en los procesos antes mencionados.

Algunos ejemplos concretos nos muestran que la fotogrametría con drones también puede ser aplicada para combatir el cambio climático a través del mapeo, la vigilancia y el monitoreo del medio ambiente, como lo hacen actualmente varias universidades de Arizona siendo uno de los estados más calientes de Estados Unidos. Al mantener un monitoreo constante de la zona de estudio se pueden identificar plagas, incendios forestales y otras posibles amenazas crecientes.

La fotogrametría ha sido de ayuda en la preservación de monumentos y en la recuperación y restauración de edificios históricos. Por ejemplo, la Catedral de Notre Dame en París, que sufrió un incendio significativo en el 2019 destrozando gran parte del tejado y su estructura. De igual manera en el caso de la ciudad de Beirut en Líbano, donde en el año 2020 desafortunadamente ocurrió una explosión que causó la muerte de más de 200 personas y causó daños en su arquitectura e infraestructura en un radio superior a los cinco kilómetros.

Otras aplicaciones de la fotogrametría es la creación de escenarios y entornos realistas con Realidad Virtual (RV) que se utilizan en videojuegos o animaciones digitales. Este tipo de escenarios podría ayudar pedagógicamente para impartir o tomar clases virtuales desde sitios lejanos o de difícil acceso. También los estudiantes desarrollan otras habilidades académicas y sociales en lo que hoy se denomina “metaverso”, término que describe al espacio virtual donde las personas actúan e interactúan en una realidad digital.

Práctica docente en arquitectura con el uso de tecnologías digitales

La implementación de la fotogrametría con drones en nuestro proyecto de innovación educativa NOVUS, tiene por objetivo realizar levantamientos topográficos de diferentes sitios y edificios, con la intención de realizar un estudio mucho más profundo que permita a los estudiantes generar proyectos de valor. Del mismo modo, se plantea dar solución a la problemática actual de las restricciones derivadas por la pandemia, ya que grupos pequeños de estudiantes pueden generar flujos de información derivados de estas actividades, y después compartirlos con sus compañeros de forma remota.

La estrategia pedagógica utilizada en esta innovación es el aprendizaje híbrido basado principalmente en investigación y proyectos, mientras que el enfoque metodológico de la experimentación es cualitativo. Las variables que se están utilizando para medir el impacto del proyecto en los estudiantes son la motivación y la transformación digital. Esta última es una competencia transversal que busca que los estudiantes desde su área de conocimiento creen soluciones a las problemáticas de su ámbito profesional con la incorporación inteligente y oportuna de tecnologías digitales de vanguardia.

Desventajas de la fotogrametría aérea

Como cualquier tecnología emergente, su implementación aún tiene algunas áreas de oportunidad que con base en nuestra experiencia describimos a continuación:

La fotogrametría no es la herramienta adecuada para entornos homogéneos, dinámicos, con valores altos de reflectancia, así como con geometrías demasiado complejas.
Los requerimientos del hardware necesario para el correcto funcionamiento del software son altos, sobre todo si se quiere llegar a un nivel detallado de calidad.
Evidentemente, lo que no es capturado en la fotografía no se verá reflejado en la información resultante, lo cual afecta los escaneos en zonas densas de vegetación.

Existen diversas disciplinas tales como arquitectura, urbanismo, realidad virtual, fotografía, diseño y animación digital, entre muchas otras, donde se puede explorar el uso de la fotogrametría para obtener un mejor desarrollo de los proyectos.

Imagen 1. Ortomosaico de la Catedral de Guadalajara, con el propósito de registrar edificios y sitios de interés general para su estudio y preservación. Creación propia (2021).

Resultados preliminares del proyecto

Los resultados preliminares de la investigación en curso nos indican que, la implementación de dicha tecnología en los procesos de enseñanza dentro del aula es positiva. A los estudiantes les motiva aprender nuevas herramientas tecnológicas que faciliten sus procesos de trabajo. Del mismo modo, los profesores hemos observado que los estudiantes desarrollan nuevas competencias con un enfoque tecnológico y digital para la resolución de problemas. Los resultados finales de la investigación los compartiremos más adelante por este medio, después de concluir con la última muestra de estudiantes.

Reflexión

Indudablemente, el uso de nuevas tecnologías aplicadas en los procesos de diseño y arquitectura genera un impacto positivo en estas disciplinas. Cabe destacar que su implementación requiere que los docentes estemos preparados y capacitados con dichos instrumentos. También es importante que como docentes busquemos replantear los paradigmas tradicionales que sirvan para fomentar un cambio en los procesos de recolección y análisis de datos, para así poder guiar de manera mucho más eficaz a nuestros estudiantes en la búsqueda de soluciones innovadoras a las problemáticas actuales.

Finalmente puedo decir que el uso de estas herramientas tecnológicas nos lleva a descubrir y profundizar en áreas que muchas veces no creíamos que tuvieran una relación directa con nuestro trabajo como por ejemplo diseño y animación digital, programación, realidades mixtas, e incluso biología o filosofía. Sin embargo, hoy sabemos que en la medida que integremos diferentes perspectivas y áreas de estudio, nuestros proyectos serán mucho más sólidos y enriquecedores.

Acerca del autor

Arq. Jordi Rábago (Jordi.rabago@tec.mx) es profesor de cátedra del Tec de Monterrey campus León. Es maestro en Arquitectura Biodigital. Sus áreas de interés académica son: la tecnología digital, inteligencia artificial, diseño paramétrico, realidad virtual, realidad aumentada, metaverso, fotografía, diseño, arquitectura y urbanismo.

Edición por Rubí Román (rubi.roman@tec.mx) – Observatorio de Innovación Educativa

Novus es una iniciativa del Instituto para el Futuro de la Educación que busca fortalecer la cultura de innovación educativa basada en evidencia, en los profesores del Tecnológico de Monterrey. Para ello, proveemos fondos para la implementación de innovaciones educativas y su medición del impacto. Buscamos divulgar, transferir y escalar los proyectos, así como su internacionalización a través de publicaciones arbitradas, congresos y competencias internacionales.

Nuestro propósito es fomentar la experimentación y la investigación en innovación educativa como medio para el desarrollo profesional de la facultad, la mejora continua de su práctica docente y la construcción del futuro de la educación.

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