Blog CUED. SUTEE: Innovando en Educación Ambiental Urbana mediante Internet de las Cosas e Inteligencia Artificial

Sergio Martin¹ 

SUTEE: Innovando en Educación Ambiental Urbana mediante Internet de las Cosas e Inteligencia Artificial

Resumen: Este trabajo busca abordar los desafíos ambientales y tecnológicos del siglo XXI mediante la educación ambiental urbana. Aprovechando datos abiertos vinculados y tecnologías avanzadas como sensores, IoT e inteligencia artificial generativa, el proyecto SUTEE desarrolla una aplicación educativa para teléfonos inteligentes, herramientas IoT y plataformas de visualización web para fomentar competencias digitales y ambientales. SUTEE se centra en la importancia de las copas de los árboles urbanos (UTC) y los espacios verdes para cumplir con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU y mantener un entorno climático aceptable en ciudades densamente pobladas. A través de un enfoque basado en la indagación, capacita a profesores y jóvenes, conectándolos con su entorno urbano. El proyecto también incluye la recolección y análisis de datos ambientales, proporcionando un ecosistema tecnológico que apoya actividades de aprendizaje prácticas. Se espera que este proyecto inspire a una nueva generación de ciudadanos conscientes del medio ambiente y equipados con habilidades digitales necesarias para el futuro. Además, el proyecto compartirá su «know how», código fuente y conjuntos de datos en foros científicos y educativos, contribuyendo a un conocimiento más amplio sobre la educación ambiental urbana.

Palabras clave: Educación ambiental, Tecnología, IoT (Internet de las Cosas), Inteligencia Artificial, innovación educativa.

Introducción
Las generaciones del siglo XXI enfrentan dos desafíos principales: el medio ambiente y la tecnología (European Environmental Agency, 2024). La urgencia de proteger el clima, la biodiversidad y el entorno natural ha captado la atención pública durante algún tiempo. Este tema ha entrado en el discurso público a través de protestas impactantes de activistas, así como mediante una multitud de proyectos llevados a cabo por diversos actores, autoridades y ONG. Las ciudades y las áreas densamente pobladas han surgido como focos importantes, requiriendo medidas específicas para combatir las islas de calor urbano (UHI) y para mantener y mejorar la protección natural proporcionada por las copas de los árboles. No obstante, para los ciudadanos comunes y los jóvenes, resulta complicado entender los diferentes actores y motivaciones detrás de estas luchas. En este contexto, se hace imperativo fomentar una iniciativa de educación ambiental que aclare la confusión generada por los medios de comunicación y la retórica política, promoviendo así el empoderamiento y la participación democrática.

Objetivos:

El proyecto SUTEE (Showcasing Urban Trees for Environmental Education with IoT Technology) tiene como objetivo educar a profesores y jóvenes sobre la importancia del tejido ambiental de las áreas metropolitanas densas, tanto para el bienestar humano como para abordar el cambio climático. Dado que las áreas urbanas se ven particularmente afectadas, el proyecto busca llevar la innovación educativa a la reacción ante este desafío social y ecológico.

El proyecto SUTEE (SUTEE, 2023) se basa en datos y mapas de conocimiento existentes y emergentes para generar una visión general que sensibilice sobre los problemas relacionados con las copas de los árboles urbanos (UTC) y su importancia para cumplir con los objetivos de desarrollo sostenible de las Naciones Unidas, así como para mantener un clima y medio ambiente aceptables en las ciudades y su población. Se recopilarán datos abiertos vinculados como los conjuntos de datos «Urban Tree Cover» de la Agencia Europea de Medio Ambiente (European Environmental Agency, 2024) o «Treepedia» del Foro Económico Mundial, así como mapas de islas de calor urbano, junto con estrategias de planificación urbana que intentan resolver el problema de las UHI. Esta información se hará accesible a través de una aplicación educativa dedicada para teléfonos inteligentes. La utilización adicional de tecnologías de sensores, herramientas técnicas basadas en la nube y el Internet de las Cosas (IoT) fortalecerá aún más las competencias digitales necesarias para interpretar y evaluar estos conjuntos de datos (Tabuenca et al. 2023; Leo-Ramirez et al. 2023; Rodosthenous et al, 2023).

Recursos y desarrollo tecnólogico:

El proyecto combina tecnologías ambientales adecuadas (por ejemplo, sensores, IoT, Inteligencia Artificial generativa) con pedagogía basada en la indagación para buscar una mayor participación democrática. 

El proyecto genera tecnologías de información accesibles que presenten y compartan datos abiertos vinculados sobre entornos urbanos (por ejemplo, copas de árboles, islas de calor). Estos se combinan con actividades de aprendizaje para crear diseños de aprendizaje innovadores que apoyen competencias digitales y ambientales. 

Figura 1. Arquitectura tecnológica del ecosistema.

El objetivo de los desarrollos técnicos esperados en el proyecto es desarrollar y proporcionar tecnologías de aprendizaje capaces de recopilar y mostrar datos ambientales utilizando tecnología IoT. Incluirá herramientas de sensores para medir, por ejemplo, la humedad del suelo, la contaminación acústica, la calidad del aire, la temperatura local y otros parámetros. Todos los datos recopilados se utilizarán para alimentar una herramienta de inteligencia artificial educativa diseñada para proporcionar explicaciones textuales a los datos, de modo que las representaciones gráficas sean más fácilmente entendidas por los estudiantes. El proyecto compartirá estas herramientas con las escuelas para probar una variedad de actividades de aprendizaje en excursiones y en el aula.

Para mejorar aún más las capacidades de la plataforma, los socios incorporarán una funcionalidad impulsada por IA generativa que analizará los conjuntos de datos ambientales recopilados por los estudiantes. Este módulo de IA no solo recopilará los datos, sino que también identificará patrones, discrepancias y correlaciones dentro de la información recogida.  

Por ejemplo, si dos muestras tomadas en diferentes momentos o ubicaciones muestran diferencias significativas en temperatura o calidad del aire, la IA proporcionará información sobre posibles causas basadas en los datos contextuales recopilados (por ejemplo, condiciones meteorológicas, nivel de tráfico, proximidad a espacios verdes o fuentes de agua).  

Además, esta función mejorada con IA actuará como una herramienta de aprendizaje, guiando a los estudiantes para comprender los factores subyacentes que influyen en los parámetros ambientales. Al comparar diversos puntos de datos, los estudiantes recibirán un análisis automatizado que resaltará diferencias y sugerirá posibles factores ambientales o urbanos que podrían estar provocando estas variaciones (Fig. 2). 

Figura 2. Ejemplo de cómo funciona la herramienta SUTEE genAI con datos reales de una ciudad.

Cabe destacar que esta herramienta de IA generativa está diseñada para ofrecer explicaciones adaptadas a niños, con un lenguaje sencillo y comprensible, además de emojis para hacerla más visual.  

Este trabajo concluirá con la implementación de un ecosistema de tecnologías (Fig.1) que ayudará tanto a profesores como a estudiantes a recopilar datos ambientales y a presentarlos, con el objetivo de inspirar el diseño de actividades de aprendizaje que fomenten la conciencia ambiental. Este ecosistema de AIoT (Inteligencia Artificial de las Cosas) incluye el uso de microcontroladores (por ejemplo, ESP32 o Arduino) y teléfonos inteligentes (y sus sensores) permitiendo a los estudiantes y profesores organizar excursiones para recopilar conjuntos de datos geolocalizados en contextos auténticos (por ejemplo, ruido, ubicación, humedad, temperatura) (Tabuenca et al., 2024). Estos conjuntos de datos se cargan luego en la nube para su análisis e interpretación posterior en el aula. Para lograr esto, se diseñarán actividades basadas en el aprendizaje por indagación.

Los objetos de aprendizaje desarrollados en el proyecto se generarán en forma de excursiones Vish (Figura 3), que son presentaciones HTML5 interactivas en las que se pueden incrustar herramientas externas fácilmente.

Figura 3. Ejemplo de cómo funciona la herramienta Vish en SUTEE.

Resultados 

El proyecto SUTEE, que comenzó en 2023 y finalizará en 2026, evaluará estas tecnologías a través de pilotos y excursiones. Se espera que el sistema SUTEE sea probado y evaluado en 3 intervenciones que involucren al menos a 50 participantes. Está previsto recopilar unos 20 conjuntos de datos modelo (datos abiertos vinculados) que sean suficientes para generar una docena de actividades de aprendizaje. Cualitativamente, los resultados (sistemas IoT y conjuntos de datos) estarán garantizados ya que se enmarcan dentro de los objetivos de desarrollo sostenible, y más específicamente en la promoción de competencias basadas en los marcos europeos relevantes. Tecnológicamente, los resultados estarán alineados con el recientemente definido Marco de la UE para el Internet de las Cosas (Soldatos, 2023).

Figura 4 y 5. Trazabilidad con sistema IoT en los alrededores de la UNED.

Conclusiones

Los desarrollos técnicos del proyecto, que abarcan sensores IoT, aplicaciones para teléfonos inteligentes, plataformas de visualización basadas en la web y conocimientos impulsados por IA, proporcionan una solución integral para conectar a los habitantes urbanos con su entorno. Además, el proyecto SUTEE trasciende las fronteras educativas al dirigirse a profesores y estudiantes, ofreciendo así un enfoque multinivel para la educación ambiental. Al hacer uso de la tecnología de vanguardia y la pedagogía basada en la indagación, SUTEE equipa a los educadores con las herramientas y el conocimiento que necesitan para fomentar una comprensión más profunda del entorno urbano.Mirando hacia el futuro, el proyecto SUTEE tiene como objetivo inspirar a una nueva generación de ciudadanos conscientes del medio ambiente y equiparlos con las habilidades digitales necesarias para la fuerza laboral del mañana. Al fomentar una conexión más profunda entre los seres humanos y sus ecosistemas urbanos, SUTEE allana el camino hacia ciudades más sostenibles, habitables y armoniosas.

Cómo referenciar esta entrada:

Martín, S. (23 de abril de 2025). SUTEE: Innovando en Educación Ambiental Urbana mediante Internet de las Cosas e Inteligencia Artificial. Blog CUED.