Ámbito de desarrollo de la Mecatrónica en el contexto Social
Autores *Tinoco Loyo Pablo *Márquez Montero Sergio *Colin Arechega Luis *Arreola Vega Cruz Evencio *Barrientos Domínguez Jorge Fundamentos de la Investigación Ing. Sergio Emilio Rangel Vendel 1er. Semestre Grupo: “Mecatrónica A”
8 de Septiembre del 2011
Fundamentos de Investigación
Prologo
La mecatrónica, intersección de los campos ya establecidos de la ingeniería mecánica, de la ingeniería electrónica y de la informática, tendrá una profunda influencia en los productos del mañana y en los ingenieros que los diseñen. El reconocimiento creciente de la necesidad de formar a los ingenieros no electrónicos en la aplicación de la electrónica, de los microprocesadores y de software para diseño ha provocado la creación de asignaturas de mecatrónica en muchas universidades.
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Introducción
A medida que la tecnología madura, se incorpora a nuestra vida diaria y después desaparece de nuestra consciencia. Se convierte en par te aceptada de nuestras vidas. Por ejemplo, consideremos la escritura, y en particular la tecnología de los bolígrafos. Al principio, el uso de una pluma requería mucha destreza, simplemente para depositar la tinta en el papel limpia y claramente. Este esfuerzo era en detrimento del verdadero propósito de la escritura, transmitir información. Hoy en día, el bolígrafo ha eliminado prácticamente del todo el esfuerzo para llevar la tinta al papel en el que escribimos. Hasta un niño pequeño puede escribir símbolos reconocibles sin preocuparse del proceso de depositar la tinta en el papel, sino que se puede concentrar en la información que transmiten sus trazos de tinta. Al mismo tiempo que esta tecnología se ha extendido, se nos ha hecho familiar. Ahora ya no pensamos en la tecnología de los bolígrafos; están en todas partes y simplemente los usamos. En un futuro, los ordenadores también se extenderán y su impacto en el ingeniero mecánico será profundo. Muchos sistemas de control, tal y como los conocemos hoy en día, dejarán de existir. Cada componente llevará consigo su propio control local: los intercambiadores de calor se adaptarán a los cambios de caudal; las bombas optimizarán su geometría según sus condiciones de funcionamiento; los engranajes ajustarán dinámicamente su precarga para girar con el mínimo ruido y la mínima fricción. Las máquinas, como sistemas formados por dichos componentes, requerirán comunicación y coordinación entre esos componentes “inteligentes”, y esto será un aspecto integral de su diseño. Dejaremos de ver los ordenadores como algo diferente de las máquinas de las cuales será una parte. Los ordenadores serán, como lo son hoy en día los engranajes, los apoyos, las juntas…, una parte integral de las máquinas del futuro.
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LA INVASION QUE PROVOCA LA MECATRONICA EN EL CAMPO DE LA TECNOLOGIA
La mecatrónica es un concepto desarrollado por una firma japonesa fabricante de robots, hace más de 15 años. En un principio, se definió como la integración de la mecánica y la electrónica en una máquina o producto, pero luego se consolidó como una especialidad de la ingeniería e incorporó otros elementos como los sistemas de computación, los desarrollos de la microelectrónica, la inteligencia artificial, la teoría de control y otros relacionados con la informática. Aunque la robótica hace parte de la mecatrónica, el propósito de esta nueva ingeniería no es sólo hacer robots, sino la fabricación de lo que los expertos denominan "productos inteligentes", es decir, que son capaces de procesar información para su funcionamiento, gracias a la instalación de dispositivos y sensores electrónicos especiales. La información en un producto mecatrónica llega a un conjunto de sensores electrónicos instalados en los aparatos, que van a un sistema especial que la procesa y manda las órdenes a través de lo que se conoce como un actuador, que en muchas máquinas es un motor. Hoy día, usted puede tener en su casa gran variedad de productos y electrodomésticos de sistemas mecatrónica. Ya pasó la historia en que las "tontas" caseteras dejaban enredar eternamente la cinta en sus cabezas, en que usted se desgastaba midiendo el agua y el jabón para lavar su ropa o graduando constantemente el aire acondicionado. Ahora, estos aparatos inteligentes, fabricados con ingeniería mecatrónica están dotados de sistemas procesadores de información como chips o microcomputadores, que les permiten funcionar autónomamente, de acuerdo con las condiciones del medio y además, avisarle a usted cuando algo anda mal. Las lavadoras, por ejemplo, están diseñadas para que sean capaces de medir el nivel de agua que requieren, de acuerdo a la cantidad de ropa; de medir la turbiedad del agua y escoger el momento justo para cambiarla; identificar el ciclo de lavado, así como la cantidad y el tipo de detergente y suavizante que más se ajuste a las prendas, mientras usted sólo debe encargarse de mantener llenos los recipientes que la máquina trae para esto. Algo similar sucede con los sistemas de aire acondicionado, que ahora, pueden proporcionar al usuario el clima que desee, de acuerdo a las condiciones que éste le programe.
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"Lavadoras inteligentes" En los últimos años ha surgido una nueva generación de productos como componentes, dispositivos, equipos, máquinas y sistemas producidos con enfoque mecatrónica. La lista de estos productos es cada vez mayor. Algunos otros ejemplos son las secadoras inteligentes, los juguetes y las máquinas de juego, los robots, las máquinas de control numérico, los cajeros electrónicos, las sillas de ruedas que reconocen comandos de voz, los marcapasos, las prótesis, los órganos artificiales, los automóviles equipados con sistemas de encendido electrónico, suspensión activa, control de ruido y emisión de gases, entre otros. Los productos hechos con ingeniería mecatrónica poseen mecanismos de alta precisión; son controlados por dispositivos electrónicos reprogramables, para que funcionen en diferentes condiciones; hacen uso óptimo de los m ateriales y energía que consumen; los diseños son más estéticos y ergonómicos y tienen lo que se podría llamar una relación inteligente con el medio ambiente. Según el Director de Investigaciones de la Corporación Universitaria Autónoma de Occidente, CUAO, de Cali, Colombia, ingeniero Mecánico, magister en Sistemas de Control de la Universidad de Sao Paulo y candidato a Doctorado en Automática e Informática Industrial de la Universidad Politécnica de Valencia, Freddy Naranjo Pérez, la mecatrónica es una ingeniería concurrente y paralela y con una nueva concepción de diseño, es decir, que implica que las etapas de los diferentes procesos de producción se realicen en forma simultánea. Un ingeniero mecatrónica debe estar preparado para diseñar y desarrollar máquinas, equipos, procesos o productos de consumo de alta tecnología; seleccionar y poner en funcionamiento equipos y soluciones tecnológicas a gran escala, de bajo costo y en relación con la ecología y desarrollar y utilizar programas de computador para aplicaciones en automatización de equipos, máquinas y procesos industriales. Ingenieros del futuro En los últimos diez años comenzaron a aparecer carreras universitarias con el nombre de mecatrónica, en países como Inglaterra y Finlandia, donde esta especialidad de la ingeniería está muy avanzada. En Colombia ya es posible estudiar ingeniería mecatrónica, pues recientemente la CUAO creó el primer programa universitario de pregrado en esta ingeniería, el cual es dirigido por el ingeniero Naranjo Pérez. Actualmente existen programas semejantes al de la CUAO en Estados Unidos, Japón, y algunos países de Europa y América Latina. Curiosamente, aunque Japón es el país que tiene los mayores y mejores laboratorios de mecatrónica, no es el que más programas universitarios ofrece.
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En América Latina la mecatrónica entró por Brasil, en la Universidad de Sao Paulo, donde se creó el primer programa de pregrado de esta especialidad, en Latinoamérica. Algunas facultades de mecánica y electrónica en Colombia, Argentina, México y Estados Unidos ofrecen cursos de mecatrónica. En Colombia hay muy pocos centros de investigación en ingeniería, por lo que tampoco hay un buen desarrollo de la mecatrónica, "No sólo en esta, sino en otras ingenierías, Colombia necesita innovar en tecnologías y aprovechar los retos de la apertura para incorporar mayores desarrollos tecnológicos y aumentar la competitividad de las empresas”; “La ingeniería mecánica y la Electrónica tendrán entonces que reformularse, pues es evidente que sentirán el impacto de la mecatrónica"
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Mecatrónica y educación Desde su inicio, la mecatrónica ha estado presente en la educación contemporánea a todos los niveles. En Japón es usual que los estudiantes de nivel elemental elaboren proyectos de creación de nuevos juguetes basados en la integración de diferentes disciplinas. En Alemania, Estados Unidos y Brasil, los estudiantes de secundaria y universidad realizan concursos para presentar innovaciones tecnológicas de diferentes productos de uso popular e industrial. Los principales centros educativos del mundo han aproximado e integrado las diferentes áreas de las tecnologías para crear nuevas áreas interdisciplinarias y multidisciplinarias. Es así, como la educación de la mecatrónica ha explorado diferentes tendencias para crear nuevos perfiles en la formación cultural y profesional de la juventud que ha de desempeñarse en el tercer milenio, en los que las tecnologías computarizadas están al orden del día. El aprendizaje de la mecatrónica principia en la escuela cuando el educando comienza a distinguir los fundamentos de la mecánica, de la electricidad y de la electrónica; el proceso sigue su curso cuando aprende a operar el computador digital y a utilizarlo para el accionamiento de sistemas electromecánicos. El estudiante desarrolla mecatrónica en el aula o en el laboratorio, cuando realiza proyectos en los cuales necesariamente debe integrar un grupo de personas con diferentes habilidades, y diferentes disciplinas del aprendizaje. La mecatrónica establece un nuevo paradigma del trabajo en grupo. Los fundamentos de las ciencias básicas que debe manejar un futuro ingeniero o tecnólogo de la mecatrónica, se basan en el conocimiento de las tres leyes de Newton de la mecánica clásica y de la ley de la gravitación universal; el conocimiento del campo magnético y de la ley de inducción de Faraday que
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permite crear una fuerza electromotriz inducida; y el conocimiento de la ley de Ampere para generar una fuerza magneto motriz en un conductor; además de la habilidad para diseñar circuitos eléctricos y electrónicos basados en la lógica digital, y la de programar y operar microcomputadores. Pero, principalmente, debe ser capaz de aportar creatividad e innovación en el desarrollo de los productos. La mecatrónica es el paradigma establecido por el desarrollo de las tecnologías computarizadas aplicadas en la supervisión, programación y control de sistemas y productos electromecánicos. Su influencia en la educación, consolida la necesidad de integrar grupos de personas con habilidades y técnicas diferentes, para interactuar con mentalidad flexible hacia una nueva unidad, en una sociedad cada vez más cambiante por la influencia de los computadores.
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Los Ámbitos Del Desarrollo De La Profesión En El Contexto Social. Los ámbitos del desarrollo de la profesión en el contexto social. El éxito de las empresas, actualmente está dado por la formación de equipos de trabajo y la capacidad de la organización de adaptarse a los cambios. Además se debe considerar que dentro de las competencias individuales de los miembros en los equipos de trabajo se incluyen: iniciativa - motivación de logro y adaptabilidad; influencia capacidad para liderar equipos y conciencia política - y empatía confianza en uno mismo y capacidad de alentar el desarrollo de los demás. Por otro lado, se debe contar con un buen Plan Estratégico, que incluya adecuados modelos de Gestión, conocimiento del entorno y una claridad de los objetivos a Largo Plazo. Por consiguiente se requiere, mayor profesionalización de las organizaciones, (y sobre todo de quienes las dirigen) que apoye su declaración de Visión y Misión. Es por lo anteriormente expuesto que la gestión operativa empresarial, debe realizarse bajo principios éticos y morales al establecer sus decisiones estratégicas y sus relaciones laborales, comerciales, financieras, científicas y tecnológicas, en un contexto global; priorizando el mantenimiento de una relación, en donde el espíritu de equipo, la capacitación, la colaboración y la actitud de servicio sean valorados, respetados y reconocidos por la organización. Estas prácticas darán ventajas competitivas a las empresas que adopten políticas para un desarrollo social sustentable. Consecuentemente con lo anterior, las empresas tienen el desafío de ser eficientes en el uso de los recursos utilizados para dar cumplimiento a sus metas de mediano y largo plazo (maximizar sus utilidades, mantener la reputación; ser competitivas, participar en la cultura del país, etc.), donde la ética y los valores adquieren gran relevancia.
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Investigación de campo Entrevista 1 ¿Conocen la Ing. mecatrónica? No mucho, porque no es una ingeniería muy conocida aquí en Veracruz •
¿Dónde crees que se ocupa la mecatrónica? Yo creo que en el hogar, por que ocupo muchos inventos industriales como la estufa o la lavadora •
¿Cómo crees que la mecatrónica influye en tu vida? De muchas maneras porque yo pienso que está en todos los electrodomésticos con los que cuento en el hogar. •
¿Cómo crees que evolucionara la mecatrónica en un futuro? Pienso que los electrodomésticos serán mejores e incluso 100% automáticos. •
¿En qué tipo de industria crees que influya la mecatrónica? En la electrónica o en la textil. •
Entrevista 2 ¿Conocen la Ing. mecatrónica? Un poco, porque un conocido mío estudia esa ingeniería aunque no es muy conocida aquí en Veracruz •
¿Dónde crees que se ocupa la mecatrónica? Yo creo que en la industria, porque la mayoría de la maquinaria ocupada se maneja y construye por esta ingeniería. •
¿Cómo crees que la mecatrónica influye en tu vida? En algunas cosas como en los aviones con piloto automático y otras cosas que se manejan por si solas •
¿Cómo crees que evolucionara la mecatrónica en un futuro? Habrá posiblemente autos magnéticos flotantes y los robots nos facilitaran la vida. •
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¿En qué tipo de industria crees que influya la mecatrónica? En la automotriz y en la militar entre otras. Entrevista 3 ¿Conocen la Ing. mecatrónica? No, la verdad no •
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¿Dónde crees que se ocupa la mecatrónica? Pues maso menos por lo que suena en electrodomésticos y metales •
¿Cómo crees que la mecatrónica influye en tu vida? Me imagino que en los autos o aviones •
¿Cómo crees que evolucionara la mecatrónica en un futuro? Supongo que la tecnología será mejor en varios aspectos •
¿En qué tipo de industria crees que influya la mecatrónica? En la automotriz y en la metalúrgica •
Entrevista 4 ¿Conocen la Ing. mecatrónica? Si, estuve con compañeros que estudiaban eso •
¿Dónde crees que se ocupa la mecatrónica? Principalmente en la robótica entre otras cosas como las bandas magnéticas •
¿Cómo crees que la mecatrónica influye en tu vida? En mucha inteligencia artificial y robots de uso militar e industrial •
¿Cómo crees que evolucionara la mecatrónica en un futuro? Los robots habrán evolucionado tanto que la inteligencia artificial los hará casi humanos •
¿En qué tipo de industria crees que influya la mecatrónica? En la robótica. •
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Conclusión Hemos llegado a la conclusión que la mecatrónica ha tenido diversos crecimientos no tan solo en el ámbito social sino también en la industria y en la educación dando por hecho que aunque hay personas que todavía no la conocen sabemos que ya está muy involucrada en nuestra vida diaria como por ejemplo en las lavadora, microondas, televisiones, etc. Por lo cual esta ingeniería nos llevara a la automatización total.
