La mecatrónica es, sin lugar a dudas, un campo de la ciencia para la innovación, dada su interacción sinérgica entre la ingeniería mecánica y electrónica, y las ciencias computacionales. En la actualidad, se ha convertido en una herramienta metodológica ideal para fortalecer capacidades en estudiantes de Ingeniería, con el propósito de diversificar y mejorar sus competencias técnicas, profesionales y transversales (trabajo en equipo, responsabilidad, iniciativa, relación interpersonal, etc.). Por ello, el programa de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Ibagué, en busca de la excelencia y como parte de su continuo aporte al desarrollo regional en el área de Ciencia, Tecnología e Innovación, oferta el curso Fundamentos de Mecatrónica, como asignatura electiva para sus estudiantes.
Este curso fue creado por el programa de Ingeniería Mecánica, al evidenciarse la necesidad de interacción con otras áreas de la ingeniería, principalmente con la Ingeniería Electrónica e Informática, y para fortalecer el manejo de conceptos básicos de electricidad, electrónica y programación, con el fin de formar ingenieros altamente calificados, con conocimientos que no se circunscriban solo a un área especializada. Debido a su interdisciplinariedad en el proceso formativo, los estudiantes del programa de Ingeniería Electrónica también toman la asignatura, en procura de fortalecer sus competencias en el área mecánica. El enfoque del curso para los estudiantes de Ingeniería Mecánica es la fundamentación en electrónica y programación; mientras que para los estudiantes del programa de Ingeniería Electrónica es la fundamentación en diseño de mecanismos y procesos de fabricación rápida, como el corte a láser y la impresión 3D.
El curso Fundamentos de mecatrónica se desarrolla bajo el uso de metodologías activas, como Aprendizaje Basado en Retos (ABR), solución de problemas reales y aprendizaje colaborativo, dirigidas a desarrollar habilidades en cada uno de los ejes (sistemas mecatrónicos, electrónica y programación, actuadores eléctricos, sensores, actuadores mecánicos, control y comunicación). La intención es involucrar al estudiante como actor de su propio aprendizaje, y al profesor, como guía para alcanzar las metas trazadas al inicio del curso. Gran parte de este curso incluye esfuerzos colaborativos. Para ello, se conforman equipos de trabajo interdisciplinarios (estudiantes de Electrónica y Mecánica), con el fin de dar solución a un reto (problemática real) que se plantea al inicio del semestre. Dicho reto se desarrolla a través de la metodología Design Thinking, de la escuela de diseño d.school de la Universidad de Stanford, la cual es utilizada para generar ideas innovadoras centrando su eficacia en entender y dar solución a las necesidades de los usuarios (Design Thinking, 2017). Durante el proceso de diseño, cada equipo de trabajo es responsable de presentar reportes parciales, y cada integrante debe representar a su equipo en al menos uno de ellos. Durante la última semana de clases, cada equipo de trabajo debe sustentar el proceso de diseño, su prototipo final y demostrar su funcionamiento en una competencia amistosa con los demás grupos.
Los retos que se desarrollan durante el curso procuran empoderar a los estudiantes en la habilidad de plantear soluciones a problemáticas reales, como es el caso actual del proceso de desminado en Colombia. El país se encuentra en un proceso de desminado para erradicar las minas antipersonas, llamadas coloquialmente minas quiebrapatas. Uno de los grandes problemas son las minas quiebrapatas químicas, que se fabrican con ácido sulfúrico, un elemento químico en extremo corrosivo que reacciona violentamente al calor (Durán, D. 2012). Estas minas se elaboran en forros de plástico y utilizan jeringas como mecanismo detonador, imperceptibles así a los detectores de metales que utilizan los equipos de desminado.El reto para esta problemática consistió en diseñar y construir robots móviles autónomos, capaces de detectar las jeringas y, por medio de un mecanismo, accionarlas, simulando la detonación de la mina en un ambiente controlado (escenario problema). Las minas antipersonas creadas para la prueba estaban dentro de un área delimitada, para ayudar a la navegación de los robots.
Para dar continuidad a los proyectos, la asignatura está vinculada con el semillero de investigación Mec-Autronic, adscrito al grupo de investigación D+TEC de la Universidad de Ibagué. Su principal objetivo es el diseño de sistemas mecatrónicos enfocados a dar solución a problemáticas del sector energético, agrícola e industrial de la región, y la motivación y formación de nuevos investigadores. Hoy en día, el semillero desarrolla dos proyectos en convenio con la Gobernación del Tolima: el primero busca desarrollar kits educativos de bajo costo para potencializar las disciplinas de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas en las instituciones públicas del Departamento; y el segundo consiste en desarrollar máquinas CNC para la fabricación de Tarjetas de Circuitos Impresos (PCB–Printed Circuit Board) por fresado.
Cabe resaltar que, desde su implementación, las demás áreas del programa de Ingeniería Mecánica se han beneficiado con el desarrollo de proyectos, que integran conceptos mecánicos, electrónicos y de programación. Además, varios de los prototipos desarrollados a partir de la asignatura han participado en muestras empresariales y han logrado ocupar los primeros puestos. Tal es el caso de los proyectos: Red Agro Sensor: sistema para el monitoreo de cultivos utilizando nodos con comunicación inalámbrica y Happy-Pets: dispensador de comidas para caninos y felinos domésticos con comunicación y control a partir de Internet. Nuestro reto, a mediano plazo es convertirnos en un referente para el desarrollo tecnológico, la investigación e innovación, en el sector educativo e industrial de la región.
Referencias
Design Thinking. (2017). Design Thinking en Español. Recuperado de http://designthinking.es/inicio/index.php.
Durán Núñez, D.C. (2012). Minas antipersona: hechizas y mortales. El Espectador. Recuperado de http://www.elespectador.com/noticias/judicial/minas-antipersona-hechizas-y-mortales-articulo-319469
