Ingeniería mecatrónica

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Ingeniería mecatrónica
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Ramas que conforman la ingeniería mecatrónica
Áreas del saber Electromagnetismo, electrónica, teoría de circuitos, cinemática, termodinámica, ciencia de materiales, análisis estructural
Campo de aplicación Microcontroladores y microprocesadores, análisis de circuitos, procesos de fabricación, vehículos motorizados, robótica, automatización
Reconocida en Colombia, España, México, Chile,[1] Ecuador, Brasil,[2] [3] [4] Alemania, Etiopía, Génova, entre otros.
Subárea de ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, ingeniería de control, ingeniería informática, ingeniería eléctrica

La ingeniería mecatrónica es una disciplina que une la ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, ingeniería de control e ingeniería informática, y sirve para diseñar y desarrollar productos que involucren sistemas de control para el diseño de productos o procesos inteligentes, lo cual busca crear maquinaria más compleja para facilitar las actividades del ser humano a través de procesos electrónicos en la industria mecánica, principalmente. Debido a que combina varias ingenierías en una sola, su punto fuerte es la versatilidad.[5] [6]

Definición[editar]

Un consenso común es describir a la mecatrónica como una disciplina integradora de las áreas de mecánica, electrónica e informática cuyo objetivo es proporcionar mejores productos, procesos y sistemas. La mecatrónica no es, por tanto, una nueva rama de la ingeniería, sino un concepto recientemente desarrollado que enfatiza la necesidad de integración y de una interacción intensiva entre diferentes áreas de la ingeniería.

Con base en lo anterior, se puede hacer referencia a la definición propuesta por J. A. Rietdijk: "Mecatrónica es la combinación sinérgica de la ingeniería mecánica de precisión, de la electrónica, del control automático y de los sistemas para el diseño de productos y procesos", la cual busca crear maquinaria más compleja para facilitar las actividades del ser humano a través de procesos electrónicos en la industria mecánica principalmente. Existen, claro está, otras versiones de esta definición, pero ésta claramente enfatiza que la mecatrónica está dirigida a las aplicaciones y al diseño.

Por otro lado, más allá de las cuestiones técnicas, la mecatrónica también se ha adoptado como una disciplina científica aplicada, en la cual se hace modelado, análisis, síntesis y control de sistemas de naturaleza multidominio y se ha tratado de homogeneizar la ciencia para este tipo de sistemas. Algunos ejemplos de aspectos teóricos cuyo objeto de estudio son los sistemas mecatrónicos desde un enfoque abstracto son el modelado por "bond graph", los sistemas hamiltonianos con puertos, las técnicas de control basadas en la energía como lo es el moldeo de energía, el diseño óptimo de estructura y control, y más recientemente a un grado más de integración como lo son los sistemas híbridos.

Áreas del conocimiento[editar]

La mecatrónica nace para suplir tres necesidades latentes; la primera, encaminada a automatizar la maquinaría y lograr así procesos productivos ágiles y confiables; la segunda crear productos inteligentes, que respondan a las necesidades del mundo moderno; y la tercera, por cierto muy importante, armonizar entre los componentes mecánicos y electrónicos de las máquinas, ya que en muchas ocasiones, era casi imposible lograr que tanto mecánica como electrónica manejaran los mismos términos y procesos para hacer o reparar equipos.

Un ingeniero en mecatrónica es un profesional con amplio conocimiento teórico, práctico y multidisciplinario capaz de integrar y desarrollar sistemas automatizados y/o autónomos que involucren tecnologías de varios campos de la ingeniería. Este especialista entiende sobre el funcionamiento de los componentes mecánicos, eléctricos, electrónicos y computacionales de los procesos industriales, y tiene como referencia el desarrollo sostenible.

Tiene la capacidad de seleccionar los mejores métodos y tecnologías para diseñar y desarrollar de forma integral un producto o proceso, haciéndolo más compacto, de menor costo, con valor agregado en su funcionalidad, calidad y desempeño. Su enfoque principal es la automatización industrial, la innovación en el diseño y la construcción de dispositivos y máquinas inteligentes.[7]

Un ingeniero mecatrónico se capacita para:

  • Diseñar, construir e implementar productos y sistemas mecatrónicos para satisfacer necesidades emergentes, bajo el compromiso ético de su impacto económico, social, ambiental y político.
  • Generar soluciones basadas en la creatividad, innovación y mejora continua de sistemas de control y automatización de procesos industriales.
  • Apoyar a la competitividad de las empresas a través de la automatización de procesos.
  • Evaluar, seleccionar e integrar dispositivos y máquinas mecatrónicas, tales como robots, tornos de control numérico, controladores lógicos programables, computadoras industriales, entre otros, para el mejoramiento de procesos industriales de manufactura.
  • Dirigir equipos de trabajo multidisciplinario.[8]

En el plan de estudios de la ingeniería mecatrónica usualmente se encuentra:

Campo ocupacional[editar]

El campo ocupacional actual del ingeniero en mecatrónica está en empresas de la industria automotriz, manufacturera, petroquímica, metal-mecánica, alimentos y electromecánica, realizando sobre todo actividades de diseño, manufactura, programación de componentes y sistemas industriales y equipo especializado, así como en la promoción y activación de empresas de servicios profesionales.[9]

  • Automatización: en la gran mayoría de las empresas del sector industrial, comercial y de servicios donde se utiliza con mayor incidencia los medios electrónicos y de automatización; ejerciendo la profesión en empresas de tipo: minera, manufactura, electricidad, comercio, comunicaciones y servicios; asimismo, por cuenta propia puede desarrollar la actividad profesional en gestión de empresas, ejecutando libremente servicios específicos requeridos por los clientes.[10]
  • Manufactura flexible: empresas dedicadas a la fabricación de sistemas y componentes eléctricos o electrónicos. Empresas dedicadas a integrar proyectos de automatización de procesos. Área de mantenimiento de sistemas automatizados en: Industrias químicas, farmacéuticas, transformación de la madera, metal mecánica, automotriz, textil y de la confección, proceso de alimentos, sector eléctrico, empresas dedicadas a proporcionar servicios generales especializados.[10]

Historia[editar]

La mecatrónica tiene como antecedentes inmediatos a la investigación en el área de cibernética realizada en 1936 por Alan Turing, en 1948 por Norbert Wiener y Morthy, las máquinas de control numérico, desarrolladas inicialmente en 1946 por George Devol, los manipuladores, ya sean teleoperados, en 1951 por Goertz, o robotizados, en 1954 por Devol, y los autómatas programables, desarrollados por Bedford Associates en 1968.

En 1969, Tetsuro Mori, ingeniero de la empresa japonesa Yaskawa Electric Co., acuña el término mecatrónica, y en 1971 se le otorga el derecho de marca. En 1982 Yaskawa permite el libre uso del término.

En los años setenta, la mecatrónica se ocupó principalmente de la tecnología de servomecanismos usada en productos como puertas automáticas, máquinas automáticas de autoservicio y cámaras "auto-focus". En este enfoque pronto se aplicaron métodos avanzados de control. En los años ochenta, cuando la tecnología de la información fue introducida, los ingenieros empezaron a incluir microprocesadores en los sistemas mecánicos para mejorar su desempeño. Las máquinas de control numérico y los robots se volvieron más compactos, mientras que las aplicaciones automotrices como los mandos electrónicos del motor y los sistemas anticerrado y frenando se hicieron extensas. Por los años noventa, se agregó la tecnología de comunicaciones, creando productos que podían conectarse en amplias redes. Este avance hizo posibles funciones como la operación remota de manipuladores robóticos. Al mismo tiempo, se están usando novedosos microsensores y microactuadores en nuevos productos. Los sistemas microelectromecánicos como los diminutos acelerómetros de silicio que activan las bolsas de aire de los automóviles.

Educación[editar]

En muchos países hay instituciones que ofrecen carreras de pregrado y posgrado en mecatrónica como lo son Nueva Zelanda, Australia,[11] Canadá,[12] [13] Argentina,[14] Chile,[15] [16] Bolivia,[17] Brasil,[18] [19] [20] Colombia,[21] Perú,[22] [23] [24] [25] Ecuador,[26] [27] [28] [29] Paraguay,[30] Venezuela,[31] República Checa, Dinamarca,[32] Francia,[33] Alemania,[34] [35] Honduras,[36] Hungría,[37] India, Irán,[38] Irlanda,[39] Islandia,[40] Japón, Jordania,[41] Malasia,[42] México,[43] [44] [45] [46] [47] [48] Noruega,[49] Pakistán,[50] [51] Polonia,[52] Portugal,[53] Singapur, Eslovenia, Sudáfrica, Suecia,[54] Turquía, Reino Unido,[55] Estados Unidos,[56] [57] [58] [59] Costa Rica,[60] El Salvador,[61] República Dominicana,[62] Guatemala[63] y Panamá.[64]

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. http://www.utalca.cl/link.cgi//CarrerasPregrado/2125
  2. http://www.unb.br/aluno_de_graduacao/cursos/engenharia_mecatronica
  3. http://www.eesc.usp.br/coc-mecatronica/home.php
  4. http://vestibular.brasilescola.com/guia-de-profissoes/engenharia-mecatronica.htm
  5. [1]
  6. http://www.mecatronica.es/]
  7. [2]
  8. http://www.colombiaaprende.edu.co/html/estudiantesuperior/1608/article-87762.html
  9. [3]
  10. a b [4]
  11. "University of Queensland - Bachelor of Engineering (Mechatronics)", accessed 12 January 2011
  12. Mechanical and Mechatronics Engineering Department. «Welcome to Mechatronics Engineering». University of Waterloo. Consultado el 30 de mayo de 2011.
  13. "McMaster University - Mechatronics Engineering", accessed 2 Jan 2011
  14. [5]
  15. [6]
  16. [7]
  17. [8]
  18. [9]
  19. [10]
  20. [11]
  21. National University of Colombia - Engineering Faculty
  22. [12]
  23. [13]
  24. [14]
  25. http://www.zonaescolar.pucp.edu.pe/facultad-de-ciencias-e-ingenieria/ingenieria-mecatronica-]
  26. [15]
  27. [16]
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  31. [20]
  32. "University of Southern Denmark - BEng in Mechatronics" (Bachelor | Master), accessed 16 May 2011
  33. "Institut des Sciences et Techniques des Yvelines"
  34. "University of Siegen - Mechatronics (Master)", accessed 1 March 2011
  35. "Aachen University of Applied Sciences - Mechatronics (Master)", accessed 12 Dec 2010
  36. [21]
  37. [22]
  38. "Sharif University of Technology, Master of Science Program in Mechartronics Engineering", accessed 11 May 2011
  39. "Dublin City University - B.Eng. in Mechatronic Engineering (Bachelor Honours Degree)", accessed 02 February 2011
  40. "University of Reykjavik - Bachelor of Engineering (Mechatronics)", consultada 12 enero 2011
  41. [23]
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  49. "University of Agder - Master in Mechatronics" (Bachelor | Master | PhD.), consultada 16 mayo 2011
  50. [31]
  51. [32]
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  54. "Chalmers University of Technology - System, Control and Mechatronics", consultada 12 diciembre 2010
  55. "University of Dundee - Mechanical Engineering & Mechatronics", consultada 12 diciembre 2010
  56. "University of Purdue at Calumet", consultada 22 mayo 2012
  57. "Southern Polytechnic State University - Bachelor of Science in Mechatronics Engineering Degree", consultada 22 mayo 2012
  58. "California State University, Chico - Bachelor of Science in Mechatronic Engineering", consultada 22 mayo 2012
  59. "Lawrence Technological University - Master of Science in Mechatronic Systems Engineering", consultada 22 mayo 2012
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