Electromecánica

En ingeniería, la electromecánica por ser una ingeniería híbrida encierra algunas de las siguientes ciencias básicas y ciencias aplicadas; las ciencias del electromagnetismo, la ingeniería eléctrica, la ingeniería mecánica y la ingeniería electrónica.

Motor antiguo, de aviación, con disposición radial de los pistones.

Circuito electrónico sobre una placa para prototipos

Fluido ferroso que se agrupa cerca de los polos de un imán o magneto.

Explicación

Los dispositivos electromecánicos son los que combinan partes eléctricas y mecánicas para conformar su mecanismo. Ejemplos de estos dispositivos son los motores eléctricos y los dispositivos mecánicos movidos por estos, así como las ya obsoletas calculadoras mecánicas y máquinas de sumar; los relés; las válvulas a solenoide; y las diversas clases de interruptores y llaves de selección eléctricas.

Historia

La ingeniería es sin lugar a dudas una de las profesiones más antiguas. Prueba de ellos son las obras realizadas hace muchos siglos por pueblos que practicaban lo que se podría denominar “Ingeniería Empírica”, porque se basaba en su imaginación y su intuición, Tales como los egipcios, incas, Romanos, Mayas, Persas, aztecas, Sirios y otros. Entre sus principales logros se pueden citar los siguientes: Edificaciones, Calzadas, Carreteras y acueductos Romanos; Las pirámides de Egipto, La Esfinge, La Muralla China, La rueda Hidráulica, Etc.

Con el paso del tiempo se logro construir obras cada vez más importantes y en la edad media (s. V al s. XV de nuestra era) ya la Ingeniería, aunque siendo experimental, había alcanzado un desarrollo extraordinario. De ese periodo datan magníficos Castillos, Catedrales, Canales de riego, Puentes, Acueductos y Muchos otros. En sus inicios la Ingeniería estuvo vinculada, casi exclusivamente a actividades Militares, Gubernamentales y religiosas. Basta con mencionar los caminos, puentes, murallas, torres, faros, puertos, Monumentos funerarios, Etc. En tiempos de paz la Ingeniería fue puesta al servicio del bienestar del Ser Humano, Al margen de la guerra y los ejércitos. De ahí que cuando, en el siglo XIX, Algunas Universidades empezaron a ofrecer esta carrera, la llamaron Ingeniería Civil para distinguirla de la ejercida por los militares (Ingeniería Militar).

Así mismo a finales del siglo XVII Otto Von Guericke estableció que existían dos tipos de electricidad; en el siglo XVIII fueron ideados: El Electroscopio en el 1705, la botella de Leyden (condensador experimental) en el 1745, y el pararrayos en el 1752.

Una serie de inventos caracterizaron dicha época y Facilitaron el proceso de industrialización, entre los cuales los más importantes fueron: La hiladora Jenny (1770); La Lanzadera mecánica (1773); El telar mecánico (1787) y La Máquina de Vapor (1769). Esos eventos decretaron de manera definitiva, el surgimiento de la Ingeniería Mecánica y de la Ingeniería Industrial.

Máquina de vapor. Véase también la Animación gif de una máquina de vapor.

Motor a vapor de triple expansión.

Michael Faraday relacionó el magnetismo con la electricidad.

Michael Faraday definió la inducción electromagnética con un sencillo experimento mediante el cual descubrió que una corriente podía ser inducida en un alambre con solo moverlo sobre un campo magnético (1831). Basados en este principio se fabricaron los motores y dinamos eléctricos. Había Nacido La Ingeniería Eléctrica.

En consecuencia, a finales del pasado siglo el auge de la electricidad era tal que ya existían muchas ciudades y edificaciones con alumbrado público. En las industrias las maquinas de Eléctricas reemplazaron las maquinas de vapor, lo cual garantizaba una mayor eficiencia productiva, contribuyendo al desarrollo industrial.

Por otra parte, los fenómenos electromagnéticos se conocen desde el siglo VI a.c. gracias a los experimentos de Tales de Mileto, y el termino electricidad (del griego Elektrón que significa ámbar) fue introducido por el Ingles Gilbert de Colchester, quien fue el primero en estudiar sistemáticamente los fenómenos eléctricos.

Al inicio, los "repetidores" surgieron con la telegrafía y eran dispositivos electromecánicos usados para regenerar señales telegráficas. El conmutador telefónico de barras cruzadas es un dispositivo electromecánico para llamadas de conmutación telefónica. Inicialmente fueron ampliamente instalados en los años 1950s en Estados Unidos e Inglaterra, y luego se expandieron rápidamente al resto del mundo. Reemplazaron a los diseños anteriores, como el conmutador Strowger, en grandes instalaciones. Nikola Tesla, uno de los más grandes ingenieros de la historia, fue el precursor del campo de la electromecánica.

Paul Nipkow propuso y patentó el primer sistema electromecánico de televisión en 1885. Las máquinas de escribir eléctricas se desarrollaron hasta los años 80 como "máquinas de escribir asistidas por energía". Estas máquinas contenían un único componente eléctrico, el motor. Mientras que antiguamente la pulsación de una tecla movía directamente una palanca de metal con el tipo deseado, con estas máquinas eléctricas las teclas enganchaban diversos engranajes mecánicos que dirigían la energía mecánica desde el motor a las palancas de escritura. Esto mismo ocurría con la posteriormente desarrollada IBM Selectric. En los años 40 se desarrolló en los Laboratorios Bell la computadora Bell Model V. Se trataba de un grán aparato electromecánico basados en relés con tiempos de ciclo del orden de segundos. En 1968 la compañía estadounidense Garrett Systems fue invitada a producir una computadora digital para competir con los sistemas electromecánicos que se estaban desarrollando entonces para la computadora principal de control de vuelo del nuevo avión de combate F-14 Tomcat de la Marina americana.

Las nuevas tecnologías en el mundo y la Ingeniería Electromecánica

Las nuevas tecnologías se enmarcan históricamente en la revolución científico-técnica, que nace con la creciente importancia de las actividades de investigación científica y desarrollo tecnológico en la innovación de nuevos productos y procesos productivos.

Electricidad termosolar

El enfoque de conjunto permite diferenciar los impactos de las nuevas tecnologías: así como, la informática incide tanto en el consumo como en las actividades administrativas, los servicios y las comunicaciones; en la industria la automatización disminuye, la oferta de empleos cambia las relaciones técnicas y las calificaciones del trabajo, y la estandarización se orienta a familias de productos.

La biotecnología es otra área de impacto que afecta la sustitución de recursos naturales (por ejemplo tropicales), de sustancias farmacéuticas, y abre nuevas posibilidades de productos alimenticios. La energía está ante la expectativa a largo plazo de un salto tecnológico (superconductores), cuando se aplican políticas de transición en la diversificación de fuentes de ahorro eficiencia, de seguridad para disminuir la contaminación.

Electricidad fotovoltaica

La capacidad de generar ciencia y tecnologías propias debe ser parte integral de la cultura, lo que implica: controlar nuestros medios de difusión pues las telecomunicaciones se convierten en el medio de mayores impactos, positivos o negativos de la cultura.

La clase de materiales es clave en las innovaciones contemporáneas pues se requiere, en general de instrumentos de uso específico o a la medida; por ejemplo, para disminuir la contaminación o incrementar la eficiencia energética, o aumentar la densidad de componentes micro electrónicos; para ello se requiere disponer de los implementos pero sobre todo de la capacidad tecnológica para transformarlos; tal es el caso de los materiales finos.”

Con los argumentos expuestos en el documento de ANFEI se puede demostrar la importancia de formar un Ingeniero con formación híbrida pero muy bien fundamentada, con potencialidades técnicas y tecnológicas evidenciables, con una gran participación investigativa, con compromisos éticos y humanísticos que le permitan abocar los problemas con seriedad y gran compromiso, con disponibilidad de trabajo en equipo y un compromiso ineludible con el medio ambiente.

¿Por qué un Ingeniero Electromecánico?

Durante el siglo XX, a medida que el conocimiento científico y tecnológico se multiplicaba, los campos de acción de los ingenieros se iban especializando cada vez más, un ejemplo de este proceso lo constituye la Ingeniería Eléctrica de donde se desprendieron las Ingenierías Electrónica, de Sistemas, Telecomunicaciones, telemática y Mecatrónica, entre otras.

Los sistemas de producción industrial exigían más eficiencia para convertirse en sistemas más competitivos, pero la alta especialización entre colaboradores, hacía difícil su comunicación, surge entonces, la necesidad de un profesional con una visión holística del proceso, con dominio del lenguaje de especialidades afines y que a su vez, pueda ser interlocutor válido con especialistas en esas profesiones, para coordinar su esfuerzo y hacer más eficiente el trabajo de equipo. Adicionalmente las pequeñas y medianas empresas requieren de profesionales que puedan suplir sus necesidades de forma integral en automatización, montaje, mantenimiento y diseño de sistemas electromecánicos, en sus plantas de producción, y dado el tamaño de las pequeñas y medianas empresas, no existe la posibilidad para disponer de ingenieros en todas las especialidades.

Aqui se puede apreciar claramente como se justifica la existencia del Ingeniero Electromecánico desde dos puntos de vista claros y concisos;

• El primero tiene que ver, tal vez, con la gran empresa, donde los sistemas productivos contienen un alto grado de complejidad, donde se hace necesario manejar un lenguaje especializado que integre la Ingeniería Mecánica, la Ingeniería Eléctrica y la Electrónica, logrando un alto rendimiento en procesos de mantenimiento, diseño, montaje y renovación del sistema productivo asociado a la labor del trabajo en equipo. Es claro que la formación de este ingeniero no solamente se debe centrar en lo tecnológico sino en aspectos de comunicación oral y escrita. No es lo mismo saber entender que hacerse entender. Las competencias de un Ingeniero Electromecánico le deben permitir asumir este reto.

• El segundo tiene que ver con la realidad que viven la pequeña y mediana empresa en el manejo de su economía. El recurso económico es muy limitado y la necesidad profesional es ineludible. Se necesita un Ingeniero con fuertes competencias para que asuma el rol tecnológico que le exige determinada situación, un ingeniero polivalente con capacidad creativa presto a resolver los problemas propios de su profesión en diferentes áreas de la Ingeniería.

Funciones del Ingeniero Electromecánico

1. Calcular, seleccionar, dimensionar y diseñar elementos de sistemas mecánicos.

2. Seleccionar, implementar y controlar procesos de fabricación industrial de piezas o elementos y seleccionar los materiales adecuados.

3. Organizar, administrar, planear y controlar las actividades de mantenimiento en plantas industriales.

4. Evaluar, operar y mantener instalaciones, máquinas y equipos térmicos e hidráulicos.

5. Calcular, seleccionar, montar, operar, controlar, evaluar y mantener las máquinas eléctricas utilizadas en instalaciones industriales.

6. Planear, calcular, diseñar, construir, operar, evaluar y mantener instalaciones eléctricas de media y baja tensión, de acuerdo con la reglamentación vigente.

7. Seleccionar, calcular, diseñar, evaluar, operar y mantener sistemas básicos de medición y de control de procesos industriales.

Formación específica de los Ingenieros Electromecánicos

Áreas temáticas específicas de la Ingeniería Electromecánica:

1. Comunicación gráfica

2. Mecánica

3. Resistencia de materiales

4. Cálculo y diseño de elementos de máquinas

5. Procesos de manufactura

6. Materiales de ingeniería

7. Mantenimiento industrial

8. Máquinas y procesos térmicos

9. Máquinas y redes hidráulicas

10. Circuitos eléctricos

11. Máquinas eléctricas

12. Instalaciones eléctricas

13. Electrónica

14. Mediciones industriales

15. Control automático

Reconocimiento internacional

Actualmente existen más de un centenar de universidades latinoamericanas que ofertan el programa de Ingeniería Electromecánica, en Argentina, por ejemplo, existen aproximadamente veinte (20) programas de Ingeniería Electromecánica cuyo énfasis varía de una universidad a otra. En Argentina CONFEDI y en México ANFEI reconocen la Ingeniería Electromecánica como un programa Básico. México, uno de los países donde más se ha desarrollado la Ingeniería Electromecánica, posee actualmente más de cincuenta (50) programas de Ingeniería Electromecánica cuya orientación profesional, en alguna de ellas, se encuentra enmarcada en aspectos de competencias profesionales. También existe el programa en Bolivia, Ecuador, Colombia, Paraguay, Rep. Dominicana, Mexico, Costa Rica, entre otros.

La gran oferta que presenta América Latina en la formación de Ingenieros Electromecánicos, ha permitido despertar la importancia de este programa a nivel mundial, en Noviembre de 1997 se realiza en Madrid España el Primer Encuentro de Universidades latinoamericanas, donde se presentó un Modelo Educativo Latinoamericano actualizado en Ingeniería Electromecánica.

El Instituto Politécnico Nacional de México IPN ha logrado realizar tres Congresos Internacionales de Ingeniería Electromecánica y de Sistemas. El primero se realizó en Noviembre de 1996 en Ciudad de México, El segundo el 29 de Octubre de 1999 y el tercero el 26 de Noviembre de 2002 en ciudad de México. También se han realizado ocho Congresos Nacionales de Ingeniería Electromecánica y de Sistemas, con la colaboración de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica ESIME.

Actualmente la Universidad de Ghent en Belgica y la Universidad de Macau en China entre otras, ofrecen la Maestría en ingeniería Electromecánica.

La Universidad de Burgos en España ofrece el Doctorado en Ingeniería Electromecánica con énfasis en las siguientes áreas:

Electromagnetismo. Ingeniería Mecánica. Máquinas y Motores Térmicos. Ingeniería Eléctrica.

Igualmente la Universidad Politécnica de Cataluña en España ofrece el Doctorado en Ingeniería Electromecánica con énfasis en:

Sistemas Eléctricos de Potencia Modelación diseño y control de accionamientos eléctricos.

Véase también

• Electricidad
• Historia de la electricidad
• Tesla (unidad)
• Máquina de sumar
• Termostato
• Transformación de energía
• Relé
• Motor eléctrico
• Electrotecnia
• Historia de la electricidad
• Desarrollo sostenible
• Energía del futuro
• Energías alternativas