Ingeniería mecatrónica
| mecatrónica | ||
|---|---|---|
 Ramas que conforman la ingeniería mecatrónica | ||
| Áreas del saber | Matemáticas, electromagnetismo, electrónica, electricidad, mecánica, 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, Bolivia, Brasil,[2][3][4]Alemania, Etiopía, Génova, entre otros. | |
| Subárea de | ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, ingeniería de sistemas, ingeniería de control, ingeniería en computación, ingeniería eléctrica | |
La ingeniería mecatrónica es una disciplina que sirve para diseñar robots y a los productos que involucren a sistema 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. Esta disciplina une la ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, ingeniería de control e ingeniería informática. Debido a que combina varias ingenierías en una sola, su punto fuerte es la versatilidad.[5][6]
es una rama de la ciencias bien verduras que los verdaderos hombres la estudian : v
Definición
Un consenso común es describir a la mecatrónica como una disciplina integradora de las áreas de mecánica, electrónica e sistemas cuyo objetivo es proporcionar mejores productos, procesos y sistemas industriales. 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.
La mecatrónica nace para suplir tres urgentes necesidades latentes; la primera, encaminada a automatizar la maquinaría y así lograr 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:
- Matemáticas: lógica matemática y conjuntos, cálculo diferencial e integral, álgebra lineal, cálculo vectorial, ecuaciones diferenciales, variable compleja, probabilidad y estadística, métodos numéricos.
- Física: mecánica clásica, electricidad y magnetismo, termodinámica, óptica, estática, cinemática y dinámica de cuerpo rígido, mecánica de fluidos.
- Eléctrica y electrónica: electrónica digital, electrónica analógica, filtros electrónicos, circuitos eléctricos en el dominio del tiempo y frecuencia, sistemas embebidos, procesamiento digital de señales, electrónica de potencia, sensores y actuadores, sistemas electromecánicos.
- Computación: programación estructurada, programación orientada a objetos, sistemas en tiempo real, programación concurrente, simulación de sistemas.
- Ingeniería mecánica: ciencia e ingeniería de materiales, mecánica de materiales, procesos de manufactura, diseño asistido por computadora (CAD), manufactura integrada por computadora (CAM), elemento finito (CAE), análisis y síntesis de mecanismos, diseño de elementos de máquinas, neumática e hidráulica, vibraciones mecánicas, mantenimiento preventivo y correctivo.
- Control automático: sistemas lineales enfoque clásico, sistemas lineales enfoque moderno, sistemas lineales digitales enfoque clásico y moderno, sistemas no lineales, identificación de sistemas.
- Mecatrónica: diseño mecatrónico, robótica, optimización en ingeniería, sistemas de manufactura flexible, automatización, control de sistemas mecatrónicos.
- Ingeniería industrial: contabilidad de costos, ingeniería económica, administración de empresas, administración de proyectos, investigación de operaciones, sistemas de calidad, desarrollo sustentable, tecnología y medio ambiente.
- Especialidad: el estudiante de ingeniería en mecatrónica debe tener un grupo de materias optativas que le permitan ser especialista en algún campo de aplicación de la mecatrónica. Así, si el estudiante desea continuar con estudios de posgrado o trabajar, tendrá una formación sólida. La especialidad debe contener componentes importantes de teoría y práctica, convergiendo a un proyecto que dará como resultado patentes y publicaciones científicas.
Uso útil
Entendiendo que la mecatrónica abarca disciplinas muy amplias y complejas puede decirse que tiene muchos campos de aplicación. De hecho, la mecatrónica pretende ser esa disciplina o Ingeniería en la que los productos se fabriquen teniendo en cuenta todas las ingenierías y no estando separadas como tradicionalmente. Su punto fuerte es la versatilidad para crear mejores productos, procesos o sistemas. La mecatrónica no es un concepto nuevo o una ingeniería nueva, sino la síntesis de ciertas áreas de ingeniería.
Su principal objetivo es cubrir ciertas necesidades como:
- Automatizar la maquinaria: así se consigue que sea ágil, productiva y fiable.
- Creación de productos inteligentes: que sobre todo responden a las necesidades del ser humano.
- Que haya armonía entre componentes mecánicos y electrónicos (hasta ahora la mecánica y la electrónica no manejaban los mismo términos lo que dificultaba los procesos de fabricación o reparación de diferentes equipos).
Las principales industrias que utilizan la mecatrónica son:
- Empresas de la industria de la automatización: empresas que utilizan sistemas o elementos computarizados y electromecánicos para controlar maquinarias y/o procesos industriales.
- Empresas de la industria de manufactura flexible: aquellas que se dedican a fabricar sistemas o componentes eléctricos o electrónicos de forma automática.
Por tanto, la mecatrónica puede aplicarse a muchos campos, desde la medicina hasta la minería, pasando por la industria farmacéutica, industria mecánica, automovilística, textil, comunicaciones, alimentación, comercio… y un largo etcétera.
La fabricación de productos como robots, automóviles, órganos humanos biónicos, naves aeroespaciales, aviones, etc., están basados ya en esta disciplina.
Campo ocupacional
El ingeniero en mecatrónica puede laborar 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
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 Associated 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
En muchos países hay instituciones que ofrecen carreras de pre-grado 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][22][23]Perú,[24][25][26][27]Ecuador,[28][29][30][31]Paraguay,[32]Venezuela,[33] República Checa, Dinamarca,[34] Francia,[35] Alemania,[36][37] Honduras,[38] Hungría,[39] India, Irán,[40] Irlanda,[41] Islandia,[42] Japón, Jordania,[43] Malasia,[44] México,[45][46][47][48][49][50] Noruega,[51] Pakistán,[52][53] Polonia,[54] Portugal,[55] Singapur, Eslovenia, España, Sudáfrica, Suecia,[56] Turquía, Reino Unido,[57] Estados Unidos,[58][59][60][61] Costa Rica,[62] El Salvador,[63] República Dominicana,[64] Guatemala[65] y Panamá.[66][67]
Véase también
- Ingeniería de control
- Ingeniería informática
- Electrónica
- Ingeniería de sistemas
- Ingeniería electrónica
- Mecánica
- Ingeniería mecánica
- ingeniería electromecánica
Referencias
- ↑ http://www.utalca.cl/link.cgi//CarrerasPregrado/2125
- ↑ «Copia archivada». Archivado desde el original el 19 de abril de 2012. Consultado el 23 de julio de 2012.
- ↑ «Copia archivada». Archivado desde el original el 25 de agosto de 2011. Consultado el 23 de julio de 2012.
- ↑ http://vestibular.brasilescola.com/guia-de-profissoes/engenharia-mecatronica.htm
- ↑ «Copia archivada». Archivado desde el original el 9 de febrero de 2013. Consultado el 13 de mayo de 2011.
- ↑ http://www.mecatronica.es/]
- ↑ [1] (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
- ↑ http://www.colombiaaprende.edu.co/html/estudiantesuperior/1608/article-87762.html
- ↑ «Sobre el campo ocupacional del ingeniero en meatrónica (página de la UPIITA del IPN)». Archivado desde el original el 20 de noviembre de 2011. Consultado el 4 de diciembre de 2011.
- ↑ a b Página www.uttn.edu.mx
- ↑ "University of Queensland - Bachelor of Engineering (Mechatronics)", accessed 12 January 2011
- ↑ Mechanical and Mechatronics Engineering Department. «Welcome to Mechatronics Engineering». University of Waterloo. Consultado el 30 de mayo de 2011.
- ↑ "McMaster University - Mechatronics Engineering", accessed 2 Jan 2011
- ↑ [2]
- ↑ [3]
- ↑ [4]
- ↑ [5]
- ↑ «Copia archivada». Archivado desde el original el 19 de abril de 2012. Consultado el 23 de julio de 2012.
- ↑ «Copia archivada». Archivado desde el original el 25 de agosto de 2011. Consultado el 23 de julio de 2012.
- ↑ [6]
- ↑ «Universidad Autónoma de Occidente».
- ↑ National University of Colombia - Engineering Faculty
- ↑ Universidad Piloto de Colombia
- ↑ [7]
- ↑ [8]
- ↑ «Copia archivada». Archivado desde el original el 25 de abril de 2012. Consultado el 23 de julio de 2012.
- ↑ http://www.zonaescolar.pucp.edu.pe/facultad-de-ciencias-e-ingenieria/ingenieria-mecatronica-]
- ↑ [9]
- ↑ [10]
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- ↑ [12]
- ↑ [13]
- ↑ [14]
- ↑ "University of Southern Denmark - BEng in Mechatronics" (Bachelor | Master), accessed 16 May 2011
- ↑ "Institut des Sciences et Techniques des Yvelines" (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
- ↑ "University of Siegen - Mechatronics (Master)", accessed 1 March 2011
- ↑ "Aachen University of Applied Sciences - Mechatronics (Master)", accessed 12 Dec 2010
- ↑ «Copia archivada». Archivado desde el original el 9 de julio de 2012. Consultado el 22 de julio de 2012.
- ↑ [15]
- ↑ "Sharif University of Technology, Master of Science Program in Mechartronics Engineering", accessed 11 May 2011
- ↑ "Dublin City University - B.Eng. in Mechatronic Engineering (Bachelor Honours Degree)", accessed 02 February 2011
- ↑ "University of Reykjavik - Bachelor of Engineering (Mechatronics)", consultada 12 de enero de 2011
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- ↑ «Copia archivada». Archivado desde el original el 15 de junio de 2012. Consultado el 22 de julio de 2012.
- ↑ [https://web.archive.org/web/20170614122457/http://www.ues.mx/pagina.aspx?p=92&s=3# Archivado el 14 de junio de 2017 en Wayback Machine. "Universidad Estatal de Sonora", consultada el 19 de junio de 2017.
- ↑ «Copia archivada». Archivado desde el original el 22 de junio de 2012. Consultado el 26 de agosto de 2012.
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- ↑ "Chalmers University of Technology - System, Control and Mechatronics", consultada 12 de diciembre de 2010
- ↑ "University of Dundee - Mechanical Engineering & Mechatronics", consultada 12 de diciembre de 2010
- ↑ «"University of Purdue at Calumet", consultada 22 de mayo de 2012». Archivado desde el original el 31 de julio de 2012. Consultado el 22 de julio de 2012.
- ↑ "Southern Polytechnic State University - Bachelor of Science in Mechatronics Engineering Degree", consultada 22 de mayo de 2012
- ↑ «"California State University, Chico - Bachelor of Science in Mechatronic Engineering", consultada 22 de mayo de 2012». Archivado desde el original el 10 de enero de 2009. Consultado el 22 de julio de 2012.
- ↑ "Lawrence Technological University - Master of Science in Mechatronic Systems Engineering", consultada 22 de mayo de 2012
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