Ingeniería mecatrónica
La ingeniería mecatrónica, o simplemente mecatrónica, es una rama multidisciplinaria de la ingeniería, se dedica al diseño unificado de sistemas mecánicos y eléctricos, con el uso combinado de la robótica y de la ingeniería electrónica y ciencia de la computación. La mecatrónica engloba así el desarrollo de productos que involucren un sistema de control para 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 y ciencia de la computación [5].
Mecatrónica | ||
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Ramas que conforman la ingeniería mecatrónica | ||
Áreas del saber | Matemáticas, electromagnetismo, electrónica, electricidad, mecánica, teoría de circuitos, cinemática, termodinámica, ciencia de materiales | |
Reconocida en | Colombia, España, México, Chile,[1] Ecuador, Bolivia, Brasil,[2][3][4]Alemania, Etiopía, Génova, Argentina, entre otros. | |
Subárea de | Ingeniería en automatización y control industrial, Ingeniería mecánica | |
Definición
La ingeniería mecatrónica se fundamenta en la integración de varias áreas, especialmente la computación, la mecánica, la electrónica y la robótica.
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 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". Existen, claro está, otras versiones de esta definición, pero esta claramente enfatiza que la mecatrónica está dirigida a las aplicaciones y al diseño.
La mecatrónica nace para suplir tres necesidades latentes; la primera, encaminada a automatizar la maquinaría y así lograr procesos productivos ágiles y fiables; la segunda, crear productos inteligentes que respondan a las necesidades del mundo moderno; y la tercera, por cierto muy importante, armonizar 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 o autónomos que involucren tecnologías de varios campos de la ingeniería. Este especialista entiende del 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 coste y con valor añadido 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.[6]
Un ingeniero mecatrónico está capacitado 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, la innovación y la 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.[7]
En el plan de estudios de la ingeniería mecatrónica usualmente se encuentra:
- Ingeniería eléctrica y electrónica: Electrónica digital, electrónica analógica, filtros electrónicos, circuitos eléctricos en el dominio del tiempo y frecuencia, sistemas embebidos, máquinas eléctricas, procesamiento digital de señales, sistemas de comunicación, electrónica de potencia, sistemas de instrumentacion industrial, sensores y actuadores, sistemas electromecánicos, sistemas de control industrial, sistemas lineales digitales enfoque clásico y moderno, sistemas no lineales, identificación de sistemas, automatización industrial, sistemas ciberfísicos, control de sistemas mecatrónicos, mantenimiento preventivo y correctivo.
- Ciencia de la computación: Programación estructurada, programación orientada a objetos, sistemas operativos robóticos, sistemas en tiempo real, programación concurrente, simulación de sistemas, redes neuronales artificiales, vision artificial.
- Ingeniería mecánica: Mecánica de materiales, mecánica de fluidos, diseño mecánico asistido por computadora (CAD), neumática e hidráulica, vibraciones mecánicas, análisis y síntesis de mecanismos, mantenimiento preventivo y correctivo.
- Ingeniería industrial: Contabilidad de costos, ingeniería económica, administración de empresas, administración de proyectos, investigación de operaciones, sistemas de calidad, producción industrial, logística, desarrollo sustentable, tecnología y medio ambiente.
- Ingeniería de procesos: Química industrial, mecánica de producción, ensamblaje electrónico industrial, procesos de manufactura, sistemas de manufactura flexible, control de procesos, operaciones de proceso.
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 se hace tradicionalmente. Su punto fuerte es la versatilidad para crear mejores productos, procesos y 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.
- Armonizar los componentes mecánicos y los electrónicos
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 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, metalmecánica, automovilística, textil, metalúrgica, alimentación, petrolera, etc.
La fabricación de productos como robots, automóviles, órganos humanos biónicos, naves aeroespaciales, aviones, etc., están basados ya en esta disciplina.
Campo ocupacional: Técnico e Ingeniero en Mecatrónica
El Técnico Universitario en Mecatrónica[8] es un profesional universitario que cuenta con competencias en las áreas mecánica, electrónica e informática, de manera que puede dar soluciones en procesos productivos, automatización industrial, robótica y procesos de manufactura flexible.
La carrera de Técnico es una carrera que se estudia en un período de 2 años (4 semestres) y que entrega los conocimientos necesarios para trabajar en la operación, mantenimiento y diseño de procesos que utilizan mecatrónica.
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- http://vestibular.brasilescola.com/guia-de-profissoes/engenharia-mecatronica.htm
- https://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_en_computadores
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(ayuda) - [1] (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
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- «Técnico Universitario en Robótica y Mecatrónica en Universidad Técnica Federico Santa María». Técnico Universitario en Robótica y Mecatrónica en Universidad Técnica Federico Santa María. Consultado el 1 de octubre de 2019.
.[1]
El ingeniero en mecatrónica puede trabajar en empresas de la industria automotriz, manufacturera, petroquímica, metal-mecánica, alimentos y electromecánica, realizando sobre todo actividades de diseño, manufactura, programación de componentes, sistemas industriales y equipo especializado, así como en la promoción y activación de empresas de servicios profesionales.[2]
- 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.[3]
- 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.[3]
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 pregrado y posgrado en mecatrónica como lo son Nueva Zelanda, Australia,[4] Canadá,[5][6] Argentina,[7] Chile,[8][9] Bolivia,[10]Brasil,[11][12][13]Colombia,[14][15][16]Perú,[17][18][19][20][21]Ecuador,[22][23][24][25]Paraguay,[26]Venezuela,[27] República Checa, Dinamarca,[28] Francia,[29] Alemania,[30][31] Honduras,[32] Hungría,[33] India, Irán,[34] Irlanda,[35] Islandia,[36] Japón, Jordania,[37] Malasia,[38] México,[39][40][41][42][43][44] Noruega,[45] Pakistán,[46][47] Polonia,[48] Portugal,[49] Singapur, Eslovenia, España, Sudáfrica, Suecia,[50] Turquía, Reino Unido,[51] Estados Unidos,[52][53][54][55] Costa Rica,[56] El Salvador,[57] República Dominicana,[58] Guatemala,[59] Nicaragua y Panamá.[60][61]
Véase también
Referencias
- www.ilogica.cl, Ilógica-. «Técnico Universitario en Robótica y Mecatrónica en Universidad Técnica Federico Santa María». Técnico Universitario en Robótica y Mecatrónica en Universidad Técnica Federico Santa María. Consultado el 1 de octubre de 2019.
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