Ingeniera en Mecatrnica. Una disciplina emergente La palabra "Mecatrnica" fue empleada por primera vez, en el ao 1960, por la empresa japonesa Yaskawa Electric Company. Esta compaa incluso registr el trmino como marca comercial exclusiva, limitando inicialmente su uso. Cerca de diez aos ms tarde la compaa liber el trmino y, desde entonces, se ha utilizado para identificar a una nueva disciplina de la ingeniera. En esa poca, Takashi Yamaguchi, ingeniero del Laboratorio de Ingeniera Mecnica de la transnacional HITACHI estableca en un art culo cientfico que: "la Mecatrnica es una metodologa para disear productos que presenten un comportamiento ms rpido y efectivo, y estas caractersticas se alcanzan si se considera en el problema, no slo el diseo mecnico, sino que tambin todos lo s aspectos de electrnica, de servo controladores y de sensores involucrados en la solucin". Por tanto, estableca que la robustez del diseo dependa -en gran medida- del uso apropiado de esta metodologa. En los ltimos aos han ocurrido innumerables cambios cientficos y tecnolgicos que han provocado que la metodologa de diseo, de la cual hablaba Yamaguchi, se transforme en una nueva disciplina de la ingeniera. Es as como -en estos das- la Ingeniera en Mecatrnica es dictada, como carrera de pre grado, en diferentes universidades del mundo, a la vez que el ofrecimiento de estudios de post grado en la disciplina es tambin bastante frecuente. Desde las primeras conceptualizaciones de Mecatrnica han surgido diversas definiciones que intentan describir esta disciplina en forma clara y precisa. As se tiene, por ejemplo, la definicin que de ella hace la Universidad de Loughborough (Inglaterra): "Mecatrnica es una filosofa de diseo que utiliza una integracin sinrgica de mecanismos, de electrnica y de tecnologa computacional (o tecnologas de la informacin) para producir sistemas, procesos y productos mejorados". Por su parte, la revista cientfica Journal of Mechatronics define la especialidad como: "la combinacin sinrgica de ingeniera mecnica de precisin, de control electrnico y de sistemas, pensando en el diseo de productos y procesos de fabricacin". El Centro Nacional de Investigacin y Desarrollo Tecnolgico de Mxico ofrece un conjunto de definiciones que pretenden aclarar ms los alcances y caractersticas de la disciplina, proponiendo finalmente una nueva definicin, ms acorde con el actual desarrollo tecnolgico: "la Mecatrnica es el estudio multidisciplinario que se propone el control de los sistemas fsicos, a travs de la inteligencia computacional". Es importante destacar que, tal como lo seala Steven Ashley (editor asociado de la revista Mechanical Engineering): "Ingeniera en Mecatrnica es ms que semntica y ms que las mil y una definiciones que se puedan presentar, y constituye, en la actualidad, una de las tendencias con mayor influencia en el desarrollo de productos y en la competencia internacional de bienes

manufacturados", sealando adems que "afectar notablemente las caractersticas de la educacin en ingeniera". La figura adjunta muestra uno de los modelos ms clsicos utilizados para mostrar el "concepto de mecatrnica". Tomando como base las Ingenieras Mecnica, Electrnica y Computacional, en ella se muestran las reas de interfaz entre estas disciplinas. As por ejemplo, se muestra que la Ingeniera Mecnica y la Computacin se integran entre s cuando se trata de sistemas CAD, CAE o CAM. De esta forma la Ingeniera en Mecatrnica se indica como la integracin de las disciplinas puras ms la integracin de las reas de interseccin entre esas mismas disciplinas. En el diario vivir nos encontramos rodeados de sistemas donde la aplicacin concreta de esta disciplina se encuentra presente, como nuestro mismo hogar (donde el uso de microprocesadores, sensores inteligentes y sistemas de control de motores se encuentran en lavadoras de ropa o de vajilla, hornos microondas y refrigeradores), o los vehculos en los que nos movilizamos (que con el uso de computadores dedicados, sistemas de encendido electrnico, sensores de oxigeno, sensores de temperatura, sistemas de control de luces y otra serie de dispositivos que se encuentran integrados le otorgan toda la gama de funcionalidades de las cuales ahora se dispone). En el mbito industrial es donde con ms claridad se visualiza -y con mayor fuerza- la importancia de esta nueva disciplina, en la compleja relacin entre la electrnica de potencia, los sistemas mecnicos, los sistemas de control y los sistemas de informacin. Un ejemplo de lo anterior se encuentra por ejemplo en un sistema paletizador de sacos como el que se muestra en la siguiente fotografa. En un sistema como el mostrado, todo el movimiento es supervisado y controlado a distancia, y es su diseo mecatrnico lo que permite que desarrolle su funci n sin inconvenientes. En efecto, en la parte superior avanzan los sacos en un transportador de polines, tras haber sido ordenados adecuadamente para el paletizado por una serie de actuadores neumticos situados en el cabezal que se encuentra sobre los polines, como se puede apreciar en la imagen superior izquierda. En la fotografa superior derecha se aprecia como, mientras que -en la parte posterior- se traslada fuera de la plataforma de carga un palet ya completado, en la parte central se est comenzando a configurar un nuevo palet (el cual va bajando en la medida que se van depositando los sacos sobre l), a la vez que -en la parte anterior- ya est preparado un palet vaco para ingresar, cuando corresponda, a la plataforma de carga. La imagen inferior i zquierda muestra como sale un palet ya terminado y avanza por otro transportador de polines hacia la zona donde sern manipulados por un gra horquilla. Finalmente, para acceder a la zona donde ser tomado por la gra horquilla, el palet debe cambiar de direccin a travs de una plataforma de transferencia, proceso que se muestra en la imagen inferior derecha. Respecto de la Ingeniera en Mecatrnica, y basndose en los ejemplos de

sistemas mecatrnicos ya detallados, se puede afirmar que esta disciplina tal vez se ha demorado ms de la cuenta en darse a conocer masivamente en Chile. En el mbito industrial, los principales desarrollos se han efectuado en el rea de la gran minera del cobre, donde proyectos ejecutados por el rea de Mecatrnica del Instituto de Innovacin en Minera y Metalurgia (IM2), entidad dependiente de Codelco - Chile, pueden mencionarse como ejemplos claros de esta disciplina. Uno de los ltimos desarrollos ejecutados por el IM2 fue el diseo, construccin e instalacin de toberas auto-limpiantes en los hornos convertidores, proyecto patentado y que ser comercializado a nivel internacional. La enseanza de la Ingeniera en Mecatrnica y programas de especializacin y de postgrados en esta disciplina se ofrece en instituciones de educacin superior de las ms diversas partes del mundo, lo que difiere notablemente de la realidad nacional. Son tambin frecuentes eventos sobre Mecatrnica, donde aparte de los tradicionales congresos y seminarios, se realizan anualmente competencias internacionales. En el ao 2005 la competencia mundial se efectu en Helsinki, mientras que -a nivel latinoamericano- anualmente se realiza una competencia en Brasil. En Chile, la Ingeniera en Mecatrnica se imparte slo desde el ao 2005 en la Facultad de Ingeniera de la Universidad de Talca, primera carrera de esta especialidad en el pas, y en el ao 2006 se comenz tambin a ofrecer en la Universidad de Tarapac. Adicionalmente, otras universidades nacionales ejecutan proyectos de desarrollo de sistemas mecatrnicos y ofrecen cursos de especializacin o programas de postgrado orientados a la disciplina. El sector empresarial tambin participa en su enseanza por medio del Liceo Industrial Chileno-Alemn, dependiente de ASIMET, institucin que aparte de fo rmar tcnicos imparte tambin un Diplomado en la especialidad. La tecnologa con la cual actualmente se disean, construyen y operan las maquinarias y equipos de produccin, como las caractersticas tecnolgicas que se requieren para la produccin de los bienes de consumo, permiten asegurar que -en el corto plazo- deber aumentar significativamente el desarrollo de la Mecatrnica en el pas. Edgardo Padilla Contreras Decano de la Facultad de Ingeniera de la Universidad de Talca Miembro Comit Automatizacin AIE epadilla@utalca.cl www.aie.cl