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FACULTAD DE INGENIERÍA
SUBLÍNEA DE AUTOMATIZACIÓN Y DISEÑO MECATRÓNICO. PROGRAMA
DE INGENIERÍA MECATRÓNICA
Autor:
ALEXANDER VASCO OROZCO
ACUERDO N.° 6 DE 22 DE NOVIEMBRE DE 2016
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Tabla de Contenido
1. Marco institucional .......................................................................................................................... 5
1.1 Plan de Desarrollo Institucional 2011-2019 ........................................................................ 5
1.2 Plan Educativo Institucional - PEI ......................................................................................... 5
1.2 Investigación en la facultad de Ingeniería ........................................................................... 6
1.3 Modelo de Investigación EAM ........................................................................................... 6
2. Contexto global, nacional y regional ............................................................................................... 8
2.1 Política Global: .......................................................................................................................... 8
2.1.1 Objetivos del Milenio - ODM ............................................................................................ 8
2.1.2 ISO 26000: Guía de Responsabilidad Social ..................................................................... 8
2.2 Política Nacional ..................................................................................................................... 9
2.2.1 Visión Colombia II centenario: 2019 ................................................................................. 9
2.2.2 Ley de Ciencia y Tecnología 1286 de 2009 ..................................................................... 10
2.2.3 Documento CONPES 3582 (Política Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación) ... 10
2.2.4 Programa de transformación productiva - sectores de clase mundial .............................. 11
2.2.5 Organizaciones Internacionales Reguladoras y Normas de Estandarización ................... 12
2.3 Política departamental y local ................................................................................................. 14
2.3.1 PEDCTI (Plan Estratégico Departamental de Ciencia, Tecnología e Innovación) Quindío
2022 ........................................................................................................................................... 14
2.3.2 Agenda Interna de Productividad y Competitividad: Quindío 2020 ................................ 14
2.3.3Agenda de cooperación internacional en el Quindío ......................................................... 15
2.3.4 Plan de Desarrollo Municipal ........................................................................................... 16
3. Tendencias en Ingeniería Mecatrónica ........................................................................................ 17
3.1 Mecatrónica en América Latina .................................................................................... 17
3.2 Mecatrónica en Colombia ............................................................................................. 17
4 Epistemología ............................................................................................................................ 19
4.1 Epistemología de la Ciencia, Tecnología e Innovación: ......................................................... 19
4.2 Diseño en Ingeniería Mecatrónica: ....................................................................................... 19
4.2.1 Etapas del diseño ....................................................................................................... 20
4.3 Apropiación de conocimiento por nivel de formación en Ingeniería Mecatrónica: .......... 22
4.4 Temas de Investigación: ........................................................................................................ 22
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4.4.1 Robótica ........................................................................................................................ 23
4.4.2 Sistemas de Control y Automatización .......................................................................... 24
4.4.3 Inteligencia Artificial ..................................................................................................... 24
4.4.4 Sistemas Embebidos ....................................................................................................... 24
Sistemas de Control y Automatización ..................................................................................... 24
5. Estructura de la línea y la sublínea .............................................................................................. 25
5.1 Nombre .................................................................................................................................. 25
5.2 Concepto ................................................................................................................................ 25
5.3 Enfoque de la línea hacia la transformación productiva ....................................................... 26
5.4 Pertinencia con la oferta educativa de la EAM ..................................................................... 26
5.5 Objetivos de la Sublínea ........................................................................................................ 27
5.5.1 Objetivo General de la Sublínea ....................................................................................... 27
5.5.2 Objetivos específicos ........................................................................................................ 27
6. Resultados esperados..................................................................................................................... 28
6.1 En el corto plazo ..................................................................................................................... 28
6.2 En el mediano plazo ................................................................................................................ 28
6.3 En el largo plazo ...................................................................................................................... 28
7. Marco legal ................................................................................................................................ 29
7.1 Marco Legal Nacional ...................................................................................................... 29
7.2 Marco Legal EAM ............................................................................................................ 29
8. Bibliografía ............................................................................................................................... 31
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Introducción
Desde la sinergia de saberes que comprende la ingeniería mecatrónica es importante que se
generen resultados tangibles para el mundo actual, ya que al integrar los análisis
conceptuales, las capacidades computacionales y las habilidades técnicas que soportan
proyectos y prototipos están en capacidad de suplir las necesidades y problemas en la
industria, la sociedad y la vida moderna en general. Sin embargo, estos resultados no
pueden surgir solo desde las prácticas y diseños de los espacios académicos, ni siquiera de
los proyectos integradores del programa o la facultad sino desde los sistemas de
investigación formales y sistemáticos, para que los productos finales no solo resuelvan
problemas puntuales, sino que además conciban artefactos con especificaciones
innovadoras y diseños originales que permitan fortalecer los programas académicos desde
su producción interna y desde un ejercicio consciente de esta práctica. Desde la de
Ingeniería Mecatrónica se dará énfasis en dos aspectos:
Proporcionar una base teórica completa estrechamente relacionada con la relevancia
de la ciencia en la educación académica de los ingenieros. Sin duda, la explicación
de cualquier sistema técnico yace sobre un fundamento físico. El dominar los
principales métodos teóricos de las disciplinas físicas relevantes en la categoría
apropiada de la ingeniería ayuda no solo a entender y analizar un sistema técnico
dado sino también es un medio para encontrar buenas rutas y mejores soluciones de
algún problema técnico.
Capacitar a los estudiantes para que resuelvan problemas semejantes a los que
suceden en la práctica real mediante métodos teórico - prácticos: la comprensión de
conceptos teóricos en la educación de la ingeniería es muy extensa. Se puede tener
éxito solamente si se pueden resolver problemas prácticos. Las computadoras por
una parte ofrecen la oportunidad de hacer complejos cálculos, pero por otro lado
requieren de un conocimiento más profundo de una disciplina ingenieril específica
para una mejor utilización de métodos modernos como el modelado matemático y la
simulación. Además, de esta capacitación, se necesita de algunas habilidades
prácticas como el manejo de equipo de medición, algunas habilidades profesionales
básicas, hacer trabajo de diseño y aprender a trabajar en equipos que se comuniquen
con compañeros externos de proyecto.
Resumiendo, un Ingeniero Mecatrónico es un profesional que está en capacidad de trabajar
sobre los límites de varias disciplinas, para identificar y emplear la combinación correcta de
tecnologías que proveerán la solución óptima a un problema dado, siendo un buen líder y
comunicador capaz de trabajar con equipos de diseño constituido por ingenieros de
conocimiento especializado o generalista basados en el trabajo de investigación, enfocados
en productos nuevos que solucionen de manera innovadora los requerimientos técnicos que
permitan la construcción de conocimiento de manera autónoma e impulsen el desarrollo de
la región y el país (EAM, 2009).
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1. Marco institucional
1.1 Plan de Desarrollo Institucional 2011-2019
La Escuela de Administración y Mercadotecnia del Quindío - EAM bajo la organización de
un programa institucional de investigación, orienta sus líneas de investigación a la solución
de problemas económicos, empresariales, sociales y de desarrollo reales, dando aplicación a
los principios de la ciencia, la tecnología, y de las humanidades como medio para estimular
proactivamente el progreso cultural y económico de Colombia.
La EAM adopta las políticas de investigación según lo estipula el Consejo Directivo
mediante el acuerdo n.° 07 del 11 de noviembre de 2009, en el artículo 1 establece “La
Escuela de Administración y Mercadotecnia del Quindío - EAM adopta líneas
institucionales de investigación cuyo desarrollo es administrado en equipos de trabajo
disciplinario, interdisciplinario o multidisciplinario, conformado por docentes-
investigadores y alumnos, los cuales acometen –con una metodología apropiada– temas que
hacen parte de proyectos y sub-proyectos articulados a las líneas” (EAM, 2009).
1.2 Plan Educativo Institucional - PEI
Es objetivo permanente de la EAM es relacionar sus procesos investigativos con el
contexto sociocultural y productivo, para ello identificará los problemas de la sociedad, los
estudiará y analizará, para así presentar alternativas de solución o manejo, pues permitirá
realizar aportes significativos a la ciencia y a la tecnología, así como al desarrollo de la
sociedad, ampliando las fronteras de conocimiento y la pertinencia del mismo, con el fin de
identificar y potenciar oportunidades locales y regionales.
La EAM difundirá y pondrá a disposición de la comunidad el resultado de las
investigaciones que se realicen, así como el conocimiento y la cultura que en ella se
desarrollen.
La EAM promoverá un sistema de capacitación que contribuya a la formación
permanente del personal docente-investigativo, el cual estimule a la comunidad
académica en la cultura de la investigación.
La EAM propiciará espacios de interacción científica a través de equipos
académicos de investigación, seminarios, talleres y otras actividades que involucran
a docentes y estudiantes, mediante las cuales generará un ambiente de estudio donde
la investigación se dé como resultado de estas actividades, consolidando una
comunidad docente-investigativa.
La EAM desarrollará sus procesos de investigación formativa y científica a partir de
líneas institucionales que articulan proyectos y sub-proyectos, con metas y
propósitos definidos, generando y aplicando conocimiento en un área específica.
La EAM contribuirá al avance científico del departamento y del país con el fomento
de investigación aplicada, encaminada a la apropiación o adecuación de tecnología,
para dar respuesta a las necesidades de la comunidad e identificar oportunidades
aprovechables para su desarrollo.
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La EAM promoverá la divulgación de los resultados obtenidos en los procesos de
investigación institucionales en medios impresos y digitales locales, nacionales e
internacionales, así como la publicación de los productos investigativos que lo
ameriten. (EAM, 2011)
1.2 Investigación en la facultad de Ingeniería
La investigación en la Facultad de Ingeniería tiene un enfoque de investigación aplicada y
de desarrollo tecnológico. A través de ella se pretende innovar y optimizar los procesos
tecnológicos de las empresas, sirviendo como un puente entre las nuevas tecnologías y las
empresas. Teniendo en cuenta que la EAM orienta sus líneas a la solución de problemas
empresariales, sociales, ambientales y culturales, dando aplicación a principios de ciencia,
tecnología, innovación y responsabilidad social; con el fin de estimular proactivamente la
sostenibilidad y competitividad de la región del eje cafetero y responder de manera efectiva
a las necesidades, tanto del contexto nacional como de las dinámicas de los cambios a nivel
mundial.
1.3 Modelo de Investigación EAM
A partir de lineamientos de Planeación y Desarrollo Institucional, articulación y trabajo en
equipo con las facultades y Vicerrectoría Académica, las actividades que se deben
desarrollar en las diferentes áreas de la EAM, en especial en la académica, deberán
responden al cumplimiento de la Visión y Misión. Así pues, en el Centro de Investigación
se tiene en cuenta la siguiente secuencia, teniendo en la cuenta los lineamientos
institucionales:
Ejes estratégicos: un eje estratégico por indicador (Cultura Investigativa, Investigación
Formal e Investigación Institucional).
Objetivos: se tendrán objetivos para cada eje estratégico.
Metas: se plantearán metas para el logro de cada objetivo.
Acciones estratégicas: se proponen acciones concretas para el cumplimiento de cada
una de las metas.
El cumplimiento de la función investigativa se mide a través del plan operativo anual del
Centro de Investigación, el cual se compone de tres indicadores: Cultura Investigativa,
Investigación Formal e Investigación Institucional.
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Figura 1. Plan operativo
La investigación aplicada se define como los trabajos originales realizados para adquirir
nuevos conocimientos, sin embargo está dirigida fundamentalmente hacia un objetivo
práctico específico y desarrollo experimental. El desarrollo experimental consiste en
trabajos sistemáticos que aprovechan los conocimientos existentes obtenidos de la
investigación o la experiencia práctica y está dirigido a la producción de nuevos materiales,
productos o dispositivos; a la puesta en marcha de nuevos procesos, sistemas y servicios o a
la mejora sustancial de los ya existentes. (Franco, Gil y Tobón, 2012)
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2. Contexto global, nacional y regional
2.1 Política Global:
2.1.1 Objetivos del Milenio - ODM
Los objetivos del milenio son las metas propuestas por los líderes del mundo, como
resultado de la promesa de defender y fomentar los principios de equidad y dignidad
humana, para eliminar la pobreza extrema mediante ocho (8) objetivos. Cada uno se divide
en una serie de metas, un total de 18, cuantificables mediante 48 indicadores medibles y
con plazos definidos:
Objetivo 1: erradicar la pobreza extrema y el hambre.
Objetivo 2: lograr la enseñanza primaria universal.
Objetivo 3: promover la igualdad entre los géneros y la autonomía de la mujer.
Objetivo 4: reducir la mortalidad infantil.
Objetivo 5: mejorar la salud materna.
Objetivo 6: combatir el VIH/sida, el paludismo y otras enfermedades.
Objetivo 7: garantizar el sustento del medio ambiente.
Objetivo 8: fomentar una asociación mundial para el desarrollo.
El logro de los Objetivos de Desarrollo del Milenio garantiza el bienestar y mejora de la
calidad de vida de millones de personas. Desde la sublínea de Automatización y Diseño
Mecatrónico del programa de Ingeniería Mecatrónica de la EAM estos puntos son
esenciales para la generación de las propuestas y ejecución de los proyectos de
investigación, que deben guiar no solo al fortalecimiento institucional y académico.
También, un punto de vista humano, enfocados en el planteamiento de soluciones
tecnológicas a problemáticas sociales, y a través de dispositivos, prototipos o artefactos
apuntar de manera directa, herramientas tangibles e innovadoras para alcanzar cada uno de
los 8 objetivos mencionados a las 18 metas específicas, en especial en aquellos que los
avances tecnológicos incidan de manera transversal. (ONU, 2015)
2.1.2 ISO 26000: Guía de Responsabilidad Social
La norma internacional ISO 26000 - 2010 Guía de responsabilidad social:
Ofrece orientación armonizada, pertinente a nivel mundial para las organizaciones del
sector público y privado de todo tipo sobre la base de un consenso internacional entre
expertos representantes de los principales grupos de interés, y de esa manera fomenta la
aplicación de mejores prácticas de la responsabilidad social en todo el mundo. En términos
generales, la ISO 26000 trata de abordar todos los pasos que una firma debe tener en cuenta
para la buena adopción de la responsabilidad social empresarial (RSE). La puesta en marcha
de la norma se basa en dos momentos: la toma de decisión y la implementación. Toma de
decisión para implantar la norma (ISO, 2010).
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Se centra en tres criterios:
Apuesta por el Compromiso con la calidad y la transparencia del producto o
servicio
Toma de Conciencia y responsabilidad empresarial en materia cultural, ambiental y
legal.
Aspirar a Conocer y controlar el alcance de la empresa sobre los grupos de interés.
Pasos para implantar la norma ISO 26000:
Investigación: estudio de la norma y aplicabilidad a la empresa.
Capacitación: formación con expertos como consejos de empresarios, reguladores,
certificadoras y consultores.
Aprobación: convencer a la alta dirección.
Aplicación: desarrollo de los procedimientos e implementación en toda la
organización.
Estos puntos son importantes para establecer los diferentes mecanismos de trabajo en torno
a los compromisos adquiridos por la Institución y por la facultad de ingeniería con la
responsabilidad social y con el buen desarrollo de los temas que la circundan, a través de
los objetivos propuestos por la línea y sus sublíneas de investigación. En este punto la
Ingeniería Mecatrónica ha enfocado muchos de sus esfuerzos, especialmente al desarrollo
sustentable de sus productos enmarcados en la calidad, eficiencia, bajo consumo de energía
y disminución del impacto ambiental (debido al equipo y al proceso), además de su
aplicación en soluciones social y empresarialmente responsable.
2.2 Política Nacional
2.2.1 Visión Colombia II centenario: 2019
Este documento es un punto de referencia y un instrumento útil para construir propuestas y
plantear soluciones para el país que se quiere en el Segundo Centenario. La Visión del
Segundo Centenario se sustenta en unos principios que orientan hacia el tipo de sociedad
que se plantea para 2019. Puntualmente Visión Colombia II Centenario 2019 se desarrolla a
través de las siguientes estrategias (Vélez, 2008):
1. Consolidar una estrategia de crecimiento.
2. Afianzar la consistencia macroeconómica.
3. Desarrollar un modelo empresarial competitivo.
4. Aprovechar las potencialidades del campo.
5. Aprovechar los recursos marítimos.
6. Generar una infraestructura adecuada para el desarrollo.
7. Asegurar una estrategia de desarrollo sustentable.
8. Fundamentar el crecimiento en el desarrollo científico tecnológico.
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Siendo consecuentes con lo anterior, la sublínea en Ingeniería Mecatrónica de la EAM
correspondería en mayor grado de relevancia, y sin dejar a los otros por fuera del espectro a
futuro, a las estrategias 6, 7 y 8 debido a su enfoque técnico y tecnológico que permite
brindar un soporte científico a las problemáticas base para el desarrollo sostenible. A partir
de los cuales, la Facultad de Ingeniería puede responder oportunamente con estrategias de
diseño y actualización tecnológica, así como en la creación de dispositivos enfocados a la
optimización y utilización de recursos tecnológicos apropiándose del campo y el sector
productivo en la región.
2.2.2 Ley de Ciencia y Tecnología 1286 de 2009
Esta ley surge como respuesta a la necesidad de fortalecer la competitividad nacional con
base en los temas de innovación, tecnología y generación de conocimiento y se le otorga
mayor jerarquía a Colciencias como departamento administrativo y obtiene voz y voto en el
Consejo Nacional de Política Económica y Social (CONPES). Además se genera el Fondo
Nacional de Financiamiento para la Ciencia, la Tecnología y la Innovación con recursos
públicos y privados de donaciones, cooperación internacional y legados que permiten a los
investigadores colombianos, centros de investigación, universidades y entes científicos
realizar proyectos con financiación condonable que generen bienestar social, innovación
tecnológica y fomento científico. Pues de hecho, es de gran importancia que toda la
comunidad educativa esté familiarizada con estos cambios y con mayor razón los entes
investigadores de las instituciones de educación superior para conocer los conductos
regulares y la forma de financiar sus proyectos a través de Colciencias. Por tanto, el
programa de Ingeniería Mecatrónica no solo está al tanto de esta información sino que ha
sido participe en un macroproyecto por regalías (Congreso de la Republica de Colombia,
2009).
2.2.3 Documento CONPES 3582 (Política Nacional de Ciencia, Tecnología e
Innovación)
Este documento surge con la intención de incrementar la capacidad científica y de
innovación para poder generar desarrollo económico y social basado en el conocimiento.
En este marco se definirán lineamientos para diseñar y evaluar los programas de formación
técnica y tecnológica y para contribuir al fortalecimiento institucional. Por otra parte,
fomenta el uso de las tecnologías de información y comunicaciones (TIC) para la
formación del recurso humano, a través de ambientes de aprendizaje flexible y abierto,
teniendo como eje central, tecnologías que se integren alrededor de un proceso productivo.
También, se integrarán las TIC al proceso pedagógico de los docentes y sus estudiantes, a
los procesos de mejoramiento de las instituciones educativas y, en general, a la vida
cotidiana de la comunidad científica y académica del país, y se desarrollarán programas
virtuales de formación de docentes de educación media, básica y superior. Esto permite
direccionar estrategias para el programa de Ingeniería Mecatrónica, desde intereses
nacionales con el fin de promover e incentivar proyectos de investigación para los jóvenes
que propendan por la innovación tecnológica y científico-académica de la región,
pertinentes desde los temas propuestos por la línea de la facultad, basados en un sistema
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articulado por ciclos y generando su propio conocimiento desde el desarrollo experimental
propiciado desde la sublínea en Automatización y Diseño Mecatrónico a través de
programas virtuales y de formación continuada (DNP, 2009).
2.2.4 Programa de transformación productiva - sectores de clase mundial
El programa de transformación productiva o PTP es una metodología de trabajo que
implica la definición de objetivos y metas concertadas en alianza público - privada,
para impulsar y estimular el desarrollo de los bienes y servicios de ciertos sectores de la
economía. Se hace énfasis en los denominados nuevos y emergentes, a los que se apoya
para que su avance a nivel interno sea compatible con su inserción a mercados
internacionales (PTP, 2015).
El PTP está conformado por sectores nuevos y emergentes así como aquellos ya
establecidos, identificados mediante concurso, con potencial para convertirse en sectores de
clase mundial. Además, cuenta con iniciativas público privadas de intervención que se
centran en tres ejes transversales: manufacturas, servicios y agroindustria.
Tabla 1. Ejes transversales
Manufacturas
Servicios
Agroindustria
Autopartes y vehículos Energía eléctrica, bienes y
servicios conexos Acuícola
Cosméticos y aseo Software y Tecnologías de la
información Carne Bovina
Cuero, calzado y
marroquinería
Tercerización de procesos de
negocio BPO&O
Chocolatería, Confitería
y sus materias primas
Industria editorial y de la
comunicación gráfica Turismo de bienestar Hortofrutícola
Metalmecánico Turismo de naturaleza Lácteo
Siderúrgico Turismo de salud
Palma, aceites-grasas
vegetales y
biocombustibles
Textil y Confecciones Energía eléctrica, bienes y
servicios conexos Acuícola
Aunque la sublínea de Automatización y Diseño Mecatrónico le apunta al sector energía
eléctrica, bienes y servicios conexos del eje de servicios mediante los servicios de
automatización y optimización de procesos, diagnóstico, mantenimiento y diseño
mecatrónico y regulación; en el tema específico de lo que la PTP denomina fabricación de
máquinas, aparatos y equipos de sistemas electrónicos dedicados a la automatización
industrial y control del proceso productivo, también es capaz de permear todos los demás
sectores desde la intervención y actualización tecnológica en todos sus procesos
productivos. Además, está comprometido a generar conciencia en todo el personal y
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comunidad académica sobre el uso sostenible de la biodiversidad, y no solo esto, impulsa la
generación de artefactos y dispositivos que ayuden a asegurar recursos económicos, a
través de la optimización de la materia prima y producto no conformes, recursos
ambientales como resultado del ahorro energético y la minimización de residuos, lo que ha
permitido que los estudiantes cada vez estén más comprometidos en realizar proyectos
dirigidos no solo al bienestar social, sino además al bienestar ecológico y energético,
además de verlo como una oportunidad de innovación y empleo.
2.2.5 Organizaciones Internacionales Reguladoras y Normas de Estandarización
Con el fin de regular, controlar y estandarizar el proceso y las etapas de diseño,
implementación y monitoreo de sistemas, artefactos o dispositivos mecatrónicos, múltiples
organizaciones se han integrado en alianzas para fomentar buenas prácticas de ingeniería,
para garantizar la producción de soluciones que satisfagan requerimientos técnicos, sociales
y económicos, entre estas se encuentran:
IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Enginners, inc.): es una asociación
internacional sin ánimo de lucro con sede principal en Piscataway en USA y subsedes en
más de 190 países del mundo. Cuenta con alrededor de 370.000 miembros entre
profesionales y estudiantes con carreras afines de ingeniería, diseño, derecho,
administración, medicina y biología. Su misión es básicamente fomentar la prosperidad
global para beneficio de la humanidad, a través del mejoramiento continuo de los procesos
de ingeniería, en la creación, desarrollo, integración, participación y aplicación del
conocimiento de la informática, ciencia electromagnética y la electro tecnología. Esta
entidad es un líder mundial en el desarrollo de normativas internacionales que soportan las
telecomunicaciones, las TIC y la generación de energía - servicios y Colombia pertenece al
IEEE Región 9 (Latino América), donde tiene diferentes tipos de membresía, clasificados
básicamente en dos grupos: profesionales y miembros estudiantiles.
ISO (Organización Internacional de Normalización): es el desarrollador y editor de normas
internacionales más grande del mundo, compuesta por una red de institutos de
normalización en 163 países. Además, es una organización no gubernamental que integra el
sector público y privado permitiendo llegar a un consenso sobre las soluciones que
satisfagan tanto los requerimientos del negocio como las necesidades de la sociedad. Entre
las diferentes temáticas abordadas por la ISO se encuentra la agricultura, la construcción,
ingeniería mecánica, productos sanitarios y las TIC.
Otras entidades reguladoras: existen muchas otras entidades reguladoras a nivel
internacional, entre las cuales destacan La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC),
NASCCOM (India), American National Standards Institute (ANSI), Comisión
Panamericana de Normas Técnicas (CONPANT), etc.
Por otra parte, los procesos que la actividad humana desarrolla deben estar normalizados
con el fin de lograr idiomas o medios de comunicación que presupone un lenguaje común
para las diferentes actividades profesionales. La estandarización ofrece los fundamentos
para este lenguaje, para Ingeniería Mecatrónica se pueden mencionar los siguientes:
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Norma SAMA
El método SAMA (Scientific, Aparatus Makers Association) de diagramas funcionales que
emplean para las funciones block y las designaciones defunciones. Para ayudar en procesos
industriales donde la simbología binaria es extremadamente útil aparecen nuevos símbolos
binarios en líneas. El propósito de esta norma es establecer un medio uniforme de
designación los instrumentos y los sistemas de la instrumentación usados para la medición
y control. Con este fin, el sistema de designación incluye los símbolos y presenta un código
de identificación.
Norma ISA
ISA (Sociedad de Instrumentistas de América): la norma reconoce estas necesidades,
proporcionando métodos de simbolismo alternativos. Se mantienen varios ejemplos
agregando la información o simplificando el simbolismo, según se desee. Los símbolos de
equipo en el proceso no son parte de esta norma, pero se incluyen para ilustrar aplicaciones
de símbolos de la instrumentación. La norma es conveniente para el uso en la química,
petróleo, generación de poder, aire acondicionado, refinando metales, y otros numerosos
procesos industriales. Ciertos campos, como la astronomía, navegación, y medicina usan
instrumentos muy especializados, diferentes a los instrumentos de procesos industriales
convencionales. La norma es flexible, lo bastante para encontrarse muchas de las
necesidades de campos especiales.
Normas DIN
El Instituto Alemán de Normalización (asociación registrada) establece las normas DIN.
Los contenidos se desarrollan por varios comités de normativa, en los que representantes de
la industria, la investigación y representaciones de intereses de administraciones participan
en conjunto. Estas normas DIN se pueden adquirir en la editorial Beuth.
Normas ISO
Las normas ISO son válidas en el ámbito internacional y se han desarrollado por parte de la
Organización Internacional para la Estandarización. El Instituto Alemán de Normalización
es socio de la ISO en representación de Alemania, a través de las normas ISO se promueve
el trabajo conjunto en el área técnica. Además, de las normas técnicas, también hay normas
para la gestión de calidad, por ejemplo el ISO 9000.
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2.3 Política departamental y local
2.3.1 PEDCTI (Plan Estratégico Departamental de Ciencia, Tecnología e Innovación)
Quindío 2022
Una de las principales formas para la implementación de estrategias de regionalización de
la Ciencia, Tecnología e Innovación es la generación de capacidades para el mejoramiento
de la competitividad sectorial y regional con base en la innovación, el conocimiento y la
investigación. Para alcanzarlo se elaboró el PEDCTI para orientar la inversión en CTeI
(Ciencia, tecnología e investigación) en el departamento hasta el año 2022. En este
documento se especifican los diferentes programas de I+D (Investigación y Desarrollo) en
el sector productivo a corto y mediano plazo, estos se encuentran distribuidos en 5
categorías: negocios tecnológicos, innovación y propiedad intelectual, transferencia
tecnología, investigación aplicada e investigación básica. La sublínea de investigación en
Automatización y Diseño Mecatrónico ha impactado de manera directa las temáticas de
investigación básica e investigación aplicada a través del macro proyecto por regalías de
curtiembres, sin dejar de visualizar los posibles aportes a las demás temáticas, lo que
demuestra el interés del programa por impactar de manera transversal la innovación y el
desarrollo tecnológico de la región quindiana (Gobernación del Quíndio, 2012).
2.3.2 Agenda Interna de Productividad y Competitividad: Quindío 2020
El Quindío priorizó cinco Apuestas Productivas que corresponden a los sectores de
agroindustria, confecciones, turismo, software y generación de conocimientos (educación e
investigación). Esta última, la conformación de un complejo de conocimientos de
excelencia es una estrategia transversal orientada a brindarle a las actividades priorizadas
en la Agenda Interna regional las herramientas de investigación y desarrollo tecnológico
que requieren para ser más innovadoras. Teniendo esto en mente, la sublínea de
Automatización y Diseño Mecatrónico puede aportar desde su óptica investigativa a
necesidades puntuales que aún no se solucionan a través de conocimiento técnico y diseños
propios de ingeniería, para alcanzar los objetivos planteados en los documentos, estas
necesidades son:
• Hacer parte de un centro de desarrollo tecnológico para la cadena de la
agroindustria con énfasis en producción limpia y Buenas Prácticas de Manufacturas
(BPM).
• Crear un centro de desarrollo empresarial virtual, con énfasis en inteligencia de
mercados.
• Construir laboratorios y nuevos espacios de investigación, y mejorar los que ya
existen, pues esto servirá de apoyo para la innovación y al desarrollo de productos
agroindustriales,
• Pertenecer a la red de innovación y desarrollo tecnológico para aprovechar la
infraestructura actual de centros de investigación.
• Fortalecer el centro de desarrollo tecnológico de la guadua.
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• Fortalecer los programas de formación técnica especializados en procesos de
gestión de calidad, BPM y producción limpia.
Son varios los puntos en que la sublínea de Automatización y Diseño Mecatrónico tiene
una participación directa, y cada proyecto que se concibe desde el quehacer de la
investigación le apunta en algún grado al alcance de las metas del departamento, tomando
como prioridad aquellos problemas que se identifican en la región y puedan brindar una
solución eficiente e innovadora para el Quindío que permitirán desarrollar un bienestar
social y económico.
2.3.3Agenda de cooperación internacional en el Quindío
La Cooperación Internacional es la ayuda que se entrega para apoyar a países en desarrollo,
mediante la transferencia de tecnologías, conocimientos, habilidades o experiencias por
parte de países u organizaciones multilaterales; se conoce también como Ayuda oficial al
desarrollo (AOD) y es un concepto global que comprende diferentes tipos concesionales de
ayuda. En un marco de construcción de mejor sociedad, la educación pertinente e
incluyente posibilita formar cada vez mejores profesionales, con una visión respetuosa de la
diferencia, apalancados en el conocimiento del contexto y conscientes de su quehacer
profesional y entendiendo que el mismo beneficiará a la sociedad de manera directa o
indirecta. De ahí que la Facultad de Ingeniería, a través de sus sublíneas de investigación,
fije su mirada en la cooperación internacional y el aporte de la misma al crecimiento del
departamento del Quindío (APC, 2012). Estos puntos se pueden manejar desde:
1. Cooperación Técnica: consiste en la ayuda que se entrega mediante la transferencia
de habilidades, técnicas, conocimientos, tecnologías y experiencias que hacen parte
de la asistencia entre países u organizaciones multilaterales, todo esto con la finalidad
de apoyar el desarrollo socioeconómico de los países con menor nivel de crecimiento
en áreas específicas.
2. Cooperación Financiera: es la asignación de recursos financieros con el objetivo de
apoyar proyectos de desarrollo. Este tipo de cooperación pude ser: (i) reembolsable,
que consiste en créditos blandos que se desarrollan bajo condiciones de interés y de
tiempo más favorables y (ii) no reembolsable, que es la cooperación ofrecida por
algunas fuentes mediante la asignación de recursos en efectivo que no se deben
regresar.
Aunque los grandes proyectos dependen en gran parte del segundo punto, la sublínea de
investigación tiene sus miras en la cooperación técnica, desde todos sus niveles, análisis de
problemáticas, generación de propuestas, diseño conceptual, básico y de detalle,
implementación y optimización de procesos y monitoreo y seguimiento a automatismos.
Para el segundo periodo del año 2015 el Magister belga en Ingeniería Mecánica Andrea’s
de Pretter acompañó el proceso de investigación en la temática de robótica móvil como
respuesta a la cooperación internacional de la institución y del programa.
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2.3.4 Plan de Desarrollo Municipal
El Plan de Desarrollo Municipal 2012 - 2015, “Armenia, un Paraíso para Invertir, Vivir y
Disfrutar” se estructura en tres ejes temáticos: Armenia Competitiva, Armenia Social,
Armenia Incluyente y Participativa, los cuales se desagregan en 23 componentes, reflejando
en ellos los programas y subprogramas en los que se incluyen metas, indicadores e
inversiones. Todo basado conforme al ámbito de competencia municipal, las leyes y la
Constitución Política de Colombia, enmarcado siempre en el respeto a los derechos
humanos, sin embargo todo el plan se enmarca en 4 objetivos generales, de los cuales la
sublínea de investigación puede tener prioridad en 2 de estos. El objetivo 4 donde se
asegura el cumplimiento local de los Objetivos de Desarrollo del Milenio, de las metas
nacionales de Visión Colombia 2019, la Agenda Regional, el Plan Departamental de
Competitividad y el Plan Estratégico Quindío 2032; es decir, se trabaja desde el municipio
en cumplir con todo lo antes expresado. Por otra parte, el objetivo 1 que apunta a consolidar
a Armenia como una ciudad generadora de ingresos y crecimiento económico en el marco
del desarrollo sostenible, que brinde a los inversionistas oportunidades y condiciones
adecuadas para la promoción del desarrollo, a través del fortalecimiento y creación de
empresas, empleo y productividad, aprovechando sus ventajas comparativas y
potencializando sus ventajas competitivas. De modo que se puede observar claramente la
pertinencia no solo del programa como gestor de personal altamente calificado para generar
desarrollo industrial y social sino también de la sublínea en Automatización y Diseño
Mecatrónico y sus valiosos aportes en aplicación tecnológica que asegura potencializar la
eficiencia en las empresas del municipio, lo que brinda una estabilidad a la nueva y antigua
empresa (Hurtado, 2012).
17
3. Tendencias en Ingeniería Mecatrónica
Desde una perspectiva muy general, se puede decir que la Ingeniería Mecatrónica ha
aportado de gran manera en la revolución tecnológica que se ha vivido en los últimos 20
años, y el mundo industrial, científico y académico se ha visto involucrado favorablemente
con los dispositivos, prototipos y artefactos, generados como productos de la investigación
y la unión sinérgica de las diferentes especialidades que conforman este campo. Las
tecnologías que han permitido estos avances abarcan la nanoelectrónica, la microrrobótica,
los sensores inteligentes, los algoritmos de control predictivo y adaptativo, las redes
neuronales como base de la inteligencia artificial, las nuevas técnicas de manufactura
flexible entre otros, los cuales han logrado alcanzar productos más pequeños, potentes,
rápidos, con mayores prestaciones y conectividad, tanto en la vida cotidiana como en la
maquinaria industrial y científica.
3.1 Mecatrónica en América Latina
La Mecatrónica en Latinoamérica es relativamente reciente, siendo la Universidad de Sao
Paulo en Brasil la pionera de esta gran disciplina, iniciando un gran cambio en la forma
como se desarrolla de forma integrada la ingeniera. En los últimos años Chile, Perú,
Colombia y México han sido parte activa en el desarrollo de los productos mecatrónicos,
especialmente dirigidos en la automatización y control de las fábricas en todos los niveles,
de la industria automotriz, la robótica, las celdas de manufactura flexible, la ingeniería
biomédica, la maquinaria de control numérico CNC, etc. Sin embargo, sigue relegado y
dependiente de los países con tecnología de punta a nivel mundial, pero esto no ha sido
impedimento para hacer que esta nueva especialidad con un campo de acción tan grande y
unas competencias tan adecuadas y completas siga creciendo y tenga gran acogida en los
países de habla hispana.
3.2 Mecatrónica en Colombia
Según el documento de la Universidad de Pamplona sobre los estándares mínimos de
calidad:
La Corporación Tecnológica Colombiana fue una de las gestoras de esta
especialidad estructurando dos programas: Instrumentación y Control Industrial e
Hidroneumática, los cuales posteriormente se convirtieron en Tecnología
Mecatrónica. Luego se desarrolló como Ingeniería en la Universidad Militar Nueva
Granada, La UNAB y la Universidad Santo Tomas de Aquino. (Universidad de
Pamplona, 2013).
A través de estos primeros acercamientos con un sector productivo creciente, demandante
de tecnología, equipos más dedicados y especializados se identifica la ineficiencia de los
procesos, debido al grado obsoleto de automatización y equipos industriales adecuados,
además de mano de obra no calificada e ingenieros con campos de acción limitados.
También, se brinda la oportunidad a los ingenieros mecatrónicas con sus conocimientos
18
sinérgicos sobre mecánica, electrónica, control, automatización, robótica e informática,
para así impactar en cada proceso industrial y diseñen equipos más eficientes, mejorando
la precisión, calidad, estabilidad, flexibilidad y alta confiabilidad en los productos y
procesos.
Cabe mencionar que el programa de Ingeniería Mecatrónica es pionera en la ciudad de
Armenia y en la región con un programa ambicioso que intenta generar técnicos,
tecnólogos e ingenieros críticos con capacidades técnicas que permitan brindar soluciones
precisas e innovadoras, a partir de la autogestión y la investigación aplicada, con artefactos
que no afecten el medio ambiente y productos socialmente responsables que permitan a la
comunidad superar problemas del común de forma exitosa y mejorar sus capacidades
productivas mediante dispositivos con tecnología de punta.
19
4 Epistemología
La Real Academia Española (RAE) define la epistemología como la doctrina de los
fundamentos y métodos del conocimiento científico. Como teoría del conocimiento se
ocupa de problemas tales como las circunstancias históricas, psicológicas y sociológicas
que llevan a la obtención de conocimiento y los criterios por los cuales se justifica o
invalida (episteme era el conocimiento reflexivo elaborado con rigor).
4.1 Epistemología de la Ciencia, Tecnología e Innovación:
Previo a un análisis de la epistemología de la ingeniería mecatrónica y su enfoque al diseño
de dispositivos, es necesario conocer cómo debe soportarse en la investigación y el enfoque
sistémico, teniendo esto en mente “la Investigación y el Desarrollo Experimental I+D
comprenden el trabajo creativo llevado a cabo de forma sistemática para incrementar el
volumen del conocimiento, incluido el conocimiento del hombre, la cultura y la sociedad y
el uso de esos conocimientos para crear nuevas aplicaciones” (OCDE, 2002).
Innovación: existen diversas teorías sobre innovación, sin embargo, y de acuerdo con la
modalidad de formación de la EAM, se citarán algunas que se relacionan directamente con
el quehacer institucional y responden al modelo de investigación:
Desde un enfoque sistémico, la Escuela de Administración y Mercadotecnia del Quindío
expone con base en la definición de Colciencias soporta que:
La innovación articula las necesidades y capacidades de los actores internos y externos a la
organización, mediante la conformación de un “mix” de conocimientos, habilidades y
actividades científicas y tecnológicas. Estas habilidades no solo se generan al interior de las
empresas, sino también en términos de su capacidad de interacción con un conjunto de actores
importantes del entorno institucional: otras empresas, proveedores, clientes y usuarios,
universidades, centros tecnológicos y firmas de ingeniería y consultoría. Estas entidades del
entorno constituyen el sistema socio - instrumental”. (EAM, 2014)
Adicional a esto, la EAM a través de su metodología de enseñanza por ciclos
propedéuticos, enfoca sus esfuerzos teniendo en cuenta el nivel de formación, mediante la
estrategia para impulsar la investigación científica denominada Cultura Investigativa.
4.2 Diseño en Ingeniería Mecatrónica:
La Ingeniería Mecatrónica es la integración de la mecánica, la electrónica, la computación
y el control, con el fin de producir automatización de mecanismos existentes y elaboración
de prototipos propios mecánico - electrónicos. Con base en lo anterior, el estudiante con
una línea fuerte basada en el diseño mecatrónico deberá adquirir la habilidad de concebir,
calcular y desarrollar sistemas mecatrónicos, enfocado a los elementos mecánicos y
electrónicos como resultado de un análisis y estudios previos, teniendo en cuenta criterios
20
mecánicos (materiales, cinemática, dinámica) y electrónicos (procesamiento de señales,
circuitos eléctricos, microprocesadores, etc.) en un modelo virtual, para realizar los ajustes
requeridos, antes de iniciar un proceso físico de elaboración de prototipos reales.
Figura 2. Diseño mecatrónico
El proceso de diseño como tal es una actividad compleja en la cual es difícil llegar a un
modelo que cumpla a plenitud los requerimientos del cliente, los procesos y costos
incurridos por el diseñador. Sin embargo, en aras de disminuir la brecha entre el diseñador
y el cliente existen unos puntos claves que se describen a continuación.
4.2.1 Etapas del diseño
Se entenderá, para efectos académicos, que el término “diseñador” será el estudiante y el
“cliente” será el docente, quien finalmente tiene la responsabilidad de aceptar, corregir o
rechazar el diseño propuesto. Las siete etapas que se describen a continuación se pueden
aplicar para cualquier diseño que se necesite desarrollar.
Figura 3. Puntos claves en el diseño
Mecánica
Electrónica
Lenguaje de
programación
DISEÑO
MECATRÓNICO
Automatizar mecanismos existentes
Elaborar prototipos propios
Investigar
Definir
Recopilación
Interpretación
Posibles
Soluciones
Propuestas
Solución
PUNTOS CLAVES EN EL DISEÑO
21
Investigación. Tener reglas claras entre diseñador y cliente. Para ello es clave
definir las expectativas del cliente, aclarando los puntos importantes en el proyecto.
Definición. Se definen los objetivos y especificaciones técnicas que resolverán o
darán satisfacción a 1os requerimientos del cliente. En casos de penetración de
mercado, este punto no se concierta con el cliente directamente sino que se debe
analizar las propuestas que el mercado actual ofrece para entrar a superarlas.
Recopilación. El diseñador se encarga de recopilar toda la información necesaria
sobre el producto, competencia, cliente, y público, además de realizar un análisis
histórico de las estrategias utilizadas en el tema, los resultados esperados y los
obtenidos.
Interpretación. Esta crucial etapa define la manera como se van a resolver las
necesidades del cliente con la creación de un nuevo producto o mejora del actual.
Los tres puntos anteriores son el insumo de esta etapa los cuales sumados a la
creatividad generarán las mejores ideas, las cuales a su vez deben cumplir
condiciones de variabilidad económica y posicionamiento en el mercado, factores
estos determinados finalmente por el cliente.
Posibles soluciones. En esta etapa el diseñador se da a la tarea de empezar a diseñar
el producto y cómo será presentado, adecuando los elementos básicos del diseño.
Después de seleccionar el diseño con mayor idoneidad pueden realizarse bocetos, se
toman decisiones sobre composición, forma, colores, etc. En esta fase se recurre a
técnicas de diseño gráfico e individual.
Propuestas. El diseñador presenta sus propuestas al cliente, para su aceptación o
modificaciones. A continuación usando como base los bocetos modificados y
aceptados se realiza un modelo o prototipo físico del producto por medio de
materiales diferentes para probar el más adecuado, o virtual mediante el uso de
herramientas de diseño industrial.
Solución. Después de estudiar las diferentes opciones del modelo original se
realizan las modificaciones necesarias para mejorarlo y adaptarlo a exigencias del
cliente o mercado, así se obtiene un diseño final adecuado para la producción.
Finalmente, el cliente y el diseñador se deben reunir y discutir si han llegado a los
objetivos acordados en la primera etapa.
22
4.3 Apropiación de conocimiento por nivel de formación en Ingeniería Mecatrónica:
En los diferentes niveles de formación de Ingeniería Mecatrónica de la EAM se encuentran
bien diferenciados los espacios académicos que aportan a la concepción y desarrollo de los
procesos que llevan a un correcto Diseño Mecatrónico:
Nivel técnico: los estudiantes de este nivel pueden participar activamente en la
sublínea en Automatización y Diseño Mecatrónico, en cualquiera de las áreas de
investigación propuestas más adelante, desde un nivel básico de complejidad,
apoyando de manera directa la búsqueda y análisis de información, etapa técnica
operativa (montajes, circuitos, medidas), dibujo y planos de desarrollos físicos o
virtuales a través de software de simulación CAD. La sublínea de investigación
apoyará y fortalecerá las cátedras de Circuitos Eléctricos, Electrónica (Digital,
análoga y de potencia), Dibujo CAD.
Nivel tecnológico: los estudiantes de este nivel pueden participar activamente en la
sublínea en Automatización y Diseño Mecatrónico, desde el análisis de variables y
tecnologías, la ejecución de proyectos, el monitoreo de los sistemas en todas sus
etapas y la gestión de recursos físicos (equipos y estructuras), además de contar con
las capacidades técnicas del nivel anterior. La sublínea de investigación apoyará y
fortalecerá las cátedras de Instrumentación (virtual y análoga), Automatización
Industrial (PLC), Mecanismos, Resistencia de Materiales y Microcontroladores.
Nivel universitario: los estudiantes de este nivel pueden participar activamente en
la sublínea en Automatización y Diseño Mecatrónico desde la concepción de
proyectos de base tecnológica, investigación formal e innovación cuantitativa, el
diseño de artefactos y dispositivos para la solución de problemas específicos, la
gestión de recursos económicos, humanos, tecnológicos y el manejo de personal,
siendo el apoyo directo a los docentes y entes investigadores. La sublínea de
investigación apoyará y fortalecerá las cátedras de Control (Análogo, Digital,
Multivariable, de procesos, No lineal), Robótica, Sistemas Embebidos, Inteligencia
Artificial, Diseño Mecánico y Diseño Mecatrónico.
4.4 Temas de Investigación:
La presente sublínea de investigación brinda el soporte epistemológico para los procesos de
investigación que se formulen relacionados con la ingeniería mecatrónica. Además, debe
integrar las áreas de investigación propuestas en los programas del Sistema Nacional de
Ciencia, Tecnología e Innovación de Colciencias como son:
Investigaciones en Energía y Minería.
Formación de Investigadores.
Electrónica, Telecomunicaciones e Informática.
Desarrollo Tecnológico e Innovación Industrial.
Ciencias, Tecnologías e Innovación de las áreas Sociales y Humanas.
23
Ciencias Básicas.
Ciencia, Tecnología e Innovación en Educación.
Ciencia, Tecnología e Innovación en Ambiente, Biodiversidad y Hábitat.
Ciencia, Tecnología e Innovación del Mar y de los Recursos Hidrobiológicos.
Biotecnología.
La sublínea de Investigación en Automatización y Diseño Mecatrónico propone las siguientes
temáticas potenciales de investigación en busca del fortalecimiento científico del programa
basándose en dichas áreas de investigación:
Robótica.
Sistemas de Control y Automatización.
Inteligencia Artificial.
Sistemas Embebidos.
4.4.1 Robótica
La temática de Robótica es muy extensa e involucra diferentes disciplinas de la ingeniería y
tecnologías muy diversas, se ha realizado una subdivisión donde se comprende y se
especializan en los siguientes ejes de estudio:
4.4.1.1 Robótica Móvil
La robótica móvil es la rama de la robótica que desarrolla dispositivos o artefactos con
capacidad de realizar movimientos y recorridos autónomos, sin la intervención humana,
tomando decisiones conforme a su algoritmo de programación
4.4.1.2 Robótica Animatrónica
Esta rama de la robótica se enfoca en la implementación de sistemas mecatrónicos para la
emulación o imitación del movimiento, aspecto y comportamiento de animales y humanos.
4.4.1.3 Robótica Médica
Es la rama que desarrolla sistemas biomecatrónicos para rehabilitar o reemplazar
extremidades que han sufrido una lesión o presentan un padecimiento. El uso de
dispositivos biomecatrónicos para rehabilitación permite realizar terapias con movimientos
y fuerzas controladas, incrementar el tiempo de servicio de terapias, además de, reducir el
trabajo de los terapeutas.
24
4.4.2 Sistemas de Control y Automatización
Se refiere a la implementación de estrategias de control y equipos estandarizados de
instrumentación para lograr la autonomía total de los procesos industriales y la
optimización de las plantas y equipos aplicados a estos, de tal forma que puedan ser
integrados de forma flexible y monitoreado desde interfaces graficas interactivas,
mejorando así la calidad, eficiencia y seguridad de los equipos y procesos industriales con
la consecuente reducción de costos.
4.4.3 Inteligencia Artificial
Genera y brinda conocimiento en el ámbito de la inteligencia artificial mediante la
investigación y desarrollo a través de diferentes métodos de aprendizaje de máquina,
creando espacios que permitan su utilización en diversas aplicaciones que apoyan los
proyectos de la Sublínea de investigación.
4.4.4 Sistemas Embebidos
Un sistema embebido es una combinación de hardware y software para desarrollar una
función específica. Habitualmente los sistemas embebidos tienen aplicación en domótica,
automatización, control, robótica, instrumentación, entre otras.
Tabla 2. Espacios académicos por área de investigación.
Área Espacios Académicos
Robótica
Microcontroladores, Robótica I - II, Diseño Mecánico, Diseño
Mecatrónico I - II, Implementación de mecanismos para
procesos industriales, Resistencia de Materiales, Circuitos
Eléctricos, Electrónica Análoga y Digital, Fundamentos de
control, Inteligencia y Visión Artificial
Sistemas de Control y
Automatización
Dispositivos Lógicos Programables, Instrumentación,
Fundamentos de Control ,Control de procesos, Diseño
Mecánico, Implementación de mecanismos para procesos
industriales, Resistencia de Materiales, Circuitos Eléctricos ,
Electrónica Análoga y Digital, Microcontroladores,
Accionamientos Hidráulicos y Neumáticos, Sistemas
dinámicos.
Inteligencia Artificial Estadística y Probabilidad, Inteligencia y visión Artificial,
Fundamentos de Control ,Control de procesos
Sistemas Embebidos
Microcontroladores, Circuitos Eléctricos , Electrónica
Análoga y Digital, Programación
25
5. Estructura de la línea y la sublínea
Líneas y Sublínea de Investigación
La EAM en atención a los procesos académicos e investigativos ha generado las Líneas
Institucionales de Investigación que atienden las necesidades de la región, la nación y se
proyectan a nivel global. Estas líneas se actualizan de acuerdo con las tendencias de la
política pública, lineamientos del Ministerio de Educación y Colciencias, y definen una
serie de sublíneas (que se actualizan simultáneamente con las líneas) acordes a los
programas académicos, áreas de investigación, temas potenciales, vinculación de los
niveles secuenciales y componentes propedéuticos con los respectivos espacios académicos
que las fomentan (Franco, Gil y Tobón, 2012).
La sublínea de investigación Automatización y Diseño Mecatrónico del programa de
Ingeniería Mecatrónica está basada en la Línea tres de la EAM llamada Diseño e
implementación de metodologías de innovación tecnológica para optimizar los
procesos de las industrias, agroindustrias y empresas prestadoras de servicios, la cual
tiene como objetivo contribuir con el desarrollo de la industria regional a través del diseño
e implementación de metodologías de innovación tecnológica para optimizar los procesos
de producción de bienes o servicios, aprobada por Consejo de Facultad en Acta 019 de
septiembre 28 de 2012.
5.1 Nombre
Automatización y diseño mecatrónico
5.2 Concepto
La automatización es el desarrollo mediante el cual se mejoran los sistemas de producción
garantizando la repetitividad en los procesos, factor clave para asegurar la calidad en el
producto terminado y para garantizar unos niveles óptimos de producción. En coherencia
con esto, se debe realizar un trabajo de diseño de los componentes mecatrónicos que son
necesarios en el proceso de implementación y optimización de los procesos productivos e
investigativos liderados por la sublínea en Automatización y Diseño Mecatrónico, donde se
abordan temas como la economía e innovación técnica, la transferencia de energía,
mecánica, electrónica, informática, los sistemas de realimentación y la robótica, que es un
área en el cual confluyen todos los anteriores. En la actualidad, para implementar los ciclos
de realimentación, los sistemas de automatización se basan en gran medida en el uso de los
microcontroladores, como los controladores lógicos programables (PLC), por tal razón
constituyen también uno de los aspectos de mayor relevancia dentro del campo de acción
de la sublínea. Adicionalmente, la automatización ha evolucionado a pasos gigantescos,
para lo cual, en el ámbito académico se debe ir a la par adquiriendo conocimientos que
fortalezcan la alta demanda de sistemas embebidos para la automatización.
26
5.3 Enfoque de la línea hacia la transformación productiva
En países industrializados se tiene un buen aprovechamiento de las nuevas tecnologías, sin
embargo, en Latinoamérica este aprovechamiento es bastante reducido. Por esta razón, es
imperante que el Quindío, y la región en general, dé el siguiente paso en cuanto a la
generación y apropiación del conocimiento, incrementando de esta manera la productividad
y competitividad de las empresas locales mediante la innovación tecnológica. En este
contexto, desde la sublínea de investigación en Automatización y Diseño Mecatrónico, se
pretende contribuir al desarrollo productivo de la región a partir de la generación y
desarrollo de equipos y de estrategias de control que permitan mejorar tanto la calidad
como los niveles de producción de las diferentes cadenas productivas y de servicio.
Según John F. Elter, vicepresidente de programas estratégicos de Xerox en Webster, New
York: se necesitan diseñadores que entienden bien la teoría del control lo suficiente para
sintetizar un mejor diseño. Una posibilidad es que el egresado de mecatrónica realice el
prototipo del diseño completo, y después los especialistas en las distintas disciplinas lleven
a cabo el diseño a detalle. Un Ingeniero en Mecatrónica adquiere un conocimiento general
de varias habilidades interdisciplinarias que lo capacitan para dominar el proceso completo
de diseño. Es capaz también de comprender y aplicar los recursos cognoscitivos de otros
especialistas y la mezcla particular de tecnologías que garantizarán la solución más
económica, innovadora, elegante y apropiada del problema. Así, los verdaderos beneficios
del enfoque mecatrónico en el diseño para la industria son: menores tiempos de ciclo en el
desarrollo de productos, menores costos, mejor calidad, confiabilidad, funcionalidad y
desempeño.
5.4 Pertinencia con la oferta educativa de la EAM
Dado que uno de los objetivos de las líneas y sublíneas institucionales de investigación es
que los diferentes procesos que lideren tengan un impacto sobre los procesos de formación,
la sublínea en Automatización tiene como uno de sus principales propósitos apoyar los tres
niveles de formación ofrecidos por el programa de Ingeniería Mecatrónica: Técnico
Profesional, Tecnológico y Universitario, los cuales responden a las necesidades propias de
la industria mediante la contribución a la dinamización de las cadenas productivas en el
ámbito nacional e internacional. En este sentido, desde la sublínea se pretende hacer aportes
en el desarrollo y actualización de planes curriculares, así como en las actividades de
extensión y proyección a la comunidad. En la sublínea de Automatización y Diseño
Mecatrónico se apoya estas actividades de investigación a través de la interacción
institución-empresa. Relación esta que ha dado lugar a la constante evaluación sobre la
pertinencia y actualización de la malla curricular, permitiendo establecer unos cambios
dirigidos a responder de manera más eficiente a las necesidades del contexto.
27
Dentro del proceso de actualización curricular a través de los estudios desarrollados en los
grupos de investigación, vale la pena destacar el impacto que la sublínea en Automatización
y Diseño Mecatrónico ha tenido en el diseño de la nueva malla curricular del programa de
Ingeniería Mecatrónica.
5.5 Objetivos de la Sublínea
5.5.1 Objetivo General de la Sublínea
Generar un grupo de investigación referente a nivel regional y nacional en el área de la
innovación en los procesos industriales, a través de la generación de conocimientos y
apoyados en proyectos que respondan a necesidades concretas del entorno.
5.5.2 Objetivos específicos
Recategorizar el grupo de investigación SCAP, a través de la generación de
proyectos que respondan a necesidades concretas del sector industrial y
agroindustrial.
Apoyar el fortalecimiento del grupo a través de la creación de semilleros y Equipos
Académicos de investigación.
Consolidar un grupo de investigación referente a nivel regional y nacional en el área
de la innovación en los procesos industriales comprometidos con el desarrollo
continuo de los diferentes proyectos planteados.
Generar cultura investigativa en la comunidad académica de la EAM.
Aportar activamente en la investigación institucional.
Consolidar propuestas de trabajo con el fin de dotar a la Facultad de equipos que
permitan realizar prácticas de laboratorio e investigación en las temáticas de interés.
Generar semilleros de investigación, de acuerdo con los lineamientos que se vayan
planteando en cada tema de interés para lograr trabajos que apunten a proyectos de
grado.
Apoyar de forma pertinente a la revista de investigación de la Facultad de
Ingeniería.
Compartir los resultados obtenidos con pares y comunidad académica.
Vinculación a redes de bases de datos.
28
6. Resultados esperados
6.1 En el corto plazo
Identificación de las problemáticas relacionadas con los intereses investigativos de
la sublínea que presenten el sector industrial y las empresas prestadoras de servicio
de la región.
Promover el desarrollo de proyectos interdisciplinarios que apoyen el objetivo
establecido en la línea de facultad, basados en las temáticas de interés descritas.
Fortalecer los mecanismos de comunicación que permitan recopilar, actualizar y
revisar oportunamente los trabajos de investigación de los diferentes proyectos
planteados.
Socialización de resultados de investigación.
6.2 En el mediano plazo
Proyectos en ejecución (mínimo 3) que apoyen el objetivo establecido en la sublínea
del programa de ingeniería Mecatrónica relacionado con la consecución de equipos
que permitan realizar prácticas de laboratorio e investigación en las temáticas de
interés.
Tener mínimo 2 grupos de estudio reconocidos, siempre tendientes a fortalecerlos
mediante la formación de semilleros de investigación.
Ser reconocidos a nivel regional como un programa que genera conocimiento
aplicado a resolver las necesidades del entorno.
6.3 En el largo plazo
Fortalecer la participación de los semilleros de investigación a las diferentes
actividades a nivel local, regional y nacional.
Ser reconocidos a nivel regional como un programa que genera conocimiento
aplicado para resolver las necesidades del entorno.
Aplicar a una base de datos
Tener una base de datos de artículos para ser sometidos a evaluación y
posteriormente ser publicados en la revista de investigación de la facultad, IngEam.
29
7. Marco legal
7.1 Marco Legal Nacional
LEY 30 DE 1992: Principios. Artículo 4° La Educación Superior, sin perjuicio de los
fines específicos de cada campo del saber, despertará en los educandos un espíritu
reflexivo, orientado al logro de la autonomía personal, en un marco de libertad de
pensamiento y de pluralismo ideológico que tenga en cuenta la universalidad de los saberes
y la particularidad de las formas culturales existentes en el país. Por ello, la Educación
Superior se desarrollará en un marco de libertades de enseñanza, de aprendizaje, de
investigación y de cátedra.
LEY 115 DE 1994: Fines de la educación: el acceso al conocimiento a la técnica y demás
bienes y valores de la cultura, el fomento de la investigación y el estimula a la creación
artística en sus diferentes manifestaciones
LEY 1188 DE 2008: Regula el registro calificado de programas de educación superior Art.
2 Condiciones de calidad. Formación en investigación. Relación efectiva con el sector
externo, que proyecte a la universidad con la sociedad.
DECRETO 1295 DE 2010: Reglamenta el registro calificado de que trata la Ley 1188 de
2008 y la oferta y desarrollo de programas académicos de educación superior (Condición
5)
LEY 23 DE 1982: Reglamento de Derechos de Autor
7.2 Marco Legal EAM
Los procesos investigativos en la EAM están enmarcados en las políticas institucionales,
donde se promueve tanto la formación investigativa de los estudiantes, como los procesos
de innovación mediante la articulación de diversos mecanismos que se señalan en el marco
legal de Investigación de la EAM, a saber:
a. Acuerdo n.° 06 del 25 de Septiembre de 2007: Por el cual se definen y adoptan las
Líneas de Investigación Institucionales, así como las Sublíneas de Investigación de cada
Programa Académico.
b. Resolución n.° 038 de octubre 09 de 2009: Por medio de la cual se constituye el
evento anual de investigaciones Encuentro interinstitucional de Semilleros de
investigación EAM para la Fundación Escuela de Administración y Mercadotecnia del
Quindío EAM
c. Acuerdo n.° 08 del 28 de Octubre de 2009: Por el cual se reconocen los Equipos
Académicos de Investigación, EAI, de la Fundación Universitaria EAM.
d. Acuerdo n.° 09 del 05 de Noviembre de 2009: Por el cual se modifica el programa de
semilleros de investigación en la EAM y se señala sus normas administrativas y
procedimentales.
30
e. Acuerdo n.° 07 del 11 de Noviembre de 2009: Por el cual se señalan normas sobre la
administración y el fomento de la investigación, y se crea el sistema de investigación en
la EAM.
f. Resolución n.° 042 del 4 de Diciembre de 2009: Por medio de la cual se constituye el
evento anual de Investigación: Sinapsis, para la Fundación Universitaria EAM.
g. Resolución n.° 045 del 20 de Julio de 2010: Por medio de la cual se crea el Comité
Técnico de Investigación en la EAM.
h. Acuerdo n.° 05 del 05 de diciembre de 2011: Por el cual se modifican una línea de
investigación institucional y una sublínea de investigación del programa de
Administración de Negocios Internacionales.
a. Acuerdo n.° 06 del 05 de diciembre de 2011: Por el cual se reconocen un grupo de
investigación.
b. Acuerdo n.° 07 del 05 de diciembre de 2011: Política de gestión integral de residuos
sólidos
c. Acuerdo No. 03 de mayo 04 de 2012: Por el cual se reglamenta la Política de trabajo de
grado para optar al título de Profesional universitario en la EAM
d. Alcances y competencias de la investigación en la formación por ciclos secuenciales y
complementarios (propedéuticos), niveles técnico- profesional y tecnológico en la
EAM.ISBN: 978-958-57189-9-9. Primera edición Septiembre de 2012.
31
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