Ingeniería
mecatrónica
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Ramas que conforman la ingeniería mecatrónica
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La mecatrónica es una disciplina que une la ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, ingeniería de control e ingeniería informática;la cual sirve para diseñar y desarrollar productos que involucren sistemas de control para el diseño de productos o procesos
La mecatrónica es una disciplina que une la ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, ingeniería de control e ingeniería informática;la cual sirve
para diseñar y desarrollar productos que involucren sistemas 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. Debido a que combina
varias ingenierías en una sola su punto fuerte es la versatilidad
Definición
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. 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.
Áreas
del conocimiento
La mecatrónica nace para suplir tres
necesidades latentes; la primera, encaminada a automatizar la maquinaría y
lograr así 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 práctico y multidisciplinario capaz de integrar y desarrollar sistemas automatizados 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 que 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]
Como 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]
- 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 hidraúlica,
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.
Campos
de acción
- Automatización
- Robótica
- Servomecanismos
- Sensores
y sistemas de control
- Ingeniería
automotriz
- Ingeniería
aeroespacial
- Domótica
- Controles computador-máquina
- Bienes industriales
- Productos de consumo
- Sistemas mecatrónicos
- Ingeniería
biomédica
- Sistemas dinámicos estructurales
- Sistemas vehiculares y de transporte
- Técnicas de diagnóstico, fiabilidad y
control
- Diseño asistido por computadora
- Fabricación asistida por computadora//"gb"
- Sistemas de manufactura.9
Campo ocupacional
El campo ocupacional actual del
ingeniero en Mecatrónica está en empresas de la industria automotriz,
manufacturera, petroquímica, metal-mecánica, alimentos y electromecánica,
principalmente realizando 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.]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; así también, por cuenta propia, puede desarrollar la actividad profesional en gestión de empresas, ejecutando libremente servicios específicos requeridos por los clientes.
Manufactura Flexible:
Empresas dedicadas a la fabricación de sistemas y componentes eléctricos y / 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.
Historia
La mecatrónica tiene como
antecedentes inmediatos a la investigación en el área de cibernética realizada
en 1936 por Turing,en 1948 por Norbert Wiener y Morthy,
las máquinas de control numérico, desarrolladas inicialmente en 1946 por Devol, los manipuladores, ya sean
teleoperados, en 1951 por Goertz,
o robotizados, en 1954 por Devol, y los
autómatas programables, desarrollados por Bedford Associates en 1968.En 1969, Tetsuro Mori, un ingeniero de la empresa japonesa Yaskawa Electric Co. acuña el término Mecatrónica, recibiendo aquella en 1971, 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
universidades que ofrecen carreras de pregrado y post-grado en mecatrónica como
lo son Nueva Zelanda, Australia[13]
Canada,[14]
[15]
Argentina[16]
Chile,[17]
[18]
Brasil,[19]
[20]
[21]
Colombia,[22]
Perú,[23]
[24]
[25]
[26]
Ecuador,[27]
[28]
[29]
[30]
Paraguay,[31]
Venezuela[32]
República Checa,Dinamarca,[33]
Francia,[34]
Alemania,[35]
[36]
Honduras,[37]
Hungria,[38]
India, Iran,[39]
Irlanda,[40]
Islandia,[41]
Japon, Jordania,[42]
Malasia,[43]
México,[44]
[45]
[46]
[47]
[48]
Noruega,[49]
Pakistan,[50]
[51]
Polonia,[52]
Portugal,[53]
Singapur, Eslovenia, Sudafrica, Suecia,[54]
Turquia, Reino Unido,[55]
Estados
Unidos,[56]
[57]
[58]
[59]
Costa Rica.[60]
Referencias
10.
↑ http://www.ingenieria.upiita.ipn.mx/index.php/oferta-educativa/16-ingenieria-mecatronica/41-campo-ocupacional
14.
↑ Mechanical and Mechatronics
Engineering Department. «Welcome to Mechatronics Engineering».
University of Waterloo. Consultado el 30 de mayo de 2011.
33.
↑ "University of Southern Denmark
- BEng in Mechatronics" (Bachelor | Master), accessed 16 May 2011
39.
↑ "Sharif University of
Technology, Master of Science Program in Mechartronics Engineering",
accessed 11 May 2011
40.
↑ "Dublin City University - B.Eng. in
Mechatronic Engineering (Bachelor Honours Degree)", accessed 02 February
2011
45.
↑ http://www.itesm.edu/wps/wcm/connect/itesm/tecnologico+de+monterrey/carreras+profesionales/areas+de+estudio/ingenieria+y+ciencias/imt
49.
↑ "University of Agder - Master
in Mechatronics" (Bachelor | Master | PhD.), accessed 16 May 2011
57.
↑ "Southern Polytechnic State
University - Bachelor of Science in Mechatronics Engineering Degree",
accessed 22 May 2012
58.
↑ "California State University, Chico -
Bachelor of Science in Mechatronic Engineering", accessed 22 May 2012
59.
↑ "Lawrence Technological
University - Master of Science in Mechatronic Systems Engineering", accessed
22 May 2012
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