MECATRÓNICA

¿QUE ES LA MECATRÓNICA?

La ingeniería mecatrónica es una disciplina que une la ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, ingeniería de control e ingeniería informática, y 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.

Por otro lado, más allá de las cuestiones técnicas, la mecatrónica también se ha adoptado como una disciplina científica aplicada, en la cual se hace modelado, análisis, síntesis y control de sistemas de naturaleza multidominio y se ha tratado de homogeneizar la ciencia para este tipo de sistemas. Algunos ejemplos de aspectos teóricos cuyo objeto de estudio son los sistemas mecatrónicos desde un enfoque abstracto son el modelado por "bond graph", los sistemas hamiltonianos con puertos, las técnicas de control basadas en la energía como lo es el moldeo de energía, el diseño óptimo de estructura y control, y más recientemente a un grado más de integración como lo son los sistemas híbridos.

HISTORIA DE LA MECATRÓNICA

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 Associates 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.

Tetsuro Mori

En los 70', 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 80', 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 anti-cerrado y frenando se hicieron extensas.

Por los 90', 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.

¿PARA QUE SIRVE LA MECATRÓNICA?

Entendiendo que la Mecatrónica abarca disciplinas muy amplias y complejas podemos decir que tiene muchos campos de aplicación. De hecho, la Mecatrónica pretende ser esa disciplina o Ingeniería en la que los productos se fabriquen teniendo en cuenta todas las ingenierías y no estando separadas como tradicionalmente. Su punto fuerte es la versatilidad para crear mejores productos, procesos o sistemas. La Mecatrónica no es un concepto nuevo o una ingeniera nueva, sino, la síntesis de ciertas áreas de ingeniería.

Su principal objetivo es cubrir ciertas necesidades como:

- Automatizar la maquinaria: así se consigue que sea ágil, productiva y fiable.

- Creación de productos inteligentes: que sobre todo responden a las necesidades del ser humano.

- Que haya armonía entre componentes mecánicos y electrónicos (hasta ahora la mecánica y la electrónica no manejaban los mismo términos lo que dificultaba los procesos de fabricación o reparación de diferentes equipos).

Las principales industrias que utilizan la Mecatrónica son:

- Empresas de la Industria de la Automatización: empresas que utilizan sistemas o elementos computarizados y electromecánicos para controlar maquinarias y/o procesos industriales.

- Empresas de la Industria de Manufactura Flexible: aquellas que se dedican a fabricar sistemas o componentes eléctricos o electrónicos de forma automática.

Por tanto, la Mecatrónica puede aplicarse a muchos campos, desde la medicina hasta la minería, pasando por la industria farmacéutica, industria mecánica, automovilística, textil, comunicaciones, alimentación, comercio…y un largo etc.

La fabricación de productos como Robots, Automóviles, órganos humanos biónicos, naves aeroespaciales, aviones, etc., están basados ya en esta disciplina.

SISTEMA MECATRÓNICO

Es aquel sistema digital que recoge señales, las procesa y emite una respuesta por medio de actuadores, generando movimientos o acciones sobre el sistema en el que se va a actuar. Los sistemas mecánicos están integrados con sensores, microprocesadores y controladores. Los robots, las máquinas controladas digitalmente, los vehículos guiados automáticamente,etc. se deben considerar como sistemas mecatrónicos.

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS MECATRÓNICOS

Clase 1.- Productos principalmente mecánicos con electrónica incorporada para aumentar la funcionalidad. Ejemplos máquinas-herramientas numéricamente controladas y la velocidad variable manejada en la maquinaria industrial.

Clase 2.- los sistemas mecánicos tradicionales con dispositivos internos tecnológicamente actualizados que incorporan sistemas electrónicos. Ejemplos: Máquina de coser moderna y sistemas automatizados de fabricas.

Clase 3.- los sistemas que mantienen la funcionalidad o el sistema mecánico tradicional, pero los mecanismos internos son reemplazados por la electrónica. Ejemplo es el reloj digital.

Clase 4.- Los productos diseñados con tecnologías mecánicas y electrónicas por la integración sinérgica. Ejemplos son las fotocopiadoras, arandelas y secadores inteligentes, las cocinas de arroz, y hornos automáticos.

Cocina de arroz

Profesión

Un ingeniero mecatrónico se capacita para:

  • Diseñar, construir e implementar productos y sistemas mecatrónicos para satisfacer necesidades emergentes, bajo el compromiso ético de su impacto económico, social, ambiental y político.
  • Generar soluciones basadas en la creatividad, innovación y mejora continua de sistemas de control y automatización de procesos industriales.
  • Apoyar a la competitividad de las empresas a través de la automatización de procesos.
  • Evaluar, seleccionar e integrar dispositivos y máquinas mecatrónicas, tales como robots, tornos de control numérico, controladores lógicos programables, computadoras industriales, entre otros, para el mejoramiento de procesos industriales de manufactura.
  • Dirigir equipos de trabajo multidisciplinario.

FUTURO

Para todos aquellos que les apasione la ingeniería (en general) deberían reflexionar bien sobre este término ya que actualmente se están solicitando ingenieros con perfil “mecatrónico”, es decir, un ingeniero que tenga un amplio conocimiento teórico, práctico y multidisciplinario y que sea capaz de desempeñar su trabajo involucrando todas estas ingenierías. En resumen, que sea capaz de diseñar y desarrollar productos de la forma más completa posible que lo haga más compacto, más barato, más funcional y con excelente calidad y que además tenga en cuenta el desarrollo sostenible, es decir, teniendo en cuenta el desarrollo ecológico, económico y social. Existen también Master Mecatrónica para los Ingenieros.

Comment Stream