1. Generalidades de la ingeniería mecatrónica

1.1 Desarrollo historico de la mecatronica

El termino Mecatronica fue acuñado en 1969 por el ingeniero japones Yakasawa, la palabra mecatronica ha sido definida de varias maneras. Un consenso común es describirla como una disciplina integradora de las áreas de mecánica, electrónica e informática cuyo objetivo es proporcionar mejores productos, procesos y sistemas.
La mecatronica no es, por lo tanto, una nueva rama de la ingeniería, sino un concepto recientemente desarrollado que enfatiza la necesidad de integracion y de una interacción intensiva entre diferentes áreas de la ingeniería.

Un sistema mecatronico típico recoge señales, las procesa y, como salida, genera fuerzas y movimientos. Los sistemas mecánicos son entonces extendidos e integrados con sensores, microprocesadores y controladores. Los robots, las maquinas controladas digitalmente, los vehículos guiados automaticamente, las cámaras electrónicas, las maquinas de telefax y las fotocopiadoras pueden considerarse como productos mecatronicos. Al aplicar una filosofía de integracion en el diseño de productos y sistemas se obtienen ventajas importantes como son mayor flexibilidad, versatilidad, nivel de "inteligencia" de los productos, seguridad y confiabilidad asi como un bajo consumo de energía. Estas ventajas se traducen en un producto con mas orientación hacia el usuario y que puede producirse rápidamente a un costo reducido.

Aplicacion en México

La historia de la Mecatronica en México inicia a principios de los 90, cuando varias Instituciones de Educacion Superior como la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), la Universidad Anahuac del Sur (UAS) y el Instituto Politécnico Nacional (IPN) ofrecen las primeras asignaturas orientadas en la enseñanza del concepto de la Mecatronica en licenciatura y posgrado.
A mediados de los 90s, otras Universidades se interesan en conocer mas sobre esta disciplina y de las posibilidades que tiene para lograr un mejor desarrollo profesional de sus egresados.
Recientemente, se han creado diversos Departamentos de Mecatronica en Universidades, Institutos y Centros de Investigación y Desarrollo, los cuales se encuentran en los primeros años de operación. En las Universidades la formacion del Ingeniero se basa en lograr una generalizacion de conocimientos de Mecánica, Electrónica e Informática bajo un enfoque mecatronico.
Por su parte, los centros de Investigación se orientan a realizar proyectos tecnologicos en donde se requiere resolver problemas complejos de la ingeniería.

En el caso de la UANL la carrera de ingeniero en mecatronica fue aprobada el 28 de marzo de 2004 por el H. consejo Universitario, se crea como respuesta a la iniciativa del Gobierno del Estado como punto estrategico en el desarrollo de la mentefactura en la Ciudad Internacional del conocimiento.

1.2 Panorama general de la carrera de ingeniero en mecatronica

la mecatronica permanecio durante diez años como una tecnología confinada al nivel de programas de investigación y desarrollo en las industrias de aeroespacial y defensa.
A partir de ahí, se establece de manera paralela en los departamentos de ingeniería y laboratorios de investigación industrial, pero permanece restringida a un grupo de especialistas.

Durante los últimos cinco años es cuando la mecatronica ha hecho su entrada real en la industria y los servicios, con aplicaciones como: rodamientos instrumentados que permitieron el desarrollo de los frenos ABS en los vehiculos, sistemas de detección de fallas en lineas de producción y los reproductores de DVD y ha sido incluida como una de las tecnologias clave en el horizonte 2005 por la Federacion de Industrias de Ingenieria mecánica.

Como cualquier tecnología innovadora, la mecatronica debe lograr cambios significativos en diferentes campos:

• Cambios de diseño: Debido a que las herramientas de CAD para mecatronica deben ser capaces de globalizar mas y mas los requerimientos mecánicos y electrónicos y de procesamiento de datos.

• Cambios en producción: Debido a que la integracion de susbsistemas mecánicos y electrónicos requieren habilidades, pero también condiciones de ensamblaje que no siempre están disponibles en las empresas.

• Cambios en calidad y confiabilidad: Debido a que la definición de las condiciones de operación detalladas para sistemas complejos, esta lejos de ser obvia.

• Cambio cultural: Debido a que la mecatronica esta demandando a nivel de competencias, tanto individuales como en los sistemas de colaboración entre industrias.

1.3 Perfil y campo de desarrollo del ingeniero en mecatronica

• Competencias Profesionales:

Las competencias profesionales son las destrezas y actitudes que permiten al ingeniero desarrollar actividades en su área profesional, adaptarse a nuevas situaciones así como transferir, si es necesario, sus conocimientos, habilidades y actitudes a áreas profesionales próxima.

• Competencias Genéricas:

Las competencias genéricas se refieren a la capacidad de análisis y síntesis, habilidades para la investigación básica, las capacidades individuales y las destrezas sociales, habilidades gerenciales y las habilidades para comunicarse en un segundo idioma.

• Competencias Especificas:

1. Desarrollar proyectos de automatizacion y control, a través del diseño, administración y aplicacion de nuevas tecnologias para satisfacer las necesidades del sector productivo.

2. Diseñar sistemas eléctricos, mecánicos y electrónicos a través de proyectos integradores para automatizar y controlar procesos productivos.

3. Administrar recursos humanos, materiales y energeticos considerando el diseño y requerimientos de conservacion de un sistema de Automatizacion y control, a traves de la metodología de administración por proyectos para la efectiva implementacion del proyecto.

4. Dirigir proyectos integrados de sistemas eléctricos, mecánicos y electrónicos a través de la metodologia de desarrollo y de conservacion para su eficaz implementacion en la automatizacion y control de sistemas.


Campo de accion

El acelerado desarrollo tecnologico en el mundo ha provocado que, desde los aparatos de uso cotidiano hasta los mas modernos robots, estén compuestos por dispositivos que utilizan mecanismos precisos controlados por sistemas electrónicos y computarizados.
Esto le permite al Ingeniero Mecatronico desarrollares en industrias como la automotriz, la aeronautica, la biotecnologia, las telecomunicaciones, la robotica, la electrónica y los sistemas informaticos, entre otras.

Asi, el campo de accion del Ingeniero Mecatronico comprende tanto los aspectos relacionados con la Mecanica de precision como los sistemas de control electronico y la tecnología informática. Los conocimientos del Ingeniero Mecatronico lo hacen capaz de diseñar un sinnumero de sistemas y equipos, desde componentes para computadoras y perifericos, sistemas de navegacion para automoviles, automatizacion de lineas de producción, proyectos para edificios inteligentes, dispositivos de apoyo  para personas con capacidades diferentes, equipos de rehabilitacion, componentes de ingeniería aeronautica y cualquier sistema que permita mejorar la calidad de vida del ser humano.

1.4 Conceptos de ciencia e ingeniería

Ciencia:
La ciencia es una practica humana con reglas establecidas, cuya finalidad es modelar el Universo físico. Por modelar el universo, se entiende el obtener por diversos medios, un conjunto de reglas o leyes, generalmente de índole matemática, que dan cuenta del comportamiento de un sistema en determinadas condiciones.

Tecnología:
La tecnología es un concepto amplio que abarca un conjunto de tecnicas, conocimientos y procesos, que sirven para el diseño y construccion de objetos para satisfacer necesidades humanas y solucionar algunas problematicas sociales.
En la humanidad, la tecnología es consecuencia de la ciencia y la ingeniería, aunque muchos avances tecnologicos sean posteriores a estos dos conceptos.

Cultura:
Es el conjunto de costumbres que adopta determinada sociedad. La cultura incluye los valores, ideas, actitudes y simbolos, conocimientos, etc, que dan forma al comportamiento humano y son transmitidos desde una generación a la siguiente. La ingeniería tiene un efecto evolutivo en la cultura y que ayuda a resolver diversos problemas que giran entorno a una sociedad.

1. Lenguaje de la ciencia:
En su búsqueda de modelos, la ciencia trata siempre de utilizar un lenguaje y unas reglas: la matemática y las leyes de la lógica. Por ejemplo, la caída libre en cercanías de la tierra, y en sitios alejados de esta, se rige por medio de ecuaciones

2. Método:
Lo único que tienen en común todos los científicos del mundo es que cada uno de ellos sigue un método mas o menos fijo, que de acuerdo con la descripción mas sencilla es así:
a) Obtención de datos
b) Formulación de hipótesis
c) Predecir con base en la hipótesis
d) Hacer experimentos para verificar las predicciones
e) De acuerdo con los resultados se vuelve a:
        -Si hubo desacuerdo
        -Si hubo concordancia

3. Conocimiento Científico:
Los modelos y datos obtenidos por medio del Método Científico se conocen como "Conocimiento Científico". Su aceptacion universal se basa en un consenso de la comunidad científica.
El consenso surge cuando la comunidad científica repite los experimentos planteados por un investigador en alguna publicacion. Si centenares de investigadores del mismo campo alrededor del mundo obtienen los mismos resultados de la publicacion entonces se consideran validos.
Por otro lado, cuando los intentos de repetir el experimento resultan infructuosos para muchos experimentadores independientes, entonces se acepta que la hipótesis original puede estar equivocada.