VIDEO DE TERROR

456

JIMI NEUTRON

789

Elton Jhon mi cantante preferido

1234

El término "Mecatrónica" fue introducido por primera vez en 1969 por el ingeniero Tetsuro Mori, trabajador de la empresa japonesa Yaskawa. En un principio se definió como la integración de la mecánica y la electrónica en una máquina o producto, pero luego se consolidó como una especialidad de la ingeniería e incorporó otros elementos como los sistemas de computación, los desarrollos de la microelectrónica, la inteligencia artificial, la teoría de control y otros relacionados con la informática, estabilidad y alcanzabilidad. Teniendo como objetivo la optimización de los elementos industriales a través de la optimización de cada uno de sus subprocesos con nuevas herramientas sinérgicas.

La definición de mecatrónica 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 para una producción con mayor plusvalía y calidad".

Antecedentes [editar]La Mecatrónica tiene como antecedentes inmediatos a la investigación en el área de Cibernética realizada en 1936 por Turing y en 1948 por 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 la empresa japonesa Yaskawa Electric Co. acuña el término Mecatrónica, recibiendo en 1971 el derecho de marca. En 1982 Yaskawa permite el libre uso del término.

Actualmente existen diversas definiciones de Mecatrónica, dependiendo del área de interés del proponente. En particular, la UNESCO define a la Mecatrónica como:

"La integración sinérgica de la ingeniería mecánica con la electrónica y el control inteligente por computadora en el diseño y manufactura de productos y procesos".
Sin embargo, una manera más interesante de definir la Mecatrónica es posible por:

"Diseño y construcción de sistemas mecánicos inteligentes".
Un sistema mecatrónico se compone principalmente de mecanismos, actuadores, control (inteligente) y sensores. Tradicionalmente la Mecánica se ha ocupado solo de los mecanismos y los actuadores, y opcionalmente puede incorporar control. La Mecatrónica integra obligatoriamente el control en lazo cerrado y por lo tanto también a los sensores.

Sistema Mecatrónico [editar]Un 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 por sensores, microprocesadores y controladores. Los robots, las máquinas controladas digitalmente, los vehículos guiados automáticamente, etc. se deben considerar como sistemas mecatrónicos




Líneas de investigación [editar]La investigación en el área de Mecatrónica es muy variada y una división que se propone es: análisis, detectar los problemas de los componentes analógicos y digitales , encontrar una solución al mismo, comportamiento de los sistemas.

Componentes [editar] Mecanismos [editar]En el área de mecanismos, los principales problemas son reducción de complejidad, eliminación de mecanismos y síntesis de mecanismos mecatrónicos.

La reducción de la complejidad se refiere a reducir el número de elementos del mecanismo, mediante el uso de control inteligente. La eliminación del mecanismo implica el uso directo de actuadores y de controles más sofisticados. La síntesis de mecanismos mecatrónicos consiste en utilizar actuadores directamente en el mecanismo para mejorar su movimiento; un ejemplo de síntesis es el desarrollo de rodamientos con actuación magnética para eliminar la fricción. Se caracteriza por una mejor caracterización del mecanismo y el diseño por computadora.

Actuadores [editar]Todo mecanismo requiere de una fuente de potencia para operar. Inicialmente esta fuente de potencia fue de origen animal, posteriormente se aprovechó la fuerza generada por el flujo de aire o agua, pasando luego a la generación de potencia con vapor, por combustión interna y actualmente con electricidad. Si esta fuente de potencia es modulable o controlable, se tiene un actuador. Los principales desarrollos de los actuadores en la Mecatrónica son: manejo directo, eliminando mecanismos, utilizando actuadores electromagnéticos, piezoeléctricos y ultrasónicos.También deben considerarse los actuadores neumáticos u oleo-hidráulicos. Un tipo de actuadores muy utilizados son los motores eléctricos; se han desarrollado investigaciones en nuevos modelos matemáticos, nuevos tipos de manejadores y en nuevos tipos de control. Un tipo de actuador que se ha utilizado mucho en nanomaquinaria son los actuadores electrostáticos.

Controles [editar]Un área muy desarrollada en la Mecatrónica es el control. Se tienen dos tendencias importantes: el uso de las técnicas más modernas de la teoría de control automático y el desarrollo de controles inteligentes, que busca mejorar la percepción del medio ambiente y obtener una mejor autonomía. Algunos de los avances más importantes en la rama del control automático son: redes neuronales, modos deslizantes, control de sistemas a eventos discretos, control adaptable, lógica difusa y control robusto.

Sensores [editar]Los sensores son dispositivos que permiten medir el estado del mecanismo o del medio ambiente. La incorporación de sensores a los mecanismos es el resultado de utilizar controles de lazo cerrado. Un ejemplo muy desarrollado es el uso de la visión artificial, la cual se usa para determinar la posición y la orientación del mecanismo, del ambiente o de las herramientas, sin embargo, no siempre es posible medir directamente alguna variable se estima su valor por medio de observadores del estado y filtros. Por otro lado, se tiene la fusión de sensores. Un problema que se ha manejado recientemente es el desarrollo de referenciales \emph{fijos} para determinar la posición y orientación en problemas de navegación, siendo resuelto por medio de sistemas de posicionamiento global (GPS, por sus siglas en inglés).

Análisis y modelado [editar]Por análisis se entiende la obtención de una descripción o modelo de los sistemas por métodos matemáticos y gráficos. El principal problema radica en que muchos sistemas de control no se describen con modelos continuos, ya sea en el estado o en el tiempo; mientras los sistemas mecánicos son modelos continuos. Este problema ha provocado el uso de nuevas técnicas de modelado, tales como: redes neuronales, redes de Petri, lógica difusa, onduletas, memorias asociativas, agentes cooperativos, modelos algorítmicos y modelos lingüísticos.

Los modelos son necesarios para poder realizar síntesis de dispositivos mecatrónicos y optimización de procesos.

Aplicaciones [editar]En cuanto a aplicaciones, los rubros más importantes son robótica, sistemas de transporte, sistemas de manufactura, máquinas de control numérico, nanomáquinas y biomecatrónica.

La robótica es la parte de la técnica de diseño y construcción de autómatas flexibles y reprogramables, capaces de realizar diversas funciones. Es el nivel de automatización más flexible y en mucho indica las tendencias futuras del resto de la mecatrónica. Las líneas de investigación más desarrolladas son: síntesis de manipuladores y herramientas, manipuladores de cadena cinemática cerradas, robots autónomos, robots cooperativos, control y teleoperación asincrónicas (por medio de conexiones TCP/IP), estimación del ambiente, comportamiento inteligente, interfaces hápticas, navegación y locomoción.

La aplicación de la Mecatrónica en el transporte se desarrolla en el diseño de mecanismos activos (ejemplo: suspensiones activas), control de vibraciones, estabilización de mecanismos y navegación autónoma.

En la manufactura, la Mecatrónica se ha servido de los modelos de sistemas a eventos discretos, y los ha aplicado para el diseño óptimo de líneas de producción así como la optimización de procesos ya existente. También ha ayudado a automatizar las líneas de producción y generar el concepto de manufactura flexible.

Antecedentes de la Mecatrónica son las máquinas de control numérico. En este tema los desarrollos más recientes son: análisis, detección y control de vibraciones, y temperatura, en las herramientas de corte, diagnóstico de las herramientas de corte y prototipaje rápido, electroerosionado y síntesis por láser.

Las nanomáquinas son un área que se han beneficiado de los desarrollos de la Mecatrónica. Un ejemplo muy evidente es el desarrollo del disco duro. Las líneas de investigación más manejadas son: micromanejo, microactuadores y micromaquinado.

La biomecatrónica es la aplicación de la mecatrónica para resolver problemas de sistemas biológicos, en particular el desarrollo de nuevos tipos de prótesis, simuladores quirúrgicos, control de posición de instrumental médico (por ejemplo catéteres), sillas de ruedas y teleoperación quirúrgica.

Actualmente somos testigos del avance de la tecnología, un ejemplo de esto es el desarrollo tan acelerado que ha tenido la informática, donde el impacto de ésta en el mundo ha marcado una nueva era en la historia, permitiendo que el fenómeno de la globalización sea posible.
Pero no solamente la informática ha sido revolucionaria en este último siglo, sino en general podemos hablar de tres revoluciones tecnológicas:
• Ingeniería genética
• Ingeniería de materiales
• Ingeniería en sistemas de información aplicados
Así, en el área de la genética podemos hablar del "Genoma Humano" y de la importancia de las técnicas matemáticas, informáticas, y biológicas que se utilizaron para poder leer ¡¡el código humano!!, dando oportunidad a codificar los males que aquejan a la humanidad y erradicarlos.
En el área de la tecnología de los materiales, se han obtenido grandes avances en la creación de nuevos materiales, como los polímeros conductores y semiconductores (materiales no metálicos ni semiconductores que conducen la corriente eléctrica con menor resistencia que el cobre, la plata o el oro), el kevlar (la fibra más resistente del mundo), el nytinol (material con "memoria" que recupera su forma original al aplicársele calor, o una corriente eléctrica), etc. Estos materiales dan una inmensa posibilidad de nuevas aplicaciones a productos de uso común, mejorando por mucho sus anteriores cualidades.
Actualmente somos testigos del avance de la tecnología, un ejemplo de esto es el desarrollo tan acelerado que ha tenido la informática, donde el impacto de ésta en el mundo ha marcado una nueva era en la historia, permitiendo que el fenómeno de la globalización sea posible.
Pero no solamente la informática ha sido revolucionaria en este último siglo, sino en general podemos hablar de tres revoluciones tecnológicas:
• Ingeniería genética
• Ingeniería de materiales
• Ingeniería en sistemas de información aplicados
Así, en el área de la genética podemos hablar del "Genoma Humano" y de la importancia de las técnicas matemáticas, informáticas, y biológicas que se utilizaron para poder leer ¡¡el código humano!!, dando oportunidad a codificar los males que aquejan a la humanidad y erradicarlos.
En el área de la tecnología de los materiales, se han obtenido grandes avances en la creación de nuevos materiales, como los polímeros conductores y semiconductores (materiales no metálicos ni semiconductores que conducen la corriente eléctrica con menor resistencia que el cobre, la plata o el oro), el kevlar (la fibra más resistente del mundo), el nytinol (material con "memoria" que recupera su forma original al aplicársele calor, o una corriente eléctrica), etc. Estos materiales dan una inmensa posibilidad de nuevas aplicaciones a productos de uso común, mejorando por mucho sus anteriores cualidades.

Y por último, la era de la información, a través del mejoramiento del software y el hardware computacional, nos ha permitido aplicar las computadoras en áreas cada vez más amplias de la actividad y quehacer humano. De los cuales podemos mencionar:

• La computarización integral de las empresas mediante redes y software especializado como el "Enterprise Resource Planning" (ERP).
• La integración de los sistemas productivos mediante redes industriales, dispositivos programables y computadoras.
• La automatización de los procesos de diseño asistido por computadora.
• La aplicación de robots y autómatas en tareas industriales, de alto riesgo, de investigación, de servicios, y llegando hasta aplicaciones domésticas.
• La expansión de los servicios y aplicaciones de internet, que globalizan actividades tradicionalmente locales como el comercio, dando origen a nuevos conceptos y filosofías de trabajo como el e-business, e-education y creando en un futuro próximo el e-industry, donde las industrias pueden ser ubicadas en entornos ecológicos y controlando sus actividades a distancia.
Una conclusión que podemos hacer al mencionar tales alcances de la tecnología, es que se identifica una intensa integración de diferentes disciplinas de la ciencia y la ingeniería, evolucionado el concepto de "interdisciplinario" a "multidisciplinario", donde no solamente existe una unión de distintas disciplinas, sino una combinación armónica o simbiosis de ellas en la realización de productos innovadores.

Por otra parte, hay que considerar que la economía mundial favorece mayormente el desarrollo de ciertas áreas como los servicios y la industria. Esta es una tendencia en los países desarrollados que marca el rumbo de países como México, Brasil, Taiwán y otros con una industria en expansión. Cabe mencionar que los casos de Singapur, Malasia, Taiwán y Corea, que tienen índices de crecimientos sin precedentes, fueron impulsados prioritariamente por la industria y el desarrollo de nuevas tecnologías.

México desde 1993 ha experimentado un crecimiento robusto en el campo industrial. Esto lo justifican los siguientes datos estadísticos del INEGI:
• 30% del PIB lo aporta el sector industrial.
• La manufactura es su principal rama (75%).
• Los productos metálicos, maquinaria y equipo mantienen un 18% de crecimiento desde 1996.
• Para ser competitivos, la mayoría de estas empresas requieren de automatización y de un exigente control de calidad computarizado.
Para ser competitivos, la mayoría de estas empresas requieren de automatización y de un exigente control de calidad computarizado. Sin embargo, el 99.5% de las empresas no posee la infraestructura tecnológica adecuada, pues:
• El 77.1% utiliza tecnología obsoleta.
• El 19.5% invirtió en tecnología inadecuada.
• El 2.9% posee tecnología subutilizada.
• Y sólo el 0.5% emplea tecnología de punta.
No obstante, en los últimos años las empresas altamente competitivas están creando sus propios centros de diseño (General Motors, Vitro, Spicer, Condumex, MABE-General Electric, Xerox, etc.). El objetivo primordial de estos centros es evolucionar de una industria maquiladora a una generadora de diseños propios.

Sin embargo, no existen profesionales en México que posean un perfil que les permita entender el proceso industrial de una manera integral, teniendo dentro de sus capacidades una visión más completa de las ramas más importantes de la tecnología, donde su participación en el proceso de la modernización de la manufactura y de desarrollo de tecnología es pieza clave para el crecimiento del país.

De acuerdo con un estudio de la sociedad de ingenieros mecánicos (Society of Mechanical Engineers), los egresados de las carreras de ingeniería relacionadas con manufactura, deben cubrir una serie de habilidades y competencias técnicas, dentro de las cuales están las siguientes:
• Conocimiento y habilidades de negocios.
• Conocimiento de la perspectiva internacional.
• Conocimiento de la cadena de suministros.
• Conocimientos sobre procesos específicos de manufactura.
• Conocimiento en administración de proyectos.
• Habilidades escritas y comunicativas.
• Conocimiento de control de procesos.
• Capacidad de saber solucionar problemas.
• Conocimiento sobre calidad de procesos.
• Capacidad de trabajo en equipo.
• Conocimiento de materiales.
• Conocimiento sobre diseño del producto.
Por lo tanto, se presenta el reto de formar personas que apoyen al sector industrial en el nuevo milenio. Personas con la capacidad de selección, administración, adaptabilidad e integración de tecnologías para la mejora de la calidad en cualquier proceso y con las herramientas necesarias para integrarse a los centros de diseño.

Así, el Tecnológico de Monterrey, Campus Estado de México, ha identificado estas necesidades y responde a dicho reto formando ingenieros en mecatrónica. Este es un especialista que:
• Selecciona las tecnologías adecuadas para su aplicación en el diseño de nuevos productos y para la automatización y operación de procesos de manufactura.
• Conoce la dinámica de producción y su administración.
• Forma y dirige equipos multidisciplinarios para el desarrollo de proyectos innovadores.
La ingeniería mecatrónica, según la definición de la Comunidad Económica Europea, es "la combinación de diferentes ramas de la ingeniería tales como la mecánica de precisión, la electrónica, los sistemas de control, las ciencias computacionales y el pensamiento sistémico en el diseño de productos y en los procesos de manufactura". Que adaptada a las necesidades de México y a los requerimientos de la ingeniería moderna se crea la definición de la ingeniería mecatrónica por el ITESM-CEM: "la ingeniería mecánica-electrónica especializada en control, instrumentación y automatización industrial". Esta última definición se interpreta gráficamente en la figura 1 con la inclusión de la disciplinas integradoras que la conforman:

“La primer prótesis de rodilla autoimpulsada del mundo, la POWER KNEE, ofrece niveles de funcionalidad y desempeño sin precedentes. Reemplaza la actividad muscular para doblar y estirar la rodilla.”, Ossur.

“El primer pie inteligente de mundo, el PROPRIO FOOT, provee beneficios fisiológicos sin precedentes para amputados. Un amplio y automatizado rango de flexión del tobillo significa que el funcionamiento es muy cercano al de un pie humano.”, Ossur.