Mecatrónica, modelo de la ingeniería interdisciplinar

Un apunte para los estudiantes de ingeniería en cualquiera de sus especialidades.

En la actualidad de la globalización imperante y en general, la economía productiva está seriamente amenazada por la economía financiera y, en particular, en países como el nuestro, es también la economía rentista, subvencionada y centralizada que la pone en jaque, la que magnifica la coacción que recibe esta.

Aun así, la economía productiva es la verdadera impulsora de puestos de trabajo de calidad (directos e indirectos) y también de riqueza pues se dota de todos los avances tecnológicos a su alcance para mejorar su productividad y sus precios, abrir nuevos mercados, ser más competitiva y poder exportar.

De todos esos avances tecnológicos, cabe destacar aquel al que se refiere el Título, pues es el impulsor principal de los que le siguen en cadena.

La mecánica, electrónica e informática como aglutinadores del término “mecatrónica”, en muchas ocasiones, se queda corto por cuanto a la determinación correcta de esta materia. Y dado que, por regla general, el todo es mucho más efectivo que la suma de las partes que lo componen, esa sinergia colectiva, por supuesto que mucho más que la individualizada, propicia casi siempre un mejor resultado final. Será por ello que conocerla algo mejor y darle un sentido más genérico y práctico a la palabreja será lo que se pretenda con este escrito.

En el mundo de la industria, esta especialización es cada vez más y mejor valorada. Y ya que se incluyen ciencias como lo son la nanotecnología y biotecnología, la computación y la biónica, dotadas ellas con nuevas tecnologías como la impresión 3D, los dispositivos para el Internet de la Cosas (IoT), la Inteligencia Artificial (IA), la movilidad autónoma, los robots colaborativos (cobots) y sus derivados como las ortesis y exoesqueletos, etc., toda esta nueva revolución industrial estimula a los ingenieros a ser mejores, más flexibles, rápidos y resolutivos que incluyan diversas disciplinas.

Está más que claro que la necesidad de profesionales altamente cualificados solo en el diseño eléctrico o el mecánico sigue y seguirá presente y, por ello, estas nunca desaparecerán. Pero, en la actualidad, la demanda de ingenieros que conozcan detalladamente lo que estos expertos en sus respectivos dominios producen y luego lo sepan aplicar a los problemas del mundo tecnológico multidisciplinar, es un reto constante para la industria. El enfoque práctico de la ingeniería e industria basadas en resultados (esa actitud del "se puede hacer") se ve reforzado por una mayor disponibilidad de “solucionadores” que configuren y posibiliten cada nuevo resultado o producto adaptándolo a esta nueva y cambiante realidad.

No es difícil entender por qué muchos fabricantes e integradores de sistemas son los promotores de esta especialidad. Digamos que son estos los que solicitan aquel personal especializado que no vea límites cuando se trata de crear un sistema que pueda, por ejemplo, encender o apagar cualquier electrodoméstico o abrir un coche o ver el estado de cualquier cosa/individuo o abortar/actuar frente a un aviso o alarma… con solo tocar la pantalla táctil de un teléfono inteligente. Muchos ni siquiera conocerán, ni falta les hace, la diferencia entre las distintas disciplinas involucradas en todo lo anteriormente expuesto, pero la industria si lo conoce y, cómo le ha gustado lo que ha visto, crea la necesidad de ingenieros mecatrónicos que, en esencia, son los verdaderos constructores de soluciones en el mundo real en el que vivimos.

El asunto es que, a medida que ha ido pasando el tiempo, los dominios mecánicos y eléctricos se han vuelto cada vez más interdependientes y cada vez más se debe poseer un enfoque más multidisciplinario de la ingeniería. De hecho, actualmente, pese a que esta “nueva” especialidad nunca se vea como una de las carreras con más futuro, la de ingeniero de sistemas electrónicos o electromecánicos es la más solicitada por las empresas (un poco por encima de la de mecánica). Hoy en día, cualquier ingeniero experto en sistemas de control y automatización posee una más que buena comprensión de la ingeniería mecánica, eléctrica, de las comunicaciones, de la electrónica e informática, de las TICs e IIoT, etc. todas ellas en la acepción más amplia y general de estas especialidades.

Apuntar que, como pasó con la Inteligencia Artificial (I.A.), el término mecatrónica fue acuñado por primera vez hace más de 50 años y, su resurgimiento se debe también al IoT. Este Internet de las cosas, al abarcar junto al bigdata, la inmensidad de las fuentes de la información, está dando renovado impulso al mundo de hoy. La automatización ha sido, y es, posible por medio de los sistemas de control que operan sobre datos, típicamente por bucles cerrados del tipo P.I.D. (Proporcional, Integral y derivativo) que forman parte de la Teoría de Servos. Por decirlo así, la mecatrónica nos permite recopilar y actuar sobre todos los datos y describe todo el sistema en un inmenso bucle cerrado que todo lo controla.

Es obvio que por necesidades del mercado existe una gran oportunidad en la formación de este tipo de ingenieros. Si bien, lo idóneo sería recibir un apropiado Master, sobre esta materia, una vez haya sido obtenido cualquier grado de ingeniería.

Los campos de aplicación dan una idea de su envergadura: desde la máquina-herramienta en general y la robótica en particular, abarcando todo tipo de automatización de procesos productivos, drones, aviónica, satélites, automoción, impresoras/plotters, ascensores, Powertrain (cadena cinemática), Smart-grid (redes inteligentes de energía) y un interminable etcétera…

Cabe hacer especial mención a lo que se denomina como sensórica, actuadores, motores y otras formas de transductores, pues son partes fundamentales de todo ello y, le atañen tanto, como que, sin ellos, nada sería posible. No se deberá olvidar tampoco que el soporte físico siempre viene asociado al mundo de la mecánica y en este, los super-materiales como los aerogeles y polímeros autoregeneradores o el durísimo aluminio transparente (oxinitruro de aluminio) o los materiales en finísimas capas de hasta un solo átomo de grosor como los Dicalcogenuros de Metales de Transición (DMT), el Estateno o el Grafeno, etc., por citar algunos pocos, ya están llamando a la puerta y su inclusión en el mundo real será para cuando la industria resuelva su fabricación a costes razonables.

Por último, para un estudiante que busca una especialización, un factor muy importante a tener presente e su elección, debería ser el de que, del total de los costes de manufactura en cada vez más productos, la parte destinada a la mecatrónica es la más elevada. Por ejemplo, en la producción de determinados productos de muy alta tecnología (como vehículos eléctricos, cazas a reacción, helicópteros, satélites…), esta parte ya alcanza un notable 75% o incluso más. Apuntar también, por su significancia, que en el sector de la máquina-herramienta (“las únicas ‘cosas’ que se fabrican a sí mismas ¡no olvidemos!”), los antaño directores técnicos, otrora todos ingenieros mecánicos, han ido siendo paulatinamente sustituidos de una forma natural por ingenieros relacionados con el mundo de la mecatrónica.

Albert Sàenz Coromina 

Ingeniero de telecomunicación (CCET n. 275)

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