Estarían a disposición el próximo semestre

FIME desarrolló laboratorios remotos

El proyecto se concretó en ocho meses, por 10 estudiantes y seis académicos de la Facultad

Pretenden reducir los tiempos de espera para que los estudiantes realicen una práctica de laboratorio

“Es muy grato ser una estudiante que trabajó para apoyar a mis compañeros en la creación de nuevas herramientas de estudio”: Farah Helúe Villa López

Paola Cortés Pérez

A partir de ahora, los grupos numerosos, los equipos obsoletos e insuficientes y las largas esperas para hacer prácticas en el laboratorio quedarán atrás en la Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica (FIME), pues al contar con laboratorios remotos los estudiantes podrán hacer las prácticas a cualquier hora y desde cualquier sitio, expresó Farah Helúe Villa López, egresada de la entidad académica.

Jesús García Guzmán, investigador y profesor de tiempo completo en la Facultad, dijo que los jóvenes se enfrentan a muchos obstáculos para poder practicar con un motor o máquina: deben atenerse a los horarios disponibles, los grupos son grandes y no todos pueden participar, entonces, sólo toman notas del ejercicio.

“Generalmente van en grupo y es poca la participación que tienen, porque solamente es uno quien hace las conexiones en el motor y otro es el que enciende, en realidad es uno solo quien lo hace”, comentó.

Es por ello que estudiantes y académicos de la FIME, desde finales de 2011 se pusieron como meta desarrollar laboratorios remotos con acceso, monitoreo y control mediante instrumentos virtuales, que ayudarán a transformar las experiencias educativas que se toman en el laboratorio.

Agregó que este trabajo se traducirá en egresados mejor preparados para dar una respuesta inmediata en el manejo de la maquinaria industrial, pues “llevarán conocimiento y tecnología totalmente nuevos”.

Por su parte, Farah Helúe Villa López, quien se tituló al colaborar en esta iniciativa, destacó: “Con este proyecto puedes hacer la práctica a la hora que quieras, tiene flexibilidad de horarios y se puede compartir la práctica con estudiantes de la misma universidad y otros institutos incluso internacionales; además, podremos tener acceso a otros equipos más especializados que quizá no tengamos en la Universidad, lo que nos ayudará a tener más conocimientos”.

¿Qué es un laboratorio remoto?
La Revista Internacional de Educación en Ingeniería, en su volumen 4 publicado en 2011, define a los laboratorios remotos como un sistema computacional al que agregan instrumentación, control y acceso a equipos de laboratorio reales.

También menciona que el objetivo es realizar actividades prácticas de forma local o remota a través de una Intranet o Internet, lo que permite hacer una transferencia de información entre un proceso real y los estudiantes, de manera unidireccional o bidireccional.

Jesús García Guzmán dijo que “bajo este esquema el estudiante utiliza y controla los recursos disponibles en un laboratorio, mediante el uso de tarjetas de adquisición de datos, sensores e instrumentos de medida con interfaces de red y software”.

Entre las ventajas que enumera destacan las siguientes: tener acceso a través de una red, bajo un esquema de programación de tiempos de uso, lo que ampliará la oferta de horarios para el estudiante en formación; es un recurso enriquecedor en la formación y adquisición de competencias al ofrecer resultados de la experimentación casi en tiempo real; será posible que lleven a cabo experimentos de forma estructurada e incluso de manera libre.

Y lo más importante es que ofrecen a los estudiantes la posibilidad de controlar de forma remota las aplicaciones basadas en instrumentos virtuales, enfrentando los mismos ambientes que existen en las empresas que han tomado el
camino de la automatización y la reingeniería de sus procesos.

Respecto a la experiencia de la FIME, Jesús García Guzmán explicó que los alumnos podrán operar los mismos experimentos que hacían manualmente, pero a través de la computadora y a distancia, para ello diseñaron los circuitos de control o “circuitos de potencia”.

Aclaró que no se trata de un ejercicio virtual, al existir una conexión real con el motor, de tal manera que deben tener los conocimientos suficientes para realizar la práctica del modo correcto.

“La conexión con el motor sí existe, no es una simulación de encendido del motor, si se equivocan o lo queman, se quemará realmente; si hacen algo mal podrían provocar un incendio real; sí deben saber lo que están haciendo para operar este programa. Es operación real de un equipo real, pero hecho a distancia, a eso le llamamos laboratorio remoto”, recalcó.

Laboratorio remoto FIME
A lo largo de más de ocho meses, seis profesores y 10 estudiantes trabajaron intensamente para desarrollar el software, componentes de adquisición de datos y circuitos de potencia que requerían los laboratorios remotos, proyecto que revolucionará la enseñanza en la Facultad.

“Ellos lo diseñaron completamente y tienen la tecnología en electrónica como programación al nivel de cualquier institución en el mundo. Es trabajo de ellos, aunque digamos que es del cuerpo académico, lo que presentamos es el trabajo de ellos porque fueron quienes lo realizaron”, indicó García Guzmán.

El proyecto desarrollado en las aulas consta de tres experimentos: el primero es un estudio de instalaciones eléctricas para que aprendan a diseñar protección, detectar ahorro de energía, gasto excesivo de energía y daños en la instalación.

El segundo es de automatización, para el cual fue programado un equipo neumático que supuestamente en la fábrica hace procesos de forma automática. Y el tercero es de control de motores, cuenta con una diversidad de opciones para analizar qué pasa si se va la energía en línea o si el motor está sobrecargado.

Si se trata del costo inversión, es variado porque depende del experimento que se vaya a implementar. Los tres ejemplos mostrados son distintos; sin embargo, se usaron equipos ya existentes en los laboratorios de la entidad académica como motores, medidores, cilindros neumáticos, válvulas, interruptores y otros componentes.

El ingeniero García Guzmán abundó en el tema económico y dijo que en el uso de software, que consta del programa Labview, se invirtieron cerca de 112 mil pesos: 80 mil por el costo inicial y 32 mil por el mantenimiento anual.

Además, tuvieron que crear un software especializado para cada uno, calculado en función del tiempo y especialización, y se estima que tuvo un costo aproximado de 90 mil pesos.

En cuanto a la adquisición de datos, se usaron tarjetas de la marca National Instruments, financiadas con el apoyo del Programa de Mejoramiento del Profesorado (Promep) que otorgó 42 mil pesos al cuerpo académico (CA) Ingeniería Avanzada.

Director del Área conoció el Proyecto

Los circuitos de potencia, diseñados para la interconexión de los equipos de laboratorio con las tarjetas de adquisición de datos, tienen costos diferentes al tener componentes distintos; en total fueron alrededor de 10 mil pesos por los tres, a lo que se suma el costo por diseño y mano de obra por fabricación, estimado en 60 mil pesos.

“Como se observa, son costos difíciles de estimar, pues a todo esto hay que agregar costos indirectos como la capacitación que se ha requerido a través de los cursos iniciales y los seminarios que hemos organizado. También hay otros gastos como consumibles y accesorios que se requieren para todo el proceso”, agregó.

Y prosiguió: “No existe como tal un costo aproximado de cuánto puede valer en el mercado, ya que se trata de desarrollo nuevo, pero la cantidad con la que apoyó el Promep el proyecto fue de alrededor de 274 mil pesos, aunque no refleja el costo real de lo que tenemos desarrollado”.

Sobre su participación, Farah Helúe Villa expresó que fue una gran satisfacción y al mismo tiempo un gran reto el formar parte del equipo de trabajo, pero al final cumplieron con el objetivo. “Es muy grato ser una estudiante que trabajó para apoyar a mis compañeros en la creación de nuevas herramientas de estudio”.

Entre los profesores participantes y colaboradores están: Jorge Vélez Enríquez, Alfredo Ramírez Ramírez, Simón Leal Ortiz, Ervin Álvarez Sánchez, Carlos Mora Barradas.

Los estudiantes son: Luis Antonio Fernández, de instalaciones eléctricas; Armando Zamora García, relacionado con el control de motores eléctricos, y Farah Helúe Villa, de automatización para control de motores eléctricos. Y como colaboradores; Francisco Silva, Luis Guerrero, Noemí Audelio, Saúl Cosme, José Lasso, Sarahí Fernández e Itzel Hernández.

Cabe mencionar que con esta investigación tres jóvenes lograron titularse, tres más están en proceso de ello y otros tres estarán obteniendo su titulo el próximo semestre.

Asimismo, contaron con la colaboración de los departamentos de Óptica y Electrónica de la Universidad de Warwick, en Inglaterra; el Instituto Tecnológico de Óptica, Color e Imagen AIDO, en España; el Instituto de Investigaciones Eléctricas, en Cuernavaca; la Universidad de Zacatecas y dos instituciones cubanas.

Farah Villa López

Innovación y dificultades Pese a que este equipo no innovará en el sector educativo e industrial, ya que el Tec de Monterrey implementa este tipo de laboratorios en su programa educativo y algunas industrias mexicanas ya echan mano de la automatización para disminuir los gastos y elevar su producción, García Guzmán apuntó que el proyecto refleja el carácter innovador de la línea de investigación del CA. Al tener un proyecto multidisciplinario, al interactuar áreas como electrónica, programación gráfica, ingeniería eléctrica, ingeniería mecánica y automatización industrial y la implementación de sistemas en red, estamos creando una línea de investigación innovadora, comentó. Pero “la parte innovadora de esto es que cada paso que desarrollaron los estudiantes está pensado para los problemas a los que se enfrentan en los campus Veracruz, Córdoba-Orizaba, Poza Rica-Tuxpan, Coatzacoalcos-Minatitlán y Xalapa, al mismo tiempo se compartirá conocimiento para atacar las deficiencias de nuestra universidad”. Al cuestionarlo sobre las dificultades que enfrentaron, mencionó que principalmente fue la económica, pues no contaron con suficientes incentivos para la compra de software, accesorios y equipo, por eso “nos gustaría tener un fondo de apoyo económico para proyectos como éste”.

El manejo industrial
Esto que nació con el objetivo principal de beneficiar la educación de las decenas de jóvenes que estudian en la FIME, también favorece a la industria, dado que le representa un ahorro económico del lado de los recursos humanos, así como al contar con equipo más confiable.

“Para ellos representa usar menos mano de obra que equivale a ahorros económicos; además, se puede programar para que sea más confiable y automatizar procesos, ahora es una necesidad para cualquier industria”, resaltó.

Sobre el tema, la joven Villa López compartió que son económicos, ya que le permite al empresario contar con un solo operador para controlar la computadora que lleva todos los procesos, ahorrándose el pago de varios operadores que vigilen de manera constante la maquinaria.

“También se habla de un ahorro en cuanto a la protección de los equipos, si surge alguna falla o algo se pueden echar a perder y son muy costosos. El control virtual permite proteger los equipos, si ocurre algún riesgo el proceso se para sin que continúe el daño”, destacó.

Finalmente, dieron a conocer que esta experiencia educativa podría estar lista y a disposición de los universitarios el próximo semestre, porque falta afinar el programa que fijará los horarios para realizar la práctica, así como instalar la red que les permita tener acceso fácil desde la página oficial de la UV, sin importar el lugar donde se encuentren.

“Podrán ingresar desde cualquier computadora, porque será tan fácil como ingresar a Internet y bajar un programa, pero sólo podrán acceder los alumnos mediante su matrícula o quizás otra forma de identificación”, abundó.