Impresión 3D: La herramienta que democratiza la educación STEM

Este artículo apareció originalmente en el sitio web de la Facultad de Ingeniería (Universidad del Valle) aquí y fue reproducido con permiso. Su autor es Andrew James Wight (NCC-FI/Univalle).

Univalle: Educación STEM en Acción con un Brazo Robótico y una Banda Transportadora de Bajo Costo. En un aula de la Universidad del Valle encontraron una forma didáctica y económica de capacitar a la próxima generación de profesionales de las áreas de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas.

¡Descubre cómo!

Foto de la portada: El Profesor Lewin Lopez y estudiantes en Yumbo, Colombia. Crédito: Equipo de comunicaciones Univalle Yumbo

En una aula de la Universidad del Valle (Univalle), un profesor y sus estudiantes montaron un brazo robótico de agarre y una banda transportadora construida por bloques de plástico —pero no se trata de un juego de niños, sino de una forma didáctica y económica de capacitar a la próxima generación de profesionales de las áreas de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (STEM, por sus siglas en Inglés).

Se prevé que los ingresos del mercado mundial de la robótica alcancen los 34.940 millones de dólares estadounidenses en 2023, según las estadísticas publicadas por Statista; y Colombia se arriesga a perder su porción de este mercado por una falta de profesionales de ingeniería con una capacitación de nivel mundial.

Lewin López, profesor de los programas de Tecnología en Electrónica Industrial y Tecnología en Mantenimiento de Sistemas Electromecánicos de la sede regional de Univalle en Yumbo, elaboró un proyecto de investigación que usa una impresora 3D para construir plataformas modulares de tipo mecano-electrónico con el uso de herramientas tecnológicas de licencia libre; en colaboración con el Grupo de Investigación en Innovación y Desarrollo en Electrónica Aplicada (Giidea).

La revolución de la impresión 3D hace posible que los estudiantes alcancen habilidades de ingeniería mecatrónica que son cruciales para el siglo XXI. Hace 15 años, las tecnologías para fabricación de piezas plásticas eran costosas, pero mediante el prototipado rápido de modelos, los investigadores pueden fabricar a bajo costo, en tiempos reducidos.

“Con una solución comercial de características similares, hablamos alrededor de 500-600 USD (más de dos millones de pesos colombianos), pero en nuestro proyecto el precio es más o menos un quinto de esto, gracias a sensores sencillos, soluciones de código abierto y acceso a una impresora 3D con filamento económico,” dijo el profesor López.

La Investigación

Lewin López, profesor de los programas de Tecnología en Electrónica Industrial y Tecnología en Mantenimiento de Sistemas Electromecánicos de la sede regional de Univalle en Yumbo. Crédito: Alexander Bejarano.

Según el profesor López, el uso de la impresión 3D logra que los estudiantes tengan una herramienta al alcance de su mano, aprenden de una forma práctica y desarrollan sus capacidades en diseño y programación.

En la publicación científica “Sistema mecatrónico de banda transportadora usando impresión 3D para la emulación de procesos industriales”, el profesor compartió el método de elaboración de la banda transportadora.

“La impresión 3D no es tan fácil como imprimir en una hoja de papel, se requieren de 8 a 16 horas de capacitación para comprender la configuración y puesta en marcha de la máquina”, dijo el profesor López; y añadió que puede tomar alrededor de 80 horas para imprimir todos los componentes de la banda transportadora desarrollada.

Los investigadores tienen una página Web para publicar de forma abierta el código, diseños y guías desarrolladas con toda la información para facilitar el aprendizaje a nivel mundial.

“Queremos que este proyecto pueda mostrar a estudiantes que salen del colegio que la educación superior puede estar relacionada con las prácticas escolares de una forma didáctica que luego será profundizada… y que los padres puedan ver que esta es una buena opción para que sus niños estudien en la ciudad de Yumbo”, dijo el profesor López.

Video: Proyecto de Grupo DiiDEA Crédito: Equipo de comunicaciones Univalle Yumbo.

El profesor Edward Jhohan Marín García, docente de Univalle en la Sede Cartago y Director del GiiDEA explicó que los desarrollos en impresión 3D vienen tomando fuerza en aplicaciones de investigación y desarrollo, ya que su aplicabilidad está dada en una gran cantidad de proyectos.

“Tomando en cuenta el desarrollo realizado por el profesor López, la impresión 3D nos ha servido para potenciar algunos equipos y aplicaciones en los laboratorios”, explicó el profesor Marín y agregó que con la banda transportadora realizada en impresión 3D, algunos sensores y actuadores, los profesores pueden desarrollar prácticas en cursos como taller de ingeniería, taller tecnológico e instrumentación electrónica, entre otros.

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La Sede de Yumbo

Foto: La sede regional de Univalle radicado en Yumbo, Colombia. Crédito: Univalle

La Universidad del Valle inició su presencia en el Municipio de Yumbo en el año 1994; en el año 1995 la sede Yumbo realiza la primera oferta académica y en 2010 se realiza la oficialización de la extensión de los programas de Tecnología en sistemas de Información y Tecnología en Electrónica en la sede.

Adriana Valencia Espinosa, directora de la Sede Regional de Yumbo de Univalle explicó que los docentes cuentan con un alto grado de formación a nivel de ingeniería y robótica.

“Nuestra propuesta se enfoca en la educación STEM (Science, Technology, Engineering, and Math), cuyo propósito es aportar a la integración de la robótica articulandose con los propósitos de desarrollo del municipio, muy ligado al eje misional de la sede”, dijo la profesora Valencia y añadió que también se adelantan proyectos de integración, así como aportes al desarrollo del municipio de Yumbo declarado por el Ministerio de Educación Nacional como municipio STEM+.

Luisa Fernanda Yanten, una egresada de Univalle de la tecnología en mantenimiento en sistemas electromecánicos; y monitora de investigación en el GIIDEA, expreso que en las sedes se crean grupos de investigación, donde cada programa brinda un conocimiento adicional a lo que su formación básica le ofrece, lo cual es importante para un estudiante que quiera graduarse y salir a laborar, que es algo que frecuentemente pasa en estas comunidades.

“Mi interés principal fue ampliar mis conocimientos en los temas de impresión 3D y cómo poder usarla para crear instrumentos o herramientas educativas que estuvieran al alcance de cualquiera que lo necesitara o quisiera aprender más”, dijo Yanten, y agregó que fue gratificante ver cómo cada pieza cumplía su función y aprendíamos del proceso de impresión, entre otras cosas técnicas para el diseño de piezas.

Artículo elaborado por la Facultad de Ingeniería de la Universidad del Valle

Si le gustaría contactar a los investigadores o conocer más sobre los proyectos, escriba a la Oficina de Comunicaciones Facultad de Ingeniería: comunicaingenieria@correounivalle.edu.co.