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I N G E N I E R I A

a importancia de los laboratorios tanto en la enseanza de las cien-cias como en la investigacin y en la industria es, sin duda alguna, in-discutible . No se puede negar que el

trabajo prctico en laboratorio proporciona la experimentacin y el descubrimiento y evita el concepto de resultado correcto que se tiene cuando se aprenden de manera terica, es de-cir, slo con los datos procedentes de los libros. Sin embargo, el uso de laboratorios requiere de tiempo adicional al de una clase convencional, por ejemplo, para descubrir y aprender de los propios errores.

En trminos generales, un laboratorio es un lugar equipado con diversos instrumentos de medicin, entre otros, donde se realizan experimentos o investigaciones diversas, segn la rama de la ciencia a la que se en-foque. Dichos espacios se utilizan tanto en el mbito acadmico como en la industria y responden a mltiples propsitos, de acuer-do con su uso y resultados finales, sea para la enseanza, para la investigacin o para la certificacin de la industria.

Prcticamente todas las ramas de las ciencias naturales se desarrollan y pro-gresan gracias a los resultados que se obtienen en sus laboratorios. Por su parte, en el mundo de la industria, estos, entre otras cosas, permiten asegurar la calidad de productos. As, en la academia los ejercicios del laboratorio se utilizan como herramientas de enseanza para afirmar los conocimientos adquiridos en el proceso enseanza-aprendizaje; en tanto que en la industria se emplean para probar, verificar

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importanciade los

laboratorios

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y certificar productos. Cabe destacar que, en especial, permiten mostrar el fenmeno y comportamiento de ciertos procesos, as como complementar las clases impartidas en las universidades; mientras que, en el te-rreno de la investigacin, permiten avanzar el estado del conocimiento y realizar inves-tigacin de punta. Por lo general este tipo de laboratorios se encuentran en instituciones de educacin superior que proporcionan grados de maestra y doctorado.

Por otra parte, los laboratorios del sector industrial son ms especializados y cubren un amplio abanico de aplicaciones con el propsito de asegurar un control y aseguramiento de calidad, aunque estn ms orientados hacia la industria.

En los laboratorios de ambos sectores, las prcticas aportan parte del mtodo cientfico, validan la teora y calibran las simulaciones por computadora. Varias universidades y escuelas de graduados en todo el mundo estn equipadas con diversos aparatos de investigacin des-de los ms moderados o tradicionales hasta los ms avanzados para servir a las necesidades de cada nacin en trminos de investigacin y futuros investigadores y profesores universitarios.

En el sector educativo, la experiencia en laboratorio tambin brinda la valiosa opor-tunidad para que los estudiantes desarro-llen, adems, habilidades de comunicacin tanto oral como escrita, liderazgo y cooperacin. Las tareas rutinarias y las pruebas que slo se limitan a resolver pro-blemas aportan pocas posibilidades para

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desarrollar las habilidades de escritura. Por otra parte, los experimentos y la divulgacin de esta informacin a los otros profesionales con habilidades similares a aquellas que ne-cesitan los ingenieros en sus prcticas.

En experimentos donde el propsito principal consiste en demostrar mediciones fsicas fundamentales y comprensin bsi-ca, no es necesario un equipo sofisticado, de hecho ste puede suponer trabas en el aprendizaje de los estudiantes si los expe-rimentos son para demostrar el proceso de pruebas y evaluacin con ayuda de la com-putadora, tal como se utiliza en las grandes industrias. Con frecuencia se requiere de equipo moderno que, por lo general, es costoso. En este sentido, cabe sealar que a lo largo de los aos se han hecho reco-mendaciones, tanto de empresarios como de varias organizaciones tcnicas y pro-fesionales, para revisar exhaustivamente los planes de estudio de la ingeniera con el fin de asegurar que los estudiantes estn preparados para la prctica profesional.

CompetenCia yprofesionaLismo

Dados los constantes cambios en la indus-tria, el ingeniero tambin debe ser compe-tente para trabajar, no slo como parte de un equipo, sino tambin para administrar su propio horario de tal manera que le per-mita asegurar la entrega de sus proyectos a tiempo y realizar sus reportes en forma clara y precisa.

En la actualidad, el Acreditation Board for Engineering and Technology (ABET) seala como requisitos del laboratorio: la realiza-cin de un trabajo apropiado en todos los planes de estudios, as como combinar elementos tericos y prcticos. Si esto se hace en for-ma apropiada incluir mediciones, anlisis y diseo de ingeniera, as como el proceso ordenado y lgico para producir resultados vlidos. El ABET tambin exige una exposicin de anlisis estadstico, diseo de ingeniera y comunicacin verbal. Todo ello est incluido en los experimentos de laboratorio. Los la-boratorios en la academia permiten reforzar la teora, aportan la enseanza de tcnicas experimentales y permiten desarrollar valo-res sociales y de comunicacin.

La experiencia en un laboratorio de alta ca-lidad requiere de insti-tuciones de educacin superior comprometidas, de miembros interesados en el xito de un progra-ma de laboratorio para es-tudiantes, de la asistencia del personal del laboratorio como tcnicos, mecnicos o analistas de cmputo. De igual manera, la ayuda del personal calificado per-mitir a las universidades centrarse en la planeacin y la ejecucin.

Para el desarrollo de cursos de ingeniera en el laboratorio pueden ser incluidas las habilida-des de aprendizaje con el fin de desarrollar trabajo experimental; los con-ceptos tericos deben introducirse mediante ejercicios prcticos, el mejoramiento del anlisis de los resultados experimentales y la prediccin de los resultados a travs de la teora, uso de habilidades en la comunica-cin escrita y oral, la bsqueda de informa-cin con el propsito de apoyar conclusiones y observaciones experimentales.

En el rea de ingeniera, un laboratorio bien diseado es una valiosa herramienta que contribuye a reforzar la enseanza y en el que los alumnos pueden lograr una mayor comprensin imposible de lograr por otros medios. Ah, estos pueden verificar el modelo, validar y limitar suposiciones y pre-decir rendimientos. Es importante recalcar que se ha demostrado que los estudiantes parecen estar ms motivados cuando tie-nen la oportunidad de hacer experimentos con situaciones reales.

Por lo general, la prctica de la Inge-niera Civil comprende un gran nmero de experimentos que, de no realizarlos en los laboratorios, no habra oportunidad de ser asimilado correctamente. Ello significa que la experiencia adquirida en el labora-torio debe proporcionar las herramientas bsicas para la experimentacin, es decir

Bien equipados

En Estados Unidos, diversas universidades y escuelas de graduados cuentan con laboratorios equipados con aparatos de investigacin desde los moderados hasta los ms avanzados en cuanto a tecnologa, para responder a las necesidades de ese pas en trminos de investigacin y entrenamiento de futuros cientficos y acadmicos universitarios.

Por ejemplo, est el laboratorio NEES, que es un recurso de simulacin nacional e internacional para experimentacin y anlisis de cmputo, as como de visualizacin de comportamiento para el medio ambiente generado bajo cargas ssmicas. El propsito de este laboratorio es desarrollar conocimiento slido de apoyo a la compleja respuesta de los suelos, de las grandes estructuras y de otros sistemas de infraestructura cuyos resultados permitan apoyar una revolucin en la ingeniera que conduzca a la mitigacin de riesgos con base en el desempeo y en el diseo de las instalaciones construidas. Hay que destacar que este tipo de laboratorio permite no slo aportar herramientas experimentales de cmputo y visualizacin para las simulaciones complejas y extensas de suelos y sistemas de infraestructura a gran escala, sino la formacin de nuevos cuadros de ingenieros en sismos y una ciudadana bien informada.

Adems de haber recibido mltiples distinciones por sus aportaciones, los laboratorios NEES cuentan con equipos de investigacin no slo en importantes universidades de la Unin Americana, sino tambin en la Administracin Nacional de Aeronutica y del Espacio (NASA, por sus siglas en ingls) y en el Instituto Nacional de Estndares y Tecnologa, entre otros.

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instrumentos de medicin, tcnicas esta-dsticas bsicas para planear los experi-mentos, para ensamblar los equipos, reunir los datos, analizar los resultados y escribir un reporte conciso pero completo.

BusCando La exCeLenCiaEn los laboratorios de ingeniera se mues-tran los fenmenos fsicos bsicos, se brin-dan a los estudiantes experiencias directas donde pueden lograr la experiencia para ejercer la ingeniera. Ejemplo de ello son los laboratorios de Diseo de Concreto Re-forzado y de Materiales de Construccin de la Universidad de Missouri-Rolla (UMR), en Estados Unidos, donde a los estudiantes de las ingenieras Civil, Arquitectnica y del Me-dio Ambiente se les proporciona la prctica para la mejor comprensin de los conceptos de concreto reforzado (RC, por sus siglas en ingls) y el comportamiento de vigas.

En este lugar, los futuros ingenieros construyen y prueban varias vigas tpicas de RC, determinan el efecto del refuerzo:

comportamiento bajo flexin en trminos de relaciones de refuerzo y su efecto en la ductili-dad, resistencia, patro-nes de agrietamiento y modos de falla.

Diversos son los as-pectos que los estudian-tes deben cubrir en estos laboratorios, entre ellos una comprensin clara de los objetivos de los cursos de laboratorio, la renovacin de los intere-ses de la institucin edu-cativa que hace que el laboratorio sea retador, interesante y actualiza-do. El equipo debe ser del mismo tipo y calidad del que utilizan los ingenie-ros en campo, el trabajo en laboratorio servir como punto focal de la significativa interaccin entre los estudiantes en forma individual y la es-

cuela, enriqueciendo de este modo la ex-periencia educativa de estos.

En los laboratorios de prueba para con-creto reforzado de la UMR, los estudiantes realizan un anlisis de tamiz en materiales de construccin, ya que la distribucin del tamao de las partculas de los agregados usados en dichos materiales es un par-metro fundamental del diseo y el control de calidad.

Otro de los materiales utilizados por los estudiantes la UMR para investigacin es el concreto de cemento Portland, del cual determinan el diseo de la mezcla prue-bas en material fresco y endurecido, anlisis de los datos, desarrollo del modelo correlativo, as como pruebas de reveni-miento (fresco) y resistencia a compresin (endurecido).

Por otra parte, realizan investigacin para comprender mejor las propiedades de los materiales, es decir cmo hacer una es-timacin de ellos y cmo pueden afectar su medicin los diferentes mtodos de prueba, la sensibilidad a la humedad del asfalto de mezcla caliente y el efecto de los aparatos de las vigas en la resistencia a flexin de una viga de concreto de cemento Portland.

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*Este escrito est basado en un texto de Abdeldjelil Belarbi, profe-sor de Ingeniera Civil de la Universidad de Rolla, en Missouri, en los Estados Unidos.