La creación de competencias en la educación técnica de ...2. Abordaje de la Problemática...

La Creación de Competencias en la Educación Técnica de Nivel Medio Gabriel Juarez

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La creación de competencias en la educación técnica de nivel medio

Autor: Gabriel Juarez


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Agradecimientos

Agradezco a todos los colegas con que comparto mi tarea docente, a mi familia y sobre todo a mis alumnos de los que aprendo todos los

días algo nuevo.


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INDICE

1. Resumen del trabajo ……………………………………………………………… 4 1.2 Introducción………………………………..…….…………………………….……. 5

2. Abordaje de la Problemática Epistemológica de la Electrónica y el

Control ………………………………………………………………………………………..…. 6

2.1 Reseña Histórica….............................................................................. 6 2.2 Tecnologías cableadas …………….……………………………………….…….10 2.3 El desarrollo de los autómatas programables……….……………………….10 2.4 Análisis y formalización de los automatismos lógicos industriales……..12

3. La Electrónica: Ciencia Aplicada o Tecnología?.............................14

3.1 Ingenieros teóricos e Ingenieros prácticos…………………………………... 14 3.2 Nuevos caminos, nuevos paradigmas…….………………………………….. 15

4. Vinculaciones con los procesos de transposición didáctica……..….16

5. Una meta clara: la homologación de títulos…………………………...…17

5.1 El Marcos de Homologación y su implementación…………..……………...18

6. Creando Competencias….……………………………………………………… 22

6.1 Trabajando en esa línea……………………………………………………….. 33

7. Otro camino, mismo objetivo………………………………………………… 43

7.1 Modelización, Simulación y Transposición Didáctica………………. 43

8. Análisis de la Planificación de los Espacios Curriculares……….…. 45

9. Representando una máquina con un circuito electrónico……………. 50

9.1 ¿Qué propone la materia?............................................................. 51 9.2 ¿Cómo trabajar para generar la simulación?..................................51 9.3 ¿Con qué se hará el modelo electrónico?........................................51 9.4 Condiciones para el trabajo grupal……………………………………….52

9.5 Resultados parciales…………………………………………………………52 10. Conclusiones..…………………………………………………………………….…63 11. Bibliografía……………………………………………………………………….…65 12. Glosario………………………………………………………………………………66


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1. Resumen del trabajo :

Este trabajo busca profundizar el análisis, en la práctica docente, de la influencia del campo profesional.

Está el análisis de la docencia dentro de la ingeniería, la influencia de las características del ingeniero en su metodología didáctica y nuestro rol en la formación de los técnicos en el campo del control.

Finalmente se presentan algunas experiencias de la práctica docente en la formación de competencias en los adolescentes egresados de escuelas técnicas electrónicas de la Provincia de Mendoza.


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1.2 Introducción:

Antes de comenzar a desarrollar este tema deseo explicitar que el análisis y las opiniones o conclusiones que se obtienen son sobre el sistema educativo técnico de nivel medio de la provincia de Mendoza en el cual trabajo desde 1991 y que no podría generalizarlo a otras zonas del país.

Durante la realización del Profesorado Superior para Profesionales, en la Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educación de la Universidad Católica Argentina, surgió el planteo de indagar en el campo epistemológico de nuestra especialidad como una forma de entender nuestras prácticas docentes. La búsqueda de perspectivas epistemológicas en Electrónica ha resultado una tarea muy difícil por diversas razones. Una de ellas es su reciente aparición comparada con otras ciencias como la física o la matemática o tecnologías como la mecánica. Otra de ellas es que no hay un trabajo de análisis por parte de profesionales dentro del rubro al respecto. También existe el concepto erróneo de que las ingenierías pueden ser analizadas como ciencias duras y no es así. Podríamos decir que podemos encontrar a la electrónica dentro de las Tecnologías y es debido a lo vertiginoso de los cambios que se han dado en los últimos 30 años que parece carecer de un pasado. Es como si la electrónica fuese solo presente y futuro. Todos estos aspectos influyen a la hora de “trabajar de docente” en los ingenieros, sobre todo en el nivel medio. En mis 15 años de docencia en escuelas técnicas, he pasado por distintas etapas en mi visión de lo que debería ser un ingeniero dedicado a la educación. Desde una negación donde uno se planteaba el hecho de para qué estar tantos años estudiando para terminar dando clases hasta una postura actual donde la ingeniería debería incluir materias de carácter pedagógicas opcionales. Corremos el riesgo de que se creen profesorados de electrónica, electromecánica, mecánica, etc al igual que los ya existentes en química, que dejen a los ingenieros fuera del circuito docente, sobre todo a nivel medio. Si bien esto no es un boicot contra estos docentes, la experiencia muestra que ellos están generalmente desconectados del campo de trabajo e investigación. La enseñanza técnica fue durante la década del 90 prácticamente aniquilada, pero afortunadamente, las condiciones económicas del país han llevado a una reorganización de la escuela secundaria técnica, empezando por un re-equipamiento y promoviendo la homologación nacional de los títulos.


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2. Abordaje de la Problemática Epistemológica de la Electrónica y el Control 2.1 Reseña Histórica:

La electrónica tiene sus bases en la física aplicada cuyos artífices fueron científicos tales como Coulomb, Faraday, Ampere y Gauss, durante el siglo XIX. Todos ellos trabajaron sobre distintas manifestaciones de la electricidad y el magnetismo y sus interacciones.

Estos trabajos quedaron recogidos, en 1865, en el marco formal de la teoría del electromagnetismo, formulada por unos de los mayores físicos de la historia, James Clerk Maxwell (deducida de las ecuaciones que llevan su nombre); teoría que, sin embargo, debió esperar hasta 1888 para su demostración.

La mencionada demostración la realizó Heinrich Hertz con la generación, en el laboratorio, de ondas electromagnéticas. Más tarde, en 1896, Guillermo Marconi logró transmitir y detectar estas ondas (llamadas hertzianas) y abrió el camino a posteriores avances tan importantes como la televisión y las telecomunicaciones.

El nacimiento de la electrónica, como rama de la ciencia, puede situarse en 1895, año en el que Lorentz postuló la existencia de partículas cargadas llamadas electrones, lo cual fue demostrado, experimentalmente, por Thompson dos años más tarde.

Braun, en 1897, hizo pública su invención del primer tubo electrónico, rudimentario antecesor de los tubos de rayos catódicos que forman parte de los televisores.

La electrónica no asumió las connotaciones tecnológicas que la caracterizan hasta los inicios del siglo XX, con la invención de los primeros componentes y, en particular en 1904, con la creación de la válvula termoiónica o diodo, por parte del físico británico John Ambrose Fleming.

En 1905, el físico estadounidense Lee De Forest, perfeccionando el invento de Fleming, creó el triodo. El aporte de Forest consistió en la introducción de un tercer elemento (la rejilla), cerca del cátodo. La proximidad entre el cátodo y la rejilla hace que, si a esta última se le aplica una pequeña tensión, influya sustancialmente sobre el flujo de electrones en el interior del tubo. Por tanto, el triodo actúa como amplificador (el nombre de audión, que originalmente dio De Forest a su invento, traduce el intento de aplicar esta característica a las señales de sonido).

El invento de los dispositivos mencionados proporcionó la base tecnológica para el rápido desarrollo de las radiocomunicaciones. Para 1912 en los Estados Unidos se constituyó una asociación de radiotécnicos. Allí mismo también se construyó, en 1920, la primera emisora de radio comercial.

En las décadas de 1920 y 1930 se introdujeron mejoras a los tubos electrónicos originarios (que culminaron con la introducción del pentodo), aumentando su flexibilidad y su campo de aplicaciones. Entre otras cosas, se hizo posible la invención de la televisión (1930) y de la radio de modulación de frecuencia (1933).

Los tubos de vacío dieron paso a una importante aplicación, como fue la realización de los primeros calculadores electrónicos en los años siguientes de la Segunda Guerra Mundial. Mientras tanto, físicos como Block, Schottky,


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Sommerfeld, Winger y otros realizaban excelentes progresos en el estudio de una importante clase de sustancias sólidas: los semiconductores.

En 1945 se creó un grupo de trabajo, compuesto por físicos teóricos y experimentales, un químico y un ingeniero electrónico, en los Bell Telephone Laboratories, para encontrar una alternativa al empleo de los tubos electrónicos en las telecomunicaciones. Ciertamente los tubos presentan inconvenientes, entre los cuales se cuenta una escasa fiabilidad debida a sus elevadas temperaturas de funcionamiento. En 1947 los físicos John Bardeen, Walter Brattain y William Schockley obtuvieron un efecto de amplificación en un dispositivo compuesto por dos sondas de oro prensadas sobre un cristal de germanio (un semiconductor): nacía así el transistor, que actualmente es el elemento fundamental de todo dispositivo electrónico (en 1965 estos físicos recibieron el Premio Nóbel de Física).

Más tarde, el primer ejemplar fue perfeccionado por Schockley con la introducción del transistor de unión, totalmente de material semiconductor, gracias a los progresos efectuados por los laboratorios Bell en la obtención de materiales de base (germanio y silicio) con un elevado grado de pureza.

La comercialización del transistor en 1951 sentó las bases para el desarrollo cualitativo y cuantitativo de la tecnología electrónica en la segunda mitad del siglo. El transistor proporcionó las mismas funcionalidades del triodo, siendo más pequeño, eficiente, fiable, económico y duradero. Esto permitió la existencia de una gama de aplicaciones antes impensables y la reducción de costos y del tamaño de los dispositivos electrónicos de uso común (radio, televisión, etc.), abriéndose así el camino hacia el fenómeno de la electrónica de consumo.

La aparición del transistor también proporcionó un gran impulso al desarrollo de los ordenadores. En 1959 la IBM presentó el primer ordenador (el 7090) de estado sólido, es decir, con transistores.

En la actualidad, los componentes con semiconductor como el transistor, han sustituido casi por completo a los tubos de vacío. Estos últimos únicamente se emplean en algunas aplicaciones particulares, en las que hacen parte microondas, o con tensiones de funcionamiento muy altas.

Una tercera parte de la evolución de la electrónica se abrió a finales de los años cincuenta con la introducción del circuito integrado por parte de Kilby, de la Texas Instruments, y de Noyce y Moore, de la Fairchild Semiconductor Company. La idea fue incluir un circuito completo en una sola pastilla de semiconductor: el Chip, y hacer de las conexiones entre los dispositivos parte integrante de su proceso de producción, reduciendo así las dimensiones, peso y el costo con relación al número de elementos activos.

El desarrollo de la microelectrónica, como se denomina la electrónica de los circuitos integrados es impresionante. A partir de su comercialización (1961), el número máximo de componentes integrados en un chip se duplicó cada año desde los 100 iniciales. En la segunda mitad de los años setenta, al introducirse la integración a gran escala (VLSI) y superar los 10.000 componentes, se ingresó en la época actual, en la que es normal encontrar varios millones de componentes integrados en un chip muy pequeño, por ejemplo en los microprocesadores de los ordenadores personales.


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Es posible afirmar que la electrónica surge como una rama de la electricidad (Leyes de Faraday, Lenz, Kirchoff, etc) y con Maxwell encuentra su plataforma para lo que fue su primera y principal aplicación: las comunicaciones. La Segunda Guerra Mundial es impulsora de los avances en este campo y con la aparición del transistor, en plena guerra fría, la electrónica se proyecta como una tecnología sin techo de aplicación. El transistor abrió la puerta para la construcción de circuitos más sencillos, pequeños, de bajo costo. La integración en una pastilla de silicio de miles de transistores posibilitó la introducción electrónica en todos los campos de la tecnología (medicina, automatización, comunicaciones, video, audio, etc) pero fundamentalmente en la informática dando origen a otra rama de la tecnología que se ha expandido exponencialmente. La aparición del microprocesador llevó en la década del 80 a la aparición de la PC (Personal Computer) de IBM y con ella el gigante de INTEL como fabricante de procesadores y Microsoft como único productor de sistemas operativos (Windows). La historia de la computación es tan rica como meteórica si se tiene en cuenta su corta trayectoria (como herramienta masiva, no más de 3 décadas) y sería demasiada extenso darla en este trabajo. Sin embargo, tanto la electrónica como la informática tienen mentores, como mecenas, a los estados y a las grandes corporaciones tecnológicas. Dado que no podemos hablar de ciencia electrónica, es muy difícil poder establecer distintas concepciones del conocimiento dentro de los grupos de trabajo que dieron origen a muchos de los grandes inventos del siglo. Generalmente podemos hallar dos grandes líneas de trabajo y estudio en la historia de la electrónica e informática que terminan confluyendo en una sola:

- La visión de un hombre o grupo reducido de hombres que con una formación científica y técnica media o escasa pero con mucho ingenio lograron el desarrollo de productos innovadores aprovechando una necesidad tecnológica. En 1975, William Henry Gates y Paul Allen forman Microsoft, en la ciudad de Albuquerque, Nuevo México y en 1980 venden a IBM la patente del DOS-PC, producto que mejoraron notablemente de una patente que habían adquirido a una pequeña empresa de Seatle. El producto se vendió como pan caliente ya que cada PC de IBM llevaba este sistema operativo que se mantuvo hasta su reemplazo por Windows. Tanto Bill Gates como Allen no contaban con una formación científica ya que habían abandonado sus estudios universitarios pero supieron aprovechar sus conocimientos con la oportunidad temporal justa.

- El armado de grupos interdisciplinarios por parte de empresas que financian a través de laboratorios propios o de universidades (El Instituto Tecnológico de Massachussets, MIT) para el desarrollo de nuevos productos. En 1945, los Laboratorios Bell, uno de los laboratorios industriales más grande del mundo, era el departamento de investigación de AT&T (American Telephone and Telegraph) decide formar un grupo de estudio sobre los semiconductores. Un joven


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teórico muy brillante, Bill Shockley, fue seleccionado como lider del grupo. Shockley se trajo del laboratorio de Bell a Walter Brattain, físico experimental que construiría o arreglaría cualquier cosa, y contrató al físico teórico John Bardeen de la Universidad de Minesota. Shockley completó su equipo con un conjunto de físicos, químicos e ingenieros. El resultado fue la invención del transistor, ladrillo básico de todo circuito electrónico.

Estas distintas formas de trabajo desembocan sin embargo en un mismo punto: la compra o posesión de estas tecnologías por parte del gobierno o de grandes corporaciones. Surgen así la IBM, Intel, Texas Instruments, Microsoft, Phillips, etc que en muchos casos son contratistas del gobierno de EE UU. Luego de la Guerra Fría surge en el horizonte un nuevo gigante tecnológico: Japón. Este país supo adquirir tecnología americana y europea, mejorarla y ganar mercados. A fines de la década del 60 las empresas TOSHIBA y SONY lanzan al mercado sistemas de cámaras y videocaseteras profesionales y en 1975 la JVC presenta el sistema VHS tal y como lo conocemos actualmente. Japón y actualmente China, apuestan fuertemente a la educación como semillero de nuevos inventores siendo las principales empresas las que apuestan a la inversión universitaria. En el campo del control los actuales sistemas de automatización industrial pueden considerarse como herederos de los autómatas mecánicos del pasado. La definición de autómata que aparece en la real academia indica que un autómata es una "máquina que imita la figura y los movimientos de un ser animado".

La realización física de los automatismos ha dependido continuamente del desarrollo de la tecnología implementándose en primer lugar mediante tecnologías cableadas como la neumática, circuitos de relés electromagnéticos, tarjetas electrónicas. En las dos últimas décadas se han abandonado las tecnologías cableadas sustituidas por los autómatas programables.

Los sistemas de automatización industrial han recibido un gran impulso en este siglo XX sobre todo por parte de la industria del automóvil. El término automatización fue acuñado en 1947 por Delmar S. Halder de la compañía automovilística Ford en Detroit. Halder opina que la automatización debería ser un concepto global que abarque todos los diseños y dispositivos realizados para conseguir una plena automatización de la producción. Inicialmente Halder desarrolló su campaña dentro de Ford, pero se extendió por si sola al resto de la industria americana, estableciéndose un debate sobre su aplicación en la industria y las consecuencias sociales que esto conllevaría. Se vertieron opiniones, no sin falta de razón, de que el objetivo final era sacar al ser humano fuera del proceso productivo, prediciendo que una gran cantidad de personas se quedaría sin trabajo.

También se vertieron opiniones favorables dentro del campo tecnológico e industrial, donde muchos consideraban la automatización como un concepto nuevo y revolucionario. La ciencia de la automatización ("Automatology") haría


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comenzar una nueva era. La automatización supondría "la segunda revolución industrial".

La formalización del tratamiento de los automatismos es muy reciente. Históricamente se puede decir que el tratamiento de los automatismos lógicos se ha basado en el álgebra de Boole y en la teoría de autómatas finitos. No fue hasta la década de los sesenta que se dispuso de herramientas como las redes de Petri, para el diseño y análisis de automatismos secuenciales y concurrentes.

2.2 Tecnologías cableadas:

Las primeras tecnologías disponibles para implementar controladores de sistemas de eventos discretos, se basaban en la aplicación de tecnologías cableadas, lo que de denominaba automatismos cableados. Se utilizaban principalmente las tecnologías neumática y electromecánica.

La tecnología neumática adquiere especial relevancia en la implementación cableada de automatismos, además cuenta con la ventaja de que es homogénea con numerosas máquinas de producción equipadas con cilindros neumáticos. Se debe resaltar que aunque sea una tecnología cableada, el mando neumático utiliza secuenciadores modulares que suprimen una parte del cableado. En la actualidad en muchas máquinas neumáticas industriales el sistema de control que sigue en activo esta integrado por circuitos neumáticos. Los nuevos productos desarrollados incorporan como sistema de mando, en el caso de algunas máquinas pequeñas, circuitos de relés electromagnéticos, pero la mayoría esta comandada por autómatas programables.

Los relés electromagnéticos disponen de contactos accionados por una bobina electromagnética. La puesta en tensión de la bobina hace que los contactos conmuten debido a la fuerza electromagnética creada. Los relés electromagnéticos pueden efectuar conmutaciones de grandes corrientes. Continúan siendo interesantes para automatismos muy sencillos. Aunque han sido prácticamente sustituidos por autómatas programables, se siguen utilizando alrededor de ellos en particular para realizar los circuitos de seguridad.

2.3 El desarrollo de los autómatas programables:

En las instalaciones de las fábricas de Automóviles se instalaban grandes armarios en paralelo con las líneas de producción. Dentro de estos armarios se construía mediante circuitos de relés electromagnéticos la inteligencia que controlaba el proceso de fabricación. Esta tecnología funcionaba y por supuesto se fabricaban coches pero también poseía una gran problemática.

• La tecnología cableada no era muy adecuada para implementar sistemas de control complejos.

• Los elementos que la forman eran electromecánicos ( en el caso de los relés), lo cual implica un número no ilimitado de


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maniobras (rompen) y la necesidad de implantar logísticas de mantenimiento preventivo.

• Ofrecían una gran dificultad para la búsqueda de averías (un cable que no hace contacto sigue estando visualmente junto al tornillo). Para facilitar la localización de averías se instalaban contactores y relés que señalizarán los fallos.

• A veces se debían realizar conexiones entre cientos o miles de relés, lo que implicaba un enorme esfuerzo de diseño y mantenimiento.

• Cuando se cambiaba el proceso de producción cambiaba también el sistema de control.

Los tiempos de parada ante cualquier avería eran apreciables. Si saltaba una parada de emergencia, se tenia que reiniciar manualmente el sistema, dado que se perdía el estado de la producción.

A finales de los años cincuenta los fabricantes de automóviles necesitaban nuevas y mejores herramientas de control de la producción. Los "nuevos controladores" debían ser fácilmente programables por ingenieros de planta o personal de mantenimiento. El tiempo de vida debía ser largo y los cambios en el programa tenían que realizarse de forma sencilla. Finalmente se imponía que trabajaran sin problemas en entornos industriales adversos. La solución fue el empleo de una técnica de programación familiar y reemplazar los relés mecánicos por relés de estado sólido.

Los autómatas programables se introducen por primera vez en la industria en 1960 aproximadamente. Bedford Associates propuso un sistema de control denominado Controlador Digital Modular (Modicon, Modular Digital Controler) al fabricante de automóviles General Motors.

Otras compañías propusieron a la vez esquemas basados en ordenador, uno de los cuales estaba basado en el PDP-8. El MODICON 084 resultó ser el primer PLC del mundo en ser producido comercialmente.

A mediados de los 70 las tecnologías dominantes de los PLC eran máquinas de estado secuenciales y CPU’s basadas en desplazamiento de bit Los microprocesadores convencionales incorporaron la potencia necesaria para resolver de forma rápida y completa la lógica de los pequeños PLC's. Por cada modelo de microprocesador había un modelo de PLC basado en el mismo.

Las funciones de comunicación comenzaron a integrarse en los autómatas a partir del año 1973. El primer bus de comunicaciones fue el Modbus de Modicon. El PLC podía ahora establecer comunicación e intercambiar informaciones con otros PLC's.

La implantación de los sistemas de comunicación permitió aplicar herramientas de gestión de producción que se ejecutaban en miniordenadores enviando órdenes de producción a los autómatas de la planta. En las plantas se suele dedicar un autómata programable a ejecutar la función de gestión. Este autómata recibe las órdenes de producción y se encarga de comunicarlas


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a los autómatas programables dedicados a control. A su vez estos los autómatas de control envían el estado de la producción al autómata de gestión.

En los 80 se produjo un intento de estandarización de las comunicaciones con el protocolo MAP (Manufacturing Automation Protocol) de General Motors. También fue un tiempo en el que se redujeron las dimensiones del PLC y se pasó a programar con programación simbólica a través de ordenadores personales en vez de los clásicos terminales de programación. Hoy día el PLC más pequeño es del tamaño de un simple relé.

En la década de los noventa se ha producido una gradual reducción en el número de nuevos protocolos, y en la modernización de las capas físicas de los protocolos más populares que sobrevivieron a los 80.

2.4 Análisis y formalización de los automatismos lógicos industriales:

Realizando el análisis de las máquinas automatizadas desde el punto de vista de la ingeniería de sistemas, en un primer nivel de abstracción se puede observar que son máquinas que pueden estar en un número finito de situaciones que denominaremos estados y que muchas de ellas responden a la definición de sistema de eventos discretos. Recordando su definición:

Los sistemas de eventos discretos son sistemas en los que el tiempo y los estados no son continuos. El estado del sistema puede variar instantáneamente en instantes separados de tiempo. Un evento es un suceso instantáneo que puede cambiar el estado del sistema. En un intervalo de tiempo finito no puede haber un número infinito de cambios de estado.

Los primeros trabajos dedicados al análisis de estos sistemas no aparecen hasta 1938 cuando Shannon desarrolla el primer análisis simbólico de las propiedades de los circuitos de conmutación utilizando como herramienta el álgebra de Boole. Esta fue desarrollada por el pensador y matemático G.Boole en su trabajo "The Mathematical Analysis of Logic" con el objetivo simular y formalizar las leyes del pensamiento

El álgebra de Boole constituye el método principal para efectuar el análisis y síntesis de circuitos lógicos sin memoria, es decir, que no poseen memoria. En estos circuitos las salidas en un instante determinado dependen exclusivamente del valor de las entradas en ese instante. Por lo cual en un principio solo sirven para realizar automatismos combinatorios. Otra herramienta disponible para la descripción de automatismos combinatorios son los programas de decisiones binarias desarrollados por C.Y. Lee en 1959.

Los automatismos provistos de una cierta capacidad de memoria, los sistemas secuenciales, se empezaron a estudiar a partir de los años 40. El primer método formal orientado a la síntesis de sistemas secuenciales se debe a Huffman. Se trata de un método cartesiano, el cual atrajo el interés de un gran número de investigadores, dedicados al estudio de las cuatro fases de que consta. La idea básica de este método es construir un sistema secuencial a partir de uno combinatorio realimentado. Pero se encuentra con un gran


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escollo tecnológico que fácilmente se comprenden al observar que los circuitos combinatorios se modelan mediante Álgebra de Boole, y esta no recoge más que situaciones estáticas. El álgebra de Boole no puede modelar la "dinámica" de los sistemas secuenciales.

El problema se planteaba en términos de eliminación de las aleatoriedades presentes en los circuitos desarrollados por el método de Huffman. La búsqueda de una solución implica el desarrollo de numerosos trabajos. Unger fue el primero que demostró la imposibilidad de la eliminación de aleatoriedades por métodos puramente lógicos.

En estos años también se investigan y desarrollan métodos de minimización de la realización de los Automatismos combinatorios y secuenciales. El desarrollo tecnológico de las últimas décadas hace que la minimización de la realización vaya perdiendo interés en favor de una modularidad que facilite las modificaciones, el análisis, la puesta en marcha y el test.

La complejidad que van adquiriendo algunas aplicaciones, sobre todo las desarrolladas en la industria del automóvil hacen que los diseñadores sean incapaces de dominar completamente el problema, por lo que en el proceso de implantación de los automatismos se invertía gran cantidad de tiempo en realizar verificaciones que permitan la detección de errores. La inaplicabilidad del método de Huffman hacía que la mayor parte de los desarrollos industriales se basaran en la experiencia e intuición del ingeniero, lo cual se mostraba insuficiente para abordar los sistemas complejos y concurrentes.

El ingeniero carecía de herramientas que le permitieran obtener un modelo del sistema y analizar su comportamiento. Se podría decir que estaban en la misma situación que los ingenieros de control de los años veinte antes de que Nyquist escribiera su artículo, aunque algunos opinen que el paralelismo se debe hacer con Maxwell.

Todo esto conlleva que se aumente progresivamente el uso de las redes de Petri, herramienta matemática propuesta por Carl Adam Petri en 1962 [Petri 62]. Las redes de Petri suministran un método de análisis y síntesis de automatismos secuenciales y concurrentes. La potencia de la herramienta es enorme y se aplica en el análisis y modelado de sistemas no solo en el campo de la automática, sino también en el de la informática, las comunicaciones…

Las redes de Petri consiguen que los ámbitos Universitario e Industrial pasen a utilizar un lenguaje común para diseñar y analizar automatismos. Al contrario que el método de Huffman, el cual no tuvo aceptación en el campo industrial, debido principalmente a su difícil manipulación. Este mismo año tuvimos el honor de asistir a la investidura del profesor Petri como Doctor Honoris Causa por la Universidad de Zaragoza.

En la actualidad los métodos basados en la experiencia e intuición han sido prácticamente abandonados, la gran mayoría de los programadores de autómatas utilizan como herramienta de análisis y diseño las redes de Petri.


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3. La Electrónica: Ciencia Aplicada o Tecnología?

En una era en que la ciencia ha adquirido un notable desarrollo, se suele colocar el mote de “científicas” a muchas disciplinas y aplicaciones que, en realidad, no lo son. Una confusión muy frecuente de este tipo es la que se hace entre ciencia y tecnología. Muchas aplicaciones son consideradas científicas por el solo hecho de involucrar conocimientos de este tipo, cuando son en realidad, aplicaciones tecnológicas.1

Si bien han aparecido en las últimas décadas inventos electrónicos que han asombrado al mundo, cuando se los analiza se percibe que en realidad estos son avances de sistemas ya existentes o aplicación de un nuevo material. Bajo estas características, es justo hablar de la electrónica como una tecnología y no como una ciencia. Sin embargo, por el enorme salto conceptual entre ciertos inventos, también podemos hablar de una ciencia aplicada. Por ejemplo, desde la predicción de la existencia de ondas electromagnéticas hasta su uso en la radio, existe un salto que implicó una acumulación enorme de conocimiento. Pasar luego a la transmisión de imágenes, pero sobre todo la recepción con la aparición de la TV fue otro salto increíble. La invención del soporte magnético para la grabación de sonido e imagen abrieron nuevas ramas tecnológicas hasta llegar al soporte digital del CD y DVD. El uso de la optoeléctrónica (rama de la electrónica que trabaja la generación y captación de luz por parte de dispositivos) llevó a la aparición de la fibra óptica, medio de transmisión completamente nuevo. Otros sistemas, sin quitar mérito, son extensión tecnológica de otros. Tal es el caso de la telefonía celular que tiene su origen en la mezcla del sistema telefónico fijo y del sistema de comunicación móvil existente desde el comienzo. Los satélites son meras estaciones repetidoras en el espacio. Convengamos que todos los sistemas mencionados no serían posibles sin la tecnología actual, pero son complejizaciones de sistemas básicos.

3.1 Ingenieros teóricos e Ingenieros prácticos:

Podemos encontrar dentro del conjunto de ingenieros y profesionales que trabajan en centros tecnológicos dos grandes grupos:

-Ingenieros con una formación técnica teórica, axiomática si se quiere, y que por un profundo conocimiento de las herramientas matemáticas e informáticas, desarrollan tareas de investigación dentro del campo. Algunos pertenecen a departamentos de diseño de grandes empresas tales como IMPSA, Intel, Siemens, etc. Otros pertenecen a centros de investigación como el CONICET, CRICYT, INAUT, etc. En ambos casos, estos profesionales son docentes de cátedra en universidades importantes. Aquí, no sólo se producen

1 “Pensamiento Científico II, Epistemología aplicada a las Ciencias Naturales y a la Matemática” , Red Federal de Formación Docente Continua. Ministerio de Cultura y Educación de la Nación.


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avances tecnológicos, sino más bien avances conceptuales, diríamos ciencia aplicada.

- Ingenieros con una formación técnica práctica, reafirmada con la

experiencia laboral, generalmente jefes de planta o mantenimiento en empresas y que tienen las competencias adecuadas para entender y aplicar los avances tecnológicos que día a día aparecen. Estos profesionales suelen ser docentes universitarios y/o secundarios y son los que trasladan a la educación las actualizaciones en el campo.

3. 2 Nuevos caminos, nuevos paradigmas:

La aplicación de la electrónica a diversos campos de la tecnología generaron distintas ramas de estudio tales como: electromedicina, electrónica de potencia, teleinformática, automatización y control, instrumentación y mediciones electrónicas, audio, video, comunicaciones, etc.

Dentro del control electrónico y automatización (rama en la cual trabajo como docente y en forma privada) se han generado desde la década del 60 líneas de investigación que no son mera aplicaciones tecnológicas sino verdaderos campos científicos por su rigurosidad metodológica, por la capacidad personal de los profesionales y por el uso de herramientas matemáticas y fácticas de enorme nivel.

Estas líneas de trabajo son, por ejemplo, la robótica, las redes neuronales, la lógica difusa y el control robusto, entre otras. En todos los casos, el trabajo de investigación no apunta a generar tecnología, solamente, sino a sentar las bases axiomáticas, procedimentales y experimentales que permitan un conocimiento profundo de los procesos y su control. Por ejemplo, en las redes neuronales se estudia y analiza el proceso de aprendizaje de sistemas de neuronas humanas ( no se hacen experimentos con humanos!!!) para generar modelos informáticos. En el caso de la lógica difusa se logra plasmar en un sistema electrónico la experiencia humana en el control de aquellos procesos no lineales.

Los trabajos de estos profesionales se presentan normalmente en círculos de ingenieros, tal como la IEEE, en revistas especializadas o en congresos.

En la zona Cuyo, la Universidad Nacional de San Juan cuenta con el Instituto Nacional de Automática (INAUT) organismo de investigación de reconocimiento internacional, referente de ciencias aplicadas al control en el país.

El uso de herramientas informáticas avanzadas en diseño (CAD) y simulación han llevado a la creación de un paradigma del control automático: la modelización.


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4. Vinculaciones con los procesos de transposición didáctica

La enseñanza de electrónica y de la automatización de procesos, a nivel universitario y secundario, no cuenta ni ha contado con una metodología clara o específica. La transposición didáctica nunca fue objeto de un análisis adecuado, por una sencilla razón: la enseñanza de la electrónica no se tiene en cuenta como otra rama de la misma. El concepto de los ingenieros y otros profesionales es que esta tecnología, se aprende a través del conocimiento de los dispositivos, de los procesos y sus diseños. La transposición didáctica en la universidad consistió (aunque está cambiando lentamente) en transmitir una serie de conceptos teóricos y experiencias profesionales del docente (si éste las tiene). La bibliografía específica tiene un formato casi uniforme, donde los conceptos se presentan ya cerrados. Por ejemplo, en el caso del transistor, se define al componente, su configuración interna, las ecuaciones que explicitan su funcionamiento, cálculos para el diseño de circuitos, curvas características y una pequeña ejercitación. Este formato se repite en todos los libros, para cada dispositivo o circuito o sistema. Generalmente no existen introducciones históricas, consecuencias del uso del elemento, aspectos actitudinales y sociales de los procesos, etc. Este formato rígido y cerrado de la metodología se repite, quizás un poco más didáctico, en el nivel medio pero con un agravante: la enseñanza en el nivel medio siempre ha sido menospreciado por los ingenieros ya que consideran (y el común de la gente también) que el ingeniero no estudia para ser docente secundario. La educación en escuelas técnicas es una tarea secundaria, periférica. Quizás este concepto errado esté presente también en otras profesiones, tales como los contadores, abogados, bioquímicos, etc. Este panorama que no parece alentador es compensado con una enorme cantidad de ingenieros que han encontrado en la docencia su verdadera vocación y, como siempre digo…alguien tiene que enseñar electrónica y que mejor que un ingeniero!!!. Al igual que en el campo científico electrónico, a nivel de docencia podemos encontrar ingenieros teóricos e ingenieros prácticos. En el caso de los 1º y a nivel universitario, realizan una transposición en la cual los conceptos se ven desde un aspecto teórico, con un elevado nivel de abstracción y sin especificar aplicaciones reales. Generalmente trabajan así profesionales que valoran fuertemente las herramientas matemáticas, las demostraciones de teoremas y leyes (Conocimiento tópico). En muchos casos exhiben un menosprecio por las aplicaciones manuales o de laboratorio, dejando estas tareas para los ayudantes de cátedra alegando que la “práctica” la adquirirán en las empresas, cuando trabajen. En el 2º caso encontramos aquellos profesionales que por tener una actividad concreta de ingeniería fuera de la docencia, transmiten a sus alumnos el concepto de practicidad en el análisis y resolución de los temas. Estimulan el uso de la estimación, de la aproximación, del juicio crítico ante la aparición de problemas y de la eficiencia. Sin embargo pueden producir un conocimiento superficial de los conceptos profundos y por lo tanto no estimulan la investigación o la formación continua (Conocimiento operativo). En la educación media, la enseñanza de electrónica y el control presenta características similares con la diferencia que los ingenieros teóricos lo son no


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por su predilección a la matemática sino además por la complejidad que tiene organizar una clase en un laboratorio o taller para un conjunto de adolescentes. El armado y dictado de una clase donde se pongan en manifiesto los aspectos técnicos-manuales de la materia suele ser para algunos profesionales una molestia que no está dispuesto a afrontar. Esto también se ve en docentes de química que nunca usan un laboratorio, profesores de física que no usan el laboratorio de física, profesores de biología que no tocan un microscopio, etc Se debe recordar que la formación de un técnico en el nivel medio debe generar competencias tanto teóricas como prácticas. Algunos ingenieros consideran que en una materia de aula se debe dejar para el taller las prácticas específicas. Considero que debemos demostrar nuestros conocimientos teóricos pero también la capacidad de aplicación. Si estamos enseñando como funciona un motor eléctrico, el docente debería dar la base teórica y demostrar su funcionamiento desarmando, ajustando, poniendo a punto. Si enseñamos conceptos que llevan a una aplicación concreta, el alumno los valorará si ve que el docente realiza el camino completo teoría-aplicación. Cómo podemos transmitir una competencia completa si no estamos dispuestos a ensuciarnos las manos? Esto no quiere decir que convirtamos nuestra clase áulica en un taller de reparaciones, pero no podemos enseñar el uso de un dispositivo demostrando desinterés en su manipulación y transmitir los conceptos vacíos. A veces parece que olvidamos que por muy complejo o abstracto que sea un contenido en electrónica o en control, está directamente relacionado con un dispositivo, sistema o proceso que es en definitiva, el fin para el cual se estudia y trabaja ese contenido. Además, estos dispositivos o sistemas son normalmente de uso cotidiano y hasta masivo. A modo de ejemplo podemos citar que el procesamiento digital de señales y su filtrado requieren de conceptos matemáticos y electrónicos complejos, sin embargo, la aplicación directa de estos como son los programas multimedia son usados por todo el mundo en sus PCs. Con esto quiero decir que a diferencia de otras ciencias o campos como las sociales y humanísticas, donde se puede filosofar sin llegar a un acuerdo común, final y aplicable, en nuestro campo tarde o temprano el conocimiento lleva a un producto o servicio aplicable y concreto. Entonces, su enseñanza, puede de alguna manera, llevarse a lo tangible y práctico.

5. Una meta clara: la homologación de títulos

Cuando se trabaja día a día en nuestras escuelas técnicas, por lo menos en mi provincia, se tiene la impresión de moverse en mundos distintos, con reglas de trabajo que varían notablemente de un establecimiento a otro.

El análisis realizado sobre la ingeniería y la docencia es una parte de la situación educativa en escuelas técnicas y universidad. La otra es la diversidad de títulos y habilitaciones presentes en nuestras escuelas.

La Ley Federal ha sido aplicada por algunas provincias totalmente, en otras parcialmente y en otras ni siquiera se aplicó. Esto generó una distorsión en las escuelas técnicas con tantos currículos como escuelas (en Mendoza se tienen 16 escuelas técnico-agrarias, cada una con su parrilla de materias…).


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Los títulos de dichos técnicos tienen validez provincial y con una enorme cantidad de subespecialidades.

El gobierno de la Nación, a través del Instituto Nacional de Educación Tecnológica (INET) ha decidido darle a la educación técnica un impulso poderoso poniendo énfasis en dos aspectos fundamentales: el equipamiento tecnológico de las escuelas y la homologación de títulos.

Esta nueva política educativa se relaciona fuertemente con lo analizado en el campo epistemológico y en el ingeniero como docente ya que se requerirá, en mi opinión, una revisión de la forma de hacer docencia si queremos que la escuela técnica ocupe la función social que le corresponde.

La década del 90 fue un período de retroceso en la educación técnica. Las escuelas no recibieron ningún tipo de inversión en equipamientos y muchas escuelas técnicas dejaron de serlo. De esta manera el nivel medio técnico se vivió como un trayecto a la universidad que preparaba un poco mejor para el ingreso que una escuela con título bachiller. Los alumnos egresados como técnicos no valoraban su título por dos razones:

• No había trabajo como técnico…ni como ingeniero. • No contaban con preparación específica ni con las competencias

básicas para ingresar en una fábrica ni para emprender un proyecto laboral propio.

Esta situación se ha revertido parcialmente desde el año 2002 dada la necesidad de mano de obra calificada que la industria requiere. Sin embargo los adolescentes siguen sin ver a la escuela técnica como una plataforma interesante para una salida laboral. Todavía se percibe una brecha importante entre lo que la universidad y el mundo del trabajo necesitan y la preparación del técnico egresado. La proliferación de institutos privados para el ingreso a la universidad y la decisión de los empresarios de capacitar personalmente a los egresados técnicos hablan de un rol desdibujado de la escuela media.

El Plan de Equipamiento de escuelas técnicas comenzado en 2006 y que continúa, ha permitido la inversión de más de $200.000 por escuela que presentaran proyectos sustentables, de fin comunitario, etc.

El reto para las escuelas beneficiarias es ahora hacer que ese equipamiento se transforme en competencias y capacidades claras y útiles en los egresados. Para fijar el rumbo en la búsqueda de dichas competencias el Gobierno de la Nación, a través del INET ha generado los Marcos de Referencia para el proceso de homologación de títulos y certificados, con un conjunto de aspectos claros y características que el técnico egresado debe tener para que su título tenga validez nacional.

5.1 Los Marcos de Homologación y su implementación

Presentaré aquí un ejemplo de marco relacionado con mi especialidad, la electrónica, sobre todo aplicada al control para que se pueda apreciar la importancia del tema. En el caso de electrónica se tendrá el título de Técnico en Electrónica con aplicación en:


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1. Electrónica Industrial

• Técnico electromecánico con orientación en automatismos industriales

• Técnico electrotécnico con orientación en electrónica industrial.

• Técnico electrotécnico con orientación en automatización de maquinaria.

• Técnico electrónico con especialidad en control de procesos.

• Técnico electrónico con especialidad en automatización. • Técnico en mecanismos electrónicos. • Técnico en mecatrónica.

2. Telecomunicaciones

• Técnico electrónico con orientación en telecomunicaciones • Técnico en electrónica con especialidad en comunicaciones • Técnico en electrónica con orientación en sistemas de

comunicaciones • Técnico en electrónica con especialidad en

telecomunicaciones

3. Computación • Técnico en electrónica con especialidad en computadoras • Técnico electrónico con orientación en computación

Trataré aquí solamente el primer punto por ser la especialidad de las escuelas en que trabajo.

Si bien se tienen estas ramas dentro de la electrónica, el Marco contempla un conjunto de saberes comunes que den a todo técnico electrónico igualdad de oportunidades laborales. El alcance del perfil profesional es:

“Proyectar componentes y equipos de electrónica analógica y/o

digital, con tecnología electrónica estándar y de baja o mediana complejidad”.

“Realizar ensayos y mediciones eléctricas y electrónicas en

dispositivos, componentes, equipos e instalaciones de electrónica analógica y/o digital, estándar y de baja o mediana complejidad”.

“Operar componentes, productos y equipos de electrónica

analógica y/o digital”. “Realizar los mantenimientos, predictivo, preventivo, funcional

operativo, y correctivo de dispositivos, componentes, equipos e


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instalaciones de electrónica analógica y/o digital, estándar y de baja o mediana complejidad”.

“Montar dispositivos y componentes de electrónica analógica y/o

digital, estándar y de baja o mediana complejidad”. “Instalar dispositivos y componentes de electrónica analógica y/o

digital, estándar y de baja o mediana complejidad”. “Realizar la selección, asesoramiento y comercialización de

dispositivos, componentes, equipos e instalaciones de electrónica analógica y/o digital, estándar y de baja o mediana complejidad”.

“Generar emprendimientos en electrónica analógica y/o digital,

estándar y de baja o mediana complejidad”.

Dentro de estos aspectos comunes a todos los técnicos electrónicos encontramos aspectos formativos más específicos que se dirigen a áreas tales como el control:

• Aspecto formativo referido al montaje, instalación, operación

y mantenimiento de los sistemas electrónicos de control.

El montaje, instalación, operación y mantenimiento de los sistemas electrónicos de control implican analizar los circuitos y componentes de electrónica analógica/digital que se utilizan en los sistemas electrónicos de control; identificar los distintos dispositivos, circuitos y componentes convencionales de electrónica analógica y digital que se utilizan; interpretar transformaciones energéticas producidas en cada dispositivo y en los circuitos involucrados en el control industrial; medir y controlar el impacto ambiental contaminante de las posibles emisiones electromagnéticas; seleccionar y ensayar los distintos circuitos y componentes convencionales que se usan en los sistemas de control; tomar las medidas de seguridad eléctricas relacionadas a los circuitos y sistemas electrónicos de control industrial. Contenidos asociados: Elementos matemáticos de análisis del control de sistemas electrónicos. Modelos matemáticos de sistemas físicos. Representación de sistemas. Respuestas de sistemas. Criterios de comportamiento de sistemas de control. Estabilidad. Compensación electrónica del sistema.

• Aspecto formativo referido al montaje, instalación, operación y mantenimiento de equipos, dispositivos y componentes de Electrónica Industrial.


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El montaje e instalación-operación y mantenimiento de dispositivos, componentes y equipos de electrónica industrial implica analizar los circuitos y componentes de electrónica analógica y/o digital que se utilizan en la industria; analizar la utilización de diferentes técnicas de control específica, analizar la utilización de fuentes de energía electrónicas, discernir entre las fuentes lineales y no lineales de energía; identificar las distintas transformaciones energéticas producidas en cada dispositivo; medir y controlar el impacto ambiental contaminante de las posibles emisiones electromagnéticas; seleccionar el tipo de técnica de control analógica o digital más adecuada a la necesidad; tomar las medidas de seguridad eléctricas relacionadas a los circuitos y sistemas electrónicos. Contenidos asociados: Sistemas automáticos de control electrónico. Control de potencia. Fuentes de energía. Diseño asistido por PC. Selección de lenguajes de programación. Programas de edición de esquemas y de diseño de placas de circuitos impresos. Métodos y técnicas para el diagnóstico y detección de fallas.

• Aspecto formativo opcional referido a la Instrumentación y el Control electrónico.

La Instrumentación y el Control electrónico implican analizar la utilización de diferentes técnicas de control específicas, analizar la utilización de los sensores para una determinada aplicación; discernir entre las características de regulación de procesos automática y manual; identificar los distintos tipos de instrumentos de medición que se utilizan en el control industrial; identificar los distintos métodos de transmisión de la información dentro de los sitemas de control; medir y controlar el impacto ambiental contaminante de las posibles emisiones electromagnéticas; tomar las medidas de seguridad eléctricas relacionadas a los circuitos y sistemas de instrumentación. Contenidos asociados: Control de procesos discretos. La PC como elemento de control. Arquitecturas de los sistemas de control por PC. Control de procesos mediante PLC. Arquitectura y acciones de control. Presentación. Tipos. Controladores PID. Programación. Utilización de instrumentos específicos. Normas de interconexión de equipos.

Estos aspectos y contenidos están incluidos en un conjunto de espacios curriculares o asignaturas tales como Instrumentación y Control, Tecnología de Control, Electrónica Industrial, Proyecto de Sistemas Electrónicos de Control, Proyecto de Equipos Electrónicos, etc que están siendo consensuadas por grupos de docentes y que se espera permita empezar el 2008 con programas unificados en todo el país. Ahora bien, nos encontramos ante un conjunto de aspectos que generarán obstáculos en el proceso de enseñanza-aprendizaje tales como:


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• Descrédito de la enseñanza técnica por parte del adolescente, y la sociedad en general que no cree en esta escuela como lo hacía en las viejas escuelas industriales del CONET.

• Falta de espacios físicos para la ubicación de gran parte de los equipamientos que se están adquiriendo.

• Falta de capacitación docente en estas nuevas tecnologías. • Acostumbramiento de los docentes técnicos a clases teóricas por

un lado y talleres de aspectos conductistas por otro.

Cuando se examinan los Marcos de Homologación se aprecia lo ambiciosos que son en extensión, amplitud y en principio se ha generado escepticismo si se logrará que el técnico egresado tenga dichos conocimientos.

Por otro lado, la compra de materiales de automatización actualizado (PLCs, redes industriales, neumática, accionamientos para motores, paneles de operador, etc) implicará rever las prácticas áulicas y de taller para aprovechar correctamente lo adquirido.

6. Creando Competencias

“…aprender a hacer lo que no se sabe hacer, haciéndolo”.

(Meirieu,1996)

Comenzamos hablando de competencias porque todo nuestro argumento se basa en la urgencia de formar adolescentes en distintas habilidades sociales, pero no de cualquier forma, sino buscando que alcancen una verdadera competencia emocional-social: saber estar con los demás.

El surgimiento del concepto de “competencia” no sólo tiene su explicación en los cambios técnicos y organizativos de las empresas, sino también en la falta de adecuación oportuna del sistema educativo a estas necesidades cambiantes del aparato productivo y la sociedad.

Por eso, en el nuevo enfoque ya no interesa sólo la adquisición de conocimientos, el simple saber, sino que se empieza a dar importancia al hecho de adquirir un “saber utilizable”.

Una persona es competente si sabe hacer las cosas, entiende lo que está haciendo y comprende, además, las implicaciones de sus acciones.


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COMPETENCIAS

Conjunto de saberes, cualidades y comportamientos que se utilizan para resolver eficazmente situaciones concretas

Lo que saben y entienden

Lo que pueden hacer

La voluntad de hacer

Lo que son

Saber hacer

Perfil personal Formación Perfil profesional

• Motivaciones • Carácter • Concepto de sí

mismo • Conocimientos

generales

• Habilidades para pensar

• Análisis crítico • Pensamiento

reflexivo • Argumentación • Formulación e

hipótesis.

• Formación continua(acompaña al trabajo)

• Aprender haciendo(reflexionar sobre lo hecho)

• Plan de desarrollo personal

• Voluntad y responsabilidad de mantenerse actualizado.


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Cualquier competencia

- supone conocimientos razonados, ya que no hay competencia completa si los conocimientos teóricos no son acompañados por las cualidades y la capacidad para ejecutar las decisiones que la competencia requiere.

- Podemos entenderla como el conjunto de saberes, cualidades y comportamientos puestos en juego para resolver situaciones concretas.

Esto implica que:

1. las competencias no provienen sólo de la aprobación de un currículo formal, sino la aplicación de los conocimientos en situaciones críticas.

2. la competencia no se determina sólo por lo que la persona sabe o

entiende, sino también por lo que puede hacer.

Formar competencias reales supone una transformación considerable de la relación de los profesores con el saber, de sus maneras de “hacer clases” y, a fin de cuentas, de su identidad y de sus propias competencias profesionales.

“Crear competencias desde la escuela exige tiempo y

paciencia”(Perrenoud, 1999) Si analizamos la parrilla de materias se aprecia que no existe un espacio,

un tiempo concreto pensado para la generación de competencias en la escuela. Entonces se nos plantea el siguiente interrogante: ¿Completar programas o formar competencias?

Según Phillipe Perrenoud(1999), nos encontramos ante un dilema de prioridad ya que, o bien ponemos el énfasis en completar programas de conocimientos sin preocuparnos de la movilización de estos saberes a situaciones concretas o se acepta limitar la cantidad de conocimientos enseñados y exigidos, para poder ser movilizados a una situación compleja.

Si se toma en consideración que al finalizar el proceso escolar, el alumno debiera ser capaz de trasladar sus aprendizajes escolares fuera de la escuela, en situaciones diversas, complejas, imprevisibles, entonces:

• para ser útiles, los conocimientos deben ser transferibles. • Esta transferencia exige no sólo el dominio de los saberes, sino

también la integración de éstos en competencias de reflexión, decisión y acción, relacionadas a las situaciones que debe enfrentar el alumno.

Tomar conciencia de los límites de la transferencia de los aprendizajes escolares, reconocer que los alumnos que logran buenos resultados en clase no son necesariamente capaces de aplicar esos mismos saberes a otras situaciones plantea implicaciones considerables en materia de transposición


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didáctica, trabajo escolar, gestión de clase, cooperación profesional, de funcionamiento de la escuela y el papel de los directivos.

Si retomamos el tema de la homologación y de los temas plasmados en los marcos diremos que la cantidad y complejidad de los mismos son imposibles de enseñar o por lo menos de aprender por los alumnos. Y es así si nos limitamos a enseñar saberes. La escuela continúa considerando el aprendizaje en términos de saberes y el enfoque de competencias la asusta porque se pone en crisis la transposición, la planificación y la evaluación ya que es más fácil evaluar conocimientos que competencias.

Si para un docente de formación esto es difícil de aceptar y modificar, es mucho más difícil para ingenieros y técnicos que son mayoría en las materias técnicas de las escuelas. Recordemos la clasificación que propuse de ingenieros teóricos y prácticos y si bien los segundos se adaptarían mejor a la enseñanza de competencias la dedicación que estas clases requieren desalientan a su aplicación.

Sin embargo la adquisición de nuevas tecnologías por parte de las escuelas técnicas requerirá, tarde o temprano, el planteo de clases flexibles, de clases reflexivas y abiertas, donde se de prioridad a un manejo amplio de los aparatos. De otra manera, éstos dormirán en armarios sin sacar provecho de sus posibilidades.

Generar competencias por parte de los ingenieros tampoco significa caer en un activismo que busque un aprendizaje conductista. No es producir técnicos-obreros, especialistas en una marca de PLC, en un variador de velocidad o en un tipo de dispositivo.

Perrenoud al referirse al trabajo docente propone a los docentes:

• Considerar los saberes como recursos a movilizar. • Trabajar regularmente a través de problemas. • Crear o utilizar otros medios de enseñanza. • Negociar y conducir proyectos con los alumnos. • Adoptar una planificación flexible e indicativa. • Establecer y explicitar un nuevo contrato didáctico. • Practicar una evaluación formadora, en situaciones de trabajo. • Dirigirse a una menor separación disciplinaria.

El aprendizaje de competencias en los alumnos es un proceso que supone diversos grados en el tiempo, de sucesivas síntesis que el joven va logrando, como en el sentido horizontal, de articulación de diversas competencias y los saberes que ellas suponen. Los conceptos aprendidos en los progresivos años del Polimodal deben generar un reacomodamiento de sus saberes, una modificación de su punto de vista amplio. A esto me refiero cuando se habla de diversos grados en el tiempo. Mientras más amplia y compleja sea la competencia a enseñar, más tiempo y correlatividad de contenidos necesitaremos. En cuanto a la articulación horizontal, es fundamental lograr acuerdos entre docentes, trabajar en equipo y planificar juntos los programas de cada asignatura.


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Esto que parece elemental y lógico es casi imposible de lograr en forma práctica y efectiva por diversas razones:

• La gran incertidumbre de los cargos docentes, en su mayoría suplentes que no invita a planificar a largo plazo.

• Profesores taxi, con horas cátedra en múltiples establecimientos, lo

que no permite la integración entre profesores.

• La inexistencia de horas cátedra asignadas a reuniones de docentes para planificar en conjunto y acordar estrategias de enseñanza.

• Formatos de espacios curriculares estancos, inflexibles en horarios

que llevan a materias teóricas y sin interacción con otras. El horario escolar se divide en horas cátedras, para cada materia, sin tener en ese horario, un criterio de agrupamiento adecuado para el trabajo en común.

• Docentes titulares, con muchos años de trabajo, que se resisten a modificar su planificación y a acordar con docentes más nuevos en una institución.

• Competitividad entre docentes (sobre todo si son ingenieros).

• Desacuerdos entre ingenieros y técnicos, docentes y MEPs, docentes y directivos, etc.

Si tenemos en cuenta las enormes inversiones en equipamiento,

realizadas en el 2006 y en lo que va del 2007 por parte de las escuelas técnicas, deberemos coordinar de manera eficiente el uso de ese equipamiento para permita la formación de competencias.

Por ejemplo, si analizamos la enseñanza de PLC en las escuelas secundarias se debe tener en cuenta qué competencia queremos formar. Según el marco de homologación, tenemos:

• Aspecto formativo opcional referido a la Instrumentación y el Control electrónico.

La Instrumentación y el Control electrónico implican analizar la utilización de diferentes técnicas de control específicas, analizar la utilización de los sensores para una determinada aplicación; discernirentre las características de regulación de procesos automática y manual; identificar los distintos tipos de instrumentos de medición que se utilizan en el control industrial; identificar los distintos métodos de transmisión de la información dentro de los sitemas de control;


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medir y controlar el impacto ambiental contaminante de las posibles emisiones electromagnéticas; tomar las medidas de seguridad eléctricas relacionadas a los circuitos y sistemas de instrumentación. Contenidos asociados: Control de procesos discretos. La PC como elemento de control. Arquitecturas de los sistemas de control por PC. Control de procesos mediante PLC. Arquitectura y acciones de control. Presentación. Tipos. Controladores PID. Programación. Utilización de instrumentos específicos. Normas de interconexión de equipos.

Observemos que no se menciona como competencia “programar PLCs”, o “cablear PLCs”, etc. Por lo tanto, al planificar su enseñanza deberíamos rodear sus contenidos de otros tales como:

• La asimilación de conceptos generales y amplios tales como

sistemas de lazo cerrado, procesos por lotes, actuadores, sensores analógicos y digitales, etc.

• Conocimientos básicos de técnicas digitales y circuitos lógicos.

• Conceptos básicos de programación, diagramas de flujo, simbología, etc.

• Esquematización de tableros eléctricos, simbología de sensores y

actuadores.

• Esquemas de representación de plantas industriales con AutoCad, etc.

• Secuenciación de tareas en procesos de fabricación por lotes.

Podemos realizar una representación del “camino propuesto” para generar esta competencia:


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Electrónica GeneralDiodos semiconductores.Transistores bipolares y Fet.Circuitos elementales

Dibujo Técnico AsistidoCroquizado y despiece.Despiece y conjunto. Cortes.Aplicación al análisis de objetosy el diseño.Normas y simbologíade representación. Estudio yaplicación de normas IRAM,DIN, IEC, EIA, etc. . Símbolos derepresentación utilizados encircuitos y planos (eléctricos,fluídricos, electrónicos ymecánicos). Representación desuperficies y seccionesmecánicas.

Electrotecnia ICircuitos eléctricos de corrientecontinua. Resistencia eléctrica.Ley de Ohm y Kirchoff. Potenciay EnergíaElectromagnetismo

Electrotecnia IIInducción electromagnética.

Circuitos de corrientealterna. Circuitos polifásicos

Tecnología de losmateriales

Conductores, aisladores ydieléctricos.Materiales

magnéticos ypiezoeléctricos. Aplicación

de estos materiales adispositivos concretos

Circuitos Eléctricosy Redes

Redes eléctricas: conceptode redes, nodos, ramas ymallas. Método de lasmallas y de las tensionesnodales. Teorema deThévenin y Norton

Electrónica IIAmplificadores operacionales. Características.Configuraciones comunes. Osciladores.Características generales. Generadores deseñal y temporización. Etapas de salida.Generalidades. Etapas de potencia.Clasificación.

Tecnología de Control

Sistemas de lazo abierto y lazo cerrado.Características. Control continuo y por lotes.Control ON-OFF. Sensores. Actuadores.Introducción a los PLC.

Máquinas Eléctricas

Transformador.Conversiónelectromagnética-mecánica. Máquinas decorriente alterna (monofásica-trifásica).Máquinas de C.C. Régimenvariable: mando y control. Elementosgenerales de instalaciones eléctricas.Elementos de protección de instalacioneseléctricas.

Técnicas DigitalesTratamientos analógico y digital de lainformación. Sistemas de numeración:decimal, binario y hexadecimal. Álgebra deBoole: variables y operaciones. Circuitossecuenciales: Biestables. Contadores.Registros de desplazamiento. Circuitosdigitales aritméticos. Unidad lógico-aritmética.

Circuitos y Sistemas DigitalesConceptos generales: memorias yregistros: RAM – ROM – EPROM –EEPROM – FLASH . Buses, puertos deentrada y salida, registros internos.Concepto de microprocesador ymicrocontrolador. Diagramas de bloques.Ubicación y concepto de software yhardware en este diagrama.

Instrumentación y Control

Características generales de lossensores y otros instrumentos.Autómatas programables. Conectividad.Programación. Paneles de operador.Buses industriales

Proyecto de SistemasElectrónicos de Control

Planteo de proyectos de tipo industrial enlos que se pongan de manifiesto loscontenidos vistos en 3º y 4º año delPolimodal.

1º Año 2º Año 3º Año 4º Año


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Puede parecer exagerado tener que pensar en todos estos temas a la hora de enseñar a usar un PLC, sin embargo aprender lo básico del lenguaje de contactos no implica saber conectar el PLC. Debemos enseñar:

• A analizar el entorno del PLC: tipo de industria, tipo de proceso,

grado de exigencia requerido, etc. • El funcionamiento general: secuencias de trabajo, arranque

inicial, paso a modo manual, etc .

• Los accionamientos que se tendrán: neumáticos, eléctricos, mecánicos. Analógicos u ON-OFF, etc.

• Los sensores que se requerirán: analógicos, ON-OFF, especiales,

etc. • Si se requieren paneles de operador. • Si se tendrán tareas críticas en tiempo, peligrosidad, etc.

Por supuesto que esta tarea será el trabajo de varios docentes en el transcurso de 3 años. De ahí la importancia de lograr el seguimiento y complejización de los contenidos.

Por otro lado, los docentes tienen una visión amplia de los temas, saben donde están en un tema y a dónde se quiere llegar como resultado final. En cambio, los alumnos tienen una versión muy parcial del desarrollo de los temas. Incluso dentro de una materia, a veces no se tiene en claro el porqué de los contenidos de las primeras unidades. Se suelen interpretar como aburridos por los alumnos por la sencilla razón que el docente no explicita su finalidad y cómo ese tema será plataforma del contenido final de la materia.

De igual manera, el adolescente no tiene en claro la razón de las Leyes de Faraday y de Lenz si no se le aclara que serán usadas en otro momento en máquinas eléctricas y que éstas serán actuadotes en un sistema de control más amplio.

Si bien puede parecer obvio lo que escribo, no lo es en la realidad, donde el alumno tiene el conocimiento compartimentado y uno de sus principales problemas es usarlo de una asignatura a la otra.

Una forma parcial de solucionar esto, por lo menos dentro de la materia, es realizar un mapa conceptual de contenidos y entregarlo a los chicos al comienzo del ciclo. La continua revisión de éste, será una hoja de ruta para el alumno, guiándolo a lo largo del ciclo. Por ejemplo:


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ControladoresLógicos

Programables

OrígenesY necesidades

iniciales Estructura internaProgramación

Lenguajestípicos

Conexionescon el

proceso

Crecimientode los

procesos porlotes

Avances eninformática yelectrónica

CPUFuente dealimentaciónConexión aPC

Compactos Modulares

Tipos demódulos

Lógica escaleraO lenguaje de

contactosLadder

Persona idóneaescribe programa

Almacenaprograma en

memoria

Nº de sensores Tipo de sensoresY accionamientos y accionamientos

Selección de marca y modelo

Realización del programa


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La experiencia tenida hasta el momento es positiva ya que los alumnos preguntan sobre los temas por ver, expresan sus expectativas y cuestionan o no los alcances del tema. A nivel más amplio, se debería planificar cada asignatura pensando en presentar los ejemplos, los ejercicios y las actividades mostrando aquellos productos finales esperados. Sería más interesante para el adolescente estudiar la Ley de Lenz teniendo en cuenta cómo influye en una máquina como un motor o un transformador, aunque ésta aún sea desconocida desde el punto teórico pero sí práctico, ya que son dispositivos de uso cotidiano. Repito, los contenidos pueden tener complejidad creciente y secuencialidad, pero no olvidemos que en definitiva el chico aprenderá sobre un transformador que ve todos los días en las columnas en la calle, o sobre el motor eléctrico que usa la cortadora de césped. Esto requiere que el docente, en este caso el ingeniero, se mantenga actualizado en cuanto a los contenidos de las otras materias, que busque material informático o mejor aún, que muestre el dispositivo a los alumnos. Por otro lado sería fundamental plantear con el grupo de docentes de cada año entre sí y con los del próximo inmediato, un conjunto de aprendizajes acreditables que indiquen el conocimiento alcanzado por el alumno en ese año. Pero este acreditable debe estar planteado como una competencia que resuma las competencias básicas de las materias de ese ciclo escolar. Este instrumento de evaluación podría ser planteado como el examen global de cada asignatura interviniente y ser evaluado por los docentes desde los distintos ángulos contemplados por las materias. Ahora bien, el aprendizaje acreditable que evalúa una o unas competencias que el alumno debería tener para pasar de 1° año a 2° año del Polimodal, debe estar en la misma línea de trabajo que los acreditables de 2° a 3° y éstos con los de 4° y todos con la competencia general que exige la homologación del título. Estos acreditables deben ser generales, de número reducido, perfectamente consensuados con los alumnos y logrables con el equipamiento y el espacio de la escuela. Por ejemplo:

1. Realizar en AutoCAD un plano de planta de una línea de fraccionamiento donde queden claramente identificados los circuitos de corriente continua de sensores y control, los símbolos de sensores, motores, cintas de transporte, etc. Idealmente el docente debe organizar una visita a una planta industrial de la zona y que el grupo de alumnos tomen las medidas reales del sistema e identifiquen sus partes. Asignaturas: Dibujo Técnico Asistido y Electrotecnia I.

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Electrónica GeneralDiodos semiconductores.Transistores bipolares y Fet.Circuitos elementales

Dibujo Técnico AsistidoCroquizado y despiece.Despiece y conjunto. Cortes.Aplicación al análisis de objetosy el diseño.Normas y simbologíade representación. Estudio yaplicación de normas IRAM,DIN, IEC, EIA, etc. . Símbolos derepresentación utilizados encircuitos y planos (eléctricos,fluídricos, electrónicos ymecánicos). Representación desuperficies y seccionesmecánicas.

Electrotecnia ICircuitos eléctricos de corrientecontinua. Resistencia eléctrica.Ley de Ohm y Kirchoff. Potenciay EnergíaElectromagnetismo

Electrotecnia IIInducción electromagnética.

Circuitos de corrientealterna. Circuitos polifásicos

Tecnología de losmateriales

Conductores, aisladores ydieléctricos.Materiales

magnéticos ypiezoeléctricos. Aplicación

de estos materiales adispositivos concretos

Tecnología de Control

Sistemas de lazo abierto y lazo cerrado.Características. Control continuo y por lotes.Control ON-OFF. Sensores. Actuadores.Introducción a los PLC.

Máquinas Eléctricas

Transformador.Conversiónelectromagnética-mecánica. Máquinas decorriente alterna (monofásica-trifásica).Máquinas de C.C. Régimenvariable: mando y control. Elementosgenerales de instalaciones eléctricas.Elementos de protección de instalacioneseléctricas.

Técnicas DigitalesTratamientos analógico y digital de lainformación. Sistemas de numeración:decimal, binario y hexadecimal. Álgebra deBoole: variables y operaciones. Circuitossecuenciales: Biestables. Contadores.Registros de desplazamiento. Circuitosdigitales aritméticos. Unidad lógico-aritmética.

Instrumentación y Control

Características generales de lossensores y otros instrumentos.Autómatas programables. Conectividad.Programación. Paneles de operador.Buses industriales

AcreditablesOperativos



Circuitos Eléctricosy Redes

Redes eléctricas: conceptode redes, nodos, ramas ymallas. Método de lasmallas y de las tensionesnodales. Teorema deThévenin y Norton

Electrónica IIAmplificadores operacionales. Características.Configuraciones comunes. Osciladores.Características generales. Generadores deseñal y temporización. Etapas de salida.Generalidades. Etapas de potencia.Clasificación.

Circuitos y Sistemas DigitalesConceptos generales: memorias yregistros: RAM – ROM – EPROM –EEPROM – FLASH . Buses, puertos deentrada y salida, registros internos.Concepto de microprocesador ymicrocontrolador. Diagramas de bloques.Ubicación y concepto de software yhardware en este diagrama.

Proyecto de SistemasElectrónicos de Control

Planteo de proyectos de tipo industrial enlos que se pongan de manifiesto loscontenidos vistos en 3º y 4º año delPolimodal.

1º Año 2º Año 3º Año 4º Año

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2. Diseñar y probar una fuente de tensión continua( con diodos y filtro) para un dispositivo concreto tal como un motor, un amplificador de audio pequeño, etc. Asignatura: Electrónica General y Máquinas Eléctricas.

3. Confeccionar un pequeño catálogo que permita identificar a materiales conductores, aisladores y semiconductores en dispositivos concretos tales como relevadores, contactores, plaquetas para impresos, protecciones eléctricas, cablecanales para tableros, borneras, encapsulados de integrados y transistores, etc. Asignaturas: Electrónica II, Máquinas Eléctricas, Tecnología de los Materiales y Dibujo Técnico Asistido.

4. Armar el tablero de control y protección de un motor trifásico asíncrono, dibujando el esquema de conexiones. Asignaturas: Máquinas Eléctricas, Tecnología de los Materiales y Dibujo Técnico Asistido.

5. Realizar un programa sencillo de control con un relé inteligente usando lenguaje de diagrama de funciones FUP. Asignaturas: Tecnología de Control y Técnicas de Pulso.

6. Realizar un proyecto de automatización sobre una máquina industrial típica ( por ejemplo una paletizadora ) que incluya el esquema de planta, de cableado, listado de materiales, programa de control, presupuesto de montaje y servicio de post venta. Asignaturas: Instrumentación y Control y Proyecto de Sistemas Electrónicos de Control.

7. Diseñar y presupuestar un dispositivo electrónico que sea comercialmente tratado para su venta. Asignaturas: Proyecto de Equipos Electrónicos y Sistemas Digitales.

8. Realizar un proyecto de automatización sobre un sistema electrónico amplio (debe exceder a un equipo y estar orientado al control, por ejemplo sistemas de domótica, interconexión inteligente de equipos existentes, sistemas de alarmas, monitoreo de edificios, etc) que incluya el esquema de planta, de cableado, listado de materiales, programa de control, presupuesto de montaje y servicio de post venta. Asignaturas: Sistemas Digitales, Proyecto de Equipos Electrónicos y Proyecto de Sistemas Electrónicos de Control.

6.1 Trabajando en esa línea

Por considerar desde hace varios años que la escuela debe formar competencias es que durante el año 2004 se participó en un proyecto financiado por la Fundación YPF del que participaron las escuelas 4-016 Ing. Antonio Arboit, 4-055 Pbro. Constantino Spagnolo y el Hospital Italo Perrupato de la ciudad de San Martín. El trabajo se llamó Proyecto Educativo de

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Automatización para Servicios Hospitalarios y abarcaba los siguientes aspectos:

• Uno de tipo educativo que involucraba a ambas escuelas, • Y uno social que es la falta de inclusión de tecnología y análisis en instituciones públicas como por ejemplo el Hospital Perrupato del Dpto. de San Martín.

En cuanto al problema educativo se intentaba obtener una enseñanza basada en solución a problemas tecnológicos reales, con manipulación de dispositivos modernos e información actualizada. Consideramos que aplicando en forma directa los conceptos teóricos transmitidos a los alumnos es la mejor manera de lograr una asimilación de los mismos. Podemos explicarle al alumno la forma de funcionamiento de un sistema de lazo cerrado de control, pero mejor es armarlo, ajustarlo y sacar conclusiones. Respecto de la problemática hospitalaria, se puedo apreciar que el funcionamiento de los sistemas de infraestructura del hospital se ha deteriorado con el tiempo debiéndose realizar un continuo “emparchado” de los equipos arreglándose con tecnología insuficiente. Consideramos que este proyecto pudo acercarle a la institución hospitalaria propuestas para posibles soluciones, realimentado al personal de mantenimiento con toda la información que se recopilase, y con la prueba de alternativas de automatización que el hospital no pudiese realizar. Por ejemplo la forma de optimizar el control de temperaturas de la calefacción central. Básicamente el proyecto implicaba la detección de problemas en sistemas concretos del hospital, su análisis, la construcción de un modelo a escala para su estudio y sobre éste obtener soluciones concretas para ser presentadas al hospital como posibles. Se trabajó con alumnos de 3º y 4º año del Polimodal de cada escuela realizando una serie de visitas al establecimiento del hospital.

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Visita a intercambiadores de calor para agua caliente sanitaria

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Visita a calderas

Sistemas de distribución de aire caliente para calefacción central

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Grupo básico de trabajo en una de las visitas

Se plantearon como objetivos concretos:

• Concreción de mesas de trabajo del Laboratorio de Automatización. • Diseño y elaboración de material bibliográfico y recursos

didácticos para los alumnos.

• Ofrecer soluciones concretas y realizables a los problemas hospitalarios detectados

Luego de relevar los sistemas a trabajar se estudió la forma de construir maquetas de dichos sistemas. Se dividió el trabajo en grupos en los que participaban alumnos de ambas escuelas, dirigidos por un docente. Se seleccionaron los siguientes sistemas:

- Caldera - Sistema de calefacción central - Sistema de agua caliente sanitaria - Sistema de esterilización de ropa hospitalaria

La idea era realizar maquetas interactivas que simularan lo más real

posible a los sistemas planteados de manera de estudiarlos en su funcionamiento dinámico.

Esta etapa fue compleja, sobre todo para los docentes que participamos ya que debimos estudiar termodinámica, neumática, caldera, etc para luego

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plantearle a los alumnos modelos realizables a escala. Finalmente se comenzó a construir las llamadas “mesas de trabajo” para diferenciarlas de una mera maqueta inmóvil y representativa sólo en el aspecto físico.

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A modo de ejemplo, se analizó el sistema de agua caliente sanitaria que utiliza vapor para el intercambio de calor en depósitos de gran volumen. Se planteó a modo de representación lo siguiente:

Se reemplazaría la caldera por un tanque calentador con una resistencia eléctrica y un conjunto de bombas y electroválvulas para su distribución y circulación.

Se construyeron tanques, serpentines, se realizaron partes de plomería y finalmente se llegó a una mesa de trabajo como la siguiente:

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Un tablero, formado por un PLC modelo TWIDO de Schneider Electric realiza el control con un panel de operador y una plaqueta multiplexora

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analógica nos permite medir múltiples puntos de temperatura con una única entrada analógica.

Dado que participaron ambas escuelas, se construyó en la escuela 4-016 una caldera pequeña y un autoclave a base de depósitos de gas envasado que aún están en fase de terminación.

El proyecto se ejecutó durante 2004 y 2005 y ha entrado en una etapa de lento ajuste quedando pendientes algunos objetivos. Las razones por las cuales aún no se completó el proyecto son varias y que llevan a replantear futuros proyectos:

1. Se subestimó la complejidad de algunas etapas haciendo que todo

se dilatara terminándose los plazos de la fundación y quedando su seguimiento por parte de los directivos de las escuelas.

2. Falta de horas cátedra para el trabajo de ajuste de los sistemas que no pueden realizarse con alumnos.

3. Cambios de directivos en la escuela que cortó, hasta ahora, el

seguimiento del proyecto.

4. Falta de espacios físicos para el mantenimiento de las mesas de trabajo y de uso didáctico.

5. Imposibilidad de adaptar los formatos horarios de las materias

para el trabajo con este equipo.

6. Agotamiento general del personal que participó que ahora trabaja ad honorem.

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7. Recambio del grupo de alumnos inicial que tenía un compromiso especial con el proyecto.

8. No inclusión del proyecto en el PCI de la escuela por lo que ha

quedado fuera de las nuevas líneas de trabajo dentro del establecimiento.

Como aspectos positivos que han quedado hasta el momento tenemos:

1. Adquisición de equipamiento de excelente calidad que se está usando en taller, Instrumentación, Proyecto de Sistemas de Control, etc.

2. Maquetas de trabajo de enorme valor didáctico.

3. Trabajo interdisciplinario, entre escuelas y con la comunidad.

Si tuviera que replantear o aconsejar sobre la ejecución de proyectos de este tipo diría:

1. Buscar el compromiso de toda la institución en su apoyo y/o trabajo, y para esto se deben buscar objetivos amplios, comunes, generales y consensuados.

2. Plantear objetivos generales de largo plazo pero metas parciales cortas,

que puedan ser completadas en un ciclo lectivo por un grupo de alumnos.

3. Involucrar activamente a cada participante delegando responsabilidades

concretas, con plazos y resultados medibles y constatables.

4. Las tareas que se distribuyan deben plantearse dentro de los horarios de clase y no en horarios extraescolares.

5. Quizás el punto más importante a tener en cuenta, es que el proyecto

debe ser internalizado por la comunidad educativa como un aspecto a incorporar en el PCI del establecimiento. Los directivos, como “gerentes” de la escuela tienen que encender la chispa en sus docentes y mantener la llama encendida. Que el profesor no piense que es lo mismo que se ejecute un proyecto educativo o no. Que se pueden dejar cabos sueltos sin importar ya que los “chicos egresan y se van”.

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7. Otro camino, mismo objetivo

La enorme complejidad de ciertos sistemas físicos tales como reactores, columnas de destilación, hornos cementeros imposibilitan el diseño de nuevas estrategias de control a partir de pruebas y error. Es imposible realizar experimentos con sistemas como estos debidos a su elevadísimo costo y peligrosidad. La solución llega desde la modelización, es decir, la construcción de un modelo matemático que represente al sistema físico en cuanto a la relación entradas/salidas y que pueda analizarse en un sistema informático con la comodidad y posibilidades que esto implica. No hablamos de realizar una maqueta del sistema ni un programa que haga una presentación fotográfica. Hablamos de un programa que ante entradas o estímulos como los que tendría realmente el proceso, genere las salidas iguales a las reales.

Hablamos de paradigma con la modelización ya que prácticamente todos los campos del control están usando modelos matemáticos para la generación de nuevos métodos de ajuste, para ahorro de energía, para optimización de producción, etc.

Desde 1994, la modelización y simulación ocupan un espacio amplio en los congresos internacionales. En los organizados por AADECA, en nuestro país, de las 7 categorías de trabajo analizadas, la modelización ocupa un 30% de los trabajos presentados.

La modelización y simulación es resistida por un sector de la ingeniería que considera que por compleja que ésta se haga, nunca representa correctamente a los sistemas físicos reales.

Desde el punto de vista educativo, y en base a la experiencia antes mencionada en cuanto a la construcción de material didáctico, la modelización y simulación electrónica puede brindar una alternativa válida y de enorme trabajo didáctico. 7.1 Modelización, Simulación y Transposición Didáctica:

En los últimos 10 años han aparecido en el ambiente educativo una serie de programas interactivos con fines didácticos que han simplificado notablemente el aprendizaje, en electrónica, del funcionamiento de circuitos de cierta complejidad. Estos programas, llamados CAD (Diseño Asistido por Computadora) presentan a instrumentos y dispositivos en forma virtual y permiten el armado de circuitos y su prueba en la misma computadora. Algunos de ellos son de uso de ingeniería y universitario como el PSpice y otros más sencillos y de uso medio como el Workbench muy usado en las escuelas técnicas. El uso de estos programas ha permitido a los “ingenieros teóricos” encontrar una solución intermedia a su falta de práctica manual y al uso continuo de clases expositivas. Sin embargo, nuestros alumnos están acostumbrados a un concepto de virtualidad en informática le quita valor educativo a estos programas. En un momento donde los juegos en las PC son representaciones virtuales de la realidad, los adolescentes asumen que en esa virtualidad es posible todo, perdiendo a veces el limite de lo real y virtual. Cuando se les enseña a usar una representación virtual de un componente electrónico no necesariamente logramos formar en el alumno una imagen real útil del dispositivo. Al tener el concepto que la PC nos puede mostrar cualquier

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cosa que alguien haya programado, el chico suele interpretar que la simulación es una idealización interesante, pero poco útil cuando se arma un circuito real. Sin embargo, la representación virtual toma todo su valor si previamente se ha modelizado el elemento.

La simulación inicia con la modelación de una parte de la realidad, en la que ocurren procesos o fenómenos que por lo general no puede ser estudiados por su velocidad, complejidad, por lo costoso de su estudio por vía experimental, etc. Esta implica, en primera instancia, la construcción de un modelo, que representando lo real, posibilita más fácilmente su estudio. En segundo término, la puesta en funcionamiento del mismo, con lo cual se estudia virtualmente ese proceso o fenómeno, penetrando en su esencialidad.

Considerando entonces que el modelo reproduce fielmente las características de la realidad, es posible hacer predicciones, evaluar comportamientos y adquirir conocimientos con relación a la realidad modelada. En la simulación computarizada, por su parte, "se trata de presentar el funcionamiento de un sistema o dispositivo a través de la realización de una analogía matemática, realizada sobre una PC.

Respecto a la contrastación experimental tradicional, la simulación

ofrece las siguientes ventajas:

• Ofrece la posibilidad de repetir, en condiciones idénticas y a partir de su modelación, procesos y fenómenos, algo difícil de lograr en condiciones reales, y por tanto, estudiar sistemáticamente sus comportamientos hasta lograr los objetivos deseados. Se optimiza así el proceso de aprendizaje.

• Elimina los riesgos que siempre se presentan en la interacción con la realidad, tanto para dispositivos, instrumentos, etc., como para los estudiantes; con lo que se crea confianza en ellos para implicarse en el estudio de esa realidad.

• Permite la realimentación inmediata, pues los efectos que se logran en el funcionamiento del sistema, fenómeno o proceso que se simula, como resultado de introducir modificaciones en determinados parámetros, resultan inmediatos; lo que permite corregir la actuación del estudiante en cada momento.

• Cuando se utiliza la simulación con el objetivo de sistematizar la realización de acciones que caracterizan la actuación del sujeto en cierto contexto, ayuda a optimizar dicha actuación.

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8.Análisis de la Planificación de los Espacios Curriculares:

Los espacios curriculares en los cuales trabajo desde hace más de 10 años, son muy específicos de las especialidades de ambas escuelas: técnicos electrónicos con orientación en automatización en la escuela 4-055 y técnicos electricistas con orientación en procesos industriales en la 4-016, ambas del departamento de Junín, Mendoza. Las materias son: Instrumentación y Control Automático, Proyecto de Sistemas Electrónicos de Control, Mediciones Electrónicas y Tecnología de Control.

Por ser tan específicas, están en permanente renovación por los avances tecnológicos que se producen y por las adquisiciones que las escuelas vienen realizando en cuanto a materiales de automatización. Además, dado que estas materias se concentran en 3º y sobre todo en 4º del Polimodal, es difícil poder abarcar todo el espectro de información sobre los temas y lograr también capacidades de manipulación de dispositivos.

Los temas propuestos por la parrilla son amplios y con posibilidad de profundización. La selección personal que he realizado se debe fundamentalmente a las características tecnológicas que el mercado laboral requiere, en base a la experiencia laboral. Sin embargo, no pretendo que estas asignaturas sean una mera preparación laboral del momento sino una preparación que apunta a un egresado con la capacidad de aprender, actualizarse, de investigar y de tener una actitud crítica de su campo.

En base a esto se ha tratado de enseñarlos de manera que cumplan con los siguientes puntos:

- la transposición didáctica no genere objetos de conocimiento estancos, como dice Jankélévich2, sino flexibles pero con rigor de veracidad tecnológica.

- Deben ser integrables al saber cotidiano de los alumnos. - Deben ser interesantes en cuanto a que generen en los alumnos

inquietudes de mayor estudio. - Que sean aplicables a su realidad social.

En cuanto a la transposición didáctica, siempre ha sido una tarea muy difícil ya que como ingeniero egresado de una universidad en la que los profesionales docentes en muy pocos casos hacían ciencia aplicada, no tenemos una referencia de nivel investigación (por lo menos hasta 1996 fue así). Por otro lado, estos docentes-ingenieros siempre dan su conocimiento como “verdad tecnológica”, sin reconocer su transposición didáctica. Generalmente, el ingeniero que se dedica a la docencia secundaria tiende a repetir la metodología de educación que recibió en la universidad, sin tener en cuenta niveles de transposición, aplicabilidad de los temas y significación para el alumno. Después de varios años en contacto con los adolescentes, de 2 “las especies de la dicción, abstraídas de su contexto y de una intención significante, se parecen a los coleópteros o mariposas de vitrina, separados del aire en el que vuelan…”

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trabajar en el rubro automatización y de tener un perfil operativo-situacional, creo haber logrado un equilibrio de los puntos planteados arriba. Por esta razón, en la planificación planteo como expectativas de logro puntos como los siguientes:

Cuando se habla de manipular o programar controladores y PLCs se hace en plural a pesar que los colegios no cuenten con más de un tipo (o no tengan ninguno directamente). Esto es porque no se busca que aprendan sobre un dispositivo en particular sino aquellos aspectos que son comunes a todas las marcas y modelos. El saber manipular y programar en forma general implica el uso de información variada que abra al alumno a toda la variedad de aparatos que pueden encontrar en el mundo del trabajo. En ese “saber manipular” no sólo se espera el manejo puramente manual de un objeto, sino su integración en sistemas complejos de control. Para esto se emplean indicadores de logro como:

Con estos indicadores se puede evaluar la creación de una competencia en lo que se refiere a la utilización de autómatas:

- la manipulación de catálogos y manuales busca reforzar la capacidad de búsqueda de información, del uso de otros idiomas como el inglés, de la interpretación de simbología de diversos fabricantes, etc.

Expectativas de logro

- Internalizar conceptos básicos de instrumentación. - Manipular y ajustar controladores unilazo - Manipular y programar PLC

Indicadores de logro

-Manipulando catálogos. -Midiendo sobre kit educativo y analizando. -Manipulando manuales de uso de PLC. -Realizando esquemas eléctricos de tableros. -Confeccionando programas

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- Midiendo y analizando reforzamos la capacidad de observación y análisis de datos, su manipulación y presentación de informes.

- La realización de esquemas le permitirá manejar simbología estándar y software de diseño.

- Por último, programar implica la resolución de problemas. En este caso encontramos el aprendizaje del lenguaje de programación y su carga en el dispositivo. También tenemos el aprendizaje del procedimiento básico y general de programación que implica el uso de planteos lógicos (proposiciones de validez o falsedad) que obliga al alumno a replantear su modo de pensar (podemos realizar más de una tarea mental por vez) a una forma secuencial y con un único camino a seguir en cada alternativa. Este proceso mental que puede parecer mecanicista ayuda al alumno a ordenar sus procesos mentales de una manera útil y eficiente, válida para otros tipos de procesos mentales de abstracción.

Otro aspecto importante de la ingeniería es el trabajo en equipos. La distribución de tareas y las puestas en común para definir líneas de trabajo son aspectos que deben ser potenciados. Por esta razón es que se usan frecuentemente las puestas en común, el análisis grupal de problemas y el trabajo individual como parte de un grupo coordinado. En ciertos espacios curriculares trabajamos algunos contenidos como proyectos a ser diseñados y presupuestados.

Estrategias de

Enseñanza – Aprendizaje

� Lectura comprensiva de contenidos. � Resolución grupal e individual de actividades de aplicación y

análisis. � Puesta en común de actividades de aplicación y análisis. � Puesta en común de resolución de problemas. � Armado de sistemas en taller

Evaluación

Técnicas

� Observación del desempeño del alumno en clase. � Trabajo del alumno. � Evaluaciones orales y escritas. Instrumentos � Lista de control. � Corrección de actividades de aplicación y análisis. � Corrección de problemas. � Corrección de informes de trabajos de laboratorio. � Planilla de registro de evaluaciones.

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En estos casos los alumnos eligen un coordinador y distribuyen tareas en base a afinidades particulares tales como buen manejo de AUTOCAD para los planos eléctricos, capacidad de análisis para el diseño, capacidad de ordenamiento de la información recopilada, etc.

El uso de bibliografía específica es diverso pero organizado de forma tópica con aplicaciones y ejercitaciones operacionales. En la especialidad no existen las “propuestas editoriales” de manera que se imponga un determinado formato, sin embargo, los libros de texto de electrónica a nivel secundario son simplificaciones de los universitarios. Por esta razón, no es posible guiarse por uno o dos libros en cada materia. Debemos realizar una transposición bibliográfica que tenga en cuenta:

- el uso de terminología adaptada a nuestro idioma e idiosincrasia. La

mayoría de los textos son de autores ingleses (traducidos por españoles) o españoles, con un formato dialéctico distinto al vocabulario común argentino.

- Una introducción significativa del tema al que se va a estudiar ya que

por lo general los libros especializados no hacen más una breve introducción sin contextualización.

- El uso de circuitos electrónicos de ejemplos que estén acordes al momento del año en que se está. Es decir que si se usa un circuito de ejemplo para entender un tema, el resto de los componentes del mismo deben ser conocidos por el alumno.

- La elaboración de guías de estudio que permitan al alumno investigar

en libros de varios autores y que encuentren en cada uno de ellos los puntos más importantes.

En la resolución grupal o individual de actividades de aplicación, se

busca que dichas actividades partan de situaciones cotidianas y significativas para el alumno. En una época donde los adolescentes están en contacto permanente con nuevas tecnologías (reproductores de MP3, Pendrive, celulares, cámaras electrónicas, etc) no es difícil encontrar conocimientos pre teóricos o de sentido común que sirvan de plataforma para establecer nuevos conceptos. Por ejemplo el alumno ya trae conceptos de redes informáticas, de capacidad de almacenamiento digital, de formatos de archivos e interconexión de equipos digitales entre sí (cámara digital a PC, manipulación de archivos MPEG, MP3 y gráficos JPG). Es más, a veces están ellos más actualizados con versiones de software que los docentes. En esos casos les pido que den una charla explicativa a ellos como una acreditación para el tema. Sin embargo, en automatización no es tan sencilla esta búsqueda de información ya que, si bien vivimos inmersos en un mundo de procesos automáticos, los de características industriales están bastante distantes del conocimiento de sentido común. Es más, en muchos casos los alumnos tienen conceptos erróneos, propios de influencias del cine o la TV en lo que respecta a robótica y “máquinas inteligentes”. Cuando aprenden a programar, se dan cuenta que “la supuesta inteligencia” se debe al ingenio puesto en juego por el programador. Es

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estimulante para los alumnos y para el docente apreciar los pequeños pasos que se dan en el manejo de estas máquinas, en que el chico vea cómo el aparato “hace” lo que él le ordena y que valore que es su inteligencia la importante.

En el espacio curricular “Proyecto de Sistemas Electrónicos de Control” estoy implementando un nuevo sistema de trabajo basado en la modelización y simulación (ver glosario). Esta materia implica la generación de proyectos grupales por parte de los alumnos a modo de síntesis de otras materias de 3º y 4º año del Polimodal. Los alumnos proponen o se les asigna un proyecto de automatización el cual debe ser diseñado, debatido, defendido y presupuestado. De ser posible, debe ser implementado. Los proyectos abarcan desde sistemas de control hogareño (Control hogareño por sistema telefónico celular, por ejemplo, participó en Feria de Ciencias) a sistemas industriales.

Durante el 2006, propuse a los alumnos, el análisis de un conjunto de máquinas de bodegas, su modelización y simulación.

Cuando se enseña a un alumno a programar cualquier dispositivo de control, es de gran utilidad aquellos software que permiten su simulación en una PC sin la necesidad de tener conectado dicho aparato. Programas de CAD y análisis como Multisim, Workbench, Pspice, etc en electrónica y Zelio Soft o Logo Soft en PLCs permiten una simulación bastante real de circuitos y autómatas permitiendo un fácil y rápido acceso a conocimientos, facilidad de diseño y prueba.

Sin embargo el mundo real, físico, puede ser bastante distinto y sobre todo, inestable, cambiante y aleatorio. Cuando se prueban los programas realizados por los alumnos en los PLCs y se usan pulsadores o llavecitas para activar las entradas, no se puede tener una visión real del proceso, sobre todo si es secuencial, ya que los pulsadores correspondientes a sensores, protecciones u otros elementos recolectores de información se accionan a gusto del alumno. Lo que se quiere decir es que normalmente no se tienen en cuenta condiciones iniciales reales sino las que son cómodas de probar, se van pulsando de una manera lenta, a veces incorrecta lo que lleva a pruebas que andan en la escuela pero nunca en la realidad.

Actuadores

Sensores

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Debido a que es imposible que la escuela adquiera maquinaria de distintas industrias para poder automatizarlas, es objetivo de esta materia diseñar un software y hardware que simule o represente de una manera más real a dichas máquinas para luego hacer el diseño de sus sistemas de control.

De esta manera trataremos de representar electrónicamente entradas/ salidas analógicas y digitales con sus tiempos muertos, inercias, esperas y fluctuaciones. 9. Representando una máquina con un circuito electrónico

Si tenemos en cuenta que un PLC (Controlador Lógico Programable) interactúa con las máquinas a través de señales eléctricas (recibe información de detectores de posición o valores de sensores de presión, temperatura, etc) generando accionamientos sobre dispositivos como relés, contactores, etc es indistinto para el PLC que esas señales eléctricas provengan de una máquina o de otro circuito. Lo importante es analizar las relaciones que la máquina hace entre entradas de accionamientos (contactores de motores, accionamientos neumáticos, etc) y las respuestas que entregará a través de sensores. Se deberá tener en cuenta que a cada estímulo proveniente de un accionamiento la máquina realizará un movimiento, una rotación, una compresión o desplazamiento que se reconocerá con la salida de un sensor.

PLC

Máquina

Conexión por puerto paralelo o serie

Señales de entrada y salida estándar de PLC

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9.1 ¿Qué metodología se propone?

Seleccionar una máquina que tenga importancia en la industria local y representarla a través de un circuito analógico-digital que cuente con microcontroladores y un software que tenga en cuenta esas relaciones internas de la máquina. Luego realizar con PLCs el control o automatización de dicho modelo electrónico.

9.2 ¿Cómo trabajar para generar la simulación?

Seleccionada la máquina a trabajar deberemos realizar una investigación profunda de lo existente en el mercado. El uso de revistas especializadas, Internet y catálogos permitirán comprender el funcionamiento de la máquina. Se propone los siguientes pasos:

1- Analizar el funcionamiento general reconociendo partes, movimientos, parámetros de ajuste y demás. Esto se realiza con videos, visitas a bodegas, analizando propaganda comercial, folletería, etc.

2- Reconocer el conjunto de accionamientos que el PLC deberá comandar.

Estas serán las entradas del modelo.

3- Reconocer el conjunto de sensores que se usan para detectar posiciones, presiones, rotaciones, temperaturas, etc que serán las salidas del modelo.

4- Encontrar la relación entre cada accionamiento y el movimiento o cambio que genera.

5- Encontrar la relación entre el movimiento o cambio con el sensor que lo detecta. Aquí se deberá tener en cuenta los tiempos que pueden pasar entre que se enciende un motor y que el sensor detecta el movimiento. Esta información se debe obtener de la máquina real.

6- El programa contenido en el PIC(Controlador Programable Integrado)

deberá proporcionar tiempos de demora, calcular valores de presión o temperatura y sacarlos por una salida analógica que será un sensor para el PLC. Será fundamental que el software contemple transitorios de arranque y parada, perturbaciones típicas sobre el proceso, pérdidas de calor, presión o vacío.

9.3 ¿Con qué se hará el modelo electrónico?

Se debería usar circuitos con PICs que permitan realizar un conjunto de pruebas adaptables al proceso. Debería contarse con integrados de programación sencilla pero de amplitud de opciones.

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En nuestra escuela disponemos de un conjunto de plaquetas de prueba construidas y prestadas por la empresa IT&T de Mendoza que permiten todo un conjunto de procesamiento de PICs con el uso de teclados, displays, CA/D , etc. El conjunto se programa con lenguaje C para lo cual se cuenta con el compilador correspondiente.

Estas plaquetas están pensadas para armar sistemas modulares, interconectando dispositivos. Cada uno es provisto con librerías que simplifican su utilización y con pequeñas modificaciones se pueden armar sistemas “a medida” de la máquina a simular 9.4 Condiciones para el trabajo grupal:

Los grupos de trabajo no deben superar los 5 integrantes y deberán ser coordinados semanalmente por un integrante que cambiará de rol periódicamente. Se recomienda una distribución del trabajo luego de haber realizado el paso 5 de la simulación. Se deberá trabajar con programación de PICs y PLCs por lo que debería dividirse el trabajo de aprendizaje en 2 subgrupos para adquirir destreza en cada tarea y luego compartirla al resto del grupo. Se deberá llevar una carpeta de campo donde se almacene:

-características generales de la máquina y su funcionamiento -ejemplos comerciales de la máquina y fabricantes. -circuitos pensados, buscados, borradores, esquemas, etc. -diagramas de flujo y software en cada etapa.

Es fundamental que todos los integrantes del grupo conozcan el estado del proyecto. El grupo no puede paralizar sus tareas por la ausencia de un de sus integrantes. Si un integrante no cumple con su tarea perjudica a sus compañeros ya que el trabajo deberá realizarlo otro integrante. En ese caso el docente podrá sacar del grupo a esa persona y asignarle un trabajo individual de complejidad adecuada.

El docente hará un relevamiento semanal del trabajo grupal e individual colocando en cada caso una nota numérica que indicará la evolución del trabajo.

9.5 Resultados parciales:

Este modo de trabajo se viene realizando desde Abril de 2006 y ha

implicado una visita a una bodega de la zona. De esta experiencia se eligieron distintas máquinas, tales como paletizadotas, prensas neumáticas, cintas transportadoras, etc. Hasta ahora los alumnos se han sentido motivados para trabajar y han avanzado hasta el relevamiento de entradas y salidas, tiempos de accionamientos, tipos de accionamientos y croquizado de las máquinas. Los alumnos se dividieron en grupos tomando cada uno una máquina o proceso analizando profundamente su secuencia de trabajo, la cantidad de entradas y salidas digitales, los tipos de accionamientos y los tiempos de trabajo. Se filmó cada máquina y los alumnos pudieron repetir hasta el cansancio el video para poder asegurarse de entender el sistema. Fue muy rico el trabajo

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de relevamiento ya que no sólo entendían el funcionamiento de la máquina, sino que además asimilaron perfectamente otros aspectos tales como:

• Tipos de sensores y su razón de aplicación. Reconocieron, de lo visto en teoría, sensores inductivos, fotoeléctricos, sensores de temperatura, fines de carrera, etc.

• Tipos de accionamientos, tales como los neumáticos, variadores de

velocidad, cajas reductoras, etc.

• Tiempos muertos y retardos de accionamiento y su influencia en el proceso y su comprensión para realizar el control.

• Secuencialidad de toda una línea de trabajo que iba desde la máquina

lavadora de botellas a la paletizadora. La importancia de llevar un control general, por encima del control individual de cada máquina. La priorización de tareas frente a problemas en la línea de fraccionamiento.

• El entendimiento de las cadenas de mando y responsabilidades en el personal de la empresa.

• La importancia de las normas de seguridad y su cumplimiento por parte

del personal.

• La función del técnico en una empresa y la amplia variedad de posibilidades dependiendo de las actitudes y capacidades personales.

El próximo paso que se realizó fue buscar con claridad las relaciones entre los accionamientos y los sensores que detectan dichos movimientos. Se tomaron para la simulación solamente aquellas máquinas en las cuales dichas relaciones son temporales para simplificar el programa de simulación. Si se hubiesen elegido procesos contínuos como por ejemplo, sistemas térmicos, se hubiesen requerido funciones de transferencias complejas.

Para ilustrar esto muestro un ejemplo del que partimos con los alumnos para entender los aspectos a tener en cuenta con la simulación.

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Se tiene una paletizadora sencilla, con fines didácticos, que se aprecia en la figura. Éste ejemplo ha sido extraído de “99 Ejemplos Prácticos de Aplicaciones Neumáticas” proporcionado por la empresa FESTO y se utilizó una plaqueta de desarrollo con PIC, de la empresa IT&T, de Mendoza.

Se toman los accionamientos de la máquina, que serán entradas del PIC. Igualmente, se definen los sensores de la máquina, que serán salidas del PIC, luego tanto sensores como accionamientos se conectan al PLC.

Acc1 Acc2 Acc3 Acc4 Acc5 Acc6

S1 S2 S3 S4 S5 S6

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El próximo paso que se cumplió fue relacionar cada accionamiento con sus sensores y los tiempos asignados a cada uno:

1. Accionamiento 1 con Sensor 3 10 seg 2. Accionamiento 2 con Sensor 4 2 seg 3. Accionamiento 3 con Sensor 2 4 seg 4. Accionamiento 4 con Sensor 1 10 seg 5. Accionamiento 6 con Sensor 5 30 seg

El Sensor 6 simulará el conteo de cajas una vez que se haya activado el Accionamiento 5.

El próximo paso que realizaron fue programar un PIC con los tiempos entre sensores y accionamientos teniendo en cuenta aquellos movimientos permitidos y aquellos que no según el estado de la máquina. Para la programación se usó un software compilador llamado NIPLE que permite realizar una programación tipo diagrama de flujo. A continuación se muestra dicho sofá a modo de ejemplo.

Accionamientos Enviados por PLC

Sensores con información enviada por plaqueta simuladora

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El software permite crear subrutinas de usuarios lo cual da una gran flexibilidad de trabajo. También genera el código HEXA para ser compilado y luego programar el PIC. ;------------------------------------------------------------ ; Código assembler generado por Niple V2.2.0 ; Nombre del Proyecto: paletizadoraB ; Autor: Desarrollo Niple. ; Fecha: 14/05/2007 ; PIC: 16F84 ; Velocidad de reloj: 4 Mhz ; Descripcion: ;------------------------------------------------------------

LIST P=PIC16F84

_XT_OSC EQU 0x3FFD _WDT_OFF EQU 0x3FFB _PWRTE_ON EQU 0x3FF7 _CP_OFF EQU 0x3FFF __config _XT_OSC & _WDT_OFF & _PWRTE_ON & _CP_OFF

;------------------------------------------------------------

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; Declaración de Registros ;------------------------------------------------------------ w equ 00h status equ 0x03 porta equ 0x05 portb equ 0x06 _np_tiempo equ 0x0c _np_tiempo1 equ 0x0e _np_tiempo2 equ 0x0f _np_tiempo3 equ 0x10 trisa equ 0x85 trisb equ 0x86

;------------------------------------------------------------ ; Declaración de Bits ;------------------------------------------------------------ ra0 equ 0 ;bit 0 del puerto a ra2 equ 2 ;bit 2 delpuerto a ra3 equ 3 ;bit 3 del puerto a ra4_t0cki equ 4 ;bit 4 del puerto o entrada de reloj rb1 equ 1 ;bit 1 del puerto b rb2 equ 2 ;bit 2 delpuerto b rb7 equ 7 ;bit 7 del puerto b rp0 equ 5 ;registrer bank select bit z equ 2 ;bit cero

;------------------------------------------------------------ ; Inicio ;------------------------------------------------------------ reset org 0 goto paso2

;------------------------------------------------------------ ; programa principal ;------------------------------------------------------------ paso2 movlw b'00011111' ;configurar el puerto a como xxxeeeee bsf status,rp0 ;cambiar a pagina 1 movwf trisa paso3 movlw b'00000001' ;configurar el puerto b como ssssssse bsf status,rp0 ;cambiar a pagina 1 movwf trisb paso4 bcf status,rp0 ;cambiar a pagina 0 btfss porta,ra0 ;si el bit ra0 = 0 goto paso6 call usr_accionamiento_1 goto paso4 ; cierra el ciclo paso6 btfss porta,ra4_t0cki ;si el bit ra4_t0cki = 0 goto paso3 ; cierra el ciclo call usr_accionamiento_2 goto paso3 ; cierra el ciclo

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;------------------------------------------------------------ ; Declaración de Subrutinas ;------------------------------------------------------------ usr_accionamiento_2 bcf status,rp0 ;cambiar a pagina 0 btfsc porta,ra2 ;si el bit ra2 = 1 goto usr_accionamiento_26 ;temporizador 2 seg movlw .2 call tiempo_1_255_seg ;fin del temporizador 2 seg bsf portb,rb2 goto usr_accionamiento_2_salir goto usr_accionamiento_2_salir usr_accionamiento_26 bsf portb,rb7 goto usr_accionamiento_2_salir usr_accionamiento_2_salir bcf status,rp0 return

usr_accionamiento_1 bcf status,rp0 ;cambiar a pagina 0 btfsc porta,ra3 ;si el bit ra3 = 1 goto usr_accionamiento_16 ;temporizador 10 seg movlw .10 call tiempo_1_255_seg ;fin del temporizador 10 seg bsf portb,rb1 goto usr_accionamiento_1_salir goto usr_accionamiento_1_salir usr_accionamiento_16 bsf portb,rb7 goto usr_accionamiento_1_salir usr_accionamiento_1_salir bcf status,rp0 return

tiempo_1_255_seg movwf _np_tiempo goto tiempo_1_255_seg_1 tiempo_1_255_seg_bucle2 nop nop nop nop nop nop nop tiempo_1_255_seg_1 movlw .10 movwf _np_tiempo1 tiempo_1_255_seg_bucle1 nop nop movlw .99

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movwf _np_tiempo2 tiempo_1_255_seg_bucle0 nop nop nop movlw .200 movwf _np_tiempo3 tiempo_1_255_seg_bucle nop nop decfsz _np_tiempo3,1 goto tiempo_1_255_seg_bucle nop nop nop decfsz _np_tiempo2,1 goto tiempo_1_255_seg_bucle0 nop nop nop decfsz _np_tiempo1,1 goto tiempo_1_255_seg_bucle1 decfsz _np_tiempo,1 goto tiempo_1_255_seg_bucle2 return

End

Un punto a tener en cuenta fue la construcción de interfases para adaptar los niveles de tensión TTL de los PICs a los de 24 VDC del PLC. Para esto se usaron optoacopladores siendo un aspecto más que los alumnos aprendieron. El trabajo fue laborioso, para alumnos y para mi como docente, pero valió la pena ya que se lograron los objetivos buscados. La prueba de los programas del PLC que en principio y probándolos con pulsadores funcionaban, conectados a la plaqueta demostraban el hecho de no haber tenido en cuenta la secuencialidad del proceso, los retardos, las bandas muertas, etc. Por último quiero compartir una experiencia con un alumno, que partiendo de la simulación antes mencionada, realizó una animación usando un software de confección de juegos para PC. Este alumno planteó la posibilidad que la máquina simulada se pudiera ver en movimiento a medida que se simulaba con el PIC. Para esto utilizó el programa GAMEMAKER, que es un shareware que se usa para producir juegos para PC y que usa el teclado para comandar los movimientos. De esta manera se replanteo la simulación de la siguiente manera:

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El trabajo que llevó a cabo el alumno fue la siguiente:

1. Realización de la pantalla gráfica con la representación del portón, sensores, accionamientos y estados del mismo con textos acordes.

2. Programación del PLC con el software Step 7 Microwin de Siemens para

CPU 212.

3. Asignación de teclas para comando que simulan las órdenes del PLC y las señales de control que el PIC da al autómata como respuesta de los sensores.

4. Investigación del protocolo de comunicación de los teclados AT. Se

obtuvo la siguiente información:

Accionamientos Enviados por PLC

Sensores con información enviada por plaqueta simuladora

Conexión a Puerto de Teclado AT

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- Códigos de cada tecla

- Configuración de pines de conectores de teclados

5 Pin DIN

1. KBD Clock2. KBD Data3. N/C4. GND5. +5V (VCC) PS/2

1. KBD Clock2. GND3. KBD Data4. N/C5. +5V (VCC)6. N/C

Trama de transmisión de teclado a PC

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Transmisión de PC a teclado

5. Confección de subrutinas en el PIC para transmisión y recepción y su relación con los tiempos del proceso. En este punto se trabajó en conjunto con la materia Sistemas de Enlace y Telecomunicaciones en lo que se refiere a transmisión asíncrona, decodificación, detección de errores, interrupciones, etc.

6. Prueba general y ajuste. Esta etapa le llevó al alumno aproximadamente

un mes de trabajo en el taller, primero con las dificultades de lograr un “diálogo” entre el PIC usado como teclado y la PC. Luego se tuvieron que coordinar los tiempos del PLC con los del PIC y su programa de simulación. Finalmente se completó y perfeccionó la interfase gráfica en la pantalla de la PC.

Este trabajo le valió a este estudiante la aprobación como examen global

de mis materias ya que tuvo en cuenta programación de PICs, de PLCs, de PC, transmisión de datos y protocolos. Es cierto que todo este trabajo y su aprendizaje no fueron para todos los alumnos del curso sin embargo todo el grupo sacó provecho a los resultados ya que al ser expuesto el sistema, asimilaron la filosofía de trabajo. Como docente fue sumamente fructífero y estimulante que el planteo de realizar el trabajo partiese del alumno y fuese él mismo quien se impusiese metas y avances. No todos nuestros alumnos presentan características de inquietudes en el campo que estudian, de curiosidad en nuestras materias, de “querer aprender por saber más”. Es un reto que se nos plantea todos los días y he decidido aceptarlo.

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10. Conclusiones:

Las conclusiones que paso a enumerar son obtenidas a partir de mi trabajo en escuelas de la provincia de Mendoza y como egresado de la Universidad Tecnológica Nacional Regional Mendoza por lo que no puedo generalizarlas a otras provincias. Tampoco es mi intención clasificar despectivamente a ingenieros teóricos e ingenieros prácticos como si uno fuese mejor que el otro. Lo que se pretende es hacer notar que un tipo de perfil profesional es quizás más adecuado que otro para la docencia de nivel medio.

Si bien no he podido encontrar en la carrera de ingeniería electrónica una perspectiva epistemológica definida, considero que la didáctica y pedagogía que utilizo guarda una cierta coherencia con las formas de trabajo e investigación que se usan en este campo de la ingeniería. Hasta la realización de este trabajo nunca me había planteado los aspectos epistemológicos de mi especialidad. Si bien nunca consideré a la electrónica una ciencia pura, no percibí hasta ahora, lo tecnológica que es. Siempre se asocia a los ingenieros con la formación científica y no es así. También considero que no hay una estructura metodológica, didáctica y pedagógica adecuada en la enseñanza de la electrónica ni en el control, y supongo que tampoco en otras ingenierías. No quiero decir que se enseñe mal, o que todos los ingenieros sean malos docentes sino que la formación del ingeniero no prevé la enseñanza (secundaria, terciaria o universitaria) de su campo y por lo tanto siempre se la consideró una tarea menor para el profesional. Grave error ya que alguien debe enseñar electrónica. Se podrá decir que la ingeniería es una cosa y la docencia es otra, sin embargo deben juntarse en una universidad o escuela técnica. ¡Los cursos de perfeccionamiento específicos dictados por empresas proveedoras de sistemas son un desastre en lo pedagógico! Es como si el ingeniero o estudiante de ingeniería debiera poseer la capacidad de autoaprendizaje y no necesita que se le enseñe “didácticamente”. Si bien en los últimos años se han fomentado el cursado de profesorados para profesionales, entre ellos los ingenieros, considero que no atienden a las necesidades profundas de la enseñanza técnica. Enseñar electrónica es distinto a enseñar matemática, o física o contabilidad. ¿Podemos usar en la enseñanza de automatización la misma metodología que en Tecnología o Física? Creo que las personas que forman docentes deberían atender a la diversidad de especialidades con un conocimiento un poco más profundo de estos campos. Quizás quede para ingenieros con vocación docente, lograr esa unión definitiva de ingeniería y docencia. Para aquellos que estamos trabajando en escuelas técnicas debemos tener en cuenta que formamos jóvenes como técnicos en distintas ramas pero en realidad formamos personas, ciudadanos. Y, queramos o no, somos sus modelos (positivos o negativos), sus ejemplos a seguir y esto implica una responsabilidad enorme que debemos estar dispuestos a asumir. En la vieja escuela conductista de la formación técnica-obrera se sacaba técnicos “en serie” sin atender al ingenio, la creatividad, la toma de decisiones, a la parte humanística. Esto no puede ser así en nuestros días. Quizás aquellos técnicos fuesen más hábiles y operativos pero nuestra época pide otra

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cosa. Si bien es cierto que los alumnos de 18 años quizás no tengan el grado de madurez para enfrentar situaciones laborales inmediatamente después de egresar pero mientras más internalizadas tengan sus competencias, más rápidamente se adaptarán al mundo del trabajo. Los ingenieros que trabajamos en docencia de nivel medio debemos darle a la escuela secundaria técnica un nuevo valor, hacer sentir al alumno que su título de técnico tiene un gran peso a la hora de buscar un trabajo o empezar con un emprendimiento propio. No todos podrán ir a la universidad o terminarla, aunque ahora pareciera que es el único camino que se puede seguir al terminar la secundaria. No solamente siendo ingeniero se puede lograr un dominio de la tecnología. Nuestros egresados deberán insertarse en un mundo laboral cambiante, donde serán moldeados por empresas según sus necesidades pero debemos formar aquellas capacidades que no se forman en lugares de trabajo y que no serán cambiadas por nuevas tecnologías. Es decir que debemos cimentar las bases teórico-prácticas fundamentales de nuestros egresados sin olvidar aquellos aspectos que lo definirán como persona: las actitudes y los valores.

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11. Bibliografía

- “Pensamiento Científico”, ProCiencia Conicet, Ministerio de Cultura y Educación de la Nación

- “Pensamiento Científico, Método y Conocimiento en Ciencias Sociales,

Humanismo y Ciencia”, Félix G. Schuster. ProCiencia Conicet, Ministerio de Cultura y Educación de la Nación

- “Pensamiento Científico, La polémica epistemológica actual”, Eduardo Flichman y Andrea Pacífico. ProCiencia Conicet, Ministerio de Cultura y Educación de la Nación

- “La Valoración Excesiva, en la F.I.U.B.A., de las Clases Con Exposiciones a Expensas del Auto-Aprendizaje y la

Creatividad”. Andrés P. Djordjalian ([email protected]) -Agrupación Estudiantil "Opción Independiente

- “Acerca del descubrimiento de las ondas electromagnéticas y las

primeras transmisiones”. Ing. Valentín Trainotti, Señor Member IEEE. Revista Nueva Telegráfica Electrónica Nº 10, Editorial Arbó.

- Trabajos Presentados en el 7º Congreso Latinoamericano de Control

Automático organizado por AADECA.

- “El Campo Electromagnético” , Ecuaciones de Maxwell y su historia. Ing. Salvador Puliafito. Editorial Idearium.

- “Analfabetismo Emocional”. Alejandro Castro Santander. Editorial

Bonum.

- “99 Ejemplos Prácticos de Aplicaciones Neumáticas” , Hesse, Blue Digest on Automation.

- Apuntes de Clase y material bibliográfico de la cátedra “Contenidos

Curriculares” y “Planeamiento Curricular”.

-

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12. Glosario:

Aprendizaje Acreditables: Expresa aquel aprendizaje que el alumno deberá lograr para acreditar la unidad didáctica. Circuito Integrado: Pastilla de silicio sobre la que se fabrican circuito a base de transistores reuniendo en un pequeño espacio toda la capacidad de procesamiento. Conocimiento tópico: Conocimiento atomizado con relaciones fijas entre ellos. Conocimiento Operacional: Conocimiento estructurado como una operación , basado en una lógica deductiva que busca una aplicación rápida y eficiente de los contenidos. Conocimiento situacional: Conocimiento estructurado en el interés de conocer una situación. Se mueve entre el plano fáctico-experimental y teórico-conceptual. Contenidos Conceptuales: Expresan conceptos o hechos. Son los mal llamados contenidos a enseñar, ya que existen otros tipos de contenidos que también se pueden aprender. Contenidos Procedimentales: Son aquellos contenidos que se orientan en secuencia y que permiten obtener un determinado objetivo. Pueden ser algorítmicos, turísticos, disciplinares e interdisciplinares. Contenidos Actitudinales: Hacen referencia a valores, actitudes y hábitos. IEEE Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos Indicador de logro: Recurso didáctico a través del cual se manifiesta la competencia buscada. INAUT Instituto Nacional de Automática Modelización: representación matemática, electrónica o virtual de un sistema física que puede generar ante iguales estímulos, iguales respuestas que el sistema real. PC Computadora Personal PIC Controlador Programable Integrado PLC Controlador Lógico Programable

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Semiconductores: Material cristalino que a temperatura ambiente conduce corrientes eléctricas, base de los transistores. Ejemplos de semiconductores, el Silicio y el Germanio Transistor: elemento básico de toda la electrónica capaz de amplificar corrientes y actuar como una llave microscópica. Transposición Didáctica: Proceso complejo de transformaciones adaptativas por el cual el conocimiento erudito se constituye en conocimiento u objeto a enseñar y éste en objeto de enseñanza o enseñado. Simulación: representación dinámica virtual de un sistema físico real a través de un programa informático que permite evaluarlo en diversas situaciones que se presentarían en el funcionamiento real. VHS Sistema de Video Hogareño

La creación de competencias en la educación técnica de ...2. Abordaje de la Problemática...

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