Praxis, competencias e innovación de los ingenieros químicos

J. Clemente Reza García, Víctor M. Feregrino Hernández, Laura R. Ortiz EsquivelESIQIE del IPN, Edificio 6 UPALM, Zacatenco DF, 07738 México

Teléfono (52) 555729 6000 ext 54221, fax (52) 555752 3151email: jrezag@ipn.mx

ResumenEl ecosistema favorable de la innovación considera como principios fundamentales la

promoción de educación de alta calidad y pertinencia, así como el desarrollo de capital humano

cuya formación integral le facilite la adquisición de competencias y habilidades de clase

mundial. La mayoría de las organizaciones relacionadas con el ejercicio de la ingeniería

concuerdan en recomendar que los planes de estudio se vinculen con el sector productivo para

realizar el tránsito de las escalas del trabajo experimental laboratorio-planta piloto-planta

industrial, a efecto de permitir el contacto del futuro profesional con problemas reales

relacionados con las buenas prácticas de los equipos y procesos industriales en su verdadera

magnitud. El perfil profesional de los egresados de la Escuela Superior de Ingeniería Química

del Instituto Politécnico Nacional de México se caracteriza por su énfasis en la formación

práctica a través del trabajo experimental en sus laboratorios de docencia e investigación,

planta piloto y programas curriculares de estancias industriales. Se describen y analizan los

resultados y características de las actividades de los estudiantes de ingeniería química a partir

del modelo de formación para la industria, con la industria y en la industria

Palabras clave: innovación tecnológica, formación profesional, desarrollo de habilidades,

competencias profesionales, escalas de trabajo experimental

IntroducciónEn las últimas décadas, los gobiernos de países han puesto mayor interés para lograr ventajas

competitivas que les permitan alcanzar un crecimiento económico sustentable, para lo cual han

recurrido al desarrollo de la innovación mediante la creación de un ecosistema en el cual

participan gobierno, industria, sociedad e instituciones de educación superior, en un contexto

de economías globalizadas y libre mercado de bienes y servicios. Así, la innovación genera

grandes beneficios para todos los actores involucrados ya que permite elevar la calidad de vida

de las personas.

En el ámbito del capital humano, la disponibilidad de una fuerza laboral bien calificada y la

formación de profesionales de alto nivel son esenciales para la generación, difusión y

aplicación de la innovación tecnológica, ligada de manera crítica al conocimiento, destrezas,

experiencia y creatividad de las personas.

Por ello y desde 2005, el Reporte de Competitividad Global del Foro Económica Mundial ha

señalado como prioridad el mejoramiento de la calidad de los sistemas educativos, a efecto de

que éstos puedan preparar una fuerza laboral de clase mundial, tecnológicamente diestra y en

la cual las mujeres, en particular, encuentren mayores oportunidades. Así, este pilar deberá

incidir en todos y cada uno de los elementos que permiten fortalecer la educación y la

capacitación de los recursos humanos, de manera que las instituciones educativas formen los

profesionistas capacitados que demanda el mercado laboral internacional, lleven al cabo la

capacitación permanente de los recursos humanos activos y, sobre todo, el desarrollo de

profesionistas en las áreas estratégicas de la innovación.

Un análisis FODA del capital humano en los países latinoamericanos señala como fortalezas el

conjunto de universidades y centros de investigación de calidad superior y la diversidad cultural

como fuente de creatividad, así como las oportunidades de una población joven, la inserción de

redes de conocimiento y plataformas tecnológicas globales, a la par del desarrollo significativo

de ingenieros en sus diferentes especialidades.

Los ingenieros son un factor indispensable en el desarrollo sostenible, puesto que se requieren

líderes en la toma de decisiones acerca del uso responsable de los recursos materiales,

energéticos y el agua, el desarrollo de infraestructura y el diseño de nuevos productos; previo

reconocimiento de su compromiso social. Los retos a los que se enfrentan los ingenieros son:

Reducir los efectos ambientales y sociales de la ingeniería de productos, servicios e

infraestructura.

Mejorar su desempeño en el medio ambiente.

Contribuir con la ingeniería de productos, servicios e infraestructura en el aumento de la

calidad de vida.

Garantizar que los productos, servicios e infraestructura cumplan cabalmente con los

criterios de desarrollo sostenible, procurando que sean los más competitivos en el

mercado, en todos sentidos.

Por cuanto que facilita la actividad interdisciplinaria y la permanente actualización profesional,

el modelo educativo tradicional para la enseñanza de la ingeniería considera que en los

primeros cursos se promueva una sólida preparación en las ciencias básicas y ciencias de la

ingeniería, para incorporar posteriormente las asignaturas de la especialidad y otras de

carácter complementario.

En los planes y programas de estudio de todas las especialidades de ingeniería, las

asignaturas de carácter teórico-experimental desempeñan un papel preponderante puesto que

representan la oportunidad inmediata para la vinculación directa entre los conocimientos

científico-tecnológicos y sus aplicaciones. El papel que desempeña la actividad experimental

del laboratorio de estas asignaturas se ha debatido entre ser un medio para comprobar y

reafirmar lo establecido por la teoría o un mecanismo para generar nuevos conocimientos,

habilidades y actitudes mediante el trabajo metodológico de la experimentación.

En este contexto, pudiera parecer paradójico que en plena era de la Sociedad del

Conocimiento y de la educación virtual no presencial, en las instituciones educativas de

vanguardia prevalece el criterio de que las actividades experimentales de enseñanza-

aprendizaje en el laboratorio deben constituir un espacio de aprendizaje mediante el uso de los

diversos recursos y tecnologías de la información disponibles.

Aunque el enfoque mencionado es el que permite alcanzar mejores resultados para la

formación integral de los futuros profesionales en cualquier especialidad de la ingeniería,

también es cierto que la mayoría de las organizaciones relacionadas con el ejercicio de la

ingeniería concuerdan en afirmar y recomendar que sea indispensable la vinculación con el

sector productivo para realizar el tránsito eficaz a través de las escalas del trabajo experimental

laboratorio-planta piloto-planta industrial, a efecto de permitir que el estudiante tenga

contacto con los equipos y procesos industriales en su verdadera magnitud, así como poder

analizar las buenas prácticas y los problemas reales relacionados con el control de las materias

primas, condiciones de operación de los equipos, instrumentos de medición, servicios

auxiliares, manejo de residuos, etc.

En la revisión curricular de los planes y programas de estudio de las carreras de ingeniería se

debe considerar la necesidad de proporcionar a los estudiantes una formación sólida en

métodos y mediciones experimentales, ya que se espera que los egresados de esas áreas

tengan la capacidad de resolver numerosos problemas (Solleiro, 2008). En ese orden de ideas,

los cursos y actividades en el laboratorio deben ser el medio para adquirir muchas de las

habilidades relacionadas con el futuro trabajo profesional ya sea en los sectores productivo de

bienes y servicios o del desarrollo y la innovación tecnológica.

Por otro lado, es un hecho reconocido que en los cursos correspondientes al primer año de

estudios de las carreras científico-tecnológicas se presentan altos índices de reprobación y

deserción, en razón de una problemática compleja que incluye:

Alumnos con falta de interés y vocación por las carreras científico-tecnológicas.

Alumnos con fuertes deficiencias metodológicas y conceptuales derivadas de los cursos

de los anteriores niveles de educación.

Asignaturas con contenidos programáticos excesivos y en ocasiones repetitivos en un

bloque de asignaturas seriadas.

Desvinculación y/o desfasamiento entre los contenidos programáticos de la teoría y las

actividades experimentales en el laboratorio.

Masificación de los procesos educativos en el nivel de referencia, con la consecuente

escasez de recursos económicos y materiales en las instituciones.

DesarrolloEn el marco del proceso de desarrollo curricular de las especialidades de Ing. Química

Industrial, Ing. Química Petrolera e Ing. Metalúrgica y de Materiales ofrecidas en la Escuela

Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas (ESIQIE) del Instituto Politécnico

Nacional (IPN) de México, con base en la instrumentación de una educación profesional

basada en competencias en un contexto de desarrollo sostenible, las Academias han diseñado

sus programas de actividades de enseñanza-aprendizaje a partir de la definición de su impacto

individual en la formación integral de los ingenieros químicos, previa identificación de las

competencias básicas y genéricas cuyo desarrollo será promovido en los ámbitos escolar y

extraescolar.

En el primer año de estudios de dichas especialidades se imparten tres asignaturas del área de

las ciencias básicas de carácter teórico-práctico, cuyos correspondientes programas de

actividades experimentales en el laboratorio han sido rediseñados con el objetivo de desarrollar

las habilidades fundamentales del método científico, considerando un conjunto de

experimentos propuestos en relación con temas específicos del programa de cada asignatura.

Lo anterior se fundamenta en el hecho de que la actividad experimental en el laboratorio ha

demostrado ser un mecanismo idóneo para que el alumno adopte y desarrolle una metodología

científica-básica, que se manifieste en:

o Dominio de los diferentes tipos de lenguajes; matemático, gráfico, químico, escrito

o Interés y habilidad para consultar fuentes impresas y electrónicas de información, así

como en otros idiomas.

o Capacidad para analizar, discriminar y sintetizar la información.

o Criterio para ponderar la influencia de los factores (toxicidad, disponibilidad material,

economía, tiempo, impacto ambiental) que intervienen en un fenómeno fisicoquímico en

particular.

o Creatividad en el diseño de experimentos para fines específicos, con criterios de

sustentabilidad

o Trabajo experimental adecuado que involucre: la aplicación de criterios y habilidades

para seleccionar y manipular equipo, instrumental y reactivos de laboratorio; la

manifestación de una actitud crítica para analizar, interpretar y comunicar resultados,

así como la adopción de hábitos de puntualidad, orden, limpieza y seguridad.

Sin descartar la información existente en los medios impresos (manuales, tablas, etc.), se

enfatiza la búsqueda de información electrónica con ayuda de ligas y motores comerciales y su

discusión para la validación posterior; para asegurar la confiabilidad de esta información ha

sido necesario establecer criterios de confiabilidad de la fuente seleccionada tales como

objetividad, permanencia, vínculos, así como las fechas de creación, revisión y actualización.

Cabe mencionar que, en el caso de las actividades experimentales de Química General,

destacan los materiales audiovisuales recuperados de la web en torno a la problemática del

medio ambiente, así como la revaloración de los esquemas de clasificación conceptual

(cuadros sinópticos, diagramas de flujo, mapas conceptuales, etc) en el trabajo experimental.

Durante los primeros semestres y hasta la mitad de la carrera, en las diferentes asignaturas

teórico-experimentales de las tres especialidades, los experimentos de laboratorio se

desarrollan en los niveles de trabajo micro y regular en los llamados laboratorios ligeros (Figura 1), situación similar que se presenta también en los laboratorios de investigación donde

los estudiantes de los últimos semestres de licenciatura o del nivel posgrado desarrollan

experimentaciones como sustento de sus trabajos de tesis, adscritos a proyectos de

investigación aprobados y registrados por la institución u otros organismos patrocinadores.

Fig. 1 Laboratorios ligeros, ESIQIE

Fig. 2 Laboratorios pesados, ESIQIE

La ventaja de emplear ambas escalas del trabajo experimental, permite al estudiante visualizar

que la manipulación de materiales y sustancias tienen la misma sistematización tanto en el

desarrollo experimental como en las secuencias de cálculos, así como las mismas reglas de

seguridad en los procedimientos, aunque se tiene mayor precaución en la escala micro por el

tamaño de la muestra y equipo.

Otra percepción está en el impacto sobre las cantidades usadas de reactivos y en la

disposición de los residuos generados, ya sea para su desecho o para el tratamiento y

posterior disposición.

En la segunda mitad del plan de estudios los estudiantes acuden a los denominados

“laboratorios pesados” (Figura 2), que son instalaciones de equipos a nivel planta piloto de

las diferentes operaciones unitarias de separación y/o de transferencia de masa y energía,

tales como torre de destilación, torre de absorción, evaporadores, secadores, lechos

empacados, bancos de tuberías, entre otros, en los cuales se realizan experimentos para

caracterizar las variables y los parámetros de operación.

Algo relevante en los equipos de estos laboratorios, son los dispositivos electrónicos (software)

para la manipulación de variables que permiten el control automático de procesos e

instrumentos de medición, incluso la simulación de fallas, permitiendo una experimentación

más cercana al entorno industrial.

De manera simultánea a las actividades en estos laboratorios, como parte del plan de estudios,

los estudiantes de la ESIQIE cursan dos asignaturas con valor curricular, en las cuales se les

reitera la metodología de investigación, a través de los elementos de observación y la

formulación de un reporte técnico, para su aplicación durante las visitas y estancias industriales que realizan a diversas plantas industriales de manera curricular a lo largo de su

formación profesional. Para estas visitas, además de asistir con la guía de observación, los

estudiantes acuden con todos los elementos de higiene y seguridad personal, mismos que

conocen y cumplen desde sus primeras actividades experimentales en los laboratorios, dado

que no pueden acceder a los mismos si no satisfacen tales requerimientos.

La fuerte vinculación Academia – Industria es uno de los pilares de la ESIQIE, ya que permite

el acercamiento e interacción entre la institución y los sectores público, privado y social de

bienes y servicios. La ESIQIE cuenta con varias modalidades de vinculación, entre ellas:

• Visitas industriales, que desde el inicio de la carrera las llevan a cabo los alumnos con la

finalidad de conocer y familiarizarse con el sector productivo, observando “in situ” los diferentes

procesos de más de 100 empresas que apoyan a la escuela recibiendo a los estudiantes y

explicándoles sus procesos y procedimientos. En promedio, se realiza un total de 100 visitas

industriales al semestre, con duración de 1 día, a empresas de todas las especialidades químicas

Objetivos de la visita industrial, Figura 3:

Integrar al alumno con su futuro campo de

trabajo.

Resaltar la importancia que tiene el estudiante

de Ingeniería, con el sector productivo.

Complementar los conocimientos teórico–

prácticos adquiridos en la ESIQIE, con el campo

laboral.

Fig. 3 Salida a una visita industrial

En este punto, a partir del 5° semestre, los estudiantes de la ESIQIE se pueden integrar de

forma parcial a una industria, organismo público o centro de Investigación, tal que les permita

poner en práctica sus conocimientos a través de dos prácticas o estancias industriales con

duración de un mes, cumpliendo 8 horas diarias de actividad en algún área específica:

laboratorio, producción, servicios, investigación y desarrollo, etc.

Para finalizar su formación, los estudiantes cursan dos asignaturas de carácter

profesionalizante cuyos programas de estudios consideran énfasis en los aspectos de actitudes

en y para el trabajo, desde una entrevista laboral, manejo de conflictos o una cena con

directivos, además de elementos discursivos para la integración de un reporte de las

actividades realizadas en cada una de las prácticas profesionales.

Cada estancia industrial les asegura a los estudiantes

un acercamiento a la realidad laboral en donde,

además de interactuar con personas con diferentes

formaciones y responsabilidades, tiene que enfrentarse

a situaciones laborales cotidianas reales, dependiendo

de la responsabilidad asignada por el encargado en la

planta. Figura 4

Fig, 4 Práctica industrial en una empresa

La ESIQIE realiza proyectos vinculados de servicios a la industria, aprovechando las fortalezas

de su personal académico e infraestructura, en los cuales los estudiantes pueden desarrollar

también sus prácticas profesionales en calidad de becarios, asumiendo responsabilidades

profesionales en campo, laboratorio u oficina.

Entre las actividades en que pueden participar se encuentran:

• Servicios a empresas en las áreas de pinturas y recubrimientos, con base en normas de

calidad NMX, entre otras.

• Pruebas acreditadas ante la Entidad Mexicana de Acreditación (EMA) en los laboratorios

de corrosión, pruebas mecánicas y análisis metalúrgicos

• Análisis químicos mediante equipos de Infrarrojo, cromatografía de gases, resonancia

magnética (RMN), cromatografía de líquidos (HPLC), entre otros.

• Desarrollo de proyectos en impacto ambiental, bioremediación y biodegradación

• Cursos de capacitación profesional en mecánica de fractura y análisis de riesgos

Conclusiones y recomendacionesEl diseño de las actividades experimentales en los laboratorios de cada una de las asignaturas

teórico-prácticas, se debe realizar con el objetivo de propiciar la formación integral de los

estudiantes de ingeniería, al reforzar la actitud metodológica y critica para un adecuado

desempeño tanto en su trayectoria académica como en su inserción en el mercado laboral.

Así, la praxis del estudiante de ingeniería química en la ESIQIE se desarrolla desde la

experimentación con los materiales y sustancias en un laboratorio de química en microescala

hasta el trabajo en equipos y reactores a nivel planta piloto, bajo un enfoque de sustentabilidad

en todos los rubros social, económico y ambiental.

El trabajo académico en los laboratorios pesados de la ESIQIE, resulta un excelente apoyo

académico para los estudiantes de ingeniería química, considerando que existen pocas

opciones similares a nivel nacional para realizar sus estudios en instalaciones de tal

envergadura.

Los contenidos programáticos de las asignaturas teórico prácticas en las carreras de ingeniería

no solo deben buscar fomentar la sistematización de las metodologías de trabajo, sino

desarrollar y fortalecer las competencias y actitudes que los futuros profesionales deben

presentar con responsabilidad y compromiso en el ámbito laboral.

La reestructuración de los mapas curriculares de las especialidades impartidas en la ESIQIE a

partir del año 2010, con base en un enfoque de competencias profesionales en un contexto de

sustentabilidad, ha favorecido la permanencia de los estudiantes hasta respecto al plan anterior

debido principalmente a la inclusión del uso de las TIC y la reforma experimental.

Referencias

1. Departamento de visitas industriales de la ESIQIE-IPN

http://www.esiqie.ipn.mx/wps/wcm/connect/esiqie/ESIQIE/Inicio/ALUMNOS_Y_EGRESADO

S/VISITAS_INDUSTRIALES/REQTRA/INDEX.HTM Página consultada el 11 de febrero de

2013.

2. Facebook del Departamento de visitas industriales de la ESIQIE-IPN http://es-

la.facebook.com/permalink.php?

story_fbid=234112123353704&id=125264817571769&comment_id=978525&offset=0&total

_comments=8 Página consultada el 18 de febrero de 2013.

3. Gallart, Antonia, Artículo extraído del Boletín Educación y Trabajo, Red Latinoamericana de

Educación y Trabajo CIID – CENEP, Año 7 - Nº1 - Buenos Aires - Junio 1996

http://www.empresaescuela.org/links/dificil.pdf Página consultada el 18 de febrero de 2013.

4. Gallart, Antonia, “Los cambios en la relación escuela-mundo laboral”, Revista

Iberoamericana de Educación, No. 15, sept.-Dic. 1997

5. Meza, Salvador, “Vinculación: puente para la calidad profesional”,

http://www.eduqativa.com/esp/layout/ANTERIOR/EDUQATIVA-1.pdf

6. Solleiro, José Luís, “En búsqueda de un sistema de prácticas para la vinculación exitosa de

universidades y centros de I+D con el sector productivo”, ADIAT VII Jornada de

transferencia de tecnología, 9 de mayo de 2008