ESTRATEGIA PARA LA ENSEÑANZA DE CINEMÁTICA EN INGENIERÍA BASADA EN LABORATORIOS REMOTOS INTERINSTITUCIONALES

Resumen

Introducción

La estrategia de los autores para desarrollar prácticas remotas para los cursos afines al análisis dinámico de máquinas y mecanismos, dictados en las instituciones aliadas, pretende aprovechar y compartir los recursos disponibles en cada una de ellas. En los actuales momentos, este tipo de estrategia se plantea como una opción para enfrentar los retos impuestos por la pandemia de Covid-19. La experiencia colaborativa presentada en este trabajo se enmarca en la cinemática, la cual es una de las etapas iniciales del análisis y diseño de sistemas mecánicos relevantes para ingeniería. Además de reforzar la colaboración interinstitucional, la estrategia apunta a atender la dificultad en los estudiantes para hacer mediciones e interpretar la influencia de variables cinemáticas.

Metodología

Se realizaron experiencias piloto en cada institución, que permitieron una validación preliminar, para plantear una propuesta a ser ejecutada entre las tres universidades, a través de guías escritas que pueden ser utilizadas por los estudiantes de cualquiera de las instituciones. Estas fueron:

1. Generación y análisis de trayectorias en el plano utilizando un manipulador robótico. Los estudiantes envían electrónicamente una trayectoria en un formato adecuado para ser interpretado por el manipulador, este la ejecuta y genera un archivo con datos de la trayectoria para ser analizado por los estudiantes.

1. Medición de aceleraciones de un péndulo utilizando un celular con acelerómetro. Los estudiantes elaboran un péndulo en el que ubican el celular, establecen las dimensiones del péndulo y miden las aceleraciones con una aplicación móvil. Transmiten los resultados en tiempo real vía dirección IP, guardan los datos y calculan las gráficas de velocidad y desplazamiento para analizar la cinemática del experimento.

1. Simulaciones interactivas en línea. Se modela un mecanismo y se pueden modificar parámetros dimensionales y de accionamiento, obteniendo gráficas de variables cinemáticas relevantes. Los estudiantes pueden realizar análisis e interpretaciones a partir de las simulaciones.

Resultados

Las experiencias de laboratorios remotos han permitido mostrar que:

1. Los estudiantes pueden ver en tiempo real el trazado de la trayectoria diseñada para el manipulador robótico. Con los datos obtenidos los estudiantes pueden analizar e interpretar las variables cinemáticas de interés.

1. Aprenden a medir con acelerómetros, variables cinemáticas, utilizando una tecnología de fácil acceso. Adicionalmente, ganan experiencia en la transmisión de datos utilizando las conexiones IP. Aplican los elementos del cálculo para representar y calcular variables cinemáticas.

1. Fortalecen la habilidad para predecir la influencia de parámetros dimensionales en el desempeño cinemático de sistemas mecánicos. Se refuerza el trabajo individual, al posibilitar la manipulación de la interfaz en la plataforma en línea, y también el trabajo colaborativo, al poder comparar los resultados obtenidos por otros pares.

Conclusiones

Los laboratorios remotos, descritos en este trabajo, han permitido mostrar la factibilidad de compartir recursos entre las tres instituciones aliadas. Los resultados preliminares demuestran que esta estrategia es una alternativa para el fortalecimiento de la colaboración interinstitucional, así como para apoyar los procesos de enseñanza y los retos actuales para el aprendizaje de los alumnos. Estas estrategias pueden ser replicadas a nivel regional y nacional.