Tesis doctorales de Economía


ESTRATEGIA DIDÁCTICA PARA CONTRIBUIR A LA FORMACIÓN DE LA HABILIDAD PROFESIONAL ESENCIAL “REALIZAR EL PASO DEL SISTEMA REAL AL ESQUEMA DE ANÁLISIS” EN EL INGENIERO MECÁNICO

Carlos Manuel Cañedo Iglesias

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1.4 DEFINICIÓN DE LA HABILIDAD PROFESIONAL ESENCIAL DEL INGENIERO MECÁNICO.

La habilidad para determinar lo esencial, según se refiere (López Mercedes) [12], es muy compleja e integradora que supone la habilidad de poder apreciar las propiedades de los objetos (observación, descripción), la de percibir los rasgos, propiedades o facetas comunes (comparación, clasificación, y la posibilidad de discriminar entre estas lo esencial o fundamental de lo accidental o secundario Dicho de otra forma:

­ Se es buen observador en la medida en que se es capaz de determinar los aspectos a observar, de apreciar la diversidad de características, propiedades o facetas de un objeto de estudio.

­ La descripción permite rebelar la calidad de la observación, las propiedades o facetas del objeto.

­ Al comparar se determinan las cualidades y propiedades o rasgos que se manifiestan de modo semejante o diferente.

­ Al clasificar los objetos se agrupan los que tienen características o facetas que se dan de modo similar, en función de los rasgos, nexos y/o relaciones esenciales, es decir, que son comunes.

­ Al apreciar cuáles de las características hacen que las cosas sean lo que son y no otras, lo que es fundamental en correspondencia con el objetivo propuesto determina lo esencial.

En el presente trabajo el autor introduce la idea fundamental, partiendo de los presupuestos teóricos expresados en el epígrafe anterior, de que el paso del Sistema Real al Esquema de Análisis es una Habilidad Profesional Esencial del Ingeniero Mecánico ya que la misma, por un lado es de necesario dominio en todas las Disciplinas de la Carrera de Ingeniería Mecánica, y por otro, sin ella es imposible resolver el problema más elemental que se pueda plantear en cualquiera de estas Disciplinas.

¿En que consiste este proceso de paso del Sistema Real al Esquema de Análisis?

El Sistema Real es cualquier Sistema Mecánico, puede ser un Sistema Mecánico Estático, Dinámico, Térmico, de Flujo, etc. incluso este proceso de paso del Sistema Real al Esquema de Análisis es común para otros Sistemas Ingenieriles como los Sistemas Industriales de Procesos Químicos, Eléctricos, etc.

El Esquema de Análisis por otro lado no es mas que un Modelo Matemático del Sistema Real en el que se han considerado un conjunto de factores realmente influyentes en el Problema que se desea resolver y se han despreciado toda otra serie de factores menos influyentes en el mismo. La elección de que factores se van a considerar y que factores se van a despreciar y en que medida los factores considerados constituyen realmente un Modelo aceptable del Sistema Real, dependen de la interpretación que se haga del propio Sistema y del Problema que se desea resolver. Le capacidad de realizar una interpretación correcta de Sistema Real y del Problema a Resolver en función de crear ese Modelo aceptable del mismo es precisamente la Habilidad de desarrollar el Paso del Sistema Real al Esquema de Análisis.

Aunque se posea un exquisito dominio de las leyes y principios de cualquiera de la Disciplinas que conforman el currículo del Ingeniero Mecánico, si no se tiene una adecuada interpretación y un adecuado planteamiento en el paso del Sistema Real al Esquema de Análisis en función del problema práctico que se desea resolver, la aplicación de las leyes y principios de la disciplina en particular no arrojará resultados adecuados, de aquí la importancia de la formación de la habilidad profesional “realizar el paso del Sistema Real al Esquema de Análisis” en el Ingeniero Mecánico.

Esta habilidad al igual que cualquier otra se adquiere sobre la base de la ejercitación sistemática. En la Carrera de Ingeniería Mecánica es precisamente en la asignatura Mecánica Teórica donde el estudiante es capaz de iniciar el proceso de adquirir esta habilidad sobre la base de una adecuada sistematicidad en su ejercitación. Se plantea que en la Física y aun incluso en otras asignaturas, se realizan ejercicios donde el estudiante debe realizar este paso. Pero no es en estas asignaturas donde realmente se inicia este proceso. En la Física, por ejemplo, el profesor no puede dirigir el centro de la atención de los estudiantes hacia el logro de este propósito, el objetivo de la Física es el establecimiento y la fijación de los conceptos, no precisamente la interpretación de los sistemas planteados con vistas a la elaboración de los modelos de análisis. En la Mecánica Teórica se plantea en el presente trabajo la necesidad de centrar la atención en este paso dada la importancia que el mismo tiene para el Ingeniero Mecánico.

El Sistema Real tiene determinadas cualidades inherentes al mismo y dependiente del medio en el que el mismo esta ubicado; el Esquema de Análisis es un Modelo del Sistema Real, indudablemente un modelo simplificado, para cuya elaboración se hace necesario realizar una adecuada interpretación de aquellos factores que resultan influyentes y de ellos cuáles son los determinantes y una adecuada selección de cuáles de éstos serán ciertamente considerados en el esquema en aras de dos factores fundamentales:

­ La simplificación máxima posible del cálculo.

­ La exactitud y correspondencia de los resultados del mismo con la realidad.

Si el Modelo deseado no es adecuado, estos dos factores no se satisfacen.

El paso del Sistema Real al Esquema de Análisis consiste por lo tanto en primer lugar en realizar un análisis profundo del sistema real en función del problema profesional que se desea resolver con vistas a poder precisar cuáles son todos aquellos factores influyentes y en que medida pueden influir cada uno de ellos de manera de poder decidir cuáles de ellos serán obligatoriamente incluidos en función de los dos factores fundamentales mencionados anteriormente y cuales, dada su pequeña influencia, van a ser despreciados. El segundo paso consiste en realizar todas las simplificaciones necesarias para conformar el modelo deseado, o sea, conformar el Esquema de Análisis.

Este proceso implica realizar un conjunto de simplificaciones, algunas de ellas obligatorias, que en el caso de la Mecánica abarcan diferentes aspectos como son:

1. Elegir el modelo para la forma de los elementos.

Esta es una simplificación obligatoria. En la Ingeniería Mecánica se contempla en general dos grandes grupos: la partícula y el sólido y en particular los sólidos se dividen en cuatro grupos diferentes: las barras, las bóvedas, las placas y los bloques. La elección de una u otra forma para el análisis depende por supuesto de la geometría real del elemento; pero requiere también de un análisis pues un mismo sólido puede ser modelado en ocasiones de una u otra forma en aras de la simplificación o exactitud de los cálculos. La forma geométrica de los elementos constructivos son tan generales que ni siquiera suelen especificarse en los diseños prácticos. Pero no agotan, ni mucho menos, la esquematización de cada construcción.

En la práctica, la elección del modelo de cálculo constituye un problema singular, el de la “versión óptima”. Se trata de aproximar al máximo el modelo de cálculo al método efectivo elaborado, reduciendo al mínimo las divergencias con la construcción real. El problema no es sencillo. Para resolverlo se precisa, por un lado de cierta intuición y por el otro, el dominio de una gran variedad de métodos de análisis.

El arte de elegir el modelo de cálculo reviste una gran importancia para el ingeniero.

2. Elegir los tipos de apoyos a emplear en los elementos.

Esta elección de los tipos de apoyos a emplear es de suma importancia ya que debemos partir del criterio de selección de las conexiones presentes en el elemento mecánico conectado, por supuesto que la acción de levantar el sólido de su base de sustentación y sustituirlo en el modelo por fuerzas, es la esencia del esquema de análisis a emplear, pero debemos detenernos en la elección que se hace del tipo de apoyo que se emplee y las situaciones de estaticidad que se practiquen, ya que en el caso que nos ocupa trabajaremos con sólidos estáticamente determinadas , es decir, que el número de incógnitas sea igual al número de ecuaciones a emplear para darle solución al problema, esto es una premisa que no podemos perder de vista, es cierto que para realizar estas operaciones nos auxiliamos de tablas, normas que facilitan la selección de los apoyos a utilizar en las situaciones problémicas que se plantean.

3. Elegir las cualidades que le serán asignadas a los materiales.

En la elección del modelo de cálculo es la idealización de las propiedades del material. Al recalcar la universalidad de tal modelo no debemos olvidar que en Mecánica se presentan problemas cuyo planteo se halla en el límite de aplicabilidad del concepto de continuidad. Las propiedades pueden esquematizarse de distintos modos, según las propiedades del material real y los objetivos que se propone el diseñador.

4. Elegir el modelo que será empleado para caracterizar la interacción entre las cargas y el elemento.

Examinemos las simplificaciones típicas introducidas en el sistema de fuerzas exteriores. El procedimiento más universal es la introducción de cargas concentradas, que sustituyen a algunas cargas distribuidas. Simplificaciones de esta clase son factibles, claro está, solo cuando las dimensiones de la superficie por donde se efectúa la transmisión de los esfuerzos, son pequeños en comparación con las dimensiones globales del elemento constructivo o cuando se calculan reacciones de apoyo, sin embargo, cuando se calculan fuerzas internas esta sustitución conduce a errores. Es obvio que en las construcciones reales, la transmisión de los esfuerzos en un punto es irrealizable y que la fuerza concentrada es una noción propia del modelo de cálculo. Algo similar ocurre con los momentos concentrados, las situaciones en que estos aparecen en el sistema es necesario conocerlas de antemano para poder incluirlos correctamente en el Esquema de Análisis.

5. Elegir los aspectos del Medio Externo que serán incluidos en el Modelo.

Este es un paso importante ya que tenemos que tener presente las condicionantes externas que serán incluidas en el modelo, como es el caso de algunos de agentes externos que en muchas ocasiones debemos considerar como son la fuerza del viento, la resistencia a la rodadura, la fuerza de rozamiento (el valor del coeficiente de fricción, o sea, la decisión de si se consideran o ignoran las fuerzas de fricción depende de las condiciones de lubricación y de su efectividad), entre otros que en algunas ocasiones pueden ser despreciados o incluidos en el modelo.

6. Establecer las leyes y principios serán considerados como válidos en el Modelo que será empleado.

El establecimiento de las leyes y principios que serán considerados en el modelo es una necesidad de cualquiera de los análisis que se realizan en ingeniería y que tenemos que tener presente en la construcción del modelo a emplear, pero lo más importante de esta aplicación es el dominio que se debe tener de las leyes y principios a emplear para no cometer errores ya que no sólo es conocer el concepto sino saberlo aplicar a una situación problémica determinada.

Avalados por estos criterios teóricos que se han tenido en cuenta en la formación de las habilidades profesionales del Ingeniero Mecánico, afloran los fundamentos que permiten definir la habilidad “realizar el paso del sistema real al esquema de análisis” como una habilidad profesional esencial y se concibe como “un sistema de acciones y operaciones indispensables para el modo de actuación del Ingeniero Mecánico en la solución de los problemas técnicos y humanos que resuelve en el contexto de su profesión”.

En este ámbito el aprender a determinar lo esencial implica una elevación del nivel de desarrollo intelectual y constituye una posibilidad que enriquece el resultado de la actividad docente, de la actividad cognoscitiva en general, donde el estudiante se apropia de conocimientos que le permite dar respuesta a determinados problemas de la profesión desde una dimensión cualitativamente superior

Cuando la enseñanza tiene un enfoque problémico y el estudiante es capaz de percibir la esencia de la situación problémica que deviene para él en un problema, cuya solución está en disposición de hallar bajo la guía orientadora del profesor, para hacerlo cada vez con mas independencia después, es que se garantiza el desarrollo intelectual, en función de la resolución del problema planteado y es cuando puede esperarse conocimientos sólidos y actitudes positivas ante el estudio.

Desde una concepción didáctica los métodos reproductivos son incongruentes con la determinación de lo esencial, esto no significa la negación absoluta de los mismos, pero limitan al desarrollo de la independencia cognoscitiva, sin embargo cuando el aprendizaje emerge desde la investigación, la búsqueda parcial, la elaboración conjunta, y otros métodos de la enseñanza problémica, la adecuada conducción y orientación del proceso por parte del profesor primero, conduce el aprendizaje del estudiante de manera mas autónoma.


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