Unlocking the Development and Experiences of Control Education Labs (CE2Labs)

La educación en ingeniería se basa en una integración equilibrada de la instrucción teórica y la experiencia práctica en el laboratorio. En la ingeniería de control, la experimentación práctica es particularmente esencial, ya que conecta conceptos teóricos abstractos con aplicaciones industriales reales. Sin embargo, muchas universidades enfrentan limitaciones significativas para proporcionar equipos de laboratorio adecuados debido a los altos costes, las exigencias de mantenimiento y la limitada inversión institucional. Normalmente, los laboratorios de control atienden a grupos grandes de estudiantes con solo unos pocos montajes experimentales (experimental setups) disponibles. Como resultado, las actividades prácticas suelen reducirse, lo que limita la interacción directa de los estudiantes con sistemas reales. Aunque los simuladores virtuales y los laboratorios remotos han avanzado considerablemente en los últimos años, no pueden sustituir por completo la experiencia de trabajar con sistemas físicos. Esta escasez es un problema global y es especialmente crítica en regiones en desarrollo donde los recursos son escasos.

Este proyecto aborda este desafío mediante el establecimiento de un marco sostenible para el desarrollo de modelos de laboratorio de control accesibles y de bajo coste. El objetivo es diseñar y construir sistemas físicos reutilizables de diversa complejidad bajo una filosofía de código abierto (open-source), poniéndolos a disposición de educadores de todo el mundo de forma gratuita. Estos modelos servirán de apoyo tanto a la educación universitaria como a la secundaria. El proyecto incluye el desarrollo de seis montajes experimentales diferentes, construyéndose dos unidades de cada uno en las universidades participantes. Los modelos propuestos incluyen sistemas mecánicos básicos fabricados con componentes impresos en 3D (como reguladores centrífugos o sistemas de bola y viga), dispositivos impresos en 3D más avanzados (por ejemplo, sistemas inspirados en escape rooms o montajes basados en Peltier), soluciones basadas en Arduino para el control de temperatura y posición, y sistemas electrónicos a pequeña escala como el proceso de dos tanques. El equipo internacional del proyecto, compuesto por educadores y técnicos de laboratorio de universidades de Francia, Alemania, España y Suecia, garantiza una amplia perspectiva pedagógica y una sólida viabilidad técnica. El proyecto es importante para los estudiantes, que obtendrán experiencia práctica con sistemas realistas; para los educadores, que podrán diseñar actividades prácticas significativas más allá de las simulaciones; y para la comunidad de control, ya que mejora la visibilidad y la relevancia social de la automática. El público objetivo incluye universidades, docentes de control e institutos de secundaria que busquen soluciones de laboratorio portátiles, asequibles e impactantes.