Desarrollo de Proyectos Integradores Capstone como herramienta para el aprendizaje de Diseño y Control de Procesos en Ingeniería Química

Pedagógica / Académica

• Investigación

Durante el desarrollo de los procesos de acreditación del programa de Ingeniería Química, se realizaron ejercicios de análisis prospectivo de la profesión y se contrastaron, mediante entrevistas y grupos focales, con las experiencias de diferentes egresados, los cuales participan en proyectos de diseño y operación de procesos industriales.

Se realizó una revisión de literatura sobre diferentes experiencias de cursos y proyectos de diseño Capstone en programas de ingeniería química en el mundo, y se analizaron las lecciones aprendidas en cada caso, contrastadas con las experiencias propias, las cuales se vienen desarrollando desde el año 2010.

Con esta información base, se formuló una experiencia de diseño Capstone para el programa de Ingeniería Química.

• Diseño básico de mínimo cinco (5) plantas de procesos anuales por parte de los estudiantes de Ingeniería Química de la UPB.
• Divulgación de los resultados obtenidos con la implementación de los Proyectos Integradores Capstone en al menos un (1) evento académico internacional relacionado con docencia universitaria.
• Generar como mínimo dos (2) acercamientos anuales con egresados del programa para retroalimentar los resultados de los Proyectos Integradores Capstone.

• Fortalecer la formación profesional de los estudiantes de Ingeniería Química de la UPB aplicando aprendizaje basado en proyectos.
• Diseñar procesos básicos de ingeniería mediante una experiencia integradora entre los cursos de Diseño y Control de Procesos, acercando a los estudiantes a la realidad de su ejercer profesional.
• Lograr que los estudiantes reciban retroalimentación de pares expertos de la industria química sobre sus proyectos de diseño Capstone.

• Fortalecer la formación profesional de los estudiantes de Ingeniería Química de la UPB aplicando aprendizaje basado en proyectos.



• Diseñar procesos básicos de ingeniería mediante una experiencia integradora entre los cursos de Diseño y Control de Procesos, acercando a los estudiantes a la realidad de su ejercer profesional.



• Lograr que los estudiantes reciban retroalimentación de pares expertos de la industria química sobre sus proyectos de diseño Capstone.

• Egresados pertenecientes a la industria y los gremios a nivel nacional.

Se logró la vinculación de egresados del programa que participan del sector productivo, redes académicas y agremiaciones profesionales para establecer un diálogo permanente que permita mejorar esta práctica en el corto y mediano plazo.

Mediante un focus group se está evaluando en forma periódica la pertinencia de este tipo de prácticas en cursos de último año de carrera.

Además, se logró crear lazos de cooperación con la Facultad de Ingeniería Química para que acompañen y retroalimenten los proyectos básicos de ingeniería, logrando que con este proyecto la comunidad académica sea permeada por nuevos desafíos de la profesión como la Cuarta Revolución Industrial, química verde y sostenibilidad de los procesos.

Es la primera experiencia de Proyecto Integrador Capstone entre los cursos de Diseño y Control de Procesos en un programa de ingeniería química del que se tenga registro en Colombia, y una de las pocas referenciadas en América Latina. Usualmente, estos cursos se dictan en forma aislada en las facultades de ingeniería química, pero la visión de integración que se logró en este curso acerca a los estudiantes a la realidad industrial. Hay entregables comunes y retroalimentación por parte de los dos profesores, lo que maximiza la experiencia académica del estudiante.

Las temáticas de los proyectos de diseño están alineadas con tendencias y necesidades del sector industrial, lo que permite mantener actualizados a los estudiantes de su profesión, y desarrollar en ellos competencias que les permiten abordar de una forma ordenada y rigurosa los proyectos de diseño en el contexto de la ingeniería química. Mediante un contacto permanente con egresados, empleadores y, en general, el sector industrial, se han consolidado temáticas para los proyectos Capstone que comprenden química verde, biotecnología, nanotecnología y sostenibilidad.

Los estudiantes, empleadores y pares internacionales destacan este proyecto de diseño Capstone como una experiencia única de preparación profesional y desarrollo de competencias en ingeniería que combina: una mirada de mercado, componentes de reflexión ética, ambiental, seguridad de procesos y la evaluación financiera por escenarios. Todo bajo una metodología de aprendizaje activo que fortalece la autonomía del estudiante. Con ello se logra impactar a los estudiantes para que aborden el ejercicio del diseño de manera responsable, rigurosa y creativa.

Esta práctica emplea herramientas informáticas y propiedad intelectual desarrollada por los mismos docentes de la facultad, lo que genera un sello distintivo de creatividad y recursividad. Se han desarrollado aplicativos para el cálculo de propiedades termodinámicas, solución numérica de sistemas de ecuaciones para el dimensionamiento de equipos de proceso y especialmente un programa en Microsoft Excel que simula escenarios financieros para estimar la rentabilidad del diseño empleando, la metodología de Monte Carlo, lo que provee al estudiante herramientas para la toma de decisiones desde su formación en pregrado.

• Encuestas
• Focus group
• Entrevistas
• Observación participante

La mirada externa de egresados del programa que participan de actividades industriales ha servido como herramienta de evaluación de los aprendizajes y retroalimentación en la orientación de esta práctica. Es por ello que se propuso, en primer lugar, un sondeo a los egresados del programa con menos de cinco años de ejercicio profesional para valorar su percepción sobre la pertinencia de la experiencia de diseño Capstone en su proceso de formación. En segundo lugar, se realizó un focus group con egresados que acreditan alta trayectoria profesional, formación avanzada y experiencia en el área de diseño, para evaluar la calidad del proyecto Capstone y el valor que entrega a los profesionales recién graduados en ingeniería química.

• Número de estudiantes impactados igual a 326 (desde el año 2015 a la fecha).
• Número de proyectos Capstone formulados: 65 (desde el año 2015 a la fecha).

• Desarrollo de competencias en los estudiantes para el diseño y control de procesos.
• Reconocimiento de la calidad del egresado de la UPB en los aspectos de diseño a nivel industrial.
• Posicionamiento del programa por sus iniciativas pedagógicas hacia el aprendizaje activo.
• Fortalecimiento de los procesos académicos de la UPB para el desarrollo de proyectos integradores.

94 % de los egresados del programa reconocen en el proyecto Capstone y en la metodología de aprendizaje basada en proyectos aspectos valiosos y pertinentes para su desarrollo profesional.

El focus group con egresados expertos en ingeniería química validó la pertinencia académica de la integración Diseño – Control de Procesos para el desarrollo de proyectos de diseño Capstone.

Los estudiantes evidenciaron una mejora en sus competencias, al implementar en los cursos herramientas computacionales para el desarrollo de proyectos Capstone.

La Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Pontificia Bolivariana desarrolló una integración en los cursos de Diseño y Control de Procesos para incorporar una metodología de aprendizaje basado en proyectos mediante un proyecto Capstone que ha permitido mejorar el aprendizaje significativo de los estudiantes. Este cambio se implementó en 2015, luego de una transformación curricular en la que se buscaba mejorar el desarrollo de competencias en diseño en los estudiantes, y acercarlos a su ejercer profesional.

Los estudiantes evidenciaron una mejora en sus competencias, al implementar en los cursos herramientas computacionales para el desarrollo de proyectos Capstone fortaleciendo capacidades para investigar, tomar decisiones para diseñar e integrar los conceptos de control en el desarrollo de la ingeniería básica de procesos. Por otra parte, el desarrollo de esta buena práctica fortaleció su trabajo autónomo y la gestión de grupos para el desarrollo de actividades de ingeniería. Adicionalmente, creo en la Universidad Pontificia Bolivariana una metodología replicable para el desarrollo de proyectos integradores con aprendizaje activo.

Se implementaron estrategias para mejorar el aprendizaje del diseño y el control de los procesos de los estudiantes, las cuales involucran evaluación externa ante pares expertos en diseño, operación y control de procesos en la industria. La incorporación de pares externos provenientes de la industria permitió fortalecer las rúbricas y generar canales de retroalimentación a la facultad. Los resultados de aprendizaje permitieron mejorar el desarrollo de los cursos integradores, en particular la estabilidad, controlabilidad y sintonía de controladores PID.

La buena práctica se documentó en artículos y material audiovisual que se ha publicado eventos académicos relacionados con educación en ingeniería a nivel nacional e internacional; así mismo, en plataformas abiertas como YouTube, y Research Gate. Se sigue trabajando en la generación de artículos indexados.

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