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LA ELECTRÓNICA APLICADA

Introducción

 

La electrónica aplicada involucra múltiples áreas profesionales de la ingeniería electrónica, no solamente se fundamenta en los circuitos eléctricos, sino que exige un enfoque integral, concebido como un constructo multidisciplinar, derivado de los avances tecnológicos, como una red de conocimientos (telemetría, automatización, comunicaciones, inteligencia artificial, ciencia de datos). Tal como las redes inteligentes que emergen hoy día, 

 

…la verdadera magia radica en la convergencia de tres disciplinas: la electrónica, que aporta sensores y sistemas embebidos de vanguardia; las telecomunicaciones, con tecnologías como IoT y 5G que aseguran conectividad ubicua; y la electricidad, el sustrato esencial que sustenta la operación del sistema. (Manuel Martínez Bucheli & Pierre Martínez Bucheli, 2024)

 

Los sensores inteligentes permiten el monitoreo de variables eléctricas (resistencia, corriente, voltaje, potencia) en tiempo real, constituyendo un conjunto de datos que pueden ser automatizados para controlar actuadores y flujos eléctricos con aplicación en múltiples sectores industriales y residenciales (ciudades inteligentes). La transmisión de los datos suministrados por los sensores inteligentes se realiza mediante tecnologías de telecomunicaciones emergentes (Internet de las Cosas – IoT y las redes 5G). La automatización de decisiones a partir de la información recolectada se fortalece con la inteligencia artificial y el control de actuadores eléctricos (contactores - motores) se sustenta en la electrónica de potencia avanzada. Ahora bien, durante la gestión de los datos digitalizados, es clave la ciberseguridad aplicada en las redes de comunicación.

 

De ahí que, en este documento se relaciona la iniciativa CDIO con la sinergia entre áreas disciplinares de la ingeniería electrónica; se expone la importancia de la apropiación de conceptos básicos a partir de la teoría de circuitos y el aprendizaje basado en proyectos, y finalmente se describen algunos criterios para tener en cuenta en el desarrollo de productos electrónicos con pertinencia regional.

 

La iniciativa CDIO y la sinergia entre áreas disciplinares de la ingeniería electrónica

 

La dinámica enseñanza – aprendizaje en ingeniería electrónica, con base en los principios CDIO (Concebir, Diseñar, Implementar y Operar), supone que “...los estudiantes participan en la práctica de la ingeniería a través de la resolución de problemas y ejercicios de diseño simples, individualmente y en equipo”(CDIO Council, 2020), desde los primeros cursos en su formación curricular. Es decir que, sentar unas bases sólidas en la apropiación de conceptos básicos, es clave para concebir, diseñar e implementar en términos básicos, con un alcance acorde a la secuencia del programa de formación.

 

Ahora bien, analizar y diseñar son acciones complementarias. Precisamente la apropiación de conceptos básicos para el análisis de circuitos eléctricos es fundamental en la formación del ingeniero electrónico. Aunque se trata de la adquisición de fundamentos y principios sencillos (leyes y teoremas), éstos constituyen las bases que le permitirá en el mediano plazo concebir en la práctica, diseñar, implementar y operar productos, procesos, sistemas o servicios más complejos, conforme se avance en el desarrollo curricular del programa.

 

Así, el análisis de los circuitos eléctricos es la base para que el aprendizaje activo logre en los estudiantes una comprensión práctica más profunda, de los fundamentos disciplinarios relevantes que contribuyen al desarrollo del pensamiento ingenieril. 

 

También, el aprendizaje de la electrónica aplicada debe poner foco en las habilidades de diseño, inclusive desde la formación básica en circuitos eléctricos, esto es, ejercicios prácticos mediante los cuales el estudiante determine por ejemplo valores de resistencia y potencia eléctrica para un elemento de tal forma que obtengan variables de voltaje o corriente eléctrica de interés y/o se minimice el riesgo de falla del elemento al exceder su capacidad de disipación de potencia. Este tipo de ejercicios fortalece las habilidades de creatividad y la solución de problemas que típicamente se presentan durante el diseño electrónico.

 

Lo anterior, en línea con la formación basada en portafolio de proyectos, de tal forma que un diseño sencillo, puede complementarse durante la formación académica mientras se avanza en la carrera hasta lograr un sistema complejo que derive en una alternativa tecnológica moderna para solucionar problemas considerando factores sociales, ambientales y económicos, en pro del desarrollo sostenible.

 

Es decir que la electrónica aplicada se fundamenta desde los primeros semestres de formación del ingeniero electrónico, entendida como la capacidad de diseño guiado en el estudiante y la implementación a pequeña escala de proyectos electrónicos funcionales. Dicha implementación requiere de espacios de trabajo y laboratorios para desarrollar prácticas, combinados con ambientes de aprendizaje digitales, por el ejemplo el uso de software de simulación.

 

El reto está entonces, en considerar una visión holística del aprendizaje, tal como lo establecen los estándares CDIO, de tal forma que los estudiantes consideren el análisis de un producto, su diseño, así como la responsabilidad social, económica y ambiental del diseñador del producto, todo como una sola experiencia de aprendizaje.

 

Ahora bien, así como las redes inteligentes derivan de una “intersección virtuosa entre la electrónica avanzada, las telecomunicaciones de última generación y tecnologías emergentes” Manuel Martínez Bucheli & Pierre Martínez Bucheli (2024); la sinergia entre la electricidad, las telecomunicaciones, la automatización, el control, y la programación contribuyen eficazmente al desarrollo de la electrónica aplicada. 

 

Por ejemplo, de acuerdo con ACIEM (2025), la electrónica facilita el uso del espectro para la transmisión y recepción de señales, contribuyendo a lograr una mayor conectividad, desarrollo de los negocios e inclusión digital a todo nivel. Así mismo la programación es clave para desarrollar aplicaciones que permitan la interacción del ser humano con los sistemas electrónicos, especialmente aquellos de telemetría. Y en general son claves los conceptos referentes a las comunicaciones, esto es protocolos, arquitectura y tecnologías de red; además de los fundamentos de control y automatización. Dicho de otra forma, la convergencia en las áreas disciplinares de formación del ingeniero electrónico contribuyen al desarrollo de la electrónica aplicada. Y “la simbiosis entre electrónica y telecomunicaciones, en última instancia, redefine la relación entre los consumidores y su energía, haciendo de la eficiencia una herramienta tanto técnica como cotidiana” (Manuel Martínez Bucheli & Pierre Martínez Bucheli, 2024).


 

La teoría de circuitos eléctricos y el aprendizaje basado en proyectos

 

La estrategia didáctica denominada Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) es pertinente para los cursos fundamentales en la formación del ingeniero electrónico, como es el caso de las teorías de circuitos eléctricos; porque contribuye a la consolidación del portafolio de proyectos que el estudiante puede compilar a lo largo de su carrera, y permite aplicar los fundamentos básicos sobre análisis y diseño de circuitos eléctricos en el desarrollo de un producto susceptible de mejora a medida que se avance en el programa académico y se apropien conocimientos en áreas como la programación, la automatización, el control y/o las telecomunicaciones. 

Además, estimula un entorno de aprendizaje para el desarrollo de habilidades blandas como el trabajo en equipo, la comunicación efectiva y la resolución de problemas con creatividad.

La educación superior tiene entre sus retos crear nuevos entornos de aprendizaje en pos de lograr la formación de un profesional competente que responda a las necesidades del entorno por lo que es necesario tener en cuenta que el alumno debe apropiarse de los métodos de aprendizaje que le permitan aplicar por sus propios medios, los conocimientos adquiridos en situaciones nuevas. (Rodríguez, 2019)

En este punto, cabe resaltar la importancia del uso de rúbricas de evaluación para comunicarle al estudiante las expectativas de calidad del producto que se desea obtener, especialmente en la evaluación de prácticas de laboratorio y proyectos finales.

 

Criterios para el desarrollo sostenible con enfoque regional

La ejecución de proyectos de electrónica aplicada que deriven en el desarrollo de procesos y productos debe tener en cuenta el marco regulatorio, los desafíos económicos, las políticas públicas y los modelos de financiamiento, para que sean sostenibles en el tiempo y pertinentes con la región.

 

Por ejemplo, se puede evidenciar al realizar una búsqueda general en la WEB que los proveedores nacionales de dispositivos LoRaWAN (una de las tecnologías de telecomunicaciones utilizadas por IoT) son escasos, lo cual deriva en altos costos de sensores y sistemas de medición, no obstante también puede leerse esta circunstancia como una oportunidad para el desarrollo de empresas de base tecnológica que se dediquen al diseño y fabricación de dispositivos IoT, muchos de los cuales encuentran su aplicación en los sectores piscícola, agrícola y ganadero, muy pertinentes al entorno regional huilense.

 

Ahora bien, la transmisión de datos obtenidos de las mediciones realizadas a través de sensores electrónicos requiere redes de comunicaciones con características de capacidad y latencia acordes con la información base a transportar, y no siempre en las zonas rurales se satisfacen tales requerimientos, esto es, la conectividad rural se convierte en un factor clave para el desarrollo tecnológico de la región y el uso de la electrónica aplicada.

 

Lo anterior significa que los gobiernos locales y nacionales deben contribuir con políticas públicas que avancen al mismo ritmo que las tecnologías emergentes para evitar una brecha digital que desincentive la innovación o desencadene un desarrollo regional sin respaldo estructural, siendo conscientes que “la electrónica y los semiconductores mejoran la calidad de vida, mediante la creación de herramientas y servicios más avanzados, con base en la innovación tecnológica y la competitividad” (ACIEM, 2025).

 

De hecho, en la Figura 1, se observa que la cobertura 5G del departamento del Huila está concentrada en su ciudad capital, restringiéndose la conectividad rural.

 

 

Figura 1. Mapa de cobertura 5G – Operador Claro.

Fuente: (Cobertura 3G / 4G / 5G - Colombia - NPerf.Com, 2025)

 

Con respecto a la fibra óptica se evidencia una inversión considerable para el despliegue de este medio de transmisión en el departamento, ver Figura 2, a juzgar por el desarrollo del Proyecto Nacional de Fibra Óptica, el cual busca “promover la ampliación de la infraestructura de fibra óptica existente en el país, para así llegar a un mayor número de colombianos con mejores servicios, condiciones técnicas y económicas” (Proyecto Nacional de Fibra Óptica, 2025).

 

Figura 2. Municipios huilenses beneficiados del Proyecto Nacional de Fibra Óptica.

Fuente: (MinTIC, 2025)

Por otra parte, se evidencia el esfuerzo del estado representado por sus instituciones, en especiales el Ministerio TIC y la Agencia Nacional del Espectro (ANE), con el fin de cerrar la “brecha digital en Colombia, evaluando opciones innovadoras para llevar conectividad a quienes nunca han tenido” (El 97,77% de Las Comunidades Rurales Participantes Están Interesadas Por La Banda de 900 MHz, 2025), mediante la consulta pública realizada recientemente a los colombianos de zonas rurales, con el fin de analizar la posible utilización de la banda de 900 MHz para llevar conectividad a estos puntos de la Colombia profunda. 

 

Además de las políticas públicas, se deben considerar dos factores más: el acceso al financiamiento y la cuidadosa gestión de los impactos ambientales derivados de la producción de componentes electrónicos, de tal manera que “la implementación de redes inteligentes no es solo un reto de innovación, sino un complejo juego de equilibrios entre tecnología, economía y medio ambiente” (Manuel Martínez Bucheli & Pierre Martínez Bucheli, 2024).
 

Conclusiones

 

Las bases sólidas de la electrónica aplicada se fundamentan en la apropiación de conceptos básicos por parte del estudiante de ingeniería electrónica. Dichos conceptos corresponden especialmente a leyes y teoremas que se imparten en los inicios del programa curricular, durante los cursos de teoría de circuitos eléctricos. En dichos cursos, iniciales en la formación ingenieril, son claves las actividades tanto de análisis como de diseño con enfoque integral; con una visión holística, dada la convergencia tecnológica y la sinergia existente entre diferentes áreas y especialidades de la ingeniería electrónica como las telecomunicaciones, la automatización, el control, la programación, la electrónica de potencia, la inteligencia artificial y la ciberseguridad. No en vano, durante la XVI edición del Congreso de Tecnología, Aprendizaje y Enseñanza de la Electrónica (TAEE 2024) se realizaron sesiones plenarias para “debatir sobre el papel de la Inteligencia Artificial en la Sociedad del Presente y en la Enseñanza y Aprendizaje de la Electrónica” (E.T.S.I., 2024).

 

En consecuencia, se requiere por una parte ambientes de aprendizaje basados en escenarios prácticos (laboratorios) y de simulación (software) y por otra parte, estrategias como el ABP con el fin de estimular en el estudiante el desarrollo de habilidades para el trabajo colaborativo, la comunicación efectiva y la solución de problemas complejos que encuentren una aplicación práctica en un entorno real.

 

Todo lo anterior en línea con el enfoque CDIO y considerando la pertinencia regional, tanto en la apropiación de conocimientos como en su aplicación, de acuerdo con las condiciones locales de desarrollo tecnológico y conectividad.

Esto es, considerando criterios sociales, económicos y ambientales con enfoque regional, a partir de marcos regulatorios, políticas públicas y modelos de financiamiento que permitan superar los desafíos económicos propios del avance tecnológico.

 

Ahora bien, las circunstancias actuales de la región no deben desmotivar la creación de un ecosistema local en donde la electrónica aplicada se proyecte como una alternativa para satisfacer las necesidades de la sociedad sino más bien puede ser una oportunidad, o un punto de inflexión para fortalecer el relacionamiento academia y sector productivo, tal como lo describen (Manuel Martínez Bucheli & Pierre Martínez Bucheli, 2024): “En los mercados emergentes, especialmente en los países en desarrollo, el panorama se vislumbra como una cantera por explotar, un terreno fértil para la expansión de redes inteligentes”.
 

Referencias bibliográficas

 

ACIEM. (2025). Plan de Gobierno Junta Directiva ACIEM 2025-2028.

 

CDIO Council. (2020). CDIO STANDARDS 3.0.

 

Cobertura 3G / 4G / 5G - Colombia - nPerf.com. (2025). https://www.nperf.com/es/map/CO/-/198197.Claro-Movil/signal?ll=2.6357885741666065&lg=-75.47744750976564&zoom=9

 

El 97,77% de las comunidades rurales participantes están interesadas por la banda de 900 MHz. (2025). https://mintic.gov.co/portal/inicio/Sala-de-prensa/Noticias/403146:El-97-77-de-las-comunidades-rurales-participantes-estan-interesadas-por-la-banda-de-900-MHz

 

E.T.S.I. (2024). XVICongresoDeTecnologiaAprendizajeYEnsenanzaDeLaElectrónica.

 

Manuel Martínez Bucheli, J. I., & Pierre Martínez Bucheli, J. I. (2024). Redes Inteligentes como Pilar de la Transición Energética: Sinergias entre Electrónica, Telecomunicaciones y Electricidad. 101, 2308–2320. https://doi.org/10.23857/pc.v9i12.8622

 

MinTIC. (2025). Microsoft Power BI. https://app.powerbi.com/view?r=eyJrIjoiZTI5OTQwOTgtN2UwNi00MTY2LWI3NjUtNjBlNTEwNWJmYTU1IiwidCI6IjFhMDY3M2M2LTI0ZTEtNDc2ZC1iYjRkLWJhNmE5MWEzYzU4OCIsImMiOjR9

 

Proyecto Nacional de Fibra Óptica. (2025). https://mintic.gov.co/portal/inicio/Iniciativas/Sector-TIC/125120:Proyecto-Nacional-de-Fibra-Optica

 

Rodríguez, A. L. (2019). Material complementario para el aprendizaje de circuitos con amplificadores operacionales y transistores.