IMPACTO EN LA COMPRENSIÓN Y
APLICACIÓN DEL DISEÑO GRÁFICO DE
LEVAS CON SEGUIDOR DE RODAJA EN LA
INGENIERÍA MECÁNICA A TRAVÉS DE LA
IMPLEMENTACIÓN DE PLANTILLAS
ELECTRÓNICAS
IMPACT ON THE COMPREHENSION AND APPLICATION
OF THE GRAPHIC DESIGN OF CAMS WITH ROLLER
FOLLOWER IN MECHANICAL ENGINEERING THROUGH
THE IMPLEMENTATION OF ELECTRONIC TEMPLATES
Edgar Daniel Medina Guzmán
Tecnológico Nacional de México Campus Ciudad Guzmán - México
Aarón Belmares Rodríguez
Investigador independiente - México
Daniel Murguía Pérez
Investigador independiente - México
Héctor Manuel Díaz Cuevas
Investigador independiente - México
J. Rosario Esau Baltazar Ramirez
Investigador independiente - México
pág. 4757
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i6.15194
Impacto en la Comprensión y Aplicación del Diseño Gráfico de Levas con
Seguidor de Rodaja en la Ingeniería Mecánica a través de la
implementación de plantillas electrónicas
Edgar Daniel Medina Guzmán 1
edgar.mg@cdguzman.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0006-6524-960X
Tecnológico Nacional de México Campus
Ciudad Guzmán
México
Aarón Belmares Rodríguez
aaron.br@cdguzman.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0005-1428-4846
Investigador independiente
México
Daniel Murguía Pérez
daniel.mp@cdguzman.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0009-9914-5579
Investigador independiente
México
Héctor Manuel Díaz Cuevas
hector.dc@cdguzman.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0005-5973-4855
Investigador independiente
México
J. Rosario Esau Baltazar Ramirez
r.br@cdguzman.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0006-9943-4272
Investigador independiente
México
RESUMEN
Las levas son componentes mecánicos fundamentales en la ingeniería, utilizados principalmente para
convertir el movimiento rotatorio en movimiento lineal. Este proceso es crucial en una variedad de
sistemas, como los motores, máquinas herramienta y mecanismos de transmisión. El diseño de una leva
requiere una evaluación detallada de su geometría y dinámica, ya que estos aspectos influyen
directamente en la precisión, eficiencia y rendimiento del sistema al que están integradas. La
configuración del perfil de la leva determina el tipo de movimiento generado, lo que impacta variables
críticas como la velocidad, aceleración e inercia del mecanismo. De esta manera, el diseño de la leva es
clave para lograr un funcionamiento preciso y duradero del sistema mecánico.
Con los avances tecnológicos, la optimización del diseño de levas ha experimentado importantes
mejoras. El uso de software especializado de modelado y simulación permite a los ingenieros realizar
ajustes en los perfiles de las levas de manera más precisa y eficiente, evaluando su rendimiento antes
de la fabricación. Asimismo, la incorporación de materiales innovadores mejora la resistencia y
fiabilidad de las levas en condiciones extremas de operación. En este contexto, la implementación de
plantillas electrónicas para el diseño gráfico de levas con seguidor de rodaja representa una herramienta
poderosa para optimizar el proceso de diseño, facilitando la creación de perfiles más complejos y
ajustados a las necesidades del sistema. Este artículo analiza los principios fundamentales del diseño de
levas y su aplicación en la ingeniería mecánica, con un énfasis particular en el uso de tecnología
1
Autor principal.
Correspondencia: edgar.mg@cdguzman.tecnm.mx
pág. 4758
avanzada para mejorar la comprensión y aplicación de estos componentes.
Palabras clave: leva con seguidor de rodaja, diseño mecánico, plantilla electrónica
pág. 4759
Impact on the Comprehension and Application of the Graphic Design of
Cams with Roller Follower in Mechanical Engineering through the
implementation of electronic templates
ABSTRACT
Cams are fundamental mechanical components in engineering, primarily used to convert rotary motion
into linear motion. This process is crucial in various systems, such as engines, machine tools, and
transmission mechanisms. The design of a cam requires a detailed evaluation of its geometry and
dynamics, as these aspects directly influence the precision, efficiency, and performance of the system
it is integrated into. The configuration of the cam profile determines the type of motion generated,
impacting critical variables such as speed, acceleration, and inertia of the mechanism. Thus, the design
of the cam is key to achieving precise and durable system operation. With technological advances, the
optimization of cam design has seen significant improvements. The use of specialized modeling and
simulation software enables engineers to make more precise and efficient adjustments to cam profiles,
assessing their performance before manufacturing. Additionally, the incorporation of innovative
materials enhances the durability and reliability of cams in extreme operating conditions. In this context,
the implementation of electronic templates for the graphic design of cams with roller followers
represents a powerful tool to optimize the design process, enabling the creation of more complex
profiles tailored to system needs. This paper analyzes the fundamental principles of cam design and its
application in mechanical engineering, with a particular emphasis on using advanced technology to
enhance the comprenhesion and application of these components.
Keywords: cam with roller follower, mechanical design, electronic template
Artículo recibido 1 octubre 2024
Aceptado para publicación: 15 noviembre 2024
pág. 4760
INTRODUCCIÓN
En la ingeniería mecánica, el diseño de levas con seguidores de rodaja desempeña un papel fundamental
en la conversión de movimiento rotativo a lineal, una función esencial en una amplia variedad de
aplicaciones industriales, desde maquinaria hasta sistemas automatizados. Con el aumento de las
demandas de precisión y eficiencia, el enfoque tradicional del diseño de levas ha experimentado una
evolución significativa, incorporando herramientas digitales que optimizan la visualización, simulación
y análisis del diseño.
La implementación de plantillas electrónicas ha transformado la forma en que los ingenieros y
diseñadores comprenden y aplican los principios del diseño gráfico de levas. Estas herramientas
digitales proporcionan un marco más accesible y dinámico para el análisis cinemático, lo que permite a
los diseñadores explorar diferentes configuraciones y visualizar sus resultados en tiempo real,
facilitando la toma de decisiones más informadas y creativas.
Este artículo examina el impacto de la digitalización en la comprensión teórica y práctica del diseño de
levas, destacando cómo el uso de plantillas electrónicas no solo mejora la eficiencia del proceso de
diseño, sino que también fomenta la innovación en la creación de mecanismos más complejos y
optimizados. Al explorar cómo estas tecnologías permiten una mayor flexibilidad y precisión en el
diseño, se busca proporcionar una visión integral de cómo las herramientas digitales están
revolucionando el campo del diseño mecánico. Este avance no solo optimiza el diseño de levas, sino
que también promueve una cultura de innovación continua, alineada con las exigencias contemporáneas
de la ingeniería mecánica.
MARCO REFERENCIAL
El diseño gráfico de levas es un aspecto fundamental en la ingeniería mecánica, ya que estas piezas
permiten transformar el movimiento rotativo en movimiento lineal. Las levas desempeñan un papel
esencial en mecanismos de conversión de energía, siendo fundamentales para aplicaciones en motores,
sistemas automotrices y mecanismos de transmisión (Norton, 2001; Pérez, 2022). El diseño adecuado
de una leva, tomando en cuenta su perfil y el tipo de movimiento, es crucial para el funcionamiento
eficiente y preciso de estos sistemas (Sánchez, 2015).
pág. 4761
El uso de plantillas electrónicas en el diseño mecánico ha demostrado ser efectivo para mejorar la
precisión, simplificar el proceso de diseño y aumentar la comprensión de los conceptos subyacentes.
Las herramientas digitales, como las hojas de cálculo electrónicas, permiten simular y visualizar los
movimientos de los mecanismos, lo que facilita la identificación de posibles fallas y la optimización
del diseño (Ashby & Johnson, 2002; Fletcher & Yousif, 2010). Estas tecnologías también han mostrado
un impacto positivo en la educación mecánica, promoviendo un aprendizaje activo que facilita la
comprensión de conceptos complejos (Felder & Brent, 2000; Jonassen, 2004).
METODOLOGÍA
La metodología empleada en este estudio se estructura en varias etapas que permiten la comprensión y
visualización del diseño gráfico de levas con seguidor de rodaja mediante el uso de plantillas
electronicas elaboradas en hojas de cálculo en Excel.
Objetivo de la Investigación
Este estudio tiene como objetivo evaluar cómo la implementación de plantillas electrónicas afecta la
comprensión y aplicación del diseño gráfico de levas con seguidor de rodaja en estudiantes de ingeniería
mecánica. El objetivo específico es utilizar hojas de cálculo en Excel para representar visualmente los
perfiles de la leva y simular el comportamiento del seguidor en función de los parámetros del diseño
(Norton, 2001).
Diseño de Estudio
Se llevó a cabo un estudio cuasi-experimental (Martínez & Gómez, 2019) con dos grupos de
estudiantes: un grupo de control que utilizó métodos tradicionales de diseño y un grupo experimental
que utilizó plantillas electrónicas. En este estudio, se definieron y controlaron los parámetros clave que
afectan el diseño de la leva, tales como el tipo de movimiento (subida, bajada o descanso), el radio de
la leva, el ángulo de la leva y las dimensiones del seguidor de rodaja (Bakker & Kammerer, 2012).
• Población y muestra: La población objetivo consistió en estudiantes de Ingeniería Mecánica del
Tecnológico Nacional de México, Campus Ciudad Guzmán, con una muestra de 36 estudiantes.
• Instrumentos de Recolección de Datos: Se diseñó un cuestionario para evaluar la comprensión de
los conceptos antes y después de la intervención. Además, se realizaron pruebas prácticas donde
los estudiantes aplicaron los conocimientos adquiridos en el diseño de levas, registrando su
pág. 4762
rendimiento en términos de precisión y comprensión (Bourne & Smith, 2006).
Intervención
El grupo experimental utilizó plantillas electrónicas para el diseño gráfico de levas, mientras que el
grupo control empleó métodos manuales y tradicionales. Las plantillas electrónicas permitieron a los
estudiantes trabajar con un conjunto de datos introducidos en una hoja de cálculo de Excel, que
automatizaba los cálculos necesarios para obtener el perfil de la leva y las posiciones del seguidor
(Shigley, 2011; Hirtz & Yassine, 2003).
Desarrollo de la Plantilla en Excel
La plantilla fue diseñada en Excel para incluir celdas para la entrada de parámetros de diseño, tales
como el tipo de movimiento de la leva, el radio y las dimensiones del seguidor (Fernández & López,
2020). Las fórmulas implementadas calculaban las posiciones del seguidor en función de la rotación de
la leva, facilitando el análisis cinemático del sistema. Estas fórmulas permiten a los estudiantes
experimentar con diferentes parámetros y observar cómo afectan al funcionamiento del mecanismo
(Groover, 2014; Lee & Choi, 2010).
Generación de Datos
Las fórmulas utilizadas en Excel generaron un conjunto de datos que representaba la posición del
seguidor a medida que la leva rotaba, permitiendo una visualización precisa del comportamiento del
mecanismo (Karnopp, Margolis & Rosenberg, 2006). Este enfoque permitió obtener una representación
precisa de los desplazamientos del seguidor para cada incremento del ángulo de rotación de la leva.
Visualización de Gráficos
La herramienta de gráficos de Excel se utilizó para crear representaciones visuales del perfil de la leva
y el movimiento del seguidor (Fernández & López, 2020). Los gráficos de dispersión mostraron la
relación entre el ángulo de la leva y la posición del seguidor, mientras que los gráficos de líneas
representaron el perfil de la leva, proporcionando una interpretación visual clara de los parámetros y su
impacto en el funcionamiento del mecanismo (Vijayakumar & Manoharan, 2014; Liu & Leu, 2008).
RESULTADOS
El impacto en la comprensión y aplicación del diseño gráfico de levas con seguidor de rodaja mediante
el uso de una plantilla en Excel fue significativamente positivo. La interacción con la hoja de cálculo
pág. 4763
facilitó la comprensión de los principios cinemáticos subyacentes, permitiendo a los estudiantes
explorar diferentes parámetros y observar cómo estos afectan el comportamiento del mecanismo (Felder
& Brent, 2000). Este enfoque interactivo también promovió una mayor comprensión de los principios
de diseño y su aplicación práctica en la ingeniería mecánica (Shabana, 2013).
El desarrollo de la plantilla en Excel permitió documentar tres movimientos de la leva, considerando
los parámetros de inicio y fin de cada movimiento, así como los valores de alzada. Esta metodología
permitió obtener el perfil de la leva correspondiente a cada uno de los movimientos analizados,
ofreciendo resultados precisos y visualmente comprensibles (Williams & Hart, 2009). Los gráficos
generados proporcionaron una representación clara de los desplazamientos de la leva, lo que facilitó la
interpretación de los estudiantes sobre el comportamiento cinemático del sistema.Las siguientes figuras
ilustran el desarrollo de la plantilla electrónica en una hoja de cálculo de Excel. Se muestra la pantalla
inicial con los datos requeridos para introducir las acciones (tres en total), el tipo de movimiento de la
leva, así como los grados de inicio y término, y los parámetros de alzada, en caso de ser necesario. A
partir de esta información, se formulan los datos necesarios para elaborar el diagrama de desplazamiento
de la leva. Como resultado, se presenta una gráfica que representa el desplazamiento de la leva en
función de la información introducida.
Este enfoque innovador no solo mejora la enseñanza teórica, sino que también proporciona herramientas
prácticas que los estudiantes pueden utilizar en su futuro profesional. La posibilidad de ajustar
diferentes parámetros y observar los resultados en tiempo real promueve un aprendizaje activo y
dinámico. Al integrar la tecnología en el proceso educativo, se fomenta el interés por la ingeniería
mecánica y se prepara a los estudiantes para enfrentar desafíos reales en el diseño y análisis de
mecanismos. La plantilla de Excel se convierte, así, en un recurso valioso que complementa la
formación académica y profesional en esta área.
En el diseño del sistema de leva, la configuración inicial de los componentes se muestra en la Figura 1,
que incluye todos los elementos principales del mecanismo.
pág. 4764
Figura 1. Plantilla Inicial
Fuente: propia.
La selección del tipo de movimiento, que afecta directamente a la precisión del perfil de la leva, se
ilustra en la Figura 2.
Figura 2. Selección Tipo de movimiento
Fuente: propia.
Para definir los parámetros de entrada, se emplearon las variables presentadas en la Figura 3, las cuales
determinan el desplazamiento y la velocidad de cada parte del mecanismo.
Figura 3. Parámetros de entrada por Movimiento
Fuente: propia.
Como se observa en la Figura 4, los movimientos de la leva fueron optimizados para minimizar la
fricción, y las fórmulas base utilizadas para definir los perfiles de movimiento están detalladas en la
Figura 5.
Figura 4. Movimientos de la leva
Fuente: propia.
pág. 4765
Figura 5. Fórmulas base para perfil de movimientos
Fuente: propia.
Específicamente, la Figura 6 muestra la fórmula aplicada para calcular el desplazamiento en el eje Y,
lo que es esencial para ajustar la altura de la leva en cada punto de su trayectoria. La precisión en estos
cálculos asegura que el mecanismo funcione de manera eficiente y sin errores en la transmisión de
movimientos.
Figura 6. Fórmula eje Y
Fuente: propia.
En el diseño de mecanismos complejos, como el descrito en este estudio, es necesario dividir el
movimiento en secciones manejables para poder analizar cada fase con más detalle. La Figura 7 ilustra
cómo se realiza esta división, separando el movimiento en tres fases principales.
Figura 6. División movimiento 1
Fuente: propia.
A continuación, la Figura 8 muestra el diagrama de alzada para el primer movimiento, permitiendo
visualizar el comportamiento vertical del componente en esa etapa inicial.
pág. 4766
Figura 7. Alzada Movimiento 1
Fuente: propia.
Este proceso se repite para los movimientos posteriores, como se evidencia en las Figura 9, Figura 10,
Figura 11 y la Figura 12, donde se presentan las divisiones y los desplazamientos correspondientes a
los movimientos 2 y 3.
Figura 8. División movimiento 2
Fuente: propia.
Figura 9. Movimiento 2
Fuente: propia.
Figura 10. División movimiento 3
Fuente: propia.
Figura 11. Movimiento 3
Fuente: propia.
pág. 4767
La precisión en la representación gráfica de los movimientos es fundamental para validar los resultados
obtenidos a través de las fórmulas. En este sentido, la Figura 13 proporciona los datos necesarios para
elaborar el diagrama de desplazamiento de la leva, mostrando cómo los movimientos teóricos se
convierten en datos prácticos que pueden ser visualizados.
Figura 12. Datos para elaborar el Diagrama de Desplazamiento de la Leva
Fuente: propia.
Movimiento Eje X Eje Y Divisiones M1 Alzada M1 Divisiones M2 descanso M2 Divisiones M3 Bajada M3
10 0000000
1 5 0.003805302 5 0.0038053 0 0 0 0
110 0.015192247 10 0.01519225 0 0 0 0
115 0.034074174 15 0.03407417 0 0 0 0
120 0.060307379 20 0.06030738 0 0 0 0
125 0.093692213 25 0.09369221 0 0 0 0
130 0.133974596 30 0.1339746 0 0 0 0
135 0.180847956 35 0.18084796 0 0 0 0
140 0.233955557 40 0.23395556 0 0 0 0
145 0.292893219 45 0.29289322 0 0 0 0
150 0.35721239 50 0.35721239 0 0 0 0
155 0.426423564 55 0.42642356 0 0 0 0
160 0.5 60 0.5 0 0 0 0
165 0.577381738 65 0.57738174 0 0 0 0
170 0.657979857 70 0.65797986 0 0 0 0
175 0.741180955 75 0.74118095 0 0 0 0
180 0.826351822 80 0.82635182 0 0 0 0
185 0.912844257 85 0.91284426 0 0 0 0
190 190 10000
195 1.087155743 95 1.08715574 0 0 0 0
1100 1.173648178 100 1.17364818 0 0 0 0
1105 1.258819045 105 1.25881905 0 0 0 0
1110 1.342020143 110 1.34202014 0 0 0 0
1115 1.422618262 115 1.42261826 0 0 0 0
1120 1.5 120 1.5 0 0 0 0
1125 1.573576436 125 1.57357644 0 0 0 0
1130 1.64278761 130 1.64278761 0 0 0 0
1135 1.707106781 135 1.70710678 0 0 0 0
1140 1.766044443 140 1.76604444 0 0 0 0
1145 1.819152044 145 1.81915204 0 0 0 0
1150 1.866025404 150 1.8660254 0 0 0 0
1155 1.906307787 155 1.90630779 0 0 0 0
1160 1.939692621 160 1.93969262 0 0 0 0
1165 1.965925826 165 1.96592583 0 0 0 0
1170 1.984807753 170 1.98480775 0 0 0 0
1175 1.996194698 175 1.9961947 0 0 0 0
1180 2180 20000
2185 2 0 0 45 200
2190 2 0 0 90 200
2195 2 0 0 135 200
2200 2 0 0 180 200
3205 1.995184727 0 0 0 0 5.625 1.99518473
3210 1.98078528 0 0 0 0 11.25 1.98078528
3215 1.956940336 0 0 0 0 16.875 1.95694034
3220 1.923879533 0 0 0 0 22.5 1.92387953
3225 1.881921264 0 0 0 0 28.125 1.88192126
3230 1.831469612 0 0 0 0 33.75 1.83146961
3235 1.773010453 0 0 0 0 39.375 1.77301045
3240 1.707106781 0 0 0 0 45 1.70710678
3245 1.634393284 0 0 0 0 50.625 1.63439328
3250 1.555570233 0 0 0 0 56.25 1.55557023
3255 1.471396737 0 0 0 0 61.875 1.47139674
3260 1.382683432 0 0 0 0 67.5 1.38268343
3265 1.290284677 0 0 0 0 73.125 1.29028468
3270 1.195090322 0 0 0 0 78.75 1.19509032
3275 1.09801714 0 0 0 0 84.375 1.09801714
3280 1 0 0 0 0 90 1
3285 0.90198286 0 0 0 0 95.625 0.90198286
3290 0.804909678 0 0 0 0 101.25 0.80490968
3295 0.709715323 0 0 0 0 106.875 0.70971532
3300 0.617316568 0 0 0 0 112.5 0.61731657
3305 0.528603263 0 0 0 0 118.125 0.52860326
3310 0.444429767 0 0 0 0 123.75 0.44442977
3315 0.365606716 0 0 0 0 129.375 0.36560672
3320 0.292893219 0 0 0 0 135 0.29289322
3325 0.226989547 0 0 0 0 140.625 0.22698955
3330 0.168530388 0 0 0 0 146.25 0.16853039
3335 0.118078736 0 0 0 0 151.875 0.11807874
3340 0.076120467 0 0 0 0 157.5 0.07612047
3345 0.043059664 0 0 0 0 163.125 0.04305966
3350 0.01921472 0 0 0 0 168.75 0.01921472
3355 0.004815273 0 0 0 0 174.375 0.00481527
3360 0 0 0 0 0 180 0
pág. 4768
Finalmente, la Figura 14 ofrece una representación gráfica completa del desplazamiento de la leva,
mientras que la Figura 15 muestra el gráfico final, el cual resalta las variaciones en el desplazamiento a
lo largo del tiempo, evidenciando los puntos críticos en el funcionamiento del mecanismo.
Figura 13. Representación gráfica del desplazamiento de la Leva
Fuente: propia.
Figura 14. Gráfico de Desplazamiento de la leva
Fuente: propia.
La interactividad de la plantilla facilitó el aprendizaje y la visualización, promoviendo un entendimiento
más profundo de los principios mecánicos subyacentes y su aplicación práctica en el diseño de levas
(Jonassen, 2004).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El uso de plantillas electrónicas en Excel para el diseño gráfico de levas con seguidor de rodaja tuvo un
impacto significativo en la comprensión y la aplicación de los principios mecánicos por parte de los
estudiantes de ingeniería. Los resultados revelaron que, en comparación con el método tradicional
(manual), la implementación de estas herramientas digitales ofreció varias ventajas, tanto en términos
de precisión como de eficiencia.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
Representación gráfica del desplazamiento de la
Leva
pág. 4769
Reducción del Tiempo de Cálculo
Un factor clave que se observó fue la disminución del tiempo necesario para realizar los cálculos y
obtener los datos de las levas. Utilizando el enfoque tradicional, los estudiantes tenían que calcular
manualmente las posiciones de los seguidores para cada ángulo de rotación de la leva, lo cual era un
proceso largo y propenso a errores. Sin embargo, al emplear plantillas electrónicas en Excel, los cálculos
se automatizaron mediante el uso de fórmulas predefinidas. Esta automatización no solo redujo el
tiempo requerido para el análisis, sino que también permitió a los estudiantes centrarse en comprobar y
ajustar los parámetros del diseño sin perder tiempo en las complejidades del cálculo manual. Según
estudios previos, como el de Ashby y Johnson (2002), el uso de herramientas digitales en el diseño
mecánico acelera significativamente el proceso y permite a los estudiantes realizar un análisis más
exhaustivo y con mayor frecuencia.
Claridad en la Interpretación del Movimiento de la Leva
Otro aspecto que destacó fue la claridad y facilidad de interpretación del movimiento de la leva. El uso
de gráficos generados automáticamente en Excel permitió a los estudiantes observar de manera directa
y visual cómo el perfil de la leva afectaba el comportamiento del seguidor. En el método tradicional,
aunque los estudiantes podían realizar cálculos similares, la interpretación visual de cómo el seguidor
se movía a lo largo del perfil de la leva requería una mayor abstracción y dificultad para visualizar el
comportamiento cinemático de la pieza. Según Felder y Brent (2000), el aprendizaje visual y la
simulación activa son fundamentales para la comprensión de conceptos complejos, lo que fue evidente
en este estudio. Los gráficos de Excel proporcionaron una representación clara de la relación entre el
ángulo de rotación de la leva y la posición lineal del seguidor, lo que facilitó la interpretación del
movimiento de la máquina en términos más accesibles para los estudiantes.
Impacto en la Comprensión de los Estudiantes
Los estudiantes mostraron un impacto positivo significativo al utilizar plantillas electrónicas. La
interacción con las hojas de cálculo no solo facilitó el entendimiento del funcionamiento de los
mecanismos de levas, sino que también contribuyó a un cambio de paradigma en la enseñanza de estos
conceptos. Tradicionalmente, los estudiantes de ingeniería mecánica se enfrentan a métodos didácticos
que priorizan el trabajo manual y la resolución de problemas mediante aproximaciones analíticas. Este
pág. 4770
enfoque, aunque valioso, puede resultar abstracto y desconectado de la realidad práctica de la ingeniería.
Al incorporar el uso de herramientas electrónicas, los estudiantes no solo pudieron visualizar el
comportamiento de las levas, sino que también experimentaron con parámetros de diseño de forma
inmediata, lo que generó un aprendizaje más activo y constructivo.
En este sentido, la propuesta de usar herramientas digitales, como se discute en trabajos de autores como
Jonassen (2004) y González (2018), alienta una mayor interactividad con los conceptos teóricos,
proporcionando un espacio donde los estudiantes pueden experimentar con el diseño, realizar ajustes
sobre la marcha y observar los resultados de manera rápida y tangible. Este enfoque no solo hace más
eficiente el proceso de aprendizaje, sino que también fomenta una comprensión profunda y duradera de
los mecanismos involucrados.
Cambio de Paradigma en la Enseñanza de Mecanismos
Un aspecto crucial que surgió de este estudio fue el cambio de paradigma en la enseñanza de los
mecanismos. En lugar de depender exclusivamente de técnicas tradicionales de enseñanza centradas en
métodos analíticos y teóricos, la integración de tecnologías digitales representó un paso hacia un modelo
de aprendizaje más interactivo y práctico. Como señalan Bakker y Kammerer (2012), la
implementación de plantillas digitales permite a los estudiantes involucrarse en el proceso de diseño de
una manera más dinámica, transformando la educación en ingeniería mecánica en un proceso más
colaborativo y experimental. Este tipo de enseñanza refuerza la conexión entre los conceptos abstractos
y sus aplicaciones prácticas, una cualidad esencial para preparar a los estudiantes para enfrentar los
retos del mundo real en la ingeniería.
En conclusión, los resultados obtenidos sugieren que el uso de plantillas electrónicas en Excel no solo
mejora la eficiencia y la precisión en el diseño gráfico de levas, sino que también tiene un impacto
profundo en la comprensión de los principios cinemáticos por parte de los estudiantes de ingeniería
mecánica. El uso de herramientas digitales facilita la visualización del movimiento de la leva, lo que
permite una mejor interpretación de los conceptos mecánicos, especialmente aquellos que son
abstractos o complejos. Además, esta metodología ofrece un cambio sustancial en la enseñanza,
moviendo a los estudiantes hacia un aprendizaje más interactivo y práctico, lo cual se alinea con los
enfoques modernos de enseñanza que promueven la experiencia activa y el aprendizaje colaborativo.
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Este cambio en el enfoque educativo podría tener implicaciones positivas en la forma en que se enseñan
otros aspectos de la ingeniería mecánica, optimizando tanto el proceso de enseñanza como el desarrollo
de habilidades prácticas que los estudiantes necesitan en el campo profesional.
CONCLUSIONES
El estudio demostró que el uso de una plantilla electrónica en Excel para el diseño gráfico de levas con
seguidor de rodaja tiene un impacto significativo en la comprensión y aplicación de los principios
mecánicos. La interactividad y visualización proporcionadas por Excel facilitaron una comprensión más
profunda de los principios subyacentes, tal como lo sugieren Felder y Brent (2000). Los estudiantes
mostraron una mejor comprensión de los mecanismos de levas y de las relaciones cinemáticas
involucradas, lo que sugiere que herramientas como Excel son útiles no solo para el diseño, sino también
para la enseñanza de estos conceptos (Jonassen, 2004).
A través de la creación de perfiles de leva y gráficos que ilustran el movimiento del seguidor, se
promovió un aprendizaje activo que preparó a los estudiantes para aplicar estos conceptos en el mundo
real (Pahl, 2013). Además, el uso de herramientas digitales optimiza el proceso de diseño y fomenta
una comprensión más profunda de los conceptos mecánicos fundamentales. Este enfoque no solo
mejora la comprensión de los estudiantes, sino que también ofrece valiosas herramientas de análisis que
enriquecen el proceso de diseño. En resumen, la implementación de plantillas electrónicas en el diseño
de levas en ingeniería mecánica optimiza el aprendizaje y prepara mejor a los estudiantes para enfrentar
los retos profesionales del futuro.Los resultados obtenidos a partir de la plantilla muestran que, al
documentar diferentes movimientos y parámetros, se pueden obtener valiosas herramientas de análisis
que enriquecen el proceso de diseño.
Agradecimiento
Agradecer al Tecnológico Nacional de México por el apoyo recibido para realizar el presente articulo,
así como a las honorables autoridades del Instituto Tecnológico de Ciudad Guzmán, representadas por
el Director Doctor Octavio Rosales Aguayo, el subdirector Administrativo Ingeniero Juan Carlos
Munive Colín, y la subdirectora Académica Doctora María Guadalupe Sánchez Cervantes, quienes con
su apoyo encausan los esfuerzos de la comunidad docente para desarrollar recursos academicos que
coadyuvan el proceso de formación de estudiantes.
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