INTEGRACIÓN DEL APRENDIZAJE BASADO
EN PROYECTOS E IMPRESIÓN 3D PARA EL
DESARROLLO DE COMPETENCIAS TÉCNICAS
Y SOSTENIBLES EN INGENIERÍA INDUSTRIAL
INTEGRATION OF PROJECT-BASED LEARNING AND 3D
PRINTING FOR THE DEVELOPMENT OF TECHNICAL AND
SUSTAINABLE SKILLS IN INDUSTRIAL ENGINEERING
Roberto Cristian Delgado
Universidad Tecnológica de Tecamachalco, México
Randy Delgado-González
Universidad Tecnológica de Tecamachalco, México
Diego Rodríguez Centeno
Universidad Tecnológica de Tecamachalco, México
Erik Juárez Cortes
Universidad Tecnológica de Tecamachalco, México
Alberto Vera Camacho
Universidad Tecnológica de Tecamachalco, México
Dr. Manuel González Pérez
Universidad Tecnológica de Tecamachalco, México
pág. 7879
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i6.21931
Integración del Aprendizaje Basado en Proyectos e Impresión 3D para el
Desarrollo de Competencias Técnicas y Sostenibles en Ingeniería Industrial
Roberto Cristian Delgado1
roberto.da@personal.uttecam.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-7127-4696
Universidad Tecnológica de Tecamachalco
Tecamachalco, Puebla
México
Randy Delgado González
r.delgado@personal.uttecam.edu.mx
https://orcid.org/0009-0003-4295-5841
Universidad Tecnológica de Tecamachalco
Tecamachalco, Puebla
México
Diego Rodríguez Centeno
diego.rc@personal.uttecam.edu.mx
https://orcid.org/0000-0003-0772-4899
Universidad Tecnológica de Tecamachalco
Tecamachalco, Puebla
México
Erik Juárez Cortes
erik.jc@personal.uttecam.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-4478-0825
Universidad Tecnológica de Tecamachalco
Tecamachalco, Puebla
México
Alberto Vera Camacho
alberto.vc@personal.uttecam.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-5990-9353
Universidad Tecnológica de Tecamachalco
Tecamachalco, Puebla
México
Dr. Manuel González Pérez
m.gonzalez.perez@personal.uttecam.edu.mx
https://orcid.org/0000-0001-8700-2866
Universidad Tecnológica de Tecamachalco
Tecamachalco, Puebla
México
RESUMEN
Este estudio analiza la integración de la manufactura aditiva mediante impresión 3D en proyectos
educativos basados en el Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP), alineados con los Objetivos de
Desarrollo Sostenible (ODS), en el contexto de la formación en ingeniería industrial. A través de un
estudio de caso colaborativo entre estudiantes de nivel medio superior y universitario, se diseñó y se
fabricó un prototipo de lapicero biodegradable. Se emplearon técnicas de observación, análisis de
productos técnicos, diarios reflexivos y evaluación funcional. Los resultados muestran que la impresión
3D, articulada con el ABP, favorece el desarrollo de competencias técnicas, la conciencia ambiental y
las habilidades socioemocionales, al tiempo que promueve una cultura de innovación y sostenibilidad
en la educación tecnológica.
Palabras clave: aprendizaje basado en proyectos, impresión 3D, sostenibilidad, ingeniería industrial,
competencias técnicas
1 Autor principal
Correspondencia: m.gonzalez.perez@personal.uttecam.edu.mx
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i6.21931
Integración del Aprendizaje Basado en Proyectos e Impresión 3D para el
Desarrollo de Competencias Técnicas y Sostenibles en Ingeniería Industrial
Roberto Cristian Delgado1
roberto.da@personal.uttecam.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-7127-4696
Universidad Tecnológica de Tecamachalco
Tecamachalco, Puebla
México
Randy Delgado González
r.delgado@personal.uttecam.edu.mx
https://orcid.org/0009-0003-4295-5841
Universidad Tecnológica de Tecamachalco
Tecamachalco, Puebla
México
Diego Rodríguez Centeno
diego.rc@personal.uttecam.edu.mx
https://orcid.org/0000-0003-0772-4899
Universidad Tecnológica de Tecamachalco
Tecamachalco, Puebla
México
Erik Juárez Cortes
erik.jc@personal.uttecam.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-4478-0825
Universidad Tecnológica de Tecamachalco
Tecamachalco, Puebla
México
Alberto Vera Camacho
alberto.vc@personal.uttecam.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-5990-9353
Universidad Tecnológica de Tecamachalco
Tecamachalco, Puebla
México
Dr. Manuel González Pérez
m.gonzalez.perez@personal.uttecam.edu.mx
https://orcid.org/0000-0001-8700-2866
Universidad Tecnológica de Tecamachalco
Tecamachalco, Puebla
México
RESUMEN
Este estudio analiza la integración de la manufactura aditiva mediante impresión 3D en proyectos
educativos basados en el Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP), alineados con los Objetivos de
Desarrollo Sostenible (ODS), en el contexto de la formación en ingeniería industrial. A través de un
estudio de caso colaborativo entre estudiantes de nivel medio superior y universitario, se diseñó y se
fabricó un prototipo de lapicero biodegradable. Se emplearon técnicas de observación, análisis de
productos técnicos, diarios reflexivos y evaluación funcional. Los resultados muestran que la impresión
3D, articulada con el ABP, favorece el desarrollo de competencias técnicas, la conciencia ambiental y
las habilidades socioemocionales, al tiempo que promueve una cultura de innovación y sostenibilidad
en la educación tecnológica.
Palabras clave: aprendizaje basado en proyectos, impresión 3D, sostenibilidad, ingeniería industrial,
competencias técnicas
1 Autor principal
Correspondencia: m.gonzalez.perez@personal.uttecam.edu.mx
pág. 7880
Integration of Project-Based Learning and 3D Printing for the
Development of Technical and Sustainable Skills in Industrial Engineering
ABSTRACT
This study analyzes the integration of additive manufacturing through 3D printing in educational
projects based on Project-Based Learning (PBL), aligned with the Sustainable Development Goals
(SDGs), within the context of industrial engineering education. Through a collaborative case study
involving high school and university students, a biodegradable pen prototype was designed and
manufactured. Techniques included observation, technical product analysis, reflective journals, and
functional evaluation. Results show that 3D printing, combined with PBL, fosters the development of
technical competencies, environmental awareness, and socioemotional skills, while promoting a culture
of innovation and sustainability in technological education.
Keywords: project-based learning, 3D printing, sustainability, industrial engineering, technical
competences
Artículo recibido 10 diciembre 2025
Aceptado para publicación: 10 enero 2026
Integration of Project-Based Learning and 3D Printing for the
Development of Technical and Sustainable Skills in Industrial Engineering
ABSTRACT
This study analyzes the integration of additive manufacturing through 3D printing in educational
projects based on Project-Based Learning (PBL), aligned with the Sustainable Development Goals
(SDGs), within the context of industrial engineering education. Through a collaborative case study
involving high school and university students, a biodegradable pen prototype was designed and
manufactured. Techniques included observation, technical product analysis, reflective journals, and
functional evaluation. Results show that 3D printing, combined with PBL, fosters the development of
technical competencies, environmental awareness, and socioemotional skills, while promoting a culture
of innovation and sustainability in technological education.
Keywords: project-based learning, 3D printing, sustainability, industrial engineering, technical
competences
Artículo recibido 10 diciembre 2025
Aceptado para publicación: 10 enero 2026
pág. 7881
INTRODUCCIÓN
El Nuevo Modelo Educativo de las Universidades Tecnológicas y Politécnicas (UTyP) en México
plantea un cambio relevante en la manera de concebir la enseñanza, al centrar la formación en el
desarrollo de competencias integrales y en la vinculación con las necesidades reales del entorno
productivo. Este modelo responde a los desafíos que enfrenta la educación superior ante las
transformaciones tecnológicas, sociales y ambientales del siglo XXI. En consonancia con la Agenda
2030 para el Desarrollo Sostenible, promueve una educación pertinente, inclusiva y orientada a la
sostenibilidad, con el propósito de formar ciudadanos con pensamiento crítico, compromiso ético y
capacidad de innovación (Secretaría de Educación Pública [SEP], 2022).
Para avanzar en estos propósitos, se requiere adoptar metodologías activas que sitúen al estudiante en
el centro del proceso de aprendizaje. En este marco, el Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) se
reconoce como una estrategia clave, ya que favorece la construcción de conocimiento mediante la
resolución de problemas reales y el trabajo colaborativo. Olmo-Cazevieille et al. (2024) señalan que el
ABP contribuye a la motivación y a la apropiación del aprendizaje, al fomentar la autonomía, la
innovación y la responsabilidad social en experiencias educativas colaborativas.
La impresión 3D —o manufactura aditiva— se ha consolidado como un recurso didáctico de interés en
este tipo de propuestas. Su uso en el aula permite a las y los estudiantes transformar ideas en prototipos
funcionales, desarrollar proyectos de ingeniería con un fuerte componente experimental y fortalecer su
comprensión de los procesos de diseño, manufactura y mejora continua. González Sosa et al. (2019)
destacan que la manufactura aditiva aplicada a la enseñanza de la ingeniería industrial facilita la
comprensión de los procesos productivos, estimula la creatividad y apoya la toma de decisiones técnicas
basadas en la experimentación.
No obstante, sigue siendo un reto articular con claridad la enseñanza tecnológica con la educación para
el desarrollo sostenible. La integración de la impresión 3D y el ABP abre una ventana de oportunidad
para alinear los procesos formativos con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), especialmente
el ODS 4 (Educación de calidad), el ODS 9 (Industria, innovación e infraestructura) y el ODS 12
(Producción y consumo responsables).
INTRODUCCIÓN
El Nuevo Modelo Educativo de las Universidades Tecnológicas y Politécnicas (UTyP) en México
plantea un cambio relevante en la manera de concebir la enseñanza, al centrar la formación en el
desarrollo de competencias integrales y en la vinculación con las necesidades reales del entorno
productivo. Este modelo responde a los desafíos que enfrenta la educación superior ante las
transformaciones tecnológicas, sociales y ambientales del siglo XXI. En consonancia con la Agenda
2030 para el Desarrollo Sostenible, promueve una educación pertinente, inclusiva y orientada a la
sostenibilidad, con el propósito de formar ciudadanos con pensamiento crítico, compromiso ético y
capacidad de innovación (Secretaría de Educación Pública [SEP], 2022).
Para avanzar en estos propósitos, se requiere adoptar metodologías activas que sitúen al estudiante en
el centro del proceso de aprendizaje. En este marco, el Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) se
reconoce como una estrategia clave, ya que favorece la construcción de conocimiento mediante la
resolución de problemas reales y el trabajo colaborativo. Olmo-Cazevieille et al. (2024) señalan que el
ABP contribuye a la motivación y a la apropiación del aprendizaje, al fomentar la autonomía, la
innovación y la responsabilidad social en experiencias educativas colaborativas.
La impresión 3D —o manufactura aditiva— se ha consolidado como un recurso didáctico de interés en
este tipo de propuestas. Su uso en el aula permite a las y los estudiantes transformar ideas en prototipos
funcionales, desarrollar proyectos de ingeniería con un fuerte componente experimental y fortalecer su
comprensión de los procesos de diseño, manufactura y mejora continua. González Sosa et al. (2019)
destacan que la manufactura aditiva aplicada a la enseñanza de la ingeniería industrial facilita la
comprensión de los procesos productivos, estimula la creatividad y apoya la toma de decisiones técnicas
basadas en la experimentación.
No obstante, sigue siendo un reto articular con claridad la enseñanza tecnológica con la educación para
el desarrollo sostenible. La integración de la impresión 3D y el ABP abre una ventana de oportunidad
para alinear los procesos formativos con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), especialmente
el ODS 4 (Educación de calidad), el ODS 9 (Industria, innovación e infraestructura) y el ODS 12
(Producción y consumo responsables).
pág. 7882
Como señalan Olmo-Cazevieille et al. (2024), las universidades están llamadas a formar profesionales
capaces de actuar con conciencia social y ambiental, incorporando la sostenibilidad como eje transversal
del currículo.
Esta convergencia entre la innovación tecnológica, la metodología activa y el compromiso ambiental
refuerza la pertinencia social de la educación superior tecnológica y contribuye a la construcción de una
cultura de responsabilidad frente al entorno. Sin embargo, a pesar de los avances en innovación
educativa, la evidencia empírica sobre cómo la implementación de la impresión 3D, integrada en
proyectos ABP, fortalece simultáneamente las competencias técnicas y la conciencia ambiental de los
estudiantes de ingeniería industrial sigue siendo limitada.
A partir de ello, el objetivo general de este estudio es:
Analizar cómo la implementación de la manufactura aditiva mediante impresión 3D, integrada en
proyectos educativos basados en el Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) y alineados con los
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), contribuye al desarrollo de competencias técnicas, a la
innovación y a la conciencia ambiental en estudiantes de ingeniería industrial.
En conjunto, la investigación busca mostrar que la integración del ABP y la impresión 3D en el marco
del Nuevo Modelo Educativo de las UTyP no solo favorece el aprendizaje significativo, sino que
también fortalece el vínculo entre educación, innovación y sostenibilidad, posicionando a las
universidades tecnológicas como actores clave en la construcción de una sociedad más equitativa,
productiva y sustentable.
JUSTIFICACIÓN
El Nuevo Modelo Educativo de las UTyP (SEP, 2022) busca formar profesionistas competentes e
innovadores, capaces de actuar con responsabilidad social y ambiental. Para lograrlo, no basta con el
dominio técnico; es necesario desarrollar habilidades para resolver problemas reales, colaborar y tomar
decisiones éticas. Aún persiste el reto de articular la teoría y la práctica en la educación superior
tecnológica.
En este marco, el ABP se consolida como una estrategia eficaz al fomentar la participación activa, el
pensamiento crítico y la resolución de problemas auténticos (Olmo-Cazevieille et al., 2024).
Como señalan Olmo-Cazevieille et al. (2024), las universidades están llamadas a formar profesionales
capaces de actuar con conciencia social y ambiental, incorporando la sostenibilidad como eje transversal
del currículo.
Esta convergencia entre la innovación tecnológica, la metodología activa y el compromiso ambiental
refuerza la pertinencia social de la educación superior tecnológica y contribuye a la construcción de una
cultura de responsabilidad frente al entorno. Sin embargo, a pesar de los avances en innovación
educativa, la evidencia empírica sobre cómo la implementación de la impresión 3D, integrada en
proyectos ABP, fortalece simultáneamente las competencias técnicas y la conciencia ambiental de los
estudiantes de ingeniería industrial sigue siendo limitada.
A partir de ello, el objetivo general de este estudio es:
Analizar cómo la implementación de la manufactura aditiva mediante impresión 3D, integrada en
proyectos educativos basados en el Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) y alineados con los
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), contribuye al desarrollo de competencias técnicas, a la
innovación y a la conciencia ambiental en estudiantes de ingeniería industrial.
En conjunto, la investigación busca mostrar que la integración del ABP y la impresión 3D en el marco
del Nuevo Modelo Educativo de las UTyP no solo favorece el aprendizaje significativo, sino que
también fortalece el vínculo entre educación, innovación y sostenibilidad, posicionando a las
universidades tecnológicas como actores clave en la construcción de una sociedad más equitativa,
productiva y sustentable.
JUSTIFICACIÓN
El Nuevo Modelo Educativo de las UTyP (SEP, 2022) busca formar profesionistas competentes e
innovadores, capaces de actuar con responsabilidad social y ambiental. Para lograrlo, no basta con el
dominio técnico; es necesario desarrollar habilidades para resolver problemas reales, colaborar y tomar
decisiones éticas. Aún persiste el reto de articular la teoría y la práctica en la educación superior
tecnológica.
En este marco, el ABP se consolida como una estrategia eficaz al fomentar la participación activa, el
pensamiento crítico y la resolución de problemas auténticos (Olmo-Cazevieille et al., 2024).
pág. 7883
El aula se convierte en un espacio de experimentación donde se construyen la autonomía y el sentido
de responsabilidad.
La impresión 3D aporta un componente técnico clave. En Ingeniería Industrial, la manufactura aditiva
conecta el diseño digital con la producción física, facilitando la comprensión de los procesos, los
materiales y la eficiencia productiva (González Sosa et al., 2019). El estudiantado debe tomar decisiones
sobre geometrías, tolerancias y parámetros de impresión, las cuales se validan mediante prototipos
reales.
Su relevancia social radica en que integra innovación y sostenibilidad, alineándose con los ODS 4, 9 y
12. Como señalan Olmo-Cazevieille et al. (2024), las instituciones formadoras deben preparar
profesionales capaces de vincular ambas dimensiones. Este estudio aporta evidencia de cómo la
manufactura aditiva en el ABP fortalece competencias técnicas, creativas y ambientales.
En síntesis, la investigación se sitúa entre la pedagogía activa, la tecnología emergente y la
sostenibilidad, contribuyendo a la innovación educativa en ingeniería industrial y al cumplimiento de
la Agenda 2030.
Objetivo general
Guiar a los estudiantes en la aplicación de la metodología de Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP),
alineada a los Objetivos de Desarrollo Sostenible, mediante el desarrollo integral de un prototipo de
lapicero biodegradable ergonómico y viable para producción industrial, favoreciendo su
autoaprendizaje, pensamiento crítico y el fortalecimiento de sus competencias técnicas en diseño y
manufactura sostenible.
Objetivos específicos
1. Diseñar y fabricar un prototipo inicial del cuerpo del lapicero biodegradable, empleando
SolidWorks y técnicas de impresión 3D, y asegurar su compatibilidad con un cartucho de tinta
biodegradable existente.
2. Promover que los estudiantes desarrollen pruebas experimentales y ejercicios de reingeniería a
partir de modelos comerciales para validar la resistencia, la funcionalidad, la ergonomía y el
ensamblaje del prototipo.
El aula se convierte en un espacio de experimentación donde se construyen la autonomía y el sentido
de responsabilidad.
La impresión 3D aporta un componente técnico clave. En Ingeniería Industrial, la manufactura aditiva
conecta el diseño digital con la producción física, facilitando la comprensión de los procesos, los
materiales y la eficiencia productiva (González Sosa et al., 2019). El estudiantado debe tomar decisiones
sobre geometrías, tolerancias y parámetros de impresión, las cuales se validan mediante prototipos
reales.
Su relevancia social radica en que integra innovación y sostenibilidad, alineándose con los ODS 4, 9 y
12. Como señalan Olmo-Cazevieille et al. (2024), las instituciones formadoras deben preparar
profesionales capaces de vincular ambas dimensiones. Este estudio aporta evidencia de cómo la
manufactura aditiva en el ABP fortalece competencias técnicas, creativas y ambientales.
En síntesis, la investigación se sitúa entre la pedagogía activa, la tecnología emergente y la
sostenibilidad, contribuyendo a la innovación educativa en ingeniería industrial y al cumplimiento de
la Agenda 2030.
Objetivo general
Guiar a los estudiantes en la aplicación de la metodología de Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP),
alineada a los Objetivos de Desarrollo Sostenible, mediante el desarrollo integral de un prototipo de
lapicero biodegradable ergonómico y viable para producción industrial, favoreciendo su
autoaprendizaje, pensamiento crítico y el fortalecimiento de sus competencias técnicas en diseño y
manufactura sostenible.
Objetivos específicos
1. Diseñar y fabricar un prototipo inicial del cuerpo del lapicero biodegradable, empleando
SolidWorks y técnicas de impresión 3D, y asegurar su compatibilidad con un cartucho de tinta
biodegradable existente.
2. Promover que los estudiantes desarrollen pruebas experimentales y ejercicios de reingeniería a
partir de modelos comerciales para validar la resistencia, la funcionalidad, la ergonomía y el
ensamblaje del prototipo.
pág. 7884
3. Fomentar el trabajo colaborativo, la organización, la resolución de problemas y la gestión
emocional durante el desarrollo del proyecto, como elementos centrales del proceso ABP.
4. Integrar los principios de los Objetivos de Desarrollo Sostenible en el diseño y evaluación del
prototipo, promoviendo la conciencia ambiental y la comprensión del diseño sostenible en el
contexto de la ingeniería.
MARCO TEÓRICO
1. El Nuevo Modelo Educativo de las UTyP y la formación por competencias
El Nuevo Modelo Educativo del Subsistema de Universidades Tecnológicas y Politécnicas propone una
educación superior tecnológica centrada en el estudiante y orientada al desarrollo de competencias
integrales, que articulan el saber teórico, la práctica profesional y la responsabilidad social (SEP, 2022).
La propuesta busca responder de manera más adecuada a los cambios tecnológicos, productivos y
ambientales del siglo XXI, en correspondencia con la Agenda 2030.
Desde la perspectiva de la UNESCO, la educación para el desarrollo sostenible exige transformaciones
no solo en los contenidos, sino también en las metodologías y competencias promovidas en el aula. La
organización subraya la importancia de formar sujetos capaces de actuar de manera crítica y responsable
ante los desafíos contemporáneos, integrando conocimientos, habilidades, valores y actitudes orientadas
a la sostenibilidad (UNESCO, 2017).
Este enfoque se vincula con la formación por competencias que plantea el modelo de las UTyP, donde
se demanda el uso de prácticas pedagógicas que impulsen el pensamiento crítico, la resolución de
problemas reales y el compromiso social. El documento oficial de la SEP resalta que las instituciones
deben procurar una educación flexible, estrechamente relacionada con el entorno laboral y sensible a
las necesidades regionales. Dichos planteamientos convergen con los lineamientos de UNESCO sobre
la necesidad de metodologías activas que promuevan la participación estudiantil y la toma de decisiones
fundamentada (UNESCO, 2017).
En este marco, el ABP aparece como una estrategia coherente tanto con las políticas educativas
nacionales como con las recomendaciones internacionales en materia de educación para la
sostenibilidad.
3. Fomentar el trabajo colaborativo, la organización, la resolución de problemas y la gestión
emocional durante el desarrollo del proyecto, como elementos centrales del proceso ABP.
4. Integrar los principios de los Objetivos de Desarrollo Sostenible en el diseño y evaluación del
prototipo, promoviendo la conciencia ambiental y la comprensión del diseño sostenible en el
contexto de la ingeniería.
MARCO TEÓRICO
1. El Nuevo Modelo Educativo de las UTyP y la formación por competencias
El Nuevo Modelo Educativo del Subsistema de Universidades Tecnológicas y Politécnicas propone una
educación superior tecnológica centrada en el estudiante y orientada al desarrollo de competencias
integrales, que articulan el saber teórico, la práctica profesional y la responsabilidad social (SEP, 2022).
La propuesta busca responder de manera más adecuada a los cambios tecnológicos, productivos y
ambientales del siglo XXI, en correspondencia con la Agenda 2030.
Desde la perspectiva de la UNESCO, la educación para el desarrollo sostenible exige transformaciones
no solo en los contenidos, sino también en las metodologías y competencias promovidas en el aula. La
organización subraya la importancia de formar sujetos capaces de actuar de manera crítica y responsable
ante los desafíos contemporáneos, integrando conocimientos, habilidades, valores y actitudes orientadas
a la sostenibilidad (UNESCO, 2017).
Este enfoque se vincula con la formación por competencias que plantea el modelo de las UTyP, donde
se demanda el uso de prácticas pedagógicas que impulsen el pensamiento crítico, la resolución de
problemas reales y el compromiso social. El documento oficial de la SEP resalta que las instituciones
deben procurar una educación flexible, estrechamente relacionada con el entorno laboral y sensible a
las necesidades regionales. Dichos planteamientos convergen con los lineamientos de UNESCO sobre
la necesidad de metodologías activas que promuevan la participación estudiantil y la toma de decisiones
fundamentada (UNESCO, 2017).
En este marco, el ABP aparece como una estrategia coherente tanto con las políticas educativas
nacionales como con las recomendaciones internacionales en materia de educación para la
sostenibilidad.
pág. 7885
2. El Aprendizaje Basado en Proyectos como metodología activa
El Aprendizaje Basado en Proyectos se ha consolidado como una metodología relevante en la educación
tecnológica. Martín y Martínez (2018) lo describen como un enfoque que orienta la construcción del
conocimiento a partir del desarrollo de proyectos que dan respuesta a una necesidad o problema real.
Este enfoque suele organizarse en fases que incluyen la definición del problema, la investigación, la
planificación, el diseño, la ejecución, la evaluación y la comunicación de resultados.
Bell (2010) enfatiza que el ABP favorece el desarrollo de competencias vinculadas al siglo XXI, tales
como la comunicación, la colaboración, la creatividad y la resolución de problemas complejos. De
acuerdo con la autora, el alumnado asume un rol activo al conducir su propio proceso de aprendizaje
mediante la indagación y la producción de resultados tangibles que reflejan su comprensión. El ABP,
además, suele incrementar la motivación, al trabajar sobre propósitos claros y conectados con la
realidad.
Desde la perspectiva de Ford y Minshall (2018), la integración de tecnologías como la impresión 3D
dentro de proyectos ABP potencia procesos de aprendizaje basados en la experimentación y la mejora
continua. Su revisión muestra que, al participar en proyectos con manufactura aditiva, los estudiantes
desarrollan habilidades de análisis, iteración y resolución de problemas, al tener que diseñar, fabricar,
evaluar y rediseñar prototipos en ciclos sucesivos. Esta dinámica de trabajo se ajusta a la lógica del
ABP, donde la generación de productos auténticos y la reflexión sobre el proceso son pilares del
aprendizaje.
Martín y Martínez (2018) subrayan que el ABP requiere una planificación cuidadosa y un
acompañamiento docente constante. El rol del profesor se desplaza hacia el de facilitador, mientras que
el estudiante asume una participación más autónoma. Esta metodología promueve la
interdisciplinariedad, el aprendizaje significativo y la transferencia de conocimientos a situaciones
nuevas. En ingeniería, su aplicación permite relacionar los contenidos con problemas del entorno
productivo, reforzando la pertinencia de la formación.
3. La impresión 3D como recurso didáctico en ingeniería
La impresión 3D se ha incorporado progresivamente en programas de formación tecnológica e
ingenieril. Su uso en el aula permite visualizar conceptos abstractos, producir prototipos y experimentar
2. El Aprendizaje Basado en Proyectos como metodología activa
El Aprendizaje Basado en Proyectos se ha consolidado como una metodología relevante en la educación
tecnológica. Martín y Martínez (2018) lo describen como un enfoque que orienta la construcción del
conocimiento a partir del desarrollo de proyectos que dan respuesta a una necesidad o problema real.
Este enfoque suele organizarse en fases que incluyen la definición del problema, la investigación, la
planificación, el diseño, la ejecución, la evaluación y la comunicación de resultados.
Bell (2010) enfatiza que el ABP favorece el desarrollo de competencias vinculadas al siglo XXI, tales
como la comunicación, la colaboración, la creatividad y la resolución de problemas complejos. De
acuerdo con la autora, el alumnado asume un rol activo al conducir su propio proceso de aprendizaje
mediante la indagación y la producción de resultados tangibles que reflejan su comprensión. El ABP,
además, suele incrementar la motivación, al trabajar sobre propósitos claros y conectados con la
realidad.
Desde la perspectiva de Ford y Minshall (2018), la integración de tecnologías como la impresión 3D
dentro de proyectos ABP potencia procesos de aprendizaje basados en la experimentación y la mejora
continua. Su revisión muestra que, al participar en proyectos con manufactura aditiva, los estudiantes
desarrollan habilidades de análisis, iteración y resolución de problemas, al tener que diseñar, fabricar,
evaluar y rediseñar prototipos en ciclos sucesivos. Esta dinámica de trabajo se ajusta a la lógica del
ABP, donde la generación de productos auténticos y la reflexión sobre el proceso son pilares del
aprendizaje.
Martín y Martínez (2018) subrayan que el ABP requiere una planificación cuidadosa y un
acompañamiento docente constante. El rol del profesor se desplaza hacia el de facilitador, mientras que
el estudiante asume una participación más autónoma. Esta metodología promueve la
interdisciplinariedad, el aprendizaje significativo y la transferencia de conocimientos a situaciones
nuevas. En ingeniería, su aplicación permite relacionar los contenidos con problemas del entorno
productivo, reforzando la pertinencia de la formación.
3. La impresión 3D como recurso didáctico en ingeniería
La impresión 3D se ha incorporado progresivamente en programas de formación tecnológica e
ingenieril. Su uso en el aula permite visualizar conceptos abstractos, producir prototipos y experimentar
pág. 7886
con materiales, dimensiones y estructuras. Para González Sosa et al. (2019), la manufactura aditiva
facilita la comprensión de los procesos industriales, ya que obliga a los estudiantes a recorrer cada etapa
del diseño y la fabricación, desde el modelo digital hasta la pieza física.
Suardíaz Muro et al. (2021) señalan que, cuando se combina la impresión 3D con componentes
electrónicos y programación, se generan experiencias de aprendizaje enriquecidas, en las que convergen
diseño, construcción y pruebas funcionales. Este enfoque interdisciplinario favorece tanto el desarrollo
de competencias técnicas como habilidades sociales asociadas al trabajo en equipo.
La revisión de Cabrera Frías y Córdova Esparza (2023) aporta evidencia adicional sobre el potencial
educativo de la impresión 3D, al mostrar que esta tecnología promueve el pensamiento creativo
entendido como una habilidad cognitiva indispensable para la innovación. La posibilidad de
materializar ideas, evaluarlas y modificarlas fortalece la capacidad de las y los estudiantes para proponer
soluciones viables a problemas complejos.
Ford y Minshall (2018), por su parte, destacan que la impresión 3D funciona como un catalizador del
aprendizaje técnico y cognitivo, al permitir comprender de manera integrada el ciclo de diseño y
manufactura, mejorar el razonamiento espacial y analizar el impacto de las decisiones técnicas. La
rapidez con la que pueden generarse y evaluarse prototipos facilita procesos de retroalimentación e
iteración, valiosos en la formación en ingeniería.
4. Avances recientes en impresión 3D e implicaciones educativas
El trabajo de Ávila Camacho y Moreno Villalba (2024) describe cómo la impresión 3D ha ampliado su
campo de aplicación a sectores como la medicina, la industria automotriz, el arte o la investigación
espacial. La tecnología ya no se limita al prototipado rápido, sino que también se utiliza para fabricar
piezas funcionales.
El desarrollo de materiales como polímeros biodegradables y filamentos reforzados ha abierto nuevas
posibilidades en contextos educativos, al permitir que el estudiantado trabaje con propiedades de
resistencia, comportamiento mecánico y sostenibilidad. Este tipo de experiencias favorece la
comprensión del ciclo de vida de los productos, los principios de manufactura responsable y el análisis
de impacto ambiental.
con materiales, dimensiones y estructuras. Para González Sosa et al. (2019), la manufactura aditiva
facilita la comprensión de los procesos industriales, ya que obliga a los estudiantes a recorrer cada etapa
del diseño y la fabricación, desde el modelo digital hasta la pieza física.
Suardíaz Muro et al. (2021) señalan que, cuando se combina la impresión 3D con componentes
electrónicos y programación, se generan experiencias de aprendizaje enriquecidas, en las que convergen
diseño, construcción y pruebas funcionales. Este enfoque interdisciplinario favorece tanto el desarrollo
de competencias técnicas como habilidades sociales asociadas al trabajo en equipo.
La revisión de Cabrera Frías y Córdova Esparza (2023) aporta evidencia adicional sobre el potencial
educativo de la impresión 3D, al mostrar que esta tecnología promueve el pensamiento creativo
entendido como una habilidad cognitiva indispensable para la innovación. La posibilidad de
materializar ideas, evaluarlas y modificarlas fortalece la capacidad de las y los estudiantes para proponer
soluciones viables a problemas complejos.
Ford y Minshall (2018), por su parte, destacan que la impresión 3D funciona como un catalizador del
aprendizaje técnico y cognitivo, al permitir comprender de manera integrada el ciclo de diseño y
manufactura, mejorar el razonamiento espacial y analizar el impacto de las decisiones técnicas. La
rapidez con la que pueden generarse y evaluarse prototipos facilita procesos de retroalimentación e
iteración, valiosos en la formación en ingeniería.
4. Avances recientes en impresión 3D e implicaciones educativas
El trabajo de Ávila Camacho y Moreno Villalba (2024) describe cómo la impresión 3D ha ampliado su
campo de aplicación a sectores como la medicina, la industria automotriz, el arte o la investigación
espacial. La tecnología ya no se limita al prototipado rápido, sino que también se utiliza para fabricar
piezas funcionales.
El desarrollo de materiales como polímeros biodegradables y filamentos reforzados ha abierto nuevas
posibilidades en contextos educativos, al permitir que el estudiantado trabaje con propiedades de
resistencia, comportamiento mecánico y sostenibilidad. Este tipo de experiencias favorece la
comprensión del ciclo de vida de los productos, los principios de manufactura responsable y el análisis
de impacto ambiental.
pág. 7887
De manera complementaria, Ford y Minshall (2018) señalan que la ampliación de capacidades técnicas
de la impresión 3D ha reforzado su papel en la educación superior, al permitir que los estudiantes
experimenten con diseños complejos y exploren las implicaciones funcionales de sus decisiones. La
manufactura aditiva se presenta como un recurso idóneo para impulsar prácticas educativas centradas
en la innovación, la iteración y la validación de soluciones.
5. Cultura maker, creatividad y aprendizaje significativo
La cultura maker, asociada al “hazlo tú mismo”, ha cobrado relevancia en entornos educativos que
promueven la experimentación y el trabajo con tecnología. Suardíaz Muro et al. (2021) destacan que
este enfoque estimula la participación activa, la colaboración y la construcción colectiva del
conocimiento. La posibilidad de diseñar y fabricar objetos con herramientas como la impresión 3D
fomenta el pensamiento crítico y la creatividad.
Cabrera Frías y Córdova Esparza (2023) muestran que la impresión 3D, articulada con lógicas de cultura
maker, genera entornos de aprendizaje donde la experimentación, la prueba y el error, y la iteración
dejan de ser obstáculos para convertirse en parte esencial del proceso formativo. Bajo estas condiciones,
los proyectos adquieren un sentido más auténtico para el estudiantado y se favorece un aprendizaje más
profundo.
6. Sostenibilidad y Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)
La sostenibilidad en la educación tecnológica requiere integrar no solo contenidos ambientales, sino
también prácticas que fomenten el uso responsable de los recursos. Incorporar los ODS en el currículo
permite formar a estudiantes con conciencia social y ambiental, capaces de evaluar el impacto de sus
decisiones (Olmo-Cazevieille et al., 2024).
UNESCO (2017) señala que la Educación para el Desarrollo Sostenible debe promover competencias
como el pensamiento sistémico, la anticipación de consecuencias, la colaboración y la resolución de
problemas, estrechamente vinculadas al ABP y a los procesos iterativos de la manufactura aditiva.
Comprender el ciclo de vida de los materiales y reducir el impacto ambiental se relaciona directamente
con proyectos de impresión 3D, que permiten analizar consumos, experimentar con materiales
biodegradables y reflexionar sobre la eficiencia del diseño.
De manera complementaria, Ford y Minshall (2018) señalan que la ampliación de capacidades técnicas
de la impresión 3D ha reforzado su papel en la educación superior, al permitir que los estudiantes
experimenten con diseños complejos y exploren las implicaciones funcionales de sus decisiones. La
manufactura aditiva se presenta como un recurso idóneo para impulsar prácticas educativas centradas
en la innovación, la iteración y la validación de soluciones.
5. Cultura maker, creatividad y aprendizaje significativo
La cultura maker, asociada al “hazlo tú mismo”, ha cobrado relevancia en entornos educativos que
promueven la experimentación y el trabajo con tecnología. Suardíaz Muro et al. (2021) destacan que
este enfoque estimula la participación activa, la colaboración y la construcción colectiva del
conocimiento. La posibilidad de diseñar y fabricar objetos con herramientas como la impresión 3D
fomenta el pensamiento crítico y la creatividad.
Cabrera Frías y Córdova Esparza (2023) muestran que la impresión 3D, articulada con lógicas de cultura
maker, genera entornos de aprendizaje donde la experimentación, la prueba y el error, y la iteración
dejan de ser obstáculos para convertirse en parte esencial del proceso formativo. Bajo estas condiciones,
los proyectos adquieren un sentido más auténtico para el estudiantado y se favorece un aprendizaje más
profundo.
6. Sostenibilidad y Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)
La sostenibilidad en la educación tecnológica requiere integrar no solo contenidos ambientales, sino
también prácticas que fomenten el uso responsable de los recursos. Incorporar los ODS en el currículo
permite formar a estudiantes con conciencia social y ambiental, capaces de evaluar el impacto de sus
decisiones (Olmo-Cazevieille et al., 2024).
UNESCO (2017) señala que la Educación para el Desarrollo Sostenible debe promover competencias
como el pensamiento sistémico, la anticipación de consecuencias, la colaboración y la resolución de
problemas, estrechamente vinculadas al ABP y a los procesos iterativos de la manufactura aditiva.
Comprender el ciclo de vida de los materiales y reducir el impacto ambiental se relaciona directamente
con proyectos de impresión 3D, que permiten analizar consumos, experimentar con materiales
biodegradables y reflexionar sobre la eficiencia del diseño.
pág. 7888
Asimismo, Ávila Camacho y Moreno Villalba (2024) destacan que la impresión 3D favorece la
sostenibilidad al reducir residuos, permitir la fabricación bajo demanda y emplear materiales
ecológicos, combinando formación técnica y prácticas responsables en ingeniería.
METODOLOGÍA
Tipo de investigación
La investigación se clasifica como descriptiva–interpretativa porque:
▪ Describe los procedimientos técnicos y pedagógicos que las estudiantes llevaron a cabo para diseñar
y fabricar un lapicero biodegradable mediante impresión 3D;
▪ Interpreta cómo estos procesos favorecen el desarrollo de competencias técnicas, socioemocionales
y de sostenibilidad;
▪ Analiza los retos, estrategias y aprendizajes documentados durante la ejecución del proyecto.
Al mismo tiempo, se considera investigación aplicada, ya que se orienta a la solución de un problema
concreto —el diseño de un prototipo funcional biodegradable— en un contexto educativo específico.
Diseño de investigación
Se utilizó un diseño de estudio de caso educativo, tomando como unidad de análisis el proyecto
colaborativo entre estudiantes de nivel medio superior (CETIS 254) y estudiantes de ingeniería
industrial (UTTECAM). Este diseño permitió examinar:
▪ el proceso completo de diseño y reingeniería del prototipo;
▪ la forma en que se integraron los ODS en las decisiones técnicas;
▪ la dinámica de trabajo en equipo, la organización y el manejo emocional;
▪ el desarrollo de competencias técnicas vinculadas al uso de manufactura aditiva.
El estudio se organizó en tres fases:
1. Diseño y modelado
Conceptualización, bocetaje, modelado CAD en SolidWorks y adecuación del diseño al cartucho
biodegradable.
2. Fabricación y experimentación técnica
Impresión 3D, pruebas de resistencia, ensamble, ajustes ergonómicos, reducción de material y
iteración de versiones.
Asimismo, Ávila Camacho y Moreno Villalba (2024) destacan que la impresión 3D favorece la
sostenibilidad al reducir residuos, permitir la fabricación bajo demanda y emplear materiales
ecológicos, combinando formación técnica y prácticas responsables en ingeniería.
METODOLOGÍA
Tipo de investigación
La investigación se clasifica como descriptiva–interpretativa porque:
▪ Describe los procedimientos técnicos y pedagógicos que las estudiantes llevaron a cabo para diseñar
y fabricar un lapicero biodegradable mediante impresión 3D;
▪ Interpreta cómo estos procesos favorecen el desarrollo de competencias técnicas, socioemocionales
y de sostenibilidad;
▪ Analiza los retos, estrategias y aprendizajes documentados durante la ejecución del proyecto.
Al mismo tiempo, se considera investigación aplicada, ya que se orienta a la solución de un problema
concreto —el diseño de un prototipo funcional biodegradable— en un contexto educativo específico.
Diseño de investigación
Se utilizó un diseño de estudio de caso educativo, tomando como unidad de análisis el proyecto
colaborativo entre estudiantes de nivel medio superior (CETIS 254) y estudiantes de ingeniería
industrial (UTTECAM). Este diseño permitió examinar:
▪ el proceso completo de diseño y reingeniería del prototipo;
▪ la forma en que se integraron los ODS en las decisiones técnicas;
▪ la dinámica de trabajo en equipo, la organización y el manejo emocional;
▪ el desarrollo de competencias técnicas vinculadas al uso de manufactura aditiva.
El estudio se organizó en tres fases:
1. Diseño y modelado
Conceptualización, bocetaje, modelado CAD en SolidWorks y adecuación del diseño al cartucho
biodegradable.
2. Fabricación y experimentación técnica
Impresión 3D, pruebas de resistencia, ensamble, ajustes ergonómicos, reducción de material y
iteración de versiones.
pág. 7889
3. Evaluación formativa y reflexión académica
Revisiones docentes, coevaluación, elaboración de diarios reflexivos, análisis de resultados y
propuesta de mejoras.
Técnicas y procedimientos de producción de datos
Se emplearon cuatro técnicas principales:
a) Observación sistemática
Registro de comportamientos, dificultades, estrategias de trabajo, colaboración y manejo emocional
durante el proceso.
b) Análisis de productos técnicos
Revisión de bocetos, archivos CAD, reportes de iteraciones, prototipos impresos y material de
mejora continua.
c) c) Diario reflexivo de las estudiantes
Documentación de aprendizajes, retos, decisiones técnicas y justificación de cambios realizados en
el prototipo.
d) Evaluación técnica del prototipo
Análisis de la resistencia del cuerpo del lapicero, el ensamble con el cartucho biodegradable, la
ergonomía, el consumo de material y la funcionalidad final.
Estas técnicas permitieron obtener una visión integral del proceso, combinando evidencias técnicas y
formativas.
Instrumentos de recolección de datos
Se utilizaron los siguientes instrumentos:
1. Guía de observación docente
Para registrar la colaboración, los problemas detectados, las estrategias de resolución y aspectos
socioemocionales.
2. Rúbrica de evaluación del prototipo
Con criterios de diseño, manufactura, ergonomía, sostenibilidad y funcionalidad.
3. Formato de diario reflexivo
Con preguntas guía sobre aprendizajes, dificultades y toma de decisiones.
3. Evaluación formativa y reflexión académica
Revisiones docentes, coevaluación, elaboración de diarios reflexivos, análisis de resultados y
propuesta de mejoras.
Técnicas y procedimientos de producción de datos
Se emplearon cuatro técnicas principales:
a) Observación sistemática
Registro de comportamientos, dificultades, estrategias de trabajo, colaboración y manejo emocional
durante el proceso.
b) Análisis de productos técnicos
Revisión de bocetos, archivos CAD, reportes de iteraciones, prototipos impresos y material de
mejora continua.
c) c) Diario reflexivo de las estudiantes
Documentación de aprendizajes, retos, decisiones técnicas y justificación de cambios realizados en
el prototipo.
d) Evaluación técnica del prototipo
Análisis de la resistencia del cuerpo del lapicero, el ensamble con el cartucho biodegradable, la
ergonomía, el consumo de material y la funcionalidad final.
Estas técnicas permitieron obtener una visión integral del proceso, combinando evidencias técnicas y
formativas.
Instrumentos de recolección de datos
Se utilizaron los siguientes instrumentos:
1. Guía de observación docente
Para registrar la colaboración, los problemas detectados, las estrategias de resolución y aspectos
socioemocionales.
2. Rúbrica de evaluación del prototipo
Con criterios de diseño, manufactura, ergonomía, sostenibilidad y funcionalidad.
3. Formato de diario reflexivo
Con preguntas guía sobre aprendizajes, dificultades y toma de decisiones.
pág. 7890
4. Registro fotográfico y evidencia CAD/STL
Para documentar la evolución del prototipo y cada versión generada.
5. Bitácora técnica del docente
Para sistematizar retroalimentaciones, avances y recomendaciones.
Materiales utilizados para generar datos
Los materiales empleados fueron:
▪ Software SolidWorks para diseño CAD.
▪ Impresora 3D tipo FDM.
▪ Filamento PLA biodegradable como material principal.
▪ Cartucho de tinta biodegradable comercial como referencia funcional.
▪ Herramientas de medición (calibradores, reglas, plantillas).
▪ Computadoras del laboratorio de ingeniería.
▪ Prototipos preliminares en distintas etapas de iteración.
▪ Rúbricas y guías de trabajo proporcionadas por el docente.
Justificación del uso de estos materiales
▪ El PLA biodegradable se relaciona con los ODS 9 y 12, al promover prácticas de manufactura más
responsables.
▪ SolidWorks permite desarrollar competencias propias del diseño industrial.
▪ La impresión 3D facilita la iteración, corrección y análisis de desempeño del prototipo.
▪ Las herramientas de medición aportan precisión y posibilitan procesos de reingeniería.
▪ Los archivos CAD/STL permiten análisis comparativos y documentan el avance técnico.
▪ Las rúbricas y diarios reflexivos aportan información formativa y metodológica.
Justificación metodológica
El enfoque metodológico adoptado resulta pertinente porque:
▪ permite analizar el proceso completo, y no solo el producto final;
▪ integra dimensiones técnicas, cognitivas y socioemocionales del aprendizaje;
▪ responde a los principios del ABP, donde el proceso y la reflexión tienen un peso central;
4. Registro fotográfico y evidencia CAD/STL
Para documentar la evolución del prototipo y cada versión generada.
5. Bitácora técnica del docente
Para sistematizar retroalimentaciones, avances y recomendaciones.
Materiales utilizados para generar datos
Los materiales empleados fueron:
▪ Software SolidWorks para diseño CAD.
▪ Impresora 3D tipo FDM.
▪ Filamento PLA biodegradable como material principal.
▪ Cartucho de tinta biodegradable comercial como referencia funcional.
▪ Herramientas de medición (calibradores, reglas, plantillas).
▪ Computadoras del laboratorio de ingeniería.
▪ Prototipos preliminares en distintas etapas de iteración.
▪ Rúbricas y guías de trabajo proporcionadas por el docente.
Justificación del uso de estos materiales
▪ El PLA biodegradable se relaciona con los ODS 9 y 12, al promover prácticas de manufactura más
responsables.
▪ SolidWorks permite desarrollar competencias propias del diseño industrial.
▪ La impresión 3D facilita la iteración, corrección y análisis de desempeño del prototipo.
▪ Las herramientas de medición aportan precisión y posibilitan procesos de reingeniería.
▪ Los archivos CAD/STL permiten análisis comparativos y documentan el avance técnico.
▪ Las rúbricas y diarios reflexivos aportan información formativa y metodológica.
Justificación metodológica
El enfoque metodológico adoptado resulta pertinente porque:
▪ permite analizar el proceso completo, y no solo el producto final;
▪ integra dimensiones técnicas, cognitivas y socioemocionales del aprendizaje;
▪ responde a los principios del ABP, donde el proceso y la reflexión tienen un peso central;
pág. 7891
▪ facilita el análisis de cómo la impresión 3D y los ODS influyen en el desarrollo de competencias
reales;
▪ combina evidencia técnica (prototipos, pruebas, diseños) con evidencia reflexiva (diarios,
observaciones, evaluaciones).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Desempeño técnico del prototipo
El desarrollo del lapicero biodegradable dio como resultado un prototipo funcional compuesto por
tapón, barril y punta, diseñado en SolidWorks e impreso con tecnología FDM. Durante el proceso se
realizaron múltiples iteraciones que corrigieron fallas de resistencia, ajustes dimensionales y problemas
de ensamble. El sistema inicial roscado mostró desgaste, por lo que se sustituyó por un mecanismo de
presión (click-fit), más estable y confiable.
Las pruebas de impacto, comparadas con un lapicero comercial, permitieron definir el espesor adecuado
para alcanzar una resistencia similar a la de un producto industrial. Esta evaluación constante coincide
con lo señalado por González Sosa et al. (2019) sobre cómo la manufactura aditiva permite analizar el
efecto de las decisiones de diseño. El prototipo final fue ergonómico, funcional y compatible con un
cartucho biodegradable.
El uso combinado de herramientas CAD, pruebas de laboratorio y ajustes en parámetros de impresión
fortaleció un razonamiento ingenieril basado en diagnóstico y mejora continua, alineado con
experiencias previas sobre aprendizaje experimental con impresión 3D (Suardíaz Muro et al., 2021;
Cabrera Frías & Córdova Esparza, 2023).
Figura 1. Imágenes de las primeras iteraciones considerando roscado el ensamble
▪ facilita el análisis de cómo la impresión 3D y los ODS influyen en el desarrollo de competencias
reales;
▪ combina evidencia técnica (prototipos, pruebas, diseños) con evidencia reflexiva (diarios,
observaciones, evaluaciones).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Desempeño técnico del prototipo
El desarrollo del lapicero biodegradable dio como resultado un prototipo funcional compuesto por
tapón, barril y punta, diseñado en SolidWorks e impreso con tecnología FDM. Durante el proceso se
realizaron múltiples iteraciones que corrigieron fallas de resistencia, ajustes dimensionales y problemas
de ensamble. El sistema inicial roscado mostró desgaste, por lo que se sustituyó por un mecanismo de
presión (click-fit), más estable y confiable.
Las pruebas de impacto, comparadas con un lapicero comercial, permitieron definir el espesor adecuado
para alcanzar una resistencia similar a la de un producto industrial. Esta evaluación constante coincide
con lo señalado por González Sosa et al. (2019) sobre cómo la manufactura aditiva permite analizar el
efecto de las decisiones de diseño. El prototipo final fue ergonómico, funcional y compatible con un
cartucho biodegradable.
El uso combinado de herramientas CAD, pruebas de laboratorio y ajustes en parámetros de impresión
fortaleció un razonamiento ingenieril basado en diagnóstico y mejora continua, alineado con
experiencias previas sobre aprendizaje experimental con impresión 3D (Suardíaz Muro et al., 2021;
Cabrera Frías & Córdova Esparza, 2023).
Figura 1. Imágenes de las primeras iteraciones considerando roscado el ensamble
pág. 7892
Desarrollo de competencias pedagógicas y socioemocionales
Desde la dimensión formativa, el proyecto hizo visibles retos asociados con la colaboración, la
organización del trabajo y la gestión emocional frente a fallas técnicas recurrentes (atoros del extrusor,
problemas de adherencia, soportes difíciles de retirar). Los registros de observación y diarios reflexivos
muestran una transición progresiva: de una tendencia inicial a asignar culpas hacia una dinámica más
colaborativa y centrada en la corresponsabilidad.
Este proceso coincide con lo expuesto por Martín y Martínez (2018), quienes resaltan que el ABP
implica manejar la incertidumbre, negociar acuerdos y construir soluciones en conjunto. La vivencia
del error técnico —entendido no como un fracaso, sino como un insumo para rediseñar— fortaleció la
resiliencia del equipo y consolidó aprendizajes vinculados al segundo y tercer objetivo específico.
El sentido práctico del proyecto también favoreció la apropiación del proceso formativo. Las estudiantes
comprendieron el valor de documentar fallas, analizar referentes comerciales y utilizar la
retroalimentación como herramienta de reingeniería. Estas prácticas coinciden con los principios de la
cultura maker, donde la experimentación y la autonomía desempeñan un papel central en el aprendizaje
(Suardíaz Muro et al., 2021).
Figura 2. Análisis de reingeniería
Desarrollo de competencias pedagógicas y socioemocionales
Desde la dimensión formativa, el proyecto hizo visibles retos asociados con la colaboración, la
organización del trabajo y la gestión emocional frente a fallas técnicas recurrentes (atoros del extrusor,
problemas de adherencia, soportes difíciles de retirar). Los registros de observación y diarios reflexivos
muestran una transición progresiva: de una tendencia inicial a asignar culpas hacia una dinámica más
colaborativa y centrada en la corresponsabilidad.
Este proceso coincide con lo expuesto por Martín y Martínez (2018), quienes resaltan que el ABP
implica manejar la incertidumbre, negociar acuerdos y construir soluciones en conjunto. La vivencia
del error técnico —entendido no como un fracaso, sino como un insumo para rediseñar— fortaleció la
resiliencia del equipo y consolidó aprendizajes vinculados al segundo y tercer objetivo específico.
El sentido práctico del proyecto también favoreció la apropiación del proceso formativo. Las estudiantes
comprendieron el valor de documentar fallas, analizar referentes comerciales y utilizar la
retroalimentación como herramienta de reingeniería. Estas prácticas coinciden con los principios de la
cultura maker, donde la experimentación y la autonomía desempeñan un papel central en el aprendizaje
(Suardíaz Muro et al., 2021).
Figura 2. Análisis de reingeniería
pág. 7893
Integración de sostenibilidad y ODS
La sostenibilidad fue un elemento operativo del proyecto, no un tema accesorio. El uso de PLA
biodegradable, la reducción de soportes y la optimización de parámetros de impresión se discutieron de
manera recurrente durante el proceso de diseño. Las pruebas de resistencia permitieron demostrar que
aumentar el espesor del barril no siempre mejora el desempeño, lo que impulsó un razonamiento
orientado a equilibrar la eficiencia de materiales y la funcionalidad.
Estos hallazgos dialogan con Ávila Camacho y Moreno Villalba (2024), quienes subrayan la
importancia de considerar el ciclo de vida del producto y el uso racional de los recursos en contextos
educativos apoyados en la impresión 3D. Asimismo, los resultados respaldan lo planteado por Olmo-
Cazevieille et al. (2024), pues los ODS se incorporaron como criterios reales de evaluación del
prototipo:
▪ ODS 4: aprendizaje activo y reflexivo;
▪ ODS 9: diseño, prototipado y validación técnica;
▪ ODS 12: producción y consumo responsables.
El proyecto permitió que las estudiantes comprendieran que la sostenibilidad implica decisiones
concretas de diseño y manufactura, contribuyendo al cumplimiento del cuarto objetivo específico.
Figura 3. Optimización de material de soporte
Integración de sostenibilidad y ODS
La sostenibilidad fue un elemento operativo del proyecto, no un tema accesorio. El uso de PLA
biodegradable, la reducción de soportes y la optimización de parámetros de impresión se discutieron de
manera recurrente durante el proceso de diseño. Las pruebas de resistencia permitieron demostrar que
aumentar el espesor del barril no siempre mejora el desempeño, lo que impulsó un razonamiento
orientado a equilibrar la eficiencia de materiales y la funcionalidad.
Estos hallazgos dialogan con Ávila Camacho y Moreno Villalba (2024), quienes subrayan la
importancia de considerar el ciclo de vida del producto y el uso racional de los recursos en contextos
educativos apoyados en la impresión 3D. Asimismo, los resultados respaldan lo planteado por Olmo-
Cazevieille et al. (2024), pues los ODS se incorporaron como criterios reales de evaluación del
prototipo:
▪ ODS 4: aprendizaje activo y reflexivo;
▪ ODS 9: diseño, prototipado y validación técnica;
▪ ODS 12: producción y consumo responsables.
El proyecto permitió que las estudiantes comprendieran que la sostenibilidad implica decisiones
concretas de diseño y manufactura, contribuyendo al cumplimiento del cuarto objetivo específico.
Figura 3. Optimización de material de soporte
pág. 7894
Integración de la manufactura aditiva en el ABP
De forma global, la manufactura aditiva funcionó como un eje articulador que permitió desarrollar
simultáneamente competencias técnicas, de innovación y ambientales, tal como plantea el quinto
objetivo específico. Las estudiantes pasaron de manipular herramientas CAD e impresoras a interpretar
resultados experimentales, ajustar geometrías y justificar decisiones con base en criterios técnicos y
ambientales.
Este proceso coincide con lo señalado por Cabrera Frías y Córdova Esparza (2023), quienes destacan
que la impresión 3D favorece el pensamiento creativo y crítico. El estudio confirma esta relación dentro
de un contexto real: la formación en ingeniería industrial en el subsistema UTyP, con un énfasis explícito
en la Agenda 2030.
Figura 4. Proceso de impresión 3D
Límites del proyecto
Aunque el proyecto logró avances importantes, enfrentó límites que condicionaron su desarrollo. La
cantidad limitada de filamento PLA redujo las iteraciones y obligó a optimizar cada impresión, lo que
reforzó la reflexión sobre el uso eficiente de materiales (ODS 12).
Las restricciones en las herramientas y los recursos del laboratorio exigieron improvisar soluciones que,
aunque enriquecieron la experiencia maker, afectaron el acabado y la precisión de algunos prototipos.
Además, el tiempo disponible en el calendario académico comprimió los ciclos de diseño, impresión y
prueba, lo que limitó el número de mejoras posibles.
Integración de la manufactura aditiva en el ABP
De forma global, la manufactura aditiva funcionó como un eje articulador que permitió desarrollar
simultáneamente competencias técnicas, de innovación y ambientales, tal como plantea el quinto
objetivo específico. Las estudiantes pasaron de manipular herramientas CAD e impresoras a interpretar
resultados experimentales, ajustar geometrías y justificar decisiones con base en criterios técnicos y
ambientales.
Este proceso coincide con lo señalado por Cabrera Frías y Córdova Esparza (2023), quienes destacan
que la impresión 3D favorece el pensamiento creativo y crítico. El estudio confirma esta relación dentro
de un contexto real: la formación en ingeniería industrial en el subsistema UTyP, con un énfasis explícito
en la Agenda 2030.
Figura 4. Proceso de impresión 3D
Límites del proyecto
Aunque el proyecto logró avances importantes, enfrentó límites que condicionaron su desarrollo. La
cantidad limitada de filamento PLA redujo las iteraciones y obligó a optimizar cada impresión, lo que
reforzó la reflexión sobre el uso eficiente de materiales (ODS 12).
Las restricciones en las herramientas y los recursos del laboratorio exigieron improvisar soluciones que,
aunque enriquecieron la experiencia maker, afectaron el acabado y la precisión de algunos prototipos.
Además, el tiempo disponible en el calendario académico comprimió los ciclos de diseño, impresión y
prueba, lo que limitó el número de mejoras posibles.
pág. 7895
Tensiones surgidas durante el proceso
El desarrollo del proyecto puso en evidencia tensiones propias del trabajo ingenieril:
▪ Entre calidad técnica y economía de material, lo que obligó a justificar cada modificación en
términos de desempeño y sostenibilidad.
▪ Entre diseño ideal y diseño factible, ya que ciertas ideas —como el sistema roscado— resultaron
inviables dentro de las restricciones técnicas del PLA y del tiempo disponible.
▪ Entre exigencias técnicas y dinámicas socioemocionales, especialmente durante fallas repetidas que
generaron desacuerdos y requirieron reorganizar tareas.
Estas tensiones son consistentes con entornos reales de ingeniería, donde el diseño ocurre siempre bajo
restricciones.
Aprendizajes no previstos
Entre los aprendizajes emergentes destacan:
▪ La comprensión operativa de la sostenibilidad como criterio de diseño;
▪ El dominio progresivo del diagnóstico de fallas de impresión;
▪ El valor del proyecto como puente interinstitucional para integrar a estudiantes de distintos niveles;
▪ La reflexión sobre la ingeniería como práctica social antes que únicamente técnica.
Estos aprendizajes amplían el alcance formativo más allá de los resultados originalmente previstos.
Reflexión sobre la aplicabilidad del modelo
El modelo ABP + impresión 3D + ODS muestra una alta pertinencia para instituciones tecnológicas
como las UTyP, especialmente en regiones con necesidades industriales emergentes. Su replicabilidad
requiere infraestructura básica, acompañamiento docente especializado y flexibilidad curricular para
asegurar ciclos amplios de iteración.
Asimismo, puede adaptarse a otros contextos —bachilleratos técnicos, educación comunitaria o
formación continua— siempre que se ajusten los recursos, ritmos y propósitos del proyecto.
Tensiones surgidas durante el proceso
El desarrollo del proyecto puso en evidencia tensiones propias del trabajo ingenieril:
▪ Entre calidad técnica y economía de material, lo que obligó a justificar cada modificación en
términos de desempeño y sostenibilidad.
▪ Entre diseño ideal y diseño factible, ya que ciertas ideas —como el sistema roscado— resultaron
inviables dentro de las restricciones técnicas del PLA y del tiempo disponible.
▪ Entre exigencias técnicas y dinámicas socioemocionales, especialmente durante fallas repetidas que
generaron desacuerdos y requirieron reorganizar tareas.
Estas tensiones son consistentes con entornos reales de ingeniería, donde el diseño ocurre siempre bajo
restricciones.
Aprendizajes no previstos
Entre los aprendizajes emergentes destacan:
▪ La comprensión operativa de la sostenibilidad como criterio de diseño;
▪ El dominio progresivo del diagnóstico de fallas de impresión;
▪ El valor del proyecto como puente interinstitucional para integrar a estudiantes de distintos niveles;
▪ La reflexión sobre la ingeniería como práctica social antes que únicamente técnica.
Estos aprendizajes amplían el alcance formativo más allá de los resultados originalmente previstos.
Reflexión sobre la aplicabilidad del modelo
El modelo ABP + impresión 3D + ODS muestra una alta pertinencia para instituciones tecnológicas
como las UTyP, especialmente en regiones con necesidades industriales emergentes. Su replicabilidad
requiere infraestructura básica, acompañamiento docente especializado y flexibilidad curricular para
asegurar ciclos amplios de iteración.
Asimismo, puede adaptarse a otros contextos —bachilleratos técnicos, educación comunitaria o
formación continua— siempre que se ajusten los recursos, ritmos y propósitos del proyecto.
pág. 7896
Figura 5. Planos finales con los componentes del cuerpo del lapicero
CONCLUSIONES
La experiencia de diseño y manufactura de un lapicero biodegradable mediante impresión 3D, en el
marco de un proyecto basado en ABP y articulado con los ODS, demuestra que es posible integrar en
una misma propuesta formativa competencias técnicas de ingeniería, habilidades socioemocionales y
conciencia ambiental.
En el plano técnico, las estudiantes desarrollaron capacidades en el modelado en CAD, la operación de
impresoras FDM, la ejecución de pruebas experimentales y el análisis de fallas. El prototipo final —
funcional, ergonómico y compatible con un cartucho biodegradable— evidenció procesos de
diagnóstico, iteración y reingeniería consistentes con el perfil de egreso planteado por el Nuevo Modelo
Educativo de las UTyP.
Desde las dimensiones pedagógica y socioemocional, el proyecto confirmó el valor del ABP para
fortalecer la colaboración, la distribución del trabajo y la gestión emocional ante fallas técnicas. El
proceso de negociación, la toma de decisiones conjunta y la resolución de problemas en condiciones
reales favorecieron el desarrollo de habilidades comunicativas, resiliencia y corresponsabilidad,
difícilmente alcanzables en entornos exclusivamente teóricos.
En cuanto a la sostenibilidad, el trabajo permitió que los ODS operaran como criterios concretos de
diseño y evaluación.
Figura 5. Planos finales con los componentes del cuerpo del lapicero
CONCLUSIONES
La experiencia de diseño y manufactura de un lapicero biodegradable mediante impresión 3D, en el
marco de un proyecto basado en ABP y articulado con los ODS, demuestra que es posible integrar en
una misma propuesta formativa competencias técnicas de ingeniería, habilidades socioemocionales y
conciencia ambiental.
En el plano técnico, las estudiantes desarrollaron capacidades en el modelado en CAD, la operación de
impresoras FDM, la ejecución de pruebas experimentales y el análisis de fallas. El prototipo final —
funcional, ergonómico y compatible con un cartucho biodegradable— evidenció procesos de
diagnóstico, iteración y reingeniería consistentes con el perfil de egreso planteado por el Nuevo Modelo
Educativo de las UTyP.
Desde las dimensiones pedagógica y socioemocional, el proyecto confirmó el valor del ABP para
fortalecer la colaboración, la distribución del trabajo y la gestión emocional ante fallas técnicas. El
proceso de negociación, la toma de decisiones conjunta y la resolución de problemas en condiciones
reales favorecieron el desarrollo de habilidades comunicativas, resiliencia y corresponsabilidad,
difícilmente alcanzables en entornos exclusivamente teóricos.
En cuanto a la sostenibilidad, el trabajo permitió que los ODS operaran como criterios concretos de
diseño y evaluación.
pág. 7897
La selección del PLA, la reducción de soportes y la reflexión sobre el ciclo de vida del producto
generaron aprendizajes asociados al consumo responsable y al rol social de la ingeniería. Esto evidencia
la pertinencia de incorporar la Agenda 2030 en proyectos formativos de ingeniería industrial, no como
contenido aislado, sino como eje orientador del diseño.
La integración de la impresión 3D en proyectos ABP permite a los estudiantes desarrollar competencias
técnicas mediante la experimentación, la iteración y la validación de prototipos reales.
El enfoque metodológico adoptado favorece la apropiación del aprendizaje, al situar al estudiante como
protagonista activo en la resolución de problemas auténticos.
La sostenibilidad se incorporó como criterio operativo en el diseño y evaluación del prototipo,
fortaleciendo la conciencia ambiental y el pensamiento crítico. Las tensiones surgidas durante el
proceso (entre la calidad técnica, los recursos limitados y las dinámicas emocionales) reflejan
condiciones reales del entorno ingenieril y enriquecen la formación profesional.
El estudio demuestra que la manufactura aditiva, en combinación con el ABP, puede ser una herramienta
poderosa para alinear la educación tecnológica con los ODS y con las demandas del siglo XXI.
Contribución original del estudio
Este trabajo aporta contribuciones relevantes a la innovación educativa:
1. Integración de ABP, impresión 3D y ODS en contexto UTyP
A diferencia de estudios que abordan estos elementos por separado, este proyecto los articula en un
mismo proceso formativo, utilizando los ODS como criterios de diseño y toma de decisiones, una
convergencia poco documentada en ingeniería industrial.
2. Colaboración interinstitucional.
La participación del CETis 254 amplió la perspectiva de diseño y fortaleció la comunicación
técnica, evidenciando la viabilidad de proyectos verticales entre niveles educativos y su potencial
para iniciativas comunitarias.
3. Enfoque en problemas reales de la región.
El proyecto muestra posibilidades de aplicación directa —como herramentales agrícolas o
dispositivos ergonómicos— lo que refuerza su pertinencia territorial y su alineación con la misión
social del subsistema UTyP.
La selección del PLA, la reducción de soportes y la reflexión sobre el ciclo de vida del producto
generaron aprendizajes asociados al consumo responsable y al rol social de la ingeniería. Esto evidencia
la pertinencia de incorporar la Agenda 2030 en proyectos formativos de ingeniería industrial, no como
contenido aislado, sino como eje orientador del diseño.
La integración de la impresión 3D en proyectos ABP permite a los estudiantes desarrollar competencias
técnicas mediante la experimentación, la iteración y la validación de prototipos reales.
El enfoque metodológico adoptado favorece la apropiación del aprendizaje, al situar al estudiante como
protagonista activo en la resolución de problemas auténticos.
La sostenibilidad se incorporó como criterio operativo en el diseño y evaluación del prototipo,
fortaleciendo la conciencia ambiental y el pensamiento crítico. Las tensiones surgidas durante el
proceso (entre la calidad técnica, los recursos limitados y las dinámicas emocionales) reflejan
condiciones reales del entorno ingenieril y enriquecen la formación profesional.
El estudio demuestra que la manufactura aditiva, en combinación con el ABP, puede ser una herramienta
poderosa para alinear la educación tecnológica con los ODS y con las demandas del siglo XXI.
Contribución original del estudio
Este trabajo aporta contribuciones relevantes a la innovación educativa:
1. Integración de ABP, impresión 3D y ODS en contexto UTyP
A diferencia de estudios que abordan estos elementos por separado, este proyecto los articula en un
mismo proceso formativo, utilizando los ODS como criterios de diseño y toma de decisiones, una
convergencia poco documentada en ingeniería industrial.
2. Colaboración interinstitucional.
La participación del CETis 254 amplió la perspectiva de diseño y fortaleció la comunicación
técnica, evidenciando la viabilidad de proyectos verticales entre niveles educativos y su potencial
para iniciativas comunitarias.
3. Enfoque en problemas reales de la región.
El proyecto muestra posibilidades de aplicación directa —como herramentales agrícolas o
dispositivos ergonómicos— lo que refuerza su pertinencia territorial y su alineación con la misión
social del subsistema UTyP.
pág. 7898
Relevancia para la línea de investigación
El estudio es relevante para la innovación educativa y la formación en ingeniería, al demostrar que
integrar ABP, manufactura aditiva y ODS es viable y coherente con el Nuevo Modelo Educativo. La
experiencia constituye un modelo adaptable a asignaturas de diseño, manufactura sustentable y
vinculación escuela–industria.
Aporta evidencia sobre cómo estas metodologías convergen para desarrollar competencias técnicas,
pensamiento crítico, habilidades socioemocionales y sensibilidad ambiental. Su valor radica en su
solidez metodológica y aplicabilidad regional, ofreciendo una base para investigaciones futuras en
diversos perfiles estudiantiles y contextos institucionales.
Trabajo futuro
El estudio deja abiertas diversas preguntas que pueden orientar investigaciones posteriores. Entre ellas,
resulta pertinente explorar cómo se comportan proyectos similares en grupos más numerosos o con
perfiles de ingreso distintos, qué instrumentos permiten medir con mayor precisión la evolución de la
conciencia ambiental y de la creatividad ingenieril, y de qué manera pueden incorporarse indicadores
cuantitativos de huella ecológica o análisis de ciclo de vida en el trabajo de aula.
Profundizar en estas líneas puede contribuir a delimitar mejor los alcances y límites del ABP apoyado
en manufactura aditiva y a ampliar el potencial de esta aproximación en la educación tecnológica
superior.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Ávila Camacho, A., & Moreno Villalba, R. (2024). Aplicaciones emergentes de la impresión 3D en
educación y sostenibilidad. Revista de Innovación Tecnológica, 12(1), 45–62.
Bell, S. (2010). Project-Based Learning for the 21st Century: Skills for the Future. The Clearing House:
A Journal of Educational Strategies, Issues and Ideas, 83(2), 39–43.
https://doi.org/10.1080/00098650903505415
Cabrera Frías, M., & Córdova Esparza, D. (2023). Creatividad e innovación en la enseñanza de
ingeniería mediante impresión 3D. Revista Iberoamericana de Educación Tecnológica, 18(3),
112–128.
Relevancia para la línea de investigación
El estudio es relevante para la innovación educativa y la formación en ingeniería, al demostrar que
integrar ABP, manufactura aditiva y ODS es viable y coherente con el Nuevo Modelo Educativo. La
experiencia constituye un modelo adaptable a asignaturas de diseño, manufactura sustentable y
vinculación escuela–industria.
Aporta evidencia sobre cómo estas metodologías convergen para desarrollar competencias técnicas,
pensamiento crítico, habilidades socioemocionales y sensibilidad ambiental. Su valor radica en su
solidez metodológica y aplicabilidad regional, ofreciendo una base para investigaciones futuras en
diversos perfiles estudiantiles y contextos institucionales.
Trabajo futuro
El estudio deja abiertas diversas preguntas que pueden orientar investigaciones posteriores. Entre ellas,
resulta pertinente explorar cómo se comportan proyectos similares en grupos más numerosos o con
perfiles de ingreso distintos, qué instrumentos permiten medir con mayor precisión la evolución de la
conciencia ambiental y de la creatividad ingenieril, y de qué manera pueden incorporarse indicadores
cuantitativos de huella ecológica o análisis de ciclo de vida en el trabajo de aula.
Profundizar en estas líneas puede contribuir a delimitar mejor los alcances y límites del ABP apoyado
en manufactura aditiva y a ampliar el potencial de esta aproximación en la educación tecnológica
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and education. Additive Manufacturing, 25, 131–150.
https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.10.028
González Sosa, E., Ramírez López, J., & Torres Méndez, L. (2019). La manufactura aditiva como
herramienta didáctica en ingeniería industrial. Revista Mexicana de Educación en Ingeniería,
24(3), 55–68.
Martín, M., & Martínez, J. (2018). El aprendizaje basado en proyectos en la formación en ingeniería:
una revisión crítica. Educación y Tecnología, 9(2), 23–38.
Olmo-Cazevieille, M., Pérez Gómez, A. I., & Rodríguez Romero, M. (2024). Educación para la
sostenibilidad en la universidad: retos y propuestas desde el ABP. Revista Iberoamericana de
Educación Superior, 15(1), 77–95.
Secretaría de Educación Pública. (2022). Nuevo Modelo Educativo del Subsistema de Universidades
Tecnológicas y Politécnicas. SEP.
Suardíaz Muro, M., Hernández Torres, L., & Ríos García, F. (2021). Cultura maker y aprendizaje
significativo en entornos de ingeniería. Revista de Educación Tecnológica, 10(2), 89–104.
UNESCO. (2017). Educación para los Objetivos de Desarrollo Sostenible: objetivos de aprendizaje.
Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura.
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