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PROYECTOS III
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
A 28 DE AGOSTO DE 2025 PLANIFICACIÓN DE PROYECTOS 1 DESARROLLO DE GO-KART
Los estudiantes de ingeniería automotriz suelen tener formación teórica en
áreas como chasis, frenos, motores y dirección, pero pocas oportunidades
prácticas para aplicar estos conocimientos en proyectos reales debido a los
altos costos de la industria. El desarrollo de un prototipo funcional ofrece
una plataforma accesible para experimentar, diseñar y tomar decisiones
reales, fortaleciendo la preparación integral del futuro ingeniero.
Un Go-kart es un pequeño vehículo de carreras ligero y de bajo perfil, sin
carrocería ni suspensión, diseñado para la competición en circuitos cortos y
compactos o para la diversión recreativa
- El kart permite a los estudiantes aplicar los conocimientos aprendidos
en clases (dinámica de sistemas, estructuras, suspensión, frenos,
motores, electrónica embarcada) en un prototipo tangible ,
generando experiencia práctica y competencias reales.
El prototipo funciona mediante una
estructura tubular (chasis) que
sostiene todas las piezas: motor,
asiento, sistema de dirección, ruedas y
frenos.
Un motor—ya sea de gasolina o
eléctrico—genera movimiento que, a
través de una cadena o engranajes,
impulsa las ruedas traseras.
¿CÓMO FUNCIONA?
SIRVE PARA:
El kart sirve como un laboratorio en movimiento. Permite a los estudiantes
experimentar con conceptos reales de dinámica vehicular, distribución de peso,
diseño estructural y selección de componentes. También fomenta la creatividad
al buscar soluciones accesibles y prácticas, y refuerza la preparación profesional
para enfrentar proyectos automotrices más complejos.
SE HACE:
El desarrollo del kart se divide en fases:
- Diseño: creación de planos, cálculos de resistencia del chasis, centro de
gravedad, geometría de la dirección y elección de motor.
- Construcción: armado del chasis, fabricación de soportes, instalación de
frenos, motor, transmisión, dirección y ruedas.
- Pruebas y mejora: realizar ensayos de seguridad, eficiencia y desempeño,
detectando fallas y corrigiendo el prototipo.
MATERIALES BÁSICOS:
- Chasis : tubos de acero (ej. AISI 1018) para resistencia y bajo costo.
- Motor : motores de 6 a 13 HP de combustión interna, disponibles en Amazon
o Mercado Libre.
- Suspensión : dependiendo del diseño, puede usarse rígida (más simple) o
independiente (más avanzada).
- Sistema de frenos : discos mecánicos o hidráulicos de bajo costo.
- Ruedas llantas de karting o de motocicleta pequeña.
- Otros : volante, pedales, cojinetes, soportes metálicos, soldadora, tornillería y
herramientas manuales.
INFORMACIÓN:
Artículos técnicos de SAE International (https://www.sae.org/).
Manuales y tutoriales de karting en IAME Karting (https://www.iamekarting.com/).
LIMITANTES:
La disponibilidad de recursos y materiales adecuados (como motores,
chasis, frenos y ruedas) puede restringir el diseño y la construcción del
Go-Kart, limitando su desempeño, seguridad y durabilidad durante las
pruebas.
SE HACE:
1. Diseño del Sistema
- Objetivo: Crear un esquema funcional que represente los sistemas
electrónicos de un vehículo.
- Herramientas: Software de diseño como Fritzing o Tinkercad.
- Componentes: Selección de sensores, actuadores y microcontroladores
adecuados.
2. Construcción del Prototipo
- Montaje: Ensamblaje de los componentes en una placa base o protoboard.
- Cableado: Conexión de los componentes según el diseño establecido.
- Programación: Codificación del microcontrolador para simular el
comportamiento de la ECU.
3. Pruebas y Validación
- Escenarios: Creación de diferentes situaciones para evaluar el
funcionamiento del sistema.
- Ajustes: Modificación de parámetros y códigos según los resultados
obtenidos.
- Documentación: Registro detallado de las pruebas realizadas y sus
resultados.
MATERIALES BÁSICOS:
- Microcontrolador: Arduino, Raspberry Pi o similar.
- Sensores: Temperatura, presión, posición, etc.
- Actuadores: LEDs, motores, relés, etc.
- Placa base: Protoboard o PCB.
- Cables y conectores: Para realizar las conexiones necesarias.
- Software: IDE de Arduino, Tinkercad, Fritzing.
INFORMACIÓN:
- Fundamentos de ECUs : Estudio de la arquitectura y funciones de una ECU
en vehículos.
- Sensores y actuadores automotrices : Tipos, funcionamiento y aplicaciones.
- Protocolos de comunicación : CAN bus, LIN, etc.
- Programación de microcontroladores : Lenguajes como C/C++ para
Arduino.
LIMITANTES:
3 SISTEMA DE^ SILENCIADOR A ESCALA
Un sistema de escape a escala es una réplica reducida de un sistema de
escape de un vehículo, incluyendo componentes como colector, tuberías,
silenciador y salida de gases , diseñado para fines educativos o de
demostración.
El silenciador es un dispositivo que reduce el ruido generado por los gases de
escape del motor mediante la absorción, reflexión y expansión del flujo de
gases.
- Con un modelo a escala, los estudiantes pueden simular el
funcionamiento sin riesgo, usando aire comprimido o ventiladores
pequeños, sin emisiones peligrosas.
¿CÓMO FUNCIONA?
1. Entrada de gases: Los gases provenientes del motor fluyen por el colector
hacia la tubería de escape.
2. Reducción de ruido: En el silenciador, los gases atraviesan cámaras o
tubos perforados que reflejan y dispersan las ondas sonoras.
3. Salida: Los gases se liberan al ambiente con menor ruido y, en sistemas
reales, menor contaminación.
En una versión a escala, se puede simular con aire comprimido o pequeños
ventiladores para demostrar flujo y efecto acústico sin usar gases de
combustión
¿PARA QUÉ SIRVE?
- Educativo: Permite a los estudiantes comprender la función del escape y
el silenciador, cómo se reduce el ruido y cómo se guía el flujo de gases.
- Demostrativo: Facilita el análisis de geometría de tuberías, pérdidas de
presión y acústica.
- Investigativo: Permite experimentar con distintos diseños de silenciadores
y tuberías para evaluar eficiencia y reducción de ruido.
BIBLIOGRAFÍA
- Burgess, A. T. (s.f.). Kart design and construction. [Editorial desconocida].
- Quezada Poma, P. A. (2018). Diseño y fabricación del chasis para un kart KF según la normativa CIK/FIA (Trabajo de titulación, Universidad Politécnica Salesiana). https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/15766/1/UPS- CT007735.pdf
- Pulgarin Vicuña, V. (2024). Implementación de un banco didáctico con panel de control para la enseñanza de sistemas electrónicos automotrices.
- IAME Karting. (s.f.). IAME Karting – Endless Racing. https://www.iamekarting.com/
PROYECTOS III
INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
PLOBLEMA DE INVESTIGACIÓN
PALABRAS CLAVE
MANTENIMIENTO PREVENTIVO Revisiones y cambios programados para evitar fallas (ej. aceite, filtros, frenos). GAMIFICACIÓN Usar dinámicas de juego (puntos, logros, niveles) para aprender de forma más motivante. APRENDIZAJE KINESTÉSICO Aprender practicando o manipulando. MVP MVP : Versión mínima de un proyecto que muestra cómo funciona la idea. INVESTIGACIÓN PREVIA Este proyecto nace de la necesidad de enseñar mecánica y diagnóstico automotriz de una manera distinta. Tradicionalmente, los estudiantes aprendían en el taller, desmontando piezas y usando manuales llenos de diagramas. Ese método funciona, pero tiene límites: no siempre hay autos disponibles, es caro dañar componentes y muchos conceptos teóricos se sienten lejanos a la práctica. Hoy en día, ya existen simuladores como Electude , que son muy buenos y realistas. Con ellos se pueden hacer diagnósticos complejos usando herramientas virtuales, como un osciloscopio o un escáner. Pero estos programas no están pensados para principiantes, sino para alumnos que ya saben lo básico. Ese es el hueco que este proyecto quiere cubrir: una herramienta de nivel inicial que ayude a comprender lo más sencillo de manera clara, visual e interactiva. Muchos temas en automoción son complicados de explicar con métodos tradicionales. Por ejemplo, un maestro puede dibujar en el pizarrón cómo cambia la señal de un sensor TPS, pero es difícil que el estudiante lo entienda solo con la teoría.
En cambio, si ese alumno abre un acelerador virtual en un simulador y ve cómo cambia el voltaje en una gráfica o cómo las revoluciones del motor se vuelven inestables cuando hay una falla, la comprensión es mucho más natural. Lo mismo pasa con la afinación: cambiar un filtro de aire sucio por uno nuevo y ver cómo sube la eficiencia del motor motiva más que solo leerlo en un libro. Incluso puede aprender cómo reiniciar la luz de servicio después de un cambio de aceite, algo que en la vida real es confuso al inicio. El proyecto también toma fuerza con la gamificación , es decir, aplicar mecánicas de juego al aprendizaje. La idea es que el estudiante no solo lea y memorice, sino que participe, experimente y reciba retroalimentación inmediata. Por ejemplo, cambiar una bujía y escuchar cómo mejora el motor en ese momento, o pasar de un nivel básico (apagar una luz de servicio) a uno más avanzado (diagnosticar un código de error usando un multímetro y un escáner). Con este sistema progresivo, se gana confianza paso a paso, sin miedo a equivocarse ni a dañar un auto real. En cuanto a la parte técnica, la propuesta es usar el motor de videojuegos Godot Engine , porque es gratuito, fácil de aprender y está pensado para proyectos tanto en 2D como en 3D. Cada parte del coche (batería, bujía, filtro de aire, sensor TPS) será un objeto con propiedades como voltaje o desgaste, y un “motor central” del programa se encargará de calcular en tiempo real el resultado de las acciones del usuario. Este diseño modular permite crecer poco a poco y mantener el proyecto estable. Godot Engine es un motor de desarrollo de videojuegos gratuito y de código abierto que permite crear juegos 2D y 3D de forma multiplataforma para PC, móvil y web. SIMCA AA
CAPCITACIÓN AUTOMOTRIZ
En México y Latinoamérica, representa una forma de digitalizar la formación empírica, ofreciendo a mecánicos y estudiantes una herramienta simple, en español y de bajo costo que ayuda a enfrentar los retos de la electrónica automotriz. Este proyecto se justifica porque puede impactar en tres puntos clave: mejorar cómo aprenden los estudiantes, hacer más accesible la formación técnica y alinearse con la tecnología actual de la industria automotriz. En cuanto al aprendizaje, el simulador ayuda a dejar atrás la enseñanza pasiva, donde los alumnos solo leen manuales o escuchan clases. Con él, los estudiantes pasan de ser espectadores a participantes activos, ya que pueden experimentar, cometer errores y ver las consecuencias de inmediato. Esto acelera la forma de aprender y fomenta el pensamiento crítico y la resolución de problemas. También tiene un fuerte valor social y económico. Estudiar mecánica automotriz de forma práctica suele ser caro: se necesitan talleres, autos, refacciones y herramientas que se desgastan o se dañan con facilidad. Un simulador en computadora reduce mucho esas barreras, ya que se puede usar incluso en equipos de gama media. En México, esto significa que muchos estudiantes y técnicos podrían capacitarse de manera más barata y accesible, mejorando sus oportunidades laborales y elevando la calidad del servicio en el país. Por último, este proyecto está totalmente conectado con el rumbo de la industria. Hoy los autos son prácticamente computadoras con ruedas: traen electrónica, sensores, ADAS y sistemas complejos que requieren técnicos con habilidades digitales. Con este simulador, los estudiantes no solo aprenden mecánica, sino también a manejar software, interpretar datos y comprender la lógica detrás de los sistemas electrónicos. Esto los prepara para la industria automotriz del futuro, donde lo digital será lo normal.
Desarrollar un prototipo funcional de un simulador interactivo 2D para
computadora, denominado "SIMCA", que enseñe los conceptos
fundamentales de mantenimiento preventivo (afinación) y
diagnóstico básico de los sistemas de arranque , encendido y control
de aire (a través del sensor TPS) de un motor de combustión interna,
dirigido a estudiantes de nuevo ingreso de ingeniería automotriz y
técnicos en formación.
JUSTIFICACIÓN DE SIMCA OBJETIVO GENERAL
- Investigar y definir los requisitos del simulador para asegurar que cumpla con lo necesario.
- Diseñar la arquitectura y la interfaz de manera clara y atractiva para los usuarios.
- Desarrollar el módulo del sistema de arranque, incluyendo batería, solenoide y motor de arranque.
- Crear el módulo del sistema de encendido para simular el funcionamiento básico.
- Implementar un módulo de mantenimiento preventivo que permita cambiar aceite, filtros y bujías con un clic, además de un sistema de “desgaste” que afecte el rendimiento y active una luz de advertencia.
- Construir el módulo de control de aire, con una mariposa de acelerador 2D y el sensor TPS, mostrando cómo influye en las RPM del motor.
- Integrar herramientas de diagnóstico y servicio, como un multímetro virtual y un escáner para leer códigos de falla (P0122, P030X) y resetear la luz de mantenimiento.
- Realizar pruebas de usabilidad y funcionalidad para garantizar que el simulador sea práctico y fácil de usar.
2.7. Pregunta de Investigación
¿En qué medida el uso de un simulador interactivo (SIMCA) que
integra procedimientos de mantenimiento preventivo y diagnóstico
de sistemas básicos mejora la comprensión conceptual y la confianza
en la ejecución de tareas automotrices fundamentales en estudiantes
de primer año, en comparación con métodos de enseñanza
tradicionales?
OBJETIVOS ESPECIFICOS
CAPITULO III
COTIZACIÓN
3.1 MATERIALES Para el desarrollo del prototipo del simulador SIMCA , se identifican los siguientes recursos: HARDWARE MÍNIMO REQUERIDO
- Computadora de escritorio o laptop con procesador de al menos 4 núcleos, 8 GB de RAM y tarjeta gráfica integrada o dedicada.
- Monitor de 21” o superior para pruebas de interfaz.
- Mouse y teclado.
- Almacenamiento de 500 GB (HDD o SSD). SOFTWARE Y ENTORNOS DE DESARROLLO
- Godot Engine 4.x (motor gráfico de código abierto y gratuito).
- Lenguaje GDScript (lenguaje nativo de Godot).
- Inkscape o GIMP (para diseño de elementos gráficos 2D).
- Blender (para modelado de componentes si se requiere 3D).
- Visual Studio Code (editor de código complementario). PARA LA PRESENTACIÓN FINAL
- Pantalla (para la exposición).
- Carpeta impresa con documentación del proyecto.
- Fotografías y capturas de pantalla del simulador en funcionamiento.
MOTOR VENTAJAS DESVENTAJAS COMENTARIOS Unity Amplio ecosistema, Asset Store muy completo, fuerte comunidad, muchas herramientas disponibles (física avanzada, render 3D, plugins) Curva de aprendizaje más pronunciada para principiantes; puede requerir licencias o versiones de pago avanzadas; sobrecarga de funciones que no se utilizarán; puede consumir más recursos Se usa mucho en la industria, pero en proyectos pequeños o de simulación básica puede ser más complejo de lo necesario. Unreal Engine Potente en gráficos de alta fidelidad, ideal para simulaciones 3D avanzadas y visuales realistas Su enfoque es más complejo, usa C++ o exige hardware más robusto, y su uso puede resultar excesivo para simulaciones 2D o lógicas básicas No es la opción más eficiente para un proyecto de simulador automotriz básico en 2D con lógica de comportamiento, pues la potencia gráfica no será el factor crítico. Motores más ligeros / frameworks 2D (ej. libGDX, Phaser, Godot 2D partiendo de motores web) Ligereza, flexibilidad, control fino sobre la lógica del simulador Tienen que integrar componentes por separado (motor de física, render, manejo de escenas) lo que implica más trabajo de infraestructura Pueden servir para prototipos, pero el desarrollo será más artesanal Godot Engine Muy ligero, orientado tanto a 2D como a 3D, arquitectura de nodos/escenas intuitiva, scripts con GDScript fáciles En algunos casos, las herramientas 3D aún no alcanzan la madurez de Unity/Unreal; menor Para un simulador educativo 2D con lógica de componentes, sus ventajas de usabilidad, rapidez de prototipado,
3. 3 COMPARACIÓN DE PRECIOS
de aprender, gratuito y open- source cantidad de assets comerciales listos peso ligero y costo cero lo hacen muy adecuado.
