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La iniciativa CDIO

La iniciativa CDIO es un marco educativo innovador para la formación de ingenieras e ingenieros del siglo XXI. En el marco CDIO se proporciona a los estudiantes una enseñanza de los conceptos fundamentales de la ingeniería en un contexto de concepción, diseño, implementación y operación de sistemas y productos del mundo real. Se trata de generar un entorno próximo al ejercicio profesional de la ingeniería como contexto ideal para el aprendizaje de la ingeniería. En todo el mundo, los centros colaboradores de la iniciativa CDIO la han adoptado como el marco de referencia para su planificación curricular y la evaluación basada en los resultados del aprendizaje.

CDIO nació en 2000 en el MIT con el objetivo de reducir la distancia existente entre el perfil de salida de sus ingenieros y las necesidades de la industria. Dado que este era un problema que afectaba a todos los estudios de ingeniería en todo el mundo, desde el principio se creó un grupo de trabajo internacional, inicialmente con las universidades suecas de Chalmers y Linköping y el KTH. A partir de cuestionarios y entrevistas con los agentes externos (empresas, ex-estudiantes y agencias de acreditación), en 2004 definen la lista de competencias más exhaustiva que se conoce, el CDIO Syllabus y una lista de 12 estándares. A continuación abren su iniciativa a la colaboración internacional y actualmente hay más de 50 instituciones pertenecientes a 25 países que son miembros en diferentes grados de la iniciativa.

La ETSETB-UPC, tras comparar varios modelos para la definición de los planes de estudios de los nuevos grados, identifica la iniciativa CDIO como el modelo más completo y coherente, entra en contacto el 4º congreso internacional en Gent en 2008 y presenta su candidatura como centro colaborador en el 5º congreso internacional en Singapore en 2009, siendo aceptada por el CDIO Council en julio del 2009. en Junio del 2009 se celebra en el Campus Norte un workshop con los miembros CDIO del centro y sur de Europa con la presencia de los líderes internacionales de la iniciativa. Desde entonces ha participado activamente en diversos workshops y conferencias y en la coordinación del grupo de Europa central y del sur.




El contenido de los planes de estudios ha sido tradicionalmente centrado en los conocimientos de la disciplina correspondiente, lo que se conoce como competencias específicas. Últimamente sin embargo, han aparecido varios libros de competencias que incluyen las habilidades personales e interpersonales (comunicación, trabajo en equipo, aprendizaje autónomo, etc) y que se han denominado competencias transversales o genéricas. El CDIO Syllabus recoge las competencias específicas, las genéricas y añade las más propias de la ingeniería, asociadas al proceso de diseño de productos y la realización de proyectos y las agrupa en 4 áreas:

  1. Conocimientos científicos y técnicos
  2. Habilidades personales y profesionales
  3. Habilidades interpersonales
  4. Concebir, diseñar, implementar y operar sistemas en el contexto de la empresa y la sociedad.

El CDIO Syllabus está desarrollado hasta un 3er nivel de concreción, con descriptores para cada una de las más de 70 competencias. Actualmente se está definiendo la versión 2.0, en que se hace énfasis en los aspectos de la emprendeduría y el liderazgo. Los 12 estándares de la iniciativa CDIO proporcionan la guía para la adaptación de los programas educativos y su evaluación

La implementación del CDIO en la ETSETB

Los diferentes marcos que fijaron las condiciones de contorno del proceso de confección de los planes de estudios adaptados al Espacio Europeo de Educación Superior (EEES o Bologna) hacían énfasis en la adquisición de competencias específicas y genéricas como resultados del aprendizaje. Para adaptar este nuevo enfoque de la docencia, la ETSETB-UPC inició en enero de 2008 el proceso de elaboración de un Plan Estratégico como marco para la confección de los Planes de Estudios de Grado. Dentro de esta acción se detectó la necesidad de encontrar una metodología que facilitara la incorporación de estos conceptos. Se estudiaron tanto los materiales propuestos por la Universidad Politécnica de Cataluña para todos sus centros como los primeros borradores de las órdenes ministeriales de las ingenierías en España y también los modelos docentes utilizados en varias universidades de Europa y de Estados Unidos, así como varios listados de competencias (ABET, Tuning, etc). Como fruto de este estudio se identificó como modelo más completo y estructurado el propuesto por la iniciativa CDIO.

Planes de estudios integrados

La definición de los planes de estudios de los grados adaptados al EEES, incluye las competencias específicas determinadas por las órdenes ministeriales en el ámbito de la ingeniería de telecomunicación y una estructura mixta que debe permitir el aprendizaje de las competencias específicas y genéricas de forma integrada.

Esta estructura mixta consiste por un lado en:

Asignar a cada asignatura las competencias específicas que corresponden a la materia y dos competencias de las genéricas integradas de forma natural.

Por otra parte, se crean un conjunto de asignaturas de proyectos repartidas a lo largo del grado que tienen un triple impacto:

  • Consolidan el aprendizaje de las competencias específicas y genéricas de las materias que se llevan a cabo en paralelo y de las anteriores.
  • Motivan los estudiantes en el trabajo en torno a las competencias específicas y genéricas de las materias que se llevarán a cabo posteriormente.
  • Trabajan en el contexto de la ingeniería y, como consecuencia, ofrecen un marco para desarrollar de manera natural la mayor parte de las competencias genéricas, en especial las que son difíciles de implementar en asignaturas convencionales.

El reparto de competencias genéricas en todas las asignaturas y la definición de itinerarios verticales de coordinación permiten monitorizar la adquisición de estas competencias y aseguran la consecución de los resultados de su aprendizaje a nivel medio y permiten identificar a los estudiantes que alcanzan el nivel más alto para que lo puedan hacer constar ante sus futuros empleadores.

Experiencias de diseño e implementación

La iniciativa CDIO, en sus estándares propone, además de definir un currículo integrado, con las competencias imbricadas en las asignaturas, insertar varias asignaturas de proyectos (built-in experiences) en las que, de manera natural, se desarrollan diversas competencias, tanto personales, como interpersonales, como específicas de la ingeniería. En particular, se recomienda llevar a cabo una asignatura específica el primer curso donde se realice una introducción a la ingeniería y un primer proyecto a fin de que el estudiante pueda identificar el contexto en el que se desarrollará su formación y enfocar correctamente el resto de asignaturas del grado. Se trata, en definitiva, de considerar las competencias genéricas como el contexto del aprendizaje de la ingeniería y no su contenido, que seguirá constituido por las competencias específicas de las distintas materias. Para facilitar este proceso, se decidió incluir en la estructura de los planes de estudios un conjunto de asignaturas de proyectos, situadas en el segundo cuatrimestre de cada curso:

En el primer curso, ENTIC (Introducción a la Ingeniería TIC), 6 créditos.

  • Curso de introducción a la ingeniería
  • Función de andamio: identificar tareas, competencias y marco de trabajo de la ingeniería. Motivar para el aprendizaje de las otras asignaturas.
  • Competencias genéricas: comunicación oral y escrita, trabajo en equipo, introducción a CDIO, emprendeduría, etc.
  • Formación específica en contenidos de economía y empresa
  • Proyecto parcialmente guiado en el que se diseña e implementa un sistema complejo y se propone una idea de negocio relacionada con este. En los primeros años, este proyecto se denomina ICT-Ineos y se hace sobre variantes de un robot subacuático que transmite medidas de parámetros del agua, basado en la plataforma SeaPerch del MIT. Los equipos son de 3-4 estudiantes.

En el segundo curso, PBE (Proyecto Básico de Ingeniería) 6 créditos

  • Trabajo en equipo (4-6 estudiantes)
  • Diseño, implementación y caracterización de un bloque de un sistema TIC complejo, con conocimiento de la estructura del sistema completo y de las especificaciones de todos los bloques
  • Posibilidad de elegir el bloque en función del contenido más electrónico, telemático, de comunicaciones o de sistema audiovisua

En tercer curso, PAE (Proyecto Avanzado de Ingeniería) 13,5 créditos

  • Trabajo en equipo (9-12 estudiantes)
  • Identificación de la oportunidad de negocio y desarrollo del plan de empresa en torno a un producto o servicio TIC complejo
  • Diseño, implementación y evaluación de sus subsistemas y del producto final
  • Sistema suficientemente complejo como para necesitar 3-4 subgrupos de trabajo de 3 estudiantes, que se coordinan internamente y entre ellos
  • Seminarios específicos (patentes, gestión de conflictos, sostenibilidad, emprendimiento e innovación, etc.)
  • Redacción de una patente sobre el producto

En cuarto curso, TFG (Trabajo Fin de Grado) 24 créditos.

  • Trabajo individual y original
  • Integración en un equipo de trabajo en la empresa o grupo de investigación, a la propia UPC o en el extranjero

Artículos de la ETSETB-UPC sobre la implementación de los planes de estudios

Proceso de inserción de competencias genéricas en los nuevos planes de estudios de grado de la ETSETB-UPC de acuerdo con el modelo CDIO 
R. Bragós, E. Alarcón, M. Cabrera, A. Calveras, J. Comellas, J. O’callaghan, J. Pegueroles, L. Prat, G. Sáez, J. Sardà Y E. Sayrol, 
TAEE‘2010, Madrid, Abril 2010 [PDF]

Conceiving and Designing an “Introduction to Engineering” Course Within the New Curricula at Telecom BCN, UPC Barcelona 
Ramon Bragós, Eduard Alarcón, Adriano Camps, Josep Pegueroles, Joan Sardà, Elisa Sayrol 
2010 International CDIO Conference, June 2010, Montréal [PDF]

Mixed Integration of CDIO skills into Telecommunication Engineering Curricula 
E. Sayrol, R. Bragós, E. Alarcón, M. Cabrera, A. Calveras, J. Comellas, J.O’Callaghan, J. Pegueroles, E. Pla, L. Prat, G. Sáez, J. Sardà, C. Tallón 
21st EAEEIE Annual Conference, June 2010, Palanga, Lithuania [PDF]

El proyecto SeaPerch ICT-iNeo

El Sea Perch es un robot creado por el MIT Sea Grant College dentro de un programa que se inició en 2003 con el objetivo de promover entre los estudiantes la experiencia de construir un vehículo submarino operado de forma remota. Está hecho de materiales de bajo costo y fácilmente disponibles. La construcción del robot submarino es útil para iniciarse en la experiencia práctica de la ingeniería: se debe construir y diseñar un robot con elementos mecánicos y eléctricos. También se deben utilizar conocimientos de física ya que se trabaja la flotabilidad y la estabilidad del robot. Finalmente el seaperch puede tener utilidad para la biología ya que se pueden medir muestras de agua y observar el hábitat marino. Según el nivel de complejidad se puede utilizar tanto a nivel preuniversitario como universitario.

Aparte de extenderse por Estados Unidos, el programa se ha expandido a nivel internacional en Francia y en Chipre. Ahora llega a España, concretamente en la ETSETB-UPC, incluyéndose en la asignatura ENTIC (introducción a la Ingeniería TIC) como parte de un proyecto de primer año. Sobre la plataforma del seaperch y después de construir uno, los estudiantes añaden un sistema electrónico y de comunicaciones.

Así en Noviembre de 2010 se ha firmado un convenio entre el MIT Sea Grant College y la ETSETB-UPC que establece el uso del Sea Perch en el marco del proyecto ICT-Ineos diseñado por la Escuela y promueve la difusión del Sea Perch a nivel español.


Vínculos con el Sea Grant College del MIT

La escuela mantiene enlaces con el MIT Sea Grant College Program desde hace mucho tiempo. Desde el año 2002 estudiantes destacados del ETSTETB han desarrollado su proyecto Fin de Carrera en sus laboratorios. Los estudiantes han trabajado en una amplia gama de proyectos relacionados con las comunicaciones bajo el agua. A continuación citamos algunos:

Master Thesis Topic at MIT
Underwater wireless communications network design for autonomous underwater vehicles
On MIMO Techniques underwater acoustic channel
Muli-user detection for underwater acoustic CDMA systems
Slotted Fama: a MAC protocol for underwater acoustic networks
Time offset estimation for OFDM signals
Channel sharing for underwater acoustic networks
Power saving techniques for underwater communications networks
Adaptive MIMO detection of OFDM Signals in an Underwater Acoustic Channel
Multi-hop Underwater Acoustic Networks: Cross-layer design of power control, channel access and routing


Algunos de estos estudiantes han sido becados por la Fundación Vodafone.

Desde el año 2008 ambas partes comienzan a explorar la posibilidad de llevar el Programa Sea Perch en la ETSETB-UPC y en España. Durante el curso 2009-2010 se lleva a cabo una experiencia piloto y el curso 2010-2011 se firma el convenio para llevar a cabo el proyecto de forma estable en el marco de la asignatura ENTIC.


El Sea Perch en el marc de l'assignatura ENTIC

ENTIC, acrónimo de Introducción a la Ingeniería de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, es una asignatura de 6 créditos ECTS de primer curso y común a todos los estudios en el ámbito de la ingeniería de telecomunicación que ofrece el escuela. De manera entrelazada, hace una aproximación a sistemas TIC bastante conocidos, proporciona conceptos económicos básicos y aborda la gestión y el desarrollo de proyectos a través de un proyecto práctico.

El proyecto práctico escogido para los próximos años se basa precisamente en el Sea Perch desarrollado por el MIT Sea Grant College.

El Sea Perch representa la plataforma de vehículo submarino sobre el que se añaden las llamadas cargas o payloads, es decir elementos añadidos como sensores, cámaras, etc, con un objetivo específico. Los objetivos previstos incluyen por ejemplo, la medida y registro de datos de los parámetros del agua (temperatura, profundidad, absorción de la luz, conductividad, etc.), diferentes opciones para las comunicaciones (cable, radiofrecuencia, acústica, óptica), de control (conducción eficaz del motor, control de navegación por ordenador) y las redes (protocolos de comunicación, etc).

Un ejemplo de requerimiento por los estudiantes que se ha llevado a la práctica en una primera experiencia piloto es el siguiente. Se les pide a los estudiantes de diseñar y construir un sistema capaz de adquirir medidas de la temperatura del agua y de la profundidad (a través de la presión) mientras el vehículo navega bajo el agua, con un límite de distancia de 10 my una profundidad máxima de 3 m. El sistema ha de almacenar los datos medidos y también transmitirlas usando un par de hilos adicionales en el cable que se utiliza para controlar los 3 motores del vehículo.

Los estudiantes además, deben relacionar la parte de implementación del robot con los aspectos económicos de la asignatura, diseñando una idea de negocio basada en un producto o servicio (medida de la polución, búsqueda arqueológica, limpieza de piscinas, seguridad, etc).

En el proyecto que incluye el Sea Perch, las cargas adicionales enfocadas a los estudios universitarios en el ámbito de la ingeniería de telecomunicación y la realización de un plan de negocio se le ha llamado proyecto ICT-Ineos, en honor al submarino diseñado para Narcís Monturiol 1859.