Una de las funciones de la Educación Universitaria es proporcionar al estudiante con “la capacidad para producir conocimiento, aplicar habilidades y seguir aprendiendo a lo largo de su vida profesional”, por lo que resulta de gran importancia fomentar en los estudiantes el conocer y aplicar métodos de investigación (Vila, 2014).

El Aprendizaje Basado en la Investigación (ABI) tiene como objetivo fundamental acercar la investigación al proceso de enseñanza-aprendizaje. El ABI implica aprender desde la práctica, y el profesor universitario, que participa de forma continua en procesos de investigación, puede guiar al estudiante en este aprendizaje práctico, asesorándole y tutorizándole. Por tanto, el Aprendizaje Basado en Investigación promueve que los estudiantes mejoren su nivel de competencias mediante la aplicación del método científico.

En este proyecto se propone la Enseñanza basada en la investigación guiada (research-led) [Fecyt, n.d.] como una metodología activa de enseñanza-aprendizaje que tiene como eje central al alumno, para involucrar a los estudiantes del Grado en Ingeniería Química impartido en la ETSIDI en problemáticas relacionadas con esta área, y en especial con la Regulación y Control de Procesos Químicos, impulsando los procesos de reflexión, indagación, análisis de datos, capacidad de autocrítica y generación de conocimiento.

Dentro de las enseñanzas de la Ingeniería Química, la asignatura de Regulación de Procesos Químicos, troncal de 4º curso, séptimo semestre, grupo Q403, es una de las que más dificultades presenta para los alumnos en el proceso de enseñanza-aprendizaje.

A pesar de ello, la formación en Regulación y Control de los Procesos Químicos es de crucial importancia para un Ingeniero Químico, dado su carácter transversal pues le permite integrar el contenido de las otras asignaturas de la Ingeniería Química, como son Operaciones Básicas o Reactores Químicos, puesto que hay que controlar las plantas químicas, sea cual sea su actividad o producto: farmacéuticas, refinerías, cementeras, industria alimentaria o plantas energéticas, entre otras.

Por ello, los conocimientos de Control son críticos en la formación de un alumnado capaz de resolver problemas relacionados con cualquier unidad de proceso de cualquier planta química. En esta línea, los profesores de la asignatura de Regulación de procesos Químicos, todos ellos participantes en esta solicitud de proyecto, fomentan la interrelación entre asignaturas en el aula, siendo la asignatura de Regulación de los Procesos Químicos una asignatura integradora de todas las demás.

Los profesores de la asignatura de Regulación de Procesos Químicos llevan varios años apostando por la innovación docente y la mejora de la enseñanza, tratando de hacer la asignatura más atractiva y aplicada para los alumnos de Grado, para mejorar los resultados de aprendizaje y favorecer su cualificación académica de cara a su inserción en el mundo laboral.

En esta línea de promover la motivación e implicación de los estudiantes en el ámbito de la Regulación de Procesos, esta solicitud cuenta con el apoyo del Capítulo de Estudiantes de la International Society of Automation-ISA en la ETSIDI (ISA-ETSIDI-UPM). La International Society of Automation-ISA ISA (www.isa.org) es una organización internacional sin ánimo de lucro que se encarga del desarrollo de normas relacionadas con el mundo de la Instrumentación, Control y Automatización en general, además de proporcionar formación, organizar ferias y conferencias internacionales y publicar libros, revistas y artículos técnicos. ISA cuenta con 12 distritos, y en concreto España pertenece al Distrito 12, que engloba Europa, Oriente Medio y África.

La Sección Española de la ISA (www.isa-spain.org) cuenta con más de 400 profesionales asociados y medio centenar de empresas patrocinadoras. Una de las labores de ISA consiste en fomentar la relación entre el ámbito universitario y el empresarial. Con este fin, existen actualmente 10 Capítulos de Estudiantes en varias Universidades y centros de enseñanza españoles (https://isa-spain.org/secciones-de-estudiantes/)., entre ellos el Capítulo de Estudiantes ISA-ETSIDI-UPM que pertenece a la ETSIDI. 

El Capítulo de Estudiantes ISA-ETSIDI-UPM  (https://www.etsidi.upm.es/Estudiantes/AsociacionesEstudiantes/ISA-ETSIDI) fue creado en el curso 2017-18 por la profesora Atanes, que es su Tutora, y es además la Coordinadora de la asignatura de Regulación de los Procesos Químicos (Atanes et al., 2019).  Por el trabajo desarrollado a lo largo de estos años como Tutora del Capítulo, la profesora Atanes ha recibido dos premios en este año 2024:

• en Junio recibió el Premio al Profesional del Año 2024 otorgado por ISA SecciónEspañola (https://www.etsidi.upm.es/Escuela/Noticias/NoticiasETSIDI?id=CON12094&fmt=detail&prefmt=articulo)
• en Octubre recibió el Premio Voluntario del Año 2024 por parte de ISA Internacional, durante el Congreso Summit 2024 celebrado en USA (https://www.etsidi.upm.es/Escuela/Noticias/NoticiasETSIDI?id=CON14962&fmt=detail&prefmt=articulo).

Durante estos 8 cursos académicos transcurridos, el Capítulo ISA-ETSIDI-UPM ha organizado multitud de actividades: visitas técnicas a empresas y seminarios para la orientación profesional en el ámbito de la Ingeniería Química; talleres prácticos de válvulas de control y cursos de Instrumentación, Regulación y Control, impartidos por profesionales de empresas del sector. Ello ha permitido que los alumnos reconozcan la importancia del Control de Procesos como una de las áreas transversales que da servicio a diversos sectores industriales, consiguiendo incorporar cada curso una media de 25-30 alumnos como socios.

Una de las claves de dicho éxito ha sido que las relaciones establecidas entre el Capítulo ISA-ETSIDI-UPM, otros Capítulos de Estudiantes, y empresas, han favorecido en gran medida la empleabilidad de los alumnos, de forma que ellos perciben la relación directa entre la pertenencia a la Sección y el ámbito laboral, como un puente que conecta la Universidad con la industria.

El Capítulo de Estudiantes ISA-ETSIDI-UPM es por tanto un activo importante que ayudará en el planteamiento en las actividades de evaluación propuestas, al permitir el acercamiento a problemáticas de investigación cercanas a la realidad industrial, y se utilizará como un vehículo para la difusión del proyecto y de sus resultados, apoyando así la consecución de los objetivos planteados en este proyecto, como se describe a lo largo de la propuesta.

Además, este proyecto de Innovación Educativa cuenta con el respaldo de la Cátedra Universidad-Empresa Emerson-UPM “Regulación y Control de Procesos”, firmada en Febrero de 2024 entre la Universidad Politécnica de Madrid y la empresa Emerson (https://www.upm.es/?id=CON09680&prefmt=articulo&fmt=detail), siendo la Directora de la Cátedra la profesora Evangelina Atanes Sánchez por parte de la UPM, y D. Ángel Arranz García el Director de la Cátedra por parte de Emerson.

La Cátedra tiene una duración de 4 años, con una inversión por parte de la empresa de más de 400 K€ y se articula a través de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Diseño Industrial-ETSIDI. Con esta inversión, la empresa Emerson y la ETSIDI han apostado para “que los estudiantes, futuros profesionales, estén preparados para dar respuesta a los nuevos desafíos de operación de las plantas, con el fin de desarrollar metodologías para incrementar la eficiencia energética en los lazos de regulación y contribuir así a la descarbonización”.

Como objetivo principal, la Cátedra dotará a la ETSIDI de un laboratorio de referencia sobre regulación y control de procesos industriales, mediante la aportación de equipos, materiales y know-how. Se pondrán en marcha instalaciones automatizadas según una planificación definida a lo largo de los 4 años, siendo la arquitectura digital, tecnología WirelessHart, diagnóstico predictivo de los activos y gemelo digital los activos diferenciadores del laboratorio. Las instalaciones estarán equipadas con instrumentación industrial y con lazos automáticos de control, para que los alumnos trabajen y se desenvuelvan en un entorno industrial real con material de última generación.

Como segundo objetivo, la Cátedra contribuirá a la enseñanza reglada, ya que los propios estudiantes participarán, a lo largo de estos 4 años, en el diseño y puesta en marcha de las instalaciones del laboratorio.

El PIE que se solicita se enmarca precisamente en la utilización de estas instalaciones de laboratorio que se están poniendo en marcha en la Cátedra Emerson-UPM, que se están diseñando y desarrollando desde cero,  para poner en práctica el Aprendizaje Basado en la Investigación [E. Atanes et al, 2024). Así, se pretende llevar a cabo una experiencia educativa empleando la metodología activa de investigación como actividad central del proceso de enseñanza-aprendizaje, en el ámbito de la Regulación de los Procesos Químicos en particular, y en el ámbito de la Ingeniería Química en general; se emplearán estas instalaciones reales a escala de laboratorio, pero cuyo funcionamiento es totalmente análogo a las instalaciones industriales que un alumno se encontrará en su vida profesional. Se presenta a continuación la descripción detallada de la experiencia:

• Se definirán unas líneas de trabajo, relacionando los contenidos de la asignatura con las instalaciones de laboratorio que se están poniendo en marcha. Se contemplan las siguientes instalaciones: instalación de control de caudal de gases, instalación de control de caudal y nivel de líquidos, e instalación de Banco Hidráulico para la demostración de Fenómenos Físicos. Estas tres instalaciones estarán disponibles para los alumnos a finales de diciembre de 2024, con lo que la experiencia educativa puede iniciarse a partir de Enero de 2025.
• Se diseñarán los experimentos necesarios para la determinación experimental en las instalaciones del comportamiento dinámico de las variables de proceso estudiadas, tales como nivel, caudal y temperatura, tanto en lazo abierto como en lazo cerrado.
• Se realizará el modelado matemático empírico del comportamiento dinámico obtenido, tanto en lazo abierto como en lazo cerrado.
•  Se utilizarán herramientas de simulación dinámica, tal como el programa Hysis, de reciente implantación como herramienta de la ETSIDI, para reproducir mediante simulación el comportamiento dinámico de las instalaciones reales, tanto en lazo abierto como cerrado.
• Se distribuirán los alumnos en grupos, con un máximo de cinco alumnos por grupo, asignando a cada grupo una experiencia educativa basada en investigación. De esta forma, cada grupo de estudiantes estará supervisado por un profesor de la asignatura, todos ellos miembros del Grupo de Investigación ACOM, durante la realización de la investigación. El papel del docente es acompañar y orientar a los estudiantes para enfocar el trabajo de forma que investiguen sobre los contenidos que son objeto de evaluación y adquieran las competencias necesarias para, no solamente superar la asignatura, sino comprenderla lo mejor posible.
• Los trabajos de investigación realizados se pondrán en común, y los estudiantes tendrán que participar activamente en la presentación de los trabajos de cada grupo, formulando preguntas y extrayendo conclusiones. Será necesario tanto llevar a cabo una presentación del trabajo realizado como escribir una memoria organizada como un artículo científico. Se valorará especialmente la redacción en lengua inglesa. De esta forma los estudiantes trabajarán competencias transversales de redacción, expresión y comunicación en áreas técnicas.
• Se seleccionarán las experiencias de investigación mejores para presentarlas a Congresos de Innovación Educativa en el Área de Ingeniería Química o de Tecnologías Industriales que se celebran tanto en la UPM como en otras Universidades, como el 32º Congreso Universitario de Innovación Educativa en las Enseñanzas Técnicas (XXXI CUIEET) que se celebra en 2025,  el II Congreso en Innovación Docente de las Universidades Madrileñas-MadrID en 2025; y con temática específica de Regulación y Control de Procesos, el Concurso de Estudiantes que anualmente convoca ISA Sección Española, así como otras iniciativas internacionales que se organizan en el seno de ISA International.

De esta forma los estudiantes trabajarán competencias transversales de comunicación verbal, presentación en público e idioma inglés en el caso de los congresos internacionales, potenciándose además el pensamiento crítico de los alumnos durante la defensa de los trabajos, al recibir las sugerencias y comentarios de los asistentes al congreso.

• Por otro lado, las experiencias de investigación serán presentadas a los estudiantes de tercer curso del Grado en Ingeniería Química, grupo Q308, para involucrar en el proyecto, en las asignaturas de Industrias de los Procesos Químicos y Experimentación en Ingeniería Química II. La idea es que cada grupo de 10-15 alumnos de tercer curso esté bajo la supervisión de un grupo de cuarto curso en la tarea de investigación propuesta y además bajo la supervisión de uno de los profesores participantes en el proyecto, que son además también docentes en las asignaturas de tercer curso citadas. De esta forma se fomenta la interrelación entre las asignaturas, entre los contenidos de las asignaturas más básicas y las de cursos finales más tecnológicas, y los alumnos de cuarto actúan como mentores de los alumnos de tercero.

La realización de la actividad investigadora potenciará en los estudiantes la formación en otras competencias transversales tales como: la redacción de textos científicos, la capacidad análisis y autoevaluación, la iniciativa investigadora por parte del alumnado y el manejo de herramientas y programas informáticos para la simulación y tratamiento de datos.

El éxito del proyecto presentado dependerá fundamentalmente del grado de implicación de los alumnos y de conseguir un hábito de trabajo continuado por parte de los estudiantes. No obstante, se cuenta con el apoyo de varios agentes e instituciones para su consecución, como ha descrito más arriba.

En primer lugar, el respaldo de los Directores de la Cátedra Emerson-UPM: el Sr. Ángel Arranz García, Director de Final Control en la empresa Emerson y Director empresarial de la Cátedra; y la profesora Evangelina Atanes Sánchez, Directora Académica de la Cátedra y Tutora del Capítulo de Estudiantes ISA-ETSIDI-UPM.   

En segundo lugar, se cuenta la colaboración de ISA España, a través de Héctor Puyosa, Responsable de la Vocalía de Estudiantes de ISA España. ISA España colabora con todos los Capítulos de Estudiantes, y en los últimos años numerosos alumnos de la Sección han participado en actividades de mentoring organizadas por ISA España, y han recibido becas formativas, todo ello de la mano de ISA España. Ambos profesionales aportarán al proyecto su punto de vista sobre el contenido y alcance de las actividades de investigación planteadas, con el fin de darles un carácter lo más aplicado y cercano al mundo laboral posible.

En tercer lugar, el equipo docente pertenece al Grupo de Investigación de Caracterización Óptica de Materiales ACOM reconocido por la UPM, que tiene amplia experiencia en la realización de TFGs experimentales, en el ámbito de la asignatura de Regulación de los Procesos Químicos en particular y en el área de Ingeniería Química en general, con una media de 5 TFG/curso académico para todos los docentes participantes en este proyecto, lo que avala los conocimientos y la experiencia para llevar adelante esta experiencia basada en Aprendizaje Basada en Investigación.  Esta relación con el Grupo de Investigación promoverá la motivación del alumnado para hacerle sentir participe de la cultura de investigación del Departamento, profundizando en los beneficios de la investigación para su posterior desempeño profesional en áreas de I+D+i.

Bibliografía.

• Vilà Baños, R., Rubio Hurtado, M.J., y Berlanga Silvente, V. (2014). La investigación formativa a través del aprendizaje orientado a proyectos. Una propuesta de innovación en el grado de pedagogía. Innovación Educativa, 24. pp. 241-258.

•  12 Principios de la enseñanza guiada por la experiencia. https://www.fecyt.es/es/FECYTedu/12-principios-de-la-ensenanza-guiada-por-la-evidencia. Consultado 7 de noviembre de 2024.
• Atanes-Sánchez E., Benito Carmona M., Fernández Olmos A., Galán Lucarelli G., Guzmán Sacristán N., Herranz García J., Prieto Lobato M. y Sánchez Esteban A. (2019). “Puesta en marcha de la Sección de Estudiantes de la ISA-International Society of Automation, en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Diseño Industrial de la Universidad Politécnica de Madrid”. (2019). Libro de Actas del 1º Congreso Iberoamericano de Ingeniería Química- CIBIQ-2019. Santander (España) 19-21 Junio 2019.

• Atanes-Sánchez, E., Arranz García, A., Rivas Seijas, J.A., García Casillas, D., Díaz-López, J.A., Martín de Vidales Calvo, M.J., Nieto-Márquez Ballesteros, A., Fernández Martínez, F., Coto Sauras, M., Cuadrado Madero, D.,  Lázaro Gallardo, M., Segado Gómez, K.. “Cátedra Universidad-Empresa EMERSON-UPM como herramienta de aprendizaje en control de procesos químicos”. VII Congreso de Innovación Docente en Ingeniería Química CIDIQ 2024.  23-25 Septiembre 2024. Sevilla (España). Libro de Abstract del Congreso, página 72. Editado por el Departamento de Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad de Sevilla.  ISBN: 978-84-09-65235-8

El objetivo principal y general de este proyecto es involucrar a los estudiantes del Grado en Ingeniería Química en un proceso real de investigación, de forma autónoma y basado en el método científico, con el fin de que adquieran las competencias y conocimientos requeridos para superar, con un grado de aprovechamiento elevado, la asignatura de Regulación de los Procesos Químicos.

De forma paralela, se crea la estructura necesaria para que interrelacionen los conocimientos de otras asignaturas de la titulación, tanto de asignaturas de cuarto curso que se imparten también en séptimo semestre, como de tercer curso que se imparte en el quinto semestre (primer semestre de cursos cuarto y tercero respectivamente), lo que promueve un enfoque didáctico multidisciplinar.

Los objetivos específicos serían los siguientes:

• Iniciar a los estudiantes de Grado en la literatura científica y técnica relacionada con la Regulación y Control de procesos Químicos, enmarcada en el contexto más amplio de la Ingeniería Química. Este proceso potenciará las competencias informacionales de los alumnos, dotándoles de un sentido crítico ante las fuentes de información y su fiabilidad. 
• También, iniciarles en el proceso de investigación, basado en la experimentación, riguroso, con la recogida y análisis de datos, identificando variables y efectos, para plantear preguntas y soluciones.
• Aumentar y mejorar la capacidad de comunicación verbal y la expresión oral mediante la presentación de los trabajos de investigación, tanto a alumnos de tercer curso del grupo Q308 como en los Congresos citados, así como en otras Jornadas o Encuentros específicos del ámbito de Control de Procesos en el entorno educativo que surjan en otras Universidades y Centros que poseen Capítulos de Estudiantes de la ISA, tales como la Universidad de Valladolid o de Santiago de Compostela, o del Centro San Juan Bosco de Cartagena, con los que el Capítulo de Estudiantes ISA-ETSIDI-UPM ha colaborado estrechamente.
• Optimizar los recursos disponibles de las nuevas instalaciones de laboratorio que se están poniendo en marcha dentro de la Cátedra Emerson-UPM “Regulación y Control de Procesos Industriales”, para potenciar las clases prácticas, fomentando el interés del alumno por la asignatura y aumentando su motivación.
• Optimizar los recursos disponibles de software de Simulación de Procesos, como el Aspen Hysis, programa recientemente adquirido por la ETSIDI para uso de todos los alumnos, y puesto en marcha en el Escritorio UPM de la ETSIDI,  favoreciendo el uso de recursos tecnológicos de carácter innovador y la metodología activa de aprendizaje basada en investigación combinando hardware (instalaciones de laboratorio) y software.
• Favorecer mediante la evaluación continua el seguimiento de los estudiantes en el progreso de la asignatura, de forma que realicen el trabajo de investigación de forma dirigida pero también dejando espacio para su iniciativa y autonomía.
• Colaborar con el grupo de investigación reconocido por la UPM Análisis y Caracterización Óptica de Materiales, de forma que la interrelación entre equipos docentes potencie el que los alumnos se impliquen en problemas de investigación reales, incentivando en ellos el pensamiento crítico.
• Involucrar a los estudiantes de tercer curso en el proceso de investigación, mediante la presentación de las experiencias de investigación a lo largo de su desarrollo, y distribuidas en las asignaturas de Experimentación en Ingeniería Química II e Industrias de los Procesos Químicos, con el fin de que les ayuden a comprender mejor estas asignaturas.

Contribución a la mejora de los resultados académicos.

• La asignatura de Regulación de los Procesos Químicos tiene 6 ECTS con 4 horas/semana de teoría y problemas y 18 horas de prácticas/semestre. Es una asignatura integradora, que necesita que el alumno tenga y aplique con soltura conocimientos de otras asignaturas previas, como Química Física, Operaciones Básicas de la Ingeniería Química o Reactores Químicos. Es por tanto una asignatura con gran cantidad de contenidos y de nivel avanzado. Además, la herramienta matemática, sin ser compleja, ocasiona que los alumnos tengan dificultades en comprender el sentido físico del proceso químico y de su control. En conjunto, los resultados académicos son mejorables, y frecuentemente los alumnos abandonan la asignatura por la gran cantidad de contenidos y su dificultad. Por ello, la incorporación del Aprendizaje Basados en Investigación, aplicado a instalaciones reales posibilitará un estudio desde un punto de vista mucho más aplicado, y con una mucha mayor implicación del alumno en el proceso de enseñanza-aprendizaje, lo que sin duda redundará en una mejora sustancial de los resultados académicos.
• Además, el uso de las nuevas instalaciones como herramienta de enseñanza-aprendizaje permite aumentar enormemente el potencial formativo para los alumnos, ya que podrán trabajar con material de control de procesos de última generación, con el que tendrán contacto en su vida profesional, y con lazos de control reales. Este punto es especialmente importante porque estos equipos son tan caros que pocas universidades disponen de ellos, y los estudiantes solamente estudian la teoría, sin llegar a practicar realmente lo estudiado.
• Se espera un efecto particularmente efectivo en aquellos estudiantes con mayor dificultad de aprendizaje, a los que la asignatura actualmente les resulta de gran capacidad, atendiendo así a la diversidad del alumnado.
• Como co-efecto paralelo, pueden mejorar los resultados académicos de otras asignaturas troncales del curriculum del Ingeniero Químico, como Operaciones Básicas II y Técnicas Industriales de Separación de Sistemas Multicomponente, que se cursan como Regulación en el primer Semestre de cuarto curso de la Titulación, gracias al ya mencionado carácter integrador de la asignatura de Regulación.
• La sinergia entre las instalaciones reales y la herramienta de simulación Aspen Hysis aplicada a dichas instalaciones resulta una combinación perfecta que forma al alumno también en aplicaciones, como el Hysis, que se utilizan en las empresas de ingeniería. Esta sinergia mejorará de forma muy notable la formación del alumno.
• Los trabajos de investigación pueden constituir un germen de Trabajo Fin de Grado experimental, puesto que el alumno ha iniciado una línea de investigación que puede impulsarle a continuar en ella, profundizando en el trabajo realizado y ampliando su alcance.
• Resulta de enorme interés para el alumno la relación, a través de la Cátedra y del Capítulo de Estudiantes de la ISA, con el mundo profesional. Tanto la Cátedra como el Capítulo organizan cada curso actividades a las que acuden profesionales del sector de Regulación de Procesos, tales como charla de orientación profesional, talleres de válvulas, curso de Instrumentación impartido por profesionales e Emerson entre otros; pero el Capítulo proporciona además una relación con la propia ISA España, que cuenta con más de medio centenar de empresas colaboradoras y patrocinadores. De esta forma el alumno conoce el sector de la instrumentación y control de procesos, que da servicio a empresas no solo del sector químico, sino de otros sectores, en los que el estudiante, futuro profesional, puede encontrar trabajo.
• La asignatura de Regulación de los Procesos Químicos abarca varios bloques temáticos: instrumentos de temperatura, presión, caudal y nivel; modelado matemático dinámico en el dominio del tiempo y en el dominio de Laplace; estudio y simulación del comportamiento dinámico de procesos en lazo abierto y cerrado; sintonización de controladores. Este amplio temario hace posible la oferta de trabajos de investigación que se adapten a las preferencias de los alumnos de entre estos bloques temáticos. La misma selección del trabajo de investigación permite que el alumno se involucre en los contenidos de la asignatura y deje de verlo como algo “teórico” sino como algo a lo que dar forma y en lo que participar.

Contribución a la resolución de deficiencias en la formación del alumno

• Desde un punto de vista de formación en competencias generales, en primer lugar, la metodología del Aprendizaje Basado en Investigación fortalece la formación integral del alumno, ya que aprende el propio proceso científico de investigación, que resulta clave para que el alumno adquiera capacidad de formulación y resolución de problemas.
• Además, el proceso guiado y tutorizado de búsqueda de información para la realización de experiencias de investigación contribuirá a que el alumno conozca otras fuentes de información científica y técnica cualificadas, y no se limite a buscar información en Internet, sin discriminar el origen y fiabilidad de la información y de la fuente.
• Desde un punto de vista más científico-técnico, el Aprendizaje Basado en la Investigación contribuirá en gran medida a reorientar la enseñanza de la asignatura de Regulación de los Procesos Químicos, no tan centrada en clases magistrales sino dando más protagonismo a actividades aplicadas con las que el alumno afianzará mejor los conceptos y contenidos de la asignatura en particular, y del Control de Procesos en general, mejorando sustancialmente sus competencias y capacidades.
• El uso de las nuevas instalaciones como herramienta de enseñanza-aprendizaje permite aumentar enormemente el potencial formativo para los alumnos, ya que podrán trabajar con material de control de procesos de última generación, con el que tendrán contacto en su vida profesional, y con lazos de control reales. Este punto es especialmente importante porque estos equipos son tan caros que pocas universidades disponen de ellos, y los estudiantes solamente estudian la teoría, sin llegar a practicar realmente lo estudiado, lo que realmente es actualmente una carencia en la formación de los estudiantes.
• Asimismo, y a través tanto de la Cátedra Emerson-UPM como del Capítulo de Estudiantes ISA-ETSIDI-UPM, se rellena un hueco entre el mundo académico y el profesional. Una vez finalizado sus estudios, el estudiante puede pertenecer como Socio Profesional a ISA (ya no Al Capítulo de Estudiantes) de forma gratuita durante 1 año, lo que contribuirá también a afianzar su conocimiento del mundo laboral.

El proyecto de innovación planteado en esta solicitud se estructura en varias etapas, en cada una de las cuales se desarrollan acciones concretas que se describen a continuación:

• Primera etapa. Existe en la actualidad gran cantidad de literatura de puesta en práctica de la metodología Aprendizaje Basado en Investigación en la enseñanza universitaria. En esta primera etapa, se revisará dicha información con el fin de establecer la mejor forma de implementar la metodología, con la base de que los alumnos construyan su propio conocimiento a través de casos diseñados por el docente.
• Segunda etapa. Se desarrollará en paralelo con la primera, y persigue incorporar a la planificación de la asignatura la metodología del Aprendizaje Basado en Investigación. Se plantearán experiencias de aprendizaje basado en la investigación teniendo en cuenta los contenidos de la asignatura, los recursos disponibles con las nuevas instalaciones del laboratorio (control de caudal de gases; control de caudal y nivel de líquidos; banco hidráulico para fenómenos físicos) y la herramienta de simulación Aspen Hysis de reciente adquisición por la ETSIDI.

Se tendrá en cuenta la información procedente de la relación con los profesionales del sector que participan en el proyecto: la empresa Emerson a través de Ángel Arranz, ISA Sección Española a través de Héctor Puyosa. La planificación de actividades y tiempos es fundamental, ya que se deben impartir clases magistrales de teoría y problemas para explicar y aclarar los conceptos clave, así como las prácticas de la asignatura, pero se debe dedicar el máximo tiempo posible al trabajo autónomo por parte del alumno y a la resolución de los problemas derivados de la investigación. Se diseñará la estrategia para incorporar las actividades de Aprendizaje Basado en Investigación en los criterios de evaluación, especialmente centrado en la evaluación continua.  

Se coordinarán los horarios de profesores, técnicos de laboratorio, laboratorios y alumnos para planificar las experiencias de innovación diseñadas.

• Tercera Etapa. Diseño de las herramientas para evaluar el resultado de la experiencia de innovación. Se diseñarán encuestas para los estudiantes, y rúbricas para la autoevaluación por parte del profesorado implicado.
• Cuarta etapa. Enseñar métodos, técnicas y habilidades de investigación a los alumnos de la asignatura, poniendo especial énfasis en las fuentes de información científica y técnica cualificadas, Organizar los temas de investigación por temáticas, y asignar los trabajos de investigación a los grupos de alumnos de la asignatura de Regulación de los Procesos Químicos, de acuerdo a sus intereses y preferencias.
• Quinta etapa. Realización del proyecto de investigación elegido por los estudiantes, con la guía, dirección y tutorización de los docentes: análisis del problema, toma de datos experimentales, tratamiento de los datos, elaboración de resultados y planteamiento de conclusiones. Se fomentará la autonomía y la iniciativa por parte de los estudiantes, así como el pensamiento crítico y creatividad.
• Sexta etapa. Trasladar las experiencias de innovación más accesibles para ellos a los alumnos del grupo Q308, correspondientes al tercer curso de la titulación de Ingeniería Química, en las asignaturas Industrias de los Procesos Químicos, Experimentación en Ingeniería Química II y Operaciones Básicas de la Ingeniería Química I. Se trata así de involucrar a los alumnos de niveles inferiores, pero ya con cierto bagaje en la titulación, de la importancia de la resolución de problemas mediante la aplicación del método científico, de la interrelación de asignaturas y de la aplicación de los conocimientos enseñados en las aulas a un trabajo real y práctico, y de importancia en la industria y en la empresa.
• Séptima Etapa. Realización de las memorias de investigación para la asignatura, preparación de las comunicaciones a congresos de innovación docente en el área de Ingeniería Química y específicos del área de Regulación de Procesos organizados a través de los Capítulos de Estudiantes de otras Universidades y Centros, de ISA España e ISA Internacional.
• Octava Etapa. Divulgación de los resultados y difusión de la metodología aplicada para potenciar su empleo en otras materias de ingeniería, acercando los trabajos realizados por el alumnado a otras asignaturas de la Escuela afines, y a otras titulaciones, así como a toda la UPM y otras universidades. Se difundirá también la experiencia a través de las redes sociales: Linkedin de la Cátedra Emerson-UPM; e Instagram y Linkedin del Capítulo de Estudiantes ISA-ETSIDI-UPM, del grupo de todos los Capítulos de Estudiantes de Universidades y Centros españoles, y de las redes de ISA Sección Española.
• Novena etapa. Análisis de los resultados de la experiencia en base a las encuestas y rúbricas. Elaboración de la documentación detallada sobre la planificación, realización y resultados de la experiencia, así como de las propuestas de mejora para futuros cursos académicos en base al análisis de los resultados de la experiencia. Realización de los informes finales exigidos en la convocatoria.

La organización temporal sería la siguiente:

• Revisión literatura. 2 meses. Febrero, Marzo
• Planificación de la metodología en las asignaturas. 3 meses. Marzo, Abril, Mayo
• Diseño de herramientas de evaluación de la experiencia. 3 meses. Mayo, Junio, Julio
• Enseñanza metodología ABI. 0,5 meses. Septiembre.
• Realización de la experiencia de innovación basada en ABI. 1 ,5 meses. Septiembre, Octubre
• Traslado a tercer curso. 0,25 meses. Octubre.
• Memorias de las experiencias y comunicaciones. 1,5 meses. Octubre, Noviembre.
• Divulgación. 2,5 meses. Septiembre, Octubre, Noviembre
• Análisis de los resultados de la experiencia en base a encuestas, rúbricas y pruebas de evaluación continua. 0,5 meses. Noviembre

El docente guiará al alumno en el proceso de enseñanza-aprendizaje, facilitando la información, resolviendo dudas y asesorando y enseñando en todas las etapas, y sirviendo de nexo entre todos los agentes implicados y tratando en todo momento de motivar al alumno para el estudio de la asignatura mediante la transformación de la información en conocimiento a través del trabajo autónomo y en equipo. Se fomentará el aprendizaje entre iguales, facilitando el acceso salas de trabajo en equipo y tutorías personalizadas.

Seguimiento del proyecto.

Se contará con al menos un profesor investigador responsable por cada una de las líneas de investigación planteada, que cubrirán todos los alumnos de la asignatura de Regulación de los Procesos Químicos. La profesora Atanes, investigadora principal de esta propuesta, coordinará todas las actividades, avalada por su trayectoria como coordinadora de la asignatura Regulación de los Procesos Químicos desde hace 10 cursos académicos, y como creadora y tutora del capítulo de Estudiantes de la ISA-ETSIDI-UPM desde el curso 2017-2028, y como Directora Académica de la Cátedra Emerson-UPM. Además, la profesora es secretaria de la Comisión Académica de Coordinación del Séptimo Semestre de la Titulación de Ingeniería Química, y presidenta de la Comisión Académica del Quinto Semestre, en el que se encuentran las asignaturas de tercer curso del grupo Q308, coincidentes en el tiempo con el séptimo semestre, a partir de septiembre, con lo que se garantiza la máxima difusión de la iniciativa y coordinación entre todos los profesores de la asignatura del semestre. 

Además de la profesora Atanes, otros dos profesores (Díaz López, Martín de Vidales) son profesores de prácticas de la asignatura de Regulación de los Procesos Químicos, y conocen perfectamente la problemática de la asignatura. Asimismo, todos ellos forman parte de la Comisión de Seguimiento de la Cátedra Emerson-UPM, y están participando de forma activa en el diseño de las nuevas instalaciones del laboratorio con las que se propone trabajar en este PIE. Además, todos ellos conocen la herramienta Aspen Hysis que se utilizará en la tarea de simualción). Además, los tres profesores han dirigido de forma conjunta más de 15 TFGs en el ámbito de la asignatura de Regulación de Procesos Químicos, lo que ayudará a plantear las actividades de investigación en distintas áreas.

Las profesoras Atanes y Martín de Vidales son docentes en las asignaturas de tercer curso de Industrias de los Procesos Químicos, Experimentación en Ingeniería Química II y Operaciones Básicas de la Ingeniería Química I, implicadas en este proyecto.

Francisco Fernández es el coordinador del Grupo de investigación ACOM, al que pertenecen además todos los profesores participantes en el proyecto. Todos los participantes de la UPM pertenecen al Departamento de Ingeniería Mecánica, Química y de Diseño Industrial de la ETSIDI.

El técnico de laboratorio David García Casillas prestará su apoyo en los aspectos de suministros y mantenimiento de las actividades de investigación realizadas, así como apoyo práctico a los alumnos y colaboración en la elaboración de cuestionarios y rúbricas. David García Casillas presta sus servicios en los laboratorios de todas las prácticas relacionadas con las citadas asignaturas.

Evaluación del proyecto, y medición del resultado y evidencias de logro que se aportaran en la memoria final del proyecto.

Se realizará el seguimiento del proyecto a distintos niveles teniendo en cuenta el curso de los alumnos, con las siguientes herramientas en la evaluación de tres ítems:

a) Cuestionarios anónimos diseñados para conocer la satisfacción del estudiante con la experiencia, y la motivación que les ha producido para estudiar la asignatura. Conocer además su opinión acerca de los conocimientos y aptitudes que han adquirido a través de las experiencias de investigación realizadas. Se pretende también conseguir la opinión de los alumnos sobre propuestas de mejora, puntos débiles y fuertes de la experiencia como feedback que permita mejorar la calidad de la enseñanza en los cursos posteriores. 

b)  Desde un punto de vista objetivo, en las pruebas de evaluación de las asignaturas se incluirán preguntas adecuadamente formuladas para evaluar el grado de capacidad de indagación y de pensamiento crítico que hayan adquirido durante el curso, como medida de la eficiencia de la metodología en mejorar esta capacidad.

c) En tercer lugar, se evaluará el grado de aprendizaje de los conceptos de la asignatura, es decir, si los resultados de aprendizaje de los alumnos han mejorado. Para ello se realizarán rúbricas específicas, centradas en los contenidos trabajados en las experiencias de investigación, donde se evalúen las competencias necesarias para superar con éxito la asignatura.

Las herramientas de evaluación diseñadas, cuestionarios y rúbricas, deberán contemplar, entre otros, los siguientes aspectos:

• Los estudiantes son capaces de formular un problema, y acceder de forma efectiva a la información necesaria para resolverlo.
• Son capaces de evaluar la información recogida de manera crítica y aplicarla en la resolución del problema de investigación planteado.
• Los alumnos conocen y aplican el método científico con éxito.
• Son capaces de analizar e interpretar los resultados de su investigación relacionándolos con los conocimientos previos.
• Los estudiantes son capaces de redactar una memoria con una estructura similar a un artículo científico.
• La capacidad de comunicación verbal y escrita, para la presentación de los resultados es acorde a alumnos que están en cuarto curso de la Titulación.

Una vez finalizado todas las actividades, se pondrán en común todos los datos y se procederá a analizar la incidencia global de la experiencia en las diferentes asignaturas, el valor que los alumnos consideran que tienen y si realmente han sido útiles.

Productos resultantes del proyecto.

A lo largo del recorrido del proyecto los participantes se reunirán cada dos meses. El objetivo es la producción de un conjunto de informes, que recojan el trabajo realizado en el periodo, reflejando las dificultades encontradas en cada una de las etapas, y el nivel de consecución de los objetivos con respecto a los previstos.

Estos informes se utilizarán como punto de partida para la elaboración de una guía metodológica cuyo objetivo es informar acerca de la experiencia en la implantación de la metodología Aprendizaje Basado en Investigación en el aula de forma organizada y sistemática, supervisada por el PDI. La guía permitirá al personal docente universitario poner en marcha proyectos similares en las aulas.

En concreto, se pretenden obtener los siguientes recursos educativos durante la ejecución del proyecto, que podrán estar alojado en el Moodle de la asignatura de Regulación de los Procesos Químicos y/o en un equipo de Teams también para dicha asignatura:

• para uso de los alumnos: materiales de estudio, presentaciones de PowerPoint, actividades y dinámicas para realizar en el aula, espacio de trabajo en la plataforma Moodle.
• para ser utilizado por los docentes: recursos educativos en forma de cuestionarios y rúbricas en los tres ítems de evaluación contemplados: evaluación del grado de satisfacción de los alumnos con la experiencia, grado de adquisición de los conocimientos y capacidad de asimilación del método científico de investigación utilizado en la puesta en marcha del Aprendizaje Basado en Investigación en este proyecto. También podrá ser facilitado a los docentes que quiera conocer las características de la experiencia y sus resultados el entorno de trabajo creado en Moodle.
• para toda la comunidad universitaria: pósteres y material audiovisual con los resultados más significativos de las experiencias de investigaciones realizadas, y los montajes y prototipos realizados durante el curso, para visibilizar en la Escuela el trabajo realizado por los estudiantes.

Potencial de transferencia interna y externa.

• La transferencia interna en la UPM se verá favorecida por la divulgación de los resultados del proyecto en las redes sociales de la ETSIDI, de la Cátedra Emerson-UPM “Regulación de Procesos Químicos” y del Capítulo de Estudiantes ISA-ETSIDI-UPM, así como en las noticias de la página web de la ETSIDI; se prevé también la organización de un evento específico como una actividad de la Cátedra, con el fin de explicar la metodología seguida y exponer los resultados más significativos alcanzados.
• La transferencia externa también se potenciará utilizando otras vías. Por un lado, se realizará la divulgación del proyecto a través del Capítulo de Estudiantes ISA-ETSIDI-UPM a todos los Capítulos de Estudiantes de la ISA ligados a Universidades y Centros Educativos españolas. Por otro lado, la presentación de los resultados en los Congresos de Innovación Docente, en los que se dan cita las universidades españolas, será de gran utilidad. Entre ellos, el 32º Congreso Universitario de Innovación Educativa en las Enseñanzas Técnicas (XXXI CUIEET, o el II Congreso en Innovación Docente de las Universidades Madrileñas-MadrID, que se celebran ambos en 2025.

La presentación de resultados en Congresos permitirá tanto difundir las actividades realizadas en relación a la metodología aplicada, como recoger ideas y propuestas de mejora.

El material divulgativo tendrá dos vertientes: electrónico e impreso.

Material divulgativo electrónico: se elaborarán noticias cortas sobre la evolución del proyecto a lo largo de la vida del mismo, y artículos más amplios con los resultados intermedios y finales que se vayan obteniendo. Se creará material audiovisual, con ayuda del Gate si es preciso, sobre la evolución y resultados del proyecto. El material divulgativo se difundirá por distintos canales:

• En los canales de noticias, redes sociales institucionales de la Escuela y de la UPM las noticias cortas, con los alumnos implicados; en la página web de la ETSIDI los artículos más amplios, así como en la UPM a través de la unidad de Cultura científica.
• A través de las redes sociales:  la red profesional Linkedin de la Cátedra Emerson-UPM, Instagram y Linkedin del Capítulo de Estudiantes ISA-ETSID-UPMI, y Linkedin de ISA España a través de Héctor Puyosa..
• También se presentará en la Reunión Anual de los Capítulos de Estudiantes de la ISA a la que acuden todos los Capítulos de Universidades y Centros de Educación relacionados con el Control de Procesos, y en la que participan de forma muy activa los estudiantes de todas los Capítulos. 

• Uso del archivo digital de la UPM para la publicación en abierto de los TFGs que se enmarquen en el ámbito del proyecto.

El material divulgativo impreso se destinará a la elaboración de pósteres enmarcados con los diagramas de flujo de las instalaciones que puedan instalarse en el laboratorio y utilizarse como material docente.

En cuanto a la difusión de los resultados del proyecto:

• Se presentarán en Congresos de Innovación Educativa, como los citados el 32º Congreso Universitario de Innovación Educativa en las Enseñanzas Técnicas (XXXI CUIEET, o el II Congreso en Innovación Docente de las Universidades Madrileñas-MadrID.

Se tendrán en cuenta dos vertientes de presentación de trabajos: por un lado, presentación de los docentes acerca de la implementación de la metodología Aprendizaje Basado en Investigación y los resultados obtenidos; por otro lado, se potenciará la presentación de los propios estudiantes de su propio trabajo, con el fin de trabajar las competencias transversales de expresión y comunicación. Además, así podrán recibir feedback por parte de docentes investigadores participantes en los congresos. 

• En base a la calidad de las investigaciones realizadas se valorará la posibilidad de publicación de los resultados en otras revistas especializadas, tales como Chemical Engineering Education.

Para la realización de este proyecto se cuenta con la participación de 4 profesores investigadores. Los profesores integrantes del grupo participan activamente en actividades de mejora de la calidad docente, que han dado lugar a más de diez comunicaciones a Congresos de Innovación Docente en los últimos cuatro años.

La investigadora responsable de esta solicitud de proyecto, la profesora Evangelina Atanes Sánchez, es la Directora de la Cátedra Universidad Empresa Emerson-UPM “Regulación y Control de Procesos Industriales”, así como la Tutora, desde el curso 2017-18, del Capítulo de Estudiantes ISA-ETSIDI-UPM perteneciente a ISA España. Por tanto, aporta una dilatad experiencia en el ámbito de actividades realizadas en Regulación de Procesos y dirigidas a la formación de los alumnos universitarios y a facilitar la relación con el mundo profesional y su inserción en el mismo

Por otro lado, se cuenta con el apoyo de la Dirección de la ETSIDI por ir el proyecto en línea con los objetivos de la escuela.

Además, en el marco del proyecto se colaborará con los siguientes agentes y organizaciones:

• Ayuda del GATE para la edición de material audiovisual.
• Capítulo de Estudiantes ISA-ETSIDI-UPM

• Cátedra Universidad Empresa Emerson-UPM “Regulación y Control de Procesos Industriales”, dirigida por la parte empresarial por D. Ángel Arranz García, que ocupa el puesto de Technical Manager Final Control en Emerson.
• Empresa Emerson Automation Solutions, a través de D. Ángel Arranz García,.
• ISA España, a través de Héctor Puyosa, que ocupa el puesto de Representante de la Vocalía de Estudiantes en ISA España.
• Grupo de investigación consolidado de la UPM Análisis y Caracterización Óptica de Materiales-ACOM, dirigido por uno de los profesores participantes, Francisco Fernández Martínez. Todos los profesores son miembros del Grupo de investigación.