CAD-CAM-CAE

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El diseño, la manufactura y análisis asistido por computadora (CAD/CAM/CAE)
y otras técnicas de fabricación digital en el desarrollo de productos en América
Latina
Article  in  Información tecnológica · April 2022
DOI: 10.4067/S0718-07642022000200297
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Victor Alfonso Erazo Arteaga
Universidad Técnica del Norte
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El diseño, la manufactura y análisis asistido por computadora (CAD/CAM/CAE) y otras técnicas Erazo-Arteaga 
Información Tecnológica – Vol. 33 Nº 2 – 2022 297 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El diseño, la manufactura y análisis asistido por computadora 
(CAD/CAM/CAE) y otras técnicas de fabricación digital en el 
desarrollo de productos en América Latina 
 
Víctor A. Erazo-Arteaga 
Facultad de Ingeniería en Ciencias Aplicadas, Carrera de Ingeniería Mecatrónica, Universidad Técnica del Norte, Ibarra, 
Ecuador (correo-e: vaerazo@utn.edu.ec) 
 
Recibido Sep. 23, 2021; Aceptado Nov. 15, 2021; Versión final Ene. 5, 2022, Publicado Abr. 2022 
 
 
Resumen 
 
El objetivo de este trabajo es realizar un estudio de reflexión acerca de la aceptación que ha tenido el diseño, 
la manufactura y el análisis asistido por computadora (CAD/CAM/CAE, por sus siglas en inglés) y otras 
iniciativas de fabricación digital en el desarrollo de productos en América Latina. El desarrollo del mundo 
moderno no es concebible sin el auge que han tenido las tecnologías de la información aplicadas a la industria. 
Se realiza una consulta bibliográfica que abarca el tema, poniendo énfasis en aquellas que datan de hace 
menos de 10 años en áreas como el diseño de máquinas, vehículos aéreos, medicamentos, prótesis 
humanas, entre otras. Todas las consultas son de artículos científicos en revistas de corriente principal y se 
determina la tendencia del uso de estas técnicas en las diferentes áreas. Se concluye que el campo de las 
tecnologías CAD/CAM/CAE es tan amplio que cada día se descubren nuevas aplicaciones de uso. 
 
Palabras clave: diseño asistido; fabricación digital; CAD; CAM; CAE; computadoras; manufactura 
 
Computer-aided design, manufacturing, and analysis 
(CAD/CAM/CAE) and other digital manufacturing product 
development techniques in Latin America 
 
The main objective of this study is to assess the acceptance level of design, manufacturing, and computer 
aided analysis (CAD/CAM /CAE) and other digital manufacturing initiatives in the development of products in 
Latin America. The development of the modern world is not conceivable without the rise of information 
technologies applied to industry. A literature review is performed with emphasis in recent developments (last 
decade) in areas that include machine design, aviation elements design, medicine, and human prostheses 
among others. All references are from scientific articles published on mainstream journals and trends in the 
use of novel techniques are identified. It is concluded that CAD/CAM/CAE technologies are so wide that new 
applications are discovered every day. 
Keywords: aided design; digital manufacturing; CAD/CAM/CAE; computers 
Información Tecnológica 
Vol. 33(2), 297-308 (2022) 
http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642022000200297 
El diseño, la manufactura y análisis asistido por computadora (CAD/CAM/CAE) y otras técnicas Erazo-Arteaga 
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INTRODUCCIÓN 
En la actualidad, no podría hablarse de desarrollo tecnológico ni diseño de nuevos productos sin inmediata-
mente relacionar estos con las nuevas tecnologías en crecimiento sostenido. La creación de herramientas 
para el Diseño Asistido por Computadora (CAD) está en constante evolución y la mayoría de las ramas de la 
tecnología la usan para incrementar la productividad de los diseñadores y para obtener elaboraciones cada 
día más complejas y precisas. Los sistemas CAD permiten realizar el diseño de productos y componentes a 
través de gráficos interactivos. Un diseñador trabajando en un sistema con una pantalla de alta resolución 
genera varias vistas de los componentes y ensambles; puede obtener además vistas en tres dimensiones las 
cuales pueden ser ampliadas, rotadas y cortadas por secciones, lo que permite a clientes y profesionales que 
intervienen en el diseño y manufactura formarse una idea del producto en cuestión, facilitando todas las 
posibles modificaciones y eliminación de defectos, antes que el producto salga al mercado. Inicialmente, el 
CAD se introdujo para proporcionar ayuda a los diseñadores a la hora de realizar pruebas de error en sus 
creaciones. Así mismo, este fue utilizado para ayudar al análisis de ingeniería. Aunque el proceso de diseño 
se continuó realizando a mano durante mucho tiempo, en determinados puntos a lo largo de estos procesos 
se introducían los datos en programas informáticos que analizaban y determinaban posibles errores para 
luego realizar las modificaciones necesarias a estos proyectos (Fakhry et al., 2021). 
Los gráficos generados por computadora fueron propuestos por primera vez, a través de un proyecto conjunto 
entre la fuerza aérea de los Estados Unidos y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), sin embargo, 
no fue hasta la década del 60 que se los aplicó específicamente al diseño de piezas a través del desarrollo 
de la primera herramienta de diseño interactiva denominada “Sketchpad”, este software fue utilizado para 
aplicaciones específicas, pero supuso una fuerte solución para varios problemas de ingeniería. Para la décadadel 70, el Dr. Patrick Hanratty escribe el código base del software 3D de Diseño y Dibujo Asistido por 
Computador (CADD por sus siglas en ingles), compañías como McDonnell Douglas y Computervision 
utilizaron el software de Hanratty para crear los sistemas Unigraphics y CADDS receptivamente, estos 
sistemas integrados (hardware y software), no eran más que una estación de trabajo en la que el usuario 
proyectaba sus ideas a través de un dispositivo digitalizador. En la década del 80, John Walker y su equipo 
de trabajo buscan crear un software que pueda ejecutarse desde una computadora personal y venderse a 
costos más accesibles, nace entonces la herramienta informática conocida como AutoCAD, misma que se 
basó en el programa MicroCAD (Elliott, 1989; Harris y Meyers, 2007). 
Para generar elementos 3D, estas herramientas trabajaban a través de geometrías básicas, coordenadas 
vectoriales y operaciones booleanas, esto representó trabajo adicional y costos a la hora de realizar cambios 
en los modelos desarrollados por los diseñadores. Es así como a inicios de los 90, gracias al software Pro-
Engineer se comienza a abrazar con fuerza el concepto de diseño paramétrico, donde el modelado de 
productos se realiza bajo ciertos criterios geométricos que permiten realizar distintas configuraciones al 
cambiar los valores de algunos parámetros. Varias compañías adoptaron este concepto de trabajo, y a lo 
largo del tiempo se lanzan herramientas informáticas como: CATIA V5, SolidEdge, SolidWorks, Autodesk 
Inventor y Unigraphics NX. Algunos de estos se han consolidado en el mercado gracias a la incorporación de 
tecnologías asociativas, lo cual consiste en la facilidad de variación y modificación de las especificaciones de 
un producto, y como estas son inmediatamente asumidas por otros sistemas (Bodein et al., 2014; Kim y Han, 
2007). Esto permite en los ensambles visualizar la interacción entre partes, verificar interferencias y eliminar 
colisiones. En los planos, la actualización de cotas y simbologías como roscas y soldaduras. Así mismo, las 
actualizaciones del modelo se propagan a los módulos complementarios del software, esto permitirá 
comprobar rápidamente los esfuerzos y deformaciones presentes en cada una de las partes a través de 
ingeniería asistida por computador, CAE por sus siglas en inglés; comprobar estrategia y estimar tiempos de 
mecanizado a través de manufactura asistida por computador, CAM por sus siglas en inglés (Chang, 2014). 
Al colocar cargas y restricciones, el CAE permite analizar y valorar todos los aspectos relacionados con el 
diseño, logrando así optimizar la forma y el material del cual estarán construidos. El CAE cubre diferentes 
áreas de la ingeniería tales como: 1) análisis estática y dinámica, normalmente usando el método numérico 
de los elementos finitos, a fin de predecir la respuesta de los materiales ante los esfuerzos existentes teniendo 
en cuenta las condiciones de contorno aplicadas; 2) análisis de fluidos y termales; 3) sistema multicuerpo 
(MBD) y cinemática; 4) simulación de procesos; 5) optimización del proceso de documentación; 6) 
optimización del desarrollo del producto; y 7) verificación inteligente de las inconformidades. Algunos ejemplos 
de programas que manejan esta técnica de análisis y simulación pueden ser: ANSYS, Nastran-Patran, Pro-
engineer, CATIA, Unigraphics, etc (Mercado-Bautista, 2020). 
El CAM implica la utilización de distintos programas que interactúan con diferentes máquinas para la 
construcción de piezas, elementos mecánicos y figuras complejas. Existen numerosos ejemplos de software 
que intervienen en este proceso, para el manejo de robots industriales o el diseño de dados y moldes 
complejos para fundición en los que inclusive se reprograman tolerancias de contracción de la pieza a 
elaborar. Estas herramientas son, por ejemplo: SprutCAM, Fikus Visualcam, WorkNC, CAMWorks, 
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GibbsCAM, Unigraphics, y muchos más. Dado el cambio que se ha venido experimentando en los últimos 
años en el mercado de consumo en general, se ha hecho necesaria e impostergable la innovación enfocada 
en la creación de nuevas tecnologías en relación con las máquinas operadas por control numérico (CNC). 
Debido a los avances que se han obtenido en estas ramas de la tecnología, se pueden plantear que en la 
actualidad todos los sistemas de CAM permiten la generación de la trayectoria de la herramienta de corte 
basada en el diseño o dibujo generado por herramientas CAD, logrando así la disminución de los errores y 
demoras asociados a los sistemas de manufactura tradicionales (Ospina et al., 2014). 
Con el pasar del tiempo las herramientas de diseño asistido por computador se han perfeccionado, 
potencializando así los proyectos de ingeniería y algunos campos de la ciencia, sin embargo, su uso eficiente 
requiere de mucho tiempo de capacitación y el costo es un limitante a considerar, lo cual restringe la utilización 
de esta tecnología por parte de pequeñas y medianas empresas, así como de algunas escuelas tecnológicas. 
En los últimos años se puede encontrar software CAD, que se ofrece como proyecto gratuito o de código 
abierto (Open Source). Esta iniciativa ha demostrado ser clave para la expansión del modelado 3D y el 
prototipado rápido. Como regla, el procedimiento aquí se basa en la realización de un boceto 2D que 
posteriormente es convertido un volumen 3D. Algunas de estas herramientas informáticas también 
proporcionan modelado paramétrico sin poseer funciones que brindan los programas comerciales, como por 
ejemplo, la gestión del ciclo de vida del producto, algunos ejemplos de estos paquetes informáticos son: 
FreeCAD, TinkerCAD y SketchUp. También están los sistemas CAD y CAE que trabajan a través de 
programación, por ejemplo, OpensCAD, Code_Aster y OpenFOAM (Junk y Kuen, 2016). 
USO DE HERRAMIENTAS CAD/CAM/CAE 
En el diseño de máquinas, el CAD permite reducir el tiempo de desarrollo y mejora la calidad de las mismas. 
Con el conocimiento del mercado local y el uso de bases de datos externas como: TraceParts, 
PARTcommunity o 3D ContentCentral®, el diseñador es capaz de gestionar e incluir en su proyecto una serie 
de elementos estandarizados y verificar su interacción con las piezas de construcción mecánica, esto le 
permitirá optimizar la obtención de planos de taller, planos de conjunto y lista de materiales, además, a través 
del CAE podrá generar informes que permita verificar los factores de seguridad en cada uno de los 
componentes y analizar la trayectoria de movimientos. Usando este principio, Galán-Ávila et al., (2021) 
presentan el diseño de una prensa mecánica para ensayar herramientas de acuñación, en su estudio se 
realiza el análisis estático y dinámico de un mecanismo de biela manivela y se modela el sistema de 
transmisión de potencia. Se obtienen los esfuerzos presentes en la máquina mostrada en la Figura1 y llegan 
a concluir que la integración CAD/CAE permite determinar la forma, materiales y factores de seguridad 
adecuados de cada una de las piezas. 
 
Fig. 1: Prototipo de prensa diseñada en software CAD. (Adaptada de Galán-Avila et al., 2021) 
 
Los sistemas CAD/CAE permiten el desarrollo de nuevos productos, así como también, la optimización de los 
ya existentes. Muestra de ello es el estudio presentado por Betancourth et al. (2016), quienes proponen el 
diseño de un vehículo aéreo no tripulado que funcione con energía solar, su diseño contempla un amplio 
estudio de características geométricas y de desempeño en vehículos aéreos no tripulados, llegando a 
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determinar que el óptimo perfil aerodinámico es Eppler 212ya que presenta mejor rendimiento y su geometría 
permite la incorporación de paneles solares. Utilizando herramientas CAD se modela a detalle cada una de 
las superficies y así obtener la correcta distribución de peso, el CAE permitió determinar el flujo de aire sobre 
el ala. Todas las simulaciones se realizaron con parámetros atmosféricos correspondientes a São Paulo, 
Brasil. Para su construcción se utilizó materiales compuestos a base de fibra de carbono y resina, 
dependiendo de la parte a construir, se utilizó moldeo manual o envasado al vacío. Los autores afirman que 
el resultado de su investigación es una aeronave mucho más económica y ecológica, en comparación con 
otras destinadas a usos similares, y que es posible la utilización de energías renovables en el campo de la 
ingeniería aeronáutica. El modelo implementado se muestra en la Figura 2. 
 
Fig. 2: Prototipo de vehículo aéreo no tripulado diseñado con CAD/CAE. (Adaptada de Betancourth et al., 2016) 
La construcción de piezas con geometrías complejas no sería una realidad sin la introducción y desarrollo de 
las técnicas de diseño y manufactura CAD/CAM. Junto con este desarrollo se ha incrementado además la 
pauta de calidad, garantía y reducción de tiempo entre la idea de un producto y su fabricación. La construcción 
de piezas con superficies superpuestas o unas dentro de otras, así como superficies de forma libre requieren 
el control de tres o más ejes de movimiento simultáneamente, lo que en la práctica solo es posible con la 
utilización de máquinas CNC (Gomes et al., 2010; Reinke et al., 2019). 
Gomes et al. (2010,) realizan la evaluación y optimización de una herramienta de corte con tecnología CAM 
utilizada para el fresado mediante 5 ejes de movimiento de los blisks de titanio (componentes de las 
turbomáquinas que comprenden el disco del rotor y las palas) que se instalan en los rotores de las turbinas 
de gas empleadas para la conversión de gas natural a electricidad. Estos Analizan diferentes vías en el 
proceso de fresado de estos elementos que normalmente se han construido con éxito con tecnologías de 
maquinado convencionales, aunque las tasas de mecanizado no sean lo suficientemente altas, considerando 
los materiales de los que se componen tales como titanio y níquel. El bajo rendimiento obtenido en estos 
procesos de maquinado esta dado principalmente a que estos materiales poseen, desde el punto de vista 
térmico, una baja conductividad y al mismo tiempo una alta estabilidad. En este campo se han introducido las 
fresadoras CNC, lo que determina que los programas necesarios para su proceso sean más complejos, 
aunque con ventajas evidentes ya que las herramientas se pueden utilizar en áreas de difícil acceso de la 
pieza objeto de maquinado (tales como cavidades profundas o paredes inclinadas). Los autores, por último, 
concluyen que en el modelado de superficies para el fresado simultáneo de 5 ejes, es fundamental 
preocuparse por las transiciones de dirección suaves y la uniformidad de los vectores normales de las 
regiones de transición; además, para geometrías similares a la empleada en la sección de acabado de esta 
obra, la mejor opción es realizar operaciones de desbaste y semiacabado de todos los espacios entre palas 
antes de acabarlas, con la herramienta contorneándolas y siguiendo curvas paramétricas que sean 
ortogonales o casi ortogonales. 
Reinke et al. (2019), presentan un estudio referido al fresado de cavidades esféricas, utilizando para esto 
herramientas con insertos de punta esférica y material de carburo cementado con recubrimiento de Titanio. 
El material objeto del mecanizado fue una muestra de acero VP100. Los estudios intentaron determinar la 
influencia de la trayectoria de la herramienta en la calidad de la superficie mecanizada, el nivel de 
productividad y el desgaste de la herramienta. Los resultados de estas pruebas concluyeron que la trayectoria 
elegida de la herramienta es el factor principal de la productividad. La selección correcta de la herramienta, 
de los diferentes parámetros de corte, así como un buen diseño de la trayectoria en función del material a 
maquinar pueden dar como resultado la reducción de los costes de fabricación y los tiempos de maquinado. 
Juiña et al. (2017), describen la aplicación de la teoría de restricciones (conocida como TOC, por las siglas 
en inglés; Theory of Constraints) en el diseño y producción de moldes mediante herramientas CAD/CAM por 
parte de la industria metalmecánica en Ecuador, para el sector de inyección y soplado de polímeros. La teoría 
de las restricciones (TOC) es una metodología desarrollada por el físico Eliyahu Coldratt la cual implica 
determinar las condiciones que pudieran frenar el desarrollo de una organización para efectuar toma de 
decisiones que, actuando sobre ellas, las eliminen o mitiguen en aras a cambiar la situación que impide el 
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crecimiento de dicha organización (Izmailov et al., 2016). Esta teoría utiliza un término llamado “throughput” 
el cual es la diferencia entre las ventas y las materias primas, definido también como la contribución marginal 
cuando la materia prima es el único costo variable. Según plantean los autores, para las industrias que 
promueven el diseño, desarrollo y mejoramiento continuo de sus productos es muy importante utilizar 
metodologías que relacionen el proceso desde su desarrollo hasta su manufactura. 
En el caso específico de su estudio, al identificarse las restricciones tanto del mecanizado como del diseño, 
se procedió a cambiar de un entorno 2D que existía ya establecido, al modelado en 3D y simulación de 
modelos matemáticos. En cuanto al mecanizado se hizo necesaria la creación de lazos entre el proceso de 
modelado y la fabricación, acción que se estableció a través del sistema CAD/CAM y la inversión en una 
máquina con tecnología CNC, que eliminó el servicio externo de mecanizado, lo que trajo como consecuencia 
el traslado de la restricción al área comercial, la cual debe redirigirse a la búsqueda de nuevos clientes para 
ofrecer el servicio de mecanizado de moldes de acero en distintas industrias del sector plástico. 
INICIATIVAS DE FABRICACIÓN DIGITAL 
Sperling et al. (2021), plantean un estudio de mapeo de iniciativas de fabricación digital en toda América 
Latina basados en una encuesta realizada en el 2014 con un grupo de Laboratorios de Fabricación (Fab Lab) 
de la región que emplean las técnicas de CAD en sus proyectos. El nuevo boom de la fabricación digital, uno 
de los últimos desarrollos en el campo del Asistido por Computadora y la Manufactura Asistida por 
Computadora (CAD/CAM por sus siglas en inglés), y específicamente en la vertiente de las Fab Lab, propicia 
una nueva perspectiva de desarrollo en el contexto desigual de la región, que contrasta con los grandes 
desafíos de la misma en cuanto a la creación de infraestructuras orientadas a la digitalización de los procesos 
y las posibles nuevas inversiones económicas en esta rama. 
Las Fab Lab son talleres de pequeña escala los cuales cuentan con una serie de instrumentos controlados 
por computadora, con el objetivo esencial de intentar producir cualquier tipo de producto conformando una 
red global de laboratorios locales, que permiten el desarrollo de la invención y por ende acercando el acceso 
de los individuos a las herramientas de fabricación digital para “pensar globalmente y fabricar localmente”. La 
fabricación digital es cualquier proceso que permita que un diseño generado o en el computador sea 
convertido en un objeto físico, mediante máquinas apropiadas para dicho fin (Gershenfeld, 2012). 
El desarrollo de estos Fab Labs en el ámbito latinoamericano se produce de manera lenta en un primer 
momento fundamentalmente debido a los altos costos de las herramientas de fabricación de prototipos y losrecursos conexos a estas. Un primer acercamiento a los mismos se ha debido a iniciativas directamente 
vinculadas a grandes industrias de fabricación, universidades y algunas organizaciones de investigación. 
Luego, con el paso del tiempo y producto del abaratamiento de las herramientas de diseño y fabricación, se 
han ido consolidando Fab Labs más pequeños en escala, siendo fundamentales los del tipo doméstico que 
se centran en el diseño de productos y procesos interdisciplinarios. Muy recientemente la creación de Fab 
Labs ha tomado carácter de política en ciudades Latinoamericanas como Bogotá y São Paulo, uniéndose 
estas al concepto de “ciudades creativas”, una red creada por la UNESCO en el 2004 la cual promueve la 
cooperación entre ciudades que identifican a la creatividad como factor decisivo en el desarrollo urbano 
sostenible (Herrera-Medina et al., 2013). 
Según el autor, la red Fab Lab tiene más de 250 laboratorios en todo el mundo manteniendo un crecimiento 
exponencial en los últimos años. Sin embargo, este crecimiento tiene un mayor peso en Europa y Estados 
Unidos los que ocupan el 75% de ellos, siendo incipiente todavía en el área de América Latina con países 
como Brasil y Argentina marchando a la cabeza en su consolidación. En la encuesta específica en los Fab 
Labs que emplean técnicas de Diseño Asistido por Computadora se pudo determinar que los mismos en la 
actualidad se emplean fundamentalmente para tres actividades: 1) diseño y fabricación de objetos pequeños; 
2) diseño y fabricación de modelos arquitectónicos; 3) fabricación de máquinas; 4) fabricación de moldes y 
otros. 
En este contexto de fabricación digital pueden incluirse además la fabricación aditiva utilizando para esto 
materiales compuestos. Estas tecnologías permiten crear objetos 3D a través de la superposición de capas, 
lo que presenta una serie de ventajas frente a métodos tradicionales de fabricación, entre las que se 
encuentran la rapidez del procesado y la personalización de las piezas al permitir la reproducción de casi 
cualquier geometría. La tecnología de fabricación aditiva más extendida en estos momentos es la de 
deposición de hilo fundido o FDM por sus siglas en inglés, aunque esta técnica limita un poco su aplicación 
debido a que las piezas obtenidas por este proceso varían sus propiedades en función de la dirección y el 
tipo de esfuerzo a que son sometidas. Esto es debido a que el proceso de fabricación por superposición de 
capas provoca que en las direcciones en las que los hilos se encuentran alineados con las cargas, las piezas 
serán más resistentes a tracción que a la compresión, al contrario que la dirección en la que se apilan las 
capas (Rodríguez et al., 2019). 
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LUCHA CONTRA EL COVID-19 
Rodríguez et al. (2020), realizan un artículo relacionando las herramientas CAD y las acciones que se 
acometen en Argentina en la lucha por la disminución del impacto de la epidemia Covid-19, la cual ha 
presentado un desafío como resultado del colapso de los sistemas de salud de innumerables países (de forma 
acentuada los del área de América Latina), al manejarse en sus inicios equivocadamente las acciones de 
minimización del impacto del SARSCoV-2 en las comunidades por desconocimiento de la enfermedad o por 
la subestimación desde el punto de vista político del virus. En el caso específico de Argentina en la 
reformulación de los sistemas de acción contra este flagelo, las instituciones y entidades de ciencia y 
tecnología, como el Centro Tecnológico Aeroespacial (CTA), lograron encontrar una zona común en vistas a 
resolver las diferentes demandas de productos específicos a través de redes de procesos colaborativos. En 
este trabajo se toma como ejemplo el caso de los insumos de laboratorio relacionados con los análisis de 
prueba de hisopados de Covid-19 y otros elementos de bioseguridad, todos correspondientes al Protocolo de 
Equipamiento de Protección Personal recomendado por la Organización Mundial de la Salud para trabaja-
dores esenciales tanto de área de salud, como de servicios generales a la sociedad. Todos estos desarrollos 
fueron abordados basándose en el diseño abierto a través de un Fab Lab creado en el propio Centro 
Tecnológico Aeroespacial y utilizando los métodos de impresión 3D de prototipos rápidos y las técnicas 
aditivas FDM. 
El trabajo se organizó respetando las normas de aislamiento social y cuarentena existente en ese momento 
en el país y todo el proceso de diseño y discusión transcurrió de manera virtual. Para esto se crearon equipos 
de trabajo, cada uno con roles y tareas específicas (de diseño, de asistencia técnica para impresoras 3D, de 
gestión, logística, compras, entre otras) todo confluyendo a partir de diseños de fuente abierta (open source) 
los cuales fueron rediseñados para cada caso específico que se necesitaba, siempre partiendo del empleo 
de materia prima nacional a base de filamento PLA, flejes de acetato, PET y otros materiales. Como se 
muestra en la Figura 3, gracias al trabajo conjunto entre instituciones y apoyados en las técnicas de diseño 
por computadora e impresión 3D se logró producir varios insumos y dispositivos. 
 
Fig. 3: Pantallas, sujetadores de barbijos y gradillas producidos en Fab Lab (Adaptada de Rodríguez et al., 2020) 
 
El grupo de investigadores peruanos Chang et al. (2021), presentan un prototipo de respirador de bajo coste 
que se puede fabricar rápidamente y satisfacer la creciente demanda producida por síndrome de dificultad 
respiratoria aguda grave que provoca la enfermedad del COVID-19. Como se indica en la Figura 4, este 
prototipo funcional está diseñado con un resucitador manual que se activa mediante un mecanismo de 
compresión y se controla electrónicamente. Utilizando herramientas CAD se planificaron varias piezas que 
atienden a las necesidades específicas de los pacientes con COVID-19, esto permitió reducir o eliminar las 
partes y recursos escasos durante la pandemia, lo que facilitó el ensamble y la manufactura, así como también 
el uso por parte del personal médico. Cabe destacar que el diseño cumple con los requerimientos de la Guía 
técnica de la MHRA (2020) que son las especificaciones que debe cumplir un ventilador aceptable 
clínicamente para ser utilizado en la atención inicial de pacientes durante la pandemia. 
Para la construcción del prototipo se utilizaron tecnologías CNC en corte y plegado de chapa de acero 
inoxidable, en la publicación se comparten los archivos CAD correspondientes a el diseño de chasis y 
mecanismo, así como también, la lista de materiales, el diseño electrónico y el Firmware. Los autores 
consideran que su prototipo es único en comparación con otras propuestas de código abierto encontrados en 
la web, debido a que estos no poseen la capacidad de controlar varios parámetros de respiración o la 
implementación simultánea de estos. 
El diseño, la manufactura y análisis asistido por computadora (CAD/CAM/CAE) y otras técnicas Erazo-Arteaga 
Información Tecnológica – Vol. 33 Nº 2 – 2022 303 
 
Fig. 4: Mecanismo de compresión para resucitador, modelo CAD implementado (Adaptada de Chang et al., 2021) 
 
DISEÑO DE FÁRMACOS ASISTIDO POR COMPUTADORA 
Medina-Franco et al. (2015), proponen en su trabajo varios ejemplos de la novedosa rama del Diseño de 
Fármacos Asistido por Computadora (DIFAC), el cual forma parte de un esfuerzo interdisciplinario y tiene una 
importante aplicación durante el desarrollo de productos de la industria farmacéutica. Los métodos empleados 
en el DIFAC pueden extrapolarse a otras áreas tales como el desarrollo de productos naturales, en las 
diferentes ramas de la química, tanto orgánica como inorgánica, en la industria de los alimentos y la 
bioquímica, se han visto favorecidos por un número creciente deaplicaciones informáticas exitosas 
disponibles en el mercado. 
Aunque los métodos utilizados por el DIFAC no diseñan automáticamente los diferentes medicamentos o 
compuestos, si es cierto que los mismos aplicados correctamente evitan repeticiones engorrosas de las 
pruebas experimentales, así como el aumento de la velocidad de los procesamientos estadísticos de la 
información de estos. La Universidad Nacional Autónoma de México cuenta con un Grupo de Diseño de 
Fármacos Asistido por Computadora el cual trabaja estrechamente vinculado con otros grupos de la región, 
Estados Unidos y varios países de Europa y Asia y sigue diferentes líneas de investigación: 1) quimiogenónica 
computacional; 2) acoplamiento molecular (docking); 3) cribado virtual; 4) similitud molecular; 5) modelado del 
farmacóforo; 6) relaciones estructura – actividad; 7) análisis de núcleos base; 8) análisis quimioinformático de 
bibliotecas moleculares; 9) espacio químico; y 10) minería de datos. 
El caso del reposicionamiento de fármacos es un ejemplo de la importancia de las técnicas de Diseño de 
Fármacos por Computadora. Este proceso busca que medicamentos utilizados para tratar una enfermedad 
específica puedan dirigirse al tratamiento de otras distintas (Ashburn y Thor, 2004). El reposicionamiento de 
los fármacos ha permitido el ahorro de hasta el 50% de todas las inversiones y tiempo necesarias para lograr 
la aprobación de un tratamiento efectivo en alguna enfermedad, lo que permite un tremendo beneficio para 
las empresas farmacéuticas y además para aquellos pacientes con enfermedades poco comunes (Paul y 
Lewis-Hall, 2013). Específicamente en el caso de la Universidad Autónoma de México, el grupo dedicado al 
DIFAC probó a través de estudios computacionales que la Ribavirina diseñada como antiviral tiene una alta 
similitud estructural con la 3-deazaneplanocin, un inhibidor de diferentes líneas de células tumorales (De la 
Cruz-Hernández et al., 2015). 
En conclusión, los autores plantean los retos pendientes del DIFAC en su desarrollo futuro, con la tarea 
pendiente de desarrollo de nuevos algoritmos para el aumento de la eficiencia y la precisión de todo lo 
relacionado con la información biológica relevante en el diseño de fármacos. Se espera que estos métodos 
de generación de productos por métodos computacionales no sean percibidos como la creación de fármacos 
apretando botones, y refieren que además aumentará la vinculación del DIFAC con otras áreas del 
conocimiento como es el caso del campo de la química de los alimentos. 
DISEÑO DE PRÓTESIS Y ÓRTESIS 
Lima et al. (2020), realizan una revisión exhaustiva de las propiedades mecánicas de los sistemas cerámicos 
para la rehabilitación oral desarrollados a través de CAD/CAM. Los autores ponen en consideración que; es 
una de las más avanzadas técnicas de fabricación en esta rama. La principal ventaja radica en la disminución 
de los tiempos de fabricación y entrega de los productos elaborados, ya que el proceso convencional de 
fabricación exige mucho más tiempo y es necesaria una determinada habilidad del técnico fabricante, lo que lleva 
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implícito un mayor porcentaje de fallos y correcciones. En la mayoría de las demás fabricaciones los procesos se 
tornan casi artesanales ya que pasan por la mezcla manual de los componentes y su aplicación en el molde 
refractario. En el caso de la producción a través de CAD/CAM se parte de un bloque parcialmente sinterizado 
sobre el cual se construye el implante, aunque como desventaja estética puede decirse que en las restauraciones 
no se obtienen capas de diferentes colores u opacidades como en los métodos tradicionales de sinterización por 
capas. Los autores en sus conclusiones a esta revisión refieren que los implantes odontológicos fabricados 
mediante técnicas de diseño y manufactura asistida por computadora presentan una disminución de la 
concentración de los defectos inherentes tanto al material como al acabado y configuración. Además, se 
produce un aumento de la resistencia a la flexión en las dentaduras postizas en comparación con los dientes 
naturales. 
Este proceso se lleva a cabo en tres pasos: 1) digitalización, es la fase en la que se obtiene el modelo en 3D 
de la pieza a rehabilitar, generalmente, se utiliza un escáner laser; 2) diseño computacional, mismo que se 
realiza en un software específico; 3) mecanizado, es la fase CAM. Este proceso facilita el diseño, ya que se 
puede obtener información de las piezas dentales aledañas, permitiendo así estudiar la alternativa óptima 
para cada paciente (Bacigalupe y Villablanca, 2014). El resultado de las etapas 1 y 2 se puede observar en 
la Figura 5. 
 
Fig. 5: El CAD en la rehabilitación oral (Adaptada de Bacigalupe y Villablanca, 2014) 
Dentro de la rehabilitación oral, la adaptación de coronas es un aspecto muy importante. El estudio presentado 
por Gutiérrez Chanjón et al. (2019) muestra la comparación de adaptaciones marginales e internas en cofias 
metálicas obtenidas a través de proceso de CAD/CAM, para esto se tomaron impresiones con silicona de 
adición fluida y se formaron grupos por cada línea de acabado, cada grupo tenía 2 modelos de yeso. En este 
trabajo se utilizó el sistema Ceramill® con bloques blandos pre sinterizados de Co-Cr y de acuerdo con el 
procedimiento de confección de cofias, se aplicó un sellador de poro. Los autores llegan a concluir que las 
cofias que presentaron mejor adaptación marginal son la que se realizaron por técnica de fresado de bloque 
blando con la línea de terminación chamfer, y que las cofias fabricadas por cera perdida colada por 
centrifugación tienen mejor adaptación interna. 
La personalización rentable de distintos dispositivos médicos es una posibilidad gracias a las tecnologías CAD 
y prototipado rápido. Un claro ejemplo de ello es la investigación realizada por Chrispin et al., (2020), quienes 
realizan moldes personalizados para la fabricación de dilatadores utilizados en el tratamiento de la Agenesia 
Vaginal. Estos dilatadores son utilizados en la corrección de la malformación congénita del tracto reproductivo 
de la mujer denominada Agenesia Vaginal, la cual es provocada por una anomalía en la formación de los 
conductos paramesonéfricos (más conocidos por conductos Müller), los cuales son responsables de que ser 
formen los órganos genitales internos. Su objetivo es propiciar la dilatación y estímulo de los músculos del 
suelo pélvico en las mujeres con ese padecimiento. 
En este trabajo, los autores modelaron los dispositivos a través de las herramientas de diseño; AutoCad y 
FreeCad, y basados en los requisitos médicos establecidos de antemano. Para la impresión de los moldes se 
utilizaron impresoras 3D Cube y como materia prima, filamentos de ácido poliláctico polimérico (PLA) el cual 
es un polímero biodegradable confeccionado a partir almidón de maíz, yuca o caña de azúcar. Este proceso 
de fabricación mostró excelentes resultados dado el hecho que se logró personalizar para cada caso 
específico en las mujeres afectadas objeto de este estudio confeccionándose un molde adecuado para sus 
características internas. El proceso de diseño y construcción fue rápido, lo que hace viable su uso en el 
desarrollo de dispositivos de este tipo para el tratamiento de diferentes trastornos de la salud. 
Con miras a mejorar la calidad de vida de los pacientes afectados por Artritis Reumatoide, Moya-Jiménez y 
Magal-Royo (2020) plantean el uso de tecnologías de prototipado rápido para el diseño, desarrollo y 
construcción de dispositivos personalizados utilizados comúnmente en la rehabilitación física de las manos. 
Se pretende la creación rápida de dispositivos fiables, adaptables a las necesidades de cada paciente y su 
enfermedad. Tal como se observa en la Figura 6, utilizandoCAD se diseña un exoesqueleto a la medida de 
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cada paciente, el cual se materializa con la impresión 3D. Los diseños propuestos permiten evaluar y analizar 
el estudio sistémico en la rehabilitación que está directamente relacionado con la pérdida de la movilidad de 
la mano debido a la Artritis Reumatoide Crónica específicamente en personas adultas. Estos diseños se basan 
en aspectos relacionados con la fisiología del movimiento de la mano y las dificultades de estos en los 
pacientes crónicos de esta enfermedad, insistiendo fundamentalmente en los huesos metacarpianos y de las 
falanges. Además, plantean que esta tecnología puede ser aplicada en la creación de prótesis temporales 
para tratar rotura o fisura de huesos; o para piezas de carácter permanente que sustituyen pérdidas de 
extremidades en el ser humano. 
 
Fig. 6: El CAD y el prototipado rápido aplicados en la rehabilitación (Adaptada de Moya-Jiménez y Magal-Royo, 2020) 
DISCUSION FINAL 
El Diseño Asistido por Computadora se ha convertido en una herramienta de suma importancia en el mundo 
moderno, dadas las posibilidades que brinda para el desarrollo de proyectos de todo tipo, posibilitando la 
confección de dibujos técnicos, modelados, ensambles, proyecciones en dos y tres dimensiones, todo esto 
vinculado a la posibilidad de manufactura asistida por ordenador, lo que en conjunto crea las condiciones para 
la competitividad entre las empresas, al disminuir el tiempo de diseño y corrección de errores y aumentar así 
mismo la calidad y precisión de la conformación de los productos. La repentina aparición del virus SARS-
CoV-2 generó la demanda de varios equipos médicos para combatir efectivamente la enfermedad del COVID-
19, ya sea en la creación de protectores faciales hasta el prototipado de accesorios para respiradores, el 
CAD/CAM y las tecnologías de prototipado rápido han colaborado para mitigar el problema. 
 
Como se pudo apreciar a lo largo del trabajo, América Latina no escapa a esta transformación del diseño 
asistido por computadoras. Diversas ramas de la economía y la investigación han introducido o están en vías 
de introducción de estas novedosas técnicas. Como se indica en la Tabla 1, se han encontrado trabajos que 
abarcan campos tan disimiles como: 1) medicina (diseño y reposicionamiento de fármacos, creación de 
productos para rehabilitación oral y ortopédica); 2) laboratorios Fab Lab (en el desarrollo de productos con 
código abierto y prototipos rápidos); 3) diseño y construcción de equipos para usos específicos; 4) 
intervenciones arquitectónicas de sistemas urbanos o edificaciones; 5) diseño y análisis de perfiles 
aerodinámicos para aviación; y 6) optimización de procesos. 
Tabla 1. Uso del CAD/CAM/CAE y otras técnicas de fabricación Digital en el desarrollo de productos. 
Trabajo País Aplicación Año 
Evaluation of 5-Axis HSC dynamic behavior when milling TiAl6V4 blades Brasil Mecanizado CNC 2010 
Ciudades creativas: ¿paradigma económico para el diseño y la 
planeación urbana? 
Colombia 
Arquitectura y 
sistemas urbanos 
2013 
Uso de coronas sistema CAD-CAM en implantes osteointegrados Chile Prótesis dentales 2014 
 Avances en el diseño de fármacos asistidos por computadora México Diseño de fármacos 2015 
Rivavirin as a tri-targeted antitumor repositioned drug México Diseño de fármacos 2015 
Design and manufacture of a solar-powered unmanned aerial vehicle for 
civilian surveillance missions 
Brasil 
Diseño de aeronaves y 
energías renovables 
2016 
Aplicación de la teoría de restricciones en la implementación de un 
Sistema de Manufactura CAD-CAM en la industria Metalmecánica- 
Plástica 
Ecuador 
Optimización de 
procesos industriales 
2017 
Productivity and Superfial Quality of an Aspherical Die Using CAD/CAM 
Brasil 
Mecanizado por 
arranque de viruta CNC 
2019 
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Tabla 1: continuación 
Trabajo País Aplicación Año 
Adaptación de cofias metálicas de Co-Cr realizadas sobre dos líneas 
de terminación y fabricadas con dos técnicas 
Perú prótesis dentales 2019 
Desarrollo de productos sanitarios de protección personal y de uso en 
laboratorio de análisis con prototipado rápido 
Argentina 
Dispositivos de 
protección bioseguridad 
2020 
 Development of personalized molds for neovagina creation by 3D 
printer 
Brasil Dispositivos médicos 2020 
 Diseño y prototipado de un dispositivo de rehabilitación para la artritis 
reumatoide de mano con técnicas de prototipado rápido 
Ecuador Dispositivos médicos 2020 
Design and simulation of mechanical press for testing of coining tools 
with nanostructured coatings 
Colombia Diseño de máquinas 2021 
Masi: a mechanical ventilator based on a manual resuscitator with 
telemedicine capabilities for patients with ARDS during the COVID-19 
crisis 
Perú Dispositivos médicos 2021 
Migratory Movements of Homo Faber: Mapping Fab Labs in Latin 
America 
Brasil Fab Labs 2021 
 
CONCLUSIONES 
 
De acuerdo con el trabajo presentado y a los resultados obtenidos, se pueden plantear las siguientes 
conclusiones principales: 1) el campo de las tecnologías CAD/CAM/CAE es tan amplio que cada día se 
descubren nuevas aplicaciones de uso. Cualquier rama de la industria, de la ciencia, de la vida en general 
puede beneficiarse del diseño, análisis y manufactura por computadora, aumentando la calidad, precisión y 
productividad de casi cualquier articulo o actividad; 2) todo el entramado de actividades relacionadas con el 
diseño y manufactura asistida por computadora, permite un importante ahorro de costos al reducirse 
considerablemente el gasto de horas de diseño, gastos de construcción de prototipos, y de errores y puesta 
a punto de producciones seriadas; 3) aunque falta mucho camino por recorrer, el cual pasa por la interacción 
y desarrollo de metodologías de estudio y superación tanto en universidades como empresas manufactureras 
y centros de investigación, se puede apreciar en el área como se va cerrando la brecha tecnológica en algunos 
aspectos que nos separan de países líderes en estas técnicas, en el afán de superación y desarrollo que 
posibilita el conocimiento y su aplicación en la vida del ser humano. 
 
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