Fase 1: Identificación y Análisis del Problema o Necesidad

Profesor de Tecnología e Ingeniería en Educación Secundaria Obligatoria y Bachillerato

¿Alguna vez te has preguntado cómo nacen las grandes ideas? Todo empieza preguntándonos ¿qué problema necesitamos resolver?. En este artículo, exploramos cómo la definición y análisis del problema son el punto de partida para crear productos tecnológicos. Sigue leyendo y descubre cómo empezar tu próximo proyecto.

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Cuando asumimos el papel de inventores, una de las mayores dificultades que encontramos es que no sabemos qué inventar, no tenemos ideas, no se nos ocurre nada ¿Cierto?. Esto pasa porque no estamos iniciando el proceso de invención o desarrollo de un producto en el punto adecuado. A continuación te muestro tres pasos que puedes seguir y con los que podrás completar esta primera etapa del Proceso Tecnológico de forma exitosa:

A.- Detectar el problema: una vez identificado el problema debemos definirlo de forma clara, correcta y con la mayor precisión posible.

B.- Describir las características de la solución: indicamos cómo debe ser la solución desde diferentes puntos de vista para resolver nuestra necesidad de forma óptima.

C.- Dividir el problema: en el caso de que el problema sea muy complejo podemos fragmentarlo para solucionarlo por partes.

A.- Detectar el problema

Para crear un producto, entendiendo el concepto de producto en su sentido más amplio (ya sea un objeto físico, una aplicación de software, un servicio, etc.), debemos partir siempre de un problema, es decir, identificar una necesidad que podamos satisfacer con ese producto.

Estoy seguro de que si ahora te doy un listado de algunas necesidades, problemas o dificultades se te ocurren muchos productos que pueden cubrir esas necesidades además de los que se muestran en la lista de la imagen.

Como puedes imaginar hay un abanico inmenso de posibilidades para inventar y crear productos a poco que seamos observadores y tengamos la habilidad de saber descubrir las necesidades que se presentan a nuestro alrededor.

Y no sólo eso, también podemos analizar el diseño y funcionamiento de los productos, aplicaciones y servicios que ya se han desarrollado para identificar en qué aspectos pueden mejorar y desarrollar nosotros otros productos que satisfagan esa necesidad de forma más eficiente.

Una vez que hemos detectado el problema, es crucial definirlo de forma clara y precisa para garantizar que podamos resolverlo adecuadamente.

La herramienta que utilizamos para recoger y documentar esta información es el Documento de Especificaciones del Problema. En este documento, además de la definición exacta y detallada del problema, incluiremos el objetivo que pretendemos alcanzar con nuestro proyecto y las especificaciones que deberá cumplir el producto para que resuelva la necesidad que hemos detectado de forma correcta y eficiente. Profundizamos en este aspecto a continuación.

B.- Definir las características de la solución

Es fundamental que antes de proseguir dediquemos el tiempo necesario a especificar cómo deberá ser el producto que vamos a diseñar y qué características debe tener. Para ello, haremos un análisis desde diferentes puntos de vista y responderemos a diversas preguntas sobre distintas características. Por ejemplo:

Características Ecológicas: ¿Qué impacto tendrá en el medio ambiente? ¿Usaremos materiales reciclables o biodegradables? ¿Cómo podemos minimizar la huella de carbono durante la producción y el uso del producto?

Características Económicas: ¿Será asequible económicamente para el consumidor objetivo? ¿Qué costos están asociados con su producción y distribución? ¿Qué estrategia de precios adoptaremos?

Características Constructivas: ¿Qué materiales utilizaremos? ¿Qué proceso de fabricación seguiremos? ¿Cómo garantizamos la durabilidad y resistencia del producto? ¿Qué tecnologías de producción podemos aplicar?

Características Funcionales: ¿Cómo va a funcionar el producto? ¿Cuáles son sus principales funciones y características? ¿Cómo se asegura la facilidad de uso y la eficiencia en su desempeño?

Características de Seguridad: ¿Su fabricación y uso serán seguros? ¿Cumple con las normativas de seguridad vigentes? ¿Qué medidas se tomarán para prevenir riesgos durante su uso?

Características Estéticas: ¿Qué colores tendrá? ¿Qué texturas? ¿Cómo haremos que tenga un diseño atractivo? ¿Cómo se integrará el diseño en diferentes contextos de uso?

Características Ergonómicas: ¿Se adapta al cuerpo? ¿Es accesible para personas con discapacidades? ¿Es cómodo de usar durante largos periodos? ¿Se ajusta bien a usuarios de diferentes tamaños y formas?

Características Operativas: ¿Cómo se utilizará en el día a día? ¿Qué mantenimiento requerirá? ¿Cómo se almacenará y transportará? ¿Es fácil de limpiar y conservar?

Todas las respuestas a estas preguntas y a otras que se nos ocurran las incluiremos en el Documento de Especificaciones del Problema.

¿Qué es la Ergonomía?

La ergonomía es la disciplina que estudia la adaptación de los lugares de trabajo, herramientas y tareas a las capacidades y limitaciones del ser humano. Su objetivo es mejorar la comodidad, eficiencia y seguridad, reduciendo el riesgo de lesiones y aumentando el bienestar y rendimiento de las personas.

Ejemplos de aplicación de criterios de Ergonomía

Sillas de Oficina Ajustables
Teclados y Ratones Ergonómicos
Escritorios de Altura Regulable
Herramientas Manuales con Mango Ergonómico
Pantallas de Ordenador Ajustables
Reposapiés
Lámparas de Trabajo Ajustables
Asientos de Vehículos Ergonómicos

Estos son algunos ejemplos sencillos que muestran cómo la ergonomía se aplica en diferentes contextos para mejorar la comodidad y la salud de las personas.

Ejemplos de Documento de Especificaciones del Problema

Ejemplo 1: Incomodidad y desgaste rápido de nuestras mochilas por el uso diario

Descripción del Problema:

Muchos usuarios experimentan incomodidad y desgaste rápido de sus mochilas debido a la baja calidad de los materiales y el diseño deficiente. Esto afecta negativamente su salud y comodidad, especialmente para aquellos que utilizan la mochila diariamente para llevar libros, laptops y otros objetos personales.

Objetivo del Proyecto:

Diseñar una mochila cómoda, duradera y funcional que satisfaga las necesidades de los usuarios que la utilizan a diario.

Características del Producto Final:

1. Características Ecológicas:

Materiales reciclables o sostenibles: La mochila estará fabricada con tejidos reciclados y ecológicos, como poliéster reciclado o algodón orgánico.
Proceso de fabricación con baja huella de carbono: Implementar procesos de producción eficientes que reduzcan las emisiones de CO2.
Diseño reciclable: La mochila será fácilmente reciclable al final de su vida útil, con partes desmontables y etiquetadas para reciclaje adecuado.

2. Características Económicas:

Precio accesible: Establecer un precio que permita a una amplia gama de consumidores adquirir la mochila, manteniendo un equilibrio entre costo y calidad.
Costos optimizados: Utilizar técnicas de producción y distribución que reduzcan costos sin comprometer la calidad, como el uso de proveedores locales.
Estrategia de precios competitiva: Ofrecer promociones y descuentos para aumentar la competitividad en el mercado.

3. Características Constructivas:

Materiales resistentes: Utilizar materiales como nylon balístico o cordura que son altamente resistentes al desgaste y a la intemperie.
Costuras reforzadas: Implementar costuras dobles o triples en puntos de alta tensión para mayor durabilidad.
Cremalleras de alta calidad: Equipar la mochila con cremalleras YKK, conocidas por su resistencia y suavidad de uso.
Diseño modular: Permitir la personalización y reparación fácil con partes intercambiables como correas y bolsillos adicionales.

4. Características Funcionales:

Capacidad adecuada: Diseñar la mochila con un volumen de al menos 20-25 litros, suficiente para llevar libros, una laptop de hasta 15 pulgadas y otros objetos personales.
Compartimentos organizadores: Incluir varios compartimentos interiores y exteriores para organización eficiente, como un bolsillo específico para la botella de agua.
Diseño ligero: Asegurar que la mochila sea ligera, pesando menos de 1 kg vacía, para facilitar el transporte diario.

5. Características de Seguridad:

Elementos reflectantes: Incorporar materiales reflectantes en las correas y paneles exteriores para mejorar la visibilidad nocturna.
Compartimento acolchado: Proteger dispositivos electrónicos con un compartimento acolchado que absorba impactos.
Cierres anti-robo: Utilizar cierres y cremalleras ocultas o con sistema de bloqueo para prevenir robos.

6. Características Estéticas:

Variedad de colores y diseños: Ofrecer la mochila en una amplia gama de colores y estilos para adaptarse a diferentes preferencias.
Texturas agradables: Usar materiales con texturas suaves y agradables al tacto, como cuero vegano o tejidos de microfibra.
Estilo adaptable: Diseñar un estilo versátil que sea adecuado tanto para el trabajo como para el ocio, con detalles minimalistas y modernos.

7. Características Ergonómicas:

Correas acolchadas y ajustables: Equipar la mochila con correas acolchadas que se puedan ajustar fácilmente para adaptarse a diferentes usuarios, distribuyendo el peso de manera uniforme.
Respaldo transpirable: Incluir un panel trasero con malla transpirable y soporte lumbar para mayor comodidad y ventilación.
Adaptabilidad: Asegurar que la mochila sea cómoda para usuarios de diferentes tamaños y formas corporales, proporcionando un ajuste ergonómico.

8. Características Operativas:

Fácil de limpiar: Fabricar la mochila con materiales resistentes a manchas y fáciles de limpiar con un paño húmedo.
Resistente al agua: Aplicar un revestimiento impermeable para proteger el contenido de la lluvia ligera.
Peso ligero: Mantener el peso de la mochila por debajo de 1 kg vacía, facilitando su transporte diario.

Hasta aquí podemos considerar que nuestro producto soluciona el problema que hemos detectado. Luego, cuando terminemos la fase de investigación y búsqueda de información puede que se nos ocurra incluir más características adicionales como por ejemplo:

1. Características Tecnológicas:

Puerto de carga USB: Integrar un puerto de carga USB para facilitar la carga de dispositivos electrónicos sobre la marcha.
Bolsillo con protección RFID: Incluir un bolsillo con protección RFID para evitar el robo de datos de tarjetas de crédito y otros dispositivos.

2. Características de Adaptabilidad:

Expansibilidad: Diseñar la mochila con una opción de expansión, como cremalleras que permiten aumentar la capacidad de carga cuando sea necesario.
Compatibilidad con accesorios: Asegurar que la mochila sea compatible con varios accesorios, como organizadores internos o sistemas de hidratación.

3. Características de Ventilación:

Canales de ventilación: Incluir canales de ventilación en el panel trasero para mejorar la circulación del aire y reducir la acumulación de sudor.

4. Características de Confort Adicional:

Cinturón de cadera y correa de esternón: Añadir un cinturón de cadera y una correa de esternón ajustables para una mejor distribución del peso y mayor estabilidad durante el uso prolongado.

5. Características de Personalización:

Paneles personalizables: Permitir que los usuarios personalicen la mochila con parches o estampados intercambiables.
Opciones de grabado: Ofrecer la opción de grabar nombres o iniciales en la mochila para una personalización adicional.

Integrando estas características adicionales, se puede hacer que la mochila no solo sea más funcional, sino también más atractiva y adaptada a las necesidades específicas de un público más amplio.

Ejemplo 2: Dificultad para encontrar recetas saludables y planificar comidas.

Descripción del Problema:

Muchas personas enfrentan problemas para encontrar recetas saludables y planificar sus comidas de manera efectiva. Esto puede llevar a elecciones alimentarias poco saludables, desperdicio de alimentos y dificultades para seguir dietas específicas. La falta de tiempo y conocimiento sobre nutrición también agrava este problema.

Objetivo del Proyecto:

Desarrollar una aplicación que ayude a los usuarios a encontrar recetas saludables y planificar sus comidas de manera eficiente, adaptándose a sus necesidades y preferencias dietéticas.

Características del Producto Final:

1. Características Ecológicas:

Reducción del desperdicio de alimentos: Incluir funciones para generar listas de compras exactas basadas en las recetas seleccionadas, ayudando a reducir el desperdicio de alimentos.
Promoción de ingredientes locales y de temporada: Sugerir recetas que utilicen ingredientes locales y de temporada, apoyando la sostenibilidad.

2. Características Económicas:

Costo accesible: Ofrecer la aplicación a un precio accesible o con opciones freemium, para que una amplia gama de usuarios pueda beneficiarse de sus funciones.
Optimización de la compra de ingredientes: Ayudar a los usuarios a optimizar sus compras, sugiriendo opciones económicas y minimizando el desperdicio.

3. Características Constructivas:

Interfaz intuitiva: Diseñar una interfaz de usuario clara y fácil de usar, que permita a los usuarios navegar y encontrar recetas rápidamente.
Funcionalidad offline: Permitir el acceso a recetas y planes de comidas incluso sin conexión a internet, asegurando la usabilidad en todo momento.

4. Características Funcionales:

Búsqueda avanzada de recetas: Ofrecer una búsqueda avanzada que permita filtrar recetas por ingredientes, tiempo de preparación, tipo de comida (desayuno, almuerzo, cena), y preferencias dietéticas.
Planificador de comidas: Incluir un planificador semanal de comidas, donde los usuarios puedan agregar recetas y generar listas de compras automáticas.
Seguimiento nutricional: Proporcionar información nutricional detallada para cada receta, ayudando a los usuarios a cumplir con sus objetivos de salud.

5. Características de Seguridad:

Protección de datos personales: Asegurar que toda la información personal del usuario esté protegida mediante encriptación y políticas de privacidad estrictas.
Alérgenos y restricciones dietéticas: Incluir alertas sobre alérgenos y permitir que los usuarios configuren sus restricciones dietéticas para evitar ingredientes no deseados.

6. Características Estéticas:

Diseño atractivo: Utilizar un diseño moderno y atractivo, con imágenes de alta calidad para cada receta.
Personalización visual: Permitir a los usuarios personalizar la apariencia de la aplicación con diferentes temas y colores.

7. Características Ergonómicas:

Facilidad de uso: Asegurar que la aplicación sea fácil de usar para personas de todas las edades, con botones grandes y navegación intuitiva.
Accesibilidad: Incluir características de accesibilidad para usuarios con discapacidades, como compatibilidad con lectores de pantalla y opciones de texto grande.

8. Características Operativas:

Actualizaciones regulares: Proveer actualizaciones regulares con nuevas recetas y funciones mejoradas.
Compatibilidad multiplataforma: Asegurar que la aplicación esté disponible en múltiples plataformas, como iOS, Android y web.
Soporte técnico: Ofrecer soporte técnico eficiente para resolver problemas y responder a las consultas de los usuarios.

Como en el caso anterior, cuando terminemos la fase de investigación y búsqueda de información puede que se nos ocurra incluir más características adicionales como por ejemplo:

1. Características Tecnológicas:

Integración con dispositivos inteligentes: Permitir la integración con dispositivos de cocina inteligentes y asistentes virtuales, como Amazon Alexa y Google Assistant.
Reconocimiento de voz: Incluir la funcionalidad de búsqueda y navegación por voz para mayor comodidad.

2. Características de Adaptabilidad:

Adaptación a dietas específicas: Ofrecer planes de comidas personalizados para dietas específicas, como vegana, vegetariana, keto, sin gluten, entre otras.
Recomendaciones personalizadas: Utilizar algoritmos de aprendizaje automático para recomendar recetas basadas en las preferencias y el historial del usuario.

3. Características de Comunidad:

Funciones sociales: Permitir a los usuarios compartir recetas y planes de comidas con amigos y familiares, y seguir a otros usuarios para ver sus recomendaciones.
Comentarios y valoraciones: Incluir una sección de comentarios y valoraciones para que los usuarios puedan dar su opinión sobre las recetas y sugerir mejoras.

4. Características de Gamificación:

Desafíos y logros: Incluir desafíos y logros que motiven a los usuarios a cocinar más y probar nuevas recetas.
Puntos y recompensas: Ofrecer puntos y recompensas por completar planes de comidas saludables y participar en desafíos.

C.- Dividir el problema

En el caso de que abordemos un problema muy complejo tenemos la posibilidad de fragmentarlo para solucionarlo por partes.

Por ejemplo, si estamos desarrollando un nuevo tipo de bicicleta eléctrica diseñada para facilitar el transporte en entornos urbanos congestionados. Nuestro objetivo es crear un medio de transporte eficiente, económico, ecológico y fácil de usar para las personas que se desplazan diariamente por la ciudad y , debido a que hay que atender a muchos aspectos diferentes, sería buena idea dividir el problema en los diferentes elementos que formarán parte de la bicicleta:

El marco y la estructura
El sistema eléctrico
El sistema de frenado
Los neumáticos y la suspensión

Otro ejemplo sería si estamos diseñando un nuevo software para una empresa que gestiona una cadena de tiendas. El objetivo es desarrollar un sistema integrado que abarque desde la gestión de inventario hasta el seguimiento de ventas y la gestión de recursos humanos.

Sin embargo, este es un proyecto enorme y complejo que involucra múltiples áreas y funciones. En lugar de intentar abordarlo como un todo, decidimos dividir el problema para hacerlo más manejable. Diseñando por separado los sistemas de gestión de inventario, seguimiento de ventas, gestión de clientes, gestión de empleados, etc, e integrando todo en la última fase del proceso.

En los grandes proyectos de construcción o ingeniería lo habitual es aplicar la estrategia de dividir el problema y dedicar diferentes equipos especializados a los distintos subproblemas. En estos casos es muy importante una dirección clara del proyecto para integrar adecuadamente en el producto final las aportaciones de cada equipo de trabajo.