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PORTADA
(Elaborada por la revist
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Cuna Automatizada para Neonato
Automated Crib For Newborn
Santiago Cardona Moscoso
s.cardonamoscoso@gmail.com
https://orcid.org/0009-0000-1502-5380
Colegio de Bachillerato “Daniel Córdova Toral”
Cuenca – Ecuador
Pablo Andrés Chicaiza Tamay
pablochicaizatama@gmail.com
https://orcid.org/0009-0003-1427-1020
Colegio de Bachillerato “Daniel Córdova Toral”
Cuenca – Ecuador
Lenin Patricio León Villa
leninleonvilla@gmail.com
https://orcid.org/0009-0006-6250-680X
Colegio de Bachillerato “Daniel Córdova Toral”
Cuenca – Ecuador
Samari Micaela Bolaños Vallejo
samaribolanos975@gmail.com
https://orcid.org/0009-0008-0528-7107
Colegio de Bachillerato “Daniel Córdova Toral”
Cuenca – Ecuador
Paula Katherine Lojano Cuzco
paulalojano88c@gmail.com
https://orcid.org/0009-0004-4075-9959
Colegio de Bachillerato “Daniel Córdova Toral”
Cuenca – Ecuador
Maria Jose Cabrera Landi
majocabrera193@gmail.com
https://orcid.org/0009-0007-0518-3968
Colegio de Bachillerato “Daniel Córdova Toral”
Cuenca – Ecuador
Artículo recibido: 06/05/2026
Aceptado para publicación: 10/06/2026
Conflictos de Intereses: Ninguno que declarar
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RESUMEN
La hipotermia neonatal conjuntamente con el requerimiento de mantener condiciones
ambientales adecuadas representa desafíos frecuentes en el cuidado de un recién nacido,
especialmente cuando los cuidadores disponen de tiempo limitado. El objetivo de esta
investigación fue diseñar y evaluar un prototipo de cuna automatizada capaz de regular
variables físicas relacionadas con el confort neonatal, específicamente temperatura,
iluminación y movimiento oscilatorio. La investigación posee enfoque cuantitativo, diseño
experimental y carácter aplicado, desarrollado mediante la metodología de Aprendizaje Basado
en Proyectos (ABP) y el enfoque STEM. Participaron veintidós (22) madres de familia
seleccionadas por conveniencia, quienes aportaron información contextual mediante encuesta
estructurada. El prototipo incorporó un sistema de control a lazo cerrado basado en Arduino®,
sensores y actuadores para monitorear y ajustar las variables programadas. Los resultados
evidenciaron que el sistema mantuvo una temperatura promedio de 36,5 °C, dentro de los
rangos recomendados para el cuidado neonatal; registró una iluminación cálida de 403 luxes,
compatible con estándares de unidades neonatales; y ejecutó movimientos angulares de 20°
con una frecuencia de 54 ciclos por minuto. Además, el 81,8 % de las participantes manifestó
restricciones de tiempo para el cuidado directo debido a actividades laborales. Se concluye que
la cuna automatizada constituye una alternativa técnicamente viable para apoyar la vigilancia
básica del entorno neonatal, con potencial de mejora mediante incorporación de nuevas
variables como humedad u oxigenación. Asimismo, el proyecto evidencia el valor formativo
de integrar las disciplinas académicas de Física y Mecatrónica en contextos educativos
orientados a una educación de calidad e innovadora.
Palabras clave: automatización, control térmico, mecatrónica, neonato, temperatura
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ABSTRACT
Neonatal hypothermia, along with the need to maintain adequate environmental
conditions, presents frequent challenges in newborn care, especially when caregivers have
limited time. The objective of this research was to design and evaluate a prototype automated
crib capable of regulating physical variables related to neonatal comfort, specifically
temperature, lighting, and oscillating movement. The research has a quantitative approach, an
experimental design, and an applied nature, developed using Project-Based Learning (PBL)
methodology and a STEM approach. Twenty-two (22) mothers, selected by convenience
sampling, participated and provided contextual information through a structured survey. The
prototype incorporated a closed-loop control system based on Arduino®, sensors, and actuators
to monitor and adjust the programmed variables. The results showed that the system maintained
an average temperature of 36.5 °C, within the recommended ranges for neonatal care; it
registered a warm lighting level of 403 lux, compatible with neonatal unit standards; and
executed angular movements of 20° at a frequency of 54 cycles per minute. Furthermore,
81.8% of the participants reported time constraints for direct care due to work commitments.
It is concluded that the automated crib constitutes a technically viable alternative to support
basic monitoring of the neonatal environment, with potential for improvement through the
incorporation of new variables such as humidity or oxygenation. Likewise, the project
demonstrates the educational value of integrating the academic disciplines of Physics and
Mechatronics in educational contexts geared towards quality and innovative education.
Keywords: automation, mechatronics, newborn, temperature, thermal control
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INTRODUCCIÓN
La presente investigación trata sobre la hipotermia neonatal, que es un problema común en los
recién nacidos y que puede afectar su salud, incluso aumentando el riesgo de muerte en los
primeros meses de vida. Este problema se relaciona con factores como la temperatura del
ambiente, la iluminación y la ventilación, los cuales influyen directamente en el bienestar del
bebé. Por esta razón, es importante buscar soluciones que ayuden a controlar estas condiciones
de una mejor manera. En estudios anteriores se ha demostrado que el control térmico es muy
importante; por ejemplo, desde hace muchos años, Pierre Budin (1907) evidenció que, al
regular la temperatura en los recién nacidos se podía disminuir la mortalidad ya que trabajó
con bebés prematuros y observó que al mantenerlos en ambientes cálidos y protegidos
aumentaban sus probabilidades de sobrevivir, lo cual más adelante influyó en el desarrollo de
incubadoras y métodos modernos de cuidado neonatal. Bajo el mismo contexto, en la
actualidad, con el avance de la tecnología, se han desarrollado sistemas automatizados que
permiten monitorear y controlar variables físicas usando sensores y dispositivos electrónicos,
especialmente en áreas como la Física y la Mecatrónica. A partir de esto, en este trabajo se
desarrolló una cuna automatizada para el neonato con el objetivo de proporcionar condiciones
a su entorno. Es decir, la hipótesis es que mediante un microcontrolador se pueden regular
variables como la temperatura, la iluminación y el movimiento, manteniéndose en rangos
adecuados para el confort del bebé. Para comprobar esto, el estudio se basa en el diseño y
construcción de un prototipo de la cuna automatizada que funcione con un sistema de control
a lazo cerrado, utilizando sensores, actuadores y algunos principios de la transferencia de calor
como la conducción, convección, radiación y evaporación, con el fin de mejorar el ambiente
en el que se encuentra el neonato.
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METODOLOGÍA
La investigación se desarrolló bajo un enfoque cuantitativo y de tipo experimental, dado que
se busca comprobar, mediante mediciones reales, si una cuna automatizada puede ayudar a
mantener condiciones adecuadas para el neonato. El estudio parte de una necesidad concreta:
reducir el riesgo de hipotermia y brindar un ambiente más estable para el bebé, especialmente
en momentos en los que el cuidador no puede estar presente todo el tiempo.
1. Participantes. Para conocer el contexto social del problema, se trabajó con un
grupo focal de veintidós (22) madres de familia. La selección se realizó por conveniencia,
considerando su cercanía con la realidad del cuidado neonatal y su disposición para compartir
su experiencia. Esta participación permitió tener una visión más humana y cercana sobre las
dificultades que existen al momento de atender a un recién nacido.
2. Procedimiento de muestreo. La muestra fue no probabilística por
conveniencia, ya que se eligió a las participantes por su disponibilidad y por la facilidad de
acceso en el entorno educativo. No se buscó generalizar los resultados a toda la población, sino
obtener una referencia útil sobre la necesidad de contar con un sistema que apoye el cuidado
del neonato en el hogar o en espacios de atención básica.
3. Técnicas de recolección de datos. Para la parte técnica se utilizaron
mediciones directas del prototipo, tomando en cuenta variables como la temperatura, la
iluminación y el movimiento de la cuna. Además, se aplicó una encuesta estructurada a las
madres de familia, con preguntas sencillas y claras, para conocer cuánto tiempo pueden dedicar
al cuidado directo de sus hijos y qué tan útil consideran una solución automatizada.
4. Diseño de la investigación. El estudio tuvo un diseño experimental y aplicado,
ya que no solo se describió el problema, sino que también se construyó y probó un prototipo
funcional. El desarrollo se apoyó en el Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) y en el enfoque
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STEM, integrando conocimientos de Física y Mecatrónica. De esta manera, el sistema de
control a lazo cerrado permitió regular la temperatura, la iluminación y el movimiento de la
cuna con ayuda de sensores, actuadores y un microcontrolador Arduino.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados obtenidos mediante la ejecución del prototipo de cuna automatizada demuestran
la viabilidad técnica de integrar las ciencias experimentales de la física con la ingeniería
mecatrónica para la optimización del cuidado neonatal. El análisis de los datos recolectados se
presenta a continuación, estructurado por las variables físicas controladas y su respectiva
justificación clínica.
● Control de Temperatura y Termodinámica.
El sistema de control a lazo cerrado, gestionado por el microcontrolador Arduino®, permitió
estabilizar la temperatura ambiente del neonato en un valor promedio de 36.5°C. Este resultado
es de vital importancia, ya que se alinea estrictamente con las recomendaciones de la Academia
Americana de Pediatría y el Colegio Americano de Ginecología y Obstetricia para el
mantenimiento de la temperatura abdominal estable.
Desde la perspectiva termodinámica, el uso de actuadores como la niquelina y el
electroventilador permite regular los mecanismos de transferencia de calor, minimizando el
riesgo de hipotermia neonatal. Según los hallazgos se señala que el control térmico es una
intervención crítica, considerando que la introducción de estas medidas históricamente ha
reducido la mortalidad neonatal en rangos significativos (del 66% al 38% en recién nacidos de
bajo peso).
● Iluminación Artificial.
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Las mediciones realizadas en el interior del prototipo registraron un nivel de iluminación de
403 luxes, utilizando tecnología LED de tipología cálida. Este valor se sitúa dentro del rango
de seguridad establecido por la Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN), el cual
oscila entre los 10 y 600 luxes. El carácter tenue de la luz instalada garantiza un entorno que
minimiza el estrés lumínico y los riesgos de afectación ocular para el neonato
● Cinemática y Ergonomía.
El diseño mecánico permite la ejecución de desplazamientos angulares de 20° respecto a su eje
de referencia, operando con una frecuencia de 54 ciclos por minuto. La flexibilidad operativa
del sistema permite que estos movimientos se activen de forma manual o mediante una
programación temporizada cada hora, adaptándose a los requerimientos del cuidador o a la
condición específica del recién nacido (ver figuras 1 y 2).
Figura 1. Mecanismos asociados a transferencias de calor
Fuente: Elaboración propia.
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Figura 2. Mecanismos asociados a transferencia de calor contexto prototipo cuna automatizada
Fuente: Obtenido de Vygon value Life® https://campusvygon.com/es/hipotermia-rn/
Para conseguir estos propósitos en contexto de equilibrio térmico sobre la base de la tecnología,
el prototipo se concibe como una aplicación de control automático, mismo que según Ogata
(1998) ha desempeñado una función vital en el avance de la ingeniería y la ciencia (…) se ha
vuelto una parte importante e integral de los procesos modernos industriales y de manufactura.
El proyecto de cuna automatizada es un ejemplo aplicativo de un sistema de control a lazo
cerrado el cual contiene internamente sensores encargados de detectar señal de temperatura del
entorno, microcontrolador Arduino® y actuadores como niquelina, electro ventilador, luces
LED y servomotor, condiciones en que la temperatura supere el rango para el neonatal (36.5 a
37.9 °C) en promedio de 36.5°C preestablecidos para temperatura de abdominal de acuerdo a
lo recomendado por la Academia Americana de Pediatría y el Colegio Americano de
Ginecología y Obstetricia, sin embargo, el prototipo presta la opción de adaptar otro valor de
temperatura dependiendo de las condiciones del bebe.
La iluminación es de carácter difuso, acorde a la Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales
(UCIN) se recomienda en rango de 10 a 600 luxes, en el prototipo se incluye iluminación cálida
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tipo LED a un valor medido de 403 luxes, según los requerimientos del operario el servomotor
es el responsable de efectuar los desplazamientos angulares de 20° de la cama en frecuencia de
54 ciclos por minuto y activación manual o temporizada en cada hora del día. En la Figura 3
se describe el diagrama de bloques del contexto.
Figura 3. Sistema de control cuna para neonatal
Fuente: Elaboración propia.
La cuna automática para neonato integra varios componentes electrónicos que cumplen
funciones clave para garantizar el bienestar del bebé. El microcontrolador Arduino Uno®
controla todo el sistema, incluyendo sensores, movimiento, temperatura e iluminación. El
Shield LCD permite al usuario visualizar datos en tiempo real. Relés conectan circuitos de baja
y alta tensión, mientras que cables jumper y conectores plug facilitan las conexiones eléctricas.
Un regulador de voltaje protege los componentes sensibles. El sensor de temperatura monitorea
el ambiente, activando ventiladores o alertas según sea necesario. El servomotor permite el
movimiento de la cuna y la niquelina se usa para calentar en caso de enfriamiento, en el Anexo
3 se detallan los dispositivos y en Figura 4 se exhibe el diagrama electrónico.
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Figura 4. Diagrama electrónico del prototipo de cuna automatizada para neonato
Fuente: Elaboración propia.
Para fines de validación evaluativa del desempeño operativo del prototipo, se han comparado
las principales variables físicas medidas durante las pruebas experimentales con parámetros de
referencia reconocidos en el ámbito neonatal y criterios internos de diseño mecánico. La
temperatura y la iluminación fueron contrastadas con rangos establecidos por la Unidad de
Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN) y organismos especializados como la Academia
Americana de Pediatría (AAP), mientras que el ángulo de inclinación y la frecuencia de giro
se evaluaron en función de condiciones ergonómicas y cinemáticas orientadas al confort del
neonato. Los resultados obtenidos evidencian que el sistema alcanzó valores compatibles con
los estándares considerados, lo que respalda la viabilidad técnica del prototipo para mantener
un entorno controlado, seguro y adaptable a las necesidades fisiológicas básicas del recién
nacido (ver Tabla 1).
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Tabla 1. Parámetros de funcionamiento del prototipo
Fuente: Elaboración propia.
● Validación Social y Contextualización.
A través de la técnica de una encuesta aplicada a un grupo de focal de 22 madres de familia, se
determinó que el 81.8% de las participantes dispone de un tiempo limitado para el cuidado
directo de sus hijos debido a responsabilidades laborales (ver Figura 5).
Figura 5. Criterio participativo de grupo focal de madres de familia
Fuente: Elaboración propia.
Bajo ese contexto estadístico descriptivo se justifica la necesidad de implementar sistemas
automatizados que asistan en la vigilancia y regulación de variables físicas de salud,
permitiendo que tanto profesionales médicos como familiares se beneficien del uso de la
tecnología (ver Tabla 2).
VARIABLE
VALOR MEDIDO
EN PROTOTIPO
ESTÁNDAR DE
REFERENCIA (UCIN / AAP)
CUMPLIMIENTO
Temperatura
36.5°C
36.5°C a 37.9° ( T.
abdominal)
Si
Iluminación
403 luxes
10 a 600 luxes
Si
Ángulo de
Inclinación
20°
N/A (Ergonomía interna)
Si
Frecuencia de
Giro
54 ciclos/min
N/A (Cinemática interna)
Si
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Tabla 2. Resultados de la Percepción del grupo focal
CATEGORIA DE
ANALISIS
HALLAZGO
ESTADÍSTICO
JUSTIFICACIÓN DEL
PROYECTO
Disponibilidad de tiempo.
81.8% de las madres tienen
tiempo restringido.
Necesidad de
automatización para apoyo
en el cuidado.
Causa de la restricción.
Actividades laborales.
El sistema actúa como
soporte cuando el cuidador
no está presente.
Nivel del cuidado directo.
Máximo 80% del tiempo
disponible.
Optimización de la
vigilancia de variables
críticas ( T° y luz ).
Fuente: Elaboración propia.
CONCLUSION
Los rangos de temperatura del neonato no son absolutos considerando las áreas corporales que
sea requerido mantener en condición estable, sin embargo la predeterminación de 36.5°C se
direcciona de manera directa con las recomendaciones estipuladas por Academia Americana
de Pediatría y el Colegio Americano de Ginecología y Obstetricia.
La iluminación artificial instalada en el interior de la cuna se encuentra en un valor de 403
luxes, los cuales se encuentran en el rango determinado por la Unidad de Cuidados Intensivos
Neonatales (UCIN) (100 a 600 luxes) cuyo carácter difuso propende mayormente riesgo de
afectación al neonato.
Los dispositivos electrónicos vinculados al diseño y construcción de la cuna poseen alto grado
de accesibilidad para el caso que sea necesario reproducir a mayor escala considerando la
disponibilidad del mercado de este tipo de elementos.
Las condiciones operativas medidas y preestablecidas del prototipo en contexto térmico,
cinemático y de observación de comportamiento de variables de control demuestran su
flexibilidad según la necesidad y condición del neonato para modificar la temperatura
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preestablecida conjugada con la opción de accionamiento manual del servomotor para el
movimiento de la cuna.
La utilidad del prototipo de cuna automática para neonato, brinda la opción de efectuar mejoras
en la inclusión de sensores y actuadores para controlar variables adicionales (humedad,
oxígeno, etc.) mismas que en función de su perfeccionamiento propenden que profesionales de
la salud como madres de familia se beneficien con el uso de la tecnología.
La metodología de Aprendizaje Basado en Proyectos y el marco curricular competencial de
aprendizajes establecido por el Sistema Nacional de Educación mismo que ha sido llevado a
efecto en la institución educativa genera oportunidades de desarrollar productos finales que
promueven el trabajo cooperativo, compartir de experiencias, aprendizaje significativo y de
calidad conforme al cuarto Objetivo de Desarrollo Sostenible establecido por la Organización
de Naciones Unidas (ONU, 2015).
REFERENCIAS
Arduino IDE (versión 2.0) [Software]. https://www.arduino.cc/en/software/
Asamblea Nacional del Ecuador. (2024). Ley Orgánica de Educación Intercultural (LOEI).
Quito: Registro Oficial No 689.
Budin, P. (1907). The nursling: The feeding and hygiene of premature and full-term infants.
Caxton Publishing Company.
Campus Vygon. (2020, 13 de mayo). Hipotermia en recién nacidos, ¿cómo prevenirla?.
Obtenido de https://campusvygon.com/es/hipotermia-rn/
Ogata, K. (1998). Ingeniería de control moderna (3.ª ed.). Prentice Hall.
Organización de las Naciones Unidas. (2015). Objetivos de Desarrollo Sostenible. Obtenido
de https://www.sdgfund.org/es/objetivo-4-educaci%C3%B3n-de-calidad
Organización Mundial de la Salud (OMS). (2017). Análisis de la situación de la mortalidad
infantil. Ginebra.
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Zamorano-Jiménez, C. A., Cordero-González, G., Flores-Ortega, J., Baptista-González, H. A.,
& Fernández-Carrocera, L. A. (2012). Control térmico en el recién nacido pretérmino.
Perinatología y reproducción humana. Revista Scielo 26(1), 43–50.
http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-
53372012000100007&lng=es&tlng=es
ANEXOS
1.- Datos informativos de los/as autores
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2.- Video descriptivo funcionalidad del prototipo cuna automatizada para neonato.
https://mega.nz/file/n9pmmDzY#ca7vCzg4tDShKtFL9BS6Qzo
4gSNYu4O60XFi3d39RAQ
3.- Código programado en software Arduino® del prototipo: El interesado/a puede solicitar al
correo uedctcunaneonato@gmail.com previo compromiso legalizado de citación de los autores
en su investigación.
4.- Proforma de dispositivos del prototipo emitido por entidad venta dispositivos electrónicos
MCH.
© Los autores. Este artículo se publica en Prisma ODS bajo la Licencia Creative Commons Atribución 4.0
Internacional (CC BY 4.0). Esto permite el uso, distribución y reproducción en cualquier medio, incluidos fines
comerciales, siempre que se otorgue la atribución adecuada a los autores y a la fuente original.
: https://doi.org/10.65011/prismaods.v5.i2.259
Cómo citar este artículo (APA 7ª edición):
Cardona Moscoso, S. ., Chicaiza Tamay, P. A. ., León Villa, L. P. ., Bolaños Vallejo, S. M. ., Lojano
Cuzco, P. K. ., & Cabrera Landi, M. J. . (2026). Cuna Automatizada para Neonato. Prisma ODS: Revista
Multidisciplinaria Sobre Desarrollo Sostenible, 5(2), 842-
856. https://doi.org/10.65011/prismaods.v5.i2.259