La Industria 4.0 ha transformado los procesos de producción y aumentado la demanda de nuevas competencias profesionales. Sin embargo, la escasez de mano de obra cualificada y las desigualdades en el acceso a la formación tecnológica dificultan la adaptación de la fuerza laboral a este nuevo escenario. Este estudio propone y evalúa un marco educativo para la formación profesional en Industria 4.0, implementado en el programa Mão na Massa na Indústria 4.0 en Rio Branco, Brasil. El modelo integra competencias técnicas, interpersonales y cognitivas, combinando metodologías activas con aprendizaje práctico. Se adoptó un enfoque metodológico mixto, que incluyó análisis cuantitativos y cualitativos del impacto del programa. Al finalizar la formación, se aplicaron cuestionarios estructurados para evaluar el desarrollo de competencias de los participantes y sus percepciones sobre el curso. Los resultados mostraron que el 77% de los participantes reportaron mayor confianza en el uso de tecnologías emergentes como IoT, IA y Big Data, mientras que el 95% destacó mejoras en habilidades interpersonales como liderazgo y trabajo en equipo. Además, el 80% reportó una mejora en el pensamiento crítico y la capacidad de resolución de problemas. El marco demostró flexibilidad para adaptarse a diferentes sectores industriales y contextos regionales, haciéndolo aplicable tanto a la cualificación de la fuerza laboral en centros industriales como a iniciativas de inclusión digital en regiones menos desarrolladas. Las investigaciones futuras deberían explorar su integración con las políticas públicas y su replicación en diferentes contextos productivos, consolidándolo como una alternativa para la formación profesional en la economía digital.