Revista de - ecorfan.org...RAMOS ARANCIBIA Revista de Tecnología e Innovación, Volumen 2, Número 2, de Enero a Marzo -2015, es una revista editada trimestralmente por ECORFAN-Bolivia

ISSN 2410-3993

Revista de Tecnología e

Innovación

ECORFAN®

ECORFAN®

Volumen

2, Nú

mero

2 – E

nero –

Marzo -20

15

Bases de datos

Google scholar.

ECORFAN®

Revista de Tecnología e Innovación,

Volumen 2, Número 2, de Enero a

Marzo -2015, es una revista editada

trimestralmente por ECORFAN-Bolivia.

Santa Lucía N-21, Barrio Libertadores,

Cd. Sucre. Chuquisaca, Bolivia. WEB:

www.ecorfan.org,[email protected].

Editora en Jefe: Ramos Escamilla-

María, Co-Editor: Serrudo González-

Javier. ISSN-2410-3993.Responsables

de la última actualización de este

número de la Unidad de Informática

ECORFAN. Escamilla Bouchán- Imelda,

Luna Soto-Vladimir, actualizado al 31

de Marzo 2015.

Las opiniones expresadas por los autores

no reflejan necesariamente las opiniones

del editor de la publicación.

Queda terminantemente prohibida la

reproducción total o parcial de los

contenidos e imágenes de la publicación

sin permiso del Instituto Nacional del

Derecho de Autor.

ECORFAN-Bolivia

Directorio

Principal

RAMOS ESCAMILLA- María, PhD.

Director Regional

SERRUDO GONZALES- Javier,BsC

Director de la Revista

ESPINOZA GÓMEZ- Éric,MsC

Relaciones Institucionales

IGLESIAS SUAREZ- Fernando,BsC

Edición de Logística

DAZA CORTEZ- Ricardo,BsC

Diseñador de Edición

RAMOS ARANCIBIA- Alejandra,BsC

Consejo Editorial

GALICIA-PALACIOS, Alexander, PhD.

(Instituto Politécnico Nacional), México

NAVARRO-FROMETA, Enrique, PhD.

(Instituto Azerbaidzhan de Petróleo y Química Azizbekov), Rusia

BARDEY-David, PhD.

(University of Besançon), Francia.

IBARRA -ZAVALA, Darío, PhD.

(New School for Social Research),U.S.

COBOS-CAMPOS, Amalia, PhD.

(Universidad de Salamanca), España

ALVAREZ-ECHEVERRIA, Francisco, PhD.

(University José Matías Delgado), El Salvador.

BELTRAN-MORALES, Luis, PhD.

(Universidad de Concepción, Chile), Chile.

BELTRAN-MIRANDA, Claudia, PhD.

(Universidad Industrial de Santander- Colombia), Colombia

Consejo Arbitral

ROMERO-RAMIREZ, Salvador, MsC.

(Universidad de Londres), México

ZAVALA-Manuel, MsC.

(Universidad de Londres), México

BLANCO-COCOM, Luis, MsC.

(Universidad Autónoma de Yucatán), México.

CHAN-CHI, Noe, Mtro.

(Universidad Autónoma de Yucatán), México.

TUTOR-SÁNCHEZ, Joaquín, PhD.

(Universidad de la Habana), Cuba

VERDEGAY-GALDEANO, José, PhD.

(Universidad de Granada), España

OROZCO-GUILLÉN, Eber, PhD.

(Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica), México

QUIROZ-MUÑOZ, Enriqueta, PhD.

(El Colegio de México), México

Presentación

ECORFAN, es una revista de investigación que pública artículos en las áreas de: Revista de

Tecnología e Innovación

En Pro de la Investigación, Docencia, y Formación de los recursos humanos comprometidos con la

Ciencia. El contenido de los artículos y opiniones que aparecen en cada número son de los autores y no

necesariamente la opinión de la Editora en Jefe.

El artículo La planificación avanzada de la producción como ventaja competitiva de la empresa

en el mundo actual por ROMERO-Clara, PEREZ-Salvador, MENDEZ-José & RODRIGUEZ-

Fernando con adscripción en el Instituto Tecnológico de San Martín Texmelucan, como siguiente

artículo está Solución Numérica de la Ecuación de la Pendiente Suave y su Aplicación en el Diseño de

las Obras de Protección de una Marina Náutica en Nayarit México por HERRERA-Israel, GASCA-

José, GALVAN-Arturo & MORENO-Jatziri con adscripción en la Universidad de Guanajuato, como

siguiente artículo está Concentración de esfuerzos en una placa con dos barrenos centrados sometida a

carga axial por ORTEGA-Francisco, PALACIOS-Francisco, GARCIA-Diego & GARCIA-José con

adscripción en el Instituto Tecnológico Superior de Irapuato, como siguiente artículo está Efecto del

fluido de trabajo en la eficiencia térmica de una turbina de gas con una etapa de compresión y dos de

expansión por ORTEGA-Francisco, REYES-Jesús, RAZON-Juan & TAPIA-Guillermo con

adscripción en el Instituto Tecnológico Superior de Irapuato, como siguiente artículo está Terapia

Virtual Aumentada de la Coulrofobia en niños de primaria por CASTAÑEDA-Carolina, ESPINOSA-

Raquel, AMADOR-Alicia & CASTRO-Mauricio con adscripción en el Instituto Tecnológico de

Puebla, como siguiente artículo está Experiencia aplicando el modelo Integración de modelos de

madurez de capacidades nivel 2 (CMMI- DEV 2) en la Pyme Miracle Business Network S.A. de C.V

por LIMA-Margarita, CRISOSTOMO-Sebastián, CONTRERAS-Jessica & PEREZ-Martha con

adscripción en la Universidad Tecnológica de Tlaxcala, como siguiente artículo está Diseño y

Construcción de un Fotedetector Balanceado por REYNA-Pablo, GARRIDO-Javier, VAZQUEZ-

Manuel & FLORES-Eladio, con adscripción en la Universidad Tecnológica del Sureste de Veracruz,

siguiente artículo está Optimización del rendimiento de Biodiesel utilizando catalizadores con

precursor de Cobre (Cu) y Oxido de Silicio (SiO2) por AVELINO-ROSAS, Roberto, GONZALES-

DIAZ, Yolanda, JUAREZ-CORTES, Erik & MALDONADO-SUAREZ, Pedro, con adscripción en la

Universidad Tecnológica de Tecamachalco, como siguiente artículo está Sistema experto para el

diagnóstico de emergencias toxicológicas por MASCADA-Sandra, LARA-ACONO, Noemí,

VILLAVICENCIO-GOMEZ, Laura & ARANDA-BENITEZ, Boris con adscripción en el Instituto

Tecnológico de Zacatepec, como siguiente artículo está Desarrollo de una Aplicación web para la

evaluación del desempeño del personal de seguridad pública del Estado de Zacatecas – SEVADE por

BARRIOS-GARCIA, Jorge, SAHAGUN-MONTOYA, Lucila, NAVA-DE LA ROSA, Martha &

BAÑUELOS-RODARTE, Miguel, con adscripción en la Universidad Tecnológica del Estado de

Zacatecas, como siguiente artículo está Herramienta para la Generación de Horarios empleando

Algoritmos Genéticos por ARANDA-BENITEZ, VILLAVICENCIO-GOMEZ, SALGADO-

SALGADO & DE LA ROCA-CHIAPAS con adscripción en la Universidad Tecnológica de la Región

Norte de Guerrero.

Como siguiente artículo se tiene Formulación Farmacéutica: “Bloqueador Solar Enriquecido

Con Un Repelente Natural por CARDENAS-Luis, MOSQUEDA-Greta, LOPEZ-Carlos &

GONZALES-Antonio con adscripción en la Universidad Tecnológica de Salamanca, como siguiente

artículo está Efectividad de dos sanitizantes comerciales en la desinfección del cilantro en Maxcanu,

Yucatán por CANUL-Divino & MOO-Mariel, como siguiente artículo está Estudio electroquímico de

materiales base Fe y aleaciones Ni-Cr-Fe por SARMIENTO-Estela, HERNANDEZ-ESCAMPA,

Marco, RODRIGUEZ-Fausto & VAZQUEZ-Jaime con adscripción en la Universidad Tecnológica

Emiliano Zapata, como siguiente artículo está Sentido Artificial Ultrasónico por PEREZ-Manuel &

DONATO-José con adscripción en la Universidad Tecnológica de Tijuana, como siguiente artículo está

Metodología Cuantitativa y Tecnología Móvil para Evaluar la Calidad en uso de Proyectos-Productos-

Servicios en Eventos de Innovación mediante Métricas por VARGAS-Laura, GUTIERREZ-Agustin,

EDGARDO-Felipe, VARGAS-Vanessa & PERALTA-Jorge, con adscripción en el Instituto

Tecnológico de Ciudad Madero, como siguiente artículo está Desarrollo económico local en las

microempresas herreras con aplicaciones tecnológicas por MALDONADO-SANCHEZ, Marisol,

MARTINEZ-MARTIN, Gloria, FLORES-LOPEZ, Mónica & ALAMILLA-CINTORA, Cuitlahuac,

con adscripción en la Universidad Tecnológica del Valle del Mezquital, como siguiente artículo está

Diseño del proceso de elaboración de Tilapia (Oreochromis niloticus) enchipotlada envasada en

frasco de vidrio por DIEGO-Oscar, CASO-Luis, HERNANDEZ-Soledad & MORALES-Ana, con

adscripción en la Universidad Tecnológica de Izúcar de Matamoros, como siguiente artículo está

Mejora en la eficiencia mediante la técnica TPM en una empresa del ramo minero por SUAREZ-

Martha, ZAMORA-Martha & MARTINEZ-Lydia, como siguiente artículo está Diagnóstico de

Producción Más Limpia en Talleres Mecánicos Automotrices en Ciudad Valles, S.L.P. por RUEDA-

Belzabet, VIDAL-Eleazar, ACOSTA-Dulce & HUERTA-Rosalba, con adscripción en el Instituto

tecnológico de Ciudad de Valles, como siguiente artículo está, Modelo Matemático para Estimar el

Tiempo de Acondicionamiento del Papel para la Impresión en Offset de Libros y Revistas por

MEDINA-Manuel, CHAVEZ-Juan, SALAZAR-Rodrigo & MARTINEZ-Alejandro, como siguiente

artículo artículo está Identificación del nivel de automatización industrial en el entorno productivo de

la Universidad Tecnológica Fidel Velázquez: metodología y resultados por HERNANDEZ-Leticia,

HERNANDEZ-Carlos, PEREZ-Liliana & CARRILLO-Oscar con adscripción en la Universidad

Tecnológica Fidel Velázquez, como siguiente artículo está, Unidad de Control Automatizado y

Conectividad Móvil por LARA-Luisa, KAO-Luis, LOEZA–Fernando & ZAPATA-Martha con

adcripción en la Universidad Tecnológica Metropolitana, como siguiente artículo está Propuesta de

herramienta para prevenir la deserción a nivel superior por GARCIA-Francisco, ARROYO-Jorge,

VALDERRABANO-Jonny & IBARRA-Mayra, como siguiente artículo está, Aplicación de un Sistema

de Reconocimiento de Formas y Colores en un Robot Humanoide por GUTIERREZ-Karina,

AGUILERA-Martha, ORTIZ-Simón & ARRAMBIDE-Gael, con adscripción en el Instituto

Tecnológico de Nuevo Laredo, como siguiente artículo está Innovación y tecnología para fortalecer el

aprendizaje del Cálculo por SÁNCHEZ–Bertha, JIMÉNEZ-Guadalupe, MONTOYA–Javier &

HERNÁNDEZ-Samuel, como siguiente artículo está, Implementación de un indicador electrónico de

nivel de gas en contenedores cerrados por SANCHEZ-MEDEL, Luis & GONZALES-SOBAL, Juan

con adscripción en el Instituto Tecnológico Superior de Huatusco, como siguiente artículo está,

Optimización del proceso de sacos de papel mediante la reducción de mermas por LAGUNA-

AGUILAR, Fabiola, MARTINEZ-SANCHEZ, Sergio, SERRANO-CABALLERO, Amando &

GUERRERO-REYES, Rosalba con adscripción en la Universidad Tecnológica Tula-Tepeji.

Como siguiente artículo artículo está Optimización de tiempos en el área de maquinado de las

líneas de producción U1, U2, U3, U4, y U5 por ACOSTA-GONZALES, Yanid, ESTRADA-

NAVARRETE, Jorge & MUÑOZ-DIAZ, Ismael, con adscripción en la Universidad Tecnológica de

Aguascalientes, como siguiente artículo está Prototipo RA en Haciendas del Poniente de Yucatán por

UH-Glendi, UC-Gerardo & PUERTO-Antoña.

Contenido

Artículo

Pag

La planificación avanzada de la producción como ventaja competitiva de la

empresa en el mundo actual

ROMERO-Clara, PEREZ-Salvador, MENDEZ-José & RODRIGUEZ-Fernando

95-104

Solución Numérica de la Ecuación de la Pendiente Suave y su Aplicación en el

Diseño de las Obras de Protección de una Marina Náutica en Nayarit México

HERRERA-Israel, GASCA-José, GALVAN-Arturo & MORENO-Jatziri

105-114

Concentración de esfuerzos en una placa con dos barrenos centrados

sometida a carga axial

ORTEGA-Francisco, PALACIOS-Francisco, GARCIA-Diego & GARCIA-José

115-131

Efecto del fluido de trabajo en la eficiencia térmica de una turbina de gas con

una etapa de compresión y dos de expansión

ORTEGA-Francisco, REYES-Jesús, RAZON-Juan & TAPIA-Guillermo

132-142

Terapia Virtual Aumentada de la Coulrofobia en niños de primaria

CASTAÑEDA-Carolina, ESPINOSA-Raquel, AMADOR-Alicia & CASTRO-

Mauricio

143-153

Experiencia aplicando el modelo Integración de modelos de madurez de

capacidades nivel 2 (CMMI- DEV 2) en la Pyme Miracle Business Network

S.A. de C.V

LIMA-Margarita, CRISOSTOMO-Sebastián, CONTRERAS-Jessica & PEREZ-

Martha

154-167

Diseño y Construcción de un Fotedetector Balanceado

REYNA-Pablo, GARRIDO-Javier, VAZQUEZ-Manuel & FLORES-Eladio

168-173

Optimización del rendimiento de Biodiesel utilizando catalizadores con

precursor de Cobre (Cu) y Oxido de Silicio (SiO2)

AVELINO-ROSAS, Roberto, GONZALES-DIAZ, Yolanda, JUAREZ-CORTES,

Erik & MALDONADO-SUAREZ, Pedro

174-179

Sistema experto para el diagnóstico de emergencias toxicológicas

MASCADA-Sandra, LARA-ACONO, Noemí, VILLAVICENCIO-GOMEZ, Laura &

ARANDA-BENITEZ, Boris

180-186

Desarrollo de una Aplicación web para la evaluación del desempeño del

personal de seguridad pública del Estado de Zacatecas – SEVADE

BARRIOS-GARCIA, Jorge, SAHAGUN-MONTOYA, Lucila, NAVA-DE LA ROSA,

Martha & BAÑUELOS-RODARTE, Miguel

187-195

Herramienta para la Generación de Horarios empleando Algoritmos

Genéticos

ARANDA-BENITEZ, VILLAVICENCIO-GOMEZ, SALGADO-SALGADO &

DE LA ROCA-CHIAPAS

196-205

Formulación Farmacéutica: “Bloqueador Solar Enriquecido Con Un

Repelente Natural

CARDENAS-Luis, MOSQUEDA-Greta, LOPEZ-Carlos & GONZALES-Antonio

206-212

Efectividad de dos sanitizantes comerciales en la desinfección del cilantro en

Maxcanu, Yucatán

CANUL-Divino & MOO-Mariel

213-216

Estudio electroquímico de materiales base Fe y aleaciones Ni-Cr-Fe

SARMIENTO-Estela, HERNANDEZ-ESCAMPA, Marco, RODRIGUEZ-Fausto &

VAZQUEZ-Jaime

217-222

Sentido Artificial Ultrasónico

PEREZ-Manuel & DONATO-José

223-230

Metodología Cuantitativa y Tecnología Móvil para Evaluar la Calidad en uso

de Proyectos-Productos-Servicios en Eventos de Innovación mediante

Métricas

VARGAS-Laura, GUTIERREZ-Agustin, EDGARDO-Felipe, VARGAS-Vanessa &

PERALTA-Jorge

231-244

Desarrollo económico local en las microempresas herreras con aplicaciones

tecnológicas

MALDONADO-SANCHEZ, Marisol, MARTINEZ-MARTIN, Gloria, FLORES-

LOPEZ, Mónica & ALAMILLA-CINTORA, Cuitlahuac

245-254

Diseño del proceso de elaboración de Tilapia (Oreochromis niloticus)

enchipotlada envasada en frasco de vidrio

DIEGO-Oscar, CASO-Luis, HERNANDEZ-Soledad & MORALES-Ana

255-260

Mejora en la eficiencia mediante la técnica TPM en una empresa del ramo

minero

SUAREZ-Martha, ZAMORA-Martha & MARTINEZ-Lydia

261-268

Diagnóstico de Producción Más Limpia en Talleres Mecánicos Automotrices

en Ciudad Valles, S.L.P.

RUEDA-Belzabet, VIDAL-Eleazar, ACOSTA-Dulce & HUERTA-Rosalba

269-278

Modelo Matemático para Estimar el Tiempo de Acondicionamiento del Papel

para la Impresión en Offset de Libros y Revistas

MEDINA-Manuel, CHAVEZ-Juan, SALAZAR-Rodrigo & MARTINEZ-Alejandro

279-283

Identificación del nivel de automatización industrial en el entorno productivo

de la Universidad Tecnológica Fidel Velázquez: metodología y resultados

HERNANDEZ-Leticia, HERNANDEZ-Carlos, PEREZ-Liliana & CARRILLO-

Oscar

284-298

Unidad de Control Automatizado y Conectividad Móvil

LARA-Luisa, KAO-Luis, LOEZA–Fernando & ZAPATA-Martha

299-308

Propuesta de herramienta para prevenir la deserción a nivel superior

GARCIA-Francisco, ARROYO-Jorge, VALDERRABANO-Jonny & IBARRA-

Mayra

309-314

Aplicación de un Sistema de Reconocimiento de Formas y Colores en un

Robot Humanoide

GUTIERREZ-Karina, AGUILERA-Martha, ORTIZ-Simón & ARRAMBIDE-Gael

315-321

Innovación y tecnología para fortalecer el aprendizaje del Cálculo

SÁNCHEZ–Bertha, JIMÉNEZ-Guadalupe, MONTOYA–Javier & HERNÁNDEZ-

Samuel

322-332

Implementación de un indicador electrónico de nivel de gas en contenedores

cerrados

SANCHEZ-MEDEL, Luis & GONZALES-SOBAL, Juan

333-341

Optimización del proceso de sacos de papel mediante la reducción de mermas

LAGUNA-AGUILAR, Fabiola, MARTINEZ-SANCHEZ, Sergio, SERRANO-

CABALLERO, Amando & GUERRERO-REYES, Rosalba

342-348

Optimización de tiempos en el área de maquinado de las líneas de producción

U1, U2, U3, U4, y U5

ACOSTA-GONZALES, Yanid, ESTRADA-NAVARRETE, Jorge & MUÑOZ-DIAZ,

Ismael

349-355

Prototipo RA en Haciendas del Poniente de Yucatán

UH-Glendi, UC-Gerardo & PUERTO-Antoña

356-362

Instrucciones para Autor

Formato de Originalidad

Formato de Autorización

95

Artículo Revista de Tecnología e Innovación Marzo 2015 Vol.2 No.2 95-104

La planificación avanzada de la producción como ventaja competitiva de la

empresa en el mundo actual

ROMERO-Clara†, PEREZ-Salvador, MENDEZ-José & RODRIGUEZ-Fernando

Instituto Tecnológico de San Martín Texmelucan C.P. 74120 Puebla, Pue.

Recibido 6 de Enero, 2015; Aceptado 4 de Marzo, 2015 ___________________________________________________________________________________________________

Resumen

La producción de bienes manufacturados que se lleva a cabo

día a día en las empresas productoras de bienes y servicios,

tiene su razón de ser en la consecución de la satisfacción a

necesidades específicas del cliente final, el conjunto de recursos

que fueron transformados y que hicieron posible un producto

terminado, tienen mayor valor cuando han sido combinados que

cuando están separados, sin interrelación y sin transformar, por

lo tanto el cliente paga por el bienestar o servicio que le

brindan.

En razón de lo anterior, el sistema productivo como fuente

generadora de riqueza está en la búsqueda constante del valor

añadido por el que el cliente está dispuesto a pagar, éste valor

permite a la empresa hacerse de nuevos recursos con los que

sea posible generar más cantidad de productos listos para su

venta.

La planificación estratégica establece los objetivos a alcanzar,

mediante la utilización de estrategias y políticas; todo esto a

largo plazo, lo que da origen a la planificación táctica que

abarca el plan agregado y por último; planifica a corto plazo los

objetivos de las áreas operativas. El resultado, finalmente

estaría reflejado en los planes de producción operativos,

resultado de una planificación avanzada de la producción.

Producción, planificación, estrategia, competitividad,

productividad.

Abstract

The production of manufactured parts that every day is taken

place into enterprices that produce parts and services, has it

purpose in the pursuit of satisfaying specific needs of

customers, the set of resources that were transformed and

finally made a finished product, have greater value when they

have been combined than when they are separated, without

interrelation and unprocessed, therefore the customer pays for

the good or service that is given to them.

So, the production system as a source of wealth is in constant

search of value added that customer is willing to pay, this value

allows the company to make new resources to generate the

most possible quantity of products ready for sale.

Good quality to the minimum price that allows the management

of production is always focused to greater efficiency of the

production system, it means, getting optimal results compared

with costs.

Strategic planning sets the goals to be achieved through the use

of strategies and policies; all of this is long term, giving origin

to the tactical planning, including the added plan and finally;

planned short-term objectives of the operational areas. The

result would be reflected in operational production plans,

resulting of an advanced production planning.

Production, planning, strategic, competitivity, productivity.

___________________________________________________________________________________________________

Citación: ROMERO-Clara, PEREZ-Salvador, MENDEZ-José & RODRIGUEZ-Fernando. La planificación avanzada de la

producción como ventaja competitiva de la empresa en el mundo actual. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:95-

104

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

† Investigador contribuyendo como primer autor.

© ECORFAN-Bolivia www.ecorfan.org/bolivia

96


ISSN-2410-3993

ECORFAN® Todos los derechos reservados.

ROMERO-Clara, PEREZ-Salvador, MENDEZ-José & RODRIGUEZ-

Fernando. La planificación avanzada de la producción como ventaja

competitiva de la empresa en el mundo actual. Revista de Tecnología e

Innovación 2015

Introducción

En el mundo actual, cualquier objeto de uso

cotidiano ha tenido que pasar por un proceso de

producción. En épocas pasadas la manufactura

era realizada a mano, como el mismo término lo

sugiere. Hoy día, la inmensa mayoría de los

productos manufacturados se realizan con

maquinaria automatizada y/o computarizada.

De este hecho surge la necesidad de organizar

más eficientemente operaciones,

procedimientos y personal. Pues la forma de

organizar todos los recursos con que cuenta la

empresa tiene relación estrecha con la cantidad

de productos que manufactura y con la calidad

de los mismos.

La calidad inicia con la cadena de valor,

durante el proceso de investigación y

desarrollo, en el que se generan ideas para

nuevos productos, servicios o procesos, y

culmina con el servicio post venta para el

cliente. En diferentes momentos para las

industrias, cada una de las funciones de la

cadena de valor tendrá más relevancia que las

otras.

El objetivo de esta investigación es

desarrollar un modelo que se apoye en las

funciones de la cadena de valor, el plan maestro

de producción, el sistema MRP, la planificación

de la producción y de la cadena de suministro

para hacer más eficientes los procesos

productivos de las empresas mediante la

planificación avanzada, lo cual constituirá una

ventaja competitiva para las mismas.

Revision de literatura

Desde hace 6000 años, algunos procesos como

la forja, la fundición y la molienda ya se

llevaban a cabo, la manufactura de armas e

implementos se practicaba más como una

artesanía que como la manufactura que se

conceptualiza hoy día.

La revolución industrial (1760-1830) tuvo

un impacto importante sobre la producción en

todos los sentidos y marcó el cambio de una

economía basada en la agricultura y la artesanía

a otra basada en la industria y la manufactura

(Groover, 1997). Se pueden encontrar

evidencias de sistemas productivos alrededor

del año 4000 a.c. en que los egipcios utilizaron

conceptos básicos de administración, como

planeación, organización y control, a juzgar por

sus grandes proyectos de construcción de

pirámides y estructuras similares. Alrededor de

1800 a.c. el código de Hamurabi menciona la

idea de un salario mínimo y responsabilidades

administrativa (Sipper y Bulfin, 1998). Un

proceso productivo es una secuencia de

operaciones que transforma materias primas y/o

productos semielaborados en un producto

acabado de mayor valor. Cuando dentro de un

proceso una operación ―añade valor‖ al

producto, decimos que es una operación de

―valor añadido‖. Se define operación ―de valor

añadido‖ como aquella operación que hace

avanzar al producto hacia su función final.

Dicho de otra manera, que da funcionalidad al

producto. (Suñé, Gil y Arcusa, 2004). La

estrategia corporativa que se implemente en la

empresa para el diseño del producto, será la

iniciadora y responsable en esta etapa de la

funcionalidad del mismo. La documentación y

la planeación son las tareas principales a

realizar, para definir el tipo de producto a

desarrollar, así como su prediseño y diseño

esquemático, en el que se hace un prototipo con

especificaciones, para continuar con el

desarrollo técnico y la producción de un

prototipo, al que será necesario hacerle pruebas,

analizar sus resultados y ajustar o controlar

aquellos factores que así lo requieran antes de

su lanzamiento formal, incluido el

mantenimiento requerido para el buen

funcionamiento y cuidado del artículo (Ferré

Masip, 1988).

97


ISSN-2410-3993





Innovación 2015

La ingeniería del producto como

responsable de la funcionalidad final del

producto, de la tecnología necesaria para su

producción y del diseño detallado del mismo, se

suele encuandrar en las áreas de investigación y

Desarrollo.

La ingeniería del proceso es la

responsable de definir cómo se fabricará el

producto diseñado, con qué proceso; así como

qué herramientas de producción son necesarias.

Se suele encuadrar en las áreas de

Industrialización y Producción (Suñé, Gil y

Arcusa, 2004).

Un sistema de producción es cualquier

actividad que produce algo, toma un insumo y

lo transforma en un producto con valor

inherente. Se puede clasificar o dividir a los

sistemas de producción en dos clases, los

dedicados a la manufactura y los de servicios.

El alma de cualquier sistema de producción es

el proceso de manufactura, en el que hay flujo

de materiales y de información, siendo ambos

de gran importancia, pero resultando crítico el

flujo de información para el buen desempeño

del sistema en general (Sipper y Bulfin, 1998).

Flujo físico genérico de un Sistema de

Producción

Figura 1 Flujo físico genérico. Planeación y Control de

la producción Daniel Sipper, Robert L. Bulfin Jr

Cadena de valor

La cadena de valor de una empresa refleja la

evolución de su estrategia y de la

implementación a seguir para aplicar su

estrategia.

La cadena de valor se encuentra inmersa en el

conjunto de actividades que incluye tanto las

cadenas de valor de los proveedores como las

de sus clientes. El estudio de las cadenas de

valor de los proveedores es de gran relevancia,

ya que tanto el costo como la calidad de sus

productos influyen de forma directa en los

costos de los productos de la propia empresa y

de su capacidad de diferenciación. Una

reducción de sus costos o un incremento en su

eficiencia redundará en la propia

competitividad de la empresa. Las cadenas de

valor de las empresas clientes son igualmente

importantes; ya que sus costos y márgenes de

utilidad forman parte del precio que el

consumidor final debe pagar; y sus actividades

influyen directamente en la satisfacción del

cliente. La evaluación de la competitividad

requiere del análisis de la cadena de valor total

implicada en la creación del producto o

servicio, con el fin de que todos los

participantes consigan un beneficio. (Sánchez

Gómez, 2008).

Figura 2 Cadena de valor. Competitive strategy. Michael

Porter

http://www.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.monografias.com/trabajos61/funcion-sistemas-produccion/fu8.jpg&imgrefurl=http://www.monografias.com/trabajos61/funcion-sistemas-produccion/funcion-sistemas-produccion2.shtml&h=130&w=619&tbnid=g0x0jGVV5eB2dM:&zoom=1&docid=_QHcUNZ2j7l5nM&ei=-fsKVYnnK6XksAS84YDwDQ&tbm=isch&ved=0CCcQMygMMAw





98


ISSN-2410-3993





Innovación 2015

Sistema de información de la producción

Los sistemas de información se clasifican en

ROP (sistema de punto de reorden), MRP

(planificación de necesidades de materiales),

MRP II (planificación de recursos de

producción) y JIT (just in time), el sistema de

información de la producción está formado por

sistemas de entrada y sistemas de salida, el

sistema de entrada está formado por el

subsistema de información contable, el

subsistema de ingeniería industrial y el

subsistema de inteligencia de producción, éste

último recoge datos de producción con el

objetivo de proporcionar información sobre

mano de obra, materia prima y maquinaria. El

sistema de salida está formado por el

subsistema de producción, el subsistema de

stocks, el subsistema de calidad y el subsistema

de costos. (Fernández Alarcón, 1998).

El MRP tiene como objetivo

fundamental conseguir materiales correctos en

el lugar adecuado y en el momento preciso,

partiendo de los datos del plan maestro de

producción. (De la fuente, García, Gómez y

Puente 2006).

Figura 3 Plan maestro de producción

Análisis de procesos y flujos de información

Entre los aspectos que deben considerarse

respecto del análisis de los procesos internos

que se utilizan para generar bienes y servicios

destinados al cliente están los siguientes:

Puntos de control y de rendición de

informes. Se capturan y programan las

actividades de producción.

Análisis y mejoramiento de los procesos.

Éste se puede hacer mediante:

1. el mapeo de procesos, en el que se

desarrolla un flujo detallado de la

información y las actividades utilizadas

para producir alguna actividad,

indicando tiempos y responsables de

éstas actividades. El mapeo establece la

integridad de actividades y

transacciones, el valor añadido de cada

una de ellas, así como si existe

redundancia entre las mismas, y el grado

de efectividad de todas.

2. Mejoramiento de procesos, mediante la

mejora continua (Kaizen).

3. Reingeniería de procesos, el cual

implica un cambio radical en el proceso,

de tal forma que se puede rediseñarlo

por completo.

PLAN MAESTRO

DE PRODUCCIÓN

Limitantes de

capacidad

- Previsión de ventas

- Inventario inicial

- Plan agregado de

producción

Limitantes de

Plazos de

aprovisionamiento

y producción

- Qué producir

- Cuándo

producir

- Cuánto producir

99


ISSN-2410-3993





Innovación 2015

4. Mapeo de la cadena de valor, en éste, el

análisis inicia con el cliente y el tiempo

de compás (que se obtiene tomando la

demanda promedio del cliente para

cierto periodo y se divide este número

entre la cantidad de tiempo disponible

para la producción durante este

periodo), el resultado representa la

cantidad promedio de producto que debe

producirse por unidad de tiempo para

cumplir la demanda del cliente. El mapa

de la cadena de valor también incluye el

nivel de inventario y los tiempos de

espera del material a lo largo del

proceso y los compara con el tiempo de

valor añadido, esta comparación

proporciona una excelente estimación

de la oportunidad de mejoramiento,

pues una vez completado el mapa de

valor real, se pueden realizar mejoras en

el proceso. (Chapman, 2006).

Horizonte del programa maestro

El horizonte de planificación del programa

maestro debe ser igual o mayor que el tiempo

de espera agregado del producto o servicio cuya

producción se está planificando, Para establecer

el horizonte de planeación primero necesitamos

revisar la lista de materiales, la cual muestra

todos los componentes que se emplean para el

ensamblaje, las relaciones existentes entre ellos

de un producto y las cantidades requeridas de

cada uno, e incluye los datos de tiempos de

espera necesarios para la producción de cada

componente o ensamble. (Chapman, 2006).

Lista de materiales o estructura de producto

La lista esquemática de materiales

Describe todos los artículos que existen

en cada una de las sucesivas fases del sistema

productivo, asi como sus relaciones en la

medida en que unos artículos se transforman en

otros o varios artículos se montan para dar lugar

a otro. (Pascual y Fonollosa, 1999).

La explosión del sistema MRP

El cálculo que toma en cuenta la información

sobre tiempos de espera y tamaños de lote

generalmente se denomina explosión. Esto se

debe a que tras comenzar en el nivel padre, los

cálculos se propagan a niveles inferiores de la

lista de materiales, lo que asemeja a una

explosión. (Chapman, 2006).

En el sistema MRP se muestran los

requerimientos de forma semanal comúnmente.

Requerimientos brutos. Representan la

cantidad total necesaria del artículo sobre una

base semanal.

Recepciones programadas. Representa

los pedidos que ya han sido comprometidos, ya

sea como una orden de producción o como una

orden de compra.

Proyección de disponibilidad.

Representa el inventario disponible del

componente al término del periodo semanal.

Requerimientos netos. Es la cantidad

necesaria para la semana una vez que los

requerimientos brutos se han ajustado respecto

del inventario disponible y/o las recepciones

programadas.

100


ISSN-2410-3993





Innovación 2015

Liberaciones planificadas de pedidos.

Es la cantidad de requerimientos netos que

serán ordenados o liberados a inicio del periodo

según la planificación, tomando en cuenta los

tamaños de lote y los tiempos de espera.

(Chapman, 2006)

Figura 4 El sistema MRP

Administración de la capacidad.

Puesto que la capacidad está en función de la

tasa de producción y esta a su vez depende de la

carga del proceso, entonces la planificación de

la capacidad consiste en hacer que concuerde la

capacidad disponible del proceso y la capacidad

para administrar de forma adecuada los pedidos

de los clientes, mismos que constituyen la carga

del proceso.

Figura 5 Administración de la capacidad

Metodología

En esta investigación Se hace uso del método

experimental y se analizan las actividades de

planeación de la producción que se llevan a

cabo durante el proceso de transformación de

materias primas en una empresa productora de

bienes manufacturados y se establecen los

aspectos de mejora para cada una de ellas, en

cuanto a eliminar las que no agregan valor al

producto.

Planificación de operaciones de producción

El propósito principal de planificar las

operaciones de producción es el de coordinar

todos los recursos disponibles en cuanto a tipo,

cantidad y disponibilidad de los mismos en el

momento que se requiere.

En la planificación de la producción se

analiza:

1. Niveles de inventario

2. Flujo de efectivo

3. Requerimiento de Recursos Humanos

(cuántas personas, habilidades

requeridas, programas de capacitación y

entrenamiento).

4. Necesidad de capital

5. Niveles de producción

Previsiones Recepciones o pedidos

programados

Requerimientos

Brutos PT

Requerimientos Netos

PT

Requerimientos

Brutos MP

Requerimientos Netos

MP

Sugerencias de

compra

Sugerencias de

fabricación

Calendario entregas

Inventario

Estructura productos

Inventario

Requerimientos de

recursos

Planificación gruesa de la

capacidad

Planificación detallada

de la capacidad

Control de entradas/salidas

Planificación de ventas y

operaciones

Programa maestro

Plan de requerimientos

materiales

Realización de planes

PLANIFICACIÓN

EJECUCIÓN

101


ISSN-2410-3993





Innovación 2015

6. Planificación de la capacidad (por

ejemplo equipo)

Esta investigación, se avoca a proponer un

modelo general que sea de utilidad para la

empresa en función del mejoramiento de las

actividades descritas anteriormente. Bajo la

premisa de que se trabaja sobre todo con las

teorías que se manejan en bibliografía y en

diversas investigaciones realizadas en años

recientes, que versan sobre temas de

planificación de la producción.

La realidad actual en el ámbito industrial es

que muy pocas empresas utilizan una

planificación de la producción como una

herramienta que les dé una ventaja competitiva

frente a otras empresas que realicen negocios en

el mismo ramo.

Si al factor modelo de planificación, se le

añade la mejora continua, el paso a seguir es

implantar la producción esbelta. Aplicando la

regla básica que indica que siempre que se

produzca a una tasa diferente de la que se

vende, es necesario utilizar un inventario, con la

producción esbelta se tratará de producir a la

misma tasa que se vende el producto. Esto

significaría manufacturar una pequeña cantidad

de cada modelo cada día, en la misma

proporción en que se vende el producto, esto se

puede lograr mediante configuraciones rápidas

y económicas y reduciendo tiempos de espera y

de traslado. (Chapman, 2006).

Selección y diseño general del sistema de

producción.

El diseño deberá mantener un equilibrio basado

en la comprensión de las fuerzas del mercado.

Existen problemas comunes que deben tomarse

en consideración en casicualquier entorno:

Planificación de ventas y operaciones.

Planificar los recursos de la empresa con el

respaldo de la estrategia de operaciones, los

planes de negocio y los planes de marketing.

Pronóstico. Si el tiempo de espera

acumulado del producto excede el tiempo de

entrega esperado por el cliente, la producción y

entrega de sumistros debe comenzar antes de

conocer la demanda, lo cual implica la

necesidad de realizar un pronóstico.

Planificación de requerimientos de

material. Si la cantidad de reabastecimiento se

ordena a un proveedor externo, el tiempo de

espera comúnmente estará determinado por él,

si el reabastecimiento es resultado de una

operación interna de la compañía, el tiempo de

espera estará determinado por las operaciones

de administración internas de la misma

compañía.

Estimar el tiempo de espera dependerá

de factores como el tiempo que necesita el

proveedor para entregar las partes en caso de

que éstas se adquieran de una fuente externa,

del tiempo de configuración, que es el tiempo

para configurar y preparar el equipo a fin de

realizar una labor determinada y del tiempo de

procesamiento, que es el tiempo real que toma

llevar a cabo una operación. El tiempo de

espera es el tiempo en que una tarea debe

esperar hasta ser desplazada, una vez que se le

ha procesado en una operación determinada.

Tiempo en fila de espera, el tiempo en que una

tarea debe esperar para su procesamiento una

vez que se le desplazó a la operación.

102


ISSN-2410-3993





Innovación 2015

Inventario. Este aspecto implica el

manejo del nivel de las materias primas, los

procesos de trabajo y los productos terminados,

es decir: qué solicitar, cuándo solicitar, cuánto

solicitar y el manejo de los materiales en el área

de almacén.

Capacidad. Decisiones sobre la

capacidad implican el pronóstico, la planeación

de la producción y el análisis de líneas.

Actividad de producción. La actividad

de producción deberá estar en función de los

métodos de trabajo más adecuados, que logren

la máxima eficiencia minimizando el tiempo y

el costo del proceso y maximizando la calidad

del producto. (Cuatrecasas Arbós, 2012)

Teoría de restricciones. En la Teoría de

restricciones propuesta por el Dr. Eliyahu M.

Goldratt, se tienen los siguientes indicadores

globales de operación, los cuales precisamente

indicarán la eficiencia de los planes estratégicos

de operación:

Throughput

Inventario & Inversión

Gastos de operación

Throughput: velocidad a la cual el sistema o

la cadena de suministro genera dinero a través

de las ventas.

Inventario & Inversión: Todo el dinero que

la cadena de suministro o el sistema invierte

para tener la capacidad de transformar materia

prima en producto terminado, listo para su

venta, incluye además de inventarios edificios,

maquinaria, equipo, terreno, vehículos, etc.

Gastos de operación. Todo el dinero que el

sistema o la cadena de suministro gasta para

transformar el inventario en Throughput.

Incluye mano de obra, energía, agua, materiales

indirectos, refacciones, materiales de

mantenimiento, depreciación, desperdicios, etc.

(Flores, 2004)

Programa maestro de producción (PMP)

El PMP, que también se denomina MPS

(Master Production Schedule) por sus siglas en

inglés, es una declaración de la empresa en

cuanto a: qué producir, cuánto producir y

cuándo producirlo, es la agenda diseñada

previamente para los artículos pertenecientes al

plan maestro, la cual se encuentra registrada en

documentos que determinan el plan de

necesidades de materiales (Tejero, 2007)

Mapeo de cadena de valor

Inicia con el cálculo de la demanda promedio

del cliente para un cierto periodo (un día, una

semana, un mes etc.), se divide este número

entre la cantidad de tiempo necesario para la

producción, esto con la finalidad de conocer la

cantidad promedio de producto que debe

producirse por unidad de tiempo para cumplir

con la demanda del cliente, el mapa de la

cadena de valor incluirá también niveles de

inventario y tiempos de espera y de traslado del

material a lo largo del proceso y los compara

con el tiempo de valor añadido, esta

comparación arroja información acerca de áreas

de oportunidad de mejoramiento. Una vez

completado el estado presente del mapa de la

cadena de valor, se buscan las mejoras al

proceso productivo utilizando el análisis de la

cadena de valor o VSM (Value Stream Maping)

(Chapman 2006).

103


ISSN-2410-3993





Innovación 2015

VSM (Value Stream Maping)

El VSM apoya a las empresas a centrar su

atención en todo el flujo del proceso de

producción (de puerta a puerta dentro de la

planta, desde la recepción de materia prima y

componentes, hasta el envío del producto al

cliente), incluso y aún fuera de la empresa,

incluyendo a proveedores y clientes, usar el

VSM es sencillo y fácil, solo se requiere de

lápiz y papel para analizar el flujo de materiales

y de la información que se genera a medida que

el producto avanza en su proceso de

transformación. En el VSM se visualiza de

forma rápida cuellos de botella en los procesos,

que impiden el libre flujo de materiales dentro

de los mismos. Una vez que se tiene terminado

el mapa del flujo de valor del estado actual

(VSM actual), es más fácil reconocer las áreas

en las que hay desperdicios, sobreproducción,

transportes innecesarios, excesivos tiempos de

espera, dobles o triples manipulaciones etc.

Dibujar el estado futuro deseado del mapa de

fujo de valor dará información importante de

situaciones que se han pasado por alto y que

son susceptibles de mejora (de Arbulo López,

2007)

Conclusiones

Con el desarrollo de esta investigación se

espera obtener un modelo que sea de utilidad

para las empresas productoras de bienes

manufacturados en cuanto a poseer una

herramienta que ante el cliente represente un

valor egregado.

Dicha herramienta consiste en la

planificación avanzada de la producción,

conceptualizada a partir el pronóstico de la

demanda, el plan agregado, el plan maestro de

producción (programación de cantidades a

producir por producto y por periodo), sistema

de planeación de requerimientos de materiales

(explosión del plan maestro para obtener los

requerimientos de componentes) y el programa

detallado del piso de producción (cumplir la

especificación de cantidades producidas con el

sistema MRP).

El análisis de la cadena de valor, el plan

maestro de producción, el sistema MRP, la

planificación de la producción, los pronósticos

y el Value stream maping, así como todos los

conceptos manejados anteriormente por si

mismos son una herramienta excelente para la

empresa de hoy, que aprende y aplica este

aprendizaje con miras a la implementación de la

mejora continua, sin embargo con éstas

herramientas de ingeniería sucede lo mismo que

con los materiales y componentes que

conforman un producto terminado, juntas

ambas herramientas tienen más valor que

aplicadas por separado, juntas lograrán

resultados mejores para las empresas en

aspectos referentes a productividad, calidad y

costos.

El punto de vista sistémico que logre la

empresa para visualizar de forma conjunta la

aplicación de diversas técnicas de ingeniería

será de gran ayuda para estar a la vanguardia,

seguir siendo competitivo y estar preparado

para los cambios que se avecinan a nivel

mundial en materia de avances de ingeniería

para empresas productoras de bienes y

prestadoras de servicios.

104


ISSN-2410-3993





Innovación 2015

Referencias

Anaya Tejero, J. J. (2007). Logística integral: la

gestión operativa de la empresa. ESIC editorial.

Chapman, S. (2006). Planificación y control de

la producción. Pearson Prentice Hall.

Companys Pascual, R., & Fonollosa B., J.

(1999). Nuevas técnicas de gestión de stocks:

MRP y JIT. Marcombo S. A.

Cuatrecasas Arbós, L. (2012). Organización de

la Producción y Dirección de Operaciones:

sistemas actuales de gestión eficiente y

competitiva. Díaz de Santos, S. A.

De la Fuente, D., García N., Gómez, A., &

Puente J. (2006). Organización de la

producción en Ingenierías. Universidad de

Oviedo.

Fernández Alarcón, V. (2006). Desarrollo de

sistemas de información: una metodología

basada en el modelado. UPC editores.

Ferré Masip, R. (1988).Diseño industrial por

computador. Marcombo S. A.

Flores, J. (2004). Medición de la Efectividad de

la Cadena de Suministro. Panorama S.A de

C.V.

Groover, M. (1997). Fundamentos de

Manufactura Moderna: materiales, procesos y

sistemas. Pearson Prentice Hall.

Sánchez Gómez, M.G. (2008). Cuantificación

de valor en la cadena de suministro extendida.

Del Blanco Editores.

Sipper, D., & Bulfin, R. (1998). Planeación y

control de la producción. McGraw-Hill.

Suñé, A., Gil, F., & Arcusa, I. (2004). Manual

práctico de Diseño de Sistemas productivos.

Díaz de Santos, S.A.

105


Solución Numérica de la Ecuación de la Pendiente Suave y su Aplicación en el

Diseño de las Obras de Protección de una Marina Náutica en Nayarit México

HERRERA-Israel†, GASCA-José, GALVAN-Arturo & MORENO-Jatziri

Universidad de Guanajuato Campus Celaya-Salvatierra, Mutualismo 303 Col. Suiza C.P. 38060 Celaya, Gto. México


Resumen

Se presenta la solución numérica de la ecuación de Berhkoff

(1971) conocida como la pendiente suave en su forma elíptica

para profundidades indefinidas y análogamente para zonas

someras considerando la celeridad de grupo de ola en función

de la profundidad y de la aceleración de la gravedad. La

ecuación se ha subdividido en tres ecuaciones para calcular de

forma simultánea la dirección, altura de ola y fase de la ola; la

solución del sistema de ecuaciones es por un método numérico

determinado con un algoritmo de relajación para el cálculo de la

fase de la ola. Se emplea un esquema de diferencias finitas con

aproximación elíptica y un mallado tipo staggered-celd con la

opción de tener un refinado de malla en zonas donde se

encuentren obras de protección o estructuras que modifique el

oleaje para su estudio.

La calibración se realizó con la simulación de ejemplos de

literatura en su forma analítica que presentan ejemplos de

aplicación con condiciones constantes obteniendo valores

aceptables (Herrera, 2009). La aplicación del modelo se llevó a

cabo en las obras de protección de una marina náutica ubicada

en el Guayabitos Nayarit donde se necesita conocer la magnitud

de la agitación de la superficie libre generada por la transmisión

del oleaje considerando la geometría proyectada para la marina

náutica a su paso por la bocana. Los resultados obtenidos de la

modelación proponen el tipo y dimensiones de las obras de

protección requeridas para minimizar las condiciones de

agitación dentro de la marina.

Modelación Numérica, Oleaje, Obras de Protección

Abstract

Numerical solution of the mild-slope equation and its

application in the design of the breakwater structure of yachting

harbor in Nayarit Mexico. We present the numerical solution of

the Berkhoff method (1971) known as the mild slope equation

in elliptical shape for deep water and similarly for shallow areas

considering the speed of wave group depending on the depth

and the acceleration of gravity occurs. The equation has been

subdivided into three equations simultaneously to calculate the

direction, wave height and phase of the wave; solving the

system of equations is determined by a numerical method a

relaxation algorithm for calculating the phase of the wave.

Finite difference scheme with elliptical approach and staggered-

celd with the option of a fine mesh in areas where protection

works or structures that modify the surf for study are used.

The numerical calibration was performed with simulation

examples of literature in its analytically presented examples of

application with constant conditions obtaining acceptable

values (Herrera, 2009). The application of the model was

carried out in protection structures a yachting harbor located in

Guayabitos Nayarit where we need to know the magnitude of

the agitation of the free surface generated by wave transmission

considering the projected yachting harbor geometry passing

through the mouth. The results of modeling propose the type

and dimensions of protection structures required to minimize

the agitation conditions within the yachting harbor.

Numerical Modeling, Ocean wave, Protection Structures

___________________________________________________________________________________________________

Citación: HERRERA-Israel, GASCA-José, GALVAN-Arturo & MORENO-Jatziri. Solución Numérica de la Ecuación de

la Pendiente Suave y su Aplicación en el Diseño de las Obras de Protección de una Marina Náutica en Nayarit México.

Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:105-114

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



106


ISSN-2410-3993


HERRERA-Israel, GASCA-José, GALVAN-Arturo &

MORENO-Jatziri. Solución Numérica de la Ecuación de la

Pendiente Suave y su Aplicación en el Diseño de las Obras de

Protección de una Marina Náutica en Nayarit México. Revista

de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

La interacción del oleaje con el fondo del mar

es una de las razones por las que el oleaje se

modifica. Como consecuencia de esta

interacción de las ondas con el fondo, el tren de

ondas u oleaje se transforma dando lugar a

varios procesos costeros visibles para un

observador desde la costa. Estos procesos de

transformación se traducen fundamentalmente

en: variación de la altura de la ola y en la

dirección de propagación. Llamados refracción,

difracción, reflexión y rompiente.

Cada uno de estos fenómenos se ha

venido analizando de forma separada mediante

métodos gráficos y numéricos. Cabe destacar

que en la naturaleza todos los fenómenos están

relacionados entre sí, por lo que, en el presente

trabajo se describirá la elaboración de un

modelo numérico que tome en cuenta varios

fenómenos y su aplicación a una zona de

estudio cuya problemática principal es la de

conocer la agitación u oscilación de la

superficie libre provocada por el oleaje

incidente.

El modelo numérico desarrollado sobre

la solución de la ecuación de Berkhoff (1972) la

cual mediante un esquema de diferencias finitas

con programación en Matlab se puede modelar

el oleaje regular en regiones con batimetría

irregular, la discretización de las ecuaciones,

solución numérica y ejemplos de validación del

modelo se puede consultar en el trabajo de

Herrera (2009).

Materiales y Metodología

Descripción del modelo de oleaje

La ecuación desarrollada por Berkhoff

(1972) conocida también como la ecuación de

la pendiente suave, que es una de las ecuaciones

que funciona muy bien para simular los

fenómenos de refracción-difracción-reflexión,

en lugares donde la irregularidad del fondo

provocaría concentración de energía durante el

avance del frente de ola. Para entender esta

ecuación se presenta en su forma general

definiendo cada una de sus partes como sigue:

( )

⏟

[ ( ) ( )]⏟

⏟

⏟

⏟

⏟

⏟

(1)

Donde el primer termino representa el

índice del cambio temporal del espectro, el

segundo término representa la propagación de

la energía de la onda, el tercer término

representa entradas del viento, el cuarto término

representa la redistribución de la energía de la

onda entre diversos componentes no lineales

que se presenten, el quinto término representa

la disipación debido a la rompiente, el sexto

término representa las pérdidas debido a la

fricción, y el séptimo término representa las

pérdidas debido a la filtración.

Se emplea la modelación numérica para

resolver la ec. (1) en una aproximación elíptica

(ec. 2) que describe la propagación de una onda

en la superficie libre periódica y de amplitud

finita sobre batimetrías complejas, donde su

deformación al aproximarse a zonas de baja

profundidad y obstáculos presenta los

fenómenos de refracción, difracción y reflexión

(Panchang et al, 1991).

( )

(2)

107


ISSN-2410-3993







Donde:

η(x,y) es el nivel o elevación de la superficie

libre (m)

C(x,y) Celeridad ó velocidad de fase (m/s)

Cg(x,y) Celeridad de grupo (m/s)

La solución de la ecuación de Berkhoff

es trabajada y expresada en función de la razón

de flujo del oleaje en sus componentes x e y

(Fuentes, 1996), esto mediante un esquema

implícito en el tiempo por medio de las

siguientes ecuaciones en diferencias finitas.

(3)

(4)

En donde Q(x,y) es la razón del

flujo en el plano horizontal (m/s).

Para la solución de la ecuación de la

variación de la superficie libre debido al oleaje

en función de las razones de flujo antes

mencionadas se tiene:

*

( )

( )+ (5)

(

( )) (6)

Donde:

n(x,y) Factor de grupo

k(x,y) Número de onda (2π/L)

h(x,y) Profundidad (m)

Este tipo de ecuaciones tienen la ventaja

de disponer de los valores de las razones del

flujo y que permiten encontrar la dirección del

oleaje y plantear la presencia de obstáculo de

una forma sencilla.

Condiciones de frontera

Para obtener la propagación del oleaje

en las fronteras libres, se aplica la ley de Snell,

la cual permite que el oleaje salga del dominio

de estudio sin modificar su dirección ni

magnitud; a los obstáculos o estructuras dentro

del dominio se le consideran fronteras sólidas,

por lo que estas se proponen como una pared

totalmente vertical, esta pared presenta 3

condiciones de reflexión las cuales se

manifiestan con un coeficiente de (KL), cuyo

valor está limitado entre 0 y 1 (0 para una

estructura que no presenta reflexión, 0.5 para

una parcialmente reflejante y 1 para una

condición totalmente reflejante). Lo anterior, se

aplica en todo el perímetro de las estructuras.

Para la obtención de la elevación de la

superficie libre en los extremos de cualquier

obstáculo se tienen las siguientes ecuaciones:

( ) (

)

(7)

( ) (

)

(8)

La ec. (7) es empleada para el inicio de

obstáculo con longitud infinita, y la ec. (8) es

utilizada para el final del obstáculo. Para el

cálculo de una onda cuasi-oscilatoria resulta de

la superposición de una ola incidente con altura

(Hi) y una onda viajando en sentido opuesto con

una altura menor (Hr). Esta reducción en la

altura de la ola y el desfase entre incidente y

reflejada están asociados y la superficie

resultante puede expresarse:

*( ( ))

( ( ))

+ (9)

Donde se considera que el oleaje

reflejado por cualquier obstáculo sale de la

región de estudio.

108


ISSN-2410-3993







Por último, el ángulo o dirección del

oleaje puede ser estimado por la relación entre

las fases (Qxⁿ⁺¹) y (Qyⁿ⁺¹):

(

)

(10)

Validación del modelo

Para efectuar la validación del módulo

de oleaje, se diseñaron dominios similares a los

ejemplos teóricos de la literatura, con la

finalidad de reproducir los fenómenos de

refracción, difracción y reflexión, determinando

alturas de ola, ángulos de incidencia y

comparaciones entre las soluciones analíticas y

los resultados de la modelación.

Resonancia en un puerto rectangular

Como primer caso de validación se

tomó el problema de resonancia en un puerto

rectangular (fig. 1), cuya solución analítica fue

presentada por Unluate et al (1973) y las

soluciones numéricas presentadas por Maa et

al. (1997) y Lee (1971). La geometría del

puerto es de 0.3212 m de longitud por 0.0605 m

de ancho y una profundidad de 0.2576 m; el

ángulo de incidencia del oleaje es de cero

grados y la altura de ola es de 0.01m; los

parámetros de la modelación se pueden

observar en la tabla (1).

Parámetros

H(m) 0.01

T(s) Varía

(grados) 0.00

h(m) 0.2576

x (m) 0.10

y (m) 0.10

W x L (m) 4.497 x 1.845

MP x NP 45 x 20

Tiempo de cómputo

(s)

41

W, L son el ancho y largo del dominio de

estudio

MP, NP, son los numéros de celdas en la

dirección ―x‖ y ―y‖ respectivamente

Tabla 1 Parámetros usados para la validación del modelo

de oleaje

Figura 1Geometría del puerto

El dominio se diseño con 45 x 20 celdas

utilizando Δx = Δy = 0.1 se comparó con la

solución obtenida por Maa et al. (1997), la cual

se presenta en la figura (2) las alturas de ola

normalizadas.

Figura 2 Solución presentada por Maa et al. (1997)

109


ISSN-2410-3993







En la figura (3) se presenta el resultado

obtenido por el modelo numérico desarrollado,

donde se consideró que en todas las paredes se

presentan un coeficiente de reflexión igual a 1.0

que es una condición totalmente reflejante.

Figura 3 Resultados de la simulación numérica

Posteriormente se realizó una

comparación cuantitativa entre las soluciones

obtenidas por Lee (1971) y Maa et al. (1997),

con coeficientes de reflexión de 0 a 4 de la

resonancia que presenta el puerto con diversos

periodos de oleaje incidente. La figura (4)

muestra los resultados del modelo con un error

relativo porcentual entre valores de la solución

analítica y los valores promedio calculados de

3.75%, esto debido a que se considera la

reflexión en las caras perpendiculares al sentido

del oleaje, lo cual presenta una pequeña

agitación y que es más apegado a la realidad.

Figura 4 Comparación entre distintas soluciones del

análisis de resonancia del puerto

Resultados y Aplicación

La marina náutica en estudio se ubica al sur del

estado de Nayarit en el municipio de

Compostela localidad de Los Ayala (fig. 5)

Figura 5 Localización de la marina náutica

El objeto del estudio es modelar la

agitación que se origina dentro de la marina por

efectos del oleaje incidente con dirección NW

que es la predominante en la región. Con la

finalidad de monitorear los diferentes niveles de

agitación que se presentan en el interior de la

marina y en algunos puntos exteriores de

interés, se ubicaron 10 puntos de control o

visores, los cuales permiten un diagnóstico más

específico, en la figura (6) se presenta un

diagrama de la Marina con la ubicación de los

visores.

Figura 6 Ubicación de los puntos de control o visores

durante las simulaciones

110


ISSN-2410-3993







Los datos de la propagación del oleaje

como son altura, periodo y ángulo de incidencia

en el dominio de estudio son conocidos y son

suministrados al modelo numérico; de forma

que la malla de estudio (fig. 7) presenta 145 x

148 celdas con espaciamiento constante para

ambas direcciones de 5 mts.

Figura 7 Malla numérica para la simulación de la marina

náutica

Para las simulaciones del oleaje

incidente sobre las obras de protección de la

marina y su propagación dentro de esta, se

proponen 4 escenarios de oleaje, uno bajo

condiciones normales y los restantes bajo

condición extrema.

1. Oleaje normal dirección NW.

2. Oleaje huracanado dirección NW con

periodo de retorno de 10 años





Simulación de agitación en el interior de

la Marina con oleaje normal

De acuerdo al análisis de refracción-

difracción y de alturas de ola, el oleaje al que

resulta más vulnerable la marina en condiciones

normales es el proveniente de la dirección

Noroeste (NW) debido a tres principales

factores, la frecuencia de presencia y la forma

de arribo a la zona de estudio y a la altura de

ola, la marina es morfológicamente protegida,

en la figura 8 se analiza la agitación al interior

de la marina en el escenario descrito (Dirección

Noroeste, H = 3.21 m y T = 8.5 s).

Figura 8 Agitación en el interior de la marina con oleaje

proveniente NW

111


ISSN-2410-3993







En la figura (8) se aprecian las

diferentes alturas de ola que se presentan en el

interior de la marina, a través de una escala de

colores, la cual va de cero en color azul a 0.5 m

en color marrón. En el interior de la marina

identificamos el color azul obscuro como

predominante con algunos toques más claros, lo

cual, expresa una altura del orden inferior a los

0.10 m y solo en algunos puntos es superada

esta altura pero sin exceder los 0.20 m de altura

de ola, generando una zona de gran calma.

La figura (9) presenta las alturas de ola

de los puntos de control donde se puede

observar claramente las variaciones de altura de

ola que existen en el interior de la marina. En

los puntos 1 y 2 podemos observar alturas

relativamente superiores en relación al resto de

los puntos, producidas por los efectos reflexión

sin embargo su altura es del orden de los 0.14 y

0.16 m respectivamente, alturas de ola que no

representa ningún riesgo a la navegación o

atraque de embarcaciones. Entre los puntos 3 al

8 ninguno supera los 6 cm de altura de ola, lo

cual representa que la protección morfológica

de la zona de estudio, así como el arreglo de los

rompeolas propuestos satisface las condiciones

de navegabilidad en condiciones climáticas

normales. Los puntos 9 y 10 presentan un

incremento en la altura de ola, este efecto es

definido debido que la ubicación de estos

puntos esta al exterior de las obras de

protección, sin embargo, sus valores no superan

los 15 cm de altura, es importante identificar

estos valores, ya que corresponden a la boca de

acceso de la marina.

Figura 9 Alturas de ola determinada en los puntos de

control para oleaje normal

Simulación de agitación en el interior de

la marina con oleaje huracanado

Para la simulación de oleaje huracanado,

se consideraron diferentes periodos de retorno

(10, 15 y 20 años), para los cuales de igual

forma se estimo la sobreelevación que generan

en la zona de estudio; en las siguientes figuras

se presentan los resultados obtenidos.

Periodo de retorno de 10 años

Para las condiciones de oleaje

huracanado, las alturas que se generan en la

región de aguas profundas generalmente excede

las condiciones de navegabilidad, sin embargo

el abrigo propuesto para generar la zona de

calma al interior de la marina, mitiga

notablemente la agitación; en las figura (10), se

muestran los resultados obtenidos para un

periodo de retorno de 10 años, altura de ola

H=6.86 m, periodo T=12 s y sobreelevación S =

1.42 m.

112


ISSN-2410-3993







Figura 10 Perspectiva de la agitación en el interior de la

marina con oleaje huracanado periodo de retorno de 10

años, dirección del oleaje NW, escala grafica de 0 a 2.0

m

La figura (10) muestra los resultados

que se obtuvieron de la simulación realizada

para un periodo de retorno de 10 años, en donde

se puede apreciar que al interior de la marina,

no se alcanzan niveles superiores a los 0.5m.


Los resultados de las simulaciones para

un periodo de retorno de 15 años (altura de ola

H=7.28 m, periodo T=12 s y sobreelevación

S=1.64 m), se presenta en la figura (11) la

agitación mediante una escala de colores que

representan las alturas de ola en la misma

escala (0 – 2m) que en la simulación descrita

anterior.

Figura 11Perspectiva de la agitación en el interior de la

marina con oleaje huracanado periodo de retorno de 15


m

113


ISSN-2410-3993







La figura (11), muestra una vista en

perspectiva tridimensional, exponiendo que la

protección que brindan los rompeolas

propuestos, permite una agitación al interior de

la marina que no excede los 0.50 m, lo cual

refleja una condición favorable para el atraque

de las embarcaciones, sin poner en riesgo ni la

integridad de los muelles, ni la de las

embarcaciones.


Esta simulación representa el caso más

desfavorable, con altura de ola de 7.57 m,

periodo de 12 s y sobreelevación de 1.79 m,

Los resultados se presentan en la figura (12), en

donde se observa que las alturas de agitación de

oleaje al interior de la marina son notablemente

superiores a los casos superiores, sin embargo,

no presentan una condición de riesgo, las

alturas sobrepasan los 0.50 m (que en ninguno

de los casos anteriores era superado), en

algunos puntos, sin embargo, ninguno excede

los 0.70 m, la zona que presenta mayor

agitación es al centro, ya que es en esta región

donde se concentran los oleajes y las

reflexiones de las diferentes fronteras de la

marina.

Figura 12 Perspectiva de la Agitación en el interior de la

Marina con oleaje huracanado periodo de retorno de 20


m

La figura (12), muestra una vista en

perspectiva tridimensional, exponiendo que la

protección que brindan los rompeolas

propuestos, permite una agitación al interior de

la marina que no excede los 0.70 m, aun que

esta condición puede presentar un riesgo

moderado para el atraque de las embarcaciones,

la frecuencia de presencia de esta agitación es

de 20 años.

114


ISSN-2410-3993







Conclusiones

A partir de los resultados descritos, se plantean

las siguientes conclusiones.

El arreglo de las obras de protección,

cumple satisfactoriamente su función, el

propiciar una agitación mínima al interior de la

dársena de la Marina, para condiciones

normales.

Para las condiciones de oleaje

extraordinario, la agitación que se presenta al

interior de la marina no presenta ningún riesgo

para los periodos de retorno de 10 y 15 años,

sin embargo, para el correspondiente a 20 años

de periodo de retorno las condiciones puedes

resultar peligrosas para algunas embarcaciones

o para las instalaciones de la marina, por lo que

se sugiere identificar las zonas de menor

agitación y dirigir hacia estas zonas las

embarcaciones presentes, y así mismo, impedir

el atraque o navegación de embarcaciones en

las zonas de mayor agitación.

En función de los límites de

operatividad al interior de la marina, se indica

que la agitación de la superficie libre no pueden

exceder una altura de ola de 0.60 m en un

periodo mayor al 1.0 % anual.

Referencias

Berkhoff, J.C..W (1972) ―Compuation of

combined refraction-diffraction‖, Jour. Int.

Conf. on Coastal Eng., Vol 13, pp. 471-490

Fuentes, M.O. (1996) ―Propagación del oleaje

en la proximidad de la costa‖, UNAM, Tesis

Doctoral.

Herrera, I.E. (2009) ―Acoplamiento de modelos

eulerianos-lagrangeanos para el estudio del

transporte de sedimentos en la interacción

océano-continente. Aplicación a regiones

costeras del Golfo de México‖, UNAM, Tesis

Doctoral

Lee, J.J. (1971) ―Wave-induced oscillations in

harbors of arbitrary geometry‖, Jour. Fluid

Mech., Vol. 45, pp. 375-394

Maa, J., Maa, M.H., Li, C., and He, Q. (1997)

―Using the gaussian elimination method for

large banded matrix equations‖, Special

scientific report Num. 135, Virginia Inst. Of

Marine Science.

Panchang, V. and Pearce, B. (1991) ―Solution

of mild-slope wave problem by iteration‖, Jour.

Applied Ocean Research, Vol. 13, pp. 187-200

Unluate, U. and Mei, C.C. (1973) ―Long wave

excitation in harbors an analytical study‖, Rep.

Num. 171, Parson Lab. MIT, Cambridge, Mass.

115


Concentración de esfuerzos en una placa con dos barrenos centrados sometida a

carga axial

ORTEGA-Francisco†, PALACIOS-Francisco, GARCIA-Diego & GARCIA-José

Instituto Tecnológico Superior de Irapuato. Carretera Irapuato Silao km 12.5 C. P. 36821 Irapuato, Gto.

Recibido 14 de Enero, 2015; Aceptado12 de Marzo, 2015 ___________________________________________________________________________________________________

Resumen

En el presente trabajo se analiza la concentración de

esfuerzos en una placa plana sometida a carga axial.

Para realizar dicho análisis se determina el factor de

concentración de esfuerzos mediante la ayuda del

software Ansys, el cual utiliza la teoría del elemento

finito para realizar sus análisis. Se realizan un total

de 125 simulaciones obteniendo los esfuerzos

máximos que soportan la pieza, los cuales son

utilizados para determinar el factor de concentración

de esfuerzos. Los factores de concentración de

esfuerzos son graficados en función de S/D

(distancia entre el centro de los barrenos/diámetro

de los barrenos) para las relaciones W/D (espesor de

la pieza/diámetro del barreno) de 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3.

A los resultados graficados se les realiza una

regresión mediante el método de mínimos

cuadrados para obtener ecuaciones que se puedan

utilizar en predecir el factor de concentración de

esfuerzos de este tipo de piezas mecánicas. Las

ecuaciones que se obtienen son conjuntos de

ecuaciones lineales, exponenciales y polinómicas

con valores del coeficiente de correlación que varía

de 0.8835 a 0.9997.

Concentración, esfuerzos, factor

Abstract

In this paper the stress concentration on a flat plate

subjected to axial load is analyzed. To perform this

analysis the stress concentration factor are calculate

by wing of Ansys software, this software uses the

theory of finite element to carry out their analysis.

125 simulations are performed to obtain the

maximum stress in the piece, these stresses are used

to determine the stress concentration factor. The

stress concentration factor are plotted as a function

of s/D (distance between the center of the holes /

diameter of holes) to the relationship W/D (blank

thickness / hole diameter) of 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3. The

ploted results are used to apply a regression by the

method of least squares to obtain equations that can

be used predicting the stress concentration factor of

this type of mechanical parts. The equations

obtained are sets of linear, exponential and

polynomial equations with correlation coefficient

values ranging from 0.8835 to 0.9997. The

polynomial equations obtained are strongly

consistent with the compute data, these equations

can be used in a reliable way therefore to predict the

stress concentration factor.

Concentration, stress, factor

___________________________________________________________________________________________________

Citación: ORTEGA-Francisco, PALACIOS-Francisco, GARCIA-Diego & GARCIA-José. Concentración de esfuerzos en

una placa con dos barrenos centrados sometida a carga axial. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:115-131

________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________

† Investigadorcontribuyendo como primer autor.


116


ISSN-2410-3993


ORTEGA-Francisco, PALACIOS-Francisco, GARCIA-Diego

& GARCIA-José. Concentración de esfuerzos en una placa con

dos barrenos centrados sometida a carga axial. Revista de

Tecnología e Innovación 2015

Nomenclatura

La nomenclatura utilizada durante el desarrollo

del presente trabajo se muestra a continuación.

A Área transversal de la placa

B Matriz de deformación

D Diámetro del barreno

F Fuerza aplicada a la pieza

H1,2 Coeficientes de peso de la cuadratura

gaussiana

J Jacobiano

Ke

Matriz de rigidez

Kt Factor de concentración de esfuerzos

L Longitud de la placa

N Matriz de las funciones de forma

Ni…p Función de forma del nodo i, j, k, l,

m, n, o, p perteneciente al elemento

cuadrado

R2

Coeficiente de correlación

s Separación entre los centros de los

barrenos

W Ancho de la placa

x Coordenada global del elemento

y Coordenada global del elemento

η Coordenada local del elemento

ξ Coordenada local del elemento

σmax Esfuerzo máximo

σteórico Esfuerzo teórico

Introducción

La concentración de esfuerzos es uno de

principales problemas por los cuales tienen que

preocuparse los diseñadores al momento de

diseñar cualquier tipo de maquinaria o equipo,

debido a que los concentradores de esfuerzos

pueden ocasionar que las distintas piezas

mecánicas se fracturen y la máquina o equipo

pierda sus condiciones de funcionamiento. Por

tal motivo, los diseñadores deben de tratar de

eliminar en la medida de lo posible los

concentradores de esfuerzos en las piezas

mecánicas.

Se debe prestar especial atención para

analizar de la mejor forma posible los

concentradores de esfuerzo para que los diseños

que se realicen funcionen de forma adecuada y

sean lo más confiables que se pueda.

Muchos investigadores han realizado

estudios de diferentes tipos de concentradores

de esfuerzo y el efecto que estos tienen en

distintos materiales. Zheng & Niemi (1997)

investiga la relación entre el esfuerzo y la

deformación local, así como el esfuerzo

nominal propuesto por Moski y Glinka los

autores comentan que dicho esfuerzo es bueno

para amplitudes de esfuerzo bajos, sin embargo

tanto la regla de Neuber y los métodos de

Moski y Glinka no producen buenos resultados

para amplitudes de esfuerzos grandes. Por su

parte Roldan & Bastidas (2002) presentan un

estudio el cual analiza la concentración de

esfuerzos sobre una placa plana de espesor

constante sometida a esfuerzo en sus extremos,

realizando una comparación de los resultados

obtenidos mediante la teoría de la elasticidad,

experimentalmente y por el método de

elementos finitos.

Maíz, Rossi, Laura & Bambill (2004)

comentan que los esfuerzos normales aumentan

en valor absoluto con el tamaño del orificio

para todos los materiales ortótropos. Por su

parte Bambill, Susca, Laura & Maíz (2005)

mencionan que las tensiones que se generan en

el entorno de un barreno circular de una placa

ortotrópica cuando está sometida a tensiones

hidrostáticas en un plano, son fuertemente

afectadas por las características elásticas del

material de la placa en consideración.

117


ISSN-2410-3993






En una placa plana con dos agujeros

cargada en sus extremos, la interacción de la

concentración de esfuerzos depende de la

distancia y de la relación de tamaño entre ellos

(Monroy & Godoy, 2006). Martínez, Carrera &

Ferrer (2006) presenta el estudio de una placa

plana con un barreno en el centro, bajo los

efectos de un gradiente de carga lineal,

establecen un modelo computacional

aproximado que reduce el tipo de carga

requerida y sustentan los resultados obtenidos

experimentalmente mediante fotoelasticidad y

numéricamente mediante el uso del software

ANSYS®.

Noda & Takase (2006) analizan la

concentración de esfuerzos en una barra

redonda con un arco circular o muesca en forma

de V que soporta carga a torsión, tensión y

flexión, obteniendo ecuaciones que permiten

determinar la concentración de esfuerzos en

estas piezas con un error de menos del 1%.

Susca, Bambill, Laura & Rossi (2006) analizan

la concentración de esfuerzos que genera un

pequeño orificio rectangular de bordes

redondeados en una placa ortótropa observando

que los mayores factores de concentración de

esfuerzos se encuentran en el eje principal 1 el

cual se encuentra a un ángulo de 67.5º respecto

al eje x.

El factor teórico de concentración de

esfuerzos para piezas de materiales ortotrópicos

se ve influenciado significativamente por el tipo

de carga aplicada, al igual que por parámetros

ya conocidos como el tamaño relativo del

barreno; además la carga que produce los

mayores efectos sobre los factores teóricos de

concentración de esfuerzos es la carga biaxial

tensión-tensión cuyos efectos son poco notorios

(Méndez & Torres, 2006). Por su parte Sánchez

(2006) analiza la concentración de esfuerzos en

una placa ortotrópica con una abertura elíptica

sujeta a una carga axial para un material de

hueso tomado de la diáfisis de la tibia humana.

La razón de analizar la abertura elíptica y

no la circular es porque la abertura elíptica

conduce a un análisis generalizado y en el

límite, cuando la razón del semieje menor al

semieje mayor de la elipse es muy grande, el

orificio tiende a ser una ranura muy delgada

(grieta) y por tanto su concentrador de esfuerzo

aumenta.

El factor de concentración de esfuerzos en

materiales compuestos depende estrechamente

de la geometría de la pieza, además que el

factor de concentración de esfuerzos no es un

valor suficiente, por sí solo, para la predicción

de falla en materiales laminados (Domínguez,

Santos, Robles & Ortega, 2006).

Es difícil establecer parámetros de

comportamiento en los materiales ortotrópicos,

pero existe una marcada influencia entre las

relaciones de las constantes elásticas y los

factores de concentración de esfuerzos (Susca,

Bambill & Rossit, 2007). Peñaranda, Pedroza &

Méndez (2007) analizan la concentración de

esfuerzos en una placa de longitud infinita con

dos barrenos de radios iguales, utilizando un

software de elemento finito, variando la

distancia entre los centros de los dos barrenos y

el diámetro de estos. Por su parte Gómez,

Elices, Berto & Lazzarin (2008) estudian el

factor de concentración de esfuerzos para

muescas en U los cuales soportan cargas mixtas

utilizan el concepto basado en el criterio de la

deformación promedio de la densidad de

energía.

118


ISSN-2410-3993






Sonmez (2009) realiza un estudio para

optimizar la forma de los filetes y disminuir la

concentración de esfuerzos en barras planas y

redondas sujetas a cargas axial, flexión, torsión

o cargas combinadas. Mientras que Osorio,

Rodríguez, Gámez & Ojeda (2010) estudia la

distribución de esfuerzos producidas por el

efecto de diversas condiciones de carga, en

dicho estudio se realiza una evaluación

numérica para analizar una placa para fijación

interna de fracturas ocurridas en radio distal, los

resultados muestran una concentración de

esfuerzos en las regiones adyacentes a los

orificios de la placa y en los tornillos ubicados

a los extremos de la placa de fijación.

Balankin, Susarrey, Mora Santos, Patiño,

Yoguez, & García (2011) estudian teórica y

experimentalmente el efecto de correlaciones de

largo alcance en la microestructura del material

en la concentración de tensión en las

proximidades de la punta de muesca. Según los

resultados obtenidos en pruebas experimentales

que realizan obtienen buena aproximación del

efecto del tamaño de la muesca en la resistencia

a la fractura de hojas de diferentes tipos de

papel.

Louhghalam, Igusa, Park, Choi & Kim

(2011) presentan un modelo que se acopla

numéricamente al método del elemento finito

para determinar los esfuerzos en las esquinas de

aberturas rectangulares en placas sometidas a

flexión. Por otro lado Sharma, Panchal & Patel

(2011) analizan una placa ortotrópica infinita

con un orificio circular sometido a una presión

interna utilizando el método de Mushkhelisvili,

encontrando que la orientación de las fibras y la

secuencia de apilado tienen un efecto

significativo sobre la distribución de esfuerzos

alrededor del orificio.

Mientras que Sharma (2011) determina la

concentración de esfuerzos utilizando el método

de Mushkhelisvili alrededor de recortes

circulares, elípticos y triangulares en placas

infinitas de materiales compuestos laminados

que soportan cargas biaxiales arbitrarias.

La concentración de esfuerzos es uno de

los factores que contribuyen a reducir la vida de

un componente mecánico sometido a fatiga

(Khalil Abada, Pasinia & Cecereb, 2012).

Dharmin, Khushbu & Chetan (2012) presentan

una revisión de las investigaciones que se han

realizado sobre el tema de análisis de esfuerzos

en placas infinitas con recortes. Un gran

número de técnicas analíticas, numéricas y

experimentales están disponibles para reducir el

factor de concentración de esfuerzos alrededor

de distintas discontinuidades. Se han reportado

diferentes formas para determinar el factor de

concentración de esfuerzos en placas planas

compuestas de diferentes materiales bajo

distintas condiciones de carga (Nagpal, Jain &

Sanyal, 2012).

En general, la concentración máxima de

esfuerzos para placas de anchura finita con

barreno central bajo carga axial estática siempre

se produce en la periferia del barreno, además,

el factor de concentración de esfuerzos es

máximo en la punta del barreno es decir,

perpendicular a la carga (Nagpal, Sanyal &

Jain, 2013). Mohan Kumar, Rajest, Yogesh &

Yeshaswini (2013) analizan la concentración de

esfuerzos en placas planas con agujeros

circulares, triangulares y rectangulares,

estudiando la variación de la concentración de

esfuerzos debido al cambio de geometría del

agujero. Por su parte, Henrique, Tácito &

Moreno (2013) realizan un análisis por

elementos finitos para predecir el factor de

concentración de esfuerzos elasto-plastico para

una aleación de acero 1020.

119


ISSN-2410-3993






Se sugiere el uso de muescas de forma

elíptica modificada debido a que ocasiona una

menor concentración de esfuerzos en

comparación con muescas semicirculares y

ranuras, la relación de los ejes menor y mayor

de la elipse debe estar entre 0,3 y 0,4 (Ahsan,

Prachurja, Ali & Mamun, 2013). Por otro lado,

Momcilovic, Motok & Maneski (2013) realizan

un análisis del factor de concentración de

esfuerzos en la esquina de una abertura en una

placa rectangular con pequeños radios de

curvatura, utilizando métodos analíticos,

experimentales y de elementos finitos,

realizando una comparación entre los tres

métodos.

Ortega, Garcia, Rocha & Guzmán (2013)

muestran la forma de obtener las curvas de

concentración de esfuerzos con la ayuda del

software ANSYS®. Los factores de

concentración de esfuerzos determinados son

graficados en forma adimensional, obteniendo

curvas de concentradores de esfuerzos. El

método de mínimos cuadrados es utilizado para

ajustar los datos de éstas curvas a ecuaciones

polinómicas de sexto grado con un valor de R2

entre 0.9987 y 1.

Darwisha, Tashtoushb & Gharaibehb

(2013) estudian el factor de concentración de

esfuerzos en el plano (SCF) en agujeros de los

remaches avellanados en placas laminadas

ortotrópicos bajo carga de tensión uniaxial. El

análisis de elementos finitos se realiza

utilizando el software ANSYS®. El efecto de

varios parámetros geométricos y materiales

como el espesor de la placa, el radio de vástago

recto, ángulo de avellanado, profundidad

avellanado, ancho de placa, y los ángulos de

capas de laminado de SCF son investigados.

Basándose en los resultados, se encontró que

los valores de la SCF obtenidos por medio de la

ecuación formulada son dentro de 7% de la de

los elementos finitos (FE) resultados para 96%

de las carreras y que el error global máximo es

menos de 14%.

Ou, Lu, Cui & Lin (2013) muestran un

enfoque de optimización de forma para

minimizar la concentración de esfuerzos y los

picos ocasionados por la presión de contacto. El

enfoque que realizan se centra en modificar

directamente la forma de las capas cercanas a la

región donde la concentración de esfuerzos es

medida mediante los esfuerzos de Von Mises y

la superficie de contacto mide la presión de

contacto. Para evaluar el enfoque propuesto, se

presentan tres casos de estudio, los resultados

obtenidos muestran que la optimización de

forma desarrollada es especialmente aplicable

al diseño y análisis de sistemas multi-cuerpo

donde la concentración de esfuerzos límite y

distribución de la presión de contacto son una

consideración importante.

Liu & Tang (2015) presentan un análisis

detallado sobre la concentración de esfuerzos

en materiales compuestos reforzados con fibras

unidireccionales con muescas. Debido a la

formación de la división longitudinal en las

puntas de muesca a lo largo de la dirección de

la fibra, las concentraciones extremadamente

altas de estrés por delante de la punta de

muesca podrían reducirse drásticamente para

materiales compuestos bajo tensión remota. Se

examina la incapacidad del método de

degradación propiedad del material

ampliamente utilizado para redistribuir con

precisión las tensiones locales en las puntas de

muesca.

El objetivo del presente trabajo es

analizar la concentración de esfuerzos en una

placa plana con dos barrenos centrados y

sometida a una carga de tensión axial.

120


ISSN-2410-3993






Se realizan un total de 125 simulaciones

en un software de elemento finito con el

objetivo de encontrar el esfuerzo máximo que

soporta la placa y posteriormente determinar el

factor de concentración de esfuerzos, los

resultados obtenidos son graficados para las

relaciones de W/D de 1.2, 1.5, 2, 2.5 y 3 en

función de la relación s/D, finalmente a los

valores obtenidos se les aplica el método de

mínimos cuadrados para obtener ecuaciones

que permitan predecir el factor de

concentración de esfuerzos para el caso de

estudio analizado.

Método del elemento finito

Son muchas las facetas de la ingeniería en las

que se precisa determinar la distribución de

esfuerzos y deformaciones en un continuo

elástico (Zienkiewicz, 1982). En general, se

acepta que los métodos de análisis numérico en

ingeniería y ciencias aplicadas se clasifican en

tres grandes categorías: diferencias finitas,

elementos finitos y elementos de contorno

(Cerrolaza, 2006).

El análisis mediante Elementos Finitos

(Finite Element Analysis, FEA) ha tenido un

gran impulso desde el advenimiento de la era de

las computadoras. Esto ha permitido la creación

de múltiples plataformas para implementar la

teoría de los elementos finitos, de los cuales

Ansys es un ejemplo particular (Roa Garzón &

Garzón Alvarado, 2002)

El elemento finito es un método numérico

que se utiliza para la modelación y simulación

de problemas en muchos campos de la

ingeniería, tales como: análisis estructural,

transferencia de calor, mecánica de fluidos,

electricidad y magnetismo o la combinación de

los mismos.

El término "elemento finito", expresa la

idea de que el objeto de estudio puede dividirse

en un determinado número de elementos, con

un modelo matemático definido que puede

representarse en un arreglo matricial cuya

solución se obtiene aplicando las reglas básicas

del álgebra lineal a través de un programa de

computación (Córdova Aquino & De Dios

Domínguez, 2007)

Existen dos acercamientos generales

asociados al entendimiento y aplicación del

método de elemento finito. El primer

acercamiento, es llamado el método de fuerza o

flexibilidad, el cual se basa en el uso de fuerzas

internas como las incógnitas del problema. Para

la obtención de las ecuaciones gobernantes,

tienen que emplearse primero las ecuaciones de

equilibrio. Después es necesario introducir

ecuaciones adicionales generadas por las

ecuaciones de compatibilidad. El resultado es el

arreglo de ecuaciones algebraicas redundantes

que determinan las fuerzas internas

desconocidas. El segundo acercamiento del

método, es el método de desplazamiento, o

método de rigidez, el cual asume el

desplazamiento de nodos como las incógnitas

del problema (Pérez Mitre, 2004).

Fonseca Lopes (2011) menciona que

independientemente de la naturaleza física del

problema, el análisis del mismo mediante el

Método del Elemento Finito sigue los

siguientes pasos:

Definición del problema y su dominio.

Discretización del dominio.

Identificación de la(s) variable(s) de

estado.

Formulación del problema.

Establecimiento de los sistemas de

referencia.

121


ISSN-2410-3993






Construcción de las funciones de

aproximación de los elementos.

Determinación de las ecuaciones a

nivel de cada elemento.

Transformación de coordenadas.

Ensamblaje de las ecuaciones de los

elementos.

Introducción de las condiciones de

contorno.

Solución del conjunto de ecuaciones

simultáneas resultante.

Interpretación de los resultados.

En el presente trabajo para realizar los

análisis en ANSYS® se utiliza un elemento

cuadrilátero de ocho nodos. La Figura 1

muestra un esquema del elemento cuadrilátero

de ocho nodos.

Figura 1 Esquema del elemento cuadrilátero de 8 modos

Las Ecuaciones (1) a (8) son las funciones

de forma de los nodos del elemento de la Figura

1 en término de las coordenadas locales.

1

1 1 14

iN (1)

1

1 1 14

jN (2)

1

1 1 14

kN (3)

1

1 1 14

lN (4)

211 1

2mN (5)

211 1

2nN (6)

211 1

2oN (7)

211 1

2pN (8)

Las derivadas parciales de las

coordenadas globales en términos de las

coordenadas locales se presentan en las

Ecuaciones (9) a (12).

ji k li j k l

pm n om n o p

NN N Nxx x x x

NN N Nx x x x

(9)

ji k li j k l

pm n om n o p

NN N Nxx x x x

NN N Nx x x x

(10)

ji k li j k l

pm n om n o p

NN N Nyy y y y

NN N Ny y y y

(11)

122


ISSN-2410-3993






ji k li j k l

pm n om n o p

NN N Nyy y y y

NN N Ny y y y

(12)

Las derivadas parciales de las funciones

de forma (Ecuaciones 1 a 8) con respecto a las

coordenadas locales se presentan en las


1

1 24

iN

(13)

1

1 24

iN

(14)

1

1 24

jN

(15)

1

1 24

jN

(16)

1

1 24

kN

(17)

1

1 24

kN

(18)

1

1 24

lN

(19)

1

1 24

lN

(20)

1mN

(21)

211

4

mN

(22)

211

2

nN

(23)

1nN

(24)

1oN

(25)

211

2

oN

(26)

211

2

pN

(27)

1pN

(28)

Las Ecuaciones (29) y (30) son las

derivadas parciales de las funciones de forma

con respecto a las coordenadas globales.

... ...... 1 i p i pi pN NN y y

x J

(29)

... ... ...1i p i p i pN N Nx x

y J

(30)

El jacobiano J está definido por la

Ecuación (31).

x y x yJ

(31)

La matriz de deformación es definida por

la Ecuación (32), mientras que la matriz de

función de forma se define por la Ecuación

(33).

0 0 ... 0

0 0 ... 0

...

j pi

j pi

j j p pi i

N NN

x x x

N NNB

x x x

N N N NN N

x x x x x x

(32)

123


ISSN-2410-3993






0 0 ... 0

0 0 ... 0

i j p

i j p

N N NN

N N N

(33)

Para determinar la matriz de rigidez se

utiliza la cuadratura de Gauss-Legendre. La

matriz de rigidez de cada elemento está definida

por la Ecuación (34).

11 12 21 22

e e e e eK K K K K (34)

Donde

2

11 1 1 1 1 1 1 1, , ,e TK tH J B DB

(35)

12 1 2 1 2 1 2 1 2, , ,e TK tH H J B DB (36)

21 2 1 2 1 2 1 2 1, , ,e TK tH H J B DB (37)

2

22 2 2 2 2 2 2 2, , ,e TK tH J B DB (38)

Las Ecuaciones (1) a (38) definen a un

elemento cuadrado con ocho nodos.

Concentración de esfuerzos

La mayor parte de las piezas de maquinaria

reales tendrán secciones transversales variables.

Por ejemplo, las flechas a menudo se escalonan

en diámetros distintos, a fin de aceptar

cojinetes, engranes, poleas, etc. Una flecha

puede tener ranuras para chavetas circulares, o

para anillos, o tener cuñeros u orificios para la

sujeción de otras piezas. Los pernos están

roscados con cabezas mayores que su vástago.

Cualquier de estos cambios en la geometría de

la sección transversal puede causar

concentraciones de esfuerzos localizados

(Norton, 1999).

El análisis de las formas geométricas para

determinar los factores de concentración de

esfuerzos se convierte en un problema difícil y

no se encuentran muchas soluciones.

La mayoría de los concentradores de

esfuerzos se determina por medio de técnicas

experimentales. Aunque se ha manejado el

método del elemento finito, el hecho de que los

elementos son, en efecto, finitos, impide

encontrar el esfuerzo máximo real. Por lo

general, en las aproximaciones experimentales

se incluye la fotoelasticidad, métodos de malla,

métodos de recubrimiento frágil y métodos

eléctricos con medidores de deformación

(Budynas & Keith Nisbett, 2008).

Mott (2006) menciona que hay que usar

siempre factores de concentracion de esfuerzos

al analizar elementos bajo carga de fatiga,

porque las grietas de fatiga suelen iniciarse

cerca de los puntos de gran esfuerzo local de

tensión.

Metodología

El caso de estudio planteado consistente en

estudiar la concentración de esfuerzos en una

placa plana con dos barrenos alineados y

centrados la cual soporta carga axial, se utiliza

el software de elemento finito ANSYS®, para

realizar el modelado en dicho software se

utiliza un elemento de cuadrado de ocho nodos,

de los cuales cuatro nodos corresponden a cada

una de las esquinas del cuadrilátero y los otros

cuatro nodos son nodos intermedios. El

elemento más adecuado para realizar dicho

análisis es por tanto el elemento Solid 8 node

183. Se utiliza este elemento debido a que es un

cuadrilátero con nodos intermedios en las

aristas, por lo que tiende a deformarse y

acoplarse fácilmente durante el mallado en una

sección curva. Éste elemento es configurado

para trabajar como un elemento en esfuerzo

plano con espesor. En la elaboración de las

simulaciones se utiliza un material isotrópico,

al cual se le asignan las propiedades del acero al

bajo carbón, modulo elástico de 210 GPa, razón

de Poisson de 0.28.

124


ISSN-2410-3993






Los modelos desarrollados soportan una

carga a tensión en uno de sus extremos,

mientras en el otro extremo son restringidos en

la dirección de x.

La Figura 2 presenta la placa plana

rectangular con dos barrenos centrados a

analizar, dicha placa tiene las siguientes

características:

Longitud de la placa (L) de 0.3 m

Fuerza aplicada (F) de 100 kN

Espesor de la placa de 0.01 m

El ancho de la placa (W), la distancia

entre centros de los barrenos (s) y el diámetro

de los barrenos (D) son variables y cambian en

cada análisis.

Figura 2 Placa plana con dos barrenos a analizar

La Figura 3 presenta el modelo realizado

en el software para el caso de estudio planteado.

Figura 3 Modelo realizado para analizar el caso de

estudio planteado

Se realizan un total de 125 simulaciones

para obtener σmax y posteriormente obtener el

valor de Kt, las simulaciones son distribuidas de

la siguiente forma:

25 simulaciones para el caso W/D = 3

25 simulaciones para el caso W/D = 2.5

25 simulaciones para el caso W/D = 2



Las simulaciones se realizan modificando

el valor de W en rangos de 0.004 m, iniciando

en 0.096 m y finalizando en 0.002 m. El valor

de s se determina sumando el valor de D a 0.02,

es decir para todos los casos se supone que la

separación entre las superficies más cercanas de

los barrenos es de 0.02 m. El valor de D se

determina utilizando la Ecuación (39), en dicha

ecuación h toma el valor de 1.2, 1.5, 2, 2.5 y 3

dependiendo del caso analizado.

Wh

D (39)

Para obtener el valor de Kt se divide σmax

entre σteórico (Ecuación 40).

maxt

teórico

K

(40)

El esfuerzo σteórico se obtiene mediante la

Ecuación (41), en dicha ecuación el valor del

área se determina en el lugar donde la sección

transversal de la pieza es mínima.

teorico

F

A (41)

125


ISSN-2410-3993






Resultados

Los valores de Kt obtenidos para las cinco

relaciones de W/D planteadas se grafican en

función de la relación adimensional S/D, la

gráfica obtenida se presenta en la Figura 4.

Figura 4 Gráfica del factor de concentración de

esfuerzos para una placa plana con dos barrenos sometida

a carga axial

A los valores de Kt obtenidos para las

relaciones W/D de 1.2, 1.5, 2, 2.5 y 3 los cuales

se muestran gráficamente en la Figura 4 se les

aplica el método me mínimos cuadrados para

obtener un conjunto de ecuaciones lineales

(Ecuaciones 42 a 46), un conjunto de

ecuaciones exponenciales (Ecuaciones 47 a 51),

un conjunto de ecuaciones polinomiales de

segundo grado (Ecuaciones 52 a 56) y

finalmente un conjunto ecuaciones

polinomiales de sexto grado (Ecuaciones 57 a

58).

La Figura 5 muestra gráficamente las

líneas obtenidas para la regresión lineal

mediante el método de mínimos cuadrados y las

Ecuaciones (42) a (46) representan las

ecuaciones lineales obtenidas para el caso de

estudio analizado.

Figura 5 Gráfica de regresión lineal obtenida mediante el

método de mínimos cuadrados

La Ecuación (42) es la ecuación lineal

para W/D=1.2 y tiene un valor de R² = 0.9354.

0.5136 2.3942t

sK

D

(42)



0.4846 2.3325t

sK

D

(43)


para W/D=2 y tiene un valor de R² = 0.9183.

0.3691 2.2392t

sK

D

(44)



0.2241 2.1555t

sK

D

(45)


para W/D=3 y tiene un valor de R² = 0.8884.

126


ISSN-2410-3993






0.0859 2.0813t

sK

D

(46)


líneas obtenidas para la regresión exponencial

mediante el método de mínimos cuadrados, las

Ecuaciones (47) a (51) son las ecuaciones

exponenciales obtenidas para el caso de estudio

analizado.

Figura 6 Gráfica de regresión exponencial obtenida

mediante el método de mínimos cuadrados

La Ecuación (47) es la ecuación

exponencial para W/D = 1.2 y tiene un valor de

R² = 0.9332.

0.233

2.3997

s

D

tK e

(47)



R² = 0.9217.

0.227

2.3388

s

D

tK e

(48)


exponencial para W/D = 2 y tiene un valor de

R² = 0.9152.

0.178

2.2439

s

D

tK e

(49)



R² = 0.881.

0.11

2.1578

s

D

tK e

(50)


exponencial para W/D = 3 y tiene un valor de

R² = 0.8874.

0.042

2.0817

s

D

tK e

(51)


líneas obtenidas para la regresión polinómica de

segundo grado mediante el método de mínimos

cuadrados, las Ecuaciones (52) a (56) son las

ecuaciones polinómicas de segundo grado

obtenidas para el caso de estudio analizado.

Figura 7 Gráfica de regresión polinómica de segundo

grado obtenida mediante el método de mínimos

cuadrados


polinómica de segundo grado para W/D = 1.2 y

tiene un valor de R² = 0.9761.

127


ISSN-2410-3993






2

0.7972 0.0207 2.3357t

s sK

D D

(52)




2

0.8855 0.1596 2.2542t

s sK

D D

(53)


polinómica de segundo grado para W/D = 2 y


2

0.6943 0.1847 2.1633t

s sK

D D

(54)




2

0.4954 0.2151 2.0858t

s sK

D D

(55)


polinómica de segundo grado para W/D = 3 y


2

0.1679 0.0742 2.0531t

s sK

D D

(56)


líneas obtenidas por la regresión polinómica de

sexto grado mediante el método de mínimos

cuadrados, las Ecuaciones (57) a (61) son las

ecuaciones polinómicas de sexto grado

obtenidas para el caso de estudio analizado.

Figura 8 Gráfica de regresión polinómica de sexto grado

obtenida mediante el método de mínimos cuadrados


polinómica de sexto grado para W/D = 1.2 y


6 5 4

3 2

152.39 257.58 146.04

29.371 1.5742 0.0281 2.3236

t

s s sK

D D D

s s s

D D D

(57)

La Ecuación (58) es la ecuación polinómica de

sexto grado para W/D = 1.5 y tiene un valor de

R² = 0.9992.

6 5 4

3 2

36.163 72.68 46.463

9.0564 0.4102 0.0417 2.249

t

s s sK

D D D

s s s

D D D

(58)


polinómica de sexto grado para W/D = 2 y tiene

un valor de R² = 0.9988.

6 5 4

3 2

58.154 124.53 95.65

31.014 4.3635 0.2469 2.1656

t

s s sK

D D D

s s s

D D D

(59)

128


ISSN-2410-3993







polinómica de sexto grado para W/D = 2.5 y


6 5 4

3 2

22.527 59.696 58.529

25.902 5.4764 0.537 2.0842

t

s s sK

D D D

s s s

D D D

(60)


polinómica de sexto grado para W/D = 3 y tiene

un valor de R² = 0.9984.

6 5 4

3 2

0.0486 4.7388 9.1404

5.9017 1.5939 0.1628 2.0557

t

s s sK

D D D

s s s

D D D

(61)

Conclusiones

Los resultados obtenidos muestran que el

factor de concentración de esfuerzos disminuye

mientras aumenta la relación s/D, al mismo

tiempo el factor de concentración de esfuerzos

disminuye cuando la relación W/D también

disminuye.

Las ecuaciones lineales obtenidas

mediante el método de mínimos cuadrados no

proporcionan una buena aproximación debido a

que los valores de R2 varian entre 0.9354 y

0.8835 por tanto no se ajustan adecuadamente a

los valores obtenidos, no se recomienda utilizar

estas ecuaciones, solamente si se desea obtener

una rápida aproximación de los valores de

esfuerzos que soporta la pieza.

Por su parte las ecuaciones exponenciales

obtenidas tampoco tienen una buena

aproximación a los valores del factor de

concentración de esfuerzos obtenidos. Los

valores de R2 varian entre 0.9332 y 0.8810, por

tanto tampoco es recomendable la utilización de

estas ecuaciones para predecir el factor de

concentración de esfuerzos.

Las ecuaciones polinómicas de segundo

grado obtenidas se ajuntan bien a los valores

del factor de concentración de esfuerzos

calculados. Los valores de R2 para estas

ecuaciones varian entre 0.9761 y 0.9949, por

tanto, estas ecuaciones proporcionan valores

confiables del factor de concentración de

esfuerzos para la pieza mecánica bajo estudio.

Por su parte las ecuaciones polinómicas

de sexto grado determinadas se ajustan

fuertemente a los valores del factor de

concentración de esfuerzos obtenidos. Dichas

ecuaciones tienen un valor de R2 que varia entre

0.9964 y 0.9997 por tanto los valores del factor

de concentración de esfuerzos para el caso de

estudio analizado pueden ser determinados por

dichas ecuaciones ya que los valores obtenidos

se ajustan fuertemente a los datos calculados

con la ayuda del software de elemento finito.

Referencias

Ahsan R. U., Prachurja P., Ali A. R. M. &

Mamun M. A. H. (2013). Determination of

effect of elliptic notches and grooves on stress

concentration factors on notched bar in tension

and grooved shaft under torsion. Journal of

Naval Architecture and Marine Engineering.

10(1). pp. 25-32.

Balankin A., Susarrey O., Mora Santos C.,

Patiño J., Yoguez A., & García E. (2011).

Stress concentration and size effect in fracture

of notched heterogeneous material. Physical

review E statistical, nonlinear, and soft matter

physics. 83(1).

Bambill D. V., Susca A., Laura P. A. & Maíz S.

(2005). Concentración de tensiones en placa

ortótropa sometida a esfuerzo biaxial, Mecánica

Computacional. 24(1). pp. 2675-2694.

129


ISSN-2410-3993






Budynas R. G. & Keith Nisbett G. (2008).

Diseño en ingeniería mecánica de Shigley.

McGrawHill.

Cerrolaza M. (2006). El metodo de los

elementos finitos para ingenieria y ciencias

aplicadas: teoría y programas. Universidad

Central de Venezuela, Consejo de desarrollo

científico y humanístico.

Darwisha F.,Tashtoushb G. & Gharaibehb M.

(2013). Stress concentration analysis for

countersunk rivet holes in orthotropic plates.

European Journal of Mechanics - A/Solids.

37(1). pp. 69-78.

Dharmin P., Khushbu P. & Chetan J. (2012). A

Review on Stress Analysis of an Infinite Plate

with Cut-outs‖, International Journal of

Scientific and Research Publications. 2(11). pp.

1-7.

Da Fonseca Lopes Z. A. (2011) El método de

los elementos finitos: una introducción.

Universidad Rafael Urdaneta, Fondo Editorial

Biblioteca.

Domínguez P. N., Santos R. D., Robles S. I. &

Ortega N. F. (2006). Concentración de

tensiones en piezas de materiales compuestos.

Mecánica Computacional. 25(1). pp. 537-548.

Gómez F. J., Elices M., Berto F. & Lazzarin P.

(2008). A generalised notch stress intensity

factor for U-notched components loaded under

mixed mode. Engineering Fracture

Mechanics. 75(1). pp. 4819–4833.

Henrique S., Tácito A. & Moreno M. E. (2013).

Stress concentration factor calculation for a

notched specimen under elasto-plastic loading.

22nd International Congress of Mechanical

Engineering (COBEM 2013). pp. 7761-7769.

Khalil Abada E. M., Pasinia D. & Cecereb R.

(2012). Shape optimization of stress

concentration-free lattice for self-expandable

Nitinol stent-grafts. Journal of Biomechanics.

45(6). pp. 1028–1035.

Liu G. & Tang K. (2015). Study on stress

concentration in notched cross-ply laminates

under tensile loading. Journal of composite

materials. Journal of Composite Materials.

Louhghalam A., Igusa T., Park C., Choi S. &

Kim K. (2011). Analysis of stress

concentrations in plates with rectangular

openings by a combined conformal mapping –

Finite element approach. International Journal

of Solids and Structures. 48(1). pp 1991-2004.

Maíz S., Rossi R. E., Laura P. A. & Bambill D.

V. (2004). Efectos de la ortotropía sobre el

factor de concentración de tensiones: extensión

del problema de kirsch. Mecánica

Computacional. 23(1). pp. 673-692.

Martínez J. E., Carrera J. & Ferrer L. A. (2006).

Análisis experimental y numérico de esfuerzos

en placas con orificio circular bajo el gradiente

de carga lineal. Ingeniería mecánica, tecnología

y desarrollo. 2(2).

Méndez J. I. & Torres J. I. (2006).

Concentración de esfuerzo en una placa de

material ortotrópico con una abertura elíptica.

Congreso iberoamericano de metalurgia y

materiales, Habana Cuba.

Mohan Kumar M., Rajest S., Yogesh H. &

Yeshaswini B. R. (2013). Study on the effect of

stress concentration on cutout orientation of

plates with various cutouts and bluntness‖,

International Journal of Modern Engineering

Research. 3(3). pp. 1295-1303.

130


ISSN-2410-3993






Momcilovic N., Motok M. & Maneski T.

(2013). Stress concentration on the contour of a

plate opening: analytical, numerical and

experimental approach. Journal of theoretical

and applied mechanics. 51(4). pp. 1003-1012.

Monroy H. A. & Godoy L. A. (2006). Un

sistema computacional para la simulación de

interacción de defectos estructurales. Mecánica

computacional. 25(1), pp. 1-9.

Mott R. L. (2006). Diseño de elementos de

máquinas. Pearson Education.

Nagpal S., Jain N. & Sanyal S. (2012). Stress

Concentration and Its Mitigation Techniques in

Flat Plate with Singularities - A Critical

Review. Engineering journal. 16(1).

Nagpal S., Sanyal S. & Jain N. K. (2013).

Analysis and mitigation of stress concentration

factor of a rectangular isotropic and orthotropic

plate with central circular hole subjected to in-

plane static loading by design optimization.

International Journal of Innovative Research in

Science, Engineering and Technology IJIRSET.

2(6). pp. 2903-2913.

Noda N. A. & Takase Y. (2006). Stress

concentration formula useful for all notch shape

in a round bar (comparison between torsion,

tension and bending). International Journal of

Fatigue. 28(1). pp. 151-163.

Norton R. L. (1999). Diseño de Máquinas.

Prentice Hall.

Osorio A., Rodríguez D., Gámez B. & Ojeda D.

(2010). Análisis numérico de una placa para

fijación de fracturas de radio distal utilizando el

método de elementos finitos, Ingeniería UC.

17(1). pp. 28-36.

Ortega F. J., Garcia J. M., Rocha G. y Guzmán

A. (2013). Análisis de esfuerzos en placas

planas sometidas a carga axial‖, Memorias del

XIX Congreso Internacional Anual de la

SOMIM. pp. 478-487.

Ou H., Lu B., Cui Z. S., Lin C. (2013). A direct

shape optimization approach for contact

problems with boundary stress concentration.

Journal of Mechanical Science and

Technology. 27(9), pp 2751-2759.

Peñaranda M., Pedroza J. B. & Méndez J. I.

(2007). Determinación del factor teórico de

concentración de esfuerzo de una placa infinita

con doble agujero. 8 Congreso Iberoamericano

de Ingeniería Mecánica, Cusco Perú.

Pérez Mitre A. J. (2004). Análisis y

optimización con interacción de Dummy, de la

carrocería del automóvil “Tubolare SAND

CAR” de Tecnoidea SA de CV, en impacto

frontal empleando el método de elementos

finitos en ALGOR FEA, mediante la simulación

de eventos mecánicos. (Tesis de licenciatura,

Universidad de las Américas Puebla).

Recuperado de

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/document

os/lim/jimenez_p_a/portada.html

Roa Garzón M. A. & Garzón Alvarado D. A.

(2002). Introducción al modelamiento por

elementos finitos con Ansys. Departamento de

Ingeniería Mecánica y Mecatrónica, Facultad

de Ingeniería, Universidad Nacional de

Colombia.

Roldan F. & Bastidas U. (2002). Estudio

experimental y por análisis de elementos finitos

del factor de concentrador de esfuerzo

producido por un agujero en una placa plana.

Dyna. 69(137). pp. 1-8.

Sánchez M. (2006). Factor teórico de

concentración de esfuerzos en placas

anisotrópicas. Departamento de Ingeniería

Mecánica, UNEXPO Vicerrectorado Puerto

Ordaz, Venezuela.

Sharma D. S. (2011). Stress Concentration

around Circular/Elliptical/Triangular Cutouts in

Infinite Composite Plate. Proceedings of the

World Congress on Engineering. 3(1).

131


ISSN-2410-3993






Sharma D. S., Panchal B. & Patel C. (2011). A

General Solution for the Stresses around

Internally Pressurized Circular hole in

Symmetric Laminates. International

Conference on Current Trends in Technology

(NUiCONE–2011). pp. 1-5.

Sonmez F. O. (2009). Optimal shape design of

shoulder fillets for flat and round bars under

various loadings‖, Journal of mechanical

engineering science. 223(1). pp. 1741-1754.

Susca A., Bambill D. V., Laura P. A. & Rossi

R. E. (2006). Factor de concentración de

tensiones en el entorno de un orificio

rectangular presente en una placa ortótropa.

Mecánica computacional. 25(1). pp. 411-427.

Susca A., Bambill D. V. & Rossit C. A. (2007).

Análisis de la concentración de tensiones en

placas ortótropas con orificio circular sometidas

simultáneamente a cargas normales y

tangenciales. Mecánica computacional. 26(1).

pp. 386-405.

Zheng M. & Niemi E. (1997). Analysis of the

stress concentration factor for a shallow notch

by the slip-line field method. International

Journal of Fatigue, Vol. 19, No. 3, pp. 191-

194, 1997.

Zienkiewicz O. C. (1982). El método de los

elementos finitos. Editorial Reverte.

132


Efecto del fluido de trabajo en la eficiencia térmica de una turbina de gas con una

etapa de compresión y dos de expansión

ORTEGA-Francisco†, REYES-Jesús, RAZON-Juan & TAPIA-Guillermo

Instituto Tecnológico Superior de Irapuato. Carretera Irapuato Silao km 12.5 C. P. 36821 Irapuato, Gto.


Resumen

En el presente trabajo se analiza el efecto que tiene

el fluido de trabajo en la eficiencia térmica, el

trabajo neto y el trabajo de retroceso en una turbina

de gas formada por un compresor, dos turbinas, un

regenerador y un recalentador. En el caso de estudio

planteado se utiliza como fluido de trabajo aire,

nitrógeno, dióxido de carbono y oxígeno. Se

desarrolla un modelo matemático de 30 ecuaciones

termodinámicas utilizando el método de calores

específicos variables. El modelo matemático es

resuelto numéricamente para cada uno de los fluidos

de trabajo considerados, los resultados obtenidos

son graficados en función de la relación de presión

del compresor. Las gráficas obtenidas muestran que

el fluido de trabajo ideal que se debe utilizar para el

caso de estudio planteado es el nitrógeno debido a

que presenta la mayor eficiencia térmica y el mayor

trabajo neto a una menor relación de presión en

comparación con el oxígeno y el dióxido de

carbono. Se observa también que no existe alguna

diferencia significativa en los valores máximos de la

eficiencia térmica y el trabajo neto si se utiliza aire

en lugar de nitrógeno como fluido de trabajo.

Turbina, gas, eficiencia

Abstract

This paper present the effect of the working fluid in

the thermal efficiency, the net work and back work

ratio, in a gas turbine with a compressor, two

turbines, a regenerator and a reheated is analyzed.

For this study case, air, nitrogen, carbon dioxide and

oxygen are used as the working fluid. Variable

specific heat method is used to develop a

mathematical model; this model consists of 30

thermodynamic equations.

The mathematical model is solved numerically for

each of the considered working fluids; the results

are plotted as a function of the compressor pressure

ratio. The graphs obtained show that the ideal

working fluid used for the study case raised is

nitrogen because it has the highest thermal

efficiency and the highest net work, with a lower

pressure ratio compared with oxygen and carbon

dioxide. It is also noted that there is no significant

difference in the maximum values of thermal

efficiency and net work if air is used instead of

nitrogen as the working fluid.

Turbine, gas, efficiency

___________________________________________________________________________________________________

Citación: ORTEGA-Francisco, REYES-Jesús, RAZON-Juan & TAPIA-Guillermo. Efecto del fluido de trabajo en la

eficiencia térmica de una turbina de gas con una etapa de compresión y dos de expansión. Revista de Tecnología e

Innovación 2015, 2-2:132-142

_________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________



133


ISSN-2410-3993


ORTEGA-Francisco, REYES-Jesús, RAZON-Juan & TAPIA-Guillermo. Efecto

del fluido de trabajo en la eficiencia térmica de una turbina de gas con una etapa

de compresión y dos de expansión. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Nomenclatura

La nomenclatura utilizada en el presente trabajo

se muestra a continuación.

Variable

h Entalpia

P Presión

q Calor

r Relación de presión

s Entropía

T Temperatura

w Trabajo

Símbolos griegos

ε Eficacia del regenerador

Eficiencia térmica

Subíndices

c Compresor

en Calor que entra al ciclo

neto Trabajo neto del ciclo

ret Trabajo de retroceso del ciclo

t1 Turbina 1

t2 Turbina 2

te Eficiencia térmica del ciclo

1 Estado termodinámico 1








2r Estado termodinámico 2r




12 Proceso termodinámico de 1 a 2

12r Proceso termodinámico de 1 a 2r

2r3 Proceso termodinámico de 2r a 3

2r3r Proceso termodinámico de 2r a 3r







Introducción

La turbina de gas es uno de los equipos más

utilizados para la generación de energía debido

a la gran potencia que produce en comparación

con otras fuentes de generación de energía. Las

principales ventajas de las turbinas de gas

respecto a otros equipos generadores de energía

como son las turbinas de vapor son: menos

dispositivos auxiliares, instalaciones más

compactas, relación peso potencia más

pequeña, por otro lado, sobre los motores de

émbolo se tienen como ventajas: menos peso

por caballos producidos, problemas de

refrigeración más simple y menos piezas en

movimiento (Moran y Shapiro, 2006), pero las

turbinas de gas como cualquier equipo térmico

tiene pérdidas irreversibles en la producción de

trabajo, dichas pérdidas son disminuidas

significativamente si se utilizan los calores

residuales presentes en el funcionamiento de los

equipos térmicos (Fushimi, Zárate, Díaz de

Quintana, Moreda, Fernández y Hall, 2007).

Existen diversos factores que influyen en

la eficiencia térmica y el trabajo neto producido

en una turbina de gas. Las variaciones en los

valores de eficiencia energética y exergética

están ligadas a las diferentes configuraciones

del proceso y la potencia generada por el ciclo

(Murillo y Montalvo, 2012). Capella y Vásquez

(2000) realizan un estudio basado en la

influencia que sobre las turbinas de gas tiene el

flujo másico que pasa a través de los alabes y la

temperatura de entrada del aire al compresor y

al rotor, analizando el efecto que dichos

parámetros tienen en la eficiencia y la potencia

de salida de una turbina de gas.

Una de las principales aplicaciones de las

turbinas de gas es en la generación de energía

eléctrica, la implementación de este equipo en

las centrales térmicas ha permitido aumentar su

eficiencia y de esta manera incrementar la

generación de energía eléctrica.

134


ISSN-2410-3993





Las plantas de energía de turbinas de gas

pueden funcionar sobre cualquier base, ya sea

abierto o cerrado, el modo abierto es el más

común (Cengel y Boles, 2005). En la

generación de energía eléctrica cuando las

turbinas de gas funcionan en conjunto con las

turbinas de vapor se forman las llamadas

plantas termoeléctricas de ciclo combinado, en

este tipo de plantas térmicas el

aprovechamiento del calor de los gases de la

combustión, especialmente del calor latente de

una parte del vapor de agua contenido en los

mismos, puede elevar el rendimiento térmico de

las centrales termoeléctricas convencionales

que funcionan con gas natural, así como lograr

un aumento en la potencia (Blanco y Peña,

2011).

La turbina de gas más simple está

compuesta por un compresor, una turbina y una

cámara de combustión, puede incluir equipos

como interenfriadores, regeneradores y

recalentadores. Por tal motivo, existe una gran

variedad de configuraciones para una turbina de

gas dependiendo de los tipos y número de

equipos que la conforman. Muriel, Gonzalez y

Romero (2008) analizan una turbina de gas

compuesta por una turbina, la cámara de

combustión y el compresor, presentan las

respuestas dinámicas y la operación de la

turbina de gas de una planta de ciclo

combinado, obtienen como variable de control

la velocidad en la turbina, como variable

manipulada el flujo de combustible y como

variables de salida la potencia en la turbina y la

temperatura de los gases de combustión. Lugo,

Zamora, Salazar y Toledo (2009) estudian el

comportamiento de turbinas de gas con varias

etapas de compresión y enfriamiento, seguidas

de dos o más secciones de combustión-

expansión.

Obtienen modelos matemáticos para

determinar el trabajo, la eficiencia térmica y las

relaciones de presiones óptimas en función de

las temperaturas de los gases a la entrada de la

turbina y del aire a la entrada del compresor, de

las eficiencias isoentrópica de compresión y de

expansión y del número de etapas de

compresión y expansión.

Independientemente de la configuración

de la turbina de gas que se presente, este tipo de

equipos térmicos son analizados mediante el

ciclo Brayton, existen un gran número de

investigaciones realizadas en donde se analizan

distintos parámetros de funcionamiento en el

ciclo Brayton. Villamar, Santos, Rondón y

Valera (2012) desarrollan un modelo para

determinar los principales parámetros de

funcionamiento del ciclo Brayton, así como

para realizar análisis energético y exergético.

Por su parte, Malaver (2012) considera las

irreversibilidades asociadas a los ciclos de

turbina de gas reales, optimizando el trabajo

neto en un ciclo Brayton para un motor de

turbina de gas en términos de la relación de

trabajo de retroceso, además deduce una

expresión para la relación de trabajo de

retroceso que depende de los límites de

temperatura máxima y mínima del ciclo, de las

eficiencias adiabáticas del compresor y la

turbina, e independiente de la sustancia de

trabajo.

Aragón, Canales, León y Morales (2011)

analizan un ciclo Brayton con irreversibilidades

internas debidas a las eficiencias isoentrópica

de la turbina y el compresor. Aragón, Canales,

León y Musharrafie (2003) desarrollan un

modelo para obtener la eficiencia máxima de un

ciclo Brayton respecto a la razón de

temperaturas isoentrópica.

135


ISSN-2410-3993





Zhang, Ou, Lin y Cheny (2006)

desarrollan un modelo que proporciona

condiciones para obtener un mejor ciclo cuando

un intercambiador de calor puede acoplarse

como regenerador. Aragón (2013) analiza un

ciclo Brayton con irreversibilidades internas y

externas, optimiza el trabajo adimensional con

respecto a la razón de asignación de los

intercambiadores de calor y a la razón de

temperaturas isoentrópica, obtiene una

correlación entre la eficacia óptima de los lados

fríos y calientes de los intercambiadores de

calor. Alfaro, Gallegos, Riesco, Elizalde y

Mendoza (2012) muestran el desempeño

termodinámico de un ciclo de potencia

considerando tres tipos de combustibles, gas

natural, diésel y bioetanol, los autores comentan

que el tener diferentes tipos de combustibles los

cuales pueden ser suministrados a la cámara de

combustión impacta en la temperatura de

entrada a la turbina, induciendo cambios en la

potencia de salida y la eficiencia. Malaver

(2010) estudia la relación que existe entre las

temperaturas, la relación de trabajo de retroceso

y el trabajo neto en el ciclo Brayton, los

resultados obtenidos permiten deducir que el

valor máximo que alcanza la relación de trabajo

de retroceso depende de los límites de

temperatura máxima y mínima impuestos en el

ciclo Brayton.

Herrera, Rosillo y Castaño (2008)

realizan una optimización de máxima potencia

y mínima generación de entropía sobre un

modelo totalmente realista de un ciclo Brayton

(máquinas irreversibles, flujos disipativos,

transmisiones de calor a gradientes de

temperatura finitos, fugas de calor,

desaprovechamiento de efluentes, restricciones

en caídas de presión y tamaño de

intercambiadores).

A manera de ejemplo presentan un caso

de estudio donde determinan los conjuntos de

valores optimizantes para las funciones

objetivo, se analiza la influencia de las fugas y

del nivel de aprovechamiento de la exergía de

los efluentes sobre estos conjuntos y sobre el

comportamiento general del sistema.

Cengel y Boles (2005) comentan que una

idealización usada en el estudio de las plantas

de energía de turbinas de gas es utilizar un

análisis de aire estándar. En el análisis de aire

estándar se plantean siempre dos hipótesis:

El fluido de trabajo es aire, el cual se

comporta como un gas ideal.

El aumento de la temperatura que

debería ser provocado por la

combustión es realizado por una

transferencia de calor desde una fuente

externa.

Con un análisis de aire estándar se evita

las complejidades del proceso de combustión y

el cambio de composición durante la

combustión. El análisis de aire estándar

simplifica considerablemente el estudio de una

planta de energía de turbinas de gas. Sin

embargo, esto sólo puede proporcionar indicios

cualitativos de rendimiento de la planta de

energía (Cengel y Boles ,2005).

En el presente trabajo se analiza el efecto

que tiene el fluido de trabajo en la eficiencia

térmica, el trabajo neto y el trabajo de retroceso

de una turbina de gas que funciona bajo el ciclo

Brayton. La turbina de gas analizada está

formada por un compresor, dos turbinas, una

cámara de combustión, un regenerador y un

recalentador. El análisis se realiza utilizando

como fluidos de trabajo nitrógeno, aire, dióxido

de carbono y oxígeno, los cuales son modelados

como gases ideales.

136


ISSN-2410-3993





El modelo termodinámico es desarrollado

partiendo de la primera ley de la termodinámica

y utilizando el método de calores específicos

variables.

Modelo matemático

En la Figura 1 se muestra el diagrama

esquemático de la turbina de gas analizada, la

cual está formada por un compresor, dos

turbinas, una cámara de combustión, un

regenerador y un recalentador.

Figura 1 Diagrama esquemático del caso de estudio

planteado

En la Figura 2 se muestra el diagrama

termodinámico T-s del caso de estudio

planteado, para su elaboración se considera que

las eficiencias de las turbinas y los compresores

son diferentes del 100%.

Figura 2 Diagrama termodinámico T-s del caso de

estudio planteado

El desarrollo del modelo matemático se

realiza utilizando el método de calores

específicos variables y considerando al fluido

de trabajo como gas ideal.

La relación de presión en el compresor

(rc) se define por la Ecuación (1), mientras que

las relaciones de presión en las turbinas (rt1, rt1)

se definen por las Ecuaciones (2) y (3).

21

1

c

Pr

P (1)

41

5

t

Pr

P (2)

62

7

t

Pr

P (3)

En la Figura 2 se observa que las

presiones de los estados termodinámicos del

sistema tienen las relaciones mostradas en las

Ecuaciones (4) a (6), mientras que las entropías

de los estados termodinámicos del sistema

tienen las relaciones mostradas en las


1 7 8P P P (4)

2 3 4P P P (5)

5 6P P (6)

1 2s s (7)

4 5s s (8)

6 7s s (9)

Partiendo de la primera ley de la

termodinámica (Ecuación 10).

2 2

2 2e se s

e s

dE V VQ W m h gz m h gz

dt

(10)

Donde, Q es el calor, W es la potencia,

em es el flujo másico a la entrada, sm es el flujo

másico a la salida, dE/dt es el cambio de

energía del sistema, g es la gravedad, z la

posición, V la velocidad del fluido y h la

entalpia.

137


ISSN-2410-3993





Partiendo de la Ecuacion (10) y

considerando un análisis en estado estacionario,

despreciando las energías cinética y potencial

de todos los equipos del sistema, además de

despreciar la transferencia de calor en el

compresor y las turbinas, así como el trabajo en

la cámara de combustión, el recalentador y el

regenerador. Los trabajos en el sistema se

definen por las Ecuaciones (11) a (16) y los

calores en el sistema se definen por las

Ecuaciones (17) a (20). La Ecuación (11) define

el trabajo isoentrópico del compresor, la

Ecuación (12) determina el trabajo real del

compresor, la Ecuación (13) define el trabajo

isoentrópico de la turbina 1 y la Ecuación (14)

determina el trabajo isoentrópico de la turbina

2, mientras que el trabajo real de la turbina 1 se

determina por la Ecuación (15) y el trabajo real

de la turbina 2 se define por la Ecuación (16).

w h h 12 2 1 (11)

r rw h h 12 2 1 (12)

w h h 45 4 5 (13)

w h h 67 6 7 (14)

r rw h h 45 4 5 (15)

r rw h h 67 6 7 (16)

La Ecuación (17) define el calor en la

cámara de combustión, la Ecuación (18) define

el calor en el recalentador, la Ecuación (19)

determina el calor regenerado máximo y el

calor regenerado real es definido por la

Ecuación (20).

r rq h h 3 4 4 3 (17)

r rq h h 5 6 6 5 (18)

r rq h h 2 3 3 2 (19)

r r r rq h h 2 3 3 2 (20)

La eficiencia del compresor es definida

por la Ecuación (21). Las eficiencias de las

turbinas son determinadas por las Ecuaciones

(22) y (23). Por su parte la eficacia del

regenerador se determina por la Ecuación (24).

2 112

12 2 1

c

r r

h hw

w h h

(21)

4 545

1

45 4 5

rrt

h hw

w h h

(22)

6 767

2

67 6 7

rrt

h hw

w h h

(23)

2 3 3 2

2 3 3 2

r r r r

r r

q h h

q h h

(24)

El trabajo total del compresor se

determina por la Ecuación (25), la Ecuación

(26) permite determinar el trabajo total de las

turbinas y la Ecuación (27) determina el calor

total que entra al sistema.

c r rw w h h 12 2 1 (25)

t r r r rw w w h h h h 45 67 4 5 6 7 (26)

en r r r rq q q h h h h 3 4 5 6 4 3 6 5 (27)

El trabajo neto del sistema se calcula por

la Ecuación (28). El trabajo del retroceso del

sistema es definido por la Ecuación (29).

Finalmente la Ecuación (30) determina la

eficiencia térmica del ciclo.

neto t cw w w (28)

cret

t

ww

w (29)

netote

en

w

q (30)

Las Ecuaciones (1) a (30) determinan el

modelo matemático desarrollado para el caso de

estudio analizado.

138


ISSN-2410-3993





Resultados

El modelo matemático es resuelto en el

software Engineering Equation Solver® (EES),

utilizando como parámetros iniciales del

sistema T1=300 K, T4=1400 K, T6=1400 K,

P1=101.3 kPa, ε=85%, ηc=85%, ηt1=85% y

ηt2=85%, la relación de presión en el compresor

rc se varia de 2 a 60, mientras que la relación de

presión en las turbinas se determina por la

Ecuación (31).

1 2 1t t cr r r (31)

El modelo matemático se resuelve

utilizando como fluido de trabajo aire,

nitrógeno, dióxido de carbono y oxígeno, los

cuales son modelados como gases ideales, los

resultados obtenidos son graficados en las

Figuras 3 a 7.

La Figura 3 presenta el trabajo del

compresor obtenido para el caso de estudio

analizado en función de la relación de presión

en el compresor, considerando aire, nitrógeno,

dióxido de carbono y oxigeno como fluido de

trabajo.

Figura 3Gráfica del trabajo del compresor en función de

la relación de presión

En la Figura 3 se observa que el trabajo

del compresor aumenta conforme aumenta la

relación de presión, el trabajo del compresor es

mayor para el nitrógeno, siendo menor para el

dióxido de carbono. Esto se debe a las

propiedades termodinámicas en especial a la

entropía. La entalpia del nitrógeno es más

sensible al cambio de temperatura. La

diferencia de temperaturas entre la entrada y la

salida del compresor es la misma para todos los

fluidos de trabajo analizados, pero el cambio en

la entropía es mayor en el nitrógeno en

comparación con los otros fluidos de trabajo.

La Figura 4 presenta el trabajo de la

turbina obtenido para el caso de estudio


del compresor, considerando aire, nitrógeno,


trabajo.

Figura 4 Gráfica del trabajo de la turbina en función de

la relación de presión

139


ISSN-2410-3993






de la turbina aumenta conforme aumenta la

relación de presión, el trabajo de la turbina es

mayor para el nitrógeno, siendo menor para el

dióxido de carbono. Este comportamiento es

debido a que la diferencia de temperatura entre

la entrada y la salida de la turbina es la misma

para todos los fluidos de trabajo pero el cambio

de entropía es mayor para el nitrógeno en

comparación con los otros fluidos de trabajo, lo

cual es debido a que la entropía del nitrógeno es

más sensible a un cambio de temperatura y

aumenta de forma más rápida con respecto a los

otros fluidos de trabajo analizados.

La Figura 5 presenta el trabajo neto

obtenido para el caso de estudio analizado en

función de la relación de presión del compresor,

considerando aire, nitrógeno, dióxido de

carbono y oxigeno como fluido de trabajo.

Figura 5 Gráfica del trabajo neto en función de la

relación de presión


neto tiene un comportamiento parabólico,

alcanzando un valor más grande cuando el

fluido de trabajo es dióxido de carbono y un

valor más pequeño cuando el fluido de trabajo

es oxígeno. Analizando la Figura 5 se observa

que para obtener un mayor trabajo neto es

recomendable utilizar el nitrógeno como fluido

de trabajo, ya que presenta su máximo valor a

una relación de presión de aproximadamente 7,

si bien, el dióxido de carbono puede producir

un mayor trabajo neto que nitrógeno, el dióxido

de carbono tiene como desventaja que su valor

máximo se encuentra a una relación de presión

de aproximadamente 23, lo cual ocasiona un

mayor consumo de energía debido a que se

necesita más energía para comprimir el dióxido

de carbono a su valor optimo, porque a mayor

relación de presión más grande es el consumo

de energía.

La Figura 6 presenta la eficiencia térmica

obtenida para el caso de estudio analizado en

función de la relación de presión del compresor,

considerando aire, nitrógeno y dióxido de

carbono y oxigeno como fluido de trabajo.

Figura 6 Gráfica de la eficiencia térmica en función de la


140


ISSN-2410-3993





La Figura 6 muestra que el valor máximo

de la eficiencia térmica es prácticamente el

mismo independiente del fluido de trabajo que

se trate, la diferencia radica en la relación de

presión a la cual se obtiene dicha eficiencia

térmica. Cuando el fluido de trabajo es dióxido

de carbono la eficiencia térmica máxima ocurre

a una relación de presión de 11, por su parte, el

oxígeno tiene una eficiencia térmica máxima a

una relación de presión de 5, finalmente cuando

el fluido de trabajo es aire o nitrógeno la

eficiencia térmica máxima ocurre a una relación

de presión de 4. Por tanto, es recomendable

utilizar aire o nitrógeno como fluido de trabajo

en la turbina de gas analizada, lo cual es debido

a que su eficiencia térmica se localiza a una

menor relación de presión.

La Figura 7 presenta el trabajo de

retroceso obtenido para el caso de estudio


del compresor, considerando aire, nitrógeno y


trabajo.

Figura 7 Gráfica del trabajo de retroceso en función de la


La Figura 7 muestra que el trabajo de

retroceso se incrementa conforme aumenta la

relación de presión y presenta siempre el mismo

comportamiento independientemente del fluido

de trabajo que se utilice. El trabajo de retroceso

es mayor cuando el fluido de trabajo es

nitrógeno siendo casi igual cuando el fluido es

aire y es menor cuando el fluido de trabajo es

dióxido de carbono.

El trabajo de retroceso no puede tener

valores superiores a 1, debido a que si el trabajo

de retroceso es mayor que 1 significa que se

debe introducir trabajo adicional a la turbina de

gas para su funcionamiento porque el trabajo

generado por la turbina no es suficiente para

accionar el compresor, lo cual ocasiona que la

turbina de gas en vez de generar trabajo lo

consuma.

Conclusiones

En el caso de estudio analizado se concluye que

independientemente del fluido de trabajo, el

trabajo del compresor siempre aumenta

conforme se incrementa la relación de presión.

El trabajo del compresor es menor cuando el

fluido de trabajo es dióxido de carbono y mayor

cuando el fluido de trabajo es nitrógeno.

Por otra parte, el trabajo de la turbina

aumenta conforme se incrementa la relación de

presión, independiente del fluido de trabajo que

se utilice el trabajo neto de la turbina siempre

muestra el mismo comportamiento. Si el fluido

de trabajo es nitrógeno el trabajo de la turbina

es mayor y es menor si el fluido de trabajo es

dióxido de carbono.

El trabajo neto alcanza el valor más

grande cuando el fluido de trabajo es dióxido de

carbono y el valor más bajo se obtiene cuando

el fluido de trabajo es oxígeno.

141


ISSN-2410-3993





Existe una gran diferencia en la relación

de presión a la cual se obtiene el valor máximo

del trabajo neto mientras que para el nitrógeno

y el aire el valor máximo se obtiene cuando la

relación de presión es de 7, para el oxígeno el

valor máximo del trabajo neto se obtiene a una

relación de presión de 8, pero para el dióxido de

carbono el valor máximo del trabajo neto se

obtiene cuando la relación de presión es de 23.

La eficiencia térmica tiene un valor

máximo prácticamente igual para todos los

fluido de trabajo, la diferencia radica en que si

el fluido de trabajo es aire o nitrógeno este

valor máximo ocurre a una relación de presión

de 4, para el oxígeno ocurre a una relación de

presión de 5 y para el dióxido de carbono la

eficiencia térmica máxima ocurre a una relación

de presión de 11.

El trabajo de retroceso aumenta conforme

se incrementa la relación de presión, la Figura 7

muestra que independientemente del fluido de

trabajo la gráfica siempre presenta el mismo

comportamiento. El trabajo de retroceso es

mayor cuando el fluido de trabajo es aire o

nitrógeno y es menor cuando el fluido de

trabajo es dióxido de carbono.

Para el caso de estudio planteado es

recomendable utilizar el nitrógeno como fluido

de trabajo, ya que tiene una mayor eficiencia

térmica y produce un mayor trabajo neto a una

relación de presión relativamente baja, la

eficiencia máxima ocurre a una relación de

presión de 4 y el trabajo neto máximo ocurre a

una relación de presión de 7.

Se concluye también que no hay

diferencia si se utiliza el aire como fluido de

trabajo en lugar del nitrógeno, ya que cuando se

utiliza aire como fluido de trabajo la eficiencia

máxima ocurre a una relación de presión de 4 y

el trabajo neto máximo ocurre a una relación de

presión de 7, además que los valores máximos

para la eficiencia térmica y el trabajo neto son

prácticamente iguales si el fluido de trabajo es

aire o nitrógeno.

Agradecimiento

―Programa apoyado por el CONACYT‖

mediante el proyecto ―Programa para

incrementar la participación de estudiantes de

licenciatura en proyectos de investigación‖

apoyado en la convocatoria ―Jóvenes talentos

2015‖

Referencias

Alfaro J. A., Gallegos A., Riesco J. M., Elizalde

F. y Mendoza C. (2012). Análisis de un ciclo de

potencia utilizando diferentes combustibles.

Memorias del XVIII congreso internacional

anual de la SOMIM, Salamanca, Guanajuato,

México.

Aragón G. (2013). Qualitative and quantitative

optimization of a standard irreversible Brayton

cycle. Revista Mexicana de Física. 59(1). pp.

224–229.

Aragón G., Canales A., León A. y Morales J. R.

(2013). A regenerator can fit into an internally

irreversible Brayton cycle when operating in

maximum work or efficiency. Revista

Mexicana de Física. 59(1). pp. 212–217.

Aragón G., Canales A., León A. y Musharrafie

M. (2003). A criterion to maximize the

irreversible efficiency in heat engines. J. Phys.

D:Appl. Phys., 36(1). pp. 280-287.

142


ISSN-2410-3993





Blanco J. M. y Peña F. (2011). Incremento de la

eficiencia en centrales termoeléctricas por

aprovechamiento de los gases de la combustión.

Información Tecnológica. 22(4). pp. 15-22.

Capella M. y Vásquez D. (200). Alternativas

para incrementar la eficiencia y capacidad de

las turbinas de gas. Ingeniería y Desarrollo.

8(1). pp. 89-98.

Cengel Y y Boles M. (2005). Thermodynamics:

An Engineering Approach. McGraw Hill, USA.

Fushimi, Zárate L. Díaz G., Moreda M.,

Fernández J. P. y Hall M. (2007). Análisis de la

mejora de la eficiencia energética de los ciclos

de vapor por utilización del calor de baja

exergía. Avances en Energías Renovables y

Medio Ambiente. 11(1). pp. 09-015.

Herrera C. A., Rosillo M. E. y L. Castaño L.

(2008). Fugas de calor y aprovechamiento de

efluentes en la optimización de ciclos Brayton

totalmente irreversibles. Revista Mexicana de

Física. 54(2). pp. 118–126.

Lugo R., Zamora J. M., Salazar M. yToledo M.

(2009). Relaciones de presiones óptimas de los

ciclos complejos de las turbinas de gas.

Información Tecnológica. 20(6). pp. 137-151

Malaver M. (2010). La relación de trabajo de

retroceso de un ciclo Brayton Ingeniería

Investigación y Tecnología. 11(3). pp. 259-266.

Malaver M. (2012). Optimización del trabajo en

un ciclo Brayton con irreversibilidades.

Ingeniería. 22(1). pp. 69-81.

Moran M. J. y Shapiro H. N. (2006).

Fundamentals of Engineering

Thermodynamics. John Wiley and Sons. USA.

Murillo R. A. y Montalvo M. de J. (2012).

Análisis exergético de un ciclo combinado en

una planta. Tesis de Licenciatura, Universidad

de Cartagena.

Muriel W. González J. y Romero J. (2008).

Modelado dinámico del proceso gas–turbina de

combustión en una planta de ciclo combinado.

Energía y Computación. 16(2).

Villamar C., Santos R., Rondón A. y Valera Y.

(2012). Modelado energético y exergético para

el estudio del ciclo Brayton. Ciencia e

Ingeniería. 13(3). pp. 119-128.

Zhang Y., Ou C., Lin B. y Chen J. (2006). The

Regenerative Criteria of an Irreversible Brayton

Heat Engine and its General Optimum

Performance Characteristics. J. Energy Resour.

Technol. 128(3). pp. 216-222.

143


Terapia Virtual Aumentada de la Coulrofobia en niños de primaria

CASTAÑEDA-Carolina†, ESPINOSA-Raquel, AMADOR-Alicia & CASTRO-Mauricio

Instituto Tecnológico de Puebla, Departamento de Sistemas y Computación. Av. Tecnológico No. 420 Col. Maravillas, C.P.

72220. Puebla, Pue. México. Facultad de Ciencias de la Comunicación, Universidad Autónoma de San Luís Potosí Av.

Karakorum No 1245, C.P. 78215 San Luís Potosí, S.L.P., México.


Resumen

El personal del consultorio de la escuela pública

Centro Escolar "Gustavo Díaz Ordaz" (en Puebla,

Pue.), detectó que un porcentaje alto de sus niños

sufre de coulrofobia (miedo a los payasos). Por tal

motivo la presente investigación desarrolló un

software de apoyo a la terapia de la misma. Se

implementó la herramienta computacional usando la

metodología por exposición virtual, la cual es un

tratamiento psicológico llamado ―exposición

controlada y progresiva a situaciones temidas‖. Esto

fue posible gracias a las Tecnologías de

Información y Comunicación, Realidad Virtual y

Realidad Virtual Aumentada. Se concluye que este

tipo de terapias con exposición virtual puede

generar una recuperación menos agresiva para los

niños. La razón es que el uso de la realidad

aumentada es una forma más amigable de presentar

las terapias que la exposición física de la persona

que padece coulrofóbia ante un payaso real. A la

vez se brinda una herramienta de apoyo a los

especialistas con metodología de punta.

Realidad Virtual, Realidad Virtual Aumentada,

Coulrofobia, Psicología del niño, Terapia de

exposición

Abstract

The office staff of the public School Center

―Gustavo Diaz Ordaz‖ (Puebla, Pue.) found that a

high percentage of children suffer coulrophobia

(fear of clowns). Therefore this research developed

a software to support the therapy itself.

Computational tool using the methodology

implemented by virtual exhibition, which is a

psychological treatment called "controlled and

gradual exposure to feared situations." This was

possible thanks to the Information and

Communication Technologies, Virtual Reality and

Augmented Virtual Reality. We conclude that this

type of therapy can generate a slideshow less

aggressive recovery for children. The reason is that

the use of augmented reality is a more friendly way

to present therapies than the real life exposure. At

the same time a tool is provided to support

specialists.

Virtual Reality, Augmented Virtual Reality,

Coulrophobia, Kids Phsicology, Esxposition

Terapy

___________________________________________________________________________________________________

Citación: CASTAÑEDA-Carolina, ESPINOSA-Raquel, AMADOR-Alicia & CASTRO-Mauricio. Terapia Virtual

Aumentada de la Coulrofobia en niños de primaria. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:143-153

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



144


ISSN-2410-3993


CASTAÑEDA-Carolina, ESPINOSA-Raquel, AMADOR-Alicia &

CASTRO-Mauricio. Terapia Virtual Aumentada de la Coulrofobia en

niños de primaria. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

El miedo es la sensación de angustia provocada

por la presencia de un peligro real o imaginario,

por lo que se considera una defensa natural del

ser humano ante determinada circunstancia. En

este caso, el miedo no es un problema, pero si

lo es cuando es definido como fobia. La fobia

por otro lado, es el temor intenso e irracional,

de carácter enfermizo, donde la sensación de

angustia se dispara a niveles mayores, causando

pavor, desesperación, taquicardia, aumento de

la presión, mareo, vómito, sudoración de manos

y cuerpo en general, y en ocasiones hasta

parálisis momentánea, todo esto derivado de un

peligro real o imaginario provocado por la

presencia de una persona, cosa o situación,

André, C. (2006). Dentro de la clasificación de

las fobias se encuentra la coulrofobia, la cual es

considerada como la fobia o miedo ilógico a los

payasos, ésta afecta principalmente a los niños,

aunque puede aparecer en adolescentes y

adultos. Báez, (2014), en discusiones sobre las

causas de la coulrofobia, dictamina que los

pacientes coinciden en que lo que más les

aterroriza de los payasos es el maquillaje

excesivo, a menudo acompañado de la nariz

roja y del color extraño del cabello, que les

permite ocultar su verdadera identidad. La

actitud que toma el payaso también produce

fobia, un ejemplo es el payaso Krusty, el

payaso de ―Los Simpsons‖, quien es chistoso

pero irreverente; o el ―Guasón‖ que es un

payaso aterrador y dominante en el re-

lanzamiento de la película Batman, quien

simboliza para el público en general una fuerza

aterradora de anarquía impredecible. Incluso en

la reciente película ―Intensamente‖ la niña

Raily padece de coulrofobia, ver Figura 1.

El personal del consultorio de la escuela

pública Centro Escolar "Gustavo Díaz Ordaz"

(en Puebla, Pue.), detectó que un porcentaje

alto de sus niños padece dicha fobia. Se

pretende ayudar al terapeuta y niños, mediante

el desarrollo de un software de apoyo a la

terapia de la misma. Por lo que se implementó

una herramienta computacional usando las

Tecnologías de Información y Comunicación

(TIC), recurriendo a la metodología por

exposición virtual, la cual es un tratamiento

psicológico llamado ―exposición controlada y

progresiva a situaciones temidas‖.

Figura 1 Raily personaje de la película ―Intensamente‖.

Wiederhold (2005) señala que la Realidad

Virtual (RV) ―es una excelente herramienta

para superar tanto fobias como el estrés. Entre

las que se encuentran el miedo a hablar en

público, viajar en avión, conducir y la

coulrofobia‖ (p.11).

Para desarrollar el software de Realidad

Virtual Aumentada (RVA), se realizó

inicialmente una prueba con los niños para

comprobar estadísticamente si los niños

padecen coulrofobia en el Centro Escolar

mencionado; encontrando que las estadísticas

arrojan que efectivamente el 43% respondió

que le da miedo los payasos, lo cual es un

indicador que representa a niños con problemas

de coulrofobia.

145


ISSN-2410-3993





Además de encontrar las características

que debían implementarse en el mismo para dar

un efecto coulrofóbico, por ejemlo el heho de

saber quién está detrás de ese disfraz de payaso.

Usando la herramienta desarrollada se

efectuaron sesiones terapéuticas cómodas,

interesantes, y seguras para que los niños

pudieran superar su miedo en forma amable y

no abrupta como lo hace la terapia por

exposición, que es una exposición real con el

payaso. Por lo que las secciones siguientes

contendrán el Objetivo General, Revisión de la

literatura, Herramienta terapéutica para el

tratamiento de la coulrofobia, Recopilación de

Datos, Análisis de Gráficas, Pruebas Realizadas

y Conclusiones.

Objetivo General

Utilizar las TIC para desarrollar e implementar

una herramienta computacional de apoyo en la

terapia de la Coulrofobia.

Revision de literatura

Las teorías que sustentan este documento se

detallan a continuación:

Fobia, coulrofobia

Como se mencionó anteriormente, una fobia se

define como un miedo aberrante y agudo de un

objeto o situación que constituya un peligro real

o imaginario para la persona que la padece. Por

lo general, una fobia se considera similar a un

miedo normal, pero en la medida en que se ve

afectada una persona es que se decide si ese

miedo se ha convertido en una fobia o no. Las

fobias más comunes que la gente por lo general

posee son la acrofobia (miedo a la altura), la

nictofobia (miedo a la oscuridad), la

entomofobia (miedo a los insectos),

claustrofobia (miedo a los lugares cerrados), y

la coulrofobia, entre otras. Báez (2014),

menciona que ―las fobias se manejan desde dos

fases del proceso neurótico.

La primera es la represión del deseo y su

transformación en angustia, fase que queda

ligada a un peligro exterior. Durante la segunda

fase, se van constituyendo todos los medios de

defensa destinados a impedir un contacto con

ese peligro, que queda como un hecho

exterior‖. A pesar de que la fobia puede ser un

miedo anormal a los demás, un solo

pensamiento de ese objeto o situación puede

hacer que la persona se torne inquieta y en caso

de que la persona esté expuesta a esa situación,

el terror puede ser traumático y abrumador. La

experiencia puede ser tan temible o angustiante

que la persona puede recurrir a cualquier

medida para evitarlo y, finalmente, acabará

cambiando su estilo de vida también.

La coulrofobia es un trastorno de la

personalidad bastante común entre los niños,

especialmente de 2 a 10 años, por lo que el

momento oportuno de disminuir/erradicar la

coulrofobia es en el kínder y primaria. Pero

también se encuentra en los adolescentes y

adultos, incluso hay adultos que no pueden ni

tener contacto visual con los payasos, (Donaire,

2014). Algunos niños cuando ven a los payasos

sufren de un miedo irracional que los afecta

cambiando su forma de actuar; se vuelven

retraídos, se esconden, lloran, gritan, patean, se

cobijan al lado de un adulto, tiemblan, les da

taquicardia o latidos del corazón irregulares,

respiración rápida, ansiedad severa, hircismo y

náuseas. Paul (2010), agrega los siguientes

síntomas: sequedad en la boca y

estremecimientos de temor, (p. 12). Por otro

lado, dado que son los niños los más afectados,

este problema se ve reflejado en sus actividades

diarias, repercutiendo en la escuela. Al igual

que otras fobias, la coulrofobia ha sido

desarrollada por la mente inconsciente, como

un mecanismo de protección.

146


ISSN-2410-3993





La víctima puede adquirir la coulrofobia

después de haber tenido una mala experiencia

en el pasado, o ver un retrato inquietante de un

payaso en la televisión, películas, o una

caricatura de payasos terroríficos. Se origina

también, por el temor que se ocasiona cuando el

payaso cubre su cara con pinturas de colores.

Esto se debe a que el niño piensa que el payaso

oculta sus facciones del resto de la gente, es

decir se esconde. Otra posible explicación sobre

esta fobia es que, los payasos suelen llevar una

expresión exagerada de felicidad o tristeza que

hace que el observador sea capaz de pensar que

el payaso tiene mal aspecto. El miedo aumenta

cuando la persona observa al payaso feliz en

contradicción con un comportamiento agresivo,

como, disparar a alguien o por arrojar agua a

partir de una flor. Algunos payasos tienen una

expresión terrorífica que le resulta espeluznante

al observador y su sola apariencia ocasiona

temor. Otros payasos no solo tienen una

expresión facial grotesca, antiestética, y en

ocasiones llena de cicatrices y/o marcas

extrañas que deforman una cara, sus dientes. Se

pintan los ojos con colores donde muestra su

faz no amigable, anormal, aberrante,

monstruosa y fiera. Por lo tanto, a la víctima le

resulta extremadamente difícil hacer frente a la

situación, ver Figura 2.

Figura 2 Payasos Terroríficos

Psicología del miedo

Ramírez (2014) y Roda (1999), mencionan que

―los miedos de los niños son irracionales y en

su gran mayoría, temporales y pasajeros,

especialmente en sus primeros años de vida.

Por eso es muy importante que los padres

tengan cautela cuando su bebé establezca algún

contacto con un personaje o con alguien que

lleve un disfraz, ya que hasta los 3 años los

niños no saben diferenciar la ficción de la

realidad‖, (p. 22). Baéz (2014), por otro lado,

señala que ―desde la perspectiva psicológica, el

miedo ocurre desde la infancia, por lo que la

mejor etapa de una persona para

disminuir/erradicar la coulrofobia es en edades

tempranas. Esta fobia ya se encuentra

clasificada en el Manual de Diagnóstico y

Estadística de Desórdenes Mentales, como

parte de los miedos a personas con disfraz‖, (p.

23).

147


ISSN-2410-3993





Antecedentes

Esta fobia fue clasificada recientemente, en

2013; Smithsonian señala que aunque ―el

término courofobia no se encontraba en el

Diccionario Inglés de Oxford, y en ningún

manual de psicología- para referirse al pánico

hacia los payasos‖, es un desorden mental que

afecta a personas de manera que les impide

realizar sus actividades de manera normal, que

a muchas, simplemente, no les gustan‖. Un dato

inesperado al respecto es que, la página en

Facebook titulada ―Odio a los payasos‖, tiene

480 mil ―me gusta‖. La duda importante es ¿por

qué o cómo surge este miedo a los seres que se

supone debería hacernos reír?‖. Nuevamente es

importante recalcar que, existen muchos

elementos de los payasos que asombran a las

personas. Se cree que la cosmetología empleada

es la principal causa de miedo en los niños y

adultos ya que juega un papel muy importante

en su imagen, ver un ejemplo en la Figura 2.

RV y RVA

La RV se define como un sistema informático

que genera en tiempo real la simulación de

lugares u objetos en 3D que existen en la

realidad, y que se da en el interior de una

computadora, Botella (2007). Mientras que la

RVA es el término que se usa para definir una

visión a través de un dispositivo tecnológico,

directa o indirecta, de un entorno físico del

mundo real, cuyos elementos se combinan con

elementos virtuales para la creación de una

realidad mixta en tiempo real, Rodríguez

(2011). En la Figura 3 se muestra la fotografía

de un libro y se superpone el mundo virtual de

un dinosaurio.

Figura 3 Ejemplo de RVA

Software

El software que se utilizó para la construcción

de la herramienta se describe a continuación.

BuildAR

El Build AR es una herramienta para la

construcción de escenas de RVA que se realiza

en cuestión de segundos, sin necesidad de

programación. Proporciona una vista de video

en vivo con modelos virtuales en Tercera

Dimensión (3D) en imágenes y marcadores. En

el ejemplo de la Figura 4, se muestra una mano

que sostiene un topo caricaturizado, realizado

en BuildAR por el laboratorio Human Interface

Technology Laboratory New Zealand, HIT Lab

NZ (2015).

SketchUp

Es un programa de diseño gráfico y modelado

en 3D, basado en caras. Para entornos de

arquitectura, ingeniería civil, diseño industrial,

diseño escénico, GIS, videojuegos o películas.

Se pueden dibujar líneas y formas y crear

marcadores, tirando de las superficies para

convertirlas en formas en 3D. Por lo que

permite alargar un objeto, copiar, girar y pintar

para lograr lo que se desee, SketchUp (2015).

148


ISSN-2410-3993





Figura 4 RVA modelada por HIT Lab NZ

VRML

VRML significa Virtual Reality Modeling

Language, que es un lenguaje de modelado de

mundos virtuales en 3D a los que se accede

utilizando el navegador. Igual que el HTML

sirve para maquetar páginas web. Se visita de

igual manera que si se visita una página web

cualquiera, con la salvedad que la página no se

limita a contener texto y fotografías, sino que

permite ver todo tipo de objetos y

construcciones en diferentes dimensiones. Por

lo que se puede navegar o interactuar, Jamsa

(1998).

Cortona3D

Es un plugins visor de VRML que permite ver

contenidos en 3D/2D en varias plataformas.

Cortona3D Viewer es libre para uso académico,

Cortona3d (2015).

HTML5

Es una colección de estándares para el diseño y

desarrollo de páginas web. Presenta la

información en el explorador de internet y la

manera de interactuar con ella, Gauchat (2012).

eXeLearning

Es una herramienta de código abierto (open

source) que facilita la creación de contenidos

educativos sin necesidad de ser experto en

HTML o XML. Se trata de una aplicación

multiplataforma que permite la utilización de

árboles de contenido, elementos multimedia,

actividades interactivas de autoevaluación,

facilitando la exportación del contenido

generado a múltiples formatos: HTML,

SCORM, IMS, etc, eXeLearning (2015).

Figura 5 Aplicación en BuildAR con marcadores en

Sketchup

Herramienta terapéutica para el tratamiento

de la coulrofobia

La construcción de ésta herramienta, se

describe a continuación.

Construcción de escenas de RVA

Se utilizó BuildAR para mostrar la figura de un

payaso. En Sketchup se crearon los marcadores

para mostrar la imagen del payaso creado en

BuildAR (ver Figura 5). Se incrustó en la

página web creada en eXeLearning.

149


ISSN-2410-3993





Escenificación de un payaso

Basándose en la teoría del miedo coulrofóbico,

se asume que es el maquillaje lo que induce la

fobia, por lo que se demuestra al coulrofóbico

que atrás de ese maquillaje de payaso, se

encuentra una persona. En la Figura 6 se

observa un video por secciones de la

trasformación de un niño en payaso, la cual se

realiza al caracterizarlo con maquillaje, peluca,

etc. Todo con el fin de que el coulrofóbico

observe detenidamente quién está detrás del

maquillaje y mostrar que un payaso puede ser

inofensivo. Una vez convertido en payaso se

muestra el video hacia atrás para ver al payaso

convertirse en la persona que fue maquillada. El

video se incrusta en una página web desde

eXeLearning.

Figura 6 Transformación de un niño en payaso

Construcción de la Herramienta

La herramienta fue realizada teniendo como

base exeLearning, en la cual se incrustaron

páginas en HTML5. La interfaz muestra la

bienvenida a la herramienta, donde se dispone

del lado izquierdo de botones con diferentes

funciones. Un botón permite ir a página donde

se encuentra información sobre la coulrofobia,

como apoyo al padre de familia y al terapeuta

escolar.

Otro botón permite ver en RVA a un

payaso. Mientras otro más contiene un mundo

virtual en VRML2. Gracias a que los mundos

virtuales son animados se pueden recorrer en

3D, y así se puede exponer a un niño ante un

payaso usando terapia por exposición. Un botón

permite visitar un circo, dentro del cual se

encuentran varios payasos amistosos, ver

Figura 7.

Figura 7 Circo realizado en VRLM y visualizado con

Cortona3D.

Los mundos virtuales de payasos (uno o

varios) permitirán disminuir/erradicar la

Coulrofobia por exposición. La bondad de esta

práctica es que el niño tendrá que ver al payaso

de una forma menos agresiva dado que su

contacto con un payaso es virtual. Se emplea

RV no immersiva, es decir su navegación es

con el ratón. Por lo que, si el niño se siente

atemorizado puede salir del mundo virtual con

solo cerrar los ojos o voltear la cara donde no

vea la pantalla de la computadora. Para

incrustar los mundos virtuales, se debe tomar en

cuenta que el archivo con extensión wrl debe

estar dentro de la carpeta del proyecto de

eXeLearning. Para poder visualizar el archivo,

se agrega el archivo VRML en un documento

html5.Ver Figuras 8 y 9.

150


ISSN-2410-3993





eXeLearning a HTML5

*

<div align="center">

<a ref="muestra.html">

<imgsrc="a.jpg"

width="229"

height="220" />

</a>

</div>

*

Figura 8 Código que liga el archivo html

Para guiar la observación de posibles

alumnos con problemas de coulrofobia, es

importante que el personal del consultorio de la

escuela detecte el problema mediante la

observación del alumno a través de un

instrumento de observación. En la Tabla 1 se

presenta el cuestionario que el terapeuta escolar

utiliza como instrumento de observación para la

recolección de dichos datos, el cual ayuda al

profesorado a recoger observaciones iniciales

ante la sospecha de un problema de coulrofobia.

HTML5 a VRML

*

<!DOCTYPE html> <head> <body> <p> <div align="center"> <embed src="circo_mundo.wrl" width="600" height="450" </body> </head>

*

Figura 9 Código que liga el archivo wrl

Tabla 1 Cuestionario para Niños de 3-5 años que

padecen coulrofobia

Recopilación de Datos

Antes de someter a los niños al software se

realizó una encuesta a 17 niños de tercero de

kínder del Centro Escolar Gustavo Díaz Ordaz,

empleando el cuestionario de la Tabla 1, ver

Figura 10. Se realizaron estadísticas con el

resultado de cada pregunta. Después de haber

realizado la encuesta se recopilaron los datos y

se hicieron gráficas para saber que estaba

pasando dentro de ese grupo respecto a la

coulrofobia. Los resultados de las gráficas se

muestran en las Figuras 11, 12 y 13.

Figura 10 Niños encuestados

1. ¿Te dan miedo los payasos? 2. ¿Te gustan sus colores? 3. ¿Son bonitos los payasos? 4. ¿Te dan risa? 5. ¿Cómo reaccionas ante un payaso? 6. ¿Crees que es bueno o malo? 7. ¿Qué piensas al ver un payaso? 8. ¿Qué es lo que te desagrada de los

payasos? 9. ¿Lloras cuando ves un payaso? 10. ¿Te hace sentir mal ver a un payaso? 11. ¿Te gusta escuchar sus chistes?

151


ISSN-2410-3993





Figura 11 Respuesta de la Pregunta 1



Análisis de Gráficas

Las preguntas fueron orientadas a niños de

tercero de kínder ya que a esa edad es cuando

más se da esta fobia y cuando los menores

tienen, por su naturaleza curiosa, un gran

interés por las computadoras, tabletas,

celulares, no por la tecnología que implica, sino

para jugar con ellas. En la pregunta 1, el 43%

respondió que les dan miedo los payasos, lo

cual es un indicador que representa a niños con

problemas de coulrofobia. En la pregunta 5, el

20% de niños tiene una reacción negativa ante

un payaso esto implica que son niños con

coulrofobia no tan grave. En la pregunta 8, el

25% de los niños no les agrada su vestimenta,

el otro 25% su forma de ser y el 50% no les

agrada sus accesorios, incluyendo su

maquillaje, esto indica que son niños con

coulrofobia. Los datos recopilados y el análisis

de las gráficas que se obtuvieron en todas las

preguntas permitieron encontrar detalles

importantes para implementar la herramienta.

Como por ejemplo en la pregunta 8 se observó

que son los accesorios lo que no les agradan a

los niños, por lo que se diseñó un video para

que un niño se transforme en payaso. Si el

video se ve con las escenas al revés podrá

descubrirse el hecho de que un payaso es ahora

transformado en un niño, lo que apoyará a

disminuir/erradicar la coulrofobia.

Pruebas Realizadas

Se llevaron a cabo las encuestas a 17 niños de

los que se sospechaba padecian de coulrofobia,

de la escuela pública ―Centro Escolar Gustavo

Díaz Ordáz‖. A partir de este grupo de niños se

obtuvo la informacion de los niños

coulrofóbicos. Se seleccionó a un paciente para

ver sus reacciones frente a un payaso real y para

someterlo a la herramienta implementada. Ver

Figuras 14 y 15.

80%

20%

5.- ¿Cómo reaccionas ante un payaso?

Positivamente

Negativamente

25%

50%

25%

8.- ¿Qué es lo que te desagrada de los payasos?

Vestimenta

Accesorios

Forma de ser

152


ISSN-2410-3993





Figura 14 Prueba a los niños del grupo frente a payasos

Figura 15 Paciente probando el software

Conclusiones

Se concluye que este tipo de terapias con

exposición RVA aumentada puede generar

una recuperación menos agresiva para los

niños ya que el uso de la realidad

aumentada es una forma más amigable de

presentar las terapias y a la vez brindar una

herramienta de apoyo a los especialistas.

Este tipo de terapia eficaz e innovadora sale

del método tradicional, tanto para el

paciente como para el especialista.

Por medio de la RVA el especialista puede

proyectarle al paciente escenarios de

payasos amigables o poco bruscos para

evaluar la reacción de los mismos y de esta

forma poder disminuir/erradicar su fobia.

Una gran ventaja de este tipo de terapia es

que el paciente en el momento que sienta un

miedo aberrante, puede desconectarse

instantáneamente del sistema de RVA con

solo voltear la cara o cerrar los ojos, debido

a que es RVA no inmersiva.

Referencias

André, C. (2006). Psicología del miedo:

temores, angustias y fobias, Barcelona, España:

Kairos, 2006.

Báez, J. (2014) Fobias (Tesis de Licenciatura)

Escuela de Enfermería Angelopolis, Puebla.

Botella C., Baños R., García-Palacios A., Quero

S., Guillén V. y Marco H., (Marzo de 2007)

Artículo: ―La utilización de las nuevas

tecnologías de la información y la

comunicación en psicología clínica.‖

Recuperado de: http://www.raco.cat/index.php/UOCPapers/article/v

iewFile/58173/68265

Cortona3d (2015) Plugin Cortona3D.

http://www.cortona3d.com/

Donaire, P.(2014) Bitnavegantes: ¿Qué es una

fobia? ¿Qué causas, síntomas y tratamiento

tiene?. México. Recuperado de: http://bitnavegante.blogspot.mx/2012/08/fobia-

causas-y-tratamiento.html

eXelearning (2015) ¿Qué es eXeLearning? http://exelearning.net/html_manual/exe_es/qu_es_e

xelearning.html

Gauchat, J. D. (2012) El gran libro de HTML5,

CSS3 y Javascript.

http://www.raco.cat/index.php/UOCPapers/article/viewFile/58173/68265

http://www.raco.cat/index.php/UOCPapers/article/viewFile/58173/68265

http://bitnavegante.blogspot.mx/2012/08/fobia-causas-y-tratamiento.html

http://bitnavegante.blogspot.mx/2012/08/fobia-causas-y-tratamiento.html

153


ISSN-2410-3993





Jamsa K., Schmauder P., Yee N. (1998) VRML

Biblioteca del programador. Mc Graw Hill.

Laboratorio Human Interface Technology

Laboratory New Zealand (HIT Lab NZ).

(2015) [http://www.buildar.co.nz/buildar-

showcase-2/].

Pérez-Salas, P., (2008). "Realidad Virtual: Un

Aporte Real para la Evaluación y el

Tratamiento de Personas con Discapacidad

Intelectual", Vol. 26, N° 2, Terapia Psicológica,

(Chile), pp. 253-262, Pontificia Universidad

Católica de Chile, Dic. 2008. Versión On-line

ISSN 0718-4808.

Pierre, P. (1995) Manual diagnóstico y

estadístico de los trastornos mentales,

Barcelona, España: America Psyquiatric

Associate.

Ramírez, E. (2014). Gabinete de Psicología:

Miedo Irracional. Madrid. Recuperado de:

http://gabinetedepsicologia.com/miedo-

irracional-psicologos-madrid-tres-cantos

Redacción QUO(2013) La psicología del miedo

a los payasos recuperación de

http://beta.quo.mx/noticias/2013/09/02/la-

psicologia-del-miedo-a-los-payasos

Roda,C. (1999) Nuevas terapias psicológicas: la

tercera generación Recuperado de:

http://www.psicologia-

online.com/psicologia_clinica/nuevas_terapias_

psicologicas/watson-y-las-fobias-infantiles.html

Rodríguez, M. (2011) Realidad virtual para

tratar problemas psicológicos. México.

Recuperado

de:http://www.consumer.es/web/es/salud/psicol

ogia/2011/02/27/199175.php

SketchUp (2015) Trimle Buildings Como usar

SketchUp.

Wiederhold (2005) ANSIEDAD / FOBIA

SOCIAL / TRATAMIENTO Psiquiatría.com

Clarín Revista de Nueva Literatura, 22 Abril

20.

154


Experiencia aplicando el modelo Integración de modelos de madurez de

capacidades nivel 2 (CMMI- DEV 2) en la Pyme Miracle Business Network S.A. de

C.V

LIMA-Margarita†, CRISOSTOMO-Sebastián, CONTRERAS-Jessica & PEREZ-Martha

Universidad Tecnológica de Tlaxcala, Carr. A el Carmen Xalpatlahuaya S/N C.P. 90500

Recibido14 de Enero,2014;Aceptado17 de Julio, 2014 ___________________________________________________________________________________________________

Resumen

El uso de modelos para elevar la calidad de software en

el sector tecnologías de la información en materia de

innovación y especialización se ha vuelto un requisito

para las pequeñas medianas y grandes empresas en todo

el mundo. En México la Secretaría de Economía a través

de convocatorias en diversos programas ha invitado a

este sector para facilitar el desarrollo y competitividad de

las empresas mexicanas, así como la atracción de

inversiones extranjeras.

El objetivo de este trabajo es describir la experiencia al

implementar el modelo CMMI-DEV2 en la PYME

Miracle Business Network S.A. de C.V., ubicada en el

estado de Tlaxcala, hacer una remembranza de lo que es

CMMI origen, evolución, niveles; haciendo hincapié en

el nivel 2 de desarrollo que fue el utilizado, mostrar

algunos artefactos utilizados, resaltar la importancia del

trabajo en equipo.

Software, PyMES, Desarrollo

Abstract

The use of models to improve the quality of software in

the information technology sector in terms of innovation

and specialization has become a requirement for small,

medium and large enterprises around the world. In

Mexico, the Ministry of Economy, response to calls to

several programs. It has invited to this sector to facilitate

the development and competitiveness of Mexican

companies and the attraction of foreign investments.

The objective of this work is to describe the experience to

implement CMMI-DEV2 model. The SME Miracle

Business Network SA de CV, located in the state of

Tlaxcala, make a remembrance of what is CMMI origin,

evolution, levels; with emphasis on development level 2

that was used to show some artefacts used, highlighting

the importance of teamwork in the project called

acquisition of property and infrastructure of the

microenterprise.

Software, SMES, Development

___________________________________________________________________________________________________

Citación: LIMA-Margarita, CRISOSTOMO-Sebastián, CONTRERAS-Jessica & PEREZ-Martha. Experiencia aplicando el

modelo Integración de modelos de madurez de capacidades nivel 2 (CMMI- DEV 2) en la Pyme Miracle Business Network

S.A. de C.V. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:154-167

___________________________________________________________________________________________________



155

Artículo Revista de Tecnología e Innovación Marzo 2015. Vol. 2 No.2 154-167

ISSN-2410-3993

ECORFAN® Todos los derechos reservados. LIMA-Margarita, CRISOSTOMO-Sebastián, CONTRERAS-Jessica & PEREZ-

Martha. Experiencia aplicando el modelo Integración de modelos de madurez de

capacidades nivel 2 (CMMI- DEV 2) en la Pyme Miracle Business Network S.A.

de C.V. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

CMMI es el sucesor de CMM, la meta del

proyecto CMMI fue mejorar la usabilidad de

los modelos de madurez de la ingeniería de

software y de otras disciplinas integrando

diferentes modelos en un solo marco de trabajo.

CMM fue desarrollado desde 1987 hasta

1997. En 1987 Watts Humphrey publicó las

primeras ideas del marco CMM en la revista de

IEEE Software. En 1989 publicó su libro

titulado Managing the software Process. En

1991 se publican el informe técnico donde se

describían las áreas de proceso de la versión 1.0

del CMM (Key Practices of Capability

Maturity Model for Software Engineering

v1.0-CMU-SEI/91.TR-25). En 1993 se

actualiza el modelo y se publica la versión

v1.2 del CMM en el informe técnico(Key

practices of capability Maturity Model for

Software Engineering v1.1-CMU-SEI/93-TR-

25) en el año 2000 surgió la versión 1.0, en el

año 2002 la versión 1.1 en el año 2006 fue

liberada la versión 1.2. Y en el 2010 salió la

versión 1.3. Para construir el CMMI se usaron

como fuentes un primer conjunto de modelos

como fueron el SW-CMM versión 2, EIA/IS

731, IPD-CMM. (Piattini Velthuis Mario,

Garzas Parra Javier, 2010)

CMMI permite aproximarse a la mejora

continua y evaluaciones del software utilizando

2 representaciones, la representación por etapas

y la representación continua cada una de las

representaciones proporciona un camino para

implementar la mejora del proceso de software

con el objetivo de alcanzar los objetivos del

negocio, ambas representaciones proporcionan

el mismo contenido pero organizado de formas

diferentes; se tienen dos representaciones

diferentes por herencia del modelo que utilizan

previamente:

Si se está familiarizado con el CMM

Software entonces se utiliza la representación

por etapas, mientras que si se proviene del

System Engineering Capability Model (SECM)

se utiliza la representación continua.

El modelo CMMI DEV 2 es un conjunto

de productos (suite) que soportan la mejora del

sistema, este conjunto está formado por el

conjunto de modelos CMMI de referencia, los

métodos de evaluación SCAMPI (Standard

CMMI Apraisal Method for procesos

Improvement) y los cursos de entrenamiento.

Los modelos CMMI identifican las áreas

de proceso presentes en un enfoque industrial

del desarrollo de software o sistemas. El

objetivo es ayudar a las organizaciones a

mejorar su capacidad para entregar los

productos a sus clientes, pueden utilizarse para

mejorar toda la organización una división o

una unidad de la organización.

CMMI ayuda a integrar los esfuerzos de

mejora, completando aspectos tradicionalmente

separados como lo son aspectos de gestión y

desarrollo, ayuda a determinar metas y

prioridades en la mejora, al disponer de un

mecanismo de evaluación y modelos de

referencia (Piattini et al. Pg.236)

El modelo CMMI DEV 2 parte de las

políticas de la organización donde se especifica

las directrices para desarrollar software. En este

nivel se pide que los proyectos se gestionen

es decir que el equipo de trabajo siga un plan

definido con actividades de cada una de las

áreas de proceso con responsables, esfuerzo y

duración de todo el proyecto.

156


ISSN-2410-3993





―Implica capacitar a las personas para

que hagan los procesos como se han previsto

en el plan, establecer cómo se van a controlar

los documentos producidos en cada etapa

(Software Engineering Institute [SIE], 2010)

Nivel de capacidad 2: Gestionado

Un proceso de nivel de capacidad 2 se

caracteriza como un proceso gestionado. Un

proceso gestionado es un proceso realizado

(nivel de capacidad 1) que tiene la

infraestructura básica dispuesta para soportar el

proceso. Se planifica y ejecuta de acuerdo a

políticas; emplea personal con habilidades;

tiene los recursos adecuados para producir

resultados controlados; involucra a las partes

interesadas relevantes; se monitoriza, controla y

revisa; y se evalúa la adherencia a su

descripción de proceso.[SEI] (2010). La

disciplina de proceso reflejada por el nivel de

capacidad 2 ayuda a asegurar que las prácticas

existentes se mantienen durante tiempos de

presión.

En la república Mexicana 49 empresas

han alcanzado certificarse y registrarse en este

nivel, esto indica que la mejora en el proceso de

la calidad del software bajo este modelo está

vigente. (Yesenia Nohemí González Meneses,

2014)

Este artículo tiene como objetivo

describir las actividades relevantes de cada

etapa del proceso del modelo CMMI-DEV 2

ver 1.3. Del proyecto sistema Adquisición de

Bienes, servicios e infraestructura,

implementado en la PYME Miracle Business

S.A.de C.V.

Se encuentra estructurado de la siguiente

forma: En primer lugar se describe el giro de la

microempresa, posteriormente se argumenta la

importancia del trabajo en equipo, se hace

referencia a la metodología de software usada,

luego se cita los cinco niveles con los que

cuenta el modelo, posteriormente se describe el

nivel CMMI-DEV2; finalmente se hace una

conclusión.

Giro de PYME Miracle Business S.A. de C.V

Miracle Business S.A. de C.V. Es una empresa

de profesionales dedicados a proporcionar

Consultoría de negocios usando Tecnologías de

Información. MBN inició operaciones en el año

2000 a través de su socio tecnológico

MiracleSoft y convirtiéndose en una razón

social independiente en el 2006.

Miracle Business Network, S.A. de C.V.

fue constituida el 16 de marzo del 2006,

derivada de la experiencia e iniciativa de sus

socios por generar oportunidades de empleo a

nivel nacional. En el año 2008 se identificó la

necesidad de contar con una metodología que

permitiera brindar la calidad requerida a los

proyectos, para mayor satisfacción de los

clientes.

Por este motivo se implanto la Norma

de CalidadNMX-I-059/NYCE-2005

(MoProSoft). En ella se establecen las

actividades y responsabilidades para cada uno

de los procesos que integran a la organización.

Un año después, MBN se sometió a la

evaluación por parte del Organismo Verificador

NYCE, y tras realizar el proceso de

Verificación fue Aprobada y Certificada dentro

del NIVEL 2 de la Norma de Calidad.

157


ISSN-2410-3993





Actualmente MBN cuenta con la

distinción ORACLE Gold Partner, y se

encuentra en el recorrido para convertirse en

Partner Especializado en la herramienta

GOLDEN GATE, para replicación de la

información en tiempo real.

Trabajo en equipo

El liderazgo es el proceso de influencia entre

líderes y seguidores para lograr los objetivos

organizacionales por medio del cambio, se

considera crucial para el éxito de cualquier

proyecto, algunos rasgos de los líderes

efectivos son: dominio, gran energía, locus de

control interno, integridad, flexibilidad,

confianza personal, estabilidad, inteligencia, y

sensibilidad hacia los demás. El establecimiento

de roles asignados al personal que contribuye

con una tarea específica en este tipo de

proyectos están conscientes de que deberán

combinar actitudes, habilidades

conocimientos, comunicación y controlar el

estrés generado en momentos de dificultad o

contingencia. Dado el uso creciente de los

equipos para organizar las actividades de

trabajo en innumerables organizaciones, el rol

de los lideres es primordial para facilitar las

conductas productivas entre los miembros de

un equipo, existe la necesidad de un liderazgo

porque los equipos están formados por varias

personalidades, estados mentales motivos y

agendas. Para ser un líder de quipo efectivo se

requiere de un cambio en el estado mental y en

el comportamiento de quienes están

involucrados, con el fin de fomentar el

desarrollo del espíritu de equipo los lideres

deben observar de manera perspicaz lo que

sucede en el equipo hacer contribuciones

cuando sea necesario, alentar un clima de

dialogo, convertir los obstáculos en

oportunidades y considerarse a ellos mismos y

a los demás como parte del conjunto de

conocimiento, habilidades, e ideas del equipo.

(Lussier, 2010)

La mayor parte de software profesional

se trabaja en equipos de proyecto, como regla

general, los grupos del proyecto de ingeniería

de software no deben tener mas de 10

miembros cuando se usan grupos pequeños se

facilita la comunicación.La buena gestion no

puede garantizar el éxito del proyecto, sin

embargo, la mala gestión por lo general da

como resultado una falla del proyecto: el

software puede entregarse tarde, costar mas de

lo estimado originalmente o no cumplir las

expectativas de los clientes. (Somerville, 2011)

Modelo de software en cascada

Consta de las siguientes etapas:

1. Análisis y definición de requisitos. Los

servicios, restricciones y metas del sistema se

definan a partir de las consultas con los

usuarios. Entonces, se definen en detalle y

sirven como especificación de requisitos.

2. Diseño de sistema de software. El

proceso de diseño de sistema divide los

requerimientos en sistemas hardware o

software. Establece una arquitectura completa

del sistema. El diseño de software identifica y

describe las abstracciones fundamentales del

sistema software y sus relaciones.

3. Implementación y prueba de unidades.

Durante esta etapa el diseño se lleva a cabo

como un conjunto de unidades o programas se

integran y prueban como un sistema completo

para asegurar que se cumplan con los

requerimientos de software, posteriormente

estas pruebas se le entregan al cliente.

158


ISSN-2410-3993





4. Funcionamiento y mantenimiento. El

sistema se instala y se pone en funcionamiento.

El mantenimiento implica corregir errores no

descubiertos en las etapas anteriores del ciclo

de vida, mejorar las implementaciones de las

unidades del sistema y resaltar los servicios del

sistema una vez que se descubren nuevos

requerimientos.(Somerville I. 2005)

Modelo de referencia CMMI DEV 2 ver 1.3

Los componentes básicos que soporta este

modelo son las personas, los métodos y

procedimientos y las herramientas y el

equipamiento, como se muestra en la figura 1.

Figura 1

CMMI es un modelo de referencia que

cubre las actividades del desarrollo y del

mantenimiento aplicadas tanto a los productos

como los servicios. Las utilizan organizaciones

de numerosas industrias incluyendo la

aeroespacial; los bancos, la construcción de

ordenadores, el software la defensa, la

fabricación del automóvil, y las

telecomunicaciones utilizan el CMMI para

desarrollo. Los modelos de la constelación de

CMMI para desarrollo contienen prácticas que

cubren la gestión de proyectos, la gestión de

procesos, la ingeniería de sistemas, la ingeniería

del hardware, la ingeniería del software, y otros

procesos utilizados en el desarrollo y

mantenimiento.

Las metas genéricas y las practicas

genéricas (GGs- GPs) son la base para

incorporar los procesos que implementa un área

de proceso.

La planeación del proyecto es un proceso

iterativo que comienza cuando se diseña un

plan de proyecto inicial durante la fase de

arranque del proyecto.

Al comienzo de un proceso de

planeación, hay que valorar las restricciones

que afectan el proyecto, estas son fecha de

entrega, personal disponible, presupuesto global

y herramientas disponibles.

Como se observa en la siguiente figura.

Figura 2

Componentes requeridos, esperados e

informativos

Los componentes requeridos describen lo que

una organización debe realizar para realizar

para satisfacer un área de proceso.

Los componentes esperados describen lo

que una organización puede implementar para

lograr un componente requerido. Los

componentes requeridos guían a los que

implementan mejoras o realizan evaluaciones,

también incluyen practicas específicas y

genéricas.

159


ISSN-2410-3993





Los componentes informativos

proporcionan detalles que ayudan a las

organizaciones a comenzar a pensar en cómo

aproximarse a los componentes requeridos y

esperados. Figura 3

Figura 3

Áreas de proceso

Un área de proceso es un grupo de prácticas

relacionada en un área que cuando se

implementan de forma conjunta, satisfacen un

grupo de objetivos considerados importantes

para la mejora de esta área, en este modelo de

referencia hay 22 áreas de proceso. Figura no

4.

Figura 4

Modelo CMMI DEV 2 aplicado al

desarrollo de BSI (Sistema de adquisición de

bienes servicios e infraestructura)

El sistema se desarrolló bajo este modelo en un

periodo de junio a Septiembre del 2014 con 4

módulos y son:

1. Artículos

Cartas de asignación.

Préstamos.

Mantenimiento.

2. Proveedores

3. Servicios

4 .Iniciar sesión

Figura 5

El equipo de trabajo estuvo conformado

por 10 personas que tomaron los siguientes

roles: Director de operaciones, responsable de

administración de Proyecto específico,

responsable de pruebas, responsable de

desarrollo y mantenimiento de software

programador, analista, diseñador, responsable

de manuales, administrador de base de datos,

revisor, usuarios, diseñador de interfaz de

usuario y cliente.

160


ISSN-2410-3993





A continuación se describe brevemente

la responsabilidad asociada a cada rol.

Administrador del Proyecto Específico

(APE)

Toma de decisiones, planeación

estratégica, manejo de personal y desarrollo de

software.

Director de Operaciones (DO)

Mantiene visibilidad sobre la asignación

de recursos y los resultados que se obtienen por

parte de los equipos de trabajo asignados a las

diferentes tareas de agregación de valor.

Participa en la aprobación de procesos,

estándares y uso de herramientas.

Responsable de Procesos y Calidad

(CPC)

Mantiene actualizados los procesos

organizacionales y activos de proceso.

Comunica a los involucrados los cambios y

versiones actualizadas de procesos.

Facilita la capacitación en el uso de procesos,

formatos y herramientas. Verifica el

cumplimiento de las políticas y procesos

organizacionales.

Auditor (AU)

Conocimiento de las diferentes fases del

desarrollo de proyectos y capacidad para la

verificación de la ejecución de los procesos en

cada una de sus etapas.

Medición y Análisis (MA)

Conocer y valorar indicadores asociados

al desarrollo de proyectos que permitan medir

el estado de los mismos.

Administración de la Configuración (AC)

Conocimiento y experiencia en el manejo

de control de versiones y administración de los

repositorios.

Responsable de pruebas (RP)

Conocimiento y experiencia en la

planeación y realización de pruebas de

integración y de sistema.

Responsable de Desarrollo y

Mantenimiento de Software (RDM)

Manejo en la planificación de proyecto

que consiste en desplegar el plan del

proyecto/servicio, involucrar a los actores

apropiadamente, obtener el acuerdo sobre el

plan y mantenerlo, dentro de las funciones más

importantes de esta etapa se encuentran las

siguientes:

1. Estimación de atributos de tareas y productos

de trabajo

2. Determinación de recursos

3. Negociación y validación de compromisos

4. Generación de planes, incluido el

cronograma

5. Identificación y análisis de riesgos a planes

de mitigación

Medición y análisis (MA)

La función principal es apoyar a los

equipos en factores críticos de éxito, mantener

la visibilidad del uso de los recursos, medir y

reportar la eficiencia de los procesos relevantes

a la organización.

161


ISSN-2410-3993





Analista (AN)

La función principal es la obtención,

especificación y análisis de los requerimientos.

Programador (PR)

La función principal es la programación,

en algún lenguaje de programación, integración

y pruebas unitarias.

Diseñador (DI)

La función principal es diseño de la

estructura de los componentes de software.

Responsable de Manuales (RM)

Conocimiento de las técnicas de

redacción y experiencia en el desarrollo y

mantenimiento de software.

Administrador de Base de Datos (DBA)

Conocimiento en administración de bases

de datos.

Cliente (CL)

Interpretación del estándar de la

especificación de requerimientos.

Revisor (RE)

Conocimiento en las técnicas de revisión

y experiencia en el desarrollo y mantenimiento

de software.

Diseñador de Interfaz de Usuario (DU)

Conocimiento en diseño de interfaces de

usuario y criterios ergonómicos.

Niveles de madurez

Nivel de madurez 1

En el nivel de madurez 1, los procesos son

generalmente ad-hoc y caóticos. La

organización generalmente no proporciona un

entorno estable para dar soporte a los procesos.

A pesar de este caos, las organizaciones de

nivel de madurez 1, a menudo producen

productos y servicios que funcionan; sin

embargo frecuentemente exceden sus

presupuestos y no cumplen sus calendarios.

Nivel de madurez 2: Gestionado

En este nivel los proyectos de la organización

han asegurado que los procesos se planifican y

realizan de acuerdo a políticas los proyectos

emplean personal con habilidad que dispone

de recursos adecuados para producir resultados

controlados; involucran a las partes interesadas

relevantes; se monitorizan controlan y revisan;

y se evalúan en cuanto a su adherencia a sus

descripciones de proceso.

Nivel de madurez 3: Definido

Los procesos son bien caracterizados y

comprendidos y se describen en estándares,

procedimientos, herramientas y métodos. El

conjunto de procesos estándar de la

organización, que es la base del nivel de

madurez 3, se establece y mejora a lo largo del

tiempo. Estos procesos estándar se usan para

establecer la consistencia en toda la

organización. Los proyectos establecen sus

procesos definidos adaptando el conjunto de

procesos estándar de la organización de acuerdo

a las guías de adaptación de ―conjunto de

procesos estándar de la organización‖

162


ISSN-2410-3993





Nivel de madurez 4

En este nivel la organización y los proyectos

establecen objetivos cuantitativos en cuanto al

rendimiento de calidad y del proceso, y los

utilizan como criterios en la gestión de los

procesos.

Los objetivos cuantitativos se basan en

las necesidades del cliente, usuarios finales,

organización e implementación del proceso. El

rendimiento de calidad y del proceso se

comprende en términos estadísticos y se

gestionan durante la vida de los procesos [SEI

2010].

Nivel de madurez 5: En optimización

Una organización mejora continuamente sus

procesos basándose en una comprensión

cuantitativa de las causas comunes de variación

inherentes a los procesos, este nivel se centra

en mejorar continuamente el rendimiento de

proceso mediante mejoras incrementales e

innovadoras de proceso y tecnológicas. Los

objetivos cuantitativos de mejora de procesos

para una organización se establecen, se revisan

continuamente para reflejar el cambio a los

objetivos del negocio y se utilizan como

criterios para gestionar la mejora de proceso.

Los efectos de procesos desplegados se miden y

evalúan frente a los objetivos cuantitativos de

mejora de procesos. Figura 6.

Figura 6

En el nivel 2 hay siete áreas de proceso

1. Gestión de requerimientos

(REQM)

2. Planificación de proyecto(PP)

3. Monitorización y control de

proyecto(PMC)

4. Gestión de acuerdos con

Proveedores (SAM)

5. Gestión Cuantitativa del

proyecto(QPM)

6. Gestión de riesgos (RSKM)

7. Gestión de configuración (CM)

Como se muestra en la siguiente figura.

Figura 7

163


ISSN-2410-3993





Actividades relevantes dentro de cada una de

las fases

Planificación de proyecto (PP)

Reside en desarrollar el plan del proyecto o

servicio, involucrar a los actores

apropiadamente, obtener el acuerdo sobre el

plan y mantenerlo, dentro de esta fase se debe

cubrir al menos lo siguiente: Estimación de

atributos de tareas y productos de trabajo,

determinación de recursos, determinación de

recursos, negociación y validación de

compromisos, generación de planes, incluido el

cronograma, identificación y análisis de riesgos

a planes de mitigación como se muestra en la

figura 8.

Se inició con la estimación de tiempo

para realizar la planificación de recursos

materiales y humanos. Tabla 1

Tabla 1

Especificación de Requerimientos

Consiste en seguir las recomendaciones del

formato IEE-830 en cual se usa para la

especificación de requerimientos del cliente,

realizar especificación de requisitos (En sitio

con el cliente).

Verificación de especificación de

requisitos, corrección de especificación de

requisitos, validación/aceptación de la

especificación de requisitos, elaborar matriz de

trazabilidad, realizar baseline de documentos de

requerimientos, entrega de documento de

especificación de requisitos, conocidos también

como artefactos.

Específicamente este documento de manera

breve, se integra de las siguientes partes:

Especificación de requerimientos IEEE

830

1. Introducción. Contexto del

problema a resolver.

2. Propósito: Esta sección define el rol

o propósito de la especificación de

requerimientos en el contexto de la

documentación general.

Alcance: Se refiere a una breve

descripción del alcance de la especificación de

requerimientos; que proyecto (s) están

asociados, y cualquier otra cosa que es afectada

o influenciada por este documento.

Definiciones, Acrónimos y

Abreviaturas: Esta sección define las

definiciones de todos los términos, acrónimos,

y abreviaturas requeridas para interpretar

adecuadamente la especificación de

requerimientos. Esta información puede

proveerse por referencia al glosario de la

organización.

Audiencia: Esta sección identifica la

audiencia específica esperada para la

especificación de requerimientos. Para cada uno

de los participantes se debe indicar los niveles

de participación.

164


ISSN-2410-3993





Referencias: Esta sección tiene una

lista completa de todos los documentos

referenciados en cualquier lugar del documento.

Cada documento debe ser identificado por

título, número de reporte (si aplica), fecha de

publicación, archivo que lo contiene y

organización que lo publica. Especificar las

fuentes desde las que se obtuvieron las

referencias. Esta información puede ser provista

por referencia a un apéndice o a otro

documento.

1. Presentación del producto

2. Propósito del sistema

3. Objetivo: En este apartado se debe

indicar de manera general lo que se pretende

lograr con el desarrollo del sistema.

4. Alcance: Se indican en términos

generales las funciones que el sistema deberá

realizar.

No contempla: Este campo sirve para

indicar algunos aspectos funcionales o no

funcionales que se desea destacar, no estarán

incluidos en el producto. El objetivo de esta

sección es dejar expresadas cuestiones que el

producto no cubrirá.

Restricciones y supuestos: El objetivo

de este apartado es indicar cualquier aspecto

que debe ser considerado para el desarrollo, que

puede afectar al cumplimiento de los

requerimientos, que viene dado desde el

ambiente del negocio, o acordado con

anterioridad. Fundamentalmente se debe

destacar cuestiones políticas o legales del

entorno de la organización que pueden afectar

el éxito del proyecto si no se les brinda un

adecuado tratamiento.

5. Descripción general:

Listado de la funcionalidad del

sistema: Esta sección provee una descripción

general de la funcionalidad del sistema. Es

utilizado por la persona interesada en el

comportamiento del sistema, tales como:

clientes, arquitectos, analistas de sistemas,

analistas de proceso de negocio, diseñadores de

interfaz gráfica de usuario, analistas de prueba,

diseñadores de casos de prueba,

administradores, etc. Debe listar para cada caso

de uso:

El número del caso de uso: Es un

número correlativo, que se asigna conforme se

identifican las funciones del sistema y sirve

para facilitar su identificación.

El nombre del caso de uso: Debe ser

una frase representativa de la funcionalidad

que ese caso de uso realiza, el nombre no debe

repetirse.

Prioridad: En este campo se deberá

categorizar al caso de uso con relación a su

importancia en el contexto del sistema que se

está especificando, un criterio de clasificación

podría ser: esencial, deseable, útil.

Esencial: Cuando el caso de uso deba

incluirse en el sistema ya que es indispensable

para lograr el objetivo del desarrollo.

Útil: Cuando el sistema funcione menos

eficientemente si no se agrega este caso de uso,

es decir, que si no se incluye el objetivo del

desarrollo se alcanza, pero no de manera

óptima.

Deseable: Cuando el caso de uso no es

esencial para el sistema pero que lo hace, de

alguna manera más atractivo para los usuarios.

165


ISSN-2410-3993





Complejidad: Aquí se permite

categorizar los casos de uso en función de su

dificultad para el desarrollo, los valores

sugeridos son: muy simple, medio, complejo,

muy complejo; y se determinan en función de

dos parámetros básicos, si el caso de uso tiene

interfaces complicadas o cálculos complicados

o combinación de ambos.

En la tabla 3 se muestra una parte de la

descripción general y listado de la

funcionalidad del sistema, en la tabla no. 2 se

muestra el diagrama de casos de uso, Tabla

no.2

Tabla 2

Los siguientes documentos son otros

artefactos utilizados en esta fase.

Diagramas de casos de uso

Listado de actores

Perspectiva del producto

Modelo de dominio

Descripción detallada de requerimientos

Prototipo de interfaces

Reglas y funciones de negocio

Requerimientos no funcionales

Requerimientos de interfaz

Especificaciones suplementarias

La Gestión de proyectos (PP PMC)

Genera los planes de proyecto, lleva a cabo las

actividades de monitoreo y control incluyendo

la comunicación con el cliente, da seguimiento

a las actividades del equipo, gestiona cambios,

revisa que las actividades asociadas al ciclo de

Ingeniería se lleven a cabo adecuadamente,

verifica que las actividades relacionadas con la

calidad del producto, y de procesos se lleve a

cabo, da seguimiento a costos, actualiza estado

de riesgos coordina actividades de mitigación,

administra recursos materiales y humanos,

gestiona adquisiciones para el proyecto da

seguimiento a planes de entrenamiento y

desarrollo de recursos humanos, lleva a cabo el

seguimiento a la planeación de datos para

verificar la seguridad y confiabilidad de los

mismos, como se muestra en la figura 9.

Figura 8

Gestión de requerimientos (RE REQM)

En esta fase el analista ejecuta el plan de

análisis, para especificar los requerimientos

funcionales y no funcionales utilizando

representaciones como prototipos, casos de uso

o escenarios. También es necesario definir el

proceso de levantamiento de requerimientos,

control de los cambios, y documentación de la

matriz de trazabilidad. Como se muestra en las

siguientes figura 10.

166


ISSN-2410-3993





Figura 9

Aseguramiento de calidad (PPQA)

Se establecen planes de calidad y calendarios de

auditorías para cada uno de los procesos,

también se coordinan las funciones de

documentación y ejecución de pruebas. Figuras

11.

Figura 10

Gestión de la Configuración (CM)

En esta etapa se realizan planes de gestión de la

configuración a nivel organizacional y a nivel

proyecto, que administre los productos de

trabajo activos de proceso para integrar las

líneas base, auditorias físicas, auditorias

funcionales, administración de cambios de

elementos de configuración, y reportes de

estado. Figura 12.

Figura 11

Gestión de Adquisiciones (SAM)

En esta fase se establecen planes de

adquisiciones, acuerdos, contratos y de

seguimiento a los mismos. En la fase de

definición es necesario que revise el proceso

actual de adquisiciones y lo documente junto

con los formatos aplicables para llevar a cabo

esta gestión como pueden ser listas de

proveedores, inventarios de activos o licencias,

formatos para solicitud de compras para evaluar

proveedores, reportes de avances periódicos de

desempeño de proveedores y cierre de

adquisiciones.

Conclusión

Hay que recordar que el enfoque general de

CMMI radica en el desarrollo de procesos

organizacionales que permiten mejorar el

desarrollo de productos y servicios. En

particular, el nivel 2 tiene como esencia el

proveer los fundamentos para gestionar bajo

procesos y las bases para la estandarización de

los mismos. Los resultados finales tangibles

del proyecto fueron documentar la

especificación de requisitos que contiene la

descripción de casos de uso así como los

requerimientos no funcionales y funcionales

que deberá cumplir el proyecto, análisis y

diseño: que contiene.

167


ISSN-2410-3993





Referencias

Institute, S. E. (2010). CMMI® for

Development, Version 1.3. Carnegie Mellon

University.

Lussier, R. (2010). Liderazgo teoria, aplicación

y desarrollo de habilidades (4 ed.). Queretaro:

CENGAGE Learning.

Piattini, M. y Garzás Javier (2 ed.). (2010).

Alfaomega.

Somerville, I. (2011). Ingeniería de software

(2011 ed.). México: Pearson Educación.

Yesenia Nohemí González Meneses, N.Y.

(2014). Análisis del estado actual de

certificaciones CMMIDEV ver. 1.3 año 2013 y

2014, a nivel Mundial y en México . Research

in Computing Science 79 (2014), 124.

Institute, S. E. (2010). CMMI® for

Development, Version 1.3. Carnegie Mellon

University.

Recuperado de

http://cmmiinstitute.com/resources/cmmi-

development-version-13

Rodríguez Cosme, B. (2014) Sistema de

adquisición de bienes, servicios e

infraestructura aplicando el modelo CMMI-

DEV2 (Memoria de estadia profesional inédita

de Técnico Superior Universitario).

Universidad Tecnológica de Tlaxcala

PYME Miracle Business S.A.de C.V.

Kernel-SEI. HandsOnCMMiDev Vjca

[Diapositivas], 91 Diapositivas

Secretaría de Economía. Prosoft 3.0

Convocatoria Prosoft 2014. Recuperado de

http://www.prosoft.economia.gob.mx

168


Diseño y Construcción de un Fotedetector Balanceado

REYNA-Pablo†, GARRIDO-Javier, VAZQUEZ-Manuel & FLORES-Eladio

Universidad Tecnologica del Sureste de Veracruz. Avenida Universidad Lote Grande Numero 1, sin Colonia C.P. 96360

Coatzacoalcos, Ver.


Resumen. En este trabajo se presenta el diseño y

construcción de un fotodetector balanceado el

cual consiste de dos fotodetectores, dos

amplificadores de trans-impedancia y un

restador, considerando para su arreglo

electrónico las características principales de los

circuitos integrados como es su ganancia y

ancho de banda, para corroborar esto se ha

implementado una metodología para

caracterizar cada componente para obtener su

diagrama de Bode y su correspondiente ancho

de banda.

Fotodetector, Caracterización, Trans-

impedancia, ancho de banda

Abstract. In this paper presents the design and

construction of a balanced photodetector which

consists of two photodetectors two trans-

impedance amplifiers and a subtractor,

considering for electronic settlement the main

features of integrated circuits as is your gain

and bandwidth to corroborate this has

implemented a methodology to characterize

each component for its Bode plot and

corresponding bandwidth.

Photodetector, Characterization,

Transimpedance, Bandwidth

___________________________________________________________________________________________________

Citación: REYNA-Pablo, GARRIDO-Javier, VAZQUEZ-Manuel & FLORES-Eladio. Diseño y Construcción de un

Fotedetector Balanceado. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:168-173

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



169


ISSN-2410-3993


REYNA-Pablo, GARRIDO-Javier, VAZQUEZ-Manuel &

FLORES-Eladio. Diseño y Construcción de un Fotedetector

Balanceado. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

Un fotodetector es un dispositivo que mide el

flujo de fotones o potencia óptica mediante la

conversión de la energía de los fotones

absorbidos en una forma medible [1]. Los

Fotodetectores Balanceados se utilizan

ampliamente en espectroscopia [2], sistemas de

comunicación por fibra óptica [3],

estabilización de la frecuencia de diodos laser

[4]. Sin embargo, estos equipos son costosos y

están diseñados para determinados anchos de

banda y ganancias. En este trabajo se presenta

la metodología de diseño basada en la seleccion

del fotodetector y circuitos integrados, cálculos

para los efectos de ganacia y ancho de banda

deseada, caracterización de cada uno de los

dispositivos involucrados, diseño y

construcción del circuito. Con esta metodología

podemos diseñar fotodetectores balanceados

económicos con un ancho de banda en el orden

de MHz y ajuste de ganancia deseada.

Fotodetector Balanceado

Para que un Fotodetector Balanceado (FDB)

tenga la velocidad de respuesta, es necesario

considerar la relación ganancia producto ancho

de banda (GBP) y las especificaciones técnicas

del los circuitos integrados utilizados para su

implementación.

A continuación se describe el arreglo

electrónico y la caracterización del FDB el cual

consiste de dos amplificadores de trans-

impedancia y un restador.

Amplicador de trans-impedancia

La configuración básica de los amplificadores

de trans-impedancia se muestra en la figura 1

[5]. El Fotodetector (FDS100) utilizado para el

arreglo tiene un ancho de banda de 35 MHz con

un tiempo de respuesta de 10 ns [6].

Figura 1 Amplificador de trans-impedancia en modo

fotoconductor

Los circuitos integrados (CI) del

amplificador de trans-impedancia, fueron

seleccionados de acuerdo a su ganancia

producto ancho de banda, nivel de ruido,

disponibilidad comercial y costo (tabla 1).

CI Descripción GBP

OP37GP

Z

$160.00

Amplificador operacional de bajo

ruido, precisión y alta

velocidad. Bajo ruido 80 ns Vp − p

(0.1 Hz to 10 Hz)

63 MHz

AD521J

$300.00

Amplificador de instrumentación de

precisión. Bajo ruido 0.5 µs Vp − p

(0.1 Hz to 10 Hz)

40 MHz

FDS100

$180.00

Fotodiodo de Si, tiempo de respuesta

de 10 ns

35 MHz

Tabla 1 Carácterísticas de los componentes

seleccionados del FDB

170


ISSN-2410-3993





Metodología

Caracterización del amplicador de trans-

impedancia

Para el circuito amplificador de trans-

impedancia se propuso una ganancia vs ancho

de banda de 2 MHz, determinados directamente

por la resistencia de ganancia como se muestra

en la ecuación 1, y la figura 2.

Dónde:

GBP producto ganancia ancho de banda del

amplificador.

Resistencia de ganancia. Capacitancia

del fotodetector.

Capacitancia de entrada del

amplificador. Capacitancia del circuito.

Figura 2 Arreglo experimental para obtener la respuesta

en frecuencia del amplificador de trans-impedancia

El procedimiento de caracterización se

realizó desconectando el FDS100 de la entrada

del circuito amplificador y de acuerdo a la

figura 2, se aplicó a la entrada inversora del

OP37GPZ una señal sinusoidal con un voltaje

de 10 mVpp cuya frecuencia f se ajustó de 100

Hz hasta 2MHz, observando la respuesta del

amplificador en un osciloscopio al variar

(este procedimiento se realizó de manera

análoga a la otra etapa como se muestra en la

figura 4, obteniendo resultados similares). En la

figura3, se presenta la magnitud de la respuesta

como función de .

Figura 3 Diagrama de Bode del amplificador de trans-

impedancia

A partir de la figura 3 usando el criterio

de los -3 dB el amplificador de trans-

impedancia tiene un ancho de banda de 97 kHz.

Caracterización del amplicador restador.

Para la implementación del circuito restador se

utilizó un amplificador de instrumentación

AD521J con ganancia unitaria, el cual recibe

las señales de los amplificadores de trans-

impedancia. La caracterización se realizó de

acuerdo al arreglo del circuito de la figura 4.

171


ISSN-2410-3993






en frecuencia del amplificador restador

En la figura 5 se presenta el diagrama de

Bode del amplificador restador.

Figura 5 Diagrama de Bode del amplificador restador

El ancho de banda del amplificador

restador de acuerdo al criterio de los -3dB es de

100 kHz.

A la salida del AD521J del amplificador

restador se le adicionó una etapa amplificadora

con ganancia ajustable (figura 6). Con esta

etapa queda terminado el FDB.


en frecuencia del Fotodetector Balanceado

Resultados

Una vez hecha la caracterización de las etapas

del FDB se procedio a diseñar su PCB (Diseño

de Circuitos Impreso) y transferirla a la Placa

fenólica para la conexión de los componentes

de acuerdo a la figura 6. Con esta metodología

logramos la implementación de un FDB

económico, con un ancho de banda de acuerdo

al ajuste de la ganancia, utilizando dispositivos

electrónicos comerciales. En la figura 7, se

muestra el FDB terminado para ser utilizado de

acuerdo a la aplicación deseada.

172


ISSN-2410-3993





Figura 7 Version final del FDB

El FDB diseñado fué utilizado en un

arreglo óptico (Figura 8) para obtener las

transiciones atomicas del 85Rb (Figura 9) [8].

Figura 8 Fotodetector Balanceado instalado en arreglo

óptico

Figura 9 Transición atómica del atomo de 85Rb

El arreglo óptico y la obtención de las

transiciones atomicas del Rb, son solo mencion

de la aplicación que se le dio al FDB diseñado.

Conclusiones

Con la metodología empleada se logró el diseño

y construcción de un FDB de bajo costo con

características similares a los FDB comerciales

(Auto-Balanced Phothoreceivers Nirvana

Model 20X7). Al trabajar con altas frecuencias

la presencia de ruido y las limitaciones de

ancho de banda hacen que los componentes

activos del FDB jueguen un papel muy

importante para su diseño y buen desempeño.

Los diagramas de Bode fueron de gran utilidad

para determinar el ancho de banda del FDB.

Cabe mencionar que los datos técnicos

referente a los anchos de bandas de los

dispositivos activos hacen referencia a ganancia

unitaria. Conociendo esta metodología y la

importancia de la selección de los componentes

activos, se puede mejorar el ancho de banda del

FDB presentado.

173


ISSN-2410-3993





Referencias

Bahaa, E. A. Saleh, Malvin Carl Teich

(1991). ―Fundamentals of Photonics‖, J.W

Goodman.

Petelski, R. T., Fattori, M., Lamporesi, G.,

Stuhler J., and Tino, G. M., (2002). ―Doppler-

free spectroscopy using magnetically induced

dichroism of atomic vapor: a new scheme for

laser frequency‖ Eur. Phys. J. D.

Okoshi, T., and Kikuchi, K. (1988). ―Coherent

optical fiber communications‖, Kluwer

Academic Publishers and KTK cientific

Publishers Tokio, Japan.

Sowka, K., Weel, M., Cauchi, S.,

Cockins, L., and Kumarakrishnan, A. (2005).

―A home-built lock-in amplier for laser

frequency stabilization", Can. J. Phys, VOL 83.

Franco Sergio (2002), ―Design with operational

amplifiers and analog integrated circuits‖, Third

edition, McGrawHill.

Thorlabs, Fotodiode FDS100, datasheet.

Photodiode characteristics, UDT Sensors Inc.

http:\\www.udt.com.

Reyna Guerra Pablo, (2013). ―Desarrollo de un

sistema de control electrónico para estabilizar

la frecuencia óptica de un diodo láser en el

esquema DAVLL‖, Tesis de Maestría no

publicada, BUAP, Puebla Pue., México.

174


Optimización del rendimiento de Biodiesel utilizando catalizadores con precursor

de Cobre (Cu) y Oxido de Silicio (SiO2)

AVELINO-ROSAS, Roberto†, GONZALES-DIAZ, Yolanda, JUAREZ-CORTES, Erik &

MALDONADO-SUAREZ, Pedro

Universidad Tecnológica de Tecamachalco


Resumen

Debido a la preocupación mundial por la escasez del

petróleo y por la disminución del cambio climático

global. Este proyecto tiene como fin la fabricación del

biodiesel a partir de aceite de reúso como combustible

incorporándole un catalizador Cu como precursor

soportado en SiO2. El biodiesel es un combustible

biodegradable, no tóxico, que se produce a partir de los

aceites vegetales por medio de la transesterificación de

los triglicéridos (grasas) con metanol. Para que las

reacciones químicas de la obtención del biodiesel sean

óptimas, utilizando aceite de reúso como materia prima y

metanol en una proporción molar de 2:1, ya que la

conversión de los triglicéridos en ácidos grasos es elevada

y el tiempo de reacción es corto. La utilización del

biodiesel permite la reducción equilibrada de gases

de efecto invernadero generados por la utilización de

combustibles fósiles. Por lo tanto, la sustitución parcial o

total de biodiesel en los motores diésel producirá una

fuerte disminución en el calentamiento global del planeta.

Fotodetector, Caracterización, Trans-

impedancia, ancho de banda

Abstract. Due to the global concern about the shortage of oil and

the reduction of global climate change. This project

aims at making biodiesel from oil reuse as fuel

incorporating Cu as a catalyst precursor supported on

SiO2. Biodiesel is a non-toxic biodegradable fuel

which is produced from vegetable oils by the

transesterification of triglycerides (fats) with

methanol. For chemical reactions to obtain biodiesel

are optimal, using reuse oil feedstock and methanol in

a molar ratio of 2: 1, since the conversion of

triglycerides to fatty acids is high and the reaction time

is short . The use of biodiesel allows the balanced

reduction of greenhouse gases generated by the

burning of fossil fuels. Therefore, the partial or total

replacement of biodiesel in diesel engines produce a

sharp decline in global warming.

Photodetector, Characterization,

Transimpedance, Bandwidth

___________________________________________________________________________________________________

Citación: AVELINO-ROSAS, Roberto, GONZALES-DIAZ, Yolanda, JUAREZ-CORTES, Erik & MALDONADO-

SUAREZ, Pedro. Optimización del rendimiento de Biodiesel utilizando catalizadores con precursor de Cobre (Cu) y Oxido

de Silicio (SiO2). Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:174-179

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



175


ISSN-2410-3993


AVELINO-ROSAS, Roberto, GONZALES-DIAZ, Yolanda, JUAREZ-CORTES, Erik &

MALDONADO-SUAREZ, Pedro. Optimización del rendimiento de Biodiesel utilizando

catalizadores con precursor de Cobre (Cu) y Oxido de Silicio (SiO2). Revista de Tecnología e

Innovación 2015

Introducción

La investigación y desarrollo de combustibles

alternos en los últimos años ha puesto énfasis

en mejorar el rendimiento y los costos de

obtención de biocombustibles que permita la

incorporación al mercado en mayor cantidad,

esto ha ocasionado mejoras en las técnicas de

obtención de biocombustibles con el objetivo

de optimizar el rendimiento, una de las técnicas

que se describen en este proyecto es la

utilización de aceite vegetal usado y

catalizadores que utilizan como elemento

precursor al Cobre (Cu), soportado por Oxido

de Silicio (SiO2).Actualmente, los distintos

tipos de combustibles en base a la biomasa,

están recibiendo extrema atención en la

preservación, mejora y el cuidado del medio

ambiente, así también, por la cada vez más

cerca culminación de los hidrocarburos

derivados del petróleo.

Los biocombustibles se presentan de

forma sólida, líquida o gaseosa para el sector de

transporte, y son producidos a través de la

biomasa como materia prima básica. Los

biocombustibles pueden producirse de distintas

fuentes biológicas, que son renovables,

sostenibles, de carbono biodegradable, neutral

para el ciclo de la vida y respetuosos con el

medio ambiente. Muchos de los

biocombustibles tienen opciones muy atractivas

para el futuro del sector del transporte como el

biodiesel, bioetanol, biometanol y

biohidrógeno.

Objetivo

Explorar los efectos del uso de un catalizador

dopado con metales de transición en distintos

porcentajes a base de cobre por ser considerado

como un metal seminoble, favorece el

aglomeramiento del catalizador ocasionando

que sea separado fácilmente del biodiesel

después de la reacción. El Cu favorece el

rendimiento en la fabricación del biodiesel y

mantienen su actividad catalítica.

Metodología

Se propone una técnica de elaboración de

biodiesel la cual muestra resultados que

cumplen con la calidad del biodiesel, según las

normas internacionales, proponiendo lo

siguiente:

- La búsqueda y optimización de un catalizador

que haga eficiente la producción del biodiesel.

- Poseer un sistema menos contaminante.

- Procesar cualquier tipo de aceite de desecho.

- Facilidad en la limpieza de residuos.

- Tener una baja relación de costo / actividad.

Técnica de impregnación

- Se coloca la cantidad de soporte en un

vaso de precipitado (5.0 g).

- Se adiciona la sal precursora de Cu

requerido.

- Se agita para homogenizar.

- Se evapora a 70 C durante 24 horas.

176


ISSN-2410-3993





Innovación 2015

- Se calcina en una mufla a 800 C durante

4 horas.

Figura 1 SiO2 como soporte y Cu (NO3)2 como

precursor

Cálculos para la preparación del catalizador

Se prepararon catalizadores al 10% y 20% de

cobre soportados en SiO2 los cálculos son los

siguientes:

Figura 2 Catalizador, antes y despues de entrar a la

mufla

Características del Sistema de reacción

Las pruebas para la obtención del biodiesel

fueron llevadas a cabo utilizando un reactor de

vidrio sellado herméticamente.

Figura 3 Reactor para la obtención del biodiesel.

Para el método de impregnación se realizó

lo siguiente:

- Pesar 5 g de SiO2 más la sal precursora

con el peso correspondiente según el

porcentaje de esta más agua hasta cubrir

el catalizador

- Incrementar la temperatura lentamente a

80 °C hasta evaporar totalmente el agua.

- Secado del catalizador en una mufla

para realizar el proceso de calcinación y

activación a una temperatura de 800 C

durante 4 horas.

177


ISSN-2410-3993





Innovación 2015

Proceso de recolección de la materia prima

Para este trabajo se investigación se contó con

el apoyo de una Marisquería del Municipio de

San Hipólito, Puebla, donde me proporcionaron

el aceite de desecho y de ahí se desarrollaron

todas las pruebas.

Figura 4 Materia prima para biodiesel

Operación de filtrado

El aceite usado contiene una gran cantidad de

residuos sólidos del proceso de freír los

múltiples productos alimenticios, por lo tanto es

indispensable que exista la operación de

filtración para retener estas partículas de gran

tamaño. Esto se realizó con un simple embudo

coladera y un trapo de algodón, como se

muestra en la imagen siguiente.

Figura 5 Proceso de filtrado

Proceso de esterificación.

Este proceso se llevó a cabo dentro del reactor

herméticamente cerrado, donde se incorporó

aceite usado, metanol y el catalizador, dando

inicio a este proceso. Se controlaron las

condiciones de temperatura, agitación

y tiempo.

Figura 6 Proceso de esterificación

Operación de decantación y separación

Después que se llevó a cabo el proceso de

esterificación, se pasa el producto a un embudo

de separación para que durante 24 horas,

posteriormente realicemos la separación del

alcohol metílico del aceite, donde el segundo

queda en la parte de abajo.

Figura 7 Proceso de decantación y separación

Eliminación del agua

En el aceite esterificado. Para ello calentamos

la mezcla sobre la parrilla y el reactor abierto,

en un tiempo aproximado de 2 hrs hasta que se

evapore toda el agua.

Figura 8 Aceite esterificado sin agua

178


ISSN-2410-3993





Innovación 2015

Proceso de transesterificación

Dentro del reactor agregamos 100 ml de aceite

esterificado más metóxido junto Con el

catalizador, esta mezcla se coloca sobre la

parrilla de calentamiento con agitación

constante a una temperatura de 65 °C durante

una hora.

Separación

Se pasa toda la emulsión a un embudo de

separación, en donde ahora, todo el producto de

la esterificación se divide en el Biodiesel (que

se encuentra en la parte superior del embudo) y

en metanol, hidróxido, glicerol, sal, etc. en la

parte inferior.

Figura 9 Separación de Biodiesel y residuos

Sistema de neutralización y lavado

Se prepara una mezcla de 250 ml de agua a una

temperatura de 80 °C con 5 ml de ácido acético.

Se agita durante 20 min dentro del reactor.

Operación de evaporación

En el recipiente se calienta a temperatura de

evaporación del agua durante aproximadamente

dos horas y finalmente obtenemos el biodiesel

puro.

Figura 10 Biodiesel

Resultados

Se observaron diferencias en donde aparecieron

los picos en 1743, 1377, 1159, 1033 y 871 cm -

1 en el aceite se trasladó a 1742, 1361, 1170,

1015 y 880 cm -1 en el biodiesel,

respectivamente. Por lo tanto, la desaparición

de los picos a 1464, 1097 y 965 cm -1 a partir

del espectro del aceite y aparición de nuevos

picos en la muestra de biodiesel a 1435 cm -1 y

1195 cm -1 muestran claramente la conversión

del aceite en biodiesel. Además, la ausencia

de un pico ancho en el 3100-3500 cm -1

región, relacionada con la deformación axial

característica de grupos OH, sugiere que el

biodiesel sintetizado posee bajos contenidos de

agua como el apoyo de las otras técnicas.

La actividad catalítica utilizando

catalizador de 20%Cu/SiO2 esto podría ser

debido a la presencia de la fuerza óptima de los

sitios ácidos y básicos activos presentes en el

catalizador para formar especies altamente

reactivas para la reacción de transesterificación.

Por otra parte, sin la formación de jabón se

encontró durante el transcurso de la reacción

como la esterificación simultánea de ácidos

grasos libres y la transesterificación de los

triglicéridos se llevó a cabo con éxito.

179


ISSN-2410-3993





Innovación 2015

Conclusiones

El biodiesel es un combustible alternativo

compuesto principalmente de esteres de ácidos

grasos de alquilo mono-derivados de aceites

vegetales o grasas animales, que pueden ser

quemados en un encendido por compresión. El

biodiesel tiene muchas ventajas técnicas

importantes en comparación con el diésel de

petróleo incluyendo lubricidad superior,

inherente, baja toxicidad, alto punto de

inflamación, muy bajo o insignificante

contenido de azufre y las emisiones de gases de

escape de las especies más regulados.

Evaluación Catalítica

Con el fin de fabricar un biodiesel de calidad se

realizaron las pruebas fisicoquímicas, estas se

llevaron a cabo después de la reacción de

esterificación y transesterificación en presencia

de un catalizador de 20%Cu/SiO2, los

resultados se muestran en la tabla.

Tabla 1

Referencias

("Resumen para responsables de políticas" por

el IPCC: Clima Change 2007: The Physical

Science Basis. Contribución del Grupo de

Trabajo I al Cuarto Informe de Evaluación del

Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el

Cambio Climático Cambiar. http://ipcc-

g1.ucar.edu/wg1/Report/AR4WG1_Print_SPM.

pdf de julio 2009 ).

J.c MacCarty y col. Catal. Today 47 (1999)

B.W.L. Jang Catal Today 47(1999)103.

Lee, J. H., and Trimm D. L, (1995). Catalytic

combustion of methane. Fuel Processing

Technology 42 (2-3): 339–359

R.F. Hicks, C. Christiani, P. Forzatti, Catal.

Special. Period. Rep. 13(1997)85.

P. Briot, M. Primet, Appl. Catal. 69(1991)301.

P.L. Haack, K. Otto, Catal. Lett. 34 (1995)31.

C.A. Mueller, M. Maciejewski, R.A. Koeppel,

A. Baiker, Catal 47(1999)245.

H. Widjaja, K. Sekizawa. K. Eguchi, H. Arai,

Catal. Today 35(1997)197.

F.H. Ribeiro, M. Chow, R.A. Dalla Betta, J.

Catal. 146(1994)537.

T.R. Baldwin, R. Burch, Appl. Catal.

66(1990)337.

SmH. Oh, P.J. Mitchell, R.M. Siewert, J. Catal.

146(1994)537.

R. Burch, F.J. Urbano, Appl. Catal. A. 124

(1995)121.

J.N. Carstens, S.C. Su, A:T: Bell, J. Catal. 176

(1998)136.

180


Sistema experto para el diagnóstico de emergencias toxicológicas

MASCADA-Sandra†, LARA-ACONO, Noemí, VILLAVICENCIO-GOMEZ, Laura & ARANDA-

BENITEZ, Boris

Instituto Tecnológico de Zacatepec


Resumen

El crecimiento demográfico supera ampliamente el

incremento del número de hospitales y centros de

salud, más aún, el número de médicos considerados

como expertos en su área de especialidad no son

suficientes para atender a la creciente demanda de la

población. Los sistemas expertos tienen un área de

aplicación muy importante en el campo médico,

además de tener un impacto social y económico.

El presente trabajo muestra el análisis, diseño e

implementación del proyecto: ―Sistema Experto

para diagnóstico de emergencias toxicológicas‖. Se

describen los fundamentos conceptuales y teóricos

utilizados para su creación, se detalla la información

de los módulos de creación de interfaz de usuario,

interfaz de experto y motor de inferencia los cuales

funcionan de acuerdo a lo establecido.

Sistema experto, emergencias toxicológicas

Abstract

The population growth far exceeds the increase in

the number of hospitals and health centers, further,

the number of physicians considered experts in their

specialty area are not sufficient to meet the growing

demand of the population. Expert systems have a

very important area of application in the medical

field, in addition to social and economic impact.

This paper presents the analysis, design and

implementation of the project "Diagnostic Expert

System for toxicological emergencies". Conceptual

and theoretical foundations used for its creation are

described, information modules creating user

interface, interface expert and inference engine

which operate in accordance with the provisions

outlined.

Expert system, toxicological emergencies

___________________________________________________________________________________________________

Citación: MASCADA-Sandra, LARA-ACONO, Noemí, VILLAVICENCIO-GOMEZ, Laura & ARANDA-BENITEZ,

Boris. Sistema experto para el diagnóstico de emergencias toxicológicas. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-

2:180-186

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



181


ISSN-2410-3993


MASCADA-Sandra, LARA-ACONO, Noemí, VILLAVICENCIO-GOMEZ,

Laura & ARANDA-BENITEZ, Boris. Sistema experto para el diagnóstico de

emergencias toxicológicas. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

Debido al acelerado desarrollo industrial y

tecnológico del mundo actual nuestro entorno

nos presenta nuevos riesgos a los cuales

debemos enfrentarnos con mayor frecuencia.

En las ultimas décadas el incremento, la

disponibilidad y el uso de sustancias químicas

potencialmente tóxicas en las industrias, así

como su manipulación inadecuada, la falta de

elementos de protección y en algunos casos el

descuido o las acciones suicidas y delictivas

entre otras cosas, generan emergencias médicas

del tipo toxicológico las cuales llegan cada día

a los servicios de urgencias de las entidades

hospitalarias de la región. Ante esta

perspectiva surge la necesidad de desarrollar

una herramienta computacional que brinde

apoyo al médico general hacia una área de

emergencias toxicológicas, que sea apoyo en la

toma de decisiones para que de esta forma se

obtenga un diagnóstico, así como proveer un

tratamiento adecuado para dar solución a la

emergencia inmediatamente de una manera

segura y confiable.

Objetivos

El objetivo principal del ―Sistema Experto para

el Diagnóstico de emergencias Toxicológicas‖

es brindar apoyo en la toma de decisiones a los

médicos del área de urgencias al momento de

establecer un diagnóstico y tratamiento, y así

disminuir el tiempo de acción y atención de un

paciente ante una emergencia, reducir los

efectos secundarios que pueda llegar a presentar

el paciente, además de una disminución en gran

medida de costos en servicios médicos. Por otra

parte la generación de este sistema facilita el

acceso a información lo cual solo se logra en

este momento consultando a un especialista en

toxicología.

El sistema consta de los siguientes

elementos principales para su funcionamiento:

Motor de inferencia.

Base de conocimiento.

Base de hechos.

Búsqueda por síntomas.

Búsqueda por emergencia.

Interfaz de experto

Interfaz de usuario

Mapa conceptual de los módulos

La información de los síntomas de las

emergencias toxicológicas más comunes que

aquejan a los pacientes que se presentan en el

área de urgencias se almacenan en la base del

conocimiento a través de la interfaz de un

experto la cual está diseñada para la captura de

todo el conocimiento de un experto en el área,

las consultas se realizan mediante una interfaz

de usuario para capturar los hechos, el motor de

inferencia está programado para identificar el

tipo de emergencia de acuerdo a los síntomas

presentados por el paciente, el sistema utiliza

métodos de deducción y abducción para poder

presentar de manera fiable un conjunto de

posibles diagnósticos para lo que aqueja al

paciente según los hechos que se han capturado.

Cada síntoma de un trastorno de conducta se

captura con un peso que va desde 10 a 100 de

acuerdo a su importancia. La inferencia regresa

un posible diagnóstico con un porcentaje de

certeza. (Fig. 1)

182


ISSN-2410-3993





Figura 1 Mapa conceptual de los módulos

Diseño del sistema

En la siguiente figura se describe el

funcionamiento del sistema. El bloque central

representa el sistema generador de diagnóstico

de Emergencias Toxicológicas y las dos ramas

superiores representan el conocimiento y los

procesos con sus respectivos módulos, el

bloque inferior representa las pruebas aplicadas

con los tipos de intoxicación más importantes.

(Fig. 2)

Figura 2 Mapa conceptual del proyecto.

Interacción con la base de datos

En la figura 3 se muestra el orden de los

elementos y su uso en la base de datos del

sistema.

Figura 3 Base de datos.

Usuarios: Es la tabla encargada de

guardar la información de los usuarios del

sistema, sus métodos son: Buscar, eliminar,

modificar e insertar usuarios dentro de la base

de datos.

Síntomas: Tabla que contiene la

información de los síntomas utilizados en el

sistema, la cual interacciona con la tabla

Enfermedades.

Hechos y EnfermedadSintoma: Estás dos

tablas están construidas de la misma manera, ya

que la una es respaldo de la otra, cuenta con los

mismos métodos que las anteriores, pero esta

además consta de un método que permite

encender y apagar banderas para el

funcionamiento de el motor de inferencias.

Enfermedades: Esta tabla contiene toda la

información referente a los padecimientos

registrados en el sistema, sus métodos son

insertar, eliminar, modificar y eliminar

padecimientos.

Interfaz del sistema

El Sistema Experto consta de 4 niveles.

183


ISSN-2410-3993





En el primer nivel se encuentra el INDEX

que da la bienvenida al sistema el cual da la

opción iniciar sesión con un usuario valido o

registrar en el sistema un nuevo usuario, de

esta página de bienvenida se desprenden 4

elementos de segundo nivel, los cuales

corresponden a las 3 de las acciones principales

del sistema (Consulta, Enfermedades y

Experto) y la página informativa ―Acerca de‖.

En el tercer nivel se encuentran las páginas

Consulta a través de búsqueda por síntoma,

Información de las enfermedades, y la interfaz

de experto para manejo de usuarios y

enfermedades, así como las modificaciones que

puede hacer el experto dentro del sistema con

una validación, por último el 4 nivel es el

encargado de manejar las inferencias en

consulta para poder arrojar resultados, y

ejecutar las acciones en la base de datos, como

son dar de alta nuevas enfermedades y

administrar usuarios que son acciones de

Experto. (Fig. 4)

Figura 4 Módulos del sistema

Resultados

En la figura 5 se muestra la portada inicial del

proyecto, contiene el nombre del proyecto y las

pestañas de acceso a otras secciones. Consta de

dos opciones principales:

- Iniciar sesión para usuarios ya registrados

- Registro para los usuarios nuevos.

Figura 5 Acceso al sistema

Al iniciar una de sesión con un usuario

valido registrado, el sistema inmediatamente

nos manda al área de consultas, en esta área se

puede seleccionar algunos síntomas para iniciar

con la secuencia de pasos para llegar a un

diagnóstico, como se muestra en la figura 6.

Figura 6 Consulta por Síntomas

Al seleccionar los síntomas y presionar el

botón ―Consultar‖, el sistemas directamente

hace las consultas a la base de datos y de

acuerdo a la información obtenida realiza los

cálculos para mostrar un resultado, el cual se

muestra en porcentajes de probabilidad de que

sea un padecimiento en específico u otro, como

se muestra en la figura 7.

184


ISSN-2410-3993





Figura 7 Resultados de consulta.

Al entrar en la página de ―Resultados‖ se

tienen dos opciones a seguir. La primera es la

opción denominada ―Resultados‖ (Fig. 8) que

mostrará toda la información del padecimiento

con mayor porcentaje de probabilidad (Fig. 9).

Figura 8 Botón para acceder a la información del

padecimiento.

Figura 9 Información del padecimiento con mayor

porcentaje.

La otra opción se denomina ―Preguntas‖

(Fig. 10), donde se deben contestar preguntas

referentes a la consulta, el motor de inferencia

obtiene un síntoma no considerado de la

enfermedad/padecimiento con mayor

probabilidad de ser la correcta y lo analiza en

base a los síntomas presentados por el paciente

(Fig. 11).

Estas preguntas paran cuando el

porcentaje de alguna de los padecimientos

analizados llega a 100, en ese momento el

sistema manda directamente al área de

resultados aun cuando se haya seleccionado la

opción ―Preguntas‖.

Figura 10 Botón para acceder al área de preguntas

Figura 11 Área de preguntas

La página de Enfermedades es el área

destinada a la descripción de los padecimientos,

en la cual se obtiene un listado de los

padecimientos que el sistema tiene almacenados

en su base de conocimiento, a través de los

cuales resuelve las consultas.

Al dar clic en el botón ―Consultar‖ se muestra

la información del padecimiento, como son

causas, tratamiento, así como síntomas

característicos. (Fig. 12)

Figura 12 Información del padecimiento consultado.

185


ISSN-2410-3993





En la sección de experto el usuario que

cuente con los permisos necesarios podrá hacer

uso de las dos opciones de administración:

administrar la información de Enfermedades o

de Usuarios. (Fig. 13).

Figura 13 Área de Experto

Enfermedades: En el apartado de

enfermedades (Fig. 14), el experto podrá dar de

alta nuevas enfermedades para que se unan a las

ya establecidas para las consultas.

Figura 14 Alta de Enfermedades

Si el síntoma que presenta la nueva

enfermedad no se encuentra en el listado que

aparece en la página, se podrá dar de alta un

nuevo síntoma en el apartado síntoma que se

encuentra al final de la página de alta para

nueva enfermedad. (Fig. 15)

Figura 15 Alta de síntoma

Usuarios: En el apartado usuarios (Fig.

16), únicamente el administrador del sistema

podrá manipular los permisos de los usuarios.

Figura 16 Manejo de Usuarios

El área de Experto tiene dos funciones

principales conceder permisos a usuarios para

que puedan introducir nueva información en el

área de Experto-Enfermedades. (Fig. 17)

Figura 17 Conceder permisos a usuarios.

Conclusiones

186


ISSN-2410-3993





Este artículo presenta los resultados de un

Sistema Experto utilizado para la identificación

de trastornos de conducta y diagnosticar

trastornos de conducta mediante sistemas

basados en conocimiento, el objetivo general

del proyecto planteado se cumple

satisfactoriamente pues ayuda a Detectar los

trastornos de conducta, evaluarlos

correctamente, y plantear los objetivos

terapéuticos y estrategias para las familias y

docentes.

Referencias

MINISTERIO DE LA PROTECCIÓN

SOCIAL. (2008). Guías para el manejo de

urgencias toxicológicas. Imprenta Nacional de

Colombia © 2008.

DDS Safety. (2011). EMERGENCIAS

MÉDICAS. ¿Qué es una Emergencia Médica? Recuperado el 18 de Febrero de 2015 desde http://www.ddssafety.net/es/content/%C2%BFqu%C3%A9-es-una-emergencia-m%C3%A9dica-0

MEDLINE PLUS. (2013). Toxicología.

Recuperado el 15 de Junio de 2013 desde

http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish

187


Desarrollo de una Aplicación web para la evaluación del desempeño del personal

de seguridad pública del Estado de Zacatecas – SEVADE

BARRIOS-GARCIA, Jorge†, SAHAGUN-MONTOYA, Lucila, NAVA-DE LA ROSA, Martha &

BAÑUELOS-RODARTE, Miguel

Universidad Tecnológica del Estado de Zacatecas, Carr. Zacatecas – Cd. Cuauhtémoc Km. 5 Ejido Cieneguitas,

Guadalupe, Zac. C.P. 98601.


Resumen

Esta aplicación cual tiene como propósito principal automatizar

y agilizar los procesos de evaluación del desempeño a

funcionarios de seguridad pública del estado de Zacatecas, así

mismo encuadrar estos procedimientos en un marco de trabajo

con un alto grado de confiabilidad y confidencialidad. Este

software es a su vez una herramienta que permite la

disminución de sesgos por percepción humana al momento de

llevar a cabo esta relevante tarea de evaluación al desemeño, lo

que permite tomar mejores decisiones. Aunado a ello se da

solución a la necesidad de llevar un mejor control y

adminstración de la información que se maneja en este aspecto.

Al desarrollar de esta aplicación se emplearon distintas

tecnologías, para su programación los lenguajes PHP, HTML5

y Javascript; la base de datos se implementó sobre MySQL; fue

montada en un servidor con sistema operativo de la familia

GNU/Linux; Webmail SQUIRRELMAIL para el envío de

mensajes, Fail2ban y Denyhost para aspectos de seguridad; y la

biblioteca de gráficos GD para manipular imágenes.

Actualmente SEVADE se encuentra ya en operación dentro del

Sistema Estatal de Seguridad Pública del Estado de Zacatecas y

se pretende sea también implementado en otros estados de la

republica mexicana.

Sistema web, seguridad, evaluación, desempeño,

automatización, confiabilidad, confidencialidad

Abstract

This paper describes the development and implementation of

web application called SEVADE which has as main purpose

automate and streamline the processes of performance

evaluation at public safety officials in the state of Zacatecas,

also embed these procedures in a framework with a high degree

of reliability and confidentiality. This software is itself a tool

that allows the reduction of human perception biases when

carrying out this important task of evaluating the desemeño,

enabling better decisions. Added to this is given solution to the

need for better control and adminstraci of the information used

in this regard. In developing this application different

technologies were used, for programming PHP, HTML and

JavaScript languages; the database was implemented on

MySQL; was mounted on a server with the GNU/Linux

operating system family; SquirrelMail Webmail for sending

messages, Fail2ban and Denyhost for security issues; and GD

graphics library for manipulating images. Currently SEVADE

is already in operation within the State System of Public Safety

of the State of Zacatecas and is intended to be also implemented

in other states of the Mexican Republic.

Web security assessment, performance, automation,

reliability, confidentiality System

___________________________________________________________________________________________________

Citación: BARRIOS-GARCIA, Jorge, SAHAGUN-MONTOYA, Lucila, NAVA-DE LA ROSA, Martha & BAÑUELOS-

RODARTE, Miguel. Desarrollo de una Aplicación web para la evaluación del desempeño del personal de seguridad pública

del Estado de Zacatecas – SEVADE. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:187-195

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



188


ISSN-2410-3993


BARRIOS-GARCIA, Jorge, SAHAGUN-MONTOYA, Lucila, NAVA-DE LA ROSA, Martha

& BAÑUELOS-RODARTE, Miguel. Desarrollo de una Aplicación web para la evaluación del

desempeño del personal de seguridad pública del Estado de Zacatecas – SEVADE. Revista de


Introducción

Contar con herramientas para eficientar sus

procesos es de vital importancia para cualquier

organización, pensar en eficiencia es pensar en

sistemas que automaticen, agilicen y mejoren

las labores que en ellas se llevan a cabo. Así

mismo el contar con información que resulte

útil a la toma de decisiones, es decir que sea

relevante y confiable de modo que permita a

estas organizaciones realizar mejoras en el

cumplimiento de sus objetivos.

El Sistema Estatal de Seguridad Pública

del Gobierno del Estado de Zacatecas ha

decidido implementar una aplicación web para

llevar a cabo el proceso de la evaluación del

desempeño de su personal de seguridad, este

documento describe el desarrollo e

implementación de este software denominado

Sistema para la Evaluación del Desempeño

(SEVADE).

El objetivo de este proyecto es Diseñar y

desarrollar un sistema de información que

permita evaluar al personal del Sistema Estatal

de Seguridad Pública del Estado de Zacatecas,

generando con ello resultados gráficos y

confiables que permitan medir el desempeño de

los elementos policiales.

Las contribuciones de dicho sistema son

agilizar el proceso de evaluación, mayor

seguridad al acceso de las evaluaciones, mayor

confiabilidad de los resultados, disipar la

posibilidad de dudas sobre los criterios tomados

para las evaluaciones al estar sistematizados,

una mejor administración de las evaluaciones

año con año.

Este sistema se considera novedoso por

su eficiencia y eficacia ya que uno de los

objetivos principales es la automatización del

proceso de evaluación del personal de

Seguridad Pública del Estado de Zacatecas,

para agilizar sus procesos de administración de

la información, reducir tiempos en la aplicación

de las evaluaciones.

Este trabajo se estructura en seis

secciones. La sección uno da a conocer los

antecedentes del proyecto, enseguida se habla

sobre la problemática que se presenta sobre la

manera en la que se lleva a cabo el trabajo de

evaluación. Una tecera sección trata sobre los

objetivos que fueron establecidos para el

jetivos, los alcances y la justificación de nuestro

proyecto. En una cuarte sección encontraremos

los resultados que fueron alcanzados y

finalmente las dos últimas secciones en las

cuales se muestran conclusiones y referencias

en ese orden.

Antecedentes.

Año con año el Sistema Estatal de Seguridad

Pública de Estado lleva a cabo el proceso de

evaluación del personal policíaco [9], en sus

distintos organos que están integrados por: los

cuerpos de policía, de vigilancia y custodia de

los centros estatal y regionales de reinserción

social y de los establecimientos penitenciarios;

los de detención preventiva, o de centros de

arraigos; y en general, todas las dependencias

encargadas de la seguridad pública a nivel

estatal y municipal, que realicen funciones

similares [10]. Cabe mencionar que cada

miembro de estas instituciones es evaluado

únicamente cada tres años, sin embargo como

se mencionó con aterioridad este proceso de

evaluación a nivel institucional es una actividad

anual en una muestra de la población del

personal evaluable.

189


ISSN-2410-3993






En las evaluaciones se registran todos los

criterios a evaluar, disciplina, eficiencia y

eficacia, legalidad, honradez, objetividad,

profesionalismo, respeto a los derechos

humanos, cada uno de estos criterios es

evaluado por tres instancias diferentes (Superior

jerárquico, Comisión de honor y justicia,

Servicio profesioal de carrera) y al finalizar se

forma el reporte de evaluación.

Problemática

Ya se ha descrito a grandes razgos el proceso de

evaluación con anterioridad y debe reconocerse

que el evaluar al personal que resguarda la

seguridad en el estado es de primordial

importancia. Sin embargo, este proceso suele

ser tardado y tedioso debido a que las

evaluaciones son realizadas de forma manual

para posteriormente ser concentradas en hojas

de cálculo. Esta situación provoca entre otras

cosas que no se tenga un grado de

confiabilidad y confidencialidad aceptable de la

información generada.

Al hacer las evaluaciones en hojas de

cálculo no se cuenta de manera rápida con un

historial de las personas evaluadas, lo cual

genera pérdida de tiempo el buscar a los

empleados que les tocará ser evaluados.

Se consume demasiado tiempo para evaluar al

personal por lo que la información una vez

obtenida podría ya no ser pertinente para la

toma de decisiones.

Los medios de almacenamiento de la

información no son los más adecuados al ser

guardada esta en archivos de hoja de cálculo.

La información no esta disponible de forma

eficiente al ser necesario buscar archivo por

archivo para localizar rápidamente los datos de

la evaluaciones.

Existen riesgos de perdida de

información debido al que el almacenamiento

es en archivos suceptibles de daños por uso

inadecuado o por software malicioso [5].

Objetivos

El proyecto que se realizó durante el año 2015

tuvo como objetivo principal desarrollar un

sistema web para automatizar el proceso de

evaluaciones de las Instituciones de Seguridad

Pública del Estado de Zacatecas.

Dicho sistema ofrecerá los siguientes

beneficios:

Agilizar el proceso de evaluación: este

proceso se realizará con mayor rapidez.

Mayor seguridad al acceso de las

evaluaciones: solo podrán acceder a las

evaluaciones, el personal autorizado y

registrado por el administrador.

Mayor confiabilidad de los resultados:

los resultados obtenidos de cada

evaluación serán calculados

automáticamente por el sistema.

Disipar la posibilidad de dudas sobre los

criterios tomados para las evaluaciones

al estar sistematizados.

Una mejor administración de las

evaluaciones año con año.

Cabe mencionar que este sistema tendrá

un impacto por el momento a nivel

estatal, pero se pretende que a futuro

inmediato sea implementado en las

corporaciones de seguridad de otros

estados de la república mexicana.

190


ISSN-2410-3993






Este sistema está diseñado cuidando el

cumplimiento de atributos de calidad

tales como escalabilidad, mantenibilidad

y seguridad, permitiendo que de forma

planeada el sistema pueda ir creciendo

en sus futuras versiones.

Metodología

Para el desarrollo del sistema se utilizó MetSoft

–SR, Metodología de Software Seguro-Basado

en Roles [8] la cual aprovecha las ventajas que

ofrecidsa por TSPi al proveer un énfasis

balanceado sobre procesos, producto y equipo

muestrando cómo planear y administrar un

proyecto[1][2], incorporandole a CLASP que se

define como un conjunto de componentes de

proceso basado en roles y dirigido a

actividades, en cuyo núcleo contiene de manera

formalizada las mejores prácticas para fomentar

la seguridad en los ciclos vida de desarrollo de

software [6]. Em la siguiente figura se muestran

las fases desarrollo de MetSoft-SR describiendo

a su vez las actividades para cada una de ellas:

Fase Descripción:

Lanzamiento Definir roles y tomar

acuerdos de

responsabilidades es

esencial en la

formación del

equipo.

Establecer los

objetivos de

producto, proyecto y

equipo que guiarán

el trabajo.

En este paso se

deberán fijar

objetivos

concernientes la

seguridad.

Estrategia El equipo crea un

diseño conceptual

para el producto.

Contemplar un

desarrollo cíclico.

Evaluar el

subconjunto de las

actividades de

seguridad que

deberán ser

integradas.

Planeación Calendarizar y

distribuir tareas en

los ciclos

establecidos,

incluyendo las de

seguridad.

Además se debe

contar con un

balanceo de cargas.

Y Se debe realizar

un plan de calidad.

Requerimientos El proceso de

requerimientos

inicia con la

obtención de

necesidades de los

clientes, usuarios y

otros stakeholders

importantes para

descubrir que estos

realmente necesitan.

Documentar los

requerimientos

funcionales. Así

mismo en cuanto

seguridad

informática.

Diseño La elaboración del

diseño para el

primer ciclo (de

acuerdo a cómo fue

dividido el trabajo

en la estrategia),

anticipar mejoras

para para su

posterior inclusión

en ciclos

191


ISSN-2410-3993






subsecuentes.

Contemplar

tecnologías,

prácticas de

seguridad para

mitigar posibles

amenazas.

Implementación La estrategia de

implementación

debe conformarse

consistentemente

con el diseño.

Implementar las

actividades y

tecnología de

seguridad que se

decidió en fases

anteriores.

Pruebas Construir el sistema

usando las partes

desarrolladas y se

les aplicaron pruebas

de unidad.

Aplicar pruebas de

integración para

verificar si todas las

partes están

presentes y que éstas

funcionan bien

juntas.

Llevar a cabo

pruebas de sistema

para validar que éste

está acorde a los

requerimientos.

Revisar que todas

las amenazas y en

general todos los

requerimientos

documentados en

cuanto a seguridad

están cubiertos.

Post Mortem Al final de cada

ciclo cada equipo

escribe un breve

resumen sobre su

trabajo.

Comparar su

desempeño actual

con sus metas para

el ciclo y generar

una conclusión

usando los datos

generados de TSPi.

Así mismo para

datos de planeación

y calidad del

producto. Tabla 1 Fases de MetSoft-SR

Resultados

Para dar solución a la problemática planteada y

alcanzar los objetivos fijados para este proyecto

se ha desarrollado un Aplicación web que como

se menciona antes se ha denominado ―Sistema

de Evaluación del desempeño del personal de

Segurdad pública del Estado de Zacatecas‖ o

simplemente SEVADE.

Estas funcionalidades se encuentran

esquematizadas en el siguiente diagrama que

muestra los elementos principales a nivel global

de la aplicación. Esto se puede ver en la

siguiente figura:

Figura 1 Arquitectura global del sistema.

192


ISSN-2410-3993






Los elementos tecnológicos hacen

posible el funcionamiento de la aplicación se

muestran en el siguiente diagrama de bloques

en dónde se incluyen lenguajes y librerías

empleados (ver figura 2).

Figura 2 Diagráma de bloques del sistema.

En el anterior diagrama se puede apreciar

que para el almacenamiento y gestión de datos

se utilizó el sistema manejador de base de datos

MySQL que es un servidor de base de datos

SQL (Structured Query Language) muy rápido,

multi-threaded, multi usuario y robusto. El

servidor MySQL está diseñado para entornos de

producción críticos, con alta carga de trabajo

así como para integrarse en software para ser

distribuido. [3]

Se empleo HTML5 para este sistema

debido a que provee básicamente tres

características: estructura, estilo y

funcionalidad, más allá de esta integración,

provee los elementos necesarios para ubicar

contenido estático o dinámico, y es también una

plataforma básica para aplicaciones [4].

Par implementar la funcionalidad de la

aplicación se utilizó el lenguaje PHP el cual

está orientado a ser ejecutado del lado del

servidor.

El sistema SEVADE cuenta con los

módulos de Acceso, Administrador, Evaluador

y Director. Enseguida se muestran las interfaces

de usuario principales de modo que se pueda

apreciar su diseño:

El módulo de acceso o login se sirve para

dar acceso mediante un username y una

contraseña a los usuarios registrados en el

sistema. Su interfaz se puede apreciar en la

siguiente figura:

Figura 3 Interfaz de usuario de acceso al sistema

En seguida se muestra la pantalla de

inicio de SEVADE que muestra datos de sesión

del usuario que accedió al sistema mostrando

su nombre y tipo rol al que pertenece, así como

que área de adscripción le corresponde (Ver

figura 4).

Figura 4 Interfaz de usuario del inicio del sistema

193


ISSN-2410-3993






En el módulo de administrador que tiene

la finalidad de permitir la captura de datos del

personal de las instituciones de seguridad

pública, así como la consulta, modificación,

importación y carga mediante archivos de la

misma, además admitirá al administrador dar de

alta planes de evaluación, consultar e imprimir

resultados de las evaluaciones. Así mismo dar

de alta evaluadores y asignarles su área en

específico gracias a un control de acceso por

medio de una autenticación de usuario y

contraseña de acuerdo a los privilegios

asignados.

Figura 5 Interfaz de usuario del administrador

En esta pantalla el evaluador según el

área asignada por el administrador tendrá a sus

evaluados asignados los cuales evaluará según

el criterio determinado (Ver figura 6).

Figura 7 Interfaz de usuario del evaluador

En la figura 8 se puede ver la pantalla que

tiene la finalidad de seleccionar un criterio de

evaluación de entre los disponibles:

Figura 8 Pantalla de selección de criterio

Una vez seleccioado un criterio se

procede a calificar los diferentes aspectos que

corresponden. Como se puede ver en la

siguiente figura:

Figura 9 Interfaz de usuario para la evaluaicón.

194


ISSN-2410-3993






Cabe mencionar que el sistema tiene la

capacidad de dejar pendientes las evaluaciones

que ya fueron parcialmente hechas, para

posteriomente reanudarlas sin que se pierda lo

que ya se había realizado.

La pantalla director tiene la opción de buscar un

registro de CUIP de personal, que da como

resultado un reporte de la evaluación realizada

al personal con la CUIP buscada (Ver figuras

10 y 11).

Figura 10 Interfaz de usuario del director

Figura 11 Reporte de evaluación

Conclusiones

Los objetivos se cumplieron generando

con ello el sistema que evalúe al

personal de seguridad pública del

Estado de Zacatecas.

Se desarrolla un análisis de

requerimientos que es entregado a la

empresa, donde se contemplan los

elementos necesarios para poder hacer

un sistema de información fiable y

completa.

EL software entregado a la secretaría de

seguridad pública del Estado de

Zacatecas genera de manera exitosa los

gráficos necesarios para la toma de

decisiones.

195


ISSN-2410-3993






Este sistema mediar de manera

confiable el desempeño de los

elementos policiales.

El sistema fue desarrollando utilizando

los lenguajes de programación PHP y

HTML 5.

Las pruebas fueron realizadas en sitio,

para verificar que el servidor cumpliera

con todas las especificaciones que el

sistema requería y verificar la

funcionalidad del mismo.

La aplicación SEVADE actualmente se

encuentra en producción en las

instalaciones del Sistema de Seguridad

Pública del Estado listo para llevar a

cabo el proceso para éste 2015.

Trabajo futuro

Ya se ha mencionado que la aplicación

actualmente se encuentra lista para que el

proceso de evaluación sea llevado a cabo para

este 2015, en ese sentido se espera que una vez

concluidas las evaluaciones sean identificadas

posibles mejoras al software. Una vez hecho

esto se deberá retomar el proyecto con fines de

actualización y mejora de la Aplicación con la

finalidad de optimizar los procesos de

evaluación.

Aprovechando que prácticaente en otros

estados de la republica la forma d eevaluación

de l personal policiaco es prácticamente la

misma que en Zacatecas, se tiene contemplado

que en un futuro este software sea

implementado a su vez en estos otros lugares

aaprovechando así sus ventajas ofrecidas.

Referencias

[1]Humphrey, W. S. (2000) Introduction to the

Team Software Process . Addison Wesley.

[2]Humphrey, W. S. (2006) Instructor's Guide

for Introduction to the Team Software Process.

Carnegie Mellon University.

[3]MySQL Documentation; References Manual

(2014); http://dev.mysql.com/doc/

[4]Gauchat, J. D. (2012) El gran libro de

HTML5, CSS3 y Javascript; Marcombo Ed.

[5]Gómez V.A. (2007) Enciclopedia de la

Seguridad Informática. Alfaomega.

[6]Secure Software, I. (2006) CLASP -

Comprehensive Lightweight Application

Security Process Version 2.0.

[7] IEEE - About Your Security and Privacy:

http://www.ieee.org/security_privacy.html

[8] Barrios, J, Nava, M. (2012); Incorporación

de Prácticas de Seguridad en TSPi. Revista

Universo de la Tecnológica

[9] Periodico oficial (2002). Manual e

organización del Consejo Estatal de Seguridad

Pública (págs. 5-7, 11-12). Zacatecas, Zac.,

México.

[10] SEN; Ley Estatal de Seguridad Pública de

Zacatecas (2014)

196


Herramienta para la Generación de Horarios empleando Algoritmos Genéticos

ARANDA-BENITEZ†, VILLAVICENCIO-GOMEZ, SALGADO-SALGADO & DE LA ROCA-

CHIAPAS

Universidad Tecnológica de la Región Norte de Guerrero

Recibido 7 de Enero, 2015; Aceptado 4 de Marzo, 2015 ___________________________________________________________________________________________________Resumen

En este documento se describe el análisis, diseño e

implementación de un sistema que asigna profesores y aulas a

un concentrado de horarios empleando Algoritmos Genéticos

en la carrera de Tecnologías de la Información y Comunicación

(TIC) de la Universidad Tecnológica de la Región Norte de

Guerrero (UTRNG) en la cual existe la necesidad de asignar y

coordinar recursos económicos, materiales y humanos en

beneficio de los estudiantes. Cada inicio de cuatrimestre se

tienen que organizar y distribuir los horarios de clases de los

aulas y maestros, para esto se debe tomar en cuenta el número

de grupos que se forman, los cuales no son los mismos cada

periodo ya que varían. Uno de los factores que complican su

realización es el hecho de que no todos los maestros tienen la

misma disponibilidad, teniendo que tomar en cuenta sus horas

libres.

Algoritmos genéticos, Inteligencia Artificial, Asignación de

horarios

Abstract

In this document the analysis, design and implementation of a

system that assigns teachers and classrooms to concentrate

schedules using Genetic Algorithms in the career of

Information Technology and Communication (ICT) at the

Technological University of the Northern Region of Guerrero

described (UTRNG) in which there is the need to allocate and

coordinate economic, material and human resources for the

benefit of students. Each semester start must be organized and

distributed class schedules for classrooms and teachers, so this

should be taken into account the number of groups formed,

which are not the same as they vary each period. One of the

complicating factors is the realization that not all teachers have

the same availability, having to take into account their free

time.

Genetic algorithms, Artificial Intelligence, assignment

schedules

___________________________________________________________________________________________________

Citación: ARANDA-BENITEZ, VILLAVICENCIO-GOMEZ, SALGADO-SALGADO & DE LA ROCA-CHIAPAS.

Herramienta para la Generación de Horarios empleando Algoritmos Genéticos. Revista de Tecnología e Innovación 2015,

2-2:196-205

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



197


ISSN-2410-3993


ARANDA-BENITEZ, VILLAVICENCIO-GOMEZ, SALGADO-SALGADO & DE LA

ROCA-CHIAPAS. Herramienta para la Generación de Horarios empleando Algoritmos

Genéticos. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

La generación de horarios de clases es una de

las tareas más complicadas a la hora de iniciar

un nuevo ciclo escolar en todas las instituciones

educativas, es decir, se encuentran con el

problema de asignar y coordinar los recursos

económicos, materiales y humanos en beneficio

de los estudiantes. En particular con la

organización y distribución de los horarios de

clases de maestros y alumnos, debido a que

presentan condiciones particulares originadas

por el crecimiento de la población estudiantil.

Hoy en día existen a la venta diferentes

sistemas desarrollados para generar horarios de

clase, pero no están al 100% automatizados, es

decir, se requiere que el usuario sea el

encargado de asignar los maestros a los grupos

y el sistema solo indica si hay conflicto o ya

está destinada la materia a otro maestro.

En septiembre de 2003 inicia su primer

ciclo escolar la Universidad Tecnológica de la

Región Norte de Guerrero (UTRNG), por no

contar con instalaciones propias la Preparatoria

por Cooperación ―24 de Febrero‖ de Iguala,

Gro., presta su inmueble para la impartición de

clases. La UTRNG ofrece cuatro carreras

universitarias para preparar Técnicos

Superiores Universitarios (TSU) en:

Informática actualmente Tecnologías de la

Información y Comunicación (TIC), Mecánica,

Procesos de Producción y Procesos de

Producción Textil, las cuales son en un periodo

de dos años, de esta forma los TSU pueden

integrarse a corto tiempo al sector productivo

que requiera técnicos especializados en áreas

específicas.

Definición de Horario

Un horario es una lista organizada,

generalmente en forma tabular, proporcionando

la información acerca de una serie de

acontecimientos, a continuación se muestra

algunas definiciones:

- Cuadro donde se indican las horas en

que deben ejecutarse ciertos actos. [1]

- Tiempo concertado para determinadas

actividades: horario laboral. [2]

- Cuadro indicador de horas de salida y

llegada: horario de vuelos. [2]

- Tiempo durante el cual se desarrolla

habitual o regularmente una acción o se

realiza una actividad. [3]

- Cuadro indicador de las horas en que

deben ejecutarse determinadas

actividades. [3]

- Distribución de los días y las horas en

que se presta un servicio o se debe

realizar una actividad o un trabajo. [4]

- Es el tiempo comprendido de una hora a

otra determinada, durante el cual el

trabajador desarrolla sus funciones en

alguna de las jornadas de trabajo

establecidas.

198


ISSN-2410-3993





Figura 1. Ejemplo de un horario de un

restaurante

Un horario semanal o mensual

generalmente es en orden alfabética, los

empleados que son enumerados en el lado

izquierdo de una tabla, con los días de la

semana arriba de la tabla. Figura 1.

Un horario es creado lo más a menudo posible

por un encargado. En operaciones más grandes,

un encargado o un especialista de recursos

humanos pueden ser dedicado solamente a

escribir el horario.

El problema de la generación de

horarios ha sido atacado de varias maneras en

nivel mundial, como por ejemplo la

International Timetabling Competition, que es

organizado por Metaheuristics Network y

patrocinado por ―Practice and Theory of

Automated Timetabling‖ (PATAT) la

Competición Internacional de Timetabling, la

cual estaba abierta a cualquier aspirante. El

problema propuesto es crear un horario semanal

para una universidad.

Planteamiento del problema

La carrera de Tecnologías de la Información y

Comunicación (TIC) en la Universidad

Tecnológica de la Región Norte de Guerrero

(UTRNG) cuenta con una población estudiantil

aproximada de 1200 alumnos actualmente, cada

año ingresan a la carrera alrededor de 350 a 400

alumnos. Como la captación de estudiantes

varía, el número de maestros y aulas

incrementan y como consecuencia los horarios

no siempre son los mismos.

La elaboración de horarios se realiza de

la siguiente manera:

- Antes de finalizar el cuatrimestre las

direcciones de carrera solicitan a todo el

personal docente las materias en las que encaja

con su perfil.

- Se forma una comisión que designa la

Dirección de carrera para que elaboren los

horarios.

- Los horarios son generados

manualmente, asignándole a cada profesor

materias frente a grupo, tomando en cuenta la

tabla 1:

Tabla 1 Horas frente a grupo reglamentarios

Tipo de Profesor

Hrs.

Frente

a grupo

Mínimo

Hrs.

Frent

e a

grupo

Máxi

mo

Profesor de Tiempo

Completo

4 25

Profesor de

Asignatura

3 25

199


ISSN-2410-3993





- Al grupo que asesora un profesor de

tiempo completo será incluido en la asignación

de horas.

- Si algún maestro fue designado para dos

materias a un solo grupo, se debe revisar todo

nuevamente para determinar qué materia le

dejaran.

La distribución de horarios es una

realidad de toda institución académica. Es un

proceso que se lleva a cabo, actualmente en

forma manual, como es el caso de la

Universidad Tecnológica de la Región Norte de

Guerrero y específicamente en la Carrera de

Tecnologías de la Información y

Comunicación. Este proceso se torna a veces

engorroso y al mismo tiempo poco expedito, es

esta situación la que motivó el desarrollo de la

presente Tesis.

Todo lo anterior hace que la elaboración

de los horarios sea una tarea tardada y pesada

para quienes lo están haciendo. Provocando que

las clases se normalicen una o dos semanas

después haber iniciado el ciclo escolar

establecido por la Secretaria de Educación

Guerrero.

Hipótesis

Se pueden asignar maestros y aulas a un

condensado de horarios en la universidad

Tecnológica de la Región Norte de Guerrero

con el método de Algoritmos Genéticos.

Objetivo general

Resolver el problema de la asignación de

grupos a maestros y de grupos a aulas en la

carrera de Tecnologías de la Información y

Comunicación en la Universidad Tecnológica

de la Región Norte de Guerrero con el

desarrollo de un sistema utilizando Algoritmos

Genéticos.

Objetivos específicos

- Reducir el tiempo en la elaboración de

horarios para profesores, los cuales se realizan

en varios días.

- Eliminar las colisiones de maestros a

grupos ya asignados y verificar a éste que no se

le asignen 2 maestros al mismo grupo.

- Mejorar la asignación de horas,

repartiendo las horas clases de una manera

equitativa entre los maestros.

Inteligencia Artificial (IA)

Se denomina Inteligencia Artificial a la ciencia

que intenta la creación de programas para

máquinas que imiten el comportamiento y la

comprensión humana. La investigación en el

campo de la IA se caracteriza por la producción

de máquinas para la automatización de tareas

que requieran un comportamiento inteligente.

Algunos ejemplos se encuentran en el

área de control de sistemas, planificación

automática, la habilidad de responder a

diagnósticos y a consultas de los consumidores,

reconocimiento de escritura, reconocimiento del

habla y reconocimiento de patrones. De este

modo, se ha convertido en una disciplina

científica, enfocada en proveer soluciones a

problemas de la vida diaria. Los sistemas de IA

actualmente son parte de la rutina en campos

como economía, medicina, ingeniería y la

milicia, y se ha usado en gran variedad de

aplicaciones de software, juegos de estrategia

como ajedrez de computador y otros

videojuegos [5].

La IA se divide en dos escuelas de

pensamiento, la Inteligencia Artificial

convencional y la inteligencia computacional.

Inteligencia Artificial computacional

200


ISSN-2410-3993





La inteligencia computacional implica

desarrollo o aprendizaje iterativo (p.ej.

modificaciones iterativas de los parámetros en

sistemas conexionistas). El aprendizaje se

realiza basándose en datos empíricos. Algunos

métodos de esta rama incluyen:

- Redes neuronales: sistemas con grandes

capacidades de reconocimiento de

patrones.

- Sistemas difusos: técnicas para lograr el

razonamiento bajo incertidumbre. Ha

sido ampliamente usada en la industria

moderna y en productos de consumo

masivo, como las lavadoras.

- Computación evolutiva: aplica

conceptos inspirados en la biología,

tales como población, mutación y

supervivencia del más apto para generar

soluciones sucesivamente mejores para

un problema. Estos métodos a su vez se

dividen en algoritmos evolutivos (ej.

Algoritmos Genéticos) e inteligencia

colectiva (ej. algoritmos hormiga)

Los Algoritmos Genéticos

Los Algoritmos Genéticos (denominados

originalmente ―planes reproductivos

genéticos‖) fueron desarrollados por John H.

Holland a principios de los 1960s [6, 7],

motivado por resolver problemas de aprendizaje

de máquina.

El algoritmo genético enfatiza la

importancia de la cruza sexual (operador

principal) sobre el de la mutación (operador

secundario), y usa selección probabilística. El

algoritmo básico es el siguiente:

- Generar (aleatoriamente) una población

inicial.

- Calcular aptitud de cada individuo.

- Seleccionar (probabilísticamente) en

base a aptitud.

- Aplicar operadores genéticos (cruza y

mutación) para generar la siguiente

población.

- Ciclar hasta que cierta condición se

satisfaga.

La representación tradicional es la

binaria, tal y como se ejemplifica en la figura 2.

Figura 2 Ejemplo de la codificación usada

tradicionalmente con los Algoritmos Genéticos

A la cadena binaria se le llama

―cromosoma‖. A cada posición de la cadena se

le denomina ―gene‖ y al valor dentro de esta

posición se le llama ―alelo‖.

Para poder aplicar el algoritmo genético

se requiere de los 5 componentes básicos

siguientes:

Una representación de las soluciones

potenciales del problema.

- Una forma de crear una población

inicial de posibles soluciones

(normalmente un proceso aleatorio).

- Una función de evaluación que juegue

el papel del ambiente, clasificando las

soluciones en términos de su ―aptitud‖.

- Operadores genéticos que alteren la

composición de los hijos que se

201


ISSN-2410-3993





producirán para las siguientes

generaciones.

- Valores para los diferentes parámetros

que utiliza el algoritmo genético

(tamaño de la población, probabilidad

de cruza, probabilidad de mutación,

número máximo de generaciones).

Diseño del sistema

En la figura 3. se muestra el mapa conceptual

del proyecto. En él se representa el Algoritmo

Genético para generar el horario, en donde se

podemos observar que de manera gráfica los

componentes más representativos de los

procesos utilizados.

Figura 3 Mapa conceptual del Módulo de Algoritmo

Genético

En el módulo de sistema de

información, servicios escolares proporcionará

la información necesaria para la administración

de los horarios en general y proporciona los

datos para el funcionamiento de los demás

módulos.

El módulo de Algoritmo Genéticos

muestra los datos que se reciben, la generación

de la población inicial, el proceso que se aplica

por medio de los operadores genéticos y la

información que se genera.

Resultados y Pruebas del sistema

Para comprobar la calidad del software que

según la definición de Roger S. Pressman es ―la

concordancia con los requerimientos

funcionales y de rendimiento establecidos, con

los estándares de desarrollo explícitamente

documentados y con las características

implícitas que se espera de todo software

desarrollado profesionalmente‖ [8], se

realizaron diversas pruebas que a continuación

se documentan.

Módulo asignación de Profesores

Objetivo: Proporcionar los datos de los

profesores que el módulo pide, para que

posteriormente el sistema tenga toda la

información necesaria.

Criterios de aceptación: Esta prueba

debe mostrar los horarios de las materias con

una asignación de profesores sin choques.

Procedimiento de la prueba: Se genera

una asignación de profesores utilizando los

procedimientos de los Algoritmos Genéticos

durante varias generaciones hasta lograr una

generación sin choques en el grupo.

Resultado de la prueba: Los resultados

fueron satisfactorios. En todos los casos

presentados, el sistema asigno los profesores a

los grupos en menor tiempo del que se utilizaba

antes.

Esta pantalla (figura 4) se utiliza para

agregar, eliminar, consultar y modificar la

información de los catedráticos con que cuenta

la plantilla docente de la universidad.

202


ISSN-2410-3993





Figura 4 Administra a los catedráticos

Para comenzar a realizar los horarios, se

necesita generar una población inicial, lo cual

se hace en la pantalla siguiente (Figura 5). En el

cual no permite que un maestro se asigne a una

materia de un grupo si ya lo tiene asignado otro

maestro, así como también evita que un maestro

se le asigne más de 6 materias.

Figura 5 Pantalla que genera la población inicial.

Una vez generada la población, lo

siguiente consistió en evaluar la generación de

los nuevo individuos, para esto se analizó

buscando todos los choques que existieran en

las horas de cada uno de los individuos (Figura

6).

Figura 6 Pantalla de evaluación de versiones

En la siguiente ventana (Figura 7) se

realizó la selección de las versiones a conservar

para la siguiente generación, eliminando las

versiones con mayor número de choques.

Figura 7 Pantalla del proceso de selección

Las versiones de la población que

quedaron son utilizados en un nuevo

cruzamiento para generar una nueva población

con individuos de características diferentes a las

que existían (Figura 8).

Figura 8 Pantalla del proceso de cruzamiento

203


ISSN-2410-3993





En algunos casos fue necesario alterar el

contenido de la genética de la información, esto

se hizo mediante la mutación, donde se pudo

modificar la información de tal manera que se

corrigieran errores y ayudará a encontrar una

posible solución más rápida (Figura 9).

Figura 9 Pantalla del proceso de mutación

Una vez llevado todo el proceso de evaluación,

selección, cruzamiento y mutación ―n‖ veces lo

quedo son las mejores versiones para utilizar

como horarios finales. Por lo que se tuvo que

elegir la versión óptima (Figura 10).

Figura 10 Horarios finales

Módulo asignación de aula

Objetivo: Proporcionar los datos que el módulo

pide, para que posteriormente el sistema tenga

toda la información necesaria.

Criterios de aceptación: Esta prueba

debe mostrar los horarios de las materias con

una asignación de aula sin choques.

Procedimiento de la prueba: Se genera

la asignación de aulas utilizando los

procedimientos de los Algoritmos Genéticos

durante varias generaciones hasta lograr una

generación sin choques en el aula.

Resultado de la prueba: Los resultados

fueron satisfactorios. En todos los casos

presentados, el sistema asigno las aulas

correspondientes.

Esta pantalla (figura 11) se utilizó para

agregar, eliminar, consultar y modificar la

información de las Aulas disponibles, para que

el Algoritmo Genético las utilizara durante el

proceso de asignación.

Figura 11 Pantalla de administración de las Aulas

Para comenzar la asignación de aulas, se

necesitó generar una población inicial, lo cual

se hizo en la pantalla siguiente (Figura 12).

Figura 12 Pantalla que genera la población inicial

204


ISSN-2410-3993





Una vez generada la población, lo

siguiente fue en evaluar la generación de los

nuevo individuos, para esto se analizó buscando

todos los choques que existieran en las horas de

cada uno de los individuos (Figura 13).

Figura 13 Pantalla de evaluación de versiones

En la siguiente ventana (Figura 7.14) se

realizó la selección de las versiones a conservar

para la siguiente generación, eliminando las

versiones con mayor número de choques.

Figura 14 Pantalla del proceso de selección

Las versiones de la población que

quedaron fueron utilizados en un nuevo

cruzamiento para generar una nueva versión

con individuos de características diferentes a las

que existían (Figura 15).

Figura 15 Pantalla del proceso de cruzamiento

En algunos casos fue necesario alterar el

contenido de la genética de la información, esto

se hizo mediante la mutación, donde se

modificó la información de tal manera que se

corrigieran posibles errores y así encontrar una

posible solución más rápida (Figura 16).

Figura 16 Proceso de Mutación

Una vez llevado todo el proceso de

evaluación, selección, cruzamiento y mutación

―n‖ veces lo que quedo son las mejores

versiones para utilizar como horarios finales.

Por lo que se tuvo que elegir la mejor versión

de horarios para distribuirlo (Figura 17).

Figura 17 Condensado de horarios con aulas asignadas

205


ISSN-2410-3993





Conclusiones

Con el presente proyecto realizado, la

asignación de catedráticos y aulas para la

carrera de Tecnologías de la Información y

Comunicación de la Universidad Tecnológica

de la Región Norte de Guerrero se realizará de

una manera más rápida a comparación de cómo

lo realizaban anteriormente, evitando pérdida

de tiempo al elaborarlos.

Se reduce el tiempo de varios días a

unos cuantos minutos en la elaboración de los

horarios asignándole catedráticos y aulas,

Se evita la asignación de 2 catedráticos

a una materia al mismo grupo, así como

también las colisiones de catedráticos y aulas a

grupos ya asignados.

Los catedráticos tienen asignados

equitativamente el mismo número de horas

frente a grupo.

Con esto se demuestra que utilizando el

método de los algoritmos genéticos se puede

asignar maestros y aulas a un condensado de

horarios.

Referencias

[DEL06] Diccionario en línea, noviembre 2006.

http://www.definicion.org/horario

[DEH06]. Diccionario en línea, noviembre

2006.

http://www.wordreference.com/definicion/horar

io

[DEL09]. Diccionario en línea, Junio 2009.

http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_

BUS=3&LEMA=horario

[DEH09]. Diccionario en línea, Junio

2009.http://es.thefreedictionary.com/horario

[EEL06] Enciclopedia en línea, noviembre

2006.

http://es.wikipedia.org/wiki/Inteligencia_artifici

al

[JHH62] John H. Holland. Concerning efficient

adaptive systems. In M. C. Yovits, G. T. Jacobi,

and G. D. Goldstein, editors, Self-Organizing

Systems—1962, pages 215–230. Spartan

Books, Washington, D.C., 1962.

[JHO62] John H. Holland. Outline for a logical

theory of adaptive systems. Journal of the

Association for Computing Machinery, 9:297–

314, 1962.

[PRS93] Pressman Roger S. 1993. Ingeniería

del Software. Un enfoque práctico.

McGraw-Hill, 3a. Edición, pág. 576.

206


Formulación Farmacéutica: “Bloqueador Solar Enriquecido Con Un Repelente

Natural

CARDENAS-Luis†, MOSQUEDA-Greta, LOPEZ-Carlos & GONZALES-Antonio

Química Área Tecnología Ambiental. Universidad Tecnológica de Salamanca

Recibido 22 de Abril, 2015; Aceptado 6 de Marzo, 2015 ___________________________________________________________________________________________________

Resumen

Actualmente se encuentran comercialmente

disponibles, una variedad de productos que protegen

la piel de la radiación UV, así como repelentes

contra la picadura de insectos. No obstante, la

mayoría de estos productos se encuentran

formulados con sustancias químicas que después de

ser usados por un periodo de tiempo prolongado,

pueden ocasionar efectos adversos e indeseables a la

salud debido a sus propiedades químicas, además de

generar un importante impacto ambiental.

En la actualidad no hay productos comercialmente

disponibles proporcionen al consumidor protección

contra los rayos UV y a la vez actué como repelente

para mosquitos; por lo que se realizó una

formulación farmacéutica con ingredientes naturales

que actúe como protector solar enriquecida con una

sustancia de origen natural denominada aceite de

citronela, la cual tiene actividad como repelente de

mosquitos, no contamina al medio ambiente y no

causa daños a la salud, además el producto

desarrollado ofrece beneficios para el cuidado de la

piel.

Citronela, bloqueador solar, ultravioleta,

repelente.

Abstract

Currently, there are a variety of commercially

available products that protect the skin from UV

radiation and repellents against insect bites.

However, most of these products are formulated

with chemicals that after being used for a long

period of time may result in adverse and undesirable

health effects due to their chemical properties and

generate a significant environmental impact.

Nowadays there is no commercially available

products that provide consumer protection against

UV rays and once acted as mosquito repellent; so a

pharmaceutical formulation was made with natural

ingredients that act as sunscreen enriched with a

naturally occurring substance called citronella oil,

which has activity as a mosquito repellent, it does

not pollute the environment and causes damage to

health, further this developed product offers benefits

for skin care.

Citronella, sunblock, ultraviolet, repellent .

___________________________________________________________________________________________________

Citación: CARDENAS-Luis, MOSQUEDA-Greta, LOPEZ-Carlos & GONZALES-Antonio Formulación Farmacéutica:

―Bloqueador Solar Enriquecido Con Un Repelente Natural. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:206-212

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



207


ISSN-2410-3993



Formulación Farmacéutica: ―Bloqueador Solar Enriquecido Con Un Repelente

Natural. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

Las hembras de los mosquitos se consideran

insectos hematófagos; se alimentan de sangre

para estimular el desarrollo de sus huevos.

Cuando estos insectos pican, se presenta un

intercambio de fluidos, los cuales contienen

proteínas que pueden causar una reacción

alérgica. Algunas personas mayor sensibilidad

y pueden desarrollar reacciones inflamatorias

mayores. Si el mosquito hospeda algún virus, es

posible que transmita el virus a través de sus

fluidos, los cuales pueden llegar a causar

enfermedades graves como la encefalitis.

Por otra parte, algunos mosquitos y

otros insectos son vectores de enfermedades;

esto significa que pueden transmitir

enfermedades de un humano o animal a otro.

Normalmente, las enfermedades son causadas

por virus o parásitos. Estos microorganismos no

infectan al mosquito, sino que se reproduce en

el interior del mosquito y puede ser transmitido

a personas y animales.

Más de mil millones de personas

anualmente se infectan y desarrollan

enfermedades transmitidas por un vector como

el mosquito, las moscas, las pulgas y

garrapatas; y de este número, más de un millón

muere, según alertó la Organización Mundial de

la Salud (Lin, et al., 2013) .

El dengue, malaria, (Figura 1), el mal

de chagas, leishmaniasis, esquistosomiasis,

fiebre amarilla, chikungunya, filariasis linfática,

ceguera de los ríos y el virus del Nilo

Occidental (Briant, et al., 2014), (Motta, et al.,

2014); son diez de las enfermedades más

comúnmente transmitidas de esta forma y que

ponen en riesgo la salud de 1 de cada 2

personas en el mundo (Schneider, et al., 2007).

Figura 1 Mosquito transmisor de: a) malaria

(anopheles), b) dengue (aedes aegypti).

Los repelentes disponibles actualmente

contienen sustancias químicas de origen

sintético, como el N,N-dietil-meta-toluamida

(DEET), hidroxietil-isobutil carboxilato de

piperidina (picaridín) (Figura 2), entre otros

(Drapeau, 2011); los cuales están disponibles

en diferentes presentaciones, como aerosoles,

lociones, espumas, entre otras (Fradin y Day,

2002).

Figura 2 Estructura química del DEET y el picaridín.

Por otra parte, las evidencias de los

efectos nocivos de la exposición de la piel a la

excesiva radiación ultravioleta (UV),

principalmente en el desarrollo de cáncer de

piel, se han incrementado en la última década,

por lo que las autoridades de salud nacionales e

internacionales el uso de protectores solares

promueven en la población, así como el uso de

productos cosméticos cotidianos que contengan

filtros UV. En estos productos, una mezcla de

filtros UV, tanto de naturaleza inorgánica y

orgánica han demostrado ser más eficaces.

208


ISSN-2410-3993





Sin embargo, en la actualidad existen

dudas acerca de la seguridad y la eficacia real

de algunos filtros UV; especialmente de ciertos

compuestos absorbentes de radiación UV de

naturaleza orgánica (Moyal, 2004), (Paris, et

al., 2009). Tres problemas principales son los

más cuestionables: 1) Ciertos filtros UV son

absorbidos por la piel resultando en una

exposición sistémica con consecuencias

nocivas. 2) Algunos filtros UV muestran el

potencial de ser disruptores endocrinos. 3)

Ciertos filtros UV son parcialmente degradados

por la radiación UV, haciéndolos fotoinestables

e incapaces de cumplir con su función de

protección básica (Klimová, et al, 2013)

El aceite de citronela es obtenido

mediantes extracción y destilación de las

plantas de citronela (Cymbopogon nardus)

(Figura 3) y (Cymbopogon winterianus). Es un

aceite esencial compuesto por más de 80

sustancias, como hidrocarburos terpénicos,

alcoholes y aldehídos.

Comercialmente existen dos variedades

de aceite de citronela, el aceite tipo Ceilán

(extraído de C. nardus) y el tipo Java (extraído

de C. winterianus); este último es producido en

grandes cantidades y se caracteriza por contener

mayor concentración del principio activo.

Figura 3 Morfología de la hoja de citronela

(Cymbopogon nardus).

Las partes aéreas de la planta contienen un

aceite esencial en el que se han identificado los

monoterpenos alcanfor, borneol, camfeno,

cineal, citral, citronelal (Figura 4), citronelol,

fenchona, geranial, geraniol, 6-metil-hepten-5-

ona, limoneno, linalol, mentol, mentona,

mirceno, neral, nerol, ocimeno, α-pineno,

terpineol, terpinoleno y los sesquiterpenos α-

oxobisabolona, β-cadineno y humuleno. En las

hojas se han detectado el β-sitosterol y los

triterpenos cimbopogenol, cimbopogona y

cimbopogonol (Vijender y Mohd, 2003). Sin

embargo, los que se encuentran en mayor

proporción son:

Citronelal: 30.0 % a 45.0 %

Limoneno: 1.0 % a 5.0 %

Acetato de citronelil: 2.0 % a 4.0%

Neral: Máximo 2.0%

Geranial: Máximo 2.0%

Figura 4 Estructura química del citronelal y limoneno.

La presencia de sustancias químicas

sintéticas presentes en bloqueadores solar y en

repelentes de mosquitos pueden causar efectos

adversos a la salud, cuando estos productos son

usados por periodos de tiempo prolongados,

además, estas sustancias generan un impacto

ambiental durante el uso y en su disposición

final, después de cumplir su vida útil.

209


ISSN-2410-3993





Debido a esta problemática, en este

proyecto se propuso la elaboración de un

bloqueador solar elaborado con ingredientes

naturales y enriquecido con un repelente

extraído de una fuente natural, además el uso de

este producto ofrece otros beneficios, ya que

humecta la piel y es accesible a la población

general.

Metodología

La obtención de la formulación farmacéutica

enriquecida con un repelente de origen natural,

se llevó a cabo en dos etapas que consistieron

en la extracción del principio activo mediante

un proceso de extracción-destilación, seguido

de la formulación del producto final.

Etapa 1. Extracción de aceite de

citronela: Se utilizaron hojas de citronela

previamente cortadas y pesadas (55g). Lavar las

hojas con agua potable y posteriormente con

agua destilada, secar las hojas y pesar,

introducir a un matraz y adicionar el disolvente

hasta alcanzar una concentración de 10% m/v y

calentar durante 6h (Tabla 1); una vez extraído

el principio activo, filtrar la mezcla resultante y

purificar la solución obtenida mediante

destilación simple. Mediante este proceso se

obtuvieron 4 fracciones. Se recolectó la

fracción número 4 (210-215°C) y se almacenó a

4°C.

Etapa 2. Formulación farmacéutica: Calentar en baño de agua la cera de abejas

65°C durante 20 minutos, agregar aceite de

almendras y glicerina manteniendo la

temperatura en 65°C agitando vigorosamente

utilizando un agitador mecánico hasta que la

mezcla sea homogénea.

Dejar enfriar a temperatura ambiente y

agregar vitamina E y aceite de coco orgánico

manteniendo la agitación, adicionar óxido de

cinc u óxido de titanio1 a la mezcla resultante

agitando constantemente. Finalmente adicionar

una solución de aceite de citronela al 10% en

una mezcla etanol/agua en una relación 1:1,

ácido esteárico y esencia de coco, agitar hasta

que todos los componentes se hayan

incorporado completamente.2

Resultados

Factor de protección solar (FPS)

El factor de protección solar (FPS) corresponde

al número de veces que el fotoprotector

aumenta la capacidad de defensa natural frente

al eritema o enrojecimiento previo a la

quemadura, el tiempo máximo de exposición

por FPS es de 10 minutos al multiplicarlo por el

FPS obtenido en la formulación, que para la

sustancia empleada en esta formulación

equivale a 25 FPS, mediante la expresión, se

obtiene:

3 ( )

( )

1 Se utiliza óxido de cinc u óxido de titanio dependiendo de la

consistencia deseada en el producto. 2 La cantidad utilizada de cada ingrediente no se presenta en la

metodología debido a que actualmente se está trabajando en

mejorar la consistencia y las características organolépticas del

producto final. 3 TMA = Tiempo máximo aproximado al cual puede estar

expuesta la piel.

210


ISSN-2410-3993





El producto obtenido tiene un FPS = 25

y tiene un tiempo máximo de protección de 250

minutos; lo que indica que se debe aplicar

aproximadamente 4 horas, no obstante, la

Organización Mundial de la Salud (OMS)

estableció un estándar de aplicación de cada 2

horas, y debe ser aplicado cuando una persona

este expuesta a los rayos del sol por periodos

prolongados de tiempo.

Destilación de aceite de citronela

Se llevaron a cabo diversos experimentos

variando las condiciones de extracción; para

este fin, se emplearon disolventes de diferente

naturaleza estructural. La mezcla se calentó a

diferentes temperaturas dependiendo del punto

de ebullición del disolvente utilizado en cada

prueba. Los resultados descritos en la tabla 1

indican que el disolvente óptimo para la

extracción del aceite de citronela es el etanol,

debido a su polaridad, este disolvente ofrece las

mejores condiciones para la extracción de los

componentes del aceite de citronela. Cabe

mencionar que inicialmente se llevó a cabo la

extracción con cada uno de los disolventes a

temperatura ambiente, pero los resultados no

fueron favorables.

Una vez establecido el disolvente

adecuado, se efectuó el proceso de extracción a

diferentes temperaturas. Como se observa en

los datos de la tabla 2, la temperatura adecuada

para la obtención del principio activo es de

95°C, a esta temperatura fue posible obtener un

volumen de 22 mL de aceite de citronela

utilizando etanol como disolvente; este

volumen fue obtenido después de efectuar el

proceso de purificación mediante destilación

simple.

Disolvente Temperatura

*

(°C)

Volumen*

*

(mL)

Etanol 75 12

Acetona 60 6

Agua 95 5

Ácido

acético

115 3

Cloroform

o

62 0

Éter etílico 40 0 * Temperaturas establecidas hasta alcanzar el

reflujo de cada disolvente.

** Volumen obtenido de aceite de citronela

después del proceso de destilación simple a

partir de 55g de hojas de la planta de

citronela.

Tabla 1 Resultados de la obtención de aceite de citronela

utilizando diferentes disolventes.

Temperatura

(°C)

Volumen*

(mL)

65 10

75 15

85 19

95 22

105 20

*Volumen obtenido de aceite de

citronela después del proceso de

destilación simple a partir de 55g

de hojas de la planta de citronela.

Tabla 2 Resultados de la obtención de aceite de citronela

variando la temperatura

211


ISSN-2410-3993





Formulación del producto final

El producto obtenido es una crema hidratante

para la piel que tiene la función de bloqueador

solar contra los rayos UV, enriquecido con

aceite de citronela como repelente de origen

natural (Anexo 1); este producto tiene como

objetivo la protección y cuidado de la piel;

elaborado a base de productos naturales y que

además no generan un impacto ambiental; este

producto se considera novedoso ya que

actualmente en el mercado no se encuentra

disponible ningún producto que cumpla estas

tres funciones y que además está elaborado con

productos 100% naturales.

Se elaboró el producto en dos

presentaciones crema líquida y crema sólida

(Anexo 1) obtenidos variando las condiciones y

volumen de los ingredientes empleados; esto

con el fin de satisfacer las necesidades y

preferencias de los consumidores.

Envase

El envase del producto es práctico, seguro y

funcional para el consumidor, el envase de

plástico transparente ofrece al consumidor

confianza y seguridad. La etiqueta combina

colores y formas llamativos relacionados con el

aspecto ecológico y natural del producto;

además de proveer la información requerida por

las autoridades de salud y de protección al

consumidor (Anexo 2).

Anexos

Anexo 1 Apariencia y presentaciones del producto final.

Anexo 2 Propuesta inicial de la etiqueta del producto.

Agradecimientos

Concejo de Ciencia y Tecnología del Estado de

Guanajuato (CONCYTEG) por el apoyo

otorgado para el desarrollo de este proyecto

mediante el convenio 14-IJ-DPP-Q182-36.

Universidad Tecnológica de Salamanca,

Química Área Tecnología Ambiental.

Conclusiones

Se elaboró una formulación farmacéutica que

actúa como bloqueador solar, crema hidratante

y repelente de mosquitos a partir de

ingredientes 100% naturales, que no generan un

daño a la salud ni impacto ambiental y que

además, actualmente no existe un producto en

el mercado con estas características.

Se llevó a cabo la extracción del

repelente natural (aceite de citronela) a partir de

la planta de citronela de manera óptima,

estableciendo una metodología viable y

reproducible.

Se propuso una formulación

farmacéutica con las características adecuadas

(consistencia, olor y color).

Contenido neto: 250 mL

3 en 1

PROCTECTOR SOLAR, HIDRATA TU PIEL Y

REPELENTE NATURAL.

BIO-PROTEC

CUIDA TU PIEL BAJO EL SOL

Resistente al agua

Alta protección inmediata UV-A/UV-B

2BAJO

4-8MEDIO

15-20ALTO

30-50MUY ALTO

50+ULTRA

BIO-PROTEC Protector solar FP S* 30, Crema Hidratante dealta protección para piel sensible.

Crema hidratante exclusivamente formulada para pro veeruna protección contra los rayos del sol, además actúa como

repelente de insectos de origen natural NO TÓXICO, amplioespectro de protección UVA/UVB, que protege contra lasquemaduras y envejecimiento pre maturo causado po r el sol.Su nueva fórmula se aplica y absorbe rápid amente sin dejarsensación grasosa.

*SPF Factor de Protección Solar.Ingredientes: Ácido esteárico, aceite mineral, aceite dealmendras, c arbopol, trietanolamina, agu a desmineraliz ada,óxido de zinc, aceite de citronela (5%), vitamina E y glicerina.Instrucciones de uso: Apto para adultos y niños mayores de

6 meses. Aplicar BIO-PROTEC uniformemente y l ibrementeen todas la p artes del cuerpo cad a vez que se exponga a losrayos del sol o a picaduras de insectos, al menos 15 minutosantes de la exposición. Suspenda su uso si se presentansignos de irritación o s arpullido. Si presenta molestias

consulte a su médico.El uso continuo de este producto puede contribuir a aclararla piel, ya que disminuye la exposición a la luz ultravioleta.

No se deje al alcance de los niños.

30FPS

MUY ALTO

212


ISSN-2410-3993





Aunque se desarrolló el producto de

manera satisfactoria, se propone la realización

de nuevos experimentos adicionando nuevos

ingredientes con los que se pueda establecer y

extender el tiempo de caducidad del producto,

además se requiere realizar pruebas de

efectividad del producto comparándolo con

otros productos existentes en el mercado,

particularmente en el grado de repelencia de los

insectos y obtener datos estadísticos mediante

la siguiente expresión (Murugan, et al., 2012):

(

)

% de duración = Duración del efecto del repelente

t = Mosquitos totales que pican con repelente

c = Mosquitos totales que picaron sin repelente

Actualmente se está trabajando en la

realización de un estudio de factibilidad

financiera, mediante un estudio de

mercadotecnia para determinar la

competitividad del producto.

Referencias

Briant, L.; Desprès, P.; Choumet, V.; Missé, M.

(2014). Role of skin immune cells on the host

susceptibility to mosquito-borne viruses.

Virology. 2014, 464-465, 26-32.

Drapeau, J. (2011). Green synthesis of para-

Menthane-3,8-diol from Eucalyptus citriodora:

Application for repellent products. Comptes

Rendus Chimie. 14, (7-8), 629–635.

Fradin, M. S. y Day, J. F. (2002). Comparative

efficacy of insect repellents against mosquito

bites. N. Engl. J. Med. 347, (1), 13-18.

Klimová, Z., Hojerová, J. y Pazoureková, S.

(2013). Current problems in the use of organic

UV filters to protect skin from excessive sun

exposure. Acta Chimica Slovaca, 6, (1), 82-88.

Lin, S-H.; Wheeler, D. C.; Park, Y.; Springgs,

M.; Hollenbeck, A. R.; Freedman, D. A.;

Abnet, C. C. (2013). Prospective Study of

Ultraviolet Radiation Exposure and Mortality

Risk in the United States. Am. J. Epidemiol.

178, 521-533.

Motta, M. F.; Chávez, J. H.; de Souza, J. M.;

Farignoli, F.; de Castro-Jorge, L. A.; Lopes, B.

A.; Moraess, L. (2014). Infection with Saint

Louis encephalitis virus in the city of Ribeirao

Preto, Brazil: report of one case. Int. J. Infec.

Dis. 26, 96-97.

Moyal, D. (2004). Prevention of ultraviolet-

induced skin pigmentation. Photodermatol.

Photoimmunol. Photomed. 20, 243-247.

213


Efectividad de dos sanitizantes comerciales en la desinfección del cilantro en

Maxcanu, Yucatán

CANUL-Divino† & MOO-Mariel

Recibido 30 de Enero, 2015; Aceptado 17 de Marzo, 2015

Resumen

El objetivo del presente estudio fue evaluar dos

agentes sanitizantes en la reducción de la carga

microbiana del cilantro (Coriandrum sativum). Se

utilizo como unidad experimental 20 g de follaje

obtenido del mercado local de Maxcanu, Yucatan.

Se generaron tres tratamientos por inmersión

durante cinco minutos en las siguientes soluciones

acuosas: Hipoclorito de sodio (300 ppm);

Microdyn® (1.75 ml L-1

); y el testigo (sin

sanitizante). La evaluación microbiológica se

realizó a través del método del film seco

rehidratable (método 3M Petrifilm). Las variables

de respuesta fueron Coliformes totales y E. Coli,

expresado como log10 unidades formadoras de

colonia por gramo de muestra (log10 ufc g-1

). Se

encontraron diferencias estadísticas entre los

tratamientos (P<0.05), sobresaliendo al reducir la

carga microbiana el tratamiento con Microdyn®, al

presentar los valores de 4.95 y 3.2 log10 ufc g-1

de

Coliformes totales y E. coli, respectivamente, por lo

que se recomienda para la desinfección de frutas y

hortalizas consumidas crudas, la aplicación de 1.75

ml L-1

de Microdyn® en el agua de lavado.

E. coli, Coliformes totales y Cilantro

Abstract

The objective of the present study was to evaluate

two sanitizing agents in reducing the microbial load

of cilantro (Coriandrum sativum). It was used as

experimental unit obtained 20 g of leaves local

market Maxcanu, Yucatan. Three treatments were

generated by immersion for five minutes in the

following aqueous solutions: Sodium hypochlorite

(300 ppm); Microdyn® (1.75 ml L-1), and the

control (without sanitizing). The microbiological

evaluation was performed by the method of

rehydratable dry film (3M Petrifilm method). The

response variables were total coliforms and E. coli,

expressed as log10 colony forming units per gram of

sample (log10 cfu g-1

). Statistical differences

between treatments (P <0.05), protruding to reduce

microbial load treatment Microdyn®, the present

values of 4.95 and 3.2 log10 cfu g-1

of Total

Coliforms and E. coli, respectively, so that is

recommended for disinfecting fruits and vegetables

consumed raw, applying 1.75 ml L-1 Microdyn® in

the wash water.

E. coli, total coliforms and Cilantro ___________________________________________________________________________________________________

Citación: CANUL-Divino & MOO-Mariel. Efectividad de dos sanitizantes comerciales en la desinfección del cilantro en

Maxcanu, Yucatán. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:213-216

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



214


ISSN-2410-3993


CANUL-Divino & MOO-Mariel. Efectividad de dos sanitizantes

comerciales en la desinfección del cilantro en Maxcanu, Yucatán.

Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

En la actualidad el consumo del cilantro

(Coriandrum sativum) como hortaliza fresca es

de suma importancia debido a su utilización

como hierba aromática (Zapata y Garcia, 2002),

sin embargo, en nuestro país no se aplican

sistemas de gestión de calidad e inocuidad

adecuada desde la siembra hasta la

comercialización y consumo de este tipo de

alimentos, tales como las buenas prácticas

agrícolas (BPA), por lo que la utilización de

estiércol y aguas residuales para su cultivo han

traído como consecuencia la contaminación por

microorganismos como Escherichia Coli (E.

coli), Salmonella y parásitos (Campos y

Manzano, 2007). La organización para la

alimentación y agricultura, menciona que es de

suma importancia la sanitizacion de los

vegetales consumidos en fresco ya que pueden

reducir la incidencia de enfermedades. La

sanitizacion consiste en la acción biocida de

diferentes agentes oxidantes que interfieren con

la síntesis de proteína celular; o ácidos

orgánicos, que penetran en la célula provocando

un efecto depresor del pH, inhibiendo al

microorganismo presente (Beuchat et al., 2001;

FAO. 2007). Las soluciones sanitizantes

pueden ser organicas o químicas, como

compuestos organicos Canul et al., (2014),

evalua el acido cítrico en jicama minimamente

procesada y reporta una reducción de la carga

microbiana, sin embargo las más utilizadas en

la desinfección de hortalizas son el cloro y la

plata coloidal. El mecanismo de desinfección de

la plata coloidal actúa por la inactivación de las

enzimas de las células bacterianas y hongos que

usan oxígeno para su metabolismo, pues causa

una disrupción celular, aunque en tiempos muy

variables y dependientes de la temperatura.

La Revista del Consumidor al evaluar

diferentes soluciones sanitizante, reporta al

microdyn como efectivo en la desinfección de

agua, frutas y verduras contaminadas con

bacterias (Salmonella causante de salmonelosis,

tifoidea), E. coli (gastroenteritis) y Vibrio

cholerae (cólera) (PROFECO, 2007). Un

estudio de desinfección de melón con una

solución de 200 ppm de cloro durante 2

minutos reporta una reducción de 2.6 ciclos

logarítmicos en la superficie del melón (Ukuku,

2005). En otro estudio donde se realizó

inmersiones en una solución de 150 ppm de

hipoclorito de sodio redujo el 90% de la carga

inicial de las bacterias en la superficie de

melón, sin embargo la efectividad del producto

dura hasta que el cloro residual se agota por lo

que puede contaminarse después de este

periodo (Barak et al., 2003). Por lo que el

objetivo del presente trabajo fue evaluar dos

agentes sanitizantes en la reducción de la carga

microbiana en cilantro (Coriandrum sativum).

Materiales y métodos

Localización del proyecto: El proyecto se

desarrolló en el laboratorio de Tecnología de

alimentos de la Universidad Tecnológica del

Poniente, en el periodo de Enero-Abril, este se

desarrollo en dos partes, en la primera parte se

realizo el diagnostico para determinar si se

encuentra la presecia de coliformes totales y E.

coli, en la segunda etapa se realizo la

evaluación de los agentes sanitizantes mas

utilizados en la región, la selección de las

muestras se realizo de manera aleatoria en los

estableciomientos que venden hortalizas

frescas, antes de su utilización el follage fue

almacenado a temperatura ambiente + 28°C

hasta su utilización.

Muestras: Se analizaron 15 muestras de

follage de cilantro obtenido de manera aleatoria

del mercado local de Maxcanu Yucatan.

215


ISSN-2410-3993





Tratamientos: Se utilizó un diseño

completo al azar, generando tres tratamientos

(Tabla 1) con cinco repeticiones cada una (20 g

de follage); generando un total de 15 unidades

experimentales haciendo inmersiones durante

cinco minutos.

Tratamientos Sanitizante Concentraci

ón

T1 Hipoclorito de sodio 300 ppm

T2 Microdyn® 1.75 ml L-1

T3 Sin sanitizante 0

Tabla 1 Tratamientos evaluados en la desinfección de

cilantro (Coriandrum sativum).

Variables de estudio: las variables de

respuesta fueron Coliformes totales y E. Coli,

expresado como log10 unidades formadoras de

colonia por gramo de muestra (log10 ufc g-1

),

utilizando tablas para su conversión.

Analisis microbiológico: se realizó a

través del método del film seco rehidratable

(método 3M Petrifilm). empleando placas para

el recuento de Coliformes totales y E. Coli, para

ello en la campana de flujo laminar marca

Ecosel® se macero 20 g de follage de cilantro

con la ayuda de un mortero de porcelana

previamente esterilizado, posteriormente con la

ayuda de una micropipeta se midió 1 ml de jugo

y disolvió en 9 ml de agua estéril para inocular,

para la siembra se utilizó la tercera dilución

tomando 1 ml (10-3

) que fue depositado en las

placas Petrifilm 3M, se incubo en un estufa de

cultivo marca Ecosel® a 35ºC durante 24 horas.

Posterior a la incubación las placas fueron

leídas con la ayuda de un contador de colonias

marca Felisa®, el resultado fue expresado como

log10 ufc g-1

de muestra.

Análisis estadístico: El análisis

estadístico de los datos se realizó utilizando el

paquete Statgraphics Plus para windows. Para

la comparación de medias se utilizó la prueba

de Tukey con un nivel de significancia P= 0.05.

Resultados y discusiones

En la Tabla 2 se muestra los resultados

obtenidos al evaluar dos soluciones

sanitizantes, encontrando diferencias

estadísticas entre los tratamientos (P<0.05),

sobresaliendo en la reducción de la carga

microbiana el tratamiento con Microdyn®, al

presentar los valores de 4.95 y 3.2 log10 ufc g-1

de Coliformes totales y E. Coli,

respectivamente, resultados similares reporta la

PROFECO (2007), al inocular las frutas y

hortalizas con bacterias de E. Coli y Coliformes

totales y desinfectarlas con diferentes

sanizantes entre los que se encuentra el

Microdyn®, reportando para este, una aceptable

reducción de los organismos, con respecto al

cloro, se redujo la carga microbiana con

respecto al testigo con valores de 5.4 y 3.7 log10

ufc g-1

de coliformes totales y E.coli,

respectivamente, diferiendo a lo reportado por

Ukuku, (2005) y Barak et al., (2003), al

evaluar la eliminación y reinfección de

Salmonella en la superficie de melones, con

diferentes tratamientos en la cual indican que el

cloro reduce la carga microbiana, sin embargo

el bajo nivel de efectividad pudo deberse al

tiempo prolongado de remojo ya que durante

mayor tiempo el cloro residual se agota y

permite la reinfección de los organismos

(Ritenour et al., 2007)

Tratamiento log 10 ufc g

-1

Coliformes totales E. coli

T1 5.40b±4.0 3.70

b± 2.7

216


ISSN-2410-3993





T2 4.95c±3.9 3.2

c±2.5

T3 5.555ª±4.15 3.9

a±2.7

Literales distintas en la misma columna indican

diferencia significativa (P<0.05), T1=Hipoclorito de

sodio, T2=Microdym®, T3=Testigo.

Tabla 2 Coliformes totales y E. coli en cilantro

(Coriandrum sativum).

Conclusiones

Se recomienda para la desinfección de frutas y

hortalizas consumidas crudas, la aplicación de

1.75 ml L-1

de Microdyn® en el agua de lavado.

Referencias

Barak. C. J., Chue, B. Mills, D. 2003. Recovery

and sanitation of Surface bacteria on

cantaloupes. Journal of Food Protection. 66

(10):1805-1810.

Beuchat, L., Farber, J., Garrett, E., Harris, L.,

Parish, M., Suslow, T. Y Busta, F. 2001.

Standarization of a method to determine the

efficacy of sanitizers in inactivating human

pathogenic microorganisms on raw fruits an

vegetables. Journal of Food Protecction.

64:1079-1084.

Campos, D. M. y Manzano, P. W. 2007.

Evaluación de métodos de desinfección para

hortalizas que se consumen en crudo. Tesis de

Ingeniería en Alimentos. Universidad de el

salvador. El salvador. p. 90.

Canul, D., Moo, M., y Cruz, M. (2014). Efecto

del ácido cítrico sobre la calidad microbiológica

de jícama mínimamente procesada. In Ciencias

de la Ingeniería y Tecnología Handbook TV:

Congreso Interdisciplinario de Cuerpos

Académicos (pp. 169-175). ECORFAN.

FAO. 2007. Manual para el curso sobre

procesamiento de frutas y hortalizas a pequeña

escala en Perú. Aspectos microbiológicos. Food

and Agriculture Organization of the United

States.http://www.fao.org/docrep/x5063S/x506

3S04.htm#5.6%20la%20calidad,accesada

01/06/208.

PROFECO. 2007. Soluciones desinfectantes.

Revista del consumidor. Procuraduría Federal

del Consumidor.

http://www.profeco.gob.mx/revista/pdf/est_07/s

oluciones%20julio.pdf, accesada 09/02/2015

Ritenour M.A., Sargent S.A., Bartz J.A. y Lon

Kan, E.E. 2007. Uso del Cloro en las Líneas de

Empacado de Productos Cosechados Frescos.

Departamento de Horticultural Ciencias,

Servicio de Extensión Cooperativa de la

Florida, Instituto de Alimentos y Ciencias

Agrícolas, Universidad de la Florida. HS1082

Ukuku, D. 2005. Effect of sanitizing treatments

on removal of bacteria from cantaloupe

Surface, and re-contamination with Salmonella.

Journal of Food Microbiology. 23(3):289-293.

Zapata, A. y Garcia, J.R. 2002. Evaluación

agronómica de sistemas de siembra para la

producción de follaje en cilantro, Coriandrum

sativum L. Colombia. p. 75

217


Estudio electroquímico de materiales base Fe y aleaciones Ni-Cr-Fe

SARMIENTO-Estela†, HERNANDEZ-ESCAMPA, Marco, RODRIGUEZ-Fausto & VAZQUEZ-

Jaime

Universidad Tecnológica Emiliano Zapata


Resumen

El objetivo de este trabajo es evaluar el efecto de la

corrosión de materiales base fierro y aleaciones Ni-

Cr-Fe destinadoa a diferentes aplicaciones, a 25°C

y 0.5M H2SO4, mediante técnicas electroquímicas y

SEM. Los resultados sugieren que en este medio

todos los materiales se pasivan. La información

obtenida revela que los materiales base fierro y

aleaciones Ni-Cr-Fe tienen la capacidad de generar

una capa pasiva contra los efectos de la corrión en

ambientes ácidos a temperatura ambiente.

Corrosión, Fierro, técnicas electroquímicas.

Abstract

In this work the effect of corrosion of iron based

materials and alloys Ni-Cr-Fe used in different

applications, at 25 ° C and 0.5M H2SO4, using

electrochemical and SEM techniques were

evaluated. The results suggest that in this way all

materials are passivated. The data obtained revealed

that the iron based materials and alloys Ni-Cr-Fe are

able to generate a passive layer against the effects of

Corrion in acidic environments at room

temperature.

Corrosion, Fe, electrochemical techniques.

___________________________________________________________________________________________________

Citación: SARMIENTO-Estela, HERNANDEZ-ESCAMPA, Marco, RODRIGUEZ-Fausto & VAZQUEZ-Jaime. Estudio

electroquímico de materiales base Fe y aleaciones Ni-Cr-Fe. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:217-222

________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



218


ISSN-2410-3993


SARMIENTO-Estela, HERNANDEZ-ESCAMPA, Marco, RODRIGUEZ-Fausto

& VAZQUEZ-Jaime. Estudio electroquímico de materiales base Fe y aleaciones

Ni-Cr-Fe. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

La degradación de los materiales es ocasionada

por estar en contacto con el medio ambiente,

debido a la tendencia que tienen los materiales

de regresar a su estado natural y es

esencialmente de naturaleza electroquímica. En

sentido estricto esto se aplica a metales, pero

también se puede incluir a no metales, plásticos,

cerámicos, etc. Donde sea que exista un metal y

un medio ambiente va a presentarse el

fenómeno de la corrosión en menor o mayor

grado (Fernández, 1989).

De acuerdo a las estadísticas el 25% de

la producción mundial de acero es destruida por

el fenómeno de la corrosión. Son miles de

millones de dólares el importe de los daños

causados y los medios que se utilizan para

prevenirla. Evaluaciones llevadas a cabo por

comités expertos fijan las pérdidas anuales en

países industrializados en torno al 3.5 % de

producto nacional bruto, mientras que en

países en desarrollo alcanzan el 15%. Con base

en lo anterior, podemos decir que la tercera o

cuarta parte de la producción mundial de acero

se dedica a la reposición de las estructuras

metálicas deterioradas. Estas cifras pueden

considerarse conservadoras, ya que en la

mayoría de los casos, solo se conocen los

costos directos ocasionados por las medidas

preventivas de mantenimiento, o por la

sustitución de las partes corroídas, sin embargo,

una evaluación más real debería incluir pérdida

de la producción, costos por paros de planta

(Brasunas, 1984), pérdidas de vidas humanas

causadas en accidentes atribuidos a la

corrosión, impacto al medio ambiente, etc.

Aleaciones con bajo contenido de Aleantes.

Ultralimpio (AU) (Mendoza Lara, 2003). La

industria siderúrgica, ha sido motivo de grandes

avances tecnológicos, los cuales le han

permitido fabricar aceros que involucren un

estricto control en su composición química,

pudiendo controlar la cantidad de elementos

microaleantes en partes por millón,

incrementando la capacidad del acero a soldarse y a incrementar su tenacidad (N2). A

partir de un análisis del proceso de colada

continua en conjunto con los avances logrados

en el campo de la solidificación, se ha logrado

eliminar la segregación central, llegando a

fabricar aceros ultra limpios, los cuales se han

producido con el propósito de aplicarse en la

industria automotriz y/o de línea blanca3.

La ASTM A 352 clasifica a los hierros

de alta aleación en un grupo independiente que

incluye: Hierros blancos al cromo-níquel,

conocidos como Ni-Hard (tipos del 1 al 4), con

contenidos de cromo bajos, (de 3 a 5% de

níquel y de 1 a 4% de cromo, con una

modificación en la que el cromo se eleva de 7 a

11 % de cromo), Hierros al cromo-molibdeno,

que contienen de 11 a 23% de cromo y hasta

3% de molibdeno con níquel o cobre. Un tercer

grupo de Hierros blancos aleados con elevado

contenido de cromo (de 25 a 28% de cromo) los

cuales pueden ser aleados además con otros

elementos como el molibdeno y/o níquel hasta

1,5%.

La resistencia a la abrasión es una

función de la dureza y del volumen de carburos

en la microestructura.

219


ISSN-2410-3993





Cuando la resistencia a la abrasión es el

principal requerimiento y la resistencia al

impacto el requerimiento secundario, se

recomienda el empleo de aleaciones de levado

contenido de carbono (ASTM A 532 Clase I

Tipo A Ni-Hard 2) porque presentan menos

carburos y además, mayor resistencia. Un grado

especial es el Clase J Tipo C, el cual se utilizan

para la producción de bolas para la trituración.

La aleación Ni-Hard 4, Clase I tipo D es una

modificación de los hierros al cromo-níquel, la

cual contiene niveles más elevados de cromo,

que van desde 7 a 11% y niveles superiores de

níquel, que van desde 5 a 7%. El carbono es

variado de acuerdo a las propiedades que se

necesitan para el servicio previsto. Contenidos

de carbono en el rango de 3,2 a 3,6% se

proponen cuando se desea un máximo en la

resistencia a la abrasión. Cuando se espera una

resistencia al impacto considerable el contenido

de carbono se mantiene de 2,7 a 3,2%.

El HK40 es una nueva aleación, modificación

de la aleación resistente al calor HK 40, acero

inoxidable austenítico, diseñada para resistir

medios carburizantes mediante silicio y cromo.

Aleaciones con alto contenido en Cromo y

Níquel.

1. HP40 (J. Aguilar, 1992): Un material es

avanzado cuando posee características

excepcionales para una aplicación dada.

Algunos procesos someten a los

materiales a condiciones severas de

operación, ya sea por temperatura, por

medio ambiente o por una combinación

de ambos.

Un caso frecuente se refiere a los

intercambiadores de calor, generalmente

formados por tubos, que se utilizan en la

industria petroquímica, en los que los

componentes se presentan una

degradación corrosiva por estar

expuestos a atmósferas complejas que

contienen varios compuestos o

elementos reactivos, tales como S, O y

C, y que producen sulfurización,

oxidación y carburización

respectivamente. Tales fenómenos se

ven favorecidos de manera importante

por la temperatura. En la literatura se

reportan los estudios que se han llevado

a cabo1-3 por muchos investigadores

sobre el comportamiento de materiales

involucrados en procesos que implican

carburización de aleaciones. Otros

parámetros como la condición

superficial, microestructura y la

composición química deben evaluarse.

2. MORE40MA, MORE40SA y

MOR40X (Maldonado Ruiz, 2002): El

transporte neumático de hierro esponja a alta

temperatura es un avance tecnológico propuesto

por HYLSA (empresa Hojalata y Lámina S.A)

para hacer más eficiente la producción de

aceros a partir de la tecnología HYL patentada

por esta empresa. La ventaja que representa esta

tecnología reside en aprovechar el material a

alta temperatura evitando pérdidas por volver a

calentar hierro esponja a temperatura ambiente

y por otro lado evita la reoxidación del hierro

esponja que tiene lugar durante el enfriamiento

y calentamiento del mismo, lo que representa

ahorros significativos de energía térmica. La

introducción del transporte neumático bajo

estas condiciones presenta un reto en cuanto a

materiales disponibles dadas las condiciones de

agresividad que presenta el roce o el impacto de

hierro esponja a alta temperatura y velocidad.

220


ISSN-2410-3993





La operación a alta temperatura descarta

la posibilidad de utilizar materiales producidos

por tratamiento térmico, como los

martensíticos, porque son estructuras inestables

a alta temperatura.

Metodología

Materiales

Se utilizaron los siguientes materiales.

a) Aleación con bajo contenido en

aleantes: Acero Ultralimpio (AU).

b) Aleaciones de hierro fundido aleado

532, HyL Y Ni-H. c) Aceros ASTM-532, HyL

Y Ni-H.

c) Aleaciones con alto contenido en

Cromo y Níquel: HP40, MORE40MA,

MORE40SA Y MORE40X. En el anexo A se muestra su composición química.

Preparación de las muestras

Se cortaron probetas de los materiales en una

máquina LECO en forma de paralelepípedo

rectangular de 5x5x2 mm. Se encapsularon con

resina comercial poliéster cristal MC40, para

obtener una superficie homogénea se utilizó

una desbastadora (LECO) y lijas de carburo de

silicio: 120, 500, 600 y 1200. Para obtener un

acabado espejo se utilizó un paño de nylon y

como abrasivo alúmina 0.01μ.

Caracterización

1. Técnicas electroquímicas: Curvas de

polarización. Se realizaron a 25°C,

0.5M H2SO4, velocidad de barrido 60

mV/min ( intervalo -1000 a 2000 mV

con respecto al potencial de corrosión).

Se utilizó un arreglo convencional de

tres electrodos: referencia ®, auxiliar y

de trabajo.

2. Microscopia electrónica de barrido: Las

muestras fueron analizadas (MEB) para

observar su morfología.

Resultados

Curvas de polarización:

En la Tabla 1 se muestran los valores de

potencial obtenidos de las curvas de

polarización (Gráfico 1) de los materiales

ASTM-532, AU, Ni-H y HyL en H2SO4. Se

observa que los valores de Ecorr varían desde

500 mV (ASTM-532) hasta 300 mV (HyL),

existe un corrimiento hacia la posición menos

electronegativa de casi 200 mV, por lo tanto, el

material más noble fué el HyL y el más activo

el ASTM-532, por lo que éste último es más

susceptible a corroerse.

Tabla 1 Valores de Potencial (mV)

Grafico 1 Curvas de polarización de los materiales

ASTM-532, AU, HyL y Ni-H, en 0.5M H2SO4.

MATERIAL POTENCIAL (mV)

ASTM-532 350 - 170

AU 850 - 1500

HyL 300 - 150

Ni-H 300 - 150

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

0.5M H2SO

4

POTE

NC

IAL

(V v

s. E

CS)

Log (i) (mA/cm2)

HP40

MORE40MA

MORE40SA

MORE40X

221


ISSN-2410-3993





El que presenta menor densidad de

orriente es el Ni-H, y el que presenta la mayor

densidad de corriente es el AU. Los materiales

alcanzaron un estado de pasivación.

En el gráfico 2 se muestran las curvas de

polarización para los materiales HP40,

MORE40MA, MORE40SA Y MORE40X. Se

puede observar que todos los materiales

tuvieron un comportamiento muy similar entre

sí. Los valores de Ecorr (Tabla 2) se observan en

un intervalo de 200 a 250 mV. El material más

noble es el material MORE40X y el más activo

el MORE40SA y el que presenta mayor

densidad de corriente es el MORE40MA.

Gráfico 2 Curvas de polarización de los materiales

HP40, MORE40MA, MORE40SA Y MORE40X en

0.5M H2SO4

Los resultados cuantitativos son

presentados en términos de corriente de

corrosión Icorr. se observa que el material Ni-H

presenta el valor más bajo, lo cual indica que la

corriente de corrosión o velocidad de corrosión

es menor. El material Acero Ultralimpio

presenta el valor más alto y no se estabiliza,

inicialmente su valor es bajo, sin embargo,

presenta un notable incremento conforme

incrementa el tiempo. Es importante señalar que

el material ASTM-532 presenta un valor menos

alto que el Acero Ultralimpio pero se estabiliza

y decrece en cuanto a la velocidad de corrosión.

El que presenta menor densidad de

corriente es el Ni-H, y el que presenta la mayor

densidad de corriente es el AU. Los materiales

alcanzaron un estado de pasivación.

En la Figura 3 se muestran las curvas de

polarización para los materiales HP40,

MORE40MA, MORE40SA Y MORE40X. Se

puede observar que todos los materiales

tuvieron un comportamiento muy similar entre

sí. Los valores de Ecorr se observan en un

intervalo de 200 a 250 mV. El material más

noble es el material MORE40X y el más activo

el MORE40SA y el que presenta mayor

densidad de corriente es el MORE40MA.

Los resultados cuantitativos son

presentados en términos de corriente de

corrosión Icorr. en la Figura 4 se observa que el

material Ni-H presenta el valor más bajo, lo

cual indica que la corriente de corrosión o

velocidad de corrosión es menor. El material

Acero Ultralimpio presenta el valor más alto y

no se estabiliza, inicialmente su valor es bajo,

sin embargo, presenta un notable incremento

conforme incrementa el tiempo. Es importante

señalar que el material ASTM-532 presenta un

valor menos alto que el Acero Ultralimpio pero

se estabiliza y decrece en cuanto a la velocidad

de corrosión.

Tabla 2 Valores de Potencial (mV)

MATERIAL POTENCIAL (mV)

HP40 0 – 550

MORE40MA 100 – 1000

MORE40SA 50 – 800

MORE40X 200 - 900

-6.0 -5.5 -5.0 -4.5 -4.0 -3.5 -3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0

-1.6

-1.4

-1.2

-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

0.5M H2so

4

PO

TE

NC

IAL

(V v

s. E

CS

)

Log (i) (mA/cm2)

ASTM

AU

NiH

HyL

222


ISSN-2410-3993





2) SEM

Las micrografías revelaron que en algunos

casos como en el ASTM-532 y el acero

ultralimpio se observan picaduras lo que

sugiere un tipo de corrosión localizada.

Conclusiones

En las aleaciones base Fe el material más

activo fue el ASTM-532 el cual también

presentó la mayor densidad de corriente. El

material más noble fue el HyL. El material que

presento la menor densidad de corriente fue el

Ni-H.

Acero Ultralimpio presento el valor más

alto pero no logra estabilizarse y el Ni-H

presenta el valor más bajo. En las aleaciones

Ni-Cr-Fe el material más activo fue el

MORE4OSA y el más noble fue el MORE40X.

El que presenta mayor densidad de corriente es

el HP40 y el MORE40SA presenta la menor

densidad. El material HP40 alcanza el valor

más alto de corriente de corrosión y el material

MORE40SA presenta el valor más bajo. En este

medio todos los materiales se pasivaron.

Los materiales que presentaron

menores valores de pasivación fueron: HyL y

Ni-H y el que presento el mayor rango de

pasivación fue el material MORE40MA.

Referencias

Brasunas, A. ( 1984). “Corrosion Basics and

Intoduction”. An Official NACE Publication.

Fernández, A. G. (1989). ”Control de la

corrosión: Naturaleza e Importancia de la

corrosión metálica”. Madrid: Cosejo Superiror

de investigaciones científicas, Centro Nacional

de Investigaciones Metalúgicas.

Haro Rodríguez, S. (2001). “Factores que

dificultan la soldabilidad del acero HK 40

modificado”. Cuernavaca , Mor.: UAEM.

J. Aguilar, U. O. (1992). “Carburización de

aleaciones HP40+Nb y AISI 304 bajo mezclas

de H2,H2O,CO, CO2 y CH4.”. Nuevo León:

Universidad Autonoma de Nuevo León.

Maldonado Ruiz, S. I. (2002). “Fabricación,

evaluación de desgaste y transformaciones

microestructurales por envejecimiento”.

Cuernavaca, Mor.: UAEM.

223


Sentido Artificial Ultrasónico

PEREZ-Manuel† & DONATO-José

Universidad Tecnológica de Tijuana


Resumen

Contribución: Este proyecto es muy importante para

el programa educativo de la Carrera de

Mantenimiento Industrial, porque combina los

conocimientos de varias materias como: Electrónica

Analógica y Digital, Automatización, Redes

Industriales, Robótica y Programación entre algunas

otras.

Debido a su bajo costo, se pretende que este aparato

pueda comercializarse o, mediante algún programa

social, distribuirse entre toda la gente que lo

necesita para poder realizar sus actividades diarias

lo mejor posible e integrarse activamente a la

sociedad productiva.

Sentidos, agudeza visual, sentido artificial,

sensor ultrasónico

Abstract

Contribution: This project is very important for the

educational program Career Industrial Maintenance,

because it combines the knowledge of several

materials such as Analog and Digital Electronics,

Automation, Industrial Networking, Robotics and

Programming among some others.

Because of its low cost, this device is intended to be

marketed or by any social program, distributed

among all the people who need it to perform their

daily activities as best as possible and actively

integrate into productive society.

Senses, visual acuity, artificial sense, ultrasonic

sensor

___________________________________________________________________________________________________

Citación: PEREZ-Manuel & DONATO-José. Sentido Artificial Ultrasónico. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-

2:223-230

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



224


ISSN-2410-3993


PEREZ-Manuel & DONATO-José. Sentido Artificial

Ultrasónico. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

Actualmente existe un gran porcentaje de

personas con problemas visuales en México.

Para estas personas es muy complicado

interactuar con su entorno y su estilo de vida es

muy diferente a las de personas que cuentan

con todos sus sentidos. Este problema también

afecta a sus familias y a todas las personas que

están a su alrededor.

El objetivo del proyecto es lograr que

una persona sin agudeza visual se desplace en

cualquier ambiente sin ayuda de un bastón o un

perro lazarillo, que lo haga de manera

independiente si tener que estar sujetando algo

con las manos, también considerando que el

entrenamiento o adquisición de un perro es muy

costoso. Recurriendo a la tecnología puede

crearse un sentido artificial, eficiente y a bajo

costo a base de sensores ultrasónicos y tarjetas

electrónicas.

Se puede lograr que una computadora

realice o ―piense‖ movimientos de ajedrez en

competencia con un ser humano, entonces

también se puede lograr que una computadora

localice un objeto o bien lo visualice y de esa

manera, ser los ojos de una persona sin agudeza

visual, para crear un sentido artificial y que éste

a su vez envié una señal que pueda avisar a

quien lo porte sobre los obstáculos que se

encuentre.

Este proyecto es importante porque en

Mexico hay más de 5.7 millones de personas

con capacidades diferentes, lo cual representa el

5.1 % de la población total, de las cuales el 27.2

% de este carecen de agudeza visual. En el

estado de puebla se estima que cerca de 500 mil

personas tienen alguna capacidad visual, de las

cuales 125 mil carecen de agudeza visual.

Estas últimas tienen limitantes que les

impiden moverse abiertamente en su entorno

social, ya que dependen de alguna persona que

los pueda orientar y de artefactos que le ayuden

a evitar obstáculos o barreras, como lo es el

bastón con el que puede sentir por medio del

tacto si hay algún objeto en su camino, otra

solución a este problema es la de

entrenamiento a perros lazarillo para que

puedan guiar a estas personas, la desventaja de

este es que el adiestramiento de estos perros

implica un elevado costo además de tiempo,

otra desventaja es poder adquirir uno, ya que su

precio se estima en más de 300 mil pesos por el

proceso de entrenamiento que llevan. Hay

fundaciones que proporcionan gratuitamente

estos animales a personas que lo necesitan, el

problema es que no es suficiente.

La razón por la cual hemos desarrollado

este prototipo es para ayudar a estas personas, y

que puedan adquirir un dispositivo de bajo

costo que les ayude a guiarse en su camino sin

la necesidad de un bastón o un perro guía de

muy alto costo, gracias al avance de la

tecnología se han creado sensores capaces de

detectar objetos mediando ultrasonido que

pueden ser interpretados por

microcontroladores y estos a su vez pueden ser

programados para activar alguna alarma que le

indique a la persona la proximidad de un

obstáculo o barrera que le impida avanzar y así

poder cambiar de dirección y evitar el

obstáculo.

Su valor agregado con respecto de otros

prototipos existentes en el mercado es su bajo

costo, su simplicidad y su fácil repetibilidad,

para poder hacerlo accesible a un amplio

espectro de personas con problemas de agudeza

visual.

225


ISSN-2410-3993




Las principales características del

dispositivo son: capacidad para detectar todos

los obstáculos que se pueda encontrar una

persona invidente, en todas direcciones, incluso

para subir o bajar escaleras. Dispositivo de

bajo costo y de fácil fabricación.

El problema a solucionar es la agudeza

visual que sufren alrededor de 125 mil personas

tan solo en el estado de Puebla, nuestro objetivo

es apoyar a las personas con agudeza visual a

reincorporarse a la sociedad y la hipótesis

central es crear un dispositivo electrónico que

sirva para este fin.

Marco de referencia

Los ultrasonidos están por todas partes: los

encontramos en la naturaleza en delfines y

murciélagos, en sofisticados robots o integrados

en parachoques. Nuestro prototipo se basa en la

utilización de sensores de ultrasonido ya

mencionados y microcontroladores que nos

ayuden a interpretar estos sensores. Lo que

pretendemos lograr es una interacción entre los

sensores y la persona mediante la percepción

en este caso la interacción se llevaría a cabo con

la utilización de vibradores activados de

acuerdo a la distancia que obtienen los sensores

las personas estarían sintiendo vibraciones a

diferentes niveles, que le indicaran la

proximidad de un objeto o barrera.

El posicionamiento de estos sensores les

ayudaría a identificar el tamaño del objeto o

barrera, un ejemplo seria entre un escalón o una

pared. El posicionamiento de los sensores se

hizo en base a pruebas de reconocimiento de los

sensores, lográndose así una mejor ubicación de

ellos para poder identificar las barreras que se

presenten. Los ultrasonidos son señales

acústicas cuyas frecuencias van – de 20 a 400

KHz- están por encima del rango de frecuencias

sensibles al oído humano.

Los sensores de ultrasonidos son

capaces de medir la distancia a la que están

respecto a un objeto por medio de un sistema de

medición de ecos. Los sensores de ultrasonidos

están formados por un transductor que emite un

pulso corto de energía ultrasónica. Cuando el

pulso es reflejado por un objeto, el sensor

captura el eco producido por medio de un

receptor, y mediante un sistema de tratamiento

de la señal, calcula la distancia a la que está de

dicho objeto. La fórmula para calcular la

distancia de un sensor de ultrasonidos es:

(1)

Dónde d es distancia, v es velocidad y t

es tiempo.

Figura 1 Sensor ultrasónico, MaxBotix Incorporated

Desarrollo del proyecto

Sistema de control

Este prototipo se desarrolló en arduino.

Arduino es una plataforma de hardware libre,

basada en una placa con un microcontrolador y

un entorno de desarrollo integrado (IDE),

diseñada para facilitar el uso de la electrónica

en proyectos multidisciplinares, Sus principales

ventajas son su bajo costo y su facilidad de

programación, al alcance de cualquiera.

226


ISSN-2410-3993




Lo que hicimos fue adaptar estos

sensores y controlador a un chaleco para que

desde su ubicación pudiera detectar los

obstáculos, uno de los sensores se ubicó en la

parte alta de enfrente del chaleco otro en la

parte baja logrando así cubrir un rango de

detección adecuada también se adaptaron otros

dos sensores en las partes laterales para poder

detectar obstáculos a los lados y así poder

orientar a la persona. El siguiente diagrama

muestra las conexiones del prototipo:

Figura 2 Conexión de los sensores

En este diagrama se puede apreciar la

ubicación de los sensores tanto de los

vibradores que activa cada sensor S1 y M1

corresponden a detectar la parte izquierda, S2 y

M2 la parte derecha, S3 y M3 la parte alta y S4

y M4 la parte baja.

Los vibradores son activados mediante

modulación por ancho de pulso (PWM) lo cual

nos permite variar la velocidad de giro del

vibrador de acuerdo a la distancia. Entre más

cerca se encuentre del objeto la vibración será

mayor y viceversa.

El siguiente diseño nos muestra la

distribución de los sensores al igual que las

direcciones en las que se posicionaron. Estos

sensores no se pueden ubicar en la misma

dirección ya que los resultados de ponerlos

apuntando a la misma dirección no eran los

esperados; el primer sensor detectaba el

ultrasonido que emitía el segundo sensor y

viceversa por esa razón tratamos de poner los

sensores en direcciones opuestas, los dos

sensores en el frente del prototipo: el de la parte

baja apunta de forma diagonal hacia abajo

tratando de evitar que los pies de la persona que

usa el dispositivo interfieran en las lecturas de

este sensor y el otro se encuentra en la parte de

arriba, apuntando de manera recta hacia

enfrente, para que los ultrasonidos de estos no

interfieran entre si y provoquen errores en las

lecturas. Los resultados al hacer estos cambios

fueron buenos, porque se pudieron detectar de

manera más clara los obstáculos y se redujeron

errores en las lecturas de los sensores, también

se logró que la persona pudiera guiarse con la

ayuda del dispositivo, para ello se tiene que

proporcionar un breve entrenamiento a la

persona para que pueda interpretar las lecturas

de los sensores mediante los niveles de

vibración que se activan conforme a la distancia

del objeto. Por ejemplo si la persona siente dos

vibraciones diferentes de un motor y otro

entonces tiene que cambiar de dirección y girar

hacia otro lado al igual que si son vibraciones

momentáneas no hacerles caso, o esperar a que

se nivelen.

Este prototipo se estima en un costo de $

4000 pesos mexicanos, lo cual creemos es

227


ISSN-2410-3993




admisible para que cualquier persona que lo

necesite lo pueda adquirir ya que es de muy

bajo costo a comparación de otros. Las ventajas

que representa este prototipo es que la persona

sin agudeza visual se vuelve una persona

independiente que ya no tiene que depender de

otros para poder moverse libremente, además su

autoestima mejora porque ya no se sentiría

como una carga para las personas que le rodean,

además de que es un dispositivo muy fácil de

adaptar y de fácil interpretación con una breve

capacitación.

Características de la tarjeta Arduino

Características generales.

Microcontrolador AT mega 328.

Voltaje de operación 5V.

Tensión de entrada 7-12 V.

Pines digitales de E/S 14 (de los cuales

6 proveen salidas PWM)

Pines de entrada analógica 6

Corriente por pin E/S 4 0Ma

Memoria flash 16 KB.

EEPROM 512 Bytes.

Frecuencia de reloj 16 MHz:

MAXONAR-EZ0

Información general del componente.

Resolución de 1 pulgada.

Velocidad de lectura de 20 Hz.

42kHz ultrasónico sensor mide la

distancia a los objetos.

Leer desde las 3 salidas del sensor:

Tensión Analógica, Serial, ancho de

pulso.

Figura 3 Ubicación de los sensores en el cuerpo de una

persona.

Prácticamente no hay sensor de zona

muerta, objetos a menos de 15 cm de

rango.

Alcance máximo 645 cm (6.4 m).

Funciona desde 2.5-5.5V.

Bajo 2.0mA requisito actual promedio.

Módulo pequeño, ligero.

Diseñado para una fácil integración en

su proyecto o producto.

Ideal para aplicaciones de detección de

personas.

228


ISSN-2410-3993




Figura 4 Tarjeta ArduinoUNO, Arduino.

Figura 5 Sensor ultrasónico, MaxBotix Incorporated

Programación del prototipo

El código de programación que se hizo para el

desarrollo del prototipo se muestra a

continuación pues este es la base para que

nuestro prototipo funcione y condicionemos lo

que queremos que haga.

// En esta parte declaramos las variables

y ubicamos los puertos a usar

const int analog1 = 0;

// Se declaran los puertos para los motores

int motor1 = 3;

// Se declaran las variables para

almacenar los valores de cada sensor

int long distancia1;

// Se declaran los puertos como entradas

o salidas void setup () {Serial.begin (9600); //

Establece el puerto serie para 9600

pinMode (motor1, OUTPUT); }

// Se leen los sensores y se asignan a una

variable void leer_sensores () {distancia1 =

analogRead (analog1);}

// Se imprimen los valores para

identificar la señal de los sensores

void imprime_val () { Serial.print("dis1 ");

Serial.println (distancia1);}

// Se crea un ciclo para que el

microcontrolador haga esto cada determinado

tiempo void loop () { leer_sensores ();

imprime_val (); delay (150); }

Pruebas y desarrollo del prototipo

Figura 6 Rangos de detección de los modelos

MAXSONAR EZ

229


ISSN-2410-3993




Figura 7 Primeras pruebas del prototipo

Figura 8 Pruebas de detección del modelo seleccionado

EZ0

Figura 9 Pruebas de detección del prototipo

Figura 10 Pruebas de detección del prototipo bajando

escaleras

Resultados

Continuamos trabajando en alternativas que

mejoren el desarrollo de nuestro prototipo la

alternativa es poder implementar un sistema de

localización satelital (GPS) para que la persona

que utiliza nuestro prototipo pueda ser guiada y

se pueda desplazar mediante la ayuda de éste,

ya sea en un pueblo o ciudad. Logrando así una

mayor integración de la persona en el entorno

social, y pueda ir a donde él quiera ubicando el

lugar mediante una interfaz de reconocimiento

de voz del dispositivo a donde desea ir y así el

dispositivo le dirá hacia donde avanzar y en qué

dirección.

230


ISSN-2410-3993




Conclusiones

Tras el avance tecnológico y el impacto que

este tiene en la sociedad, se concluye que el ser

humano tiene la capacidad e inteligencia para

poder desarrollar maquinas capaces de procesar

información a muy alta velocidad además de

reducir año con año los componentes

electrónicos, quedando en claro que el

procesamiento de una maquina es mejor que el

del ser humano, pero ellas no pueden pensar por

sí mismas. Ya que la programación de un

cerebro artificial que procese información al

detectar objetos a una distancia considerable y

en respuesta emita una señal que avise a quien

lo porte que se está acercando. Para lograr esto

se utiliza la implementación de sensores

ultrasónicos en la realización de nuestro

prototipo estos actúan como medidores de

distancia o bien ser los ojos de mi sistema y la

programación en la memoria o tarjeta arduino

detecta las lecturas y estas en respuesta al

procesamiento envía una señal través de un

virador para quien lo porte, de manera que no

cause algún daño al cuerpo. Con el logro

satisfactorio de este prototipo y considerando

que el costo de este es muy bajo, con respeto al

costo de adquirir un perro guía.

Otro logro es la eliminación del bastón,

pues no es notoria la imposibilidad de la

persona al no ver, ya que en dispositivo será

portátil y se podrá ocultar en la ropa y de esta

manera pasar desapercibida como cualquier otra

persona sin ser discriminada.

Con esto estaremos ayudando a un

sector importante de la población como las

personas sin agudeza visual, facilitando con

esto su calidad de vida y ser una persona

independiente en la medida de lo posible.

Referencias

Rafael Enriquez Herrrador. (2009). Guía de

usuario de Arduino. España: Limusa.

MaxBotix Incorporated. (2014). Ultrasonic

Sensors. 2015, de MaxBotix Incorporated Sitio

web: http://www.maxbotix.com/

Arduino. (2015). Learn Arduino. 2015, de

Arduino Sitio web: https://www.arduino.cc/

231


Metodología Cuantitativa y Tecnología Móvil para Evaluar la Calidad en uso de

Proyectos-Productos-Servicios en Eventos de Innovación mediante Métricas

VARGAS-Laura†, GUTIERREZ-Agustin’, EDGARDO-Felipe’’, VARGAS-Vanessa’’’ & PERALTA-

Jorge’’’

Profesor Investigador del Instituto Tecnológico de Ciudad Madero, Tamaulipas, México

„Profesor Investigador del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, CCM

„‟Profesor Investigador del Centro de Investigación en Computación del Instituto Politécnico Nacional

„‟‟ Investigador de la Universidad Autónoma de Tamaulipas Facultad de Ingeniería UAT FI DEPI


Resumen

Se presenta el Sistema PROYEVA, basado en

normas internacionales (ISO/IEC 9126, 14598, IEEE

1061) y modelos mexicanos (MECHDAV, MECRAD,

el cual permite hacer un análisis comparativo de

los diferentes proyectos y productos participantes

en concursos de innovación e invención. Está

basado en la determinación del grado de

cumplimiento de las características de calidad

siguientes: funcionalidad, usabilidad, así como la

calidad en uso. Se incluye, como parte de esta

propuesta, la herramienta computacional PROYEVA,

la cual permite la aplicación práctica y prueba del

modelo de evaluación creado, en concursos de

innovación e invención.. permite evaluar

genéricamente la calidad de los proyectos-productos

antes en los concursos mencionados.

Modelo de calidad, evaluación técnica de proyectos-

productos; concurso de creatividad, calidad en uso,

métricas externas

Abstract

PROYEVA is a system based upon international

standards and Mexican models that allows for a

comparative analysis of different projects and products

involved in innovation, invention and creativity contests-

based on the following characteristics: quality in-use,

functionality and usability through an external metrics

and quality in-use metrics plan in a visual environment.

PROJEVA software is a practical application of the

PROYEVA model. It allows a general quality evaluation

of projects and products in technical competitions. It

provides support for judges and facilitates a more

objective and impartial evaluation. It also provides

guidance on the ranking evaluation procedures and

documentation. PROJEVA is directed to organizations,

companies and end-users who need to easily select

products or projects, with the highest quality among the

contesters to be pronounced as winners.

Contests; creativity; invention;innovation;

system

___________________________________________________________________________________________________

Citación: VARGAS-Laura, GUTIERREZ-Agustin, EDGARDO-Felipe, VARGAS-Vanessa & PERALTA-Jorge.

Metodología Cuantitativa y Tecnología Móvil para Evaluar la Calidad en uso de Proyectos-Productos-Servicios en Eventos

de Innovación mediante Métricas. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:231-244

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



232


ISSN-2410-3993



PERALTA-Jorge. Metodología Cuantitativa y Tecnología Móvil para Evaluar la Calidad en uso

de Proyectos-Productos-Servicios en Eventos de Innovación mediante Métricas. Revista de


Introducción

En la actualidad no es fácil enfrentarse a

emitir un juicio sobre proyectos que

pertenecen a disciplinas que no se dominan o a

áreas que no corresponden con la formación

profesional del evaluador. En muchas ocasiones

se tiene que tomar decisiones apresuradas y a la

ligera para determinar la calidad en uso de un

proyecto con base en criterios subjetivos, y que

no permiten evaluar objetivamente los

diferentes aspectos que lo conforman.

Se propone una metodología y un

modelo de evaluación técnica de la Calidad de

los Proyectos participantes en concursos de

Innovación mediante la implementación de un

Plan de Métricas de Calidad y la utilización de

un software, que sirvan de apoyo a los

evaluadores (jurados en ciertos concursos)

para que emitan un fallo más certero. Se

presenta el modelo PROYEVA, basado en las

normas internacionales [IEEE610,1994],

[IEEE1061,1992], [ISO 9000-3,1991],

[ISO/IEC9126, 1997], [ISO/IEC 14598,1998],

[ISO 9001,1994], Proyecto SQUARE [ISO

25000,2005], [SUMI, 2000], así como en

otros modelos mexicanos (MACS [Gutierrez,

2002], MECHDAV [Vargas-Gutierrez, et al,

2004, 2005, 2006], MECRAD [Vargas, et al,

2008]).

Existen diversos modelos

estandarizados que sirven de guía para las

organizaciones en la medición de características

que les permiten acceder a un nivel de calidad

elevado en sus productos y proyectos.

Es necesario ajustarlos, teórica y

prácticamente, para obtener un modelo

cualimétrico con el propósito de evaluar y

medir las características de calidad. En estos

casos un análisis comparativo de varios

productos y proyectos sirve para ayudar a

decidir cuál se seleccionará como el mejor en

cuanto a su calidad en uso.

Un proyecto puede ser definido en

término de sus características distintivas. Los

proyectos son desarrollados en todos los niveles

de la organización. Estos pueden involucrar a

una sola persona o miles.

Criterios para la elaboración de proyectos

1. El proyecto debe ser realista ante todo,

2. Estimar las habilidades experimentales

que se tienen en el campo seleccionado,

3. Conocer los principios básicos,

involucrados en el proyecto,

4. El Tiempo estimado para la realización

completa del proyecto,

5. La disponibilidad y empeño para trabajar en

el proyecto,

6. Analizar si existe la posibilidad de contar

con apoyo externo en la asesoría del proyecto,

7. Tener en cuenta el aspecto innovador, ya

que la construcción de aparatos puede ser nueva

en su diseño o por constituir una modificación

de alguno ya existente

233


ISSN-2410-3993






8. Tomar medidas de seguridad adecuadas

para evitar accidentes,

9. Elaboración minuciosa del protocolo del

proyecto a desarrollar y

10. Estimación del costo aproximado del

proyecto.

Fundamentos teóricos

Debido a la importancia de tener

profesionistas de alto nivel, maestros,

desarrolladores y personas capaces de brindar

un beneficio científico técnico a la sociedad se

crean eventos mediante las cuales se da

impulso a la actividad creativa. Así es que

aparecen los concursos de creatividad, donde se

presentan y demuestran proyectos desarrollados

por diferentes organizaciones y empresas. La

siguiente descripción muestra como debe ser

elaborado un proyecto de manera general

[Solleiro,1994].

El problema

Lo primero que interesa es conocer lo que

será investigado: ¿Por qué?, ¿para qué?, ¿cuál

es el valor o la importancia del hecho o

fenómeno a investigar?. Además, si el problema

a resolver tiene criterios de prioridad, novedad,

oportunidad, conformismo o comportamiento.

Este enunciado se subdivide en las siguientes

partes:

• Título descriptivo del proyecto,

• Formulación del problema,

• Objetivos de la investigación,

• Justificación y

• Limitaciones

Marco de referencia

Es importante distinguir en el proyecto la

estrecha relación entre la teoría, el proceso de

investigación y la realidad, es decir, se debe

definir el entorno. La investigación puede

iniciar una teoría nueva y señalar diferentes

puntos de vista, paradigmas o hipótesis;

reformar una existente o simplemente definir

con más claridad, conceptos o variables ya

existentes que causen algún tipo de

discrepancia o errores en su aplicación.

Dentro del marco de referencia se deben citar

los siguientes puntos:

• Fundamentos teóricos,

• Antecedentes del problema,

• Elaboración de Hipótesis e

• Identificación de las variables.

Metodología

La metodología a seguir no es necesariamente

tan estricta o marcada y en algunos tipos de

proyectos se dan pautas a seguir; por ejemplo

en un proyecto orientado a la administración no

necesariamente tendrá que seguir los mismos

métodos o técnicas para su elaboración que

un proyecto de carácter tecnológico. Dentro de

la forma general de desarrollo de proyectos,

en su parte metodológica se consideran los

siguientes puntos:

• Diseño de técnicas de recolección de

información,

• Población y muestra,

234


ISSN-2410-3993






• Técnicas de análisis,

• Índice analítico tentativo del proyecto y

• Guía de trabajo de campo.

Aspectos administrativos

Son de una mayor importancia en aquellos

proyectos que necesitan obtener financiación,

total o parcial de carácter político, económico o

social. En este punto se describen aspectos

como:

-Recursos humanos,

-Presupuesto y

-Cronograma.

Bibliografía

Las referencias son importantes para

consultar trabajos previos y crear el estados del

arte en las áreas respectivas de cada proyecto,

así como para conocer la procedencia de la

información relevante de relacionada con éstos.

Concursos de proyectos

En ellos puede participar cualquier persona

que tenga una idea innovadora para

convertirla en un proyecto de desarrollo. La

idea deberá preferentemente estar sustentada o

fundamentada tecnológicamente y puede ser

fruto de la inventiva de una persona o de un

grupo.

Debe existir un Comité Técnico, el

cual se reserva el derecho de evaluar y admitir

las ideas presentadas y de no admitir las ideas

que no están alineadas con los objetivos

específicos y con el espíritu de la iniciativa del

concurso en cuestión. La participación de un

grupo o de alguno de los miembros y el número

de ideas a presentar no tiene restricciones, es

decir se pueden presentar varias ideas

innovadoras por un mismo grupo o por algunos

miembros del grupo.

Políticas de concursos

Los proyectos pueden ser de varios tipos: de

investigación científica, de desarrollo de

tecnologías: nuevos productos, procesos o

servicios, o de mejoramiento de los

existentes, etc. Estos deben ser factibles de

incorporarse al entorno productivo nacional o

internacional y además deben cumplir con

todos y cada uno de los requisitos que se

indican a continuación:

• La obtención de nuevos productos,

procesos y servicios, o mejoramiento

de los existentes, considerando una

transferencia tecnológica efectiva de los

resultados, desde las instituciones que

realizan la investigación y el desarrollo hacia

los productores y comercializadores.

235


ISSN-2410-3993






• Las entidades que realizan

actividades de investigación y desarrollo en el

país, con empresas y otras entidades nacionales

o extranjeras, productoras y

comercializadoras de productos, procesos y

servicios, deben contribuir a elevar el

conocimiento y el nivel de los recursos

humanos y de infraestructura con que

cuenta el país, en el área de la ciencia y la

tecnología.

• Un mayor conocimiento y

mejor infraestructura científica y tecnológica

y que esto se traduzca en

negocios tecnológicos que beneficien a las

instituciones proponentes y en negocios

productivos que aumenten la competitividad de

las empresas y generen beneficios

económicos y sociales significativos para el

país.

• La investigación y desarrollo debe

permitir la obtención de innovaciones, que

generen negocios tecnológicos y productivos

que produzcan beneficios económicos y

sociales significativos para el país. Sus

resultados y las innovaciones esperadas deben

tener un impacto ambiental positivo o neutro.

• Las innovaciones resultantes deben

contribuir a solucionar problemas o carencias

internas y/o satisfacer o crear mercados internos

o externos, y deben diferenciarse claramente de

opciones alternativas que ya pudieran existir en

el mercado nacional e internacional o que

sean de conocimiento público, que estarán

disponibles en el mediano plazo.

Especialmente, se evaluará y calificará

el proyecto en cuanto a:

• La generación de nuevos

conocimientos científicos.

• La generación de tecnologías nuevas

y/o mejoradas y sus usos potenciales (patentes,

paquetes tecnológicos).

• La generación de nuevas líneas

de investigación y desarrollo.

• La realización de actividades del

proyecto por profesionales que realizan estudios

de doctorado, post-doctorado y maestrías,

preferentemente en las instalaciones de las

empresas participantes.

• La calidad de las hipótesis científicas y

de las hipótesis tecnológicas, metodologías,

resultados y su coherencia.

• La calidad y rigurosidad de la

formulación del proyecto: sus fundamentos, el

análisis del estado del arte nacional e

internacional relacionado con el conocimiento

científico, con la tecnología y con las

innovaciones, búsqueda de patentes que

demuestre la inexistencia de productos,

procesos o servicios competidores, análisis de

opciones alternativas a la(s) innovación(es) y

ventajas competitivas de ésta (s) en relación con

las opciones alternativas, análisis de proyectos

afines presentados y/o aprobados con aporte de

fondos públicos.

• El nivel de caracterización de

la(s) innovación(es) y su nivel de desarrollo.

236


ISSN-2410-3993






• La calidad del análisis de las

regulaciones aplicables, nacionales, extranjeras

o internacionales que se relacionan con el

proyecto.

Concurso nacional de prototipos en la

actualidad

La exposición en concursos de proyectos de

carácter tecnológico, científico y de prototipos

técnicos tiene su auge a partir de la década de

los noventa. Los concursos de creatividad son

de mucha importancia tanto para las

instituciones que optan por un galardón, como

para empresas importantes y empresarios que

van en busca de ideas nuevas y de servicios que

brinden valores agregados a su gestión

productiva.

Estado del arte

Se realizó una investigación exhaustiva acerca

de la posibilidad de la existencia de sistemas

(software) para la evaluación de proyectos en

cuanto a calidad se refiere, enfocando este tema

importante en los concursos de calidad, tales

como los concursos de creatividad o donde se

evalúa un proyecto para fines tecnológicos,

científicos, sociales, culturales, ambientales,

para ser aprobados por y para la sociedad.

La investigación arrojó algunos

resultados ya que el tema existe pero los

inicios están débilmente fundamentados y con

otro enfoque; por ejemplo, existen maestrías

especializadas en el campo de la evaluación de

proyectos con calidad, que permiten determinar

la magnitud de los resultados de las

evaluaciones, los cuales son un elemento

fundamental de los análisis costo-beneficio y

costo-efectividad, ampliamente utilizados en

evaluación de proyectos [Solleiro,1994]. No se

encontraron cursos que preparan y certifican

jurados para evaluar proyectos que participan

en concursos de creatividad, para encaminar los

beneficios mencionados, y preparar mejor a las

personas como evaluadores de la calidad de los

proyectos.

Por ahora existen algunos software

que están dedicados a la evaluación de los

proyectos. Entre otros están: EvalAs [EvalAs,

2000] (Software para Evaluación de Proyectos

de Inversión Productivos), el objetivo de este

software es determinar, en el mejor de los

casos, la factibilidad financiera; también

puede utilizarse para determinar rentabilidad de

proyectos de producción industriales, forestales

y agropecuarios. Intecplan [Intecplan, 2004], el

cual solo realiza la evaluación de Proyectos de

inversión, ambas referencias tienen un enfoque

totalmente diferente al propósito de evaluar

proyectos con el fin de obtener una puntuación

para determinar los mejores de su tipo

en concursos de creatividad. SEPI [SEPI, 2010]

sistema evaluador de proyectos de inversión el

SEPI fue presentado en la conferencia para

ingeniería y tecnología de Latinoamérica y el

Caribe (LACCEI’2010)* celebrada en la

ciudad de Arequipa, Perú.

237


ISSN-2410-3993






El S.E.P.I. permite registrar unidades de

negocios y asociarles proyectos de inversión.

Cada proyecto de inversión podrá a su vez

registrar los insumos necesarios para poder

medir y estimar el grado en que se alcanzarán

los objetivos económicos planteados dentro de

la realización del proyecto, ejecutando

proyecciones de rentabilidad que servirán de

base para determinar la viabilidad económica

del proyecto.

El único antecedente como

herramienta computacional encontrada, son

los artículos presentados ―Software para la

evaluación de la calidad en uso de proyectos

mediante un plan de métricas externas de

calidad‖ [Vargas y Peralta, 2006], el cual

mostró un protocolo de inicio de esta

investigación.

Descripcion del proyecto

Con la finalidad de evaluar proyectos-

productos participantes en concursos de

creatividad, innovación e invención, se requiere

la aplicación de un plan de métricas dentro del

marco de una metodología y un modelo de

evaluación técnica de la calidad de productos

de software para ambientes visuales,

MECHDAV, del cual se deriva esta propuesta

para evaluar productos y proyectos

participantes en los concursos mencionados,

dentro un software en un ambiente visual.

Este programa de métricas se reflejará

en un nuevo modelo, con su metodología y un

software de evaluación, PROYEVA -

Metodología y Modelo de Evaluación Técnica

de la Calidad de Proyectos participantes en

concursos de creatividad, el cual podrá

orientar los resultados de las evaluaciones

obtenidas sobre la calidad en uso de un

proyecto, y proponer acciones de mejora del

proceso; además, permitirá controlar el proceso

establecido, para el aseguramiento de la calidad

de la evaluación de estos proyectos para apoyo

de los jurados en los concursos de creatividad,

innovación e invención.

Métricas orientadas a la calidad de

productos y proyectos

Es importante que las medidas de los

proyectos (productos) puedan ser hechas de una

manera fácil y económica, y que el resultado

de la medición pueda ser interpretado de la

misma manera. La forma en la cual las

características de calidad han sido definidas no

permite que sean medidas directamente, por lo

que se requiere establecer métricas que

correlacionan estas características en un

producto (proyecto). Cada atributo interno y

externo cuantificable interactúa con su

ambiente y se correlaciona con una

característica que puede ser establecida como

una métrica. La base sobre la cual las métricas

son seleccionadas dependerá de las prioridades

del producto- proyecto y las necesidades del

evaluador.

238


ISSN-2410-3993






Se examina un conjunto de métricas de

productos que puede aplicarse a la valoración

cuantitativa de la calidad de proyectos. En

todos los casos, las métricas representan

medidas indirectas, y realmente nunca se mide

la calidad, sino alguna manifestación de ella.

El factor que lo complica es la relación

exacta entre la variable que se mide y

la calidad del producto, la cual se puede

medir con base en la clasificación de métricas

de la calidad en uso. La Calidad en uso es el

punto de vista del usuario de la calidad de un

sistema (proyecto o producto) y es

medida en términos del resultado del uso de

éste, antes de las propiedades del producto

mismo; es el efecto combinado de las

características de calidad del producto para el

usuario.

Metodología

Para el desarrollo de la metodología se cuenta

con las siguientes fases:

Análisis de requerimientos

De acuerdo con los datos recabados por los

usuarios potenciales de los productos,

diferentes personas que han participado, tanto

como jurado como competidores en concursos

de proyectos de creatividad, han

proporcionado parte de los requerimientos,

los cuales al ser analizados, depurados y

sintetizados, proporcionan los componentes y

parámetros del sistema a implementar.

Proceso de evaluación aplicado

Para evaluar la calidad de un producto, los

resultados de la evaluación de las diferentes

características necesitan ser resumidas. El

evaluador debe preparar un procedimiento

para esto, el cual separa criterios para diferentes

características de calidad, cada una de las

cuales puede estar en términos de

subcaracterísticas individuales, o inclinarse a la

combinación de ellas. El procedimiento incluye

otros aspectos tales como:

Especificación de la evaluación. En

esta parte se especifica el alcance de la

medición, esto es, las características y

subcaracterísticas establecidas en el modelo

de calidad propuesto, y que determinan el

punto de partida para la selección de

atributos y métricas propuestos para la

evaluación. Métricas para la evaluación.

Están agrupadas según la subcaracterística y

atributo que le corresponde, y servirán para

llevar a cabo la evaluación.

Tipos de medición. Se usan para

comparar la calidad en uso de los diversos

productos- proyectos a evaluar. Son

representados por variables discretas de

evaluación de dos tipos: variables discretas

binarias de evaluación elemental y variables

discretas de evaluación multinivel.

Rango de niveles para las métricas. La

escala numérica para calificar cada una de las

métricas es la Figura 1.

239


ISSN-2410-3993






Figura 1 Rangos de niveles de métricas

[Vargas, et al, 2008].

Plasmar los resultados de la evaluación

de la calidad del productos-proyectos, tanto

parciales como totales, no es tarea fácil, por lo

que se deben elegir formatos simples y

comprensibles para conseguir una valoración

rápida y confiable de la calidad de las diferentes

representaciones de los proyectos; por lo que se

han elegido formatos tales como listas de

comprobación (checklist), y tablas simples de

relación. En la Figura 2 se muestra en sus 42

combinaciones Característica- Factor/ Subfactor

/ /Atributo/ Métrica, que se utiliza para el nivel

académico de licenciatura y postgrado.

Cada componente de los requerimientos

del los cuales son representados por una

métrica, de acuerdo a la aplicación del

modelo de posibles, que corresponde aquella

con la que más se relaciona el proyecto. Los

proyectos participantes en concursos de

creatividad se pueden clasificar en: I.-

Científica – Tecnológica. II. - Salud y Medio

Ambiente III.- Socioeconómico,

Administrativo y Educativo. IV.- Artesanal y

Cultural.

Figura 2 Modelo PROYEVA .

2º Una vez elegida el área de ubicación

del proyecto, se plantea un procedimiento

general propuesto por el modelo PROYEVA

(derivado de MECHDAV) por 10

características (factores), 26 subcaracterísticas

(subfactores), 42 atributos-métricas, el cual

está totalmente representado por el tipo I.,

después (algunas métricas menos) por el tipo II,

el III, y por último el IV, al cual le hacen falta

varios elementos componentes del modelo

(subfactores y atributos-métricas).

240


ISSN-2410-3993






3º A cada categoría o tipo de proyecto

se le asigna un puntaje, de acuerdo al porcentaje

de cumplimiento del modelo PROYEVA, para

cada una de las combinaciones

factores/subfactores/atributos/métricas que le

corresponde, según el tipo del proyecto. El

primer puntaje asignado es la primera métrica

que se calcula, la cual se da como sigue para

cada uno de los tipos : I =1.0, II= 0.9, III=

0.8, IV= 0.7.

En la Figura 3 se muestra un

subconjunto del modelo PROYEVA, se

refiere al tipo de proyecto salud y medio

ambiente, utilizado para evaluar proyectos del

nivel primaria y muestra las métricas que

intervienen en este nivel y en esa categoría.

Métricas propuestas para este modelo

Para obtener la calificación final para un

proyecto concursante de cualquier categoría,

por cada jurado, PROYEVA calcula las

métricas (ecuaciones) de cada uno de los puntos

especificados, según sea el tipo de proyecto a

que corresponda: el valor asignado en cada

evaluación, se combina con los restantes de

cada fracción del factor evaluado, acumulando

los valores parciales, con lo que se calcula el

resultado de cada uno de los 10 factores. Por

último, se aplica una ecuación, que representa

la evaluación de todos los factores, para

obtener el dictamen otorgado por un jurado,

para el proyecto concursante.

El marcador final de un proyecto será la

combinación de los dictámenes otorgados por

todos los jurados que intervienen.

Reporte final de evaluación

Cuando se obtienen los valores respectivos de

la evaluación del proyecto elegido, así como su

porcentaje de cumplimiento de calidad, se

genera el reporte final de la evaluación, donde

se dan resultados definitivos y el porciento de

cumplimiento. Se proporciona un esquema

donde se muestran cuáles son los puntos,

tanto donde el producto-proyecto resalta en

calidad como en los que no la alcanza.

También se dictamina qué nivel

de calidad logra de acuerdo a los puntos

tratados, y, si se requiere, se recomiendan

algunas modificaciones para que sea aceptado

este proyecto-producto como proyecto de

calidad, o si debe ser modificado y mejorado

definitivamente. En las Figuras 5, 6 y 7 se

muestran las principales pantallas que

describe el funcionamiento del sistema.

Figura 3 Subconjunto del Modelo PROYEVA Utilizado

en concursos a nivel primaria

241


ISSN-2410-3993






En la Figura 4, la muestra de la

documentación de una de las 42 combinaciones

mencionadas.

Figura 4 Documentación de una de las 42 métricas

utilizadas dentro de PROYEVA.

Resultados, conclusiones y trabajos futuros

El proyecto se encuentra terminado en su

primera fase, que cubre el modelo completo y

su metodología para la evaluación técnica de la

calidad de los proyectos participantes en

concursos de creatividad mediante la aplicación

de métricas de calidad en uso (PROYEVA).

También se desarrolló el primer prototipo del

software, que es la herramienta propuesta para

que un jurado evalúe eficientemente la calidad

en uso de los proyectos participantes en un

determinado concurso de creatividad e

innovación, contando con cuatro registros de

propiedad intelectual. Actualmente se están

haciendo las pruebas del segundo prototipo de

software PROYEVA con nuevos registros ó

patentes de software.

El software permitirá dar una evaluación

técnica muy genérica, con base en la calidad en

uso, la creatividad y la aplicación del

proyecto. La evaluación se avoca a aspectos

muy generales, por lo que se podrá emitir un

dictamen de cualquier proyecto y de cualquier

nivel, con el fin de dar un fallo confiable

como jurado de concursos de creatividad,

innovación e invención. Se proporcionan

formatos complementarios de evaluación

manual para estos concursos, para diversos

jurados, para diversas aplicaciones (niveles

académicos: primaria, secundaria, bachillerato,

licenciatura y postgrado, y en cada uno de

estos niveles, introducir una categoría

artesanal).

Figura 5 Pantalla de Bienvenida e Inicio al sistema

PROYEVA

Figura 6 Vista de evaluación con los puntos a evaluar

del rublo Planteamiento del Problema

242


ISSN-2410-3993






Estos formatos de evaluación manual,

sirven para la evaluación tradicional de cada

proyecto, en cada una de las etapas. Al

terminar de evaluar cada proyecto, se puede

capturar cada punto en el sistema PROYEVA,

para que los resultados se den automáticamente,

de una manera rápida y fácilmente, evitando los

conocidos contratiempos y deliberaciones

acostumbradas.

Figura 7 Vista de resultados de evaluación de un

proyecto

Se propone este prototipo, para los

concursos de creatividad que se efectúan

en: el Sistema Nacional de Educación

Superior Tecnológica, para los concursos

estatales organizados por las diferentes

universidades, para los concursos nacionales

organizados por el Instituto Nacional de las

Mujeres, Concursos Nacionales de Vinculación

y Exposiciones de Proyectos de ANUIES, entre

otros. Se cuenta con la versión inglesa

PROJEVA, para los eventos de innovación

en el extranjero (Figuras 8, 9, 10 y

11).

Figura 8 Ingreso de datos del evaluador, para el inicio

de sesión del jurado, en PROJEVA para concursos en

el extranjero (versión inglesa).

Se proporcionan formatos

complementarios de evaluación manual para

estos concursos, para diversos jurados, para

diversas aplicaciones (niveles académicos:

primaria, secundaria, bachillerato, licenciatura y

postgrado, y en cada uno de estos niveles,

introducir una categoría artesanal). Estos

formatos de evaluación manual, sirven para la

evaluación tradicional de cada proyecto, en

cada una de las etapas; al terminar de evaluar

cada proyecto, se puede capturar cada punto en

el sistema PROYEVA, para que los resultados

se den automáticamente, de una manera rápida

y fácilmente, evitando los conocidos

contratiempos y deliberaciones acostumbradas.

243


ISSN-2410-3993






Figura 9 Pantalla de Elección del nivel académico del

proyecto a evaluar, en PROJEVA para concursos en el

extranjero (versión inglesa).

Figura 10 Pantalla de Inicio de rubros de evaluación de

PROJEVA para concursos en el extranjero (versión

inglesa).

El modelo se puede adaptar para los

nuevos concursos de proyectos-productos-

servicios que están surgiendo en las diferentes

dependencias gubernamentales y estatales,

entre otros concursos, como son los concursos

de proyectos de las jornadas técnicas de la

Asociación de Ingenieros Petroleros de México,

sección Tamaulipas.

Como producto terminado de software)

se puede instalar en un ambiente

multiusuario, en un ambiente WEB

(arquitectura cliente servidor), con tecnología

móvil.

Figura 11 Vista de resultados de la evaluación de

proyectos con PROJEVA para concursos en el extranjero

(versión inglesa).

Referencias

[Pressman, 2008] Pressman, R.. Ingeniería

de Software. Un enfoque práctico, Mc.Graw

Hill/Interamericana de España, S.A.U. 1998.

[IEEE 610, 1994] Software Engineering

Standards Collection, 1994. Standard Glossary

of Software Engineering Terminology. IEEE,

Std. 610.12-190 (1994).

[IEEE 1061, 1992] ―IEEE Standard for a

Software Quality Metrics Methodology‖, IEEE

Computer Society Press.1992.

[ISO 9000-3, 1990] ISO/IS 9000-3, 1990,

―Quality Management and

Quality Assurance‖..1990.

244


ISSN-2410-3993






[ISO/IEC9126, 1997]Software

Product Evaluation; Parte 1: Quality,

Characteristics and Guidelines for their Use;

Parte 2: Métricas externas para una

validación de la calidad de software; Parte

3: Métricas externas para una validación de

la calidad de software. 1997. [ISO/IEC14598,

1994] Information Technology, Software

Product Evaluation. (Part 1,2,3,4,5).1998.

[ISO 9001, 1994] ―Model for Quality

Assurance in design, development,

production, installation and servicing‖. 1994.

[ISSO/IEC25000, 2005] ISO/IEC JTC

C1/SC7N2246. Plan y configuración de los

requerimientos de calidad de software y

evaluación. SQUARE2000. Mayo 2000.

REPLACED by ISO/IEC 25000: 2005

Software Engineering -- Software product

Quality Requirements and Evaluation

(SQuaRE).

[SUMI, 2000] SUMI: Software

Usability Measurement Inventory. Human

Factors Research Group, Ireland. European

Directive on Minimum Health and Safety

Requirements for Work with Display Screen

Equipment (90/270/EEC). 2000.

[Gutiérrez, 2002] Metodología para

el Aseguramiento de la Calidad del

Software; Agustín Francisco Gutiérrez

Tornés; Libro 03-

1999-0/291158/2900-01; 200 páginas;

Editorial CIC ; 2002; México D.F.; México.

2002.

[Solleiro, 1994] Sitio principal de investigación

y desarrollo de proyectos. Revista

Espacios Vol.15(1)1994. José Luis Solleiro.

Evaluación de proyectos de investigación y

desarrollo ¿alguna solución a este viejo

problema? http://www.revistaespacios.

Com /a94v15n01/70941501.html

[Vargas y Gutiérrez, 2004] Vargas Pérez Laura

Silvia, Gutiérrez Tornés Agustín Francisco.

―Propuesta de un modelo para la evaluación

técnica de las herramientas de los ambientes

visuales para el desarrollo de

aplicaciones‖, ISBN: 84-688-783-1, Avances

en Gestión de Proyectos y Calidad del

Software, Oct, pp. 247-

253,. 2004. Universidad de Salamanca, España.

[Vargas y Gutiérrez,2005] Vargas Pérez

Laura Silvia, Gutiérrez Tornés Agustín

Francisco. ―MECHDAV: a quality model for

the technical evaluation of applications

development tools in visual environments‖.2nd

Software Measurement European Forum,

March2005, pp.147- 156.2005.Rome, Italy.

[Vargas y Gutiérrez, 2005] Vargas Pérez Laura

Silvia, Gutiérrez Tornés Agustín Francisco.

―Propuesta de un modelo sistematizado de

evaluación técnica de la calidad en uso de las

herramientas RAD para ambientes visuales‖.

Decimosexta Reunión de Otoño de

Comunicaciones, Computación, Electrónica y

Exposición Industrial IEEE ROC&C2005.

pp10-16 CP1, Acapulco, Guerrero, México.

2005.

245


Desarrollo económico local en las microempresas herreras con aplicaciones

tecnológicas

MALDONADO-SANCHEZ†, Marisol, MARTINEZ-MARTIN, Gloria, FLORES-LOPEZ, Mónica &

ALAMILLA-CINTORA, Cuitlahuac

Tecnologías de la Información y Comunicación, Universidad Tecnológica del Valle del Mezquital, Carr. Ixmiquilpan-

Capula Km 4, Col. El Nith, Ixmiquilpan, Hidalgo, México, CP 42300


Resumen

En el estado de Hidalgo existe una gran gama de mano de

obra en el sector de la industria manufacturera que

requieren de un sistema que contribuya a mejorar la

administración de sus procesos de venta, y derivado de

ello se dio la oportunidad de desarrollar el Desarrollo

económico local en las microempresas herreras de

Ixmiquilpan, Hidalgo con la creación aplicaciones

tecnológicas por alumnos de la Universidad Tecnología

del Valle del Mezquital para lograrlo se aplicaron

encuestas a una muestra de personas de esta industria,

con los resultados obtenidos se identificó la necesidad de

herramientas tecnológicas en apoyo a la herrería,

desarrollando así un sistema que contribuye a eficientar

el trabajo de los herreros de la región, el cual agiliza el

proceso al definir las características del trabajo que

requiere el cliente, se puede diseñar el bosquejo de los

pedidos y su registro automáticamente en una base de

datos. El Sistema tiene un catálogo que almacena los

diseños que se elaboran, permite la administración de los

clientes y pedidos, así como la consulta de la información

almacenada

Sistema Diseño, Herrería, Pedidos, Software

Abstract

The forger microenterprises located in Ixmiquilpan have

grown up considerably because of housing, stores,

educational institutions or any other kind of construction

requiring doors and windows to be installed, with the

increase of work forgers need to speed up the process on

the customer assistance. A software that can help to

design the drafts and to register the request will be of

great help to the forger microenterprises. To develop the

system the scientific method will be used, through

observation, introduction, hypothesis, experimentation

and conclusions. As a result they will get a software

which will help to design the customers’ request and it

will allow to register them automatically in a database.

The system has a catalog that will store the produced

designs, it will allow to administrate the customers’

request and the job data that must be handed in by the

forget as well as the full amount to be charged.

System, design, Herreria, Deliverys, Software

__________________________________________________________________________________________________ Citación: MALDONADO-SANCHEZ, Marisol, MARTINEZ-MARTIN, Gloria, FLORES-LOPEZ, Mónica &

ALAMILLA-CINTORA, Cuitlahuac. Desarrollo económico local en las microempresas herreras con aplicaciones

tecnológicas. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:245-254

___________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________



246


ISSN-2410-3993



LOPEZ, Mónica & ALAMILLA-CINTORA, Cuitlahuac. Desarrollo económico

local en las microempresas herreras con aplicaciones tecnológicas. Revista de


Introducción

Los Censos Económicos en Hidalgo ofrecen

información sobre múltiples aspectos de las

unidades económicas, entre los que destaca la

manufactura, siendo la que más se presenta en

el estado con el 58.0% de hombres que se

dedican a ella. (INEGI, 2014).

Para trasformas a México a través de la

adopción de tecnologías de Información y

Comunicación, los impactos de Tic en el PIB

ayudaran al desarrollo económico local un

aumento del 10% en la digitalización en

México tendría un impacto de 59% en el PIB.

La presencia trasversal del industria de TIC en

el resto de la industria lo convierte en una

industria estratégica para potenciar la

competitividad en el país. (Asociación

Mexicana de la Industria de Tecnologias de

Información, 2013).

Por otro lado tenemos que la mano de

obra es nicho de oportunidad en diferentes

sectores industriales como la manufacturera.

(Republica, 2014).

En el Estado de Hgo. Existen 2, 713

alumnos que se encuentran inscritos en la

Ingeniería, manufactura y construcción

ocupando el quinto lugar dentro de las

profesiones del estado.

Este dato indica que existe un número

considerable de personas dedicadas a la

manufactura en los próximos años en el estado

de Hidalgo (Anuario estadístico y geográfico de

Hidalgo 2014 / Instituto Nacional de, 2015).

Por lo que es necesario integrar políticas

que impulsen el desarrollo económico local,

que se materialicen el fomento al

emprendimiento y a la creación de empresas

mana manufactureras, así como el

agrupamiento empresarial. (Competitividad,

2014).

Se encontró el Ranckin tecnológico

2013 muestra las políticas de ciencia y

tecnología e innovación PCTI e indicadores de

mejora a los estados de la república

encontrando indicadores que en Hidalgo la

formación al recurso humano, mejorar la

productividad científica e innovadora, la

infraestructura empresarial, y los entornos

económicos y social entre otros ubicándose

Hidalgo en el lugar 22 de las 32 entidades razón

para realizar aplicaciones tecnológicas que

apoyen a las políticas de ciencia y tecnología e

innovación PCTI y a los indicadores para hacer

un estado con mayor cobertura tecnológica.

(Tecnologico, 2014).

Por otro lado tenemos que en

Ixmiquilpan Hidalgo cuenta con 86,366

habitantes (INEGI, 2014), es considerable el

número de personas que se dedican a la

actividad económica en manufactura. Cuenta

con un producto interno bruto de 21, 153 634,

la Fabricación de productos metálicos es de

609 en promedio mensual. Que equivale a 1,

417 horas trabajadas.

247


ISSN-2410-3993






La manufactura es una unidad

económica destacada que representa un nicho

de oportunidad significativa en Hidalgo.

El sistema interactivo para diseño de

puertas y ventanas para microempresas herreras

es una herramienta tecnológica para

microempresas que permitirá contribuir a

eficientar el trabajo de la manufactura,

Es de suma importancia apoyar en lo

procesos en la microempresas herreras para que

cumplan su objetivo y contribuyan al

desarrollo económico

Los elementos básicos de las iniciativas

de desarrollo local son 1.- Movilización y

participación. La actitud proactiva de gobierno

local, existencia de equipos de liderazgo local,

cooperación público – privado,

Elaboración de una estrategia territorial

de desarrollo, fomento de microempresa y

pyme y capacitación de recurso humano 7.-

coordinación de programase instrumentos de

fomento, institucionalidad para el desarrollo

económico local. (Repositorio.cepal.org, 2015)

Para aplicación tecnológica se contó la

existencia de equipos de liderazgo local,

cooperación público – privado, elaboración de

una estrategia territorial de desarrollo, fomento

de microempresa y pyme y capacitación de

recurso humano como se muestra falto La

actitud proactiva de gobierno 7.- coordinación

de programase instrumentos de fomento,

institucionalidad para el desarrollo económico

local.

El desarrollo del sistema contribuye a la

línea innovadora de investigación aplicada y

desarrollo de tecnológico del programa

educativo de Tecnologías de la Información y

Comunicación de la Universidad Tecnológica

del Valle del Mezquital denominada

―Desarrollo, aplicación e innovación a través de

las TICS como un eje impulsor del progreso de

la región‖, permite el desarrollo de sistemas que

contribuyan al crecimiento de la región,

derivado de ello se crea el ―Aplicación

tecnológica para diseño de puertas y ventanas

para microempresas herreras de la zona de

ixmquilpan‖.

El cual está dirigido a la población

dedicada a la herrería que requieren de una

herramienta.

Se realizó una investigación

encontrando sistemas para hacer diseños pero

sus características no son adaptables a las

microempresas, las interfaces no son amigables

al usuario, no consideran nuevos diseños de

puertas y ventanas, no contienen catálogos

donde muestren los diseños ya realizados, no

cuentan con el registro de clientes. El sistema

ofrece diseños de puertas y ventanas, registro

de clientes y un catálogo.

Metodología (desarrollo)

La investigación se realizó con el método

científico ya que está sustentado por dos pilares

fundamentales que es la reproducibilidad, que

es la capacidad de repetir un experimento

basado en la comunicación y la publicidad de

los resultados. Y la reusabilidad, (Descartes,

2013).

248


ISSN-2410-3993






El desarrollo del trabajo se consideró

una método científico realizando lo siguiente:

Observación donde se realizó una

investigación s para analizar cuáles podrían ser

las mejores opciones para solucionar esta

problemática de lo herreros.

En el estudio del arte se analizaron

aplicaciones que realizan diseños y registraran a

los teniendo en cuenta que la mayor parte de las

microempresas que se encuentran en la región

no cuentan con la tecnología suficiente para

elaborar sus productos (EMIM, 2014).

Formulando la Hipótesis la aplicación

tecnológica para puertas y ventanas apoyará al

diseño de los productos y a la administración de

pedidos y clientes para mejorar sus procesos.

Se realizó la experimentación probando

la aplicación con los microempresarios herreros

los cuales solicitaron una serie de cambios

como el catálogo de productos, y

Estado del arte: se realizó una

investigación de los sistemas que manejan

características similares que se muestran en la

Tabla 1 Servicios y características de los sistemas

analizados

Para esto fue necesario aplicar un

algoritmo matemático que ayudó a determinar

el número de personas a encuestar.

%= x*50

N

Se elaboró una encuesta y una

entrevistar a una muestra de aproximadamente

50 microempresarios entre las edades de 30 y

40 años, de la región de Ixmiquilpan con la

finalidad de identificar la necesidad de

herramientas tecnológicas en apoyo a la

herrería.

Este proyecto se desarrolló en el 2012

por iniciativa para contribuir tecnológicamente

en la Región y en las microempresas herreras.

Se consideró la información del anuario

estatal de Hidalgo y el caso de herrero de El

roble ubicado en Ixmiquilpan Hgo.

249


ISSN-2410-3993






a) 1 a 3 días; 20

b) 4 a 8 días; 23

Es importante mencionar que también se

consideró una metodología en el desarrollo de

software para este caso es el ciclo de vida de un

software que consta de las siguientes etapas.

1.-Analiasis de un software

2.-Diseño de software

3.-Desarrollo de software

4.-Pruebas

5.-Implemetación

En el Análisis de un software se analizó

la administración de los clientes, como se

almacenaran los siguientes atributos nombre,

apellidos, dirección teléfono, descripción del

diseño solicitado, anticipo, restante y total del

costo de la herrería a realizar así como la fecha

de pedido y la fecha de entrega.

En la etapa de diseño se realizaron los

diagramas de Caso de uso y diagrama de

actividad.

En la fase de desarrollo se usaran las

herramientas de desarrollo a utilizar son java,

NetBeans, MSQL, Photoshop Paint.

Con las pruebas se realizan pruebas de

escritorio.

En la implementación se presentó la

aplicación a la herrería el roble de Ixmiquilpan

Hgo. Y se realizó la carta de entrega de

aplicación a la herrería el roble.

Resultados

Un algoritmo matemático que nos permite

delimitar el tamaño de la población objetivo.

Como resultado tenemos en análisis de

las encuestas aplicadas a los 50 herreros

encantando lo siguiente.

¿Cuánto tiempo tarda en diseñar sus productos?

Gráfico 1

Conforme al cuestionario aplicado la

mayor parte de los herreros tarde de 4 a 8 días

para diseñar lo que es su producto

Otra pegunta fue ¿Cuenta con un

catalogo donde se encuentren las puertas y

ventanas diseñadas?

Gráfico 2

Si Cuentan con un catálogo pero no esta

dividido en secciones lo cual le ayudaria a

explicar mejor su trabajo. La aplicación los

clasifica los tipos de trabajos..

250


ISSN-2410-3993






La mayoría de los microempresarios de

la región no están adentrados tanto a la

tecnología, pero están de acuerdo en adquirir un

software que los apoye en su labor cotidiana y

con esto poder conocer más de la tecnología.

Otra pregunta es Si existiera un software

que le permitiera diseñar sus productos lo

utilizaría?

Gráfico 3

No cuentan con una aplicación

tecnológica pero les gustaría contar con la

capacitación y con una herramienta tecnológica

que les permita eficientar su mecanismo de

trabajo.

Otro resultado es el modelado del

sistema que se muestra en la figura 1.

Figura 1 Diagrama de actividad de la aplicación

tecnológica para herrería el roble

Figura 2 El diagrama caso de uso muestra las acciones

del sistema

Otro resultado fue la aplicación

tecnológica que se muestra en la figura 1 mapeo

de la aplicación tecnológica

Figura 3

251


ISSN-2410-3993






Menú del Sistema

Pantalla de inicio contiene los principales

módulos del sistema, catálogo, diseño y

pedidos.

Figura 4 Menú del Sistema

Catalogo

La ventana del catálogo el herrero coloca la

descripción de cada uno de los productos,

mostrando una imagen.

Figura 5

Diseño

En la pantalla de diseño contiene las

herramientas para hacer los diseños a mano

alzada.

Figura 6 Interfaz pata el diseño a mano alzada

Registro

En la pantalla de registro se observa que el

herrero podrá almacenar sus pedidos de sus

clientes.

Figura 7 Registro de cliente y pedidos

Consulta

En esta pantalla el herrero realizará las

consultas por nombre apellidos, fechas de

pedido.

252


ISSN-2410-3993






Figura 8

El plan de pruebas se realizó después de su

desarrollo para detectar las mejoras a la

aplicación se muestra el modulo y el núm. de

prueba. Como se muestra en la tabla 2 Plan de

pruebas

Tabla 2 Plan de pruebas

Un resultado importante fue los

acuerdos con la microempresa herrera el roble

las sesiones de acuerdos sobre el diseño de la

aplicación, la evaluación de la aplicación por

parte del herrero.

Conclusiones

Las tecnologías de información y comunicación

son un elemento clave para el desarrollo y

crecimiento de las microempresas como

herramienta de desarrollo tecnológico en los

procesos que contribuya a incrementar los

niveles de competitividad y productividad. Las

TIC´s son de gran importancia en el sector

empresarial ya que han logrado la

modernización de acuerdo a los requerimientos

que exige la sociedad.

Aún falta mucho para alcanzar los

niveles de competitividad pero en medida de

implementar la tecnología en los herreros

ayudará a el desarrollo económico local.

En la investigación realizada se detectó

que el grado de adopción del uso de las TIC´s

en las microempresas de herrería en

Ixmiquilpan es nulo, debido a que el 100% de

los encuestados consideran necesario una

herramienta tecnológica que les permita

ampliar mercados e incrementar su

competitividad y productividad.

La aplicación permite transformar la

forma de trabajar de los herreros y los involucra

de manera gradual en el uso de las TIC´s al

diseñar puertas y ventanas, registrar clientes y

al contar con un catálogo digital.

N

o

Módulo Responsa

ble

Fecha Tipo de

prueba

Casos de

prueba

1 Nuevo

registro

Benito

Castillo Zúñiga

27/febr

ero

Base de

datos

CP01

2 Pedido Benito

Castillo Zúñiga

6/marz

o

Facilidad

de uso

CP02

253


ISSN-2410-3993






El proceso es tardado ya que incluyer

desde capacitación y sensibilidad en los

microempresas para usar tecnología en sus

procesos. Es importante mencionar que se tiene

planeado mejorar el diseño de puertas y

ventanas al implementar software de modelado

y diseño de imágenes en 3D, con modos de

visualización, animación y renderizado,

La aplicación estará a cargo del la

herrería el Roble con el acuerdo de realizar

mejoras , se considera como trabajo futuro

medir su rendimiento

Referencias

(Octubre de 2014)Anuario estadístico y

geográfico de Hidalgo, Instituto Nacional de

Estadística y Geografía (México).

Francisco Alberque (2015) Desarrollo

económico local descentralizado en América

Latina, Instituto Economía y Geografía Consejo

Superior de Investigación Científicas,

Ministerio de Ciencia y Tecnología.

Rocio Grediaga (2001) Retos y condiciones de

desarrollo, Revista Mexicana de investigación

educativa. ISSN 1405-66666 Vol. 6.N. 11.2001

COCyTEH. (2010). Consejo de Ciencia y

Tecnología del Estado de Hidalgo. Recuperado

el 2012, de http://cocyteh.hidalgo.gob.mx

Asociación Mexicana de la aIndustria de

Tecnologias de Información, (2013) Ruta 2025,

mejor emprendimiento de TI para el mundo.

Kendall, K. y. (1997). Análisis y diseño de

sistemas. En K. y. Kendall, Analiisis y Diseño

de Sistemas (pág. 913). Estado de México:

Prentice Hall Hispanoamericana S.A.

Senn, J. A. (2003). Análisis y Diseño de

Sistemas de Información, Colombia: McGraw-

Hill.

Rediseño, L. e. (10 de Enero de 2012). El

método de proyectos como técnica didáctica.

Monterrey Mex., Monterrey Mex., México:

Dirección de Investigación y Desarrollo

Educativo del Sistema Vicerrectoria

Académica.

Wolf, Guner. (2012). Modelado en el proceso

de negocio. Software Guru, 64.

Botert G. (2001) Ingeniería de las competencias

Libro ingeniería de las competencias:

Recuperado del ministerio de España

UNESCO. (2012). Estándares de competencia

docentes. Obtenido en TIC para de

Organización de las Naciones Unidas para la

educación, la Ciencia y la Cultura:

http://www.oei.es/tic/UNESCOEstandaresDoce

ntes.pdf

Bunk G. (1994) La trasmisión de las

competencias en la formación

perfeccionamiento profesionales, Recuperado

de la Revista europea de formación profesional.

Jerome Bruner () La teoría del desarrollo como

cultura, Centro de educación múltiple.

Hanna O. (2006) Historia y futuro de la

ingeniería de software, revista software Guro

pág 09.

Mario G. (2008). Métricas en el desarrollo de

software.

Mario G. Piattini Valthuis felix Oscar García

rubio,( ) fábrica de software, Calidad en el

desarrollo y mantenimiento de software. ISBN

970-15-0899.

254


ISSN-2410-3993






RAFAEL Alcaraz Rodríguez (2001)

Organización de equipo de trabajo, El

emprendedor de éxito. ISBN 970-10-3082-6.

IMCO (2014) Índice de competitividad Estatal.

Las reformas y los estados, Instituto Mexicano

de Competividad.

Gabriela D. (2014) Foro consultivo Científico

y Tecnológico, Ranking de la Ciencia

Tecnología e Innovación, Capacidades y

oportunidades de los sistemas Estatales de CTI.

Centro de investigación y descendencia

Económica (2006) Visión 2020, Políticas

Publicas en Materia de Tecnología de

Información y Comunicación para impulsar la

competitividad de México.

255


Diseño del proceso de elaboración de Tilapia (Oreochromis niloticus) enchipotlada

envasada en frasco de vidrio

DIEGO-Oscar†, CASO-Luis, HERNANDEZ-Soledad & MORALES-Ana

Universidad Tecnológica de Izúcar de Matamoros, Prol. Reforma 168, Col. Barrio de Santiago Mihuacán, Izúcar de

Matamoros, Puebla. C.P. 74420.


Resumen

El objetivo de estudio consistió en desarrollar la formulación

del producto sometida a análisis sensoriales para determinar la

de mayor agrado, mediante una análisis de varianza. Obtenida

la formulación, se realizó el diagrama de proceso. Para

determinar la inocuidad del producto se aplicó la NOM-129-

SSA1-1995, realizando los análisis microbiológicos de

Bacterias Mesófilas Aerobias, resultando 250 UFC/g, Bacterias

Psicrófilas Aerobias, Coliformes Totales, Coliformes Fecales y

S. aureus, obteniendo valores de < 10 UFC/g. Se realizó el

estudio Tecno-económico para determinar costos de producción

($ 118.77 kg) y el precio de venta ($ 160 kg) generando

utilidades ($ 41.23) atractivas para el productor y un precio

atractivo para el consumidor. Se determinaron indicadores

financieros, TIR y VAN, resultando positivos, que indican que

el proyecto es económicamente viable; la tasa de retorno de la

inversión indica que en 5 meses se recupera dicha inversión. El

análisis del Punto de Equilibrio determinó que la venta mínima

mensual debe ser de 206 Kg, para cubrir costos de producción,

estimando una producción mensual de 360 Kg. Podemos

concluir el desarrolló un producto atractivo para productores,

generando utilidades atractivas con la mínima inversión, y

ofreciendo un producto inocuo y aceptación para el

consumidor.

Tilapia, Desarrollo de Producto, Estudio Tecno-Económico

Abstract

The aim of the study was to develop product formulation of

tilapia which was subjected to sensory analysis to determine the

most accepted by consumers. With the particular product

formulation process diagram was performed. To determine

product safety, shepherded the NOM -129- SSA1- 1995,

sanitary specifications of fishery products, performing

microbiological analyzes of Bacteria Mesophilic Aerobic,

obtaining results of 250 CFU / g, Bacteria psychrophilic

Aerobic, Total Coliforms, Fecal Coliforms and S. aureus, the

latter values < 10 CFU / g were obtained. Techno - economic

study where production costs ($ 118.77 kg) were determined

and determine the selling price ($ 160 kg) generating attractive

for producers and attractive final price to the consumer gross

profits ($ 41.23) was performed. The rate of return on

investment indicates that in 5 months this investment is

recovered; financial indicators, TIR and VAN, with positive

results, indicating that the project is economically viable were

determined. Finally the Breakeven analysis in which we

determine that the minimum monthly sales should be 206 Kg to

cover production costs and from the next unit was performed to

generate profits, estimating monthly production of 360 kg can

conclude he developed an attractive product for Tilapia

producers, generating attractive profits with minimal

investment, providing a safe product and consumer acceptance.

Tilapia, product development, techno-economic survey

___________________________________________________________________________________________________

Citación: DIEGO-Oscar, CASO-Luis, HERNANDEZ-Soledad & MORALES-Ana Diseño del proceso de elaboración de

Tilapia (Oreochromis niloticus) enchipotlada envasada en frasco de vidrio. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-

2:255-260

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



256


ISSN-2410-3993


DIEGO-Oscar, CASO-Luis, HERNANDEZ-Soledad & MORALES-

Ana Diseño del proceso de elaboración de Tilapia (Oreochromis

niloticus) enchipotlada envasada en frasco de vidrio. Revista de


Introducción

El envasado en frascos de vidrio es un método

de conservación de los alimentos que consiste

en cerrar el frasco a una determinada presión y

posteriormente calentarlos a una temperatura

que destruya microorganismos presentes en el

alimento (proceso de esterilización). (Ress &

Bettinson, 1991). Este método, así como,

enlatado, plástico o en bolsas herméticas, hace

posible la obtención de alimentos fuera de

temporada y que ofrecen una vida de anaquel

mucho más amplia. (Desrosier, 1997)

La descomposición de todos los

alimentos es causada por la acción de

microorganismos como hongos, bacterias y

levaduras, los cuales se encuentran en el mismo

alimento, en el agua, aire y suelo. Para la

conservación de alimentos es necesario detener

la acción de estos organismos con la aplicación

correcta del calor. Los frascos deben estar

herméticamente cerrados y esterilizados

después del proceso de envasado, para prevenir

la entrada de estos organismos o la

multiplicación de los mismos. (Mossel &

Moreno, 2000)

En el caso de los productos

enchipotlados, el chile (Capsicum spp.) en

cualquiera de sus especies, es parte de la dieta

del consumidor mexicano por lo cual se

desarrolló esta formulación pensando en la gran

aceptación que tienen los productos como son

filetes, camarones, pollo, etc.

La formulación de tilapia enchipotlada

empacada en frasco de vidrio ofrece grandes

ventajas como son la aceptación del

consumidor de productos enchilados y la vida

de anaquel más amplia por ser un producto con

el proceso de esterilización ventaja que ofrece a

los productos enchipotlados que normalmente

encontramos en restaurantes.


La mojarra Tilapia (Oreochromis niloticus) se

adquirió con un productor del municipio de

Tlapanalá, Puebla. El criadero cuenta con

certificado en Buenas Practicas Acuícolas por

parte de CONAPESCA.

Para obtener un producto con la mayor

aceptación por parte del consumidor lo primero

fue desarrollar una formula determinada y

someterla a análisis sensorial, con los

resultados y comentarios obtenidos se modifico

el contenido de la salsa en cuanto a especies y

se desarrollaron dos formulaciones más para

obtener la de mayor aceptacion (figura 1),

aplicando la técnica de pruebas de aceptación

(Anzaldúa-Morales, 2005),

A partir de esta formulación final se

desarrollaron las etapas de proceso (figura 2)

para la preparación del producto.

Como resultado de esta formulación y

debido a la salsa de chipotle añadida al final del

proceso tenemos un rendimiento de 126%.

Con la finalidad de determinar la

inocuidad microbiológica durante el proceso así

como en el producto final (tabla 1), se

realizaron los análisis microbiológicos como lo

marca la NOM-129-SSA1-1995, la cual regula

las especificaciones sanitarias de productos de

la pesca: secos-salados, ahumados, moluscos

cefalópodos y gasterópodos frescos-

refrigerados y congelados.

257


ISSN-2410-3993






También se determinó también el punto

dentro del proceso en dónde el riesgo

microbiológico se cancela, es decir el Punto

Critico de Control (PCC), los puntos

muestreados fueron los siguientes: materia

prima (tilapia cruda), posterior al proceso de

pasteurizado y después de 24 horas de

almacenado a 4ºC. Para tal efecto, se

cuantificaron: bacterias mesófilas aeróbias

(BMA), NOM-092-SSA1-1994; bacterias

coliformes totales (CT), NOM-113-SSA1-1994;

E. coli, NOM-112-SSA1-1994 y S. aureus,

NOM 115-SSA1-1994. De acuerdo a los

resultados, se determinó que el PCC es el

pasteurizado, por lo que éste paso deberá ser

inspeccionado y observado cada vez en la

elaboración de la tilapia enchipotlada. Además,

debe asegurarse periódicamente que el proceso

alcance 96ºC durante 30 min. (Mossel &

Moreno, 2000)

De acuerdo con el estudio técnico

realizado que se muestra en la Tabla 2, se

determinan los costos fijos y variables

(Nahmias, 2007), esto a partir de los costos

unitarios de todos los ingredientes utilizados, el

material de envase, los energéticos como gas

LP y energía eléctrica, mano de obra directa

considerando que se necesita a una persona para

la elaboración del producto y se calcula la

depreciación de los equipos utilizados.

Una vez realizado estos cálculos se

determina el costo de producción por Kg de

producto y se sugiere el precio de venta por Kg,

tomando en cuenta una ganancia atractiva para

el productor y también de menor precio al de la

competencia.

En la tabla 3 se muestran los indicadores

financieros de la viabilidad del proyecto (Baca,

2010). Este estudio se realizó tomando en

cuenta una tasa de inflación anual promedio del

5%, un incremento de ventas anual de 5% y una

tasa de riesgo de 30%.

Se realizó el análisis de Punto de

Equilibrio, figura 3, (Coss Bu, 2006), con la

determinación de los costos fijos, los costos

totales y el precio de venta, con la finalidad de

saber la cantidad de Kg que se necesitan vender

mensualmente para cubrir el total de costos y a

partir de la siguiente unidad generar utilidades.

Resultados

Se desarrollo una formula preliminar que fue

sometida a análisis sensorial y en la que se

obtuvieron comentarios para mejorar la

aceptabilidad del consumidor, posteriormente

se desarrollaron otras dos formulaciones donde

se modificaron los ingredientes de la salsa y se

sometiron a análisis sensorial para determinar la

de mayor aceptación.

Para esto los resultados obtenidos

fueron procesados con el software Minitab 14

mediante un análisis de varianza y el método de

comparación de Tukey, como se puede observar

en la Figura 1, la formulación 2 fue la más

aceptada.

258


ISSN-2410-3993






Figura 1

En la figura 2 podemos observar el

proceso de elaboración propuesto para este

producto, basado en la formulación de mayor

aceptación.

Figura 2

La tabla 1 muestra los resultados de los

análisis microbiológicos del producto

terminado, los valores se muestran en UFC/g

salvo se especifique otra cosa. Los valores

sombreados en gris muestran los límites

permisibles por la NOM-129-SSA1-1995.

Tabla 1

De estos datos se desprende que el

producto final satisface los criterios de la

NOM-129-SSA1-1995, por lo que puede

considerarse microbiológicamente seguro para

el consumidor.

De acuerdo al estudio tecno-económico

que se muestra en la tabla 2 determinamos el

costo de producción por kilo de tilapia

enchipotlada que es de $118.77. Con un precio

de venta sugerido de $160.00 por Kg, se

obtiene una ganancia de $41.23 por Kg. El

precio de venta sugerido no es exorbitante,

tomando en cuenta que en los supermercados se

venden lomos de tilapia crudos empacados al

vacío por caso $200.00 por Kg.

Tabla 2

259


ISSN-2410-3993






Estimando un incremento en las ventas

anual de un 5% se obtienen valores positivos

tanto para el VAN como para la TIR, lo cual

indica que el proyecto es económicamente

viable, con un retorno de la inversión estimado

en 5 meses, como se muestra en la tabla 3.

Tabla 3

En la figura 3 se muestra el análisis del

punto de equilibrio en el proceso de elaboración

de la tilapia enchipotlada, el cual, se alcanza

cuando se venden 206 Kg mensuales de una

producción de 360 Kg en el mismo periodo.

Figura 3

Conclusiones

La formulación y proceso propuesto goza de

gran aceptación por parte del consumidor,

además de ser un proceso fácil de elaborar por

los productores.

Los análisis microbiológicos realizados

al producto nos indican que el producto es

inocuo y las especificaciones se encuentran por

debajo de la NOM-129-SSA1-1995.

En el estudio tecno económico nos

indica que del precio de venta sugerido y los

costos de producción, obtendremos atractivas

utilidades y a un precio competitivo para

beneficio del productor.

En el análisis de Punto de Equilibrio

podemos determinar la generación de utilidades

al cumplir con la venta mínima mensual de 206

kg.

Los indicadores financieros como VAN

y TIR (positivos) nos indica la viabilidad del

proyecto y con un tiempo del retorno de la

inversión muy bajo ( 5 meses), haciéndolo un

proyecto muy atractivo para los productores de

tilapia de la región.

Agradecimientos

Agradecemos al Programa de Apoyo al

Desarrollo de la Educación Superior (PADES)

2013, por el financiamiento otorgado para la

realización de este proyecto.

Referencias

Blank, L., Tarquin A. (2006). Ingeniería

Económica (6ª ed). México: Mc Graw Hill.

Tucker, I. B. (2002). Fundamentos de

Economía (3ª ed). México: Thomson.

Tawfik, L. Chavrel, A. M. (1992).

Administración de la Producción. México: Mc

Graw Hill.

Nahmias, S. (2007). Análisis de la Producción y

las Operaciones. México: Mc Graw Hill.

Baca Urbina, G. (2010). Evaluación de

Proyectos (6ª ed). México: Mc Graw Hill.

260


ISSN-2410-3993






Coos Bu, R. (2006). Análisis y Evaluación de

Proyectos de Investigación (2ª ed). México:

Limusa.

Prescott, L. M., Harley, J. P., Klein, D. A.

(2004). Microbiología. España: Acribia.

Leveau, J. Y., Bouix M. (2000). Microbiología

Industrial. España: Acribia.

Anzaldúa-Morales, A. (2005). La Evaluación

Sensorial de los Alimentos en la Teoría y la

Prácrtica. España: Acribia.

Moll, M., Moll, N. (2006). Compendio de

Riesgos Alimentarios. España: Acribia.

Rees, J. A. G., Bettison, J. (1991). Procesado

Térmico y Envasado de los Alimentos. España:

Acribia.

Desrosier, N. W. (1997). Conservación de

Alimentos. México: CECSA.

Mossel, D. A. D., Moreno García, B. (2000).

Microbiología de los Alimentos, Fundamentos

Ecológicos para Garantizar y Comprobar la

Inocuidad y calidad de los Alimentos. España:

Acribia.

Jay, J. L. (2000). Microbiología Moderna de los

Alimentos (4ª ed). España: Acribia.

261


Mejora en la eficiencia mediante la técnica TPM en una empresa del ramo minero

SUAREZ-Martha†, ZAMORA-Martha & MARTINEZ-Lydia Recibido 5 de Enero, 2015; Aceptado 4 de Marzo, 2015 ___________________________________________________________________________________________________

Resumen

El presente trabajo contempla resultados de una investigación

realizada en la empresa dedicada a la perforación minera en

periodo 2012-2013. El proyecto de investigación aplicada

consistió en la implementación de un Sistema de operación

basado en el Mantenimiento Productivo Total (TPM) para el

Departamento de Mantenimiento tomando como prueba piloto

la maquinaria más utilizada que son las perforadoras para

minas. La implementación del TPM fue mediante técnicas de

detección de fallas, programa de mejora en la operación del

área, su aplicación, análisis de resultados, lográndose un

aumento del grado de confiabilidad y disponibilidad de los

equipos y por consiguiente aumenta la vida útil de la

maquinaria.

TPM (Sistema de operación basado en el Mantenimiento

Productivo Total), Gráfico de Gantt, Lista de verificación, 5

“S”, stand by (modo de espera)

Abstract

This paper provides results of an investigation into the company

engaged in mineral drilling in 2012-2013. The applied research

project was the implementation of an operating system based on

the Total Productive Maintenance (TPM) for the Maintenance

Department as a pilot taking the machinery used to mine are

boring. The implementation of TPM was using troubleshooting

techniques, program improvement in the operation area,

implementation, analysis of results, achieving an increased

level of reliability and availability of equipment, thus increasing

the useful life of machinery.

PM (operating system based on Total Productive

Maintenance), Gantt Chart, Checklist, 5 "S" stand by

(standby)

___________________________________________________________________________________________________ Citación: SUAREZ-Martha, ZAMORA-Martha & MARTINEZ-Lydia. Mejora en la eficiencia mediante la técnica TPM en

una empresa del ramo minero. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:261-268

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



262


ISSN-2410-3993


SUAREZ-Martha, ZAMORA-Martha & MARTINEZ-Lydia.

Mejora en la eficiencia mediante la técnica TPM en una

empresa del ramo minero. Revista de Tecnología e Innovación

2015

Introducción

La finalidad del artículo es mostrar los

resultados de la implementación del TPM

(Sistema de operación basado en el

Mantenimiento Productivo Total) y cumplir el

objetivo de mejorar la productividad de un área

en la empresa dedicada a la perforación minera,

específicamente en el departamento de

Mantenimiento, en base a una metodología de

diagnóstico utilizando técnicas de detección de

fallas, propuesta de mejora y resultados de la

aplicación de la técnica de TPM, utilizando una

prueba piloto a cuatro perforadoras mineras.

Una vez implementadas las acciones de TPM

en el área de mantenimiento de las Perforadoras

de minas, se alcanza a percibir una mejora

notable, en el número de fallas. Las razones que

motivaron a la investigación fue la solicitud de

la empresa por mejorar la productividad del

área de Mantenimiento.

Desarrollo


La Implementación del TPM es un proceso al

que se le debe prestar la máxima atención y

buscar la mejor asesoría posible Casanova

(2012), pues es un programa a largo plazo de 3

a 5 años, en el que se invertirá un altísimo

esfuerzo, no solo de los directivos, Benítez

(1998), sino de todo el personal. El estudio

realizado en la empresa dedicada a la

perforación minera, está basado en una prueba

piloto donde se implementó TPM en un periodo

de 6 meses en el departamento de

Mantenimiento de perforadoras de minas. A

continuación se presentan la metodología que

se aplicó para llevar a cabo dicho estudio:

a) Recorrido por áreas: Utilizando

técnicas de observación, hoja de verificación,

fotografías y video.

b)Entrevista con Gerente de

Mantenimiento: Se realizó plática con el

encargado del área de mantenimiento, quien

expresó sus expectativas en cuanto al proyecto

que les sería de utilidad, manifestando que les

interesaba tener un sistema de operación que les

asegure mayor eficiencia y productividad en su

quehacer cotidiano, razón por la cual se

determinó que un Diagnóstico de la eficiencia

para el Departamento de Mantenimiento basado

en TPM y su implementación sería un proyecto

que lograría el objetivo de detectar las posibles

anomalías que estuvieran disminuyendo la

productividad de esta área y mejoraría su

eficiencia.

c) Diagnóstico de la situación actual.

Se recabó toda la información pertinente acerca

de la operación del Departamento de

Mantenimiento, para la detección de áreas de

oportunidad.

Se encontraron las siguientes áreas de

oportunidad las cuales se describen a

continuación:

a) El continuo progreso de la tecnología

vehicular así como de los procesos

técnicos del mantenimiento, han

exigido a este departamento un

desarrollo, que sin embargo, no está a la

263


ISSN-2410-3993





2015

par de las exigencias modernas, el

punto clave es que no se ha gestionado

adecuadamente el mantenimiento para

alargar la vida útil de las unidades,

permitiendo una reducción de los costos

de mantenimiento, una mejora y

modernización de sus instalaciones,

planes de capacitación y actualización

de conocimientos en los trabajadores y

otros.

b) Paros en los procesos, incrementos en

los costos del mantenimiento, sus

procesos requieren de un esfuerzo

excesivo, se organiza inadecuadamente

las herramientas, no se tiene

delimitadas sus secciones, sus lugares

de trabajo son inadecuados, se usa

parcialmente la capacidad instalada, no

se tiene una cultura de orden así como

también desinterés por parte de quienes

hacen posible el cumplimiento de las

actividades de mantenimiento (Figura

1)

Figura 1 Acumulación de material y áreas no delimitadas

en taller

c) Se encuestó para recopilar información

del estado actual del departamento de

mantenimiento, las cuales están

dirigidas al personal implicado en el

mantenimiento, que incluyó a 10

personas, 9 técnicos y un gerente, ver

Anexo1: Tabla 1.

Una vez revisadas las diferentes fuentes de

información de la situación actual, se resume lo

siguiente:

- No se tiene definida la misión, visión y

objetivos del taller.

- No se maneja un plan adecuado de

mantenimiento.

- Las herramientas y equipos son

desactualizados e incrementan los tiempos

muertos.

- La organización de las herramientas y equipos

no es adecuada.

- La información técnica que se tiene a

disposición es aceptable, sin embargo se debe

mantener actualizada.

- No se hace uso de ninguna política de

seguridad para el trabajador, éste no tiene

accesorios de seguridad, señalética, entre otros;

dando como resultado problemas que se verán

reflejados con el pasar del tiempo en la salud

del trabajador, además no se maneja un plan

para el cuidado ambiental en el que se

contemple la recolección, clasificación y

tratamiento de desechos sólidos, líquidos y

material contaminante.

d) Diseño de propuesta de

implementación del TPM basado en prueba

piloto. Realización de propuesta de

Implementación del TPM, ante los Directivos

264


ISSN-2410-3993





2015

de la empresa para su aprobación,

implementación de TPM.

A continuación se presentan las fases

que se siguieron para la implementación del

TPM en el departamento de Mantenimiento de

la empresa:

1.Preparación: La Gerencia anuncia y

capacita a su personal y crea una organización

de promoción, estableciendo políticas y

objetivos, además diseñando el Plan Maestro

del TPM (duración: 2 semanas).

2.Introducción: Se hace el lanzamiento

oficial del proyecto, se informa la planeación

realizada (duración: 1 semana).

3.Implantación: Implementar los

programas y actividades para eficientar la

producción: Entrenamiento y capacitación que

requiera el personal en mantenimiento,

operación de equipos. Se implementa cada una

de las etapas del programa del TPM

(Mantenimiento autónomo apoyado en la

técnica 5´s).

Con prueba piloto enfocándose en el

mantenimiento de cuatro perforadoras de

minas, realizándose actividades como registro e

indicadores de Mantenimiento, análisis de

fallas, diagrama de pescado, frecuencia de

fallas, tasa de operación promedio de las

perforadoras, rendimiento (duración: 20

semanas).

4. Consolidación Se afinan detalles y se

consideran objetivos cada vez más elevados, se

realizan mejoras en los procedimientos de

trabajo y de mantenimiento del equipo

(duración: 1 semana y seguimiento constante).

Implantación de la metodología de las 5S de

calidad, como parte del Mantenimiento

Autónomo

SEIRI- Clasificar

Procedimiento: el primer paso a seguir de parte

de todo el personal en cada una de sus áreas es

la clasificación de todos los accesorios

(herramientas, equipos e insumos) de forma

racional. Deben realizar la clasificación de

acuerdo a lo siguiente:

Clasificación de accesorios de uso

frecuente

Clasificación de accesorios de uso no

muy frecuente.

Clasificación de accesorios de uso no

frecuente.

Otra forma que se recomienda es una tarjeta

roja (de expulsión) es colocada a cada artículo

que se considera no necesario para la operación.

Enseguida, estos artículos son llevados a una

área de almacenamiento transitorio. Más tarde,

si se confirmó que eran innecesarios, estos se

dividirán en dos clases, los que son utilizables

para otra operación y los inútiles que serán

descartados. Este paso de ordenamiento es una

manera excelente de liberar espacios de piso

desechando cosas tales como: herramientas

rotas, aditamentos o herramientas obsoletas,

recortes y excesos de materia prima. Este paso

también ayuda a eliminar la mentalidad de "Por

Si Acaso".

265


ISSN-2410-3993





2015

SEITON- Ordenar

Se empieza a ordenar los accesorios de uso

frecuente en el lugar de trabajo, los accesorios

de uso no muy frecuente en un lugar no alejado

pero que no interfiera en los procesos de trabajo

y los accesorios de uso no frecuenten se les

reciclará o desechará. De acuerdo a las

siguientes consideraciones:

Delimitar secciones en la respectiva

área: pintura de pisos delimitando

claramente áreas de trabajo y

ubicaciones.

Señalización acorde al requerimiento.

Ordenar en forma racional

Hacerse las siguientes preguntas:

¿Qué necesito para hacer mi trabajo?

¿Dónde lo necesito tener?

¿Cuántas piezas de ello necesito?

SEISO- Limpiar

Una vez clasificado y ordenado se realiza la

limpieza estricta de todo el lugar, cabe recalcar

que esta etapa es más una inspección que va

ligada a las dos primeras actividades.

Los beneficios de realizar una buena

limpieza y mantenerla es:

Resultar evidentes problemas que antes

eran ocultados por el desorden y

suciedad.

Se detectan las fugas de aceite, aire,

refrigerante, partes con excesiva

vibración o temperatura, riesgos de

contaminación, partes fatigadas,

deformadas, rotas, desalineamiento.

Estos elementos, cuando no se atienden,

pueden llevarnos a una falla del equipo y

pérdidas de producción, factores que afectan las

utilidades de la empresa.

SEIKETSU- Estandarización

Una vez aprobadas las tres etapas, se procede a

establecer reglas operacionales o estándares a

fin de garantizar uniformidad en los resultados.

SHITSUKE- Disciplina

Debe existir disciplina y se debe conservar por

parte de todo el personal, al disciplinar al

personal se podrá sin esfuerzo alguno mantener

las instalaciones ordenadas, organizadas y

limpias; en procura de alcanzar mayores

estándares en las labores diarias.

Se recomienda que los empleados

realicen la siguiente rutina, ver Tabla 2:

Al iniciar la

jornada

Trabajar con la

indumentaria adecuada

Limpieza del área de

trabajo

Utilizar y cuidar el

equipo de seguridad

Implementar órdenes

con rutinas de trabajo

266


ISSN-2410-3993





2015

Durante la

jornada

Realizar el trabajo de

acuerdo a la orden de

trabajo

Realizar los trabajos en

los tiempos establecidos

Al finalizar la

jornada

Revisar la orden de

trabajo

Ordenar y guardar la

herramienta y equipo de

trabajo

Limpieza del área de

trabajo

Tabla 2 Actividades estándares para personal

Resultados:

A continuación se presentan los resultados

derivados de la implementación del sistema

TPM en el departamento de mantenimiento de

una empresa dedicada a la perforación minera,

tomando como prueba piloto cuatro

perforadoras mineras, durante un período de

implementación de seis meses, Tabla 3:

Indicador Antes de

TPM

Con TPM

Número de

fallas 30 20

Frecuencia de

fallas 0.020 .010

Tasa de

operación de

perforadoras

promedio

50 % 95%

Rendimiento 60% 90%

Tabla 3 Eficacia de los equipos

Perforadoras

Como se observa en tabla 3, donde se aprecia la

disponibilidad mecánica corresponde al

porcentaje de tiempo en que el equipo está

disponible para operar y realizar la función para

la que está diseñada, en relación con el tiempo

total. De acuerdo a este concepto, se puede

observar que antes de la implementación de

TPM se presentaron fallas que no permitieron

tener el equipo en condiciones ideales para su

trabajo por lo que la planta obtuvo una

disponibilidad promedio de 50%. Una vez

implementadas las acciones de TPM en el área

de mantenimiento de las Perforadoras de minas,

se alcanza a percibir una mejora notable, en el

número de fallas de 30 a 20, la frecuencia de

0.020 disminuyó a 0.010, lo mismo sucedió

para la tasa de operación cuyo índice mejoró de

50% se elevó a un 95%, con un rendimiento

promedio que pasó de 60% al 90%. Lo anterior

trae como consecuencia una mayor

confiabilidad y disponibilidad en los equipos y

un incremento en la vida útil.

Distribución porcentual de tiempos. A

continuación, se muestra la distribución

porcentual de tiempos, donde se puede ver

cuáles son las horas dedicadas a:

mantenimiento preventivo, reparación,

operación y stand by (modo de espera). En

cuanto a la distribución del tiempo de las

perforadoras antes de TPM, en la se detectó

notablemente un promedio de 50% de horas en

una jornada de 8 horas. se concentra en

267


ISSN-2410-3993





2015

Mantenimiento, Reparación y en stand by,

siendo un porcentaje del 50% el tiempo que se

ocupa en la operación de las máquinas. En la

gráfica 2, se puede observar que siendo

implementado el TPM en un periodo de seis

meses como prueba piloto en el área de

mantenimiento, tomando específicamente el

caso de las perforadoras para minas, existe

notable mejoría en la distribución de tiempos

dedicados a Reparación, Mantenimiento y

Stand by para los equipos antes mencionados,

lográndose un incremento del 35% de tiempo

de operación promedio de las perforadoras.

Gráfico 2 Distribución porcentual de tiempos para

perforadoras después de TPM

Discusión. Después de seis meses de

implementación de la técnica TPM existe un

verdadero compromiso por parte de la empresa

hacia la mejora continua, en conjunto con los

empleados en el seguimiento puntual de las

estrategias planteadas como solución. La

implantación del TPM ayudó a que los

operadores apoyaran con sugerencias para

mejorar las condiciones de operación, seguridad

y mantenimiento del equipo, como lo maneja

Kunio Shirose (2010), donde habla acerca de la

importancia de los operadores para el éxito en

la implementación del TPM. El equipo

sometido a TPM elevó su desempeño un 35%,

corrigiendo cualquier anomalía encontrada.

También se realizaron adaptaciones con

modificaciones principalmente sugeridas por el

operador y supervisores de producción,

analizadas y aprobadas por el equipo de trabajo

en conjunto. Estas modificaciones no solo

mejoraron la eficiencia de la máquina misma,

sino también del área en general. El control de

la Efectividad Global de los Equipos, permitió

identificar el tipo de pérdida que afecta la

efectividad de las máquinas permitiendo atacar

las causas y resolver los problemas aumentando

la productividad. El TPM no pretende ser la

solución a todos los problemas de la empresa,

no es la medicina mágica que arreglará todo.

Sin embargo, logró maximizar la efectividad

global de los equipos, minimizar algunas

pérdidas y por lo tanto ayudará a reducir costos

que son producidos por mermas, paros, trabajos

ineficientes, etc. Lo cual se traducirá en

ganancia para la empresa y a todos sus

colaboradores.

El apoyo de la Gerencia, es de vital

importancia para el desarrollo del proyecto. Sin

este apoyo no se asegura el éxito del programa,

es una de las piezas angulares para llevar a buen

fin el proyecto, ideas manejadas también en el

trabajo de Casanova (2012), donde se expresa

acerca de tener un compromiso determinante

por parte de los directivos de la empresa. La

participación de todo el personal y la

capacitación del mismo, es esencial para que la

0%

20%

40%

60%

80%

100% Horas demantenimiento

Horas dereparación

Horas deoperación

Horas en standby

268


ISSN-2410-3993





2015

empresa salga adelante. Se debe recordar que

una empresa, son todas las personas que

trabajan dentro de ella por lo tanto si se desea

que la empresa crezca, todo su personal debe

crecer según Álvarez (2008).

Agradecimiento

Agradecemos el apoyo y las facilidades brindadas

por la empresa, para llevar a cabo el proyecto

consistente en la prueba piloto de implementación

del TPM en el departamento de Mantenimiento.

Conclusiones

Al concluir la Implementación de la técnica

TPM en el departamento de Mantenimiento de

esta empresa se concluye lo siguiente:

a) El Departamento contará con una

estructura organizacional más sólida que le

brindará soporte para otorgar un mejor servicio

a las áreas que integran la empresa, quienes

solicitan sus servicios.

b) Un enfoque sistemático para la

identificación de áreas de oportunidad que

ayuda al desarrollo e implementación de planes

de mejora continua.

c) Se logró maximizar la efectividad de

los equipos, minimizando las fallas y con ello

mejorar la rentabilidad de las mismas.

d) Mejor comunicación entre los

miembros del equipo de trabajo y demás

departamentos, mediante la implementación de

procedimientos que garantizan la obtención del

nivel de satisfacción de los clientes internos.

e) Se recomienda la capacitación

constante del recurso humano, ya que es pieza

fundamental para el éxito y mantenimiento de

los logros obtenidos.

Referencias

Álvarez Laverde, H. Kuratomi, I. Necesidad de

Implementar los pilares fundamentales TPM

(online)2008.Disponibleen:http://www.ceroaver

ias.com/centroTPM/articulospublicados/2001-

4.htm

Benítez Hernández, L. E. (1998). Mejoramiento

Continuo por Medio del Mantenimiento

Productivo Total en:Clase Empresarial

Casanova Silva, Nestor (2012), “TPM en la

Gestión de activos”, Revista Electroindustria

(enlínea).http://emb.cl/electroindustria/articulo.

mvc

Kunio Shirose (2010), ―TPM para operadores‖

(2010), Ed. Limusa

Lourival Augusto Tavares (2004),

―Administración Moderna de Mantenimiento‖,

Ed. Limusa

269


Diagnóstico de Producción Más Limpia en Talleres Mecánicos Automotrices en

Ciudad Valles, S.L.P

RUEDA-Belzabet†, VIDAL-Eleazar, ACOSTA-Dulce & HUERTA-Rosalba

Instituto Tecnológico de Ciudad de Valles


Resumen

En el presente trabajo se planteó como objetivo, elaborar un

diagnóstico de producción más limpia en los talleres mecánicos

automotrices de tres empresas de Ciudad Valles, S.L.P., que

permitiera conocer los materiales de entrada y salida de sus

procesos, el cumplimiento legal en materia de residuos

peligrosos y sólidos urbanos y proponer recomendaciones. Se

realizó una investigación exploratoria para determinar la

problemática. Para ello, se partió de la información

proporcionada por la SEMARNAT y Dirección de Ecología del

Municipio respecto a los talleres mecánicos registrados en la

localidad, se realizaron visitas de prediagnóstico a los mismos y

posteriormente se seleccionaron a los participantes. Se hizo uso

de la investigación descriptiva, al recolectar datos, mediante

técnicas como la entrevista y la observación, para elaborar los

diagramas de flujo de los procesos que se llevan a cabo en los

talleres. Con los datos de los diagramas se identificaron los

materiales usados y los residuos generados en los procesos. Se

hizo una revisión de la normatividad aplicable y se evaluó su

cumplimiento. Se propició el involucramiento del personal para

conocer los requisitos legales en materia de residuos, así como

para considerar prioritaria la necesidad de dar cumplimiento a

los mismos.

Producción más limpia, Residuo peligroso, residuos sólidos

urbanos, normatividad ambiental, plan de manejo

Abstract

In the present work, the main goal is to develop a diagnosis of

cleaner production in mechanical workshops for automotive,

and specifically for three companies in Valles City, S.L.P., that

would allow to know the legal compliance about the

management of the hazardous waste and solid urban, in order to

propose some recommendations. It was an exploratory research

to define the problem. To do this, the Municipality Ecology'

Directorate and SEMARNAT, provided the information about

the registered mechanical workshops in the town, after that,

were visits in order to make a previous diagnosis and finally

make a selection of the participants. Using descriptive research

to collect data, through techniques such as interview and

observation, to develop the flow charts of the processes that

take place in the workshops. With the data of the diagrams,

were identified the materials used and waste generated in the

processes. It was a revision of the applicable legislation in order

to evaluate their compliance. In the mechanical workshops, the

staff have been encouraged to learn regarding the legal

requirements about the management of the waste, as well as to

prioritise to comply them.

Cleaner Production, Hazardous waste, municipal solid

waste, environmental regulations, management plan

___________________________________________________________________________________________________

Citación: RUEDA-Belzabet, VIDAL-Eleazar, ACOSTA-Dulce & HUERTA-Rosalba. Diagnóstico de Producción Más

Limpia en Talleres Mecánicos Automotrices en Ciudad Valles, S.L.P. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:269-

278

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



270


ISSN-2410-3993


RUEDA-Belzabet, VIDAL-Eleazar, ACOSTA-Dulce &

HUERTA-Rosalba. Diagnóstico de Producción Más Limpia en

Talleres Mecánicos Automotrices en Ciudad Valles, S.L.P.


Introducción

En la historia de la humanidad se desarrollan

actividades domésticas y económicas para las

cuales se usan recursos naturales renovables y

no renovables. De estas actividades se generan

residuos que según la legislación mexicana

ambiental, en materia de residuos, pueden ser

sólidos urbanos, peligrosos y de manejo

especial.

El uso irracional de los recursos

naturales y la generación de residuos tienen un

impacto ambiental en el suelo, agua y

atmósfera, situación que ha contribuído al

cambio climático.

Por lo anteriormente mencionado, la

Organización de las Naciones Unidas (ONU) y

los gobiernos de dichas naciones han realizado

esfuerzos para atender esta problemática. En el

año de 1989, nace el concepto de Producción

Más Limpia en el Programa de las Naciones

Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA). En

1992, se llevó a cabo la Cumbre de la Tierra, en

Río de Janeiro, en la cual surge el Plan Mundial

Agenda 21, que contiene los lineamientos

tendientes a adoptar un enfoque de desarrollo

que protegiera al medio ambiente mientras se

aseguraba el desarrollo económico y social. En

respuesta a lo anterior, la Organización de las

Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial

(ONUDI) establece la necesidad de crear los

Centros Nacionales de Producción Más Limpia.

Como parte de ese proyecto mundial, nace a

nivel nacional, en diciembre de 1995, el Centro

Mexicano de Producción Más Limpia

(CMP+L), establecido en el Instituto

Politécnico Nacional.

El objetivo del CMP+L es promover la

transferencia de información técnica,

experiencia y tecnologías más limpias de los

países desarrollados y en vías de desarrollo, a

las organizaciones industriales e instituciones

gubernamentales en México a través de la

incorporación del concepto de Producción Más

Limpia (P+L) a sus programas de

Administración Ambiental.

La P+L surge desde la ingeniería de

procesos como resultado del mejoramiento

continuo de los mismos. Además, canaliza sus

esfuerzos a través del uso eficiente de los

recursos, disminuyendo la generación de

subproductos provenientes de las actividades

industriales y de servicios. Contempla desde

simples cambios en los procedimientos

operacionales de fácil e inmediata ejecución,

hasta cambios mayores, que implican la

sustitución de materias primas, insumos,

equipos de producción más eficientes, entre

otros.

En cuanto a los procesos, la producción

más limpia incluye la conservación de las

materias primas, el agua y la energía, la

reducción de las materias primas tóxicas

(toxicidad y cantidad), emisiones y de residuos,

que van al agua, a la atmósfera y al suelo. En

cuanto a los productos, la estrategia tiene por

objeto reducir todos los impactos durante el

ciclo de vida del producto desde la extracción

de las materias primas hasta el residuo final;

promoviendo diseños amigables acordes a las

necesidades de los futuros mercados.

271


ISSN-2410-3993






La producción más limpia permite

obtener un mayor beneficio ambiental y

económico, debido a que se enfoca a reducir la

generación de desechos en su fuente de origen,

minimizar su cantidad e incrementar la

eficiencia en el manejo de los recursos. En caso

contrario, el manejo de desechos al final del

proceso, aunque reduce o minimiza el impacto

ambiental genera a la empresa menores

beneficios económicos. Ver figura 1.

Figura 1 Enfoque piramidal para el manejo de residuos,

desde el enfoque de Producción Más Limpia.

En lo que a su aplicación se refiere, uno

de los sectores que se pudieran beneficiar es el

de servicios de reparación y mantenimiento

automotriz.

Según el Instituto Nacional de

Estadística y Geografía, en el país existen

185,720 establecimientos dedicados a la

mecánica, reparación, mantenimiento y servicio

eléctrico automotriz, que generan alrededor de

500,000 empleos y más de 90% son

microempresas4.

4 INEGI, 2009. Censos Económicos.

El sector de talleres automotrices en

México se clasifica en tres subramas, la de

reparación mecánica y eléctrica, la de

hojalatería, tapicería y otras reparaciones de

carrocería y la denominada como otros

servicios de reparación y mantenimiento5.

De las actividades que se realizan en

este sector, cada año se generan en México más

de 325 millones de litros de aceites usados, y

otros residuos como grasas usadas,

anticongelantes, solventes, líquidos de frenos,

filtros de aceite, pinturas, baterías, recipientes y

llantas (ver figura 2). Por lo tanto, darles un

manejo adecuado a dichos residuos es uno de

los principales problemas a resolver por los tres

niveles de gobierno, el sector productivo y las

instituciones educativas.

Figura 2 Residuos peligrosos generados en talleres

mecánicos automotrices.

5 Secretaría del Trabajo y Previsión Social. (2005).

Mantenimiento y reparación automotriz: una guía para

mejorar su empresa. México.

272


ISSN-2410-3993






Este proyecto se desarrolló en los

talleres mecánicos automotrices de tres

empresas, a través de las siguientes fases:

identificación y análisis de materiales de

entradas y salidas de los procesos;

identificación y cuantificación de los residuos

peligrosos y sólidos urbanos; análisis del

manejo y disposición de los residuos peligrosos

y sólidos urbanos, así como una evaluación del

cumplimiento de la normatividad ambiental

aplicable.

Metodología a desarrollar

Se contactó al Jefe de la Coordinación Regional

Unidad Zona Huasteca de la Secretaria del

Medio Ambiente y Recursos Naturales, en

Ciudad Valles, para conocer los aspectos

prioritarios de atención en materia ambiental;

siendo uno de éstos, los residuos peligrosos

generados en los talleres mecánicos de la

localidad.

Se parte de la premisa siguiente: los

residuos generados en los talleres mecánicos no

se manejan de manera adecuada.

Para estudiar esta problemática se

eligieron los talleres mecánicos de tres

empresas en función de su tamaño (mediana y

grande) y de la disponibilidad para participar en

el estudio. La empresa ―A‖ de tamaño grande,

dedicado al servicio de transporte de pasajeros,

cuenta con una flotilla de 359 unidades. La

empresa ―B‖ de tamaño mediana, dedicada a

los servicios de montajes industriales, cuenta

con 24 unidades automotrices. La empresa ―C‖

de tamaño mediana, ofrece servicios de

transporte de carga y tiene una flotilla de 30

trailers.

Se planteó como objetivo en el presente

trabajo, elaborar un diagnóstico de Producción

Más Limpia en tres talleres mecánicos

automotrices de empresas de Ciudad Valles,

San Luis Potosí., que permitiera identificar los

residuos peligrosos y los sólidos urbanos que se

generan, cantidades y su manejo.

Se realizó una investigación exploratoria

para determinar la problemática. Para ello, se

partió de la información proporcionada por la

Coordinación Regional Unidad Zona Huasteca

de la SEMARNAT y por la Dirección de

Ecología del Municipio, respecto a los aspectos

prioritarios de atención en materia ambiental y

a los talleres mecánicos registrados en la

localidad, respectivamente. Se realizaron visitas

de prediagnóstico a los mismos y

posteriormente se seleccionaron a los

participantes.

Se hizo uso de la investigación

descriptiva, al recolectar los datos del

problema, mediante técnicas como la entrevista

y la observación, para elaborar los diagramas de

flujo de los procesos que se llevan a cabo en los

talleres. Con los datos de los diagramas se

identificaron los materiales usados y los

residuos generados en los procesos.

Una vez identificados los residuos a

través de diagramas de proceso, se clasificaron

en sólidos urbanos, peligrosos y de manejo

especial, según la Ley General para la

Prevención y Gestión Integral de Residuos,

2008. Posteriormente se diseñaron los formatos

para el registro de los residuos peligrosos y los

sólidos urbanos. Para ello, se usaron conceptos

de área, actividad generadora, tipo de residuo,

cantidad generada, manejo del residuo y

disposición final. Además se promovió el

formato con los mecánicos para su uso diario.

273


ISSN-2410-3993






Se revisó la normatividad vigente en

materia ambiental, se identificó la aplicable en

relación con los residuos peligrosos y los

sólidos urbanos para evaluar su cumplimiento.

Se proporcionó capacitación a los trabajadores

de los talleres mecánicos automotrices, sobre

prácticas de producción más limpia y los

beneficios de su implementación, además de

hacer mención clara de lo que es un residuo, su

clasificación, los principales residuos

identificados en la empresa durante sus

procesos, el impacto causado al ambiente y a la

salud humana, así como el manejo adecuado de

los mismos.

Y finalmente se describieron, analizaron

e interpretaron los datos obtenidos.

Resultados

Identificación y análisis de materiales de

entradas y salidas de los procesos

En el desarrollo del diagnóstico, se

identificaron y analizaron los procesos de

mantenimiento y reparación a unidades, siendo

éstos: engrasado general, servicio a motor,

servicio a sistema eléctrico, servicio a

transmisión y embrague, servicio a sistema

hidráulico, servicio a diferenciales (inter y

motriz), servicios a combustibles, servicio a

sistema de aire y frenos, servicio a sistema de

admisión, servicio a sistema de ruedas, rines y

llantas. Para cada proceso se identificaron las

entradas y salidas de materiales, como se

observa en el ejemplo de la figura 3.

Figura 3 Diagrama de flujo para la identificación de

entradas y salidas de materiales en el proceso de

mantenimiento para motor.

El análisis de los procesos, que se

muestra en la figura anterior, permitió

identificar los materiales utilizados y los

residuos generados, como son: aceites usados,

estopas impregnadas, filtros, mangueras de

conducción de aceite, refacciones usadas,

llantas, baterías, entre otros.

Identificación y cuantificación de los

residuos peligrosos y sólidos urbanos

Se identificaron y cuantificaron los residuos

peligrosos y los sólidos urbanos y se estimó la

generación por año. Los resultados de estas

actividades se muestran en las siguientes dos

tablas:

Residuos

Peligrosos/año

Empres

a A

Empres

a

B

Empres

a C

Aceite usado

(l.) 27000 2600 3297

Filtros usados

de aceite (ton.) 1.74 0.13

0.50

Filtros usados

de diésel (ton.) 2.16 0.08 0.28

Entradas Proceso Salidas

MATERIAS PRIMAS

PROCESO DE MANTENIMIENTO

PARA MOTOR

RESIDUOS DEL PROCESO

REVISION FISICA

COLOCACION DEL AUTOBUS EN

EL ANDÉN CORRESPONDIENTE

REPARACION

VERIFICACION DEL

TRABAJO

VALIDACION DEL

TRABAJO

SALIDA DEL AUTOBUS

MATERIAL NUEVO

CIGÜEÑAL

CULATA (CABEZA DE MOTOR)

PISTON

PERNO PARA PISTON

CAMISA

SEGMENTOS (ANILLOS)

BIELA DE MOTOR

BUJE PARA BIELA

COGINETE (METAL)

VALVULA

RESORTE

BALANCIN

VARILLA PARA BALANCIN

ARBOL DE LEVAS

TORNILLO

INYECTOR

JGO. DE EMPAQUES

RETEN CIGÜEÑAL

ACEITE

FILTRO DE ACEITE

FILTRO DE AGUA

FILTRO DE DIESEL

FILTRO DE AIRE

MANGUERA DE CONDUCCION

DE ACEITE

POLEA DE AJUSTE

TRAPO INDUSTRIAL

MATERIAL USADO

CIGÜEÑAL

CULATA (CABEZA DE MOTOR)

PISTON

PERNO PARA PISTON

CAMISA

SEGMENTOS (ANILLOS)

BIELA DE MOTOR

BUJE PARA BIELA

COGINETE (METAL)

VALVULA

RESORTE

BALANCIN

VARILLA PARA BALANCIN

ARBOL DE LEVAS

TORNILLO

INYECTOR

JGO. DE EMPAQUES

RETEN CIGÜEÑAL

ACEITE

FILTRO DE ACEITE

FILTRO DE AGUA

FILTRO DE DIESEL

FILTRO DE AIRE

MANGUERA DE CONDUCCION

DE ACEITE

POLEA DE AJUSTE

TRAPO INDUSTRIAL

PREDIAGNOSTICO

274


ISSN-2410-3993






Trapos o

estopas

impregnadas

(ton.)

0.24 0.08 0.01

Recipientes

vacíos de:

anticongelantes

, líquidos de

frenos,

aerosoles.

(ton.)

0.08 0.24 0.20

Anticongelante

s y líquidos de

frenos (l.)

2160 567 735

Desengrasante

contaminado

usado para el

lavado de

piezas (l.)

ND 189 144

Baterías usadas

(ton.) 20.1 0.408 ND

Lámparas

fluorescentes

(pzas.)

50 25

12

Lodos

contaminados

(ton.)

18 ND ND

Tierra

contaminada

con aceite

(ton.)

ND ND ND

Tabla 1 Identificación y cuantificación de residuos

peligrosos.

Se observa que las actividades que se

realizan en los talleres mecánicos automotrices,

generan una diversidad de residuos peligrosos,

siendo los aceites usados, los más importantes

por la cantidad generada y sus características de

toxicidad e inflamabilidad.

Tabla 2 Identificación, cuantificación y manejo de

residuos sólidos urbanos.

Respecto a los residuos sólidos urbanos,

se encontró que en la empresa A, dedicada al

servicio de transporte de pasajeros, se genera

una considerable cantidad, que no tienen una

revalorización (Ver anexo No. 1), por lo que se

requiere un plan de manejo integral para éstos.

Res

idu

os

no

pel

igro

sos

gen

erad

os

por

añ

o

Cantidades y Manejo de RSU

Empresa

A

Empresa

B Empresa C

Can

tidad

(ton./

año)

Dis

posi

ción

Can

tidad

(ton./

año)

Dis

posi

ción

Can

tidad

(ton./

año)

Lat

as

de

alum

inio

1.3

7

*Ejid

o

San

Felip

e

N

D ND ND

Bote

llas

de

Pet

8.0

6

*Ejid

o

San

Felip

e

0.3

2

Vert

eder

o

mpal

.

ND B

ote

llas

de

vid

rio

4.

2

*Ejid

o

San

Felip

e

N

D ND ND

Envolt

ura

s

de

plá

stic

o

2.

3

*Ejid

o

San

Felip

e

0.6

5

Vert

eder

o

mpal

.

ND

275


ISSN-2410-3993






Análisis del manejo y disposición de los

residuos peligrosos

Así mismo, se identificó para cada residuo

peligroso la característica de peligrosidad

CRETIB, con el apoyo de la NOM-052-

SEMARNAT-2005 y la clasificación en

almacén (Ver anexo No. 2). También se

identificó el manejo dado a sus residuos

peligrosos. Los resultados se muestran en la

siguiente tabla:

Tipo de

residuo

peligroso

Manejo

Empresa

A

Empresa

B

Empresa

C

Aceite

usado (l.)

Entrega a

empresa

autorizada

Almacén

temporal,

disposici

ón final a

empresa

autorizad

a

Entrega a

empresa

autorizada

Filtros

usados de

aceite

(ton.)

Entrega a

empresa

autorizada

Vertedero

municipal

Entrega a

empresa

autorizada

y

vertedero

mpal.

Filtros

usados de

diésel

(ton.)

Entrega a

empresa

autorizada

Vertedero

municipal

Entrega a

empresa

autorizada

y

vertedero

mpal.

Trapos o

estopas

impregnad

as (kg.)

Vertedero

municipal

Vertedero

municipal

Entrega a

empresa

autorizada

y

vertedero

mpal.

Recipiente

s vacíos

de:

anticongel

antes,

líquidos

de frenos,

y

aerosoles

(ton.)

Vertedero

municipal

(líquidos

de frenos,

y aerosoles

)

Vertedero

municipal

Vertedero

municipal

Anticonge

lantes y

líquidos

de frenos

(l.)

Se junta

con el

aceite

Vertedero

municipal

Entrega a

empresa

autorizada

Desengras

ante

contamina

do usado

para el

lavado de

piezas (l.)

Vertedero

sin control

Vertedero

sin

control

Entrega a

empresa

autorizada

Baterías

usadas

(ton.)

Proveedor Proveedo

r

Entrega a

proveedor

Lámparas

fluorescen

tes (pzas.)

Vertedero

municipal

Vertedero

municipal

Vertedero

municipal

Lodos

contamina

dos (ton.)

Ejido San

Felipe

Vertedero

municipal ND

Tabla 3 Manejo de residuos peligrosos en las empresas

estudiadas.

Se encontró que los aceites usuados son

los únicos residuos peligrosos entregados a

empresas autorizadas por SEMARNAT. Las

baterías usadas son entregadas al proveedor y

los demás residuos peligrosos no son

manejados de acuerdo a la normatividad

ambiental aplicable.

276


ISSN-2410-3993






Evaluación y análisis del cumplimiento de la

normatividad ambiental aplicable

En México, rigen distintas leyes, reglamentos y

normas en materia ambiental; por ello se realizó

el análisis a la normatividad ambiental aplicable

a la generación de residuos peligrosos, para

determinar el cumplimiento actual de las

empresas. Los resultados se presentan en la

tabla siguiente.

Requisito

Legal

Cumplimiento

Empresa

A

Empresa

B

Empres

a C

Registro

como

generador

de Residuos

Peligrosos

Sí Sí Sí

Plan de

manejo No No No

Bitácoras No No No

Tabla 4 Identificación de los requisitos del reglamento

de la ley general para la prevención y gestión integral de

los residuos.

Además cabe mencionar que la empresa

A, que es gran generador, no realiza la Cédula

de Operación Anual, ni cuenta con seguro

ambiental.

Anexos

Figura 4 Residuos sólidos urbanos generados en la

empresa A

Tipo de residuo

peligroso

Clasificación

CRETIB

Clasificación

en Almacén

Aceite usado

(l.)

Tóxico-

Inflamable Aceites

Filtros usados

de aceite (ton.)

Tóxico -

Inflamable Inflamables

Filtros usados

de diésel (ton.) Tóxicos Tóxicos

Trapos o

estopas

impregnadas

(kg.)

Tóxico-


Recipientes

vacíos de:

anticongelantes

, líquidos de

frenos, y

aerosoles (ton.)

Tóxicos Tóxicos

Anticongelante

s y líquidos de

frenos (l.)

Tóxico-

Inflamable

Inflamables

277


ISSN-2410-3993






Desengrasante

contaminado

usado para el

lavado de

piezas (l.)

Tóxico-


Baterías usadas

(ton.)

Corrosivo-

Tóxico

Metales

pesados

Lámparas

fluorescentes

(pzas.)

Tóxicos Tóxicos

Lodos

contaminados

(ton.)

Tóxicos Tóxicos

Tabla 5 Clasificación CRETIB y en Almacén Temporal

para residuos peligrosos

Agradecimiento

Se agradece la participación de las empresas y

el apoyo recibido de la Coordinación Regional

Unidad Zona Huasteca de la SEMARNAT. Así

mismo, se reconoce la participación de los

estudiantes del Instituto Tecnológico de Ciudad

Valles y de las empresas participantes.

Conclusiones

En el diagnóstico realizado se presenciaron

malas prácticas operativas como derrames de

aceites, de anticongelantes, de grasas,

disposición de residuos peligrosos en el

vertedero municipal, falta de valorización de

residuos sólidos urbanos, consumo excesivo de

materiales ocasionados por la falta de

procedimientos establecidos y de controles

operacionales.

Una vez cuantificados los residuos

peligrosos y de acuerdo al Reglamento de la

Ley Geneeral para la Prevención y Gestión

Integral de los Residuos, se determinó que la

empresa A se clasifica como gran generador y

las empresas B y C como pequeños

generadores.

En la empresa A, se encontraron

considerables cantidades de residuos sólidos

urbanos que pueden generar ingresos

económicos importantes para la misma, al ser

vendidos (alumnio, pet y vidrio).

La identificación de la normatividad

aplicable apoya al control de los aspectos

ambientales, sirviendo de referencia para la

implementación de medidas preventivas y

correctivas.

Se recomienda a las tres empresas

diseñar e implementar un plan de manejo

integral de sus residuos peligrosos, así como de

los sólidos urbanos, debido a que solo están

registradas ante SEMARNAT como

generadoras de residuos, pero no cumplen con

los demás requisitos de la normatividad

ambiental. El plan de manejo de los residuos

debería enfocarse de manera prioritaria a su

reducción en su fuente de origen, reuso y

reciclaje, coprocesamiento y como última

alternativa al confinamiento.

Sería importante para las empresas en

estudio, considerar la utilización de aceite

sintético (alto rendimiento) como una medida

para reducir el consumo y como resultado

disminuir la generación de aceite usado. En

cuanto al manejo del mismo es importante

almacenar el aceite usado en recipientes a

prueba de derrames y hacer correctamente su

separación.

Así mismo puede conveniarse un

esquema de coprocesamiento para la

reutilización del aceite usado generado en los

talleres mecánicos automotrices para la

industria del cemento de la región y que puede

utilizarse en los procesos de clinkerización

como combustible alterno, generando

beneficios ambientales y económicos para

ambas empresas.

278


ISSN-2410-3993






En los talleres mecánicos automotrices

de las empresas A y B se generan residuos

sólidos urbanos provenientes de la operación

diaria de sus procesos, los cuales pueden ser

separados para su venta y reciclaje. En el caso

de la empresa A, el beneficio económico de la

venta de botes de aluminio, vidrio, pet y

envolturas, puede llegar a representar la

cantidad de $44,060 anuales; la cual puede

incrementar si se incluyen residuos como el

papel, cartón, llantas y chatarra. Para el caso de

la empresa B el beneficio económico anual por

la venta de pet y envolturas de plástico puede

proyectarse a $2,197.00 anuales, monto que

debe ascender si se considera la venta de papel,

cartón y chatarra. Con respecto a la empresa C

aunque los datos no estuvieron disponibles, es

importante mencionar que aplicaría de igual

forma considerar la venta de los residuos

sólidos urbanos.

Finalmente se considera analizar cada

uno de los procesos de mantenimiento y

reparación a unidades para detectar los aspectos

ambientales más significativos y con esto

determinar mejoras en los mismos para reducir

el uso de insumos y fomentar las buenas

prácticas operativas.

Referencias

Bart, V. H., Monroy, N. y Saer, A. (2011).

Producción Más Limpia. Paradigma de gestión

ambiental. México. Alfaomega.

Cámara de Diputados del H. Congreso de la

Unión. (2014). Reglamento de la ley general

para la prevención y gestión integral de los

residuos. México. Diario Oficial de la

Federación 31-10-2014.

Centro Mexicano para la Producción Más

Limpia. (2005). Guías de Producción Más

Limpia, 9. Talleres Mecánicos. México. IPN.

Secretaría del Trabajo y Previsión Social.

(2005). Mantenimiento y reparación

automotriz: una guía para mejorar su empresa.

México.

SEMARNAT. (2006). Norma Oficial Mexicana

NOM-052-SEMARNAT-2005, que establece

las características, el procedimiento de

identificación, clasificación y los listados de los

residuos peligrosos. México. Diario Oficial de

la Federación 23-06-2006.

SEMARNAT. (2011). PROYECTO de Norma

Oficial Mexicana PROY-NOM-160-

SEMARNAT-2011, que establece los

elementos y procedimientos para formular los

planes de manejo de residuos peligrosos.

México. Diario Oficial de la Federación 12-08-

2011.

279


Modelo Matemático para Estimar el Tiempo de Acondicionamiento del Papel para

la Impresión en Offset de Libros y Revistas MEDINA-Manuel†, CHAVEZ-Juan, SALAZAR-Rodrigo & MARTINEZ-Alejandro


Resumen

Objetivos, metodología: Diseñar un modelo matemático

que permita estimar el tiempo de acondicionamiento del

papel offset. A partir de la información disponible se

realiza un análisis de correlación y regresión, se obtiene

un modelo matemático, se determina su validez y se

muestra su uso en el desarrollo de software.

Contribución: Actualmente no hay disponible para los

impresores offset una fórmula que permita estimar el

tiempo de acondicionamiento del papel a partir de su

temperatura con respecto a la sala de impresión y su

volumen. Este trabajo contribuye en la

profesionalización del sector de las artes gráficas en lo

relacionado al desarrollo de software, la administración y

planeación de la producción, los planes y programas de

estudio de la carrera de artes gráficas que ofrecen las

Universidades Tecnológicas, así como en la formación de

recursos humanos.

Artes Gráficas, Software, Acondicionamiento de

Papel

Abstract

Objectives, methodology: Designing a mathematical

model to estimate the time of conditioning the paper.

From the information available is performed a correlation

and regression analysis, we get a mathematical model,

determines their validity and is shown by their use in the

development of software.

Contribution: Currently for the offset printers, there is no

equation available, to estimate the time of conditioning

the paper from the temperature difference with respect to

the print room and the volume. This work contributes in

the professionalization of the graphic arts industry in

relation to the development of software, the

administration and planning of the production, the plans

and programs of study of the career of graphic arts that

offer technological universities, as well as in the

formation of human resources.

Graphic Arts, Software, conditioning for paper

___________________________________________________________________________________________________

Citación: MEDINA-Manuel, CHAVEZ-Juan, SALAZAR-Rodrigo & MARTINEZ-Alejandro. Modelo Matemático para

Estimar el Tiempo de Acondicionamiento del Papel para la Impresión en Offset de Libros y Revistas. Revista de Tecnología

e Innovación 2015, 2-2:279-283

________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



280


ISSN-2410-3993


MEDINA-Manuel, CHAVEZ-Juan, SALAZAR-Rodrigo &

MARTINEZ-Alejandro. Modelo Matemático para Estimar el Tiempo de

Acondicionamiento del Papel para la Impresión en Offset de Libros y

Revistas. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

La falta de planeación y programación (tiempos

muertos, sobrecarga de producción, retraso en

la producción, programación deficiente de la

producción) son problemas en el proceso de

producción a los que se enfrenta el sector de

las artes gráficas en México. Una solución a

esta problemática es la adecuada planeación y

administración para estimar apropiadamente los

tiempos de producción (Cámara Nacional de la

Industria de Artes Gráficas-FUNTEC, 2004).

En la Universidad Tecnológica Fidel

Velázquez, en la carrera de Artes Gráficas, se

ha encontrado que es recurrente el desarrollo de

proyectos relacionados con la optimización en

el aprovechamiento de recursos, (Martínez

Barbosa, 2014) (López Aguilar, 2013).

Existe un interés compartido de la cadena

productiva de las artes gráficas para establecer

diversas recomendaciones técnicas para la

adecuada y eficiente utilización del papel offset

(Comité Técnico de Normalización de Artes

Gráficas, 2000).

Un papel que está frío enfría el aire

circundante y cambia su humedad relativa

(HR), este cambio hace que el aire circundante

se sature, lo que ocasiona condensación, por lo

que, si esta descubierto, se humedecerá y la

condensación le producirá bordes ondulados.

La situación contraria ocurre cuando se trae un

papel tibio a una sala de prensa fresca, por la

mayor temperatura del papel se calienta el aire

circundante, se reduce la HR y se desplaza del

sustrato hacia el aire circundante, por lo que el

papel se encoge y sus bordes quedan

―apretados‖ lo que podría significar problemas

de impresión (Wilson, 1998).

Una vez que el papel llega a la sala de

impresión, este puede o no tener la misma

temperatura de la sala de impresión, una

medición precisa de la temperatura del papel

solo puede obtenerse insertando en la pila un

termómetro de espada. La envoltura de los

paquetes, rollos o cajas debe ser removida

cuando se ha determinado que la temperatura

del papel es idéntica a la del ambiente en el cual

será procesado, para lo cual se le debe dar

tiempo al papel a que alcance la temperatura de

la sala de prensa, este tiempo se llama tiempo

de acondicionamiento del papel y puede tomar

de unas horas a varios días.

Gráficas o tablas pueden ser utilizadas

para determinar el tiempo de

acondicionamiento del papel (Breede, 1999).

Desarrollo del Modelo.

Se encontró una tabla (Cerrato Escobar, 2004)

y una gráfica (Breede, 1999) para estimar

tiempo de acondicionamiento. Cabe mencionar

que de acuerdo a la bibliografía analizada el

tiempo de acondicionamiento no depende del

tipo de papel.

Gráfico 1 Tiempo de acondicionamiento del papel

(Breede, 1999)

281


ISSN-2410-3993






Se toma como base el gráfico 1, ya que

proporciona información visual acerca del

comportamiento del tiempo de

acondicionamiento en función del volumen y la

diferencia de temperatura con respecto a la sala

de impresión.

Si hacemos:

x = Valor absoluto de la diferencia de

temperatura entre el papel y la sala de

impresión

y = Volumen del pliego o rollo en m3

z = tiempo de acondicionamiento en horas

El tiempo de acondicionamiento en

función de la diferencia de temperatura,

manteniendo fijo el volumen, se ajusta bien a

una ecuación cuadrática que pasa por el origen

como lo muestran los valores de R2 en la tabla

1, por lo que podemos generalizar que:

(1)

Gráfico 2 Tiempo de acondicionamiento para un

volumen de .2 m3

y a b R2

0.2 0.0133 0.9040 0.9999

0.5 0.0206 1.4145 0.9994

1.0 0.0302 1.6259 1.0000

2.0 0.0240 1.9559 0.9999

3.0 0.0235 2.1865 0.9998

Tabla 1 Relación entre los coeficientes de las ecuaciones

cuadráticas y el volumen.

Ahora se determina la relación que

existe entre los coeficientes a y b de las

ecuaciones cuadráticas con respecto al

volumen.

Gráfico 3 Dependencia del coeficiente ―a‖ de la ecuación

(1) con respecto al volumen

Gráfico 4 Dependencia del coeficiente ―b‖ de la

ecuación (1) con respecto al volumen

Como puede observarse en los gráficos

3 y 4, si los coeficientes a y b se ajustan a

polinomios de grado tres se obtienen valores de

R2 mayores a 0.9, por lo que el modelo

matemático buscado es:

( ) (

)

(2)

z = 0.0133x2 + 0.9040x R2 = 0.9999

020406080

100

0 5 10 15 20 25 30tiem

po

acn

d h

rs

delta T grados C

y = .2

a = 0.0057y3 - 0.0325y2 + 0.0525y + 0.0033

R2 = 0.9711

0,000

0,005

0,010

0,015

0,020

0,025

0,030

0,035

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

a

y

b = 0.1392y3 - 0.8288y2 + 1.7532y + 0.6306

R2 = 0.9832

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0

b

y

282


ISSN-2410-3993






Donde:

x = Valor absoluto de la diferencia de

temperatura entre el papel y la sala de

impresión

y = Volumen del pliego o rollo en m3

z = tiempo de acondicionamiento en horas

Validación del Modelo.

A fin de verificar la validez del modelo se

comparan los valores obtenidos entre el gráfico

1 y la ecuación (2), en un rango de diferencia

de temperatura de 0 a 30 °C y un volumen de 0

a 3 m3, ver gráfico 5.

Como se puede observar, comparando lo

obtenido por la ecuación (2) y el gráfico 1, se

obtiene un R2 de 0.9994, por lo que el modelo

obtenido predice adecuadamente el tiempo de

acondicionamiento.

Gráfico 5 Validez del modelo obtenido

3 Aplicación del Modelo.

A continuación se muestran a manera de

ejemplo los resultados de la ejecución de dos

programas, realizados a partir del modelo

obtenido.

Programa para calculadora programable

serie HP 48

Figura 1 Ejecución del programa desarrollado para una

calculadora programable serie HP 48

Programa empleando el entorno de

desarrollo integrado Dev-C++

Figura 2 Resultado de la ejecución del programa

desarrollado para el entorno de desarrollo integrado Dev-

C++

Conclusiones

Se obtuvo un modelo matemático que permite

estimar el tiempo de acondicionamiento del

papel, el cual puede utilizar el interesado en

administrar, planear la producción y desarrollar

software para el sector gráfico.

Este trabajo sirve como ejemplo del uso

de la resolución lógica de problemas

relacionados con el sector de las artes gráficas,

el cuál ha sido en México tradicionalmente

empírico.

y = 0.9854x + 0.1779 R² = 0.9994

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Tiem

po

de

aco

nd

icio

nam

ien

to ,

ec

uac

ión

(2)

Tiempo de Acondicionamiento, gráfico 1

283


ISSN-2410-3993






Este es un trabajo multidisciplinario

que se desarrolló para la División Académica

de Procesos Productivos, Área Artes Gráficas,

de la Universidad Tecnológica Fidel Velázquez.

Se busca establecer en un futuro, proyectos de

simulación de procesos; el que más interesa

actualmente a la división está referido a la

simulación de condiciones de operación del

sistema de impresión offset, con lo que se

apoyaría a los impresores en lograr la puesta a

punto de prensas de impresión, planas o de

bobinas (rotativas), en un tiempo óptimo.

Referencias

Breede, M. H. (1999). Handbook of Graphic

Arts Equations. Pittsburgh: GATFPress.

Cámara Nacional de la Industria de Artes

Gráficas-FUNTEC. (2004). Estudio Estratégico

y Programa Sectorial para Elevar la

Competitividad y el Desarrollo Sustentable de

la Cadena Productiva de la Industria de Artes

Gráficas. México D. F.: CANAGRAF.

Cerrato Escobar, P. J. (2004). Manual Técnico

de Impresión Offset. Madrid: Aralia XXI.

Comité Técnico de Normalización de Artes

Gráficas. (2000). NMX-AG-001-1999, “Papel

bond offset blanco 75 g/m2 en extendido para

la impresión offset de libros y revistas –

especificaciones”. México D. F.: Instituto

Mexicano de Normalización y Certificación A.

C.

López Aguilar, M. (2013). Informe de Estadía

UTFV: Tabla de valores para papel bond 75,

90, y 110 gr. Estado de México.

Martínez Barbosa, E. (2014). Informe de

Estadía UTFV: Estándarización de pruebas de

resistencia a la compresión ECT. Estado de

México.

Wilson, L. A. (1998). Lo que el impresor debe

saber acerca del papel. México D. F.:

Graphictype México, S. A. de C. V.

284


Identificación del nivel de automatización industrial en el entorno productivo de la

Universidad Tecnológica Fidel Velázquez: metodología y resultados

HERNANDEZ-Leticia†, HERNANDEZ-Carlos, PEREZ-Liliana & CARRILLO-Oscar

Universidad Tecnológica Fidel Velázquez


Resumen

Objetivos, metodología: Diseñar un modelo matemático

que permita estimar el tiempo de acondicionamiento del

papel offset. A partir de la información disponible se

realiza un análisis de correlación y regresión, se obtiene

un modelo matemático, se determina su validez y se

muestra su uso en el desarrollo de software.

Contribución: Actualmente no hay disponible para los

impresores offset una fórmula que permita estimar el

tiempo de acondicionamiento del papel a partir de su

temperatura con respecto a la sala de impresión y su

volumen. Este trabajo contribuye en la

profesionalización del sector de las artes gráficas en lo

relacionado al desarrollo de software, la administración y

planeación de la producción, los planes y programas de

estudio de la carrera de artes gráficas que ofrecen las

Universidades Tecnológicas, así como en la formación de

recursos humanos.

Artes Gráficas, Software, Acondicionamiento de

Papel

Abstract

Objectives, methodology: Designing a mathematical

model to estimate the time of conditioning the paper.

From the information available is performed a correlation

and regression analysis, we get a mathematical model,

determines their validity and is shown by their use in the

development of software.

Contribution: Currently for the offset printers, there is no

equation available, to estimate the time of conditioning

the paper from the temperature difference with respect to

the print room and the volume. This work contributes in

the professionalization of the graphic arts industry in

relation to the development of software, the

administration and planning of the production, the plans

and programs of study of the career of graphic arts that

offer technological universities, as well as in the

formation of human resources.

Graphic Arts, Software, conditioning for paper

___________________________________________________________________________________________________

Citación: HERNANDEZ-Leticia, HERNANDEZ-Carlos, PEREZ-Liliana & CARRILLO-Oscar. Identificación del nivel de

automatización industrial en el entorno productivo de la Universidad Tecnológica Fidel Velázquez: metodología y

resultados. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:284-298

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



285


ISSN-2410-3993



Oscar. Identificación del nivel de automatización industrial en el entorno

productivo de la Universidad Tecnológica Fidel Velázquez: metodología y

resultados. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

La automatización industrial es un tema que

ocupa a una cantidad importante de empresas

principalmente manufactureras, porque

proporciona ventajas que les permiten hacer

frente a los retos del mercado actualmente tan

competido; con la consecuente disminución de

tiempos muertos en la producción, desperdicio

de materia prima, riesgos en la seguridad del

trabajador e incremento de la velocidad de

respuesta a los clientes.

El estudio se basa en la identificación de

componentes tecnológicos integrados por

niveles en la pirámide de automatización o CIM

(acrónimo de Computer Integrated

Manufacturing). Para emplearla se precisaron

los elementos tecnológicos a identificar en los 5

niveles, subdividiéndose los niveles 3, 4 y 5 en

subniveles (en la pirámide tradicional no hay

subniveles). Asímismo, se diseñó la encuesta y

el método para analizar los resultados, de lo

cual no existe precedente. La terminología

empleada se describe a continuación.

La pirámide de automatización está

integrada por 5 niveles, donde cada uno

representa la incorporación gradual de

tecnologías que permiten desde la

automatización del proceso físico hasta la

sistematización de los datos provenientes de él,

con lo que se logra el control total de la

empresa.

Nivel 1. Se encuentran los sensores y

actuadores. A través de los sensores se

adquieren los datos del proceso (valores de las

variables fisicas a controlar) y las acciones

sobre el proceso se ejecutan mediante

actuadores, por lo que ambos representan la

base para una integración de control

programable (nivel 2).

Nivel 2. Se integran los diferentes

sistemas de control programables como los

controladores lógicos programables (PLC´s),

controles numéricos computarizados (CNC),

los controladores de robot, las computadoras

industriales y los microcontroladores. En él, se

elabora la información procedente de los

dispositivos del nivel inferior y se informa al

usuario de la situación de los controladores, los

procesos y las variables a controlar.

Nivel 3. Se integran al sistema de

fabricación los elementos que permiten la

comunicación entre las máquinas y o células

que lo conforman para controlar, obtener,

visualizar y/o procesar los datos provenientes

del hardware definido en los niveles 1 y 2.

Dicha comunicación puede tener dos

propósitos:

a) Obtener, visualizar y almacenar

un conjunto limitado de datos. En este caso se

utilizan las pantallas configurables por software

denominadas Interfaces Hombre Máquina

(HMI acrónimo de Human Machine Interface)

que obtienen los datos a partir de un PLC.

b) Ejecutar acciones sobre el

proceso de forma remota, procesando y

almacenando datos obtenidos de él para el

control y calidad de la producción. Para este fin

se emplean sistemas de control y adquisición de

datos (SCADA del acrónimo de Supervisory

Control And Data Acquisition).

Con el primero se obtiene el nivel 3

parcialmente integrado y con el segundo un

nivel 3 totalmente integrado, siendo este último

la base para la integración del nivel 4.

Nivel 4. En este nivel se integran nuevos

programas computacionales al de control y

286


ISSN-2410-3993






adquisición de datos, cuya función principal es

la planeación y el requerimiento de materiales

para producción (MRP acrónimo de Material

Requirements Planning), así como el control de

inventarios. Con estos programas se diseñan y

definen los procesos de fabricación y su

secuencia concreta, se gestiona el material y los

recursos (máquinas, programas, etc.) necesarios

para la obtención del producto final, se

planifican las labores de mantenimiento, etc.

Si el sistema posee un nivel 3 parcialmente

integrado y cuenta con los programas descritos

en éste (nivel 4) o si el sistema posee un nivel 3

totalmente integrado y cuenta con los

programas descritos en este nivel (4) pero

implementados en menos del 100% de su

sistema productivo, se considera con un nivel 4

parcialmente integrado. Si el sistema tiene un

nivel 3 totalmente integrado y los programas

descritos en este nivel se encuentran

implementados en el 100% de su sistema

productivo, se considera con un nivel 4

totalmente integrado.

Nivel 5. En este nivel se lleva a cabo la

gestión e integración de los niveles inferiores,

agregando programas computacionales a los

existentes y cuya función principal es la gestión

global: compras, ventas, comercialización,

investigación, objetivos estratégicos,

planificación a medio y largo plazo, lo que

significa la integración completa del área

productiva con el área administrativa de la

empresa.

Si los programas listados en el nivel 4,

permiten la función descrita en el sistema

productivo completo (producción y

administración) entonces se considera que tiene

un nivel 5 totalmente integrado. Si el porcentaje

de integración entre departamentos productivos

y administrativos es menor al 100%, entonces

se considera que tiene un nivel 5 parcialmente

integrado.

La identificación del nivel de

automatización requiere de conocimientos

amplios en ese rubro, el conocimiento de los

elementos que caracterizan cada nivel de

automatización, una base de datos con

información específica derivada de los sistemas

productivos (como la ubicación de la empresa,

el producto que se fabrica, los subprocesos que

se llevan a cabo en él, el tamaño de la empresa

y otros), una encuesta y un método que permita

su identificación en forma individual. En este

caso, se trabajó en cada una de las

características y se aplicó la encuesta a la

muestra determinada de empresas, obteniendo

un resultado global.

A través del trabajo conjunto con el

personal de las empresas, alumnos y profesores

en el desarrollo de trabajos de estadía, se ha

identificado que una cantidad importante de

estas empresas realiza sus procesos productivos

de forma manual, utilizando en el mejor de los

casos dispositivos mecánicos y

electromecánicos. Una cantidad importante de

ellas se han visto en la necesidad urgente de

incrementar la velocidad de su producción y la

calidad de su producto, lo que las ha llevado a

invertir en dispositivos o maquinaria que

automatizan una parte de su sistema productivo

(por ejemplo integrando un Controlador Lógico

Programable o adquiriendo maquinaria con

Control Numérico Computarizado).

Esta inversión, desde el punto de vista

de los autores, no contempla la posibilidad de

integración a un mayor nivel de automatización,

situación que llevaría a la empresa en un futuro

287


ISSN-2410-3993






a tener que volver a invertir en el mismo

concepto, si es que desea incrementarlo.

Asimismo, una gran cantidad del

personal que realiza la implementación de las

soluciones parciales de automatización,

comúnmente jefes de mantenimiento,

desconocen que es posible integrar a un mayor

nivel sus procesos y aquellos que lo conocen,

no poseen los conocimientos técnicos para

hacerlo.

No hay que perder de vista que las

empresas invierten en la automatización de sus

procesos no solo para incrementar su

producción sino también para competir en un

mercado cada vez más demandante. En este

sentido, desconocer el nivel de automatización

que predomina en su entorno, podría colocarlas

en una seria desventaja frente a la competencia.

Hipótesis: Las unidades económicas

(empresas) de mayor tamaño dedicadas a la

manufactura de productos, que se encuentran en

el entorno productivo de la UTFV poseen el

más alto nivel de automatización, evaluable por

niveles.

El artículo se dividió en tres secciones: la

primera describe cómo se determinó el tamaño

de la muestra de unidades económicas a

encuestar. La segunda explica el diseño del

instrumento utilizado (encuesta), las

restricciones para su desarrollo y aplicación, asi

como el mecanismo utilizado para el

levantamiento y sistematización de datos.

El tercero describe la metodología para el

análisis de datos y el resultado de aplicarla con

la consecuente identificación del nivel de

automatización industrial en el entorno

productivo de la UTFV.

Universo y determinación de la muestra

La fuente de información utilizada para la

primera cuantificación de empresas fue la base

de datos que integró el Instituto Nacional de

Estadística, Geografía e Informática (INEGI) en

el Directorio Estadístico Nacional de Unidades

Económicas (DENUE) a partir de los censos

económicos 2009, donde agrupa por actividad

económica a los establecimientos, instituciones,

organismos, empresas, entre otros

(consideradas como unidades económicas).

Tomando como referencia para clasificarlas al

Sistema de Clasificación Industrial de América

del Norte (SCIAN). Para consultar al DENUE

se pueden emplear las siguientes variables:

actividad económica, tamaño del

establecimiento, zona geográfica y ubicación.

Con la variable zona geográfica es posible

cuantificar el número de empresas (unidades

económicas) en el país, por estados y

municipios.

Las actividades encaminadas a la

fabricación de los productos cuyos procesos son

susceptibles de emplear automatización, se

encuentran en el sector identificado con el

nombre de (31-33) Industrias Manufactureras.

Según el DENUE, en México existen 515,562

unidades económicas dedicadas a la

manufactura de productos, de las cuales 10.64%

(54,861) se encuentran ubicadas en el Estado de

México. Del total estatal, el 15.93% (8,426) se

encuentran en los 6 municipios del estudio,

distribuidas según la Tabla 1.

Número y nombre del

municipio (identificación de

INEGI)

Porcentaje

estatal

(15104) TLALNEPANTLA

DE BAZ

4.01%

(15057) NAUCALPAN DE 3.98%

288


ISSN-2410-3993






JUÁREZ

(15121) CUAUTITLÁN

IZCALLI

2.72%

(15013) ATIZAPÁN DE

ZARAGOZA

2.64%

(15060) NICOLÁS

ROMERO

2.01%

(15024) CUAUTITLÁN 0.57%

Total 15.93%

Tabla 1 Unidades económicas dedicadas a la

manufactura en 6 municipios del Estado de México

Como dato adicional los primeros cuatro

municipios se encuentran dentro de los diez con

mayor concentración de unidades económicas

en el Estado de México.

Identificación de actividades económicas

susceptibles de emplear automatización

Con la información de DENUE se integró una

base de datos desglosada en clases de actividad

y cantidad de unidades económicas (8,426), que

se analizó para identificar a aquellas

susceptibles de emplear automatización,

eliminándose las que cumplían con los

siguientes criterios:

Donde la variedad de los productos es

muy amplia y las actividades de

manufactura sin llevadas a cabo de

forma manual y/o artesanal; por

ejemplo: herrerías y carpinterías.

Donde la maquinaria no es susceptible

de incrementar su nivel de

automatización y/o el producto es

unitario con cambios mínimos en su

configuración; por ejemplo: tortillerías.

Donde la cantidad de unidades

económicas fuera cero (aunque pudieran

integrar automatización en sus procesos)

Resultados

Con los criterios descritos se eliminaron 31

clases de actividad (que agrupan a 5,116

unidades económicas), restando 261 (que

agrupan 3,310 unidades). Ver Tabla 2.

Determinación del universo a partir del

tamaño del establecimiento

Se separaron las 3,310 unidades económicas

por tamaño de establecimiento para cuantificar

a aquellas que podrían integrar el más alto nivel

de automatización evaluable por niveles

(medianas y grandes).

MC P M G

To

tal

%

MU

N Número de

empleados

0 a

10

11

a

50

51 a

250

25

0

o

m

ás

Mu

nic

ipio

(15024)

CUAUTIT

LÁN

118 19 5 5 147 4.5

%

(15060)

NICOLÁS

ROMERO

156 16 6 2 180 5.4

%

(15013)

ATIZAPÁN

DE

ZARAGOZ

A

297 90 32 9 428 13.0

%

(15121)

CUAUTIT

LÁN

IZCALLI

324 93 78 23 518 15.7

%

(15057)

NAUCALP

AN DE

JUÁREZ

594 18

6

141 33 954 28.9

%

(15104)

TLALNEP

ANTLA DE

BAZ

717 18

7

136 36 1,07

6

32.6

%

TOTAL 2,20

6

59

1

398 10

8

3,30

3

289


ISSN-2410-3993






MC = Micro

P = Pequeñas

M = Medianas

G = Grandes

Tabla 2 Unidades económicas estratificadas por tamaño

de establecimiento, susceptibles de emplear

automatización.

Resultados

De lo anterior se deduce que el universo está

identificado por 506 unidades económicas

(empresas de tamaño mediano y grande). La

fórmula a aplicar para determinar el tamaño de

la muestra es:

( )

( ) ( ) ( )

Donde:

n: es el tamaño de la muestra

N: es el tamaño del universo

Z: es la desviación del valor medio que se

acepta para lograr el nivel de confianza deseado

e: es el margen de error máximo

p: es la porción que se espera encontrar

Datos

*

*En este caso se maneja un 50% por que

se desconoce qué se puede esperar.

Aplicando la fórmula:

( )( )( )( )

( )( ) ( )( ) (2)

Por lo tanto el tamaño de la muestra es

de 24 unidades económicas.

Desarrollo del instrumento, levantamiento y

sistematización de datos

El instrumento que se utilizó fue una encuesta,

donde su desarrollo estuvo sujeto a las

siguientes restricciones.

El personal seleccionado debe conocer

el funcionamiento de la maquinaria y

equipo del proceso productivo

completo.

Las preguntas deben incluir ayudas

escritas para orientar al encuestado

sobre la respuesta a elegir, debido a que

el personal puede desconocer o haber

olvidado la terminología y conceptos

que serían muy útiles para plantear

cuestionamientos técnicos

La dificultad para que las empresas

otorguen el consentimiento para su

aplicación, por considerar que datos

importantes para el estudio son

información confidencial.

Debe diseñarse un sólo tipo de encuesta

pero debe existir un elemento de la

misma que permita diferenciar entre

procesos productivos organizados de

forma lineal y aquellos con una

organización combinada (no lineal).

Resultados

Como resultado de lo anterior, se diseñó una

encuesta formada por 11 preguntas para ser

aplicada en unidades económicas de los 6

municipios del área de influencia de la UTFV,

dedicadas a la manufactura de productos, cuyo

290


ISSN-2410-3993






proceso productivo es susceptible de emplear

automatización en los 5 niveles estimados de la

pirámide de automatización industrial. Las

primeras 4 preguntas, ubican a las empresas

encuestadas dentro de una clase de actividad

económica (de acuerdo al SCIAN) y el tamaño

de empresa (de acuerdo al número de

empleados). Las preguntas 5 y 6 determinan si

la unidad económica presenta una organización

lineal o no lineal. De la 6 a la 10 permiten la

identificación del nivel de automatización. La

11, corresponde a los datos del personal que

respondió a la encuesta.

Por cada empresa seleccionada se

realizó una carta de presentación firmada por el

Rector de la UTFV, solicitando la autorización

para la aplicación del instrumento. El

levantamiento de información fue realizado a

partir de su aplicación al personal con el perfil

definido. Se nombró un coordinador de campo,

quién fue el responsable de la logística de

aplicación. Así mismo, se asignaron dos

supervisores cuya función primordial fue

corroborar la veracidad de la información y la

revisión de los instrumentos aplicados.

Para el agrupamiento de la información y la

elaboración de las relaciones correspondientes,

se utilizó una hoja de electrónica de cálculo.

Metodología para el análisis de datos

Para realizar el análisis del nivel de

automatización se diseñó una metodología que

consiste en trabajar filtros de datos a partir de

combinaciones de posibles respuestas, que se

aplicaron a partir de la pregunta 5.

Primer filtro

El primer filtro corresponde a la pregunta

número 5, referida a la organización del espacio

productivo. Esta pregunta es muy importante

para la investigación porque permite la

separación entre empresas con procesos

organizados exclusivamente en forma lineal,

que presuponen menor dificultad de integración

tecnológica por tener una mayor agrupación de

subprocesos similares; y aquellas que tienen

una organización no lineal que presuponen

mayor dificultad de integración tecnológica por

la diversidad de sus subprocesos.

La pregunta se planteó de la siguiente

manera:

Pregunta 5.- ¿Cómo se organiza el

espacio productivo? Marque con una paloma.

Puede indicar varias opciones.

Con 5 respuestas posibles, de las cuales

sólo cuatro son cuantificables: En línea, Por

subproceso, Por subproducto, Por célula y

otros. Especifique por favor.

De las 4 respuestas cuantificables

existen 16 combinaciones posibles que se

analizaron para determinar si el espacio

productivo es lineal o no lo es. La tabla 3,

muestra las respuestas posibles y la forma de

interpretación para cada combinación,

considerándose como organización lineal a

aquella respuesta donde se hubiera señalado

únicamente la opción En línea.

Al seleccionar una sola de las opciones

restantes, se consideró organización no lineal,

así como aquellas respuestas donde se hubieran

seleccionado 2 o más opciones.

A B C D Interpretación

0 0 0 0 No hay selección

1 0 0 0 Organización lineal

291


ISSN-2410-3993






0 0 0 1 Organización no lineal














A= En línea

B = Por subproceso

C = Por subproducto

D = Por célula

Tabla 3 Combinaciones posibles para identificar la

forma de organización de la producción.

Segundo filtro

El segundo filtro corresponde a la pregunta

número 7, referida a la forma en que se realizan

los subprocesos (operaciones) que integran el

sistema productivo. Esta pregunta permite la

separación entre empresas donde los

subprocesos son exclusivamente manuales y

aquellas que pudieran integrar tecnologías de

automatización evaluables por niveles.

Una vez aplicado el primer filtro, se

aplicaría el segundo a unidades económicas con

ambas formas de organización de la producción

(lineal o no lineal).


manera:

Pregunta 7.- ¿Cuál es la forma en que se

realizan los subprocesos indicados? Marque con

una paloma. Puede indicar varias opciones.

Con 5 respuestas posibles, de las cuales

sólo cuatro son cuantificables: Manual,

Semiautomático, Maquinaria convencional,

Maquinaria Programable y Otros. En cada

respuesta de esta pregunta se plantearon ayudas

escritas entender el término a seleccionar. Ver

Tabla 4.

Manual Donde el trabajador

involucrado utiliza sus

manos para realizar el

proceso y quizá alguna

herramienta manual como

destornilladores, pinzas de

corte, etc.

Semiautomática Donde el trabajador


manos para realizar el

proceso y quizá alguna

herramienta con motor,

neumática o hidráulica.

Con maquinaria

convencional

donde ésta se

impulsa con

motor y/o

sistema

eléctrico,

neumático o

hidráulico, pero

no es

programable

Donde el trabajador


manos para operar el

equipo, quitar, colocar,

ajustar materiales y/o

herramientas.

Con maquinaria

programable (CNC, PLC)

donde se puede

modificar la

configuración de

producto o

proceso

Donde el trabajador


manos para operar el

equipo, quitar, colocar,

ajustar materiales y o

herramientas y cambiar el

programa o modificar la

secuencia del proceso.

292


ISSN-2410-3993






Tabla 4 Ayudas escritas para orientar el significado de la

respuesta a la pregunta 7.

De las 4 respuestas cuantificables existen 16

combinaciones posibles que se muestran en la

tabla 5, donde la forma de interpretación para

cada combinación se explica a continuación:

a) Se consideró como proceso productivo

manual a aquella respuesta donde se

hubiera seleccionado una de las

siguientes situaciones: la opción

manual, la opción con maquinaria

convencional o la combinación de las

opciones manual y con maquinaria

convencional. La opción manual está

relacionada con el uso de las manos y

herramientas básicas como

destornilladores, taladros de mano, etc.

La opción con maquinaria convencional

está relacionada con el uso de

maquinaria que pudiera contar con

motores sin dispositivos de control

programables como los tornos,

fresadoras y taladros convencionales.

b) Se consideró como sistema productivo

con el nivel 1 a empresas donde la única

selección pudiera ser la opción

semiautomática o combinada con las

opciones manual y/o con maquinaria

convencional. Esta asignación se realizó

debido a que la base para la

automatización son los sensores y

actuadores que pudieran estar integrados

en sistemas productivos con equipos

semiautomáticos.

c) Se consideró que el sistema productivo

debía evaluarse para los niveles

superiores al nivel 1, cuando la

selección pudiera incluir la opción con

maquinaria programable, sola o

combinada con cualquiera de las otras

opciones. Este criterio se definió debido

a que la base para la integración de los

niveles 3 al 5, son los dispositivos

programables como PLC´s, CNC´s,

Controladores industriales (que se

integran a robots), computadoras

industriales y/o dispositivos de control

con programación individual como los

microcontroladores. Los dispositivos

programables son considerados como la

característica esencial para evaluar al

equipamiento en un nivel 2 de

automatización industrial. Ver Tabla 5.

A B C D Interpretación

0 0 0 0 No hay selección

0 0 1 0 Manual

1 0 0 0 Manual

1 0 1 0 Manual

0 1 0 0 Nivel 1

0 1 1 0 Nivel 1

1 1 0 0 Nivel 1

293


ISSN-2410-3993






1 1 1 0 Nivel 1

0 0 0 1 Evaluar siguiente nivel








A= Manual

B = Semiautomático

C = Con maquinaria convencional

D = Con maquinaria programable

Tabla 5 Combinaciones posibles para identificar si el

proceso es manual o cuenta con automatización evaluable

por niveles.

Tercer filtro

El tercer filtro corresponde a la pregunta

número 8, referida a la forma en que se

monitorea y controla el proceso en cantidad o

calidad del producto. A este filtro sólo pasan

aquellas empresas que dentro de las opciones

posibles de la pregunta 7, hayan elegido la

opción con maquinaria programable, que es la

base para la evaluación del nivel 2 y los demás

niveles. Esta pregunta también proporciona la

pauta para la evaluación del nivel 3, referido al

empleo de sistemas de visualización y

adquisición de datos.


manera:

8. ¿Cuál es la forma en que se monitorea

y controla el proceso en cantidad o calidad del

producto? Marque con una . Puede indicar

varias opciones.

Con 3 respuestas posibles: Manual,

Monitoreo instrumentado en línea, Monitoreo y

control instrumentado remoto. En cada

respuesta de esta pregunta se plantearon ayudas

escritas para entender el término a seleccionar.

Ver Tabla 6.

Manual Donde el trabajador

involucrado utiliza sus manos

para realizar el conteo o

verificación del producto en

cuestión y levanta estadísticos

que se tabulan en papel o en

hojas electrónicas.

Monitoreo

instrumentado

en línea

Donde el trabajador

involucrado toma lecturas de

datos o los descarga de

dispositivos conectados

directamente a la línea o al

proceso, asimismo puede

realizar ajustes manuales

directamente en el dispositivo

que muestra los datos.

Monitoreo y

control

instrumentado

remoto

Donde el trabajador

involucrado visualiza,

monitorea y/o controla el

proceso, desde una

computadora o dispositivo

similar, en un lugar alejado a

éste. Tabla 6 Ayudas escritas para orientar el significado de la

respuesta a la pregunta 8.

De las 3 respuestas existen 8 combinaciones

posibles que se muestran en la tabla 7, donde la

forma de interpretación se explica a

continuación.

a) Se consideró como proceso productivo

en el nivel 2 cuando la única selección

sea la opción manual, lo que significa

que cuenta con dispositivos de control

programable, pero no tiene ningún

elemento que lo asocie al nivel 3.

b) El nivel 3 se evaluó en dos fases de

integración: la de integración completa

donde se encuentra un sistema de

294


ISSN-2410-3993






visualización y adquisición de datos en

el sistema productivo completo,

instalado en una computadora de forma

remota y el nivel 3 parcialmente

integrado cuando el sistema productivo

cuenta únicamente con dispositivos de

visualización gráfica o en modo texto,

conectados a equipos de control

programable. La clave para considerar

al nivel 3 totalmente integrado es que se

haya seleccionado sólo la opción de

monitoreo y control instrumentado

remoto. Al considerar que se tiene este

nivel de integración completo, se

procede a indicar que se evalúe para los

siguientes niveles (4 y 5). Asi mismo se

considera como nivel 3 parcialmente

integrado cuando se haya seleccionado

la opción de monitoreo instrumentado

en línea, sola o combinada con la

opción manual, donde se procede a

evaluar con la siguiente pregunta al

Nivel 4 parcialmente integrado sin la

posibilidad de evaluar un nivel 5.Ver

tabla 7.

A B C Interpretación

0 0 0 No hay selección

0 0 1 Evaluar niveles 3, 4 y 5

0 1 0

Nivel 3 parcialmente integrado. No

evaluar niveles siguientes

0 1 1

Nivel 3 parcialmente integrado. Evaluar

nivel 4 parcialmente integrado

1 0 0 Nivel 2

1 0 1



1 1 0

Nivel 3 parcialmente integrado. No

evaluar niveles siguientes

1 1 1



A = Manual

B = Monitoreo instrumentado en línea

C = Monitoreo y control instrumentado remoto

Tabla 7 Combinaciones posibles para identificar si el

proceso cuenta con el nivel 2 o superior

Cuarto filtro

El cuarto filtro corresponde a la pregunta

número 9, referida a la forma en que se planean

los insumos y requerimientos de materiales para

el producto. A este filtro sólo pasan aquellas

empresas que dentro de las opciones posibles

de la pregunta 8, hayan elegido la opción

monitoreo instrumentado remoto. Si la

selección fue única se evalúa para el nivel 4 con

posibilidad de evaluar el nivel 5, si la selección

fue combinada con monitoreo instrumentado en

línea y/o con la opción manual entonces se

evalúa para nivel 4 parcialmente integrado.


manera: 9. ¿Cuál es la forma en que se

planean los insumos y requerimientos de

materiales para el producto? Marque con una

. Indique sólo una opción.

Marqu

e

Una persona o grupo de personas

realizan la planeación utilizando

datos provenientes del proceso que

se documentan únicamente en papel

y/o con un programa

computacional de oficina como

Excel, Access y otro tipo de

software.


realizan la planeación empleando un

programa computacional

especializado para esta tarea donde

los datos provenientes del proceso

se capturan directamente en el

programa y se procesan a través de

él.


realizan la planeación empleando un

programa computacional

295


ISSN-2410-3993






especializado para esta tarea donde

los datos provenientes del proceso

se obtienen directamente de éste y

se transfieren al programa a través

de una red computacional que

interconecta el equipo productivo

con computadora(s) que se

encuentran en áreas administrativas. Tabla 8 Ayudas escritas para orientar el significado de la

respuesta a la pregunta 9

Aunque de las 3 respuestas (ver Tabla 8)

existen 8 combinaciones posibles (ver Tabla 9),

sólo tres son significativas, puesto que el

encuestado debió elegir una de tres. Las

combinaciones significativas se muestran en la

tabla 8, donde la forma de interpretación se

explicó anteriormente.

A B C Interpretación

0 0 0 No hay selección

0 0 1 Nivel 4 integrado. Evaluar nivel 5

0 1 0 Nivel 4 parcialmente integrado

0 1 1 No válido

1 0 0

Nivel 3. No evaluar niveles

siguientes

1 0 1 No válido

1 1 0 No válido

1 1 1 No válido

A = Primera opción

B = Segunda opción

C = Tercera opción

Tabla 9. Combinaciones posibles para identificar si el

proceso cuenta con el nivel 3 o superior

Quinto filtro

El quinto filtro corresponde a la pregunta

número 10, referida a la forma en que se

planean los insumos y requerimientos de

materiales para el producto. A este filtro sólo

pasan aquellas empresas que dentro de las

opciones posibles de la pregunta 9, hayan

elegido la tercera opción que hace referencia al

uso de software especializado interconectado

en red para la planeación y requerimiento de

materiales.


manera:

10. ¿Existe un sistema

computacional implementado en una red de

computadoras que permite la interconexión

directa entre el proceso productivo y una o

varias áreas administrativas como la gerencia,

el área de recursos humanos, planeación y

requerimientos de materiales, etc.?

Sí. ____ ¿Qué porcentaje aproximado de

los departamentos se encuentra conectado a este

sistema?_________

No.______

En esta pregunta hay dos respuestas

posibles: Sí o No. Si la respuesta corresponde a

Sí, entonces se evalúa el porcentaje de los

departamentos interconectados al sistema. Si

éste es 100%, entonces el sistema productivo

tiene un nivel 5 totalmente integrado, y si este

porcentaje es menor tiene un nivel 5

parcialmente integrado.

Resultados

Los resultados muestran que el 95.8% de las

empresas que respondieron el instrumento

pertenecen a los sectores 32 y 33 dedicadas a la

fabricación de productos para uso humano

(línea blanca, electrónica, ensamble de

automóviles y maquinaria en general).

En ese mismo sentido, al relacionar lo

anterior con la forma de organización de la

296


ISSN-2410-3993






producción y los subprocesos que la

conforman, se observa que los principales

subprocesos llevados a cabo en una

organización lineal, corresponden al troquelado,

corte, moldeo, mezclado y empaquetado.

Dichos subprocesos requieren de maquinaria

(cuando se realizan con ésta) especialmente

dedicada al tipo de subproceso, que pudiera

combinar tecnologías como la electrónica,

neumática e hidráulica específicamente

controlados por PLC´s.

Por otra parte, los principales

subprocesos llevados a cabo en una

organización no lineal son el corte, ensamble,

extrusión y troquelado, con la selección de

procesos no elegidos en ninguna de las

empresas con organización lineal, donde se

utiliza maquinaria como las fresadoras y tornos

con tecnología de control (cuando la posee)

diferente a la de un PLC, en los cuales su

programación puede dar lugar a familias de

piezas, como los dispositivos CNC. Con ello se

demuestra que existen empresas fabricantes de

productos diferentes a los de consumo humano

y animal; que organizan su espacio productivo

de forma lineal donde, por el tipo de

subprocesos que los conforman, aplicarían

exclusivamente dispositivos de control como

los PLC´s.

En complemento a lo anterior, las

empresas que organizan su espacio productivo

de forma no lineal (es decir, combinando la

organización por células con la forma lineal y/o

por subproceso) proveen un campo de

aplicación para tecnologías de control

diferentes a los PLC´s como los CNC´s, los

microcontroladores y otros similares.

Al aplicar los 5 filtros a cada una de las

empresas se observa que el nivel de

automatización predominante en las empresas

medianas y grandes es el nivel 3 parcialmente

integrado que se encuentra presente en el

58.3% de los procesos productivos. Asimismo

al conjuntar el nivel de automatización

evaluado con el tamaño de empresa se observa

que la mayoría de las empresas con este nivel

son medianas o grandes. El resto de las

empresas posee niveles inferiores (8.3% con

nivel y 16.7% con nivel 2) o incluso, según los

criterios definidos no posee automatización

(12.5%), porque su proceso productivo es

completamente manual (ver Figura 1).

Figura 1 Relación entre tamaño de unidad económica y

nivel de automatización en empresas manufactureras del

entorno productivo de la UTFV.

Agradecimiento

Al Programa de Desarrollo Profesional Docente

(PRODEP).

Al personal de la Universidad

Tecnológica Fidel Velázquez que apoyo el

desarrollo de este proyecto.

A las unidades económicas

participantes.

Conclusiones

0

2

4

6

8

10

12

14

Manual Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3

parcialmente

integrado

Nivel 3

completo

Mic ro Pequeña Mediana Grande

297


ISSN-2410-3993






Al analizar el entorno industrial manufacturero

de la UTFV, se concluye que las empresas de

mayor tamaño (medianas y grandes) tienen

integrados en sus procesos productivos los

niveles 2 y 3 de automatización, de las cuales

más de la mitad, emplea en forma parcial el

nivel 3, es decir tienen implementado en parte

de su proceso productivo sensores y actuadores

que son comandados por dispositivos

programables (principalmente PLC´s y CNC´s).

Donde los datos provenientes del

sistema pueden ser visualizados en una pantalla

gráfica o de texto o a través de un software de

monitoreo y adquisición de datos (SCADA)

instalado en una computadora de forma remota.

Es importante considerar que los resultados del

estudio reflejan el nivel de automatización

presente en menos del 15% del total de las

empresas que existen en los municipios, pero

que pudieran integrar en sus procesos el mayor

nivel de automatización posible, por lo que

existe un amplio campo para el desarrollo de

proyectos de automatización en micro y

pequeñas empresas, con procesos productivos

principalmente relacionados con la fabricación

de piezas para maquinaria y equipo en general,

que inicien en el nivel 1 y sean escalables,

donde los alumnos y egresados de los

programas educativos de Mantenimiento

Industrial y Mecatrónica, seguirán

desarrollando tanto estadías como trabajo

profesional. En este sentido, la identificación

del nivel de automatización en conjunto con la

base de datos electrónica relativa a las

actividades económicas susceptibles de emplear

automatización en los 6 municipios del estudio,

proporcionan la pauta para definir estrategias

que fortalezcan los planes de estudio de estos

programas educativos.

Así mismo, cualquier empresa dedicada

a la fabricación de productos, que pretenda

destinar recursos para incrementar el nivel de

automatización de su proceso productivo,

debería realizar tanto el estudio de costo

beneficio de la inversión como un análisis de

escalabilidad en cuanto a integración

tecnológica se refiere.

En este sentido la metodología aplicada

a un conjunto de empresas sirve como base para

identificar su nivel de automatización de forma

particular para posteriormente realizar una

evaluación que permita determinar la

compatibilidad y escalabilidad de los

dispositivos de control programable integrados

o por integrar al sistema, mismos que son la

plataforma para escalar a los niveles tres, cuatro

y cinco, donde el método para la evaluación

individual del sistema productivo deberá

proponerse y desarrollarse, considerando que la

forma de organización de los subprocesos que

lo integran, es un factor muy importante en esta

evaluación.

298


ISSN-2410-3993






Referencias

Baumgartner, H., Knichewski, K., Wieding, H.

(1991). CIM. Consideraciones básicas. España:

Editorial Marcombo S.A.

Boon, K., Mercado, A.(1990). Automatización

flexible en la industria (1ª. Edición). México:

Editorial Limusa S.A. de C.V.

Cuatrecasas, Ll. (2011). Organización de la

producción y dirección de operaciones:

Sistemas actuales de gestión eficiente y

competitiva. España: Ediciones Díaz Santos

S.A.

Garcia, A., (2005). El control automático en la

industria. España: Ediciones de la Universidad

de Castilla.

Kalpakjian, S. (2008). Manufactura Ingeniería

y Tecnología (5ª. Edición). México: Pearson

Educación de México S.A. de C.V.

Mandado, P., Marcos, J., Fernández, C.,

Armesto, J. (2009). Autómatas programables y

sistemas de automatización (2a. Edición).

México: Alfaomega Grupo Editor S.A. de C.V.

Micro, pequeña, mediana y gran empresa.

Estratificación de los establecimientos censos

económicos 2009 (2011). México: Instituto

Nacional de Estadística, Geografía e

Informática (INEGI).

Sistema de Clasificación Industrial de América

del Norte, México SCIAN 2007 (3ª edición).

México: Instituto Nacional de Estadística,

Geografía e Informática (INEGI).

Piedrafita, R. (2004). Ingeniería de la

automatización industrial (2ª. Edición).

México: Alfaomega Grupo Editor S.A. de C.V.

299


Unidad de Control Automatizado y Conectividad Móvil

LARA-Luisa†, KAO-Luis, LOEZA–Fernando & ZAPATA-Martha

Universidad Tecnológica Metropolotina


Resumen

El presente artículo es resultado de la participación

del cuerpo académico de Redes y

Telecomunicaciones de la Universidad Tecnológica

Metropolitana(UTM) en el programa de

Fortalecimiento de Cuerpos Académicos con el

proyecto titulado Unidad de Control Automatizado

utilizando RFID y Conectividad Móvil. El objetivo

consistió en comparar como una unidad de control

automatizada mejora la seguridad con respecto a los

mecanismos actualmente utilizados en laboratorios.

El nivel de investigación fue descriptivo utilizando

estrategias de investigación de campo y

experimental. El tipo de muestreo fue intencional u

opinático. El prototipo fue implementado en un

laboratorio de la UTM y su relevancia radica en que

la conectividad móvil puede hacer uso de

aplicaciones que optimicen tiempos de acceso y

control a instalaciones físicas a través de soluciones

de bajo coste y conexión remota a servidores de

autentificación.

Unidad de Control Automatizada, Raspberyy Pi,

Conectividad, Domótica

Abstract

This article is the result of the participation of Telecommunications Networks Academic group

from the Metropolitan Technological University

(UTM) under reinforcing Academic Groups

program with the project entitled Automated

Control Unit using RFID and Mobile Connectivity.

The objective was to compare how an automated

control unit can improve the security besides other

mechanisms currently used in laboratories. The

level of research was descriptive using strategies

and experiments on site. The sampling was

intentional or by opinion. The prototype was a

laboratory implementation created in the University

the project relevance is based in how mobile

connectivity applications can be used to optimize

access times and control physical facilities through

low-cost solutions and remote authentication server

connection.

Automated Control Unit,Raspberyy Pi

Connectivity, Automation

___________________________________________________________________________________________________

Citación: LARA-Luisa, KAO-Luis, LOEZA–Fernando & ZAPATA-Martha. Unidad de Control Automatizado y

Conectividad Móvil. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:299-308

________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



300


ISSN-2410-3993


LARA-Luisa, KAO-Luis, LOEZA–Fernando & ZAPATA-

Martha. Unidad de Control Automatizado y Conectividad

Móvil. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

Normalmente en todas las organizaciones el

mantener el control del acceso a sus

instalaciones es un tema importante.

Generalmente la implementación de

mecanismos de seguridad resulta costosa, razón

por la cual muchas organizaciones no invierten

en este rubro. En las universidades, sobre todo,

donde se tiene mucha afluencia de gente y

recursos económicos limitados resulta

importante contar con controles de acceso

fiables y a bajo costo.

La domótica es una técnica que permite

integrar diversas tareas (el control de la

iluminación, de la climatización, la seguridad y

muchas otras) en el seno de una red de control.

El desarrollo de la domótica es inseparable de

las tecnologías de la información y

comunicación experimentada en los últimos

tiempos.

La instalación domótica debe contar con

con una serie de interfaces que permitan a

los usuarios programar y definir parámetros de

la instalación, además de recibir la información

de los dispositivos en un formato fácil

de comprender e interpretar. Así, desde

las interfaces se podrá dar órdenes de

encendido, apagado o bien de apertura o

cierre. Estas interfaces de control pueden

estar situados dentro de un edificio o

comunicarse al exterior a través de internet o de

mensajes de un móvil. Los servicios que ofrece

la domótica se pueden agrupar según cinco

aspectos o ámbitos principales: Ahorro

de Energía, Confort, Seguridad,

Comunicaciones y Accesibilidad.

Problemática

La propuesta de este proyecto surge para

establecer un mecanismo integral que

contribuya a la seguridad, el control de acceso y

optimización de iluminación de instalaciones

físicas, a través de una solución de bajo costo

basada en una unidad de control automatizada

utilizando RFID y conexión remota a servidores

de autentificación.

La necesidad que se pretende resolver es

aumentar la seguridad y mejorar el control de

acceso y uso de la iluminación en instalaciones

físicas de la Universidad Tecnológica

Metropolitana (UTM), durante los periodos

escolares.

En la Universidad Tecnológica

Metropolitana se cuenta con nueve laboratorios

de cómputo y uno de electrónica en la

División de Tecnologías de la Información y

Comunicación (TIC). Una problemática que se

ha presentado es el control de las llaves de

acceso y la seguridad de los equipos,

instrumentos y herramientas con las que

cuentan.

En el control de las llaves, el

procedimiento que actualmente se maneja es a

través del departamento de soporte técnico, el

cual se encarga de proporcionar al profesor la

llave correspondiente al laboratorio que va a

utilizar, registrando en una bitácora el número

de laboratorio, nombre del profesor y horario de

uso. En caso de que la llave todavía no se

encuentre debido a que el profesor anterior no

la ha devuelto, este tiene que esperar que se

devuelva para poder solicitarla.

También se han dado casos en que el

profesor olvida devolver la llave, causando que

los otros profesores no puedan acceder al

301


ISSN-2410-3993





laboratorio, adicionalmente se tiene una pérdida

de tiempo y recorridos desde el laboratorio al

departamento de soporte técnico para solicitar o

devolver la llave.

Cabe mencionar que estos

laboratorios contienen mobiliario, equipo de

cómputo especializado y/o herramientas que se

usan día a día y que tienen un alto valor relativo

para las actividades académicas propias de la

Institución y por ende de la sociedad. Por otro

lado, disponer de información en tiempo real

del uso de los laboratorios, del personal que

accede y hace uso de estos para llevar a cabo

actividades académico-administrativas de vital

importancia del proceso educativo de la UTM.

Propuesta del proyecto

El proyecto se dividióbásicamente en tres

componentes principales:

- Desarrollo de un prototipo de hardware

que sirva de unidad de control.

- Desarrollo del software para la gestión y

administración de los

serviciosejecutándose en la unidad de

control.

- Desarrollo de una aplicación móvil para

el control de acceso e iluminación de los

laboratorios.

En la solución se utilizaron

componentes electrónicos de bajo costo y de

código abierto. Estos componentes son:

Raspberry Pi (RPi), Python, MySQL,

Android.

Raspberry Pi

Es un ordenador de placa reducida (SBC) de

bajo costodesarrollado en Reino Unido por la

Fundación Raspberry Pi, con el objetivo

deestimular la enseñanza de ciencias de la

computación en las escuelas.

El RPi fue la base de la unidad de

control, éste componente tendrá losservicios

necesarios para el control de la iluminación y

del acceso. Se hizo uso delos puertos que trae

integrados como el Universal Serial Bus (USB)

y el GeneralPurpose Input Output (GPIO).

Python

Es un lenguaje de scripting independiente de

plataforma y orientado aobjetos, preparado para

realizar cualquier tipo de programa, desde

aplicacionesWindows a servidores de red o

incluso, páginas web.

El lenguaje Pythonfué con lo que se

desarrolló los diversos módulos paracontrolar

al RPi. Estos módulos, se ejecután a

manera de servicios paraatender las peticiones

que hacen los profesores. Para ello se pretende

desarrollar, adicionalmente a los servicios que

controlen la parte física de los laboratorios,

servicios web (web services) que serán los que

respondan a las peticiones de los dispositivos

móviles.

MySQL

Es un sistema de administración de bases de

datos (DatabaseManagement System, DBMS)

para bases de datos relacionales. Así, MySQL

no esmás que una aplicación que permite

gestionar archivos llamados de bases de datos.

Para este proyecto se contempló la

necesidad de contar con una base dedatos en

donde se tengan los datos y horarios de clase de

los profesores. Tambiénen esta base de datos se

tendrán a los laboratorios con los dispositivos

302


ISSN-2410-3993





que puedenser controlados, como luces y

puertas.

Android

Es un sistema operativo que puede ser adoptado

por cualquierfabricante de celulares – aunque

existe un consorcio de los fabricantes

másimportantes – y permite realizar tareas que

se asemejan a una PC, como navegar laweb,

leer emails, descargar aplicaciones, etc. Para el

proyecto, se desarrolló una aplicación para ser

ejecutada encualquier teléfono celular que

ejecute este sistema operativo. Esta aplicación

seráutilizada para validar al profesor en su

horario de clases y presentarle las

diferentesopciones de interacción con las

luminarias del laboratorio, así como para su

accesoal mismo. La aplicación Android

interactúa por medio de servicios web tanto con

elRaspberry Pi como con un servidor que

contiene la base de datos con los horarios de los

profesores. Para aquellos profesores que no

contaban con un dispositivo Android se

desarrolló una alternativa para el acceso a los

laboratorios utilizando tecnologíaRFID. La

importancia de este proyecto radica en que se

tiene un acceso controlado, disminuye el tiempo

de registro para solicitar una llave y la pérdida

de tiempo mientras devuelve la misma para que

sea entregada a otro profesor, mejora la

seguridad ya que solamente tienen acceso

personas autorizadas y controla

administrativamente a los usuarios ya que al

ingresar el profesor con su contraseña única,

automáticamente se valida y se registra en una

base de datos la hora de entrada y salida del

laboratorio.

De tal forma que la hipótesis que se

plantea es la necesidad de emplear una

aplicación móvil desde un teléfono celular

Android para acceder a los laboratorios y

controlar la iluminación y que optimizará el

control de llaves, y la administración de los

usuarios del mismo.

Metodología

Se realizó una revisión, detección, consulta,

extracción y recopilación de información para

la construcción de un marco teórico que integre

aspectos de tecnologías de control de acceso

automatizado, dispositivo Raspberry Pi

(Conectividad y administración del servidor

Raspbian), lenguaje de programación Python,

protocolos inalámbricos e interfaces

inalámbricas, desarrollo de aplicaciones para

dispositivos móviles (Android).

Posteriormente se hizo el diseño e

integración, de las tecnologías investigadas, en

la solución propuesta. Finalmente se llevo a

cabo la implementación, pruebas y puesta en

marcha de la solución en un labotorio de

electrónica de la División TIC de la UTM.

La selección de la muestra para la

investigación descriptiva fue con base a los

criterios de selección establecidos por el cuerpo

académico de Redes y Telecomunicaciones.

Se utilizó como población a los docentes de

la UTM. Tanto para para la investigación de

campo y experimental se conto con la

participación de profesores pertenencientes a la

División TIC y que utilizaran el laboratorio

durante el periodo escolar Enero-Abril 2014 y

el periodo escolar Enero - Abril 2015

respectivamente.

Se emplearon como técnicas de

recolección de datos la observación directa y la

encuesta utilizando entrevistas y cuestionarios.

Desarrollo

Para el desarrollo del prototipo de la Unidad de

Control Automatizada y Conectividad Móvil se

303


ISSN-2410-3993





siguieron tres pautas: La ingeniería de

concepción, la de desarrollo del Hardware y la

de desarrollo del Software.

Ingeniería de concepción

La ingeniería de concepción del prototipo para

la implementación de Unidad de Control para la

gestión de sistemas deiluminación y el acceso a

laboratorios se consideraron los siguientes

aspectos:

- Administrar el Sistema Operativo

Raspbian.

- Administrar las comunicaciones

alámbricas e inalámbricas en el

Raspberry Pi.

- Administrar los servicios web a

ejecutarse en el Raspberry Pi.

- Conectorizar dispositivos electrónicos

que serían manipulados por las

aplicacionesde software.

- Conectorizar los componentes

electrónicos para el desarrollo de los

dispositivos deautomatización.

- Desarrollar un sitio de gestión de

dispositivos en el Raspberry Pi.

Para la integración de Servicios Web

para el Control de Sistemas de Iluminación y de

Acceso a Laboratorios a la Unidad de Control

se consideraron los siguientes aspectos:

- Utilizar un framewok web para Python.

- Interactuar con una unidad de control

Raspberry Pi.

- Generar métodos en Python para

encendido de luces.

- Generar métodos en Python para

apertura de puertas.

- Gestionar la base de datos de profesores,

horarios y laboratorios.

Para la aplicación Móvil para el

Control de Sistemas de Iluminación y de

Acceso a Laboratorios se consideraron los

siguientes aspectos:

- Utilizar un framework web para Python.

- Interactuar con una unidad de control

Raspberry Pi.

- Generar métodos en Android para

encendido de luces.

- Generar métodos en Android para

apertura de puertas.

- Diseñar un front-end de fácil uso para el

usuario del sistema.

Ingeniería de desarrollo - Hardware.

Para la ingeniería En este aspecto se realizaron

los diagramas de conexión quefueron la base

para la creación de la Unidad de Control con

base a los principalescomponentes electrónicos

utilizados en el proyecto, tales como tarjetas de

relevadores,fuente de poder, cerraduras

magnética y el GPIO del Raspberry.

304


ISSN-2410-3993





Al trabajar con el RPi se realizó

una actualización tanto de los repositorios

de lospaquetes como del sistema operativo

del Raspbian, el sistema operativo del

Raspberry Pi,que es una distribución de

Linux especial para el dispositivo. Las

actualizaciones se hicieron mediante la

consola de terminal del sistema operativo.

Posteriormente se configuró comoun servidor

SSH y VNC para poder administrarlo de

manera remota.

Después de configurar el acceso remoto

se procedió a habilitar el GPIO. El

GPIOcontiene un conjunto de pines genéricos,

los cuales pueden servir de entrada o salida

deinformación dependiendo de la programación

que se le aplique.La ubicación del GPIO en el

Raspberry Pi, así como la distribución de sus

pines se muestran en la Figura 1.

Figura 1 Puertos GPIO del módulo Raspberry Pi.

Para manipular el GPIO fue necesario

instalar diferentes librerías desarrolladas

parael lenguaje Python. El Raspberry Pi

soporta de manera nativa la programación en

estelenguaje. Python reconoce el desarrollo de

código para uso general y de alto nivel. Aglunas

de laslibrerías utilizadas fueron PySerial GPIO

Tools, SMBUS, QUICKTOWIRE.

Después de la instalación de las

librerías se realizaron pruebas para verificar

queexistiera la conexión entre el GPIO, la

librería y el intérprete Python.

Se desarrolló un código en Python cuya

funcionalidad era el encendido y apagado de

unled. Una vez validado el funcionamiento del

GPIO en un protoborard se hizo pruebascon la

conexión de las placas electrónicas de

relevadores, las cuales se conectaron al

GPIOmediante los pines definidos como I2C.

En la Figura 2 se muestran las placas

derelevadores.

Figura 2 Placas de Relevadores conectados al

Raspberry Pi.

Teniendo las placas en funcionamiento

y las librerías necesarias se procedió a

laconfiguración del Rapsberry Pi.

El I2C permitió interconectar hasta ocho

placas de relevadores. Cada placa derelevadores

consiste en ocho relevadores, por lo que se

permite controlar hasta 64diferentes

dispositivos.Después de validar la

comunicación con las placas se interconectaron

los diferentescomponentes (Raspberry Pi,

cerradura, luces) con el fin de comprobar su

correctofuncionamiento y comunicación entre

ellos. Fue necesario usar una fuente de

energíaexterna la cual convirtió el voltaje de la

instalación eléctrica convencional de 110 V a 5

305


ISSN-2410-3993





V ya 12 V.

Además del Raspberry Pi, fue necesario

llevar a cabo la instalación y

configuraciónde un sistema operativo Ubuntu

Server 12.04 en un equipo de cómputo. En este

equipo(servidor) se instalaron todos los

servicios que se utilizarían para gestionar si un

profesor tiene o no acceso a un determinado

laboratorio, según la hora y el día de la

semana.En el servidor se instalaron las librerías

Django y Flask que son frameworks webpara

el desarrollo en Python. Con estas librerías se

implementó los servicios que atiendenalguna

petición de validación de horarios de los

profesores. También en el mismo equipo

seinstaló un servidor de base de datos MySQL.

Con este servidor los web services

realizaríanconsultas a la base de datos de

horarios y de laboratorios.

Considerando a aquellos profesores

que no contarían con dispositivos Android

yque por lo tanto no podrían utilizar la

aplicación móvil, se desarrolló otro componente

delproyecto. Se integró en la unidad de

control un lector de tarjetas RFID, este lector

semuestra en la figura 3.

Figura 3 Lector de tarjetas RFID

La figura 4 muestra un diagrama de

conexión del GPIO del Raspberry Pi entre las

placas de Relevadores y la fuente de poder.

Figura 4 Diagrama de conexión.

Ingeniería de desarrollo - Software.

Para el desarrollo de la aplicación se diseñaron

diagramas Entidad-Relación y un diagrama de

caso de uso. El diagrama Entidad-Relación

permitió representar las entidadesrelevantes del

sistema de información así como sus

interrelaciones y propiedades.

Lo primero que se realizó en el

Raspberry Pi fue la instalación de MySQL tanto

enRPi como en el Servidor Ubuntu. Para

poderconectar MySQL con Python se utilizó el

conector de instalación pipinstallmysql-python.

Con las herramientas de MySQL

instaladas se procedió a crear la Base de Datos

(BD) del Raspberry Pi y el

Servidor.Posteriormente se procedió a realizar

la instalación del Microframework webFlask.

Este Microframework sirvió para la creación de

los Web Services necesarios paracontrolar el

encendido y apagado de las luces, así como el

acceso a los edificios.

306


ISSN-2410-3993





Para el caso del servidor Ubuntu se

instaló un Framework web, en este caso

seutilizó Django debido a que en el servidor se

gestionan a los usuarios y Django tiene

pordefecto un módulo de usuarios y esto

facilitó el desarrollo del sistema.Con las

herramientas ya instaladas se procedió a crear

la base de datos para el Servidor Ubuntu,

la figura 5 muestra el diagrama de clases

aplicable al Servidor Ubuntu.

Figura 5 Diagrama de clases - Servidor Ubuntu

Figura 6 Diagrama de clases –Raspberry Pi

Se plantearon los Servicios Web

necesarios a consumirse en el dispositivo

Android,en este caso se desarrollaron dos

Servicios Web, la del Servidor donde se

almacena lainformación de los Usuarios,

Edificios, Áreas y Horarios, de igual manera

el Servicio Webdel Raspberry Pi donde se

mantiene la información de los Dispositivos,

Tareas, Bitácora yDispositivo- Tarea.

Un servicio web (en inglés, Web

Service o Web Services) es una tecnología

queutiliza un conjunto de protocolos y

estándares que sirven para intercambiar datos

entreaplicaciones. Distintas aplicaciones de

software desarrolladas en lenguajes de

programacióndiferentes, y ejecutadas sobre

cualquier plataforma, pueden utilizar los

servicios web paraintercambiar datos en

redes de computadoras como Internet. La

interoperabilidad seconsigue mediante la

adopción de estándares abiertos.

El Servicio Web del Servidor tiene la

función de Autentificar a los usuarios (Login),

para que únicamente ellos tengan acceso a la

información de los servicios, lo que se

realizófue obtener la petición del usuario

Android procesando la información a la base de

datos ydevolverle el resultado en un formato

simple conocido como JSON, al dispositivo que

hayaefectuado la petición, estas peticiones

pueden ser de acceso a las áreas o el control

deiluminación de las mismas.

El Servicio Web del Raspberry Pi tiene

la función de recibir peticiones del

usuarioAndroid para el control de luces y

acceso a las instalaciones y ejecutarlas, para

dichastareas se tuvieron que utilizar librerías

como son GPIO, subprocess, serial,

urllib2,SMBUS.

Los Servicios Web de Raspberry Pi

consisten en que el usuario envié señalde

encendido o apagado de luces así como la

apertura de puerta, este reciba la petición

307


ISSN-2410-3993





yenvía al Raspberry Pi los datos necesarios para

la ejecución de la tarea.

Para el desarrollo de aplicación

Androidse tuvieron que realizar varias

actividades. Se construyó un nuevo proyecto

utilizandoel IDE Eclipse Juno en conjunto con

el Android SDK en el que se fueron añadiendo

todolos componentes necesarios, así como las

Clases y las configuraciones. Se utilizaron

archivos XML para el desarrollo de las

ventanas, este es unlenguaje de marcas

desarrollado por el World Wide Web

Consortium (W3C). Estosarchivos se

definieron con un formato común, esto implica

que cada uno de ellosdefine la interfaz gráfica

de usuario de la misma manera y con el mismo

estilo.

La aplicación Android tuvo cambios y

por lo tanto diferentes versiones. Paraabarcar el

mayor número de compatibilidad de

dispositivos se decidió desarrollar la aplicación

Android en la versión 2.3.3.La figura 7 muestra

el esquema de navegación de la aplicación

móvil utilizada para el prototipo.

Figura 7 Esquema de navegación de la aplicación

Resultados

Se obtuvo un prototipo funcional que cumplió

con los requerimientos propuestos para el

proyecto Acceso Automático a Laboratorios en

donde el profesor se registra automáticamente

para acceder al laboratorio a través de una

aplicación móvil en su teléfono celular a través

de la aplicación móvil que se muestra en la

figura 8.

Figura 8 Unidad de Control de Acceso Automático

Agradecimiento

El proyecto ―Unidad de Control Automatizado

y Conectividad Móvil‖ se desarrolló gracias al

apoyo recibido por la convocatoria 2013 de

Fortalecimiento de Cuerpos Académicos por

parte del Programa de Mejoramiento del

Profesorado (PROMEP) y que actualmente es

conocido como PRODEP (Programa para el

Desarrollo Profesional Docente). Asimismo se

conto con el apoyo de profesores y alumnos de

la Universidad Tecnológica Metropolitana de la

división de Tecnologías de la Información y la

Comunicación.

Conclusiones

La diferencia obtenida entre los tiempos que se

utilizan para solicitar y registrar el acceso a un

laboratorio de manera manual y el acceso a

través de una aplicación móvil es amplia ya que

en promedio un profesor utiliza un tiempo de

quince minutos para solicitar la llave de un

laboratorio y registrar manualmente en una

bitácora, comparado con el tiempo que utiliza

308


ISSN-2410-3993





para acceder a la aplicación desde su móvil, que

en promedio es de dos minutos.

El proyecto basado en la

implementación de la domótica cómo

herramienta para la administración de un

edificio, tuvo como resultado un prototipo

satisfactorio del que se derivan varios

resultados favorables. El prototipo de unidad

de control desarrollado en este proyecto logró

cumplir con las expectativas que se tenía en

cuanto a la integración de componentes de

hardware de bajo costo y software de código

abierto.

La aplicación móvil tiene oportunidad

de mejoras con respecto a incluir másopciones,

un mejor modo de visualización de listas y

preferencias de configuración.

Este proyecto refleja que los

cuerpos Académicos pueden utilizar las

tecnologías de la Información y Comunicación

para resolver problemáticas de operación,

control y registro de los usuarios que acceden a

los laboratorios de cómputo de una manera

eficiente y segura. Actualmente el prototipo

ha incorporado un plan de pruebas de

aceptación y verificación para asegurar su

funcionamiento y con ello aplicar la solución de

la Unidad de Control Automatizada como un

mecanismo de mejora para la seguridad y

control de acceso en cinco laboratorios de la

Universidad Tecnológica Metropolitana.

Referencias

Raspberry pi educational manual (2012),

consultado el 14 de diciembre de 2014 en

http://212.187.212.73/bt/69fc7f0b8f84a26f2895

64e56f6c82d9a0d1a5db/data/Raspberry_Pi_Ed

ucation_Manual.pdf

Mcmanus,Sean. Cook Mike. (2013) Raspberry

Pi for Dummies (1a ed.). New Jesey: John

Willey &Sons, Inc.

Allen, Downey; Jefrey, Elkner; Chris, Meyers.

(2002) Aprenda a pensar como un programador

con Phyton (1ª ed.).Massachusetts: Green Tea

Press

Bahit, Eugenia Curso: Phyton para

principiantes, consultado el 15 de enero de

2015 en

http://cursosdeprogramacionadistancia.com/stat

ic/pdf/material-sin-personalizar-python.pdf

González, Raúl. Phyton para todos, consultado

el 20 de enero de 2015 en

https://launchpadlibrarian.net/18980633/Python

%20para%20todos.pdf

Miguel M. V. (2011). Instalaciones Domóticas

309


Propuesta de herramienta para prevenir la deserción a nivel superior

GARCIA-Francisco†, ARROYO-Jorge, VALDERRABANO-Jonny & IBARRA-Mayra


Resumen

La deserción escolar y los bajos índices de desempeño

académico son problemas latentes en todas las

instituciones y centros de estudio a nivel superior ya que

más de la mitad de los alumnos que se inscriben truncan

sus estudios por diversas causas, las cuales, en la mayoría

de las ocasiones, no son académicas. Por otra parte la

continuación y sustentabilidad de un programa de estudios

dependen de los indicadores de permanencia y buen

desempeño de la población estudiantil.

Actualmente, a pesar del fácil acceso a la educación

superior en México, los estudiantes presentan muchos

problemas durante los primeros periodos académicos, los

cuales van desde situaciones personales hasta factores

institucionales. Tomando como referencia lo anterior, en

esta redacción se plantea el uso de una herramienta

informática para análisis de personalidad de los alumnos

con la finalidad de proporcionar una instrumento útil que

ayude al docente-tutor a prevenir la deserción escolar.

Deserción, herramientas informáticas, desempeño

académico

Abstract

Dropout and low academic performance indices are latent

problems in all institutions and schools at a higher level

because more than half of the students who enroll at the

University truncate their studies for various reasons,

which in most of the time, are not academic. Moreover,

the permanence and sustainability of a program of studies

depend on the indicators of retention of the student

population and the good performance of students

Currently, even with easy access to universities in

Mexico, students have many problems during the first

academic periods , ranging from personal problems to

institutional factors. Analyzing the problems of desertion ,

this paper the authors propose the use of software tools for

analysis of personality of students in order to provide a

useful tool to help the teacher -tutor to prevent dropouts in

universities.

Dropout, software tools, academic performance

___________________________________________________________________________________________________

Citación: GARCIA-Francisco, ARROYO-Jorge, VALDERRABANO-Jonny & IBARRA-Mayra. Propuesta de herramienta

para prevenir la deserción a nivel superior. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:309-314

________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



310


ISSN-2410-3993


GARCIA-Francisco, ARROYO-Jorge, VALDERRABANO-Jonny &

IBARRA-Mayra. Propuesta de herramienta para prevenir la deserción a

nivel superior. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

El presente documento se deja a consideración

de las unidades académicas como propuesta

para la implementación de una herramienta

informática que logre prevenir y evitar los altos

índices de deserción escolar en las instituciones

de educación superior, coadyuvando a mejorar

la calidad educativa en nuestro país.

La deserción a nivel superior es una

problemática que se ha tratado se solucionar

con algunas técnicas y herramientas como son

tutorías, asesorías, estudios socioeconómicos,

clases de regularización, entre otras. Sin

embargo a pesar de la implementación y

seguimiento de herramientas y estrategias no se

ha logrado bajar las cifras del indicador de

deserción escolar.

Dentro de las aulas de clase, el docente

se encuentra con distintas personalidades e

inquietudes, por lo tanto cada estudiante puede

tener problemas de diferente índole y por ello

es difícil reconocer las debilidades y fortalezas

de los alumnos, aunado a esto debemos

considerar que la formación de los docentes a

nivel superior no es hacia la pedagogía, si no

hacia su área de especialidad por ello resulta

complicado lograr entender y conocer las

estrategias para lograr que el estudiante

adquiera aprendizaje significativo (Diez de

Tancredi, 2009).

Lo cual ayudaría a que los alumnos

encuentren atractivo el modelo de enseñanza-

aprendizaje y con ello no se sumen a las filas de

la deserción escolar.

Por otra parte existe una gran variedad

de comportamientos denominados con el rótulo

común de ―deserción‖; mas no debe definirse

con este término a todos los abandonos de

estudios, ni todos los abandonos merecen

intervención institucional (Tinto, 1989). Por

ello es necesario conocer los factores y causas

que propician que el estudiante deje sus

estudios superiores y, en ocasiones, se integre

al campo laboral. Al conocer las posibles

causas, las instituciones de educación superior

podrán proponer estrategias y herramientas para

lograr la permanencia de los alumnos dentro de

cada programa educativo.

Antecedentes

En las universidades tecnológicas,

particularmente en la Universidad Tecnológica

de Xicotepec de Juárez (UTXJ), los índices de

deserción han sido muy elevados durante los

últimos 3 ciclos escolares, a pesar del modelo

educativo que propone las tutorías como una

herramienta de apoyo al estudiante ya que el

docente-tutor guía al estudiante durante su

proceso de enseñanza aprendizaje, además de

ello se implementa un modelo de asesorías con

el objetivo de que el alumno alcance todas sus

competencias profesionales al culminar sus

estudios superiores.

En las universidades tecnológicas la

sustentabilidad del programa de estudio es

susceptible a la permanencia de los estudiantes

por lo tanto a más matricula y menos deserción

se otorga más infraestructura y apoyos a los

estudiantes a través de programas que

promueve el gobierno federal y estatal.

El modelo educativo plantea el curso de

una ingeniería en dos etapas, la primera

consiste en cursar la carrera de Técnico

311


ISSN-2410-3993





Superior Universitario en dos años y después

culminar la Ingeniería en 1 año 8 meses. En la

UTXJ los índices de deserción mas altos se

observan en los primeros periodos esolares por

consiguiente en las carreras de técnico superior

universitario es donde la matricula inicial se ve

muy afectada con respecto a la matricula final

como se observan tablas 1 y 2.

Tabla 1 Desercion 2013-2014 de Tecnico Superior

Universitario

Tabla 2 Deserción 2013-2014 de Ingeniería

De acuerdo a la información obtenida

del departamento de estadística de la UTXJ se

observa que la matricula disminuye en mas del

37.8% durante los primeros dos años y un

11.4% el resto de la carrera de ingeniería,

dando un total de 49.2% de deserción escolar

durante el ciclo escolar. De igual manera se

puede observar que en algunas áreas de estudio

los índices de deserción son más elevados.

Justificacion.

La aplicación de las TIC’s para mejorar y

proveer soluciones al sector publico y privado

no es una novedad, en particular, el desarrollo

de aplicaciones va en incremento para proveer

herramientas que ayuden en la toma de

desiciones.

El uso de estudios socioeconómicos y

vocacionales proporcionan datos importantes

para que el doncente-tutor tome una referencia

de las condiciones en las que los alumnos

ingresan a la universidad, sin embargo falta

complementar la información con los rasgos de

personalidad que hacen a los estudiantes únicos

y propocionan factores importantes para la

toma de desiciones en cuanto a actividades que

se asignan y equipos de trabajo que se forman

en el transcurso de la carrera.

Al tener un sistema de información que

proporcione características de personalidad de

cada alumno, el tutor podrá referir información

a cada uno de los docentes con el objetivo de

que analicen las estrategias de enseñanza y

aprendizaje a implementar en cada grupo de

alumnos.

Se sabe que la teoría de los estilos de

aprendizaje obligan que los docentes

reflexionen acerca de sus prácticas de

enseñanza e incluso revisen y adecúen sus

estrategias didácticas en función de las

312


ISSN-2410-3993





competencias necesarias de cada campo

disciplinar (Ventura, 2011).

La deserción no sólo depende de las

intenciones individuales sino también de los

procesos sociales e intelectuales a través de los

cuales las personas elaboran metas deseadas en

una determinada universidad, por ello mientras

mas información tengan los involucrados en el

proceso de enseñanza aprendizaje será mas fácil

prevenir que un alumno deje la universidad ya

que se podrán sumar esfuerzos que ayuden al

estudiante a alcanzar sus metas.

Desarrollo

La herramienta propuesta para lograr obtener

información de los alumnos una vez que

ingresan a la universidad consiste en uns

sistema de información que se desarrollo

partiendo del trabajo de Raymond B. Cattel

sobre el cuestionario 16FP (16 Factores de

Personalidad) el cual no descuida aspectos de la

personalidad porque considera a esta como un

total siendo importantes todas sus dimensiones,

los 16 factores de personalidad que se

concideran en este cuestionario son:

A: Expresividad emocional

B: Inteligencia

C: Fuerza del yo

E: Dominancia

F: Impulsividad

G: Lealtad grupal

H: Aptitud situacional

I: Emotividad

L: Creatividad

M: Actitud cognitiva

N: Sutileza

O: Conciencia

Q1: Posición social

Q2: Certeza individual

Q3: Autoestima

Q4: Estado de ansiedad

El cuestionario se compone de 187

preguntas y se evalua de acuerdo a dos

plantillas denominadas A-B y C-D, ambas

cubren todos los factores. Los valores de

puntaje que se manejan en las respuestas son 2

ó 1, los punatajes se suman y se obtiene una

calificación denominada puntuacion bruta para

después obtener calificaciones estándar-

normalizadas a partir de una tabla que es

proporcionada en la versión comercial del

cuestionario.

Para lograr implementar la herramienta

16FP se propone el uso de un sistema de

información con la finalidad de obtener los

resultados de una forma rápida aplicándolo a

grupos de 30 o mas personas de manera

simultánea, el sistema se desarrollo como una

aplicación web con PHP, CSS, JavaScript y

MySQL como gestor de base de datos.

Proceso de desarrollo

Para el desarrollo de la aplicación se utilizó el

―Modelo Básico de Desarrollo de SW‖

(Alpizar, Luis. et al. 2014), creado en la UTXJ

313


ISSN-2410-3993





y que permite crear sistemas de información

utilizado la metodología de desarrollo agil

SCRUM, las etapas de desarrollo que se

consideraron son las siguientes:

Analisis: Se elaboró los requerimientos

de software tomando en cuenta la opinión del

área de psicopedagogía de la UTXJ, con ello se

logro una planeación donde se proyecta la

implementación del cuestionario a alumnos de

nuevo ingreso en septiembre de 2015.

Actualmente la aplicación de cuestionarios es

un proceso que tarda aproximadamente 3

meses.

Diseño: Se crearon las interfaces de

usuario considerando 3 tipos y privilegios

(departamento de Psicologia, alumnos y

administrador). Se trata que al sistema de

información se puedan agregar más

cuestionarios, los cuales aplica actualmente el

área de psicopedagogía, con el propósito de

tener los resultados al momento de que los

estudiantes terminan de contestar.

Desarrollo: La aplicación se programó

utilizando el lenguaje de programación PHP6 y

JavaScript7, además se utilizó CSS

8 para lograr

un diseño adecuado. Se programaron los

algoritmos de acuerdo al proceso que se realiza

de manera manual para la obtención de

resultados.

Pruebas: Se realizaron pruebas en el

servidor local con 5 alumnos para lograr

depurar los errores, después de realizar las

correciones pertinentes se instalo la aplicación

en un servidor de la institución y actualmente

funciona en la intranet. Aunque el cuestionario

6 PHP(Hypertext Preprocessor) es un lenguaje de

programación de uso general de código del lado del

servidor. 7 JavaScript es un lenguaje de programación

interpretado. 8 CSS es un lenguaje usado para definir y crear la

presentación de un documento HTML.

ya se puede aplicar a la comunidad estudiantil

es necesario continuar con el desarrollo para

lograr que el departamento de psicología y el

administrador cuenten con un entorno mas

amigable.

Implementacion: La aplicación se

pretende implementar en septiembre del

presente año 2015 y entregar resultados al área

de psicopedagogía en octubre del 2015.

Resultados

Actualmente se cuenta terminado el modulo de

implementación del cuestionario, por lo tanto se

puede utilizar con los alumnos de nuevo

ingreso. Se esta trabajando en la interfaz de

administrador y aplicador con el propósito de

ofrecer un ambiente amigable a todos los

usuarios del sistema.

Con el desarrollo de este poyecto se

logro obervar que el área de psicopedagogía

puede aplicar mas de un cuestionario a los

alumnos con la ayuda de sistemas de

información y obtener resultados al instante,

con ello se aportan datos de relavancia a los

tutores y se tiene un amplio panorama de la

situación en la cual ingresan los alumnos a la

universidad.

Trabajo a futuro

Viendo la necesidad de de bajar los índices de

deserción en la institución y mejorar los

servicios que ofrece el área de psicopedagogía

se realizara una planeación en la cual se

proyecte la automatización de todos los

314


ISSN-2410-3993





cuestionarios que se imparten a los estudiantes

en su ingreso a la universidad, con la finalidad

de mejorar la calidad de enseñanza y ofrecer a

los alumnos mas recursos y herramientas que

apoyen a su formación profesional y eviten su

deserciòn.

Referencias

Diez de Tancredi, Dalia. Aprendizaje

significativo crítico. Revista de

Investigación, Caracas, v. 33, n. 68, dic. 2009

. Disponible en

<http://www.scielo.org.ve/scielo.php?script=sci

_arttext&pid=S1010-

9142009000300013&lng=es&nrm=iso>.

accedido en 03 jul. 2015.

Tinto, V. (1989). Definir la deserción: Una

cuestión de perspectiva. En: Programas

Institucionales de Tutoría. México: ANUIES.

Recuperado en junio de 2015 de:

http://publicaciones.anuies.mx/pdfs/revista/Rev

ista71_S1A3ES.pdf

Ventura, Ana Clara. (2011). Estilos de

aprendizaje y prácticas de enseñanza en la

universidad: Un binomio que sustenta la calidad

educativa. Perfiles educativos, 33(spe), 142-

154. Recuperado en Junio de 2015, de

http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci

_arttext&pid=S0185-

26982011000500013&lng=es&tlng=es.

Alpizar, Luis, et. Al. Modelo Básico de

Desarrollo de Software, ECORFAN 2014. R.

Recuperado en junio de 2015 de

http://dialnet.unirioja.es/servlet/oaiart?codigo=4

860426

Alfonso, Pedro Luis, et. Al. Propuesta

metodológica para la gestión de proyecto de

software ágil basado en la Web. Multiciencias

2011. Recuperado en Junio de 2015 de

http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=9042197

2009.

315


Aplicación de un Sistema de Reconocimiento de Formas y Colores en un Robot

Humanoide

GUTIERREZ-Karina†, AGUILERA-Martha, ORTIZ-Simón & ARRAMBIDE-Gael

Instituto Tecnológico de Nuevo Laredo, Reforma Sur 2007, C.P. 88250, Nuevo Laredo, Tam.


Resumen

En la actualidad, el sistema sensorial implementado en

un robot es muy importante en su desempeño. Se

requiere de sensores que permita a un robot realizar un

trabajo más complejo interactuando de manera dinámica

con su entorno.

En los robots humanoides, la selección y la programación

de un sistema sensorial de visión es un punto clave ya

que se requiere que tengan una respuesta rápida ante las

situaciones que se les presenten. De otro modo pueden

perder el equilibrio en sus movimientos o simplemente

no realizar la tarea por el retardo de sus movimientos.

En este trabajo se presenta a aplicación de un algoritmo

de visión utilizando como sensor a una cámara

CMUCAM para reconocimiento de formas y colores. El

sistema de reconocimiento se implementó en un robot

humanoide. Los resultados obtenidos sirven de base para

mejorar el diseño del control de movimiento de un

humanoide en ambientes no estructurados.

Robot, actualidad, sistema

Abstract

In this days, the sensor system implemented in a robot is

very important in his performance. It is required, a set of

sensors that allow a robot to develop a more complex

function interacting in dynamic form with his

environment.

In humanoid robot, the selection and programming of a

sensor system are a key factor, because they need to have

a quick response to situations that are presented.

Otherwise, they can lose off balance in their movements

or simply do not perform the task for the delay in their

movements.

This paper presents the application of a vision algorithm

using a CMUCAM as a sensor for recognition of shapes

and colors. The recognition system was implemented in a

humanoid robot. The results show are fundamental to

improve the control design of humanoid movements in

non-structured environments.

Robot, Actuality, System

___________________________________________________________________________________________________

Citación: GUTIERREZ-Karina, AGUILERA-Martha, ORTIZ-Simón & ARRAMBIDE-Gael. Aplicación de un Sistema de

Reconocimiento de Formas y Colores en un Robot Humanoide. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:315-321

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



316


ISSN-2410-3993


GUTIERREZ-Karina, AGUILERA-Martha, ORTIZ-Simón & ARRAMBIDE-

Gael. Aplicación de un Sistema de Reconocimiento de Formas y Colores en un

Robot Humanoide. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

A lo largo de los últimos años se han dado

grandes avances en ciencia y tecnología lo cual

ha permitido un desarrollo importante dentro de

la robótica. Dicho desarrollo se ha dado debido

a las necesidades inmediatas de la industria,

entretenimiento, uso militar, entre otros. Se

busca principalmente el desarrollo de robots

que ayuden a que el trabajo del ser humano sea

más sencillo de una gran variedad de maneras,

y en la actualidad nos encontramos en una era

donde lo que se busca no es solo que dichos

robots nos faciliten nuestras tareas de la vida

diaria si no que sean capaces de actuar y

realizar las mismas actividades de un ser

humano. Para lograr una mejor adaptación al

entorno se han ido desarrollando los robots que

cuentan con morfología humana las cuales son

llamados robots humanoides.

Una excelente muestra del desarrollo de

la robótica dentro del sector académico son los

concursos realizados a nivel nacional e

internacional denominado RoboCup [5] en el

cual el objetivo internacional es el construir un

robot capaz de jugar futbol que luce como un

humano y pueda ganarle a un equipo de

humanos para el año 2050. El conocimiento de

robótica obtenido en dichas competencias

después de varios eventos es compartido entre

todos los participantes para de esta manera se

de una mejora rápida a dicha competición.

Debido al fanatismo hacia el futbol en todas

partes del mundo existen más personas

interesadas en dicho proyecto convertido en

competencias.

Estas competencias están divididas por

las medidas de dichos robots y cada una tiene

sus propias reglas específicas. En nuestro país

este proyecto se lleva a cabo por medio de la

Federación Mexicana de Robótica, en el evento

anual Torneo Mexicano de Robótica con

distintas categorías además de la liga de futbol

humanoide como se puede observar en su

página [14].

Además de la estructura física de un

robot humanoide, su parte elemental para que

este pueda desarrollarse alrededor de su entorno

es su visión [1]. El sensor principal con el que

cuentan los robots humanoides para percibir el

entorno es una cámara de video que captura

imágenes, y estas deben ser procesadas o

analizadas para deducir las circunstancias del

ambiente como en el futbol. En este juego, es

necesario identificar las porterías, pelota y

jugadores contrarios para llegar a tener la

capacidad de deducir la posición en la que el

robot se encuentra, y así poder tomar decisiones

en el juego [9].

Debido a lo dinámico que es el juego,

los robots humanoides necesitan obtener

información actualizada de lo que los rodea

para poder actuar de manera oportuna al

movimiento de la pelota y otros jugadores, para

lo cual se necesita un algoritmo de visión que

logre una buena identificación de los diferentes

colores que se presentan en la competencia

[15].

317


ISSN-2410-3993





Figura 1 Robot humanoide del Instituto Tecnológico de

Nuevo Laredo, participante de la categoría Kid Size, en

TMR 2014.

Descripción del sistema de visión artificial

La figura 2, muestra los bloques que forman el

sistema de visión artificial para este estudio. La

parte sensora está conformada por una cámara

―CMUCAM‖ que procesa 17 imágenes por

segundo y tiene la característica de transferir a

una imagen, un mapa binario de los pixeles

detectados en tiempo real. El algoritmo de

visión se realizó en el arduino Mega ADK. El

procesamiento digital de la imagen así como el

análisis y el control del proceso se realizan en

una computadora, la cual se comunica con la

estructura de movimiento, la cual fue formada

del KIT ―BIOLOD PREMIUM‖.

Figura 2 Diagrama de bloques del sistema de visión

artificial empleado en nuestro prototipo.

Descripción del algoritmo de visión

El algoritmo se implementó en un Arduino

Mega ADK y se comunica con la interfaz de

Robotis AX-12/CDS55xx a Arduino. Esto

permite la posibilidad de conectar los servos

AX-12 controlados en serie que utiliza el

Premium kit de Bioloid al Arduino.

Figura 3 Interfaz de Robotis AX-12/CDS55xx a

Arduino. [11]

La CMUcam4 puede ser conectada de

diferentes maneras con Arduino, ya que tiene 3

posibles puertos de comunicación [9]. El

utilizado es el del puerto de dos pines de tarjeta

de Arduino el cual se conecta con los pines

RX0 y TX0 del Arduino, los cuales necesitan

ser del mismo puerto serial para que la

comunicación pueda llevarse a cabo. Los pines

de la CMUcam4 son conectados desde REF con

AREF del Arduino, hasta el B00 y B01 con el

RX0 y TX0, estos últimos siendo los

responsables de la comunicación entre ellos. La

figura 4b muestra la conexión realizada del

arduino Mega y la tarjeta de la CMU 4.

Figura 4 Pines de CMUcam4. [12]

318


ISSN-2410-3993





Figura 5 CMUcam4 conectada a Arduino ADK.

Tras la conexión entre la CMUcam4 y el

Arduino, se procede a la programación de ellos

por medio del software Arduino que utiliza el

lenguaje de programación con la inclusión de

librerías y comandos necesarios al utilizar la

CMUcam4 [13]. En la Liga Humanoide, se

requiere distinguir los elementos por los colores

definidos de cada uno de los elementos, lo cual

puede llegar a reducir el esfuerzo para la

identificación de las figuras por su forma.

Tomando en cuenta dicha base de reglas

del torneo [15], el estudio se enfoca a la

identificación de los colores utilizados como el

naranja que es el color de la pelota utilizada, el

amarillo que se utiliza para ambas porterías, el

verde que es la alfombra en donde se realiza la

competencia así como el blanco que delimita

las medidas reglamentarias de la cancha y los

robots humanoides los cuales no pueden ser de

otro color que no sea algún tono de gris o

negro.

La identificación de los colores se lleva

a cabo por medio de la modificación en el

código de programación del rango que

representa cada color en RGB. Dichos rangos

pueden variar debido a la iluminación a la cual

se puede llegar a exponer el entorno que la

CMUcam4 pueda observar. En cada prueba

realizada con diferentes iluminaciones estos

rangos cambiarán.

Aunque existe la posibilidad de

visualizar en la computadora lo que la

CMUcam4 observa, se prefirió conectarla por

medio de la salida de video a la tv para de esta

manera poder realizar ajustes en la

programación mientras que se puede continuar

observando el comportamiento del programa

cargado con anterioridad. En la figura 5 y 6 se

puede observar la prueba para detectar el color

rojo.

Figura 6 Detección de prueba en color rojo.

Figura 7 Detección de color rojo entre otros colores

319


ISSN-2410-3993





En la figura 8, se observa el diagrama de

flujo del algoritmo el cual los permite la

detección del color. Para modificar la detección

a otro color, se requiere la modificación de los

valores RGB en la programación. Si la cámara

detecta e color seleccionado mostrará el color,

si no la pantalla nos mostrara el mensaje

―Tracking colors lost‖. Este serie un ciclo sin

fin ya que la cámara buscará el color para el

cual se calibró.

Figura 8 Diagrama de flujo

La figura 9, muestra el programa para la

detección del color amarillo. Los primeros dos

renglones son las librerías que necesita el

programa para la utilización de la cmucam4.

Después se definen los colores RGB en los

cuales se muestra el rango del color rojo, verde,

y azul sus mínimos y máximos. Luego se inicia

la configuración de la cámara. Después se crea

un ciclo el cual utilizará la instrucción para

seguir un color la cual seguirá los rangos

definidos con anterioridad de RGB.

Finalizando se obtiene el paquete de

datos obtenidos de la cámara lo cual será la

detección del color, el seguimiento del mismo y

la colocación de un punto blanco el cual es el

centroide de la figura u objeto.

Figura 9 Ejemplo de Programa para identificación de

color.

A continuación, se realiza la conexión

de la interfaz de Robotis AX-12/CDS55xx a

Arduino con el cual se logra el control del

movimiento de los servos Dynamel AX-12+

conectados en serie del robot humanoide. La

conexión se lleva a cabo de la interfaz Tx, Rx,

y Gnd a estos mismos pines del Arduino Mega

ADK y del P1 o P2 a los servos. Teniendo dos

entradas en la interfaz para la conexión con los

servos nos otorga la oportunidad de dividir los

servos del robot de un lado a P1 y el otro lado a

la P2 como se muestra en la figura 9.

Figura 10 Conexión de interfaz con Arduino.

320


ISSN-2410-3993





Resultados

Como resultados se obtiene un programa con la

capacidad de otorgar, por medio de una cámara

CMUcam4, información del color de los

objetos que rodean a un robot humanoide

expuesto a un entorno controlado como lo

puede ser una cancha de futbol para la Liga

Humanoide con una pelota naranja y porterías

de color amarillo.

Con el uso del Arduino Mega ADK y la

CMUcam4 utilizados para la visión del robot

humanoide del Premium kit de Bioloid, y la

posibilidad de que además con el mismo

Arduino se puedan controlar los servos

Dynamel AX-12+, reduce el peso extra que

representa el agregarle al robot humanoide

sabiendo que este fue diseñado de cierta manera

para su mejor desempeño. Gracias a lo cual se

reduce la perdida de equilibrio.

Al momento de la implementación del

Arduino con los servos Dynamel se puede

observar un retardo de 3 segundos para que el

servo realice su función para lo que fue

programado después de la detección e

identificación del color indicado de la

CMUcam4.

En la figura 11, se muestra al robot en la

competencia. El robot pudo detectar

adecuadamente los objetos tales como la pelota

y la portería, siempre y cuando estuvieran en el

rango de visión de la cámara, por lo que se

requiere adecuarle un sistema de movimiento

para la cámara, para ampliar su campo de

visión.

Figura 11 Robot del Instituto Tecnológico de Nuevo

Laredo en Competencia.

Conclusiones

Este proyecto el cual se puede considerar como

el inicio del trabajo realizado para la primera

participación del Instituto Tecnológico de

Nuevo Laredo en la categoría de Liga

Humanoide Kid Size en el Torneo Mexicano de

Robótica, agrega una manera más de realizar la

visión del robot humanoide por medio de la

CMUcam4 y el Arduino Mega ADK.

Una ventaja importante que se pudo

observar principalmente con los resultados de

este proyecto fue que reduce el peso extra que

tendría que cargar el robot lo cual fácilmente

podría provocar el desequilibrio del mismo y

que con un mismo controlador se puede

manejar todo el funcionamiento del robot y en

un solo lenguaje de programación, además de

poder utilizar la misma batería

Una desventaja significante fue todo el

trabajo que con lleva una buena identificación

de los colores ya que la CMUcam4 necesita de

una excelente iluminación para su buen

funcionamiento el cual fue el mayor problema a

lo largo de este proyecto.

321


ISSN-2410-3993





La manera en que se logró un mejor

funcionamiento de esta fue en fuentes de luz

como un foco, o la luz que emite la

computadora con la cual se decidió

experimentar con los colores en ella para

aprender a manejarla. Se espera que con la

ayuda de este proyecto se pueda continuar con

la investigación y desarrollo del uso de los

robots humanoides en competencias regionales

y nacionales en el Instituto Tecnológico de

Nuevo Laredo.

Referencias

[1] Rowe A, Rosenberg C., Nourbakhsh I., “A

low cost Embedded Color vision system”,

Carnegie Mellon University paper.

[2] Fancher D., Hoelscher K., Layton M.,

Miller E., “Omni-Directional Vision System for

Mobile Robots, Critical Design Review‖, MIT

paper.

[3] Herrero I., “Aspectos de un sistema de

visión artificial”, Universidad Nacional de

Quilmas. Ing. en automatización y control

industrial. Reporte interno. Octubre 2005.

[4] Aguilera M., Ortiz S., “Control de robots

móviles”, Instituto Tecnológico de Nuevo

Laredo, Reporte interno, 2010-2011.

[5] Universidad de Bremen, ―Humanoid

League‖, URL: http://www.informatik.uni-

bremen.de/humanoid/bin/view/Website/WebHo

me, Febrero 8 2014.

[6]Wadsworth y Few, ―What is a humanoid

robot?‖ Idaho National Laboratory,

URL:https://inlportal.inl.gov/portal/server.pt/c

ommunity/what_is_a_humanoid_robot_/539,

Noviembre 15 2014.

[7] Stasse, Olivier, ―Computer Vision for

Humanoid Robot‖, URL:

https://homepages.laas.fr/ostasse/drupal/node/3

5, Noviembre 15 2014.

[8] C.I.P. ETI Tudela, ―Visión artificial‖. PDF,

URL:

http://www.etitudela.com/celula/downloads/visi

onartificial.pdf, Noviembre 15 2014.

[9] Robocup 2013, ―Humanoid League‖, URL:

http://www.robocup2013.org/, Febrero 8 2014.

[10] Trossen Robotics, ―Bioloid Premium

Robot Kit‖, URL:

http://www.trossenrobotics.com/p/bioloid-

premium-robot-kit.aspx Febrero 8 2014.

[11] Arduino, ―Arduino Mega ADK‖, URL:

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega

ADK?from=Main.ArduinoBoardADK,

Septiembre 15 2014.

[12] Sparkfun, ―CMUcam v4‖, URL:

https://www.sparkfun.com/products/retired/100

32, Septiembre 15 2014.

[13] CMUcam, ―How to use the interface

library‖, URL:

http://cmucam.org/docs/cmucam4/arduino_api/

index.html, Octubre 2 2014.

[14] Federación Mexicana de Robótica, Torneo

Mexicano de Robótica, URL:

http://www.femexrobotica.org/tmr2014/index.ht

ml, Febrero 8 2014

[15] Universidad de Bremen, ―Humanoid

League Rules 2014‖, PDF, URL:

http://www.informatik.uni-

bremen.de/humanoid/pub/Website/Downloads/

HumanoidLeagueRules2014-01-10-with-

changes.pdf, Febrero 8 2014.

322


Innovación y tecnología para fortalecer el aprendizaje del Cálculo SÁNCHEZ–Bertha†, JIMÉNEZ-Guadalupe, MONTOYA–Javier & HERNÁNDEZ-Samuel


Resumen

La propuesta pretende mejorar el proceso de aprendizaje

del Cálculo Diferencial e Integral mediante la aplicación

de estrategias de enseñanza dinámica y la utilización de

recursos tecnológicos.

Metodología de carácter participativo en un espacio

donde se manejan contenidos significativos, actualizados,

se controla el espacio y el ambiente con diversas

distribuciones espaciales dependiendo del tipo de trabajo,

se exponen carteles con teoremas y fórmulas alusivos al

tema. El trabajo puede ser individual o colectivo.

Representa un trabajo intelectualmente complejo que

aplica diversas competencias en situaciones del mundo

real.

Se integran diversos elementos: un servidor, red interna

WiFi, pizarrón electrónico, cañón proyector, dispositivos

móviles y pueden apoyarse en apps de smartphone,

Tablet y/o pc en cualquier momento de la clase.

Cálculo, innovaciones tecnológicas, tecnología

educativa

Abstract

The proposal aims to improve the learning process of

differential and integral calculus by applying dynamic

teaching strategies and the use of technological resources.

Participatory methodology in a space where meaningful

content are managed, updated, space and the environment

with different spatial distributions depending on the type

of work is controlled, posters theorems and formulas

alluding to the subject are presented. The work can be

individual or collective. It represents an intellectually

complex work applying various skills in real world

situations.

Multiple elements are integrated: A server, internal

network WiFi, electronic whiteboard, projector, mobile

devices.

Calculus, technological innovation educational

technology.

___________________________________________________________________________________________________

Citación: SÁNCHEZ–Bertha, JIMÉNEZ-Guadalupe, MONTOYA–Javier & HERNÁNDEZ-Samuel. Innovación y

tecnología para fortalecer el aprendizaje del Cálculo. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:322-332

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



323


ISSN-2410-3993


SÁNCHEZ–Bertha, JIMÉNEZ-Guadalupe, MONTOYA–Javier &

HERNÁNDEZ-Samuel. Innovación y tecnología para fortalecer el

aprendizaje del Cálculo. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

Un problema que enfrentan las Instituciones de

Educación Superior en México, es el bajo

índice de eficiencia terminal; vinculado con la

deserción y el rezago estudiantil. En México,

del total de estudiantes que ingresan a

educación superior, más del 40% no concluye

sus estudios, y del resto, sólo el 18% logra

obtener su título (INEGI, 2005; SEP, 2014),

mientras que los índices de reprobación en este

nivel, son superiores al 39% (OCDE, 2010).

Las asignaturas de matemáticas

presentan bajos índices de aprovechamiento lo

que contribuye a que algunos estudiantes

deserten. Situación que se hace crítica en el área

de matemáticas debido a la baja preparación de

los estudiantes, consecuencia de una enseñanza

basada en prácticas memorísticas y

algorítmicas, carentes de significado alguno.

Los estudiantes enfrentan grandes retos durante

su primer semestre o año de estudios: lograr

asimilar en corto tiempo, una serie de

conocimientos nuevos. Precisan contar con

ciertas habilidades que no necesariamente se

han desarrollado con anterioridad, p.ej,

habilidad para llevar a cabo procesos de análisis

e interpretación de resultados matemáticos, la

habilidad de un análisis gráfico de soluciones.

La formación de ingenieros requiere un

constante uso de herramientas matemáticas, sin

embargo, los estudiantes ya no ―aprenden‖

como algunos años atrás; los avances

tecnológicos y educativos nos proveen de

diversos elementos que anteriormente no

existían. Los estudiantes ya no son tan pasivos,

por lo que los docentes o facilitadores deben

esforzarse por integrar al aula elementos

modernos y de uso común para reforzar el

aprovechamiento escolar.

El uso de tecnologías móviles es actual,

más del 80% de los estudiantes posee un

dispositivo móvil, se encuentran continuamente

conectados, por lo que la propuesta es utilizar

esta vía de comunicación para el aprendizaje.

Antecedentes

La innovación del proceso educativo con la

introducción del Aula Gavilán (llamada así por

la mascota de la institución), inició a partir de

septiembre de 2013 en un grupo de Cálculo

Diferencial, el cual continuó con el proyecto en

la asignatura de Cálculo Integral en el semestre

enero- junio 2014, se han agregado algunos

elementos a sugerencia de los mismos

estudiantes usuarios y los proponentes, otros

componentes se han reforzado como lo es la

graficadora y la aplicación del móvil para

rescatar las imágenes de la clase en forma

automática con sólo conectarse a la red interna.

"Todos los educadores quieren ayudar a sus

estudiantes a tener éxito en la vida. Lo que se

consideraba una buena educación hace 50 años,

sin embargo, ya no es suficiente para tener éxito

en la universidad, la carrera, y la ciudadanía en

el siglo XXI" (NEA, 2012).

Por lo tanto, se ha desarrollado un nuevo

marco para el aprendizaje en 2002, y los ajustes

oportunos en 2012, llamándolo el "Cuatro C"

(por sus siglas en inglés), que encapsula las

habilidades que son más importantes para una

educación en una era global: el pensamiento

crítico, la comunicación, la colaboración y la

creatividad.

Pensamiento Crítico - la capacidad de

tomar decisiones, resolver problemas y tomar

las medidas oportunas.

Comunicación - la capacidad de

sintetizar y transmitir las ideas tanto en forma

escrita y oral.

324


ISSN-2410-3993





Colaboración - la capacidad de trabajar

de manera efectiva con los demás, incluidos los

de los diversos grupos y los puntos de vista

opuestos sobre un tópico en particular.

Creatividad - la capacidad de ver lo que

no está ahí y hacer que algo suceda.

De acuerdo con Robledo (2014): ―Un gran reto

para los estudiantes y educadores es decidir qué

tipo de dispositivos serán utilizados en el aula

de clases‖.

También establece 3 tips para iniciar la

implementación de la enseñanza móvil.

―Pregúntate a ti mismo que intentas

alcanzar‖.

―Pregunta a tus alumnos con cuales

dispositivos móviles cuentan‖.

―Solicita a tus alumnos que hagan

sugerencias".

Aula Gavilán cumple efectivamente con

estos cuatro puntos de la NEA (2012) así como

con las sugenrencias de Robledo (2014) y los

utiliza en el desarrollo del saber/poder en el

aprendizaje de la matemática.

Tecnologías existentes y competidores

Nearpod:

Esta aplicación permite al profesor

proyectar su presentación en todos los

dispositivos de su alumnado de una manera

muy sencilla.

El profesor busca en su biblioteca la

presentación, el sistema le da un PIN y el

alumnado, con ese PIN, accede a la misma.Los

estudiantes tienen la explicación al alcance de

su mano para poder tomar notas y seguirla sin

perderse detalle. Permite guardar, comprar

aplicaciones, accesar a exámenes y muestra

gráficas de respuestas. Sin embargo el acceso

gratuito está muy restringido, es de paga y

requiere forzosamente el uso de internet.

Symbaloo

Es una página en la que es posible tener

todo el material de las clases, compartir

cualquier tipo de archivos inclusive en una

institución entera. Desventajas: requiere el uso

de internet, y es de paga.

Existen diversas aplicaciones que

pueden incorporarse a través del uso de

tecnologías, la diferencia en Aula Gavilán es el

uso didáctico de todas esas herramientas, la

propuesta consiste en la incorporación de

diversos elementos que se están evaluando

constantemente y pueden variar de acuerdo a

las características del grupo de estudiantes, es

decir, la innovación es en el uso de los recursos

ya existentes, la generación de estrategias con

problemas de la vida cotidiana, no de los

recursos en sí.

Aula Gavilán utiliza recursos de libre

acceso o los creados por los propios estudiantes

(como Celmath). Los cuales no requieren

internet para su uso en el aula. Los grupos

sociales se manipulan fuera del aula. No tiene

precio monetario, es utilizar los recursos

gratuitos y aplicables a la enseñanza.

Metodología y descripción

Metodología de carácter participativo, ya que se

involucró a los propios estudiantes en la

ejecución del proyecto, sus sugerencias fueron

325


ISSN-2410-3993





tomas en cuenta para incorporar o eliminar

elementos de trabajo, continuamente se

realizaban valoraciones y oportunidades de

mejora.

El eje principal del proyecto es la

creatividad e innovación aplicada en cada una

de las estrategias y trabajos que se integran

durante el curso, Imbernón (1996) define la

innovación educativa como ―la actitud y el

proceso de indagación de nuevas ideas,

propuestas y aportaciones efectuadas e manera

colectiva, para la solución de situaciones

problemáticas de la práctica, lo que comportará

un cambio en los contextos y en la práctica

institucional de la educación‖.

Etimológicamente, innovar proviene de

―innovatio‖, derivado del latín ―novus‖ el cual

significa nuevo o novedad; el prefijo ―in‖ le

proporciona un significado interno, desde el

interior, por lo que puede considerarse como

―introducir algo nuevo‖ (Font, Díaz Godino y

Planas, 2011)

―La creatividad es la capacidad humana

de producir contenidos mentales de cualquier

tipo, que esencialmente puedan considerarse

como nuevos y desconocidos para quienes los

producen‖ (Serrano, 2004)

En este sentido, se diseñó un aula en la

que los estudiantes, con la ayuda de distintas

herramientas logren el aprendizaje y mejorar su

desempeño; en dicha aula se utilizaron algunos

recursos tecnológicos entre ellos se puede

mencionar computadora, pizarrón electrónico e-

Beam, proyector, etc.

Del mismo modo los recursos didácticos

y estrategias tanto didácticas como de

reacomodo del espacio físico. La aplicación fue

en Cálculo Diferencial seguido de Cálculo

Integral en el presente semestre, sin embargo, la

propuesta es válida para cualquier asignatura.

La Tecnología como Recurso Educativo

―El uso pedagógico de las nuevas tecnologías

posibilita hacer más eficaces los aprendizajes y

potenciar las capacidades de profesores y

alumnos. El avance y la penetración de las

tecnologías llevan a reflexionar no solo sobre

cómo las usamos mejor para educar, sino

incluso a repensar los procesos y los contenidos

mismos de la educación‖ (Guadamud,

Montanero, Velásquez, & Intriago, 2010)

Pizarrón electrónico e-Beam: es un

sistema capaz de convertir cualquier pizarrón

blanco en un pizarrón digital con todas las

características y funciones de las pantallas

digitales de pizarrón especial.

Crear un grupo en red social

(Facebook): Se creó con el objetivo de contar

con un espacio de interacción entre los propios

estudiantes y el profesor, durante las horas

fuera de clase, cuando los estudiantes presenten

alguna duda respecto a las tareas o trabajos

encargados, el profesor puede resolverlas en

lugar de buscarlo en la institución facilita la

accesibilidad a las respuestas. Es una manera de

compartir videos que serán de utilidad en la

clase para complementarla, formularios, links

de páginas especializadas en algún tema,

ejemplo o problema que será o fue visto en

clase; preguntas de razonamiento, y

documentos con contenido que será de utilidad

en la clase.

Para interesarlos en la clase, una de las

estrategias utilizadas vía Facebook, es ―lanzar‖

preguntas referentes al tema que se estudia en

ese momento y ―otorgar‖ puntos para aquellos

que emitan la respuesta correcta.

Otra ventaja es la facilidad de enviar ―cápsulas

informativas‖ de la materia, las cuales son

vistas casi de inmediato por la mayoría de los

326


ISSN-2410-3993





miembros del grupo, además de la posibilidad

de interactuar.

Figura1 Grupo matematigcas

Open Sankoré: es un software de libre

acceso el cual permite que a través de la

utilización de una pluma especial sobre una

tableta, el maestro escriba la clase para ser

proyectada y esta sea guardada en formato pdf,

para luego compartirlo a través de celmath o

página web. La escritura puede ser a mano

alzada o con el editor de texto que contiene la

aplicación, maneja distintos colores y grosor de

las líneas lo que permite que se destaquen las

ideas principales o se ponga énfasis en algunos

puntos.

Ubicación del mobiliario y equipo

Se monitorea constantemente el acomodo del

mobiliario y equipo para identificar la forma

óptima en la que los estudiantes tengan: la

mejor visibilidad, la más adecuada forma de

trabajo y comodidad.

Se cambia dependiendo de la forma en

que el desarrollo de la clase lo requiera:

exposición del docente, trabajo en equipo,

trabajo individual, exposición de alumnos,

proyección de videos, etc.

Lonas Impresas: Se recomiendan lonas

impresas ya que es posible guardarlas e

intercambiarlas fácilmente, las lonas contienen

las fórmulas que se utilizan en clase y su

ubicación es estratégica para que todos puedan

visualizarlas adecuadamente. Algunas cambian

de acuerdo al tema tratado, otras se mantienen

durante todo el semestre por su utilidad

algebraica.

Colaboración en generación de recursos

didácticos alternativo

Aplicación de celular:

Debido a la necesidad de apoyar a los

alumnos de matemáticas a mejorar su

aprendizaje y aprovechar la oportunidad sobre

la amplia disponibilidad de un Smartphone (8

de cada 10 alumnos). Surge CelMath como una

propuesta didáctica que permite al alumno

realizar graficación de funciones (en su primera

versión), con la facilidad de compartirla en

tiempo real con su facilitador y analizar de

forma grupal reforzando así su aprendizaje,

utilizando como comprobación un método de

graficación manual, con el fin de crear un

escenario al crear una necesidad a resolver por

el alumno (aprendizaje basado en problemas).

―Educadores y desarrolladores (de

Aplicaciones) pueden apoyar a los alumnos

elaborando contenido más legible con formatos

que pueden ser accesibles desde dispositivos

móviles‖ (Kraut, 2013).

CELMATH es una aplicación de celular

en la que los alumnos pueden descargar las

clases diarias (figura 2); esto con el objeto de

que estén atentos a la clase sin distraerse en

327


ISSN-2410-3993





estar pasando apuntes. Optimizando el tiempo

de clase para aumentar el tiempo de clase

haciéndola más efectiva.

Figura 2 Alumnos utilizando CELMATH

Graficación de funciones; el usuario

ingresa a la función (observando reglas de

sintaxis), a continuación con un click en el

botón graficar, se mostrará en la pantalla la

correspondiente gráfica (figura 3).

Figura 3 Aplicación Celmath para Android

Pizarrón a imagen: El usuario ingresa el

nombre de la clase en la caja de texto y hace un

click en obtener, la aplicación muestra un

previo de la clase, y almacena una copia del

archivo original directamente en la SD del

móvil o en la laptop o pc (figura 4).

Figura 4 Estudiante dando apoyo en captura de imágenes

en clase

Evaluación continúa del diseño del aula y

recursos

El diseño del aula se evalúa constantemente con

el fin de monitorear las actividades realizadas, y

de esta forma verificar que estrategias o

recursos son necesarios o no en el desarrollo del

proyecto.

Videos

Cada día se proyectaban videos alusivos

al tema: contenido algebraico, límites, métodos

de resolución de derivadas, aplicación de

diversas fórmulas y temas de la vida diaria con

alguna aplicación matemática, con el fin de

complementar las actividades. Los videos eran

proyectados en cualquier momento de la clase

Desarrollo conceptual de la clase

En cuanto al contenido un punto que es

importante aclarar es el tipo de aplicaciones de

la matemática en situaciones de la vida

cotidiana, con el objetivo de extender los

conceptos y los conocimientos adquiridos a

328


ISSN-2410-3993





través de la investigación de diversos

problemas que se plantean. Esto puede llevarse

a cabo en forma individual o por equipo de

modo que permita llevar a cabo ciertas tareas de

aprendizaje.

El resultado es un producto flexible y

adecuado a cada grupo de estudio,

transformando de esta manera la concepción de

que el maestro es el único que sabe y los

estudiantes entran en el camino de ―aprender a

aprender‖, incrementado su capacidad de

negociación donde se ponen en evidencia los

conocimientos y destrezas adquiridos.

Se proponen ejercicios que no presenten el

mismo tipo de dificultades, con el objetivo de

que los estudiantes integren conocimientos intra

y extramatemáticos, para evitar la mecanización

en la resolución de los mismos.

Resultados

El desarrollo e implementación de la propuesta

se realizó en las asignaturas de Cálculo

Diferencial (2013) y Cálculo Integral (2014) en

nivel de ingeniería, esta puede implementarse

en cualquier asignatura de las diversas carreras

con algunas adecuaciones, por ejemplo: en

Química sería conveniente contar con una app

que apoye en el balanceo de reacciones; los

formularios cambiarlos por la tabla periódica,

tablas de valencias, fórmulas básicas, etc.,

buscar o crear videos que apoyen en el

aprendizaje de la química, tal vez un laboratorio

virtual. Los demás elementos de la propuesta

son válidos para ésta y otras materias.

Los estudiantes están continuamente

conectados, para ellos, resulta más interesante

estar en Facebook o las noticias que en el aula,

por lo que hay que aprender a canalizar esos

impulsos digitales en un entorno de aprendizaje

eficaz y actual.

Al incorporar la tecnología en las clases

se logra que los estudiantes las vean como algo

atractivo, actual y que corresponda con su

realidad.

Es un proceso de adecuar la forma en

que prestamos atención y aprendemos. Lo que

hace que la propuesta sea aplicable en cualquier

materia.

Matemágicas (Facebook)

Se evaluó de forma constante a través de

las visitas de los estudiantes a la página, ya que

la misma página contiene un contador de visitas

por publicación, es decir al ―subir‖ una imagen

muestra cuántas y cuáles personas han visto la

publicación independientemente de los ―me

gusta‖, de esta forma se evaluó el impacto de

cada comentario o imagen obteniendo entre 70

y 90% de aceptación.

Los comentarios vertidos por los

participantes indican que se mejoró

significativamente el proceso del aprendizaje a

través de la interacción didáctica con los

equipos tecnológicos, transformando un aula

tradicional en un aula activa, dinámica y

funcional.

Las estrategias que se aplicaron como la

proyección de videos ayudo a los estudiantes a

complementar las clases facilitándoles la

resolución de ejercicios; el grupo

―Matemagicas‖ demostró una nueva forma de

interacción entre Maestro-Alumno se puede

amplificar más allá del salón de clase; en

cuanto a los carteles les ayudó a memorizar la

fórmulas, teoremas y leyes aplicadas en la

materia, en la ubicación del mobiliario se

329


ISSN-2410-3993





encontró la forma más adecuada para tomar la

clase

Los estudiantes beneficiarios del

presente trabajo mostraron su satisfacción por

el mobiliario y recursos tecnológicos recibidos

así como una respuesta positiva ante los

distintos trabajos que se les pidió durante el

semestre.

En cuanto a cifras se obtuvieron los

datos de grupo de Cálculo Diferencial

impartido por la misma profesora en el año

2012 sin aplicar las estrategias descritas en este

proyecto (Gráfico 1).

Gráfico 1 Porcentajes 2012 sin inclusión de tecnolgías.

.

El gráfico 2 contiene los porcentajes del

año 2013 después de la aplicación de las

estrategias mencionadas con anterioridad.

Gráfico2 Porcentajes de estudiantes aprobados, no

aprobados y desertores 2013

En el Gráfico 3 se puede ver que el

porcentaje de reprobados es ligeramente menor

durante la aplicación de las estrategias. El

porcentaje de desertores disminuyó en un 9% y

el porcentaje de aprobación aumentó en un 11%

lo que se traduce en un beneficio para los

estudiantes a través de la aplicación del

proyecto aula.

Gráfico 3 Comparativo entre años 2012-2013

El Gráfico 4, muestra la comparación

entre grupos del 2013 en el grupo de Ingeniería

Mecatrónica (en el cual se incluyeron las

herramientas tecnológicas) presentó un mejor

avance que el de Ingeniería Industrial (sin

Aprobados

48% Desertores

44%

no aprobado

s 8%

2012

Aprobados

59%

No aprobado

s 6%

Desertores

35%

2013

48%

8%

44%

59%

6%

35%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

aprobados no aprobados desertores

Comparación 2012 vs. 2013

2012 2013

330


ISSN-2410-3993





herramientas tecnológicas) ya que hubo más

reprobados y más alumnos que desertaron

durante el semestre la materia, dando como

resultado que los alumnos bajaran en sus

calificaciones y mostraran cierta apatía ante las

actividades de la clase.

Gráfico 4 Comparativo entre Ing. Industrial (sin

tecnología) -Ing Mecatrónica (con tecnología)

Agradecimiento

Al Programa para el Desarrollo Profesional

Docente para el tipo Superior (antes Programa

de Mejoramiento del Profesorado, Promep) por

el apoyo otorgado para la realización de este

proyecto de fortalecimiento a Cuerpos

Académicos. Cuerpo académico reconocido por

Promep ―Innovación educativa y matemáticas

en nivel superior‖ clave ITCdJ-CA-1, del

Instituto Tecnológico de Cd. Jiménez.

Conclusiones

La aplicación de la metodología participativa

con la inclusión de tecnologías es una dupla

eficaz de acuerdo a los resultados obtenidos

durante los dos semestres del curso de Cálculo.

Se obtuvo una disminución del porcentaje de

reprobación en los alumnos de Ingeniería

Mecatrónica participantes en el proyecto en la

materia de Cálculo Diferencial en comparación

con el año anterior con estudiantes de

Ingeniería Mecatrónica sin la aplicación del

proyecto.

En referencia únicamente al año 2013,

al comparar los grupos de Ing. Mecatrónica

(con proyecto) presenta un porcentaje de

aprobados de 59% y el de Ing. Industrial (sin

proyecto) de un 35%, lo cual representa una

diferencia de 24% con la inclusión de

estrategias. El porcentaje de reprobación

comparada es de 8% (14% vs 6%) favoreciendo

al grupo de Mecatrónica. Los alumnos

desertores muestran una diferencia de 16% en

ambos grupos (51% Mecatrónica vs 35%

Industrial). Por lo anterior se concluye que la

aplicación de las estrategias generó un impacto

positivo en el rendimiento de los estudiantes.

En cuanto al porcentaje de deserción se

disminuyó en un 9%, lo que impacta

positivamente en la permanencia de los

estudiantes en la institución, ya que al ser de

primer semestre requieren aprobar 4 materias

de la carga reglamentaria, lo que se traduce al

mismo tiempo en un beneficio social.

Impacto académico

Es importante recalcar la importancia de

la aplicación de la tecnología no sólo como una

herramienta de estudio e innovación, sino como

una forma de captar y mantener la atención de

los estudiantes al utilizar los medios de uso

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Aprobados Noaprobados

Desertores

35%

14%

51%

59%

6%

35%

Comparación entre Industrial vs. Mecatronica

Industrial

Mecatronica

331


ISSN-2410-3993





cotidiano y común como son los dispositivos

móviles (celular y Tablet), nos lleva a un

cambio de actitud hacia las matemáticas pues

ellos se sienten atraídos hacia el uso de las

nuevas tecnologías. Aunado a que se

desarrollan habilidades y competencias

informáticas, se privilegia la capacidad de

búsqueda y aplicación de recursos.

Impacto Tecnológico

Logro de una combinación armoniosa y

productiva entre el uso de dispositivos móviles

y la generación de conocimiento en planteles de

educación media y superior. Por otro lado los

dispositivos móviles serian concebidos como

una herramienta, no solo como un accesorio o

una distracción.

Impacto Social

La calidad del conocimiento, así como

la motivación y redescubrimiento de las formas

para obtenerlo serían más elevadas, y por

consiguiente la disminución de índices de

reprobación seria evidente.

El presentar ejemplos y proyectos de la

vida cotidiana como fuente de conocimiento es

muy importante pues se desarrolla la tolerancia,

el respeto a los demás, a sus opiniones. Es un

trabajo complejo con aplicación en situaciones

del mundo real, en donde se aplican diversas

estrategias de análisis y sistematización de la

información para llegar a la solución correcta.

El conocimiento se torna utilizable, para

llegar al ―saber hacer‖. La evaluación es,

entonces un proceso continuo, que permite

identificar los aspectos relevantes de forma

inmediata y en su caso solucionarlos. Y se

reconoce la dupla del saber y poder en el

aprendizaje de las Matemática (saber son los

conocimientos, poder es la capacidad del

estudiante de aplicar esos conocimientos en

diversas situaciones tanto teóricas como

prácticas) (Oliveros, 2010). Se promueve el

pensamiento lógico y crítico del estudiante.

Diferenciación

El uso innovador que se le está dando a

los recursos para obtener mejores resultados,

considerado como modelo de utilidad

Barreras para su implementación

Debido a que la innovación no tiene un

precio por sí misma, esta no es un aspecto que

impida su utilización.

1. Barreras institucionales:

a) Falta de inversión para utilizar un

proyector con una tableta y pluma, ó

b) Falta de inversión para un

dispositivo (ebeam) que transforme

el pizarrón en electrónico;

c) No proporcionar un espacio físico el

cual se acondicione como Aula

Gavilán.

2. Barreras docentes:

Disposición para adoptar las tecnologías

dentro y fuera del aula.

3. Barreras estudiantiles:

Falta de dispositivo móvil.

Etapas anteriores y futuras

Programación del proyecto. Se realizó

investigación y aplicación de las tecnologías en

Calculo Diferencial para probar el proceso,

posteriormente se continuó en Cálculo Integral,

332


ISSN-2410-3993





se planea asignarlo a la mayoría de las

asignaturas.

Necesidades del proyecto. Surge la

necesidad por la dificultad de la comprensión

de las matemáticas en ambientes de aprendizaje

tradicionales.

Control del proyecto. En caso de

ampliar la instalación de este tipo de

tecnologías, el control del proyecto estaría a

cargo del departamento de desarrollo

académico ya que este tiene la función de

controlar los equipos audiovisuales propiedad

de la institución.

Referencias

CC Creative Commons. Atribución-

NoComercial-SinDerivadas 2.5 México (CC

BY-NC-ND 2.5 MX) Disponible en

https://creativecommons.org/licenses/by-nc-

nd/2.5/mx/

De Bono Edward (1992) pensamiento creativo.

Editorial Paidos Mexicana S.A.

Font, V., Díaz Godino, J. y Planas, N. (2011)

Jesús María Goñi (coord.) Matemáticas.

Investigación, innovación y buenas prácticas.

Número 12 vol3. Editorial Graó. Barcelona,

España García Hoz Víctor, (1991). Ambiente,

organización y diseño educativo (1991) (Vol.

8). Ediciones Rialp.

Guadamud, L.; Montanero, E.; Velásquez, A.

Barberán; Intriago, Ana Mercedes Castillo

(2010) ―Mejorar la enseñanza de las asignaturas

de química y biología mediante la adecuación e

implementación de una aula con mobiliario

pedagógico, recursos didácticos y tecnológicos

creando un ambiente didáctico que facilite el

aprendizaje de los estudiantes de la facultad de

filosofía, letras y ciencias de la educación‖ ;

Tesis de investigación; Portoviejo Manabí

Ecuador.

Imbernón, F. (1996). En busca del Discurso

Educativo. Edit. Magisterio del Río de la Plata,

Buenos Aires - Argentina

INEGI.(2005). Estadísticas de Educación.

Estadísticas en educación básica, media

superior y superior. 2005.

Kraut, R. (2013). Policy guidelines for mobile

learning. Francia: United Nations Educational,

Scientific and Cultural Organization

Martín López Calva, (1998); Pensamiento

crítico y creatividad en el aula; Editorial Trillas

OCDE. Panorama de la Educación 2010.

indicadores OCDE. Madrid, España: Santillana.

Oliveros. E. (2010). Matemática viva 10: Guía

del docente. Grupo Editorial Norma.Pizarro, R.,

Rocha, T. e Ibarra, T. (s.f.). Mercadotecnia:

Módulo 6. JICA/Secretaria de Economía.

México.

Robledo, S, J. (2014). Mobile Devices for

Learning, What you NEED to KNOW. Google

Apps for Education

SEP. (2014). Principales cifras del Sistema

Educativo Nacional 2013-2014. Dirección

General de Planeación y Estadística Educativa:

México.Serrano M.T. (31 enero 2004)

Creatividad: definiciones, antecedentes y

aportaciones.

333


Implementación de un indicador electrónico de nivel de gas en contenedores

cerrados

SANCHEZ-MEDEL, Luis† & GONZALES-SOBAL, Juan

Instituto Tecnológico Superior de Huatusco. Reserva Territorial 100 C.P. 94100


Resumen

México es un país en donde una gran parte de la

población emplea gas LP de acuerdo a SECURED 2010

del INEGI, lo cual hace común la continua necesidad de

conocer los niveles de gas para evitar un desabasto de

combustible. Las compañías distribuidoras de gas utilizan

carros para la repartición de tanques, pero ocasionan

contaminación por ruido y un gasto de gasolina para

transportarse buscando al cliente. La evolución de los

dispositivos móviles busca la integración de los mismos a

nuestras actividades diarias, muchas veces las personas

usan aparatos electrónicos tales como tabletas y teléfonos

inteligentes para poder ver su estatus en las redes

sociales, entretenimiento o gestionar su tiempo, sin

embargo es posible ampliar este espectro de uso mediante

la incorporación de interfaces electrónicas a nuestros

dispositivos domésticos. El objetivo de esta investigación

es adquirir y registrar los niveles de un tanque cilíndrico

de gas empleando una interfaz electrónica con vinculo a

un dispositivo móvil que permita detectar fugas además

anticiparse ante la falta de combustible midiendo el nivel

del tanque y permita ubicar mediante GPS la ubicación

del tanque además de concientizar al usuario sobre el uso

de este recurso no renovable.

Android, instrument virtual, Sistema de control

Abstract

Mexico is a country where a big part of its popullation

uses LP gas according with INEGI’s SECURED 2010,

which makes common the continue necessity to

determine the levels of gas to avoid a gas shortage. The

gas distribution company uses cars to deliver the gas

container but it causes noise pollution and gas mileage.

The evolution of mobile devices aim for the integration

of it selves to our daily activities, people uses many times

electronics devices such as tablets and smartphones to

check their network status in social networks,

entertainment or time management, however it’s possible

to expand this spectrum of use by incorporating

electronic interfaces to our home devices. The objective

of this research is to acquire and register the levels of a

cylindrical gas tank using an electronic interface paired

with a mobile device that allows detecting gas leaks, also

help the user to prevent gas mileage by measuring the

tank level, in addition by using the GPS locate the tank to

decrease the time of service and pollution by going to the

exact spot and aid the user to be aware on the use of this

nonrenewable resource.

Android, virtual instrument, Control system

___________________________________________________________________________________________________

Citación: SANCHEZ-MEDEL, Luis & GONZALES-SOBAL, Juan. Implementación de un indicador electrónico de nivel

de gas en contenedores cerrados. Revista de Tecnología e Innovación 2015, 2-2:333-341

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



334


ISSN-2410-3993


SANCHEZ-MEDEL, Luis & GONZALES-SOBAL, Juan.

Implementación de un indicador electrónico de nivel de gas en

contenedores cerrados. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

El consumo de gas es un servicio que utiliza el

89.5% de las personas que viven en México

según datos recabados por el INEGI en el 2010

(INEGI, 2010); una gran parte de la población

utiliza cilindros en los cuales se almacena el gas

LP, lamentablemente al no poder ver el

contenido en el recipiente y solo calcular el

mismo cargando el cilindro, es común que se

tengan desabastos repentinos y la incomodidad

que esta situación genera. Existen instrumentos

que miden el nivel basados en presión, peso o

reacción por cambio de temperatura, sin

embargo presentan inconvenientes debido a la

naturaleza de la variable a medir, estos sistemas

además, no cuentan con la habilidad de

comunicar al usuario, mucho menos a las

compañías gaseras el contenido del ayudando a

evitar el desabasto de tan importante recurso

energético. Por tal motivo, se tiene el objetivo

de diseñar e implementar un sistema medidor

de gas que permita indicar el nivel del mismo,

para que el usuario se anticipe ante la falta de

este, detecte fugas de gas en caso de que estas

existan, y a partir de un sistema de

comunicación, mejore la interacción entre el

usuario y las compañías proveedoras de gas.

Estado del arte

Existen diversas formas de determinar los

niveles de gas en contenedores cilíndricos:

medir la presión, cintas magnéticas o inclusive

levantar el tanque por citar algunas, estos

dispositivos se conectan después de un

regulador.

Que tiene por objetivo bajar la presión

del interior del gas para posteriormente ir hacia

su dispositivo de consumo de acuerdo a la

norma NOM_009_SESH_2011 para contención

de gas LP no transportable (Norma Nacional

Mexicana, 2011) de la Secretaría de energía.

Dichas formas de medición presentan

desventajas: al ser el gas contenido y pasar por

un regulador la presión baja y se vuelve

constante por lo que un sensor de presión tiene

dos niveles confiables vacío o lleno. Las cintas

magnéticas funcionan al verter agua hirviendo

indicando visiblemente el nivel del tanque, pero

son desechables en la mayoría de los casos.

Levantar un tanque permite conocer su peso y

suponer su nivel, pero el usuario puede

lesionarse su espalda. En adición a todas estas

formas ninguna cuenta con un aviso oportuno a

las compañías de gas para que planeen su ruta

con mayor efectividad ocasionando pérdidas

ante la búsqueda de usuarios y contaminación

auditiva.

El sistema diseñado funciona bajo el

principio de la detección de nivel de gas

empleando el cambio de peso en lugar de la

presión, esto permite distinguir a diferencia de

los equipos que utilizan sensores de presión,

diferentes niveles de contenido de gas en el

cilindro.

Figura 1 Arquitectura del sistema

335


ISSN-2410-3993





Metodología

El análisis de requerimientos indica que el

sistema debe de tener las siguientes

características: Medición confiable, alerta de

fuga de gas, indicador de nivel de gas, fácil

localización del tanque por parte de las

compañías distribuidoras, registro de hábitos de

consumo y alerta a usuario y compañías de gas

sobre la falta de dicho combustible.

La arquitectura del proyecto indicador

denivel de gas electrónico se muestra en la

Figura 1, está formado por un sistema

electromecánico de amortiguación que cambia

su compresión en base al peso soportado como

indica la Fig. 2; emplea sensores ópticos

diseñados para ser de bajo costo, además un

control embebido en un microcontrolador PIC

con pantalla LCD e interface Bluetooth al

celular; dicho sistema permite medir de forma

confiable los niveles y fugas de gas y comunica

por medio de una aplicación al celular tanto la

existencia de la fuga como el contenido del

cilindro.

Análisis del sistema mecánica

El sistema cuenta con una base que soporta el

tanque de gas cilíndrico empleando 3 resortes

metálicos, los cuales se comprimen y se liberan

al perder peso el tanque como indica la Fig. 2.

El peso FR del tanque es 26.6KgF, debido a que

el dispositivo está construido para soportarlo

verticalmente, tenemos el siguiente cálculo de

las fuerzas.

(1)

(2)

(3)

La fuerza FY que aplica el tanque hacia

abajo de acuerdo a las ecuaciones 1 y 2 y es

analizado como un plano como cuerpo libre. La

ecuación 3 indica la fuerza Frs soportada por un

solo resorte de compresión. Empleando la Ley

de Hooke y la constante para el resorte de 0.95

N/cm, se obtiene la fuerza realizada por un

resorte obtenemos la ecuación 4 y la longitud

de compresión S cuando se aplica la fuerza

mázima (tanque lleno). Aplicando las

ecuaciones 1, 2, 3 y 4 obtenemos de misma

forma cuando el tanque esta vacío (6.6 Kg) con

S de 1.73 cm; por lo que el diseño del sensor

electrónico debe de ser capaz de medir un span

de 5.27 cm, de acuerdo a la ecuación 5.

(4)

(5)

336


ISSN-2410-3993





Figura 2 Base mecánica del indicador de nivel de gas

electrónico, vista frontal y lateral

Diseño de los sensores ópticos

Se diseñó e implementó 4 sensores ópticos

electrónicos basados en la reflexión de la luz

los cuales determinan la distancia el tanque a la

base con lo cual es posible relacionar esta

medida a un peso estimado, el circuito sensor

óptico se muestra en la figura 3. La hoja de

datos del LED Infrarrojo indica que la corriente

nominal del diodo es de 10 mA, por lo que

sustituyendo en la ecuación 6, se obtiene que

RD es igual a 350 ohms, por lo que se optó por

emplear el valor comercial de 330 ohms

ocasionando que ID tenga un valor de 13.6 mA.

(6)

El optotransistor recibe la señal del LED

Infrarrojo, en donde se obtienen lo valores del

voltaje de salida del sensor mostrados en la

Tabla 1.

S (cm) Voltaje de salida

7 4.43 V

6 4.12 V

5 3.82 V

3 3.50 V

2 3.31 V

Tabla 1 Relación de voltaje de salida y distancia de la

base inferior a la base del tanque.

Figura 3 Circuito del sensor óptico

337


ISSN-2410-3993





Sensor de gas

El sensor de gas empleado es el MQ-6

especializado en detección de gas LP, la

sensibilidad del dispositivo 200-10000 ppm por

lo que es posible colocarlo en la parte superior

del tanque de gas para la detección de gas.

Diseño del sistema embebido

El circuito embebido diseñado se muestra en la

Fig. 4, el cual realiza la operación de detección

de nivel de tanque es un microcontrolador

PIC16F876A que cuenta con interface LCD y

entrada para sensores analógicos ópticos;

debido a que se emplean 3 sensores ópticos se

realiza un promedio sobre la señal proveniente

de los sensores, de tal forma que si el tanque de

gas no se encuentra bien colocado o la

superficie es irregular esta parte del programa

minimiza estos errores, (Girones, 2011),

(Monk, 2012), (Milette, 2010), (Riley, 2012).

El proceso de cálculo de la resolución se

obtiene a partir de la ecuación 7, en donde se

determino que a 10 bit el voltaje de paso Vp10bit

es de 4.8 mV. El span de voltaje o Vspan se

determinó mediante la ecuación 8, por lo que el

número de pasos con el cual es posible trabajar

se determino por la ecuación 9 que es la

relación del span de voltaje proporcionado por

el sensor óptico y el voltaje de paso a 10 bit.

(7)

=1.13V (8)

(9)

Los 235 pasos permiten un escalamiento

proporcional de 0 a 100% sin perdida

significativa de información ó réplica de la

misma, a diferencia de una resolución de 8 bit

que al calcular mediante las ecuaciones 7, 8 y 9

se obtendrían 59 pasos distintos por lo que un

escalamiento de 0 a 100% no involucraría una

pérdida significativa pero perdería la propiedad

proporcional deseada del sensor óptico.

La pantalla LCD tiene una conexión a 8

bits, sirve como indicador empotrado que

permite el mostrar el proceso de autocalibración

cuando el usuario repone el tanque de gas en la

base metálica.

El diagrama de flujo que controla el

sistema se muestra en la Fig, 4. Al iniciar el

programa se configura el microcontrolador y el

LCD, posteriormente adquiere las señales

provenientes de los sensores ópticos y de gas.

La primera comparación por prioridad es el

sensor de gas, debido a que tiende a acumularse

a nivel del piso debido a que el gas tiene un

peso mayor al aire que respiramos y aunque se

adhiere azufre para que percibamos el olor

existe un sector en la población que no lo puede

percibir ya sea por problemas congénitos, un

bajo sentido del olfato o debido a radioterapias

que afecta nuestros sentidos, (Garc, 2012),

(Curtidor, 2012) y (Rivera, 2013).

338


ISSN-2410-3993





El proceso de adquirir la señal de los

sensores ópticos para obtener la distancia se

realiza mediante 4 ADC multiplxados del

microcontrolador cuyas variables son

promediadas para determinar la distancia

correcta a la base del tanque cilíndrico. Debido

a que los resortes pierden su resistencia cada

vez que se detecte que la base del tanque ha

sido removida se incia un procesos de

autocalibración basado en la nueva distancia

medida.

Interface con el celular

La interfaz al celular se realiza mediante

comunicación Bluetooth a una App para el

sistema operativo Android el cual realiza las

funciones de configuración del teléfono que

debe de llamar en una emergencia o si el tanque

se encuentra por vaciarse. La función de

indicador que muestra en pantalla el consumo

mediante gráfica del tanque, con lo cual el

usuario puede analizar sus patrones de

consumo.

El control de la interfaz es realizado

mediante reconocimiento de voz, de esta forma

se crea una interacción natural o NI por sus

siglas en inglés, el cual dicta que la interacción

entre un dispositivo computarizado debe ser

natural y fácil de emplear para el ser humano.

Figura 4 Diagrama de flujo del sistema embebido

El celular receptor de la llamada puede

ser cualquier de cualquier marca, modelo o

compañía de teléfono por lo que no se

encuentra atado un solo tipo de servicio.

339


ISSN-2410-3993





La alerta que envía el celular es

empleando un servicio de texto a voz, el cual

facilita la comprensión del mensaje.

Pruebas

El mecanismo basado en la compresión de

resortes permite que la reposición de los

mismos sea económica ya sea por parte del

usuario o mediante un servicio adicional, sin

embargo se observó que los resortes perdían su

elasticidad, por dicha razón se incluyó en el

firmware un sistema para autocalibrado de

sensores ópticos.

Figura 5 Interfaz embebida de la aplicación

El sistema se comparó con un medidor

indica el nivel de gas de forma aproximada,

utilizando una escala del 0 al 100%. El equipo

es capaz de detectar un nivel mínimo del

contenido, el cual puede ser ajustado a partir de

un potenciómetro y a partir de este nivel manda

la señal de alerta al LCD y al celular,

permitiendo al usuario prever la falta del gas.

El sensor detector de gas permitió

analizar la concentración del gas en un área

cerrada como se muestra en la Figura 5, sin

embargo cuando se realizó la prueba de

detección tardaba en detectar y realizar la

llamada al usuario, por lo que se incluyó en el

proyecto un extractor de aire de computadora

(por su bajo consumo de corriente) que

introduce el aire en el interior del detector lo

cual mejoró el tiempo de detección.

Figura 6 Interfaz de inicio de la aplicación

La App fue desarrollada para sistemas

superiores a Android 3.3 que es el SO más

común y permite una interacción natural con las

personas; en pruebas realizadas al aire libre el

sistema pudo detectar la voz de forma correcta

el 80%, esto debido a que el ruido ambiental no

es posible eliminarlo y afecta el proceso de

reconocimiento.

340


ISSN-2410-3993





Al iniciar la aplicación es neceario que

el usuario inicie sesión debido a que algunos

dispositivos móbiles son multiusuarios, así se

asegura que solo la persona responsable pueda

ser notificada, la interface se muestra en la

Figura 6. Una vez validado el inicio se sesión el

usuario tiene la opción de reconfigurar el

dispositivo y de navegar hasta el panel de

detección del nivel de gas, como se muestra en

la Figura 7.

Figura 7 Interfaz de adquisición de datos

Conclusiones

El equipo Indicador de nivel de gas electrónico

muestra el nivel del contenido del cilindro de

gas, permitiendo así anticiparse a la falta del

mismo y solicitar de forma automática por

medio del mensaje al celular un nuevo cilindro

o reporta una fuga del mismo sin necesidad de

que el usuario esté al pendiente en todo

momento, de tal forma que las compañías

puedan planear las rutas de reparto reduciendo

así la contaminación por ruido y aumentando

sus ganancias. Debido a que los tanques de gas

son puestos en la intemperie, el sistema se

encuentra recubierto de pintura que evita que se

oxide y malla protectora para evitar que plagas

entren a su interior.

Referencias

Curtidor Cruz Andrés, ―Diseño y construcción

de módulos entrenadores para

microcontroladores‖ (2012), EAE, ISBN

3847356259, 9783847356257

INEGI, (2010), ―Principales resultados del

Censo de Población y Vivienda 2010‖, México

2010.

Milette Greg, ―Professional Android Sensor

Programming‖ (2010), Editorial wrox.

Monk S., ―Making Android Accessories with

IOIO, Going mobile with sensors, lights,

motors, and robots‖ (2012), editorial O’reilly,

primera edición febrero ISBN: 978-1-449-

32328-8.

341


ISSN-2410-3993





Norma Nacional Mexicana (2011),

―NOM_009_SESH_2011, Recipientes para

contener gas LP no transportable‖, Secretaría de

energía.

Riley Mike, ―Programming your Home‖

(2012), The pragmatic programmers LLC.

Rivera Ceniceros Omar Fabián, ―Sistema de

telecontrol con aplicaciones en zonas rurales y

la agronomía‖ (2013), Editorial Académica

española, ISBN 3845494107, 9783845494104

Sergio Leonardo Garc, ―Electrónica digital‖

(2012), Editorial EAE, ISBN 3659038997,

9783659038990.

Tomas Girones, J., ―El gran libro de Android‖

(2011), editorial AlfaOmega, grupo editor

México, ISBN: 978-607-707-226-3.

342


Optimización del proceso de sacos de papel mediante la reducción de mermas

LAGUNA-AGUILAR, Fabiola†, MARTINEZ-SANCHEZ, Sergio, SERRANO-CABALLERO,

Amando & GUERRERO-REYES, Rosalba

Cuerpo Académico Optimización de Procesos Productivos de la Universidad Tecnológica Tula-Tepeji. Avenida

Universidad Tecnológica Núm. 1000, Col. El 61, El Carmen, Tula de Allende Hidalgo., C.P. 42830


Resumen

El presente proyecto presenta una propuesta para

disminuir la cantidad de merma que genera una

empresa de Sacos de Papel para la optimización de

sus procesos. Apegándonos a la metodología de Seis

Sigma, DMAIC (Definir, Medir, Analizar, Mejorar

y Controlar) metodología para la detección y

reducción y/o eliminación de problemas. En el

desarrollo de este proyecto se busca la causa raíz del

problema mediante la recolección de datos y

análisis estadísticos. Se analizan todos aquellos

factores implicados en la problemática, se agrupan,

se observa su tendencia, se analiza cada dato para

hacer propuestas asertivas en la optimización del

proceso. Se proponen indicadores de seguimiento

para la verificación y funcionalidad de la propuesta

realizada, para observar el impacto de su

implementación y poder mejorar los aspectos que

parezcan pertinentes al proyecto.

Optimización, sacos de papel, reducción de

mermas

Abstract

This project presents a proposal to reduce the

amount of loss that generates a company of paper

sacks for the optimization of their processes. Use

the methodology of Six Sigma, DMAIC (Define,

measure, analyze, improve and Control)

methodology for the detection and reduction and/or

elimination of problems. In the development of this

project is looking for the root cause of the problem

through data collection and statistical analysis.

Proposed indicators for monitoring the verification

and functionality of a proposal made to observe the

impact of its implementation and to be able to

improve those areas that seem relevant to the

project.

Optimization, paper sacks, reduction of wastage

___________________________________________________________________________________________________

Citación: LAGUNA-AGUILAR, Fabiola, MARTINEZ-SANCHEZ, Sergio, SERRANO-CABALLERO, Amando &

GUERRERO-REYES, Rosalba. Optimización del proceso de sacos de papel mediante la reducción de mermas. Revista de

Tecnología e Innovación 2015, 2-2:342-348

___________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



343


ISSN-2410-3993



CABALLERO, Amando & GUERRERO-REYES, Rosalba. Optimización del

proceso de sacos de papel mediante la reducción de mermas. Revista de


Introducción

Se llama MERMA a todas aquellas ―pérdidas‖

que se producen a lo largo de la cadena de

distribución. Estas pérdidas son un flagelo

cuando no se controla debidamente, atentando

directamente a la rentabilidad del negocio,

colocando a la Merma en un objetivo

primordial en cuanto a sus resultados, cuando

los márgenes de las ganancias hacen que se

produzca un fuerte análisis de los gastos, para

poder seguir en carrera y hacer rentable el

negocio. (Zamora, 2011)

La empresa tenía una problemática

relacionada con las mermas, en ella existía un

descontrol en la generación de desperdicios.

Esta situación se veía reflejada en los costos y

quejas de los clientes hacia la empresa, por la

mala calidad de los productos o por la aparición

de productos defectuosos en sus pedidos.

La empresa contaba con un sistema de

monitoreo y medición de merma, en el cual se

llevaba el registro autónomo por operador

quien pesaba su propia merma y elaboraba un

reporte, que se entregaba al jefe de producción

quien a su vez elaboraba un reporte mensual

que se entregaba a gerencia para reportar lo

sucedido durante el periodo; en este proceso

los datos no eran verídicos ya que en algunas

ocasiones la medición no era real porque no

reportaban lo que sucedía por miedo a ser

sancionados, esto quedó al descubierto cuando

se empezó a trabajar con los costos estándar y

calidad de los productos.

Se observó que la merma era uno de los

principales factores que subían los costos de los

productos; así mismo la calidad de los sacos

era deficiente y se generaba mucho desperdicio.

Entonces se decidió llevar el control de

forma diferente, en el que cada que termina un

turno se requiere pesar la cantidad de merma

que sale de cada proceso y se hace un análisis

más profundo y detallado del origen, se lleva

una relación mensual de dichas cantidades; el

control y monitoreo lo hace personalmente el

supervisor. Con el tiempo se han percatado que

los niveles que ellos decían tener de merma

eran erróneos, los porcentajes arrojados son

muy altos, estos datos varían cada mes

dependiendo de los productos que se elaboren,

pero en algunas ocasiones han al alcanzado más

del 4% establecido como máximo aceptable por

control de costos y calidad.


Se aplicó la metodologia DMAIC cuyas siglas

significan: Define, Mesure, Analyze, Improve,

Control (Definir, Medir, Analizar, Mejorara y

Controlar), las cuales son fases del método de

seis sigma para la mejora de procesos

reduciendo la variabilidad de los mismos

mediante la utilización de herramientas

estadísticas; la aplicación de las fases se llevó a

cabo de la siguiente manera:

La primera fase de definición de la

problemática implico observar las fuentes de

variación enfocándonos en los principales

elementos de un proceso como son los métodos

de trabajo, las maquinarias, la mano de obra, las

mediciones, medio ambiente y materia prima;

se recopilaron datos históricos para poder

plantear correctamente el problema, como lo

son descripción del proceso de producción y

análisis de capacidad de cada maquinaria a

partir de un mapa de proceso o diagrama de

flujo identificando el tiempo ciclo en cada etapa

el cuello de botella y los tiempos de

preparación de los equipos.

De este mapeo se definió que las

máquinas con más impácto en el tiempo de

producción en el proceso son la impresora, la

tubera y la fondeadora, que es donde se hace la

344


ISSN-2410-3993






transformación del producto, estas requieren

hacer cambios de piezas cuando el diseño del

producto es distinto a lo que sé venía

manejando o cuando se recibe por primera vez

un producto de un cliente nuevo, no se saben

las cantidades exactas de materiales con las

cuales trabajar por lo que al cambiar de lote se

genera desperdicio.

En la tabla 1.1 se pueden observar cifras

de merma en los meses de junio a diciembre

del año 2014 con su respectivo porcentaje con

respecto de papel.

Registro de mermas

Criterios/m

es

Jun Agos Oct Dic

Total de

papel

sumnistrad

o

(Kg)

58,23

6

59,93

5

48,51

6

72,15

8

Total de

merma

(Kg)

5,103 6,140 7,451 5,787

Total de

papel

empleado

en

producto

aceptado

(Kg)

53,13

3

53,79

5

41,06

5

66,35

1

Porcentaje

de merma

8.76 10.24 15.35 8.01

Tabla 1 Registro de merma de papel

Como se puede observar en la tabla y en

la ilustración 1.1 la cantidad de merma era

considerable ya que el porcentaje aproximado

de merma que debiese manejar la empresa

como objetivo de calidad es del 4% y por lo

observado en la tabla en algunos meses llegaba

a rebasarse hasta el 10% de merma y otros

casos aún más críticos hasta el 15 % de merma.

Figura 1 Merma en área de fondeadora

En la segunda fase se midieron los

procesos, para analizar las mermas que se

generaban en cada uno de ellos para

posteriormente identificar el tipo de defecto

basado en sus características por atributos y

variables para tener una base estadística para

determinar la frecuencia de aparición mediante

hojas de registro.

La tercera fase de análisis para proponer

las mejoras, consistio en analizar los datos

estadísticos obtenidos; mediante diagramas de

Pareto para así atacar las causas en los equipos

que originaban el mayor porcentaje de merma.

345


ISSN-2410-3993






Gráfico 1 Diagrama de Pareto

Lo que nos muestra la gráfica 1.1 es que

el 48.6% de los problemas son causados por la

tubera, el 32.8 % por fondeadora y el 18.6 %

por la impresora. Lo que indicaba que

atendiendo a la tubera y las causas por lo que se

producen mermas se estaría reduciendo el

48.6% del problema.

Después de identificar la mayor fuente

de desperdicio, se procedió a determinar el tipo

de defectos que originaban la merma en la

tubera utilizando una lista de verificación para

estratificar los defectos y frecuencias de

aparición, lo cual se muestra en la gráfica 2.2

donde se puede observar que la bolsa quemada

y la bolsa rota son los problemas que genera la

tubera; el total de merma por estas dos causas

es de 10,042 piezas, sacando el porcentaje de

merma que representa cada causa se puede

deducir que la bolsa quemada genera el 96.29

% del total de desperdicio en la tubera.

Gráfica 2 Número de piezas defectuosas por causa

Posteriormente para poder determinar

las causas de las mermas se realizó un diagrama

causa-efecto, donde se tomaran en cuenta todos

los elementos que participan en la manufactura

de productos: mano de obra, materia prima,

maquinaria, método, medio ambiente y

medición, con base a esto proponer soluciones

pertinentes para tener mayor control del

problema el cual se muestra en la Figura 2

Figura 2 Porcentajes del diagrama causa - efecto

346


ISSN-2410-3993






Analizando las causas del origen de la

bolsa quemada mediante el diagrama causa

efecto con el apoyo de la estratificación y las

tormentas de ideas se identifica que el mayor

impacto está en la mano de obra al llevar a cabo

la alineación de los rollos y el ajuste de los

rodillos de separación; al hacer un cambio de

pedido o lote ya que todo este proceso se realiza

manualmente basado en la experiencia y pericia

del trabajador. Por lo que se procedió al análisis

del equipo así como el método de ajuste y

calibración para así pasar a las fases de mejora

y control.

En las fases de mejora y control se

procedio a buscar herramientas ―PokaYoke‖ a

prueba de errores para facilitar la alineación de

rollo y ajuste de rodillos de separación al hacer

la preparación del equipo mediante tormentas

de ideas y círculos de calidad se determinaron

acciones a corto plazo y a largo plazo; en el

corto plazo lo que se considero más factible fue

la utilización de mecanismos estándar para el

ajuste del papel que eliminara fuentes de

variación debido al decentrado y por ello se

determinó utilizar una guía con escala numérica

de los grados de inclinación de cada rodillo, así

mismo se estandarizo el método de ajuste y se

documento procediendo posteriormente a la

difusión práctica del mismo en todos los turnos

y por todos los ajustadores, además de

colocarlo de forma visible en el lugar de trabajo

con ayudas visuales aplicando los principios de

fabrica visual, para el mediano plazo se

desarrollo una evaluación de los proveedores de

papel y tintas con las especificaciones claras de

la materia prima deseada en cuanto a

características como calibre, humedad,

densidad, tiempos de entrega, además de que se

hizo un catalogo de proveedores y se buscaron

otros proveedores adicionales a los que ya se

tienen.

Para el largo plazo se cotizaron

alineadores con sensores de movimiento para

detectar en el transcurso del proceso cuando el

papel se desalinea y de esta manera realizar el

paro en automático del proceso para reducir la

merma implementando una gráfica de control

estadístico X-R que graficara el muestreo

promedio de las alineaciones durante el proceso

con frecuencia de cada dos horas para detectar

desviaciones al presentar tendencias fuera de

los limites de especificación y tomar acciones

previas a que se desajuste por completo. Con

las acciones implementadas en el corto plazo se

procedio a medir nuevamente la generación de

merma la cual se redujo en un 30% y esto se

observó desde el primer día en que se realizaron

las mejoras al implementar las acciones a

mediano y largo plazo se pudo observar una

reducción adicional del 10% dando el total del

40%, el 8.6% remanente tenía que ver con la

titnta y manejo inicial de la materia prima así

como el sobrante de papel cuando se esta

terminando el rollo o el maltrato del mismo por

el manejo, lo cual después de sensibilizar al

personal y con la práctica por la curva normal

de aprendizaje se irá reduciendo.

Figura 3 Rodillos de separación

Resultados y discusión

347


ISSN-2410-3993






Después de definir el problema reducir el

desperdicio, medir la cantidad de merma que se

generaba en cada operación para analizar la

operación critica que impactaba más en el

desperdicio con el uso de herramientas

estadísticas se analizó y llego a la conclusión

que la tubera era la clave para implementar

mejoras que impactarían directamente en el

proceso por lo que se implementaron acciones

en el corto, mediano y largo plazo com guías

dispositivos a prueba de errores para ajuste con

escala numérica para controlar los ajustes en el

grado de inclinación de cada rodillo lo cual no

implicaba costo. Se estandarizo el método de

ajuste aprovechando la experiencia y se

documentó, se seleccionó más la calidad del

papel para trabajar definiendo especificaciones

y evaluando proveedores. Se adquirieron

alineadores con sensores de movimiento. Con

esto se optimizo el proceso en un 40% ya que

fue el porcentaje que redujo la merma al llevar

a cabo las acciones concretas y objetivas. Esto a

su vez repercute en un incremento de la

producción, productividad y ganancias

económicas en esa misma proporción.

Conclusiones

Las herramientas estadísticas permiten el mejor

control de los procesos, ya que un proceso

medido es un proceso controlado. Pero su

aplicación es más efectiva sí se sigue una

metodología para la soluciones de problemas;

DMAIC (Definir, Medir, Analizar, Mejorar y

Controlar) este tipo de metodologías están

basadas en herramientas estadísticas para la

optimización de procesos de acuerdo con el

método de 6 sigma. De esta manera las

soluciones son más puntuales, asertivas y

optimas porque dirigen los esfuerzos de manera

más objetiva.

El Pareto es de gran ayuda para poder

identificar los problemas y su porcentaje de

afectación y por lo siguiente atacarlos, la

estratificación nos ayuda a identificar

claramente cuáles son los factores que

intervinieron en la generación de merma.

El diagrama de causa-efecto es de vital

importancia para la resolución de problemas ya

que este arroja la causa principal de los

problemas, en este caso fue la alineación de los

rollos y el ajuste de los rodillos de separación.

Sin estas herramientas se puede caer en

el error de realizar mejoras en operaciones cuyo

impacto en el problema no es considerable y su

reflejo es minimo como hubiera sido el caso de

la impresora cuyo impacto solo es del 18.6%.

Finalmente se realizó un análisis de

impacto dando como resultado que con la

adaptación de las propuestas en la tubera se

reduciría un 82.4% los defectos que genera esta

máquina, ya que del 48.6% de la merma total

que se generaba en el proceso se logro reducir

al 40% siendo esta diferencia de 8.6% a nivel

proceso como impácto. Este 40% a su vez es

una reducción de costos por desperdicio y una

optimización en uso de materias primas,

incremento de la productividad al tener una

mayor cantidad de producto terminado bueno y

vendible dando como resultado un incremento

de ingreso por ventas. La inversión en

dispositivos a prueba de errores y de control se

amortiza con el tiempo por los ahorros en

desperdicio e incremento de ventas. En este

caso la inversión se recuperaría en seis meses.

Referencias

Chrysler, Company, F. M., & Motors, G.

(2005). Control Estadístico de los Proceso.

México: Segunda Edición.

Dominguez, G., & Roxana, S. (10 de

noviembre de 2010). Google. Recuperado el 25

de Febrero de 2014, de Slideshare:

http://www.slideshare.net/lauraroxanasa/dmaic-

5730447

348


ISSN-2410-3993






Garcia, O. (27 de Octubre de 2009). Google.

Recuperado el 25 de Febrero de 2014, de

Slideshare:

http://www.slideshare.net/oscaragarciab/herram

ientas-para-el-control-estadstico-de-procesos

Heizer, R., & Render, B. (2004). Principios de

administración de operaciones. Mexico:

Pearson Educación.

L., A. F. (1998). La Capacidad de los procesos

industriales: Métodos estadísticos exigidos por

las normas ISO 9000. Caracas: Universidad

Catolica Andrés Bello.

Lyonnet, P. (2000). Los Metodos de la Calidad

Total. Mexico: Ediciones Diaz Santos S.A.

Medina, O. (10 de mayo de 2010). Google.

Recuperado el 03 de Marzo de 2014, de

Blogdiario :

http://oszielmedina.blogspot.es/1273527350/

Sacristán, F. R. (2008). Técnicas de Resolución

de Problemas. Mexico: FC EDITORIAL.

Zamora, M. (19 de Junio de 2011). Google.

Recuperado el 25 de Febrero de 2014, de

Slideshare:

http://www.slideshare.net/master780/control-

de-mermas

349


Optimización de tiempos en el área de maquinado de las líneas de producción U1,

U2, U3, U4, y U5

ACOSTA-GONZALES, Yanid†, ESTRADA-NAVARRETE, Jorge & MUÑOZ-DIAZ, Ismael

Universidad Tecnológica de Aguascalientes


Resumen

El presente documento muestra la Optimización de

tiempos en el área de maquinado de las líneas de

producción U1, U2, U3, U4, y U5. El estudio

se realiza debido a que la empresa es de nueva

creación y no cuenta con la estandarización de

tiempos, que será la base para un balanceo de

líneas y el establecimiento de cargas para el

cumplimiento del requerimiento del cliente.

Los resultados exhiben la conveniencia del

estudio y busca dar a conocer las bondades de

la metodología de balanceo de líneas en

combinación con otras herramientas, cuya

finalidad es asegurar un flujo continuo y uniforme

de los productos, asignando las operaciones de tal

forma que se equilibren los tiempos.

Tiempo takt, tiempo ciclo, tiempo ciclo de la

máquina y tiempo de operación manual

Abstract

This document shows the optimization of time

in the area of machined production lines U1,

U2, U3, U4 and U5. The study was done

because the company is newly created and has

no standardization of times, that will be the

basis for a balance of lines and oblivious to

meet compact load the customer's requirement.

The results exhibit the adequacy of the study

and seeks to publicize the benefits of line

balancing methodology in combination with

other tools, aimed at ensuring a continuous and

uniform flow of the products, assigning

operations so as to balance the times.

Takt time, cycle time, machine cycle time, time

manual operation

___________________________________________________________________________________________________

Citación: ACOSTA-GONZALES, Yanid, ESTRADA-NAVARRETE, Jorge & MUÑOZ-DIAZ, Ismael. Optimización de

tiempos en el área de maquinado de las líneas de producción U1, U2, U3, U4, y U5. Revista de Tecnología e Innovación

2015, 2-2:349-355

________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________



350


ISSN-2410-3993


ACOSTA-GONZALES, Yanid, ESTRADA-NAVARRETE, Jorge & MUÑOZ-

DIAZ, Ismael. Optimización de tiempos en el área de maquinado de las líneas de

producción U1, U2, U3, U4, y U5. Revista de Tecnología e Innovación 2015

Introducción

Este proyecto se desarrollo en una empresa de

manufactura automotriz, en el área de

Maquinado; consistió en la toma de tiempos de

cada una de las líneas de producción (U1, U2,

U3, U4, y U5), específicamente los tiempos

ciclos de máquinas, los tiempos de la operación

manual y los tiempos de cambio de

herramienta. Se analizaron gráficamente los

tiempos para proponer mejoras, que

contribuyan a que las líneas sean más

productivas, también con base a los tiempos

tomados, se determinó para cada operación su

tiempo estándar, con la finalidad de ayudar a

planear la producción y establecer cargas de

trabajo.

El proyecto de toma de tiempos en las

líneas de producción, se desarrolló para estudiar

y analizar a profundidad el comportamiento de

las operaciones y la variabilidad que existe en

los tiempos tanto del operador como de la

máquina y compararlo con el tiempo takt del

modelo A que es de 94.2 segundos, el modelo

B de 50 segundos, y el modelo C de 131

segundos. Se busca estandarizar los tiempos de

las máquinas y operaciones con la ayuda del

estudio, para lograr la estandarización de las

operaciones manuales y los tiempos de

maquinado de las líneas. Con el estudio

surgirán propuestas de mejora, tanto para las

máquinas como para las operaciones que

coadyuvarán a tener mejor productividad.


Este proyecto utilizará la metodología de

balanceo de líneas, apoyado en el diagrama de

operaciones y en el tiempo takt (E. Meyers,

2000).

El procedimiento es de la siguiente

manera: a) Selección de la línea de maquinado;

b) Cronometrar el tiempo ciclo de la máquina.

(10 eventos); c) Registrar el tiempo en el

formato; d) Determinción del tiempo ciclo

promedio; e) Cronometrar el tiempo de

operación manual (10 eventos); f) Registrar el

tiempo en el formato; h) Determinar el tiempo

ciclo; i) Determinación del tiempo estándar; j)

Determinar el número de unidades requeridas

por turno; k) Comparar el tiempo estándar

estimado con el tiempo takt utilizado por la

empresa.

Resultados

Los modelos se analizaron, por medio de

gráficas (El tiempo ciclo de la máquina y del

operador). En el el modelo A U1, cuenta con

un operador para abastecer la operación 1.1 y

1.2 (tres máquinas), de la 1.3 y 1.4 hay un

operador (de 1.3 son dos máquinas y 1.4 tres

máquinas), en la 1.5 se tiene un operador (con

tres máquinas), a la operación 1.6, 1.7 y 1.8 la

opera una persona (una máquina). Se

determinó el tiempo ciclo promedio de cada

máquina y de la operación manual, y se

representó gráficamente, obteniendo los

siguientes resultados: El tiempo takt o tiempo

objetivo para U1 es 1.57 minutos, la operación

1.5 rebasa el tiempo de 98.56 seg. esta

operación es el cuello de botella de la línea;

además de que con base a la capacidad de 1.5 se

debe de planear la producción, ya que es la

operación que marca el ritmo de trabajo,

teniendo las piezas por hora (JPH) igual a 36

piezas, por lo que será un área de oportunidad

para mejorar la línea.

351


ISSN-2410-3993





Gráfico 1 Tiempo del Modelo A U1 Tiempo Takt: 94.2

segundos

En las líneas U2, en las operaciones 1.2,

1.3 y 1.4 rebasan el tiempo Takt y la operación

1.5 está en el límite, que son respectivamente:

las operaciones 1.2 de 82.59 segundos, 1.3 de

90.08 segundos, 1.4 de 92.2 segundos y 1.5 con

100.28 segundos con respecto al tiempo takt

(Ver) y su JPH es igual a 36 piezas.

Gráfico 2 Tiempo del Modelo A U2

Modelo B U3

El modelo B, de la línea 3, su operación 3.5, el

tiempo ciclo de la máquina es de 50.1

segundos; que se encuentra en los límites del

tiempo takt la operación 3.1 y 3.2 .

Gráfico 3 Modelo B, Tiempos Línea U3 del proceso 3

El modelo B, lo maquilan las líneas U3

y U4. Este modelo hace énfasis a las

operaciones cuello de botella, que se acercan

al límite del tiempo takt. En la línea U3 del

proceso 2, su operación 2.1, el tiempo ciclo de

la máquina es de 34,21 segundos; se lavan dos

piezas por ciclo de la máquina, para poder

abastecer la operación 2.2, el tiempo real es

68.42 segundos. La JPH, de estas dos líneas

como máximo es de 72 piezas y el mínimo es

de 62 piezas.

Gráfico 4 Modelo B, Tiempo de la Línea U3 Proceso 2

En la línea U3 del proceso 4, todos los tiempos

ciclo de las máquinas están por debajo del

tiempo takt, solamente la operación 4.6 se

acerca al tiempo takt.

352


ISSN-2410-3993





En las operaciones que no presentan el

tiempo de las máquinas: 4.3 y 4.7 solamente

se hace inspección visual y validación de las

ranuras con los gauges.

Gráfico 5 Modelo B, Tiempos Línea U3, del proceso 4

En la línea U3 del proceso 5; la

operación que se acerca al tiempo takt es 5.3

con 49.8 segundos, por lo tanto esta operación

es el cuello de botella

Gráfico 6 Tiempos de la línea U3, proceso 5

En la línea U4 del proceso 3, la operación

que mas se acerca al tiempo takt es la 3.5 con un

tiempo de 50.81, que rebasa su tiempo takt. En el

Proceso 2, las operaciones que más se acercan al

tiempo takt son 2.1 con 42.16 segundos y 2.3 de

45.1 segundos.

Gráfico 7 Modelo B, de la línea U4 del Proceso 3

Gráfico 8 Modelo B, Tiempo de la Línea U4 Proceso 2

En la línea U4 del proceso 4.9, no se

consideró el tiempo de la operación (Empaque),

ya que se hace dentro del tiempo ciclo de la

impregnadora de la operación 4.8 de 29.82

segundos respectivamente, por lo que se

encuentra por debajo del tiempo takt.

En la operación 4.6 se aproxima al

tiempo takt con 45.9 segundos (Ver y si la

maquinaria sufriera cambios/ajustes en el

programa se impediria cumplir con los

requerimientos del cliente.

353


ISSN-2410-3993





Gráfico 9 Tiempos Línea U4 Proceso 4

En el proceso 5, operación 5.3 el tiempo

ciclo de la máquina es de 49.55segundos, cerca

del tiempo takt, por lo tanto ésta es la

operación en la que se debe de poner atención a

cambios y mejoras para poder reducir ese

tiempo ciclo de la máquina.

Gráfico 10 Tiempos Línea U4 Proceso 5

Modelo C U5

En la línea U5 del proceso 3, se aprecia en la

gráfica, que ninguna operación se aproxima al

tiempo takt, se hace mención que en la

operación 3.5 los tiempos de maquinado varían

entre ciclo y ciclo.

Gráfico 11 Modelo C, Tiempos de la Línea U5, U5 C del

Proceso 3

En los procesos 2.1 y 4.1, se trabaja con

dos piezas por ciclo de máquina, por lo que se

reduce a la mitad del tiempo, y no existe el

riesgo de que sobrepase el tiempo takt

354


ISSN-2410-3993





En los procesos 3, 2 y 4 se puede

observar que no existe ningún cuello de botella,

todo lo contrario, los tiempos de maquinado e

inspección visual están muy por debajo de lo

requerido.

Gráfico 12 Modelo C, Tiempos de línea U5 del Proceso

2

Gráfico 13 Tiempos línea U5 C Proceso 4

En el proceso 5, la operación que marca

el ritmo de trabajo es 5.3 con 131.4 segundos,

por lo tanto con base a la capacidad de la

misma se debe planear la producción

Gráfico 14 Modelo C, Tiempos Línea U5 del Procesos 5

Conclusiones y Recomendaciones

Existen áreas de oportunidad en las líneas de

maquinado de esta empresa, estas abarcan

desde cosas muy simples que pueden ahorrar

tiempo hasta otros tipos de kaizen más

complicados que requieren inversiones como:

nueva herramienta, maquinaria entre otros.

Con base a los resultados obtenidos en

los tiempos ciclos de cada proceso, a

continuación se mencionan las propuestas de

mejora que coadyuvarán al incremento de

productividad:

1.- Redefinir los tiempos takt del cliente

de las líneas A, para volver a plantear los

objetivos de producción.

Redefinir el tiempo estándar que se tiene

en las líneas, así como la capacidad por turno y

por hora (Véase en Tabla 3), y se puede

concluir que cumple con el requerimiento del

cliente.

355


ISSN-2410-3993





Aspectos Procedimiento Resultados

Cuello de

Botella

1.5 98.56 + 9 seg

Carga/Descarga

107.56

segundos

Capacidad

por turno

368 pzas.

(11 horas

turno

diurno)

334 pzas

(10 horas

turno

nocturno

Capacidad

por hora

3600 seg/hora

/107.56 Cuello

de Botella

33.46 pzas/

hora

Tiempo

Takt

39600 segundos

de la jornada /

368 pzas

107.60

segundos

Tabla 3 Propuesta de capacidades y de tiempo del

modelo A de la línea U1 y U2

2. Actualizar las HOE. (Operaciones

manuales y tiempos de las operaciones),

para cambiar los tiempos ciclos de la

operación manual.

3. Regular los tiempos de las puestas de la

maquinaria. (Abrir y cerrar).

4. Eliminar movimientos innecesarios para

los programas CNC.

5. Acomodar las herramientas en el

carrusel (magazine). Considerar los

tiempos ciclos mencionados en los

resultados obtenidos.

6. Colocar un cajón debajo de los

transportadores para evitar la suciedad

en el suelo, esto ayudará a minimizar el

tiempo de limpieza al final de la

jornada.

7. Con los tiempos previamente tomados,

balancear las cargas de trabajo en las

líneas A

6.- Establecer un nuevo flujo de proceso en U5.

7.- Determinar el ciclo del operador dando

prioridad a las máquinas más rápidas para

cumplir con el tiempo takt planeado.

Cabe mencionar que las propuestas

plasmadas en este documento ya se están en

proceso de implementación, por lo que se hace

neceario evaluar el proceso para validar la

viabilidad y el cumplimiento de los programas

establecidos.

Agradecemos la disposición y apertura

de la empresa, para la realización de este

proyecto.

Referencias

E. Meyers, F. (2000). Estudios de tiempos y

movimientos (Segunda Edición ed.). Distrito

Federal, México: Pearson Educación .

356


Prototipo RA en Haciendas del Poniente de Yucatán

UH-Glendi†, UC-Gerardo & PUERTO-Antoña


Resumen

Abstract

El presente proyecto está orientado a la necesidad

que se tiene de apoyar al turismo del poniente del

estado, este software va a permitir mejor difusión de

las haciendas tanto conocidas como desconocidas,

ofreciendo una tecnología muy novedosa y atractiva

para el usuario final, ya que va a contener de una

forma muy dinámica las características más

importantes, su historia, su origen, los mitos entorno

a ellas, y sobre todo una actualización de los

registros de las haciendas con las que cuenta el

poniente de Yucatán, muchas de las cuales son

Patrimonio de la Nación. Por tal motivo se planteó

el presente proyecto el cual pretenda a través de una

aplicación móvil con la tecnología de realidad

aumentada dar a conocer la información más

relevante e importante de las distintas haciendas

existentes en la zona poniente del estado registradas

y no en el SEFOTUR, y así lograr fortalecer el

turismo en las haciendas en el poniente del estado.

This project is geared to the need of supporting

tourism in the western part of the State, this

software will allow to better dissemination of

finances both known as unknown, offering a very

innovative and attractive technology for the end

user, since it will contain in a very dynamic way the

most important features, its history, its origin Myths

environment, and above all an update of the records

of the farms West of Yucatan, many of which are

national heritage has. For this reason this project

which intends to through a mobile app with

augmented reality technology to disseminate the

information more relevant and important different

farms in the area west of the State registered and not

in the SEFOTUR arose, and thus achieve strengthen

tourism in the farms in the western part of the State.

Android, haciendas, mobile app, augmented reality,

Yucatan

Android, haciendas, aplicación, móvil, realidad

aumentada, Yucatán

_________________________________________________________________________________________________ Citación: UH-Glendi, UC-Gerardo & PUERTO-Antoña. Prototipo RA en Haciendas del Poniente de Yucatán. Revista de

Tecnología e Innovación 2015, 2-2:356-362

___________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________



357


ISSN-2410-3993


UH-Glendi, UC-Gerardo & PUERTO-Antoña. Prototipo RA en

Haciendas del Poniente de Yucatán. Revista de Tecnología e Innovación

2015

Introducción

Las haciendas henequeneras surgieron en la

segunda mitad del siglo XIX por un impulso de

las antiguas familias que desde la época

colonial poseían grandes propiedades

territoriales, por la participación de sus

herederos y por los nuevos grupos ricos que se

habían desarrollado en el comercio. Estas

haciendas representaron durante 100 años la

base de la economía de Yucatán (Ancona,

1995).

A mediados de 1940, cuando se

inventaron los hilos sintéticos, la industria del

henequén cayó abruptamente y con ello, el

esplendor de las haciendas. En la última década

del siglo XX, las haciendas de Yucatán

volvieron a recobrar un gran auge y esplendor,

ahora como lugares de perfecta armonía para el

descanso, la reflexión y la meditación, pero

sobre todo para ofrecerles a los visitantes de

Yucatán experiencias únicas (Gobierno del

estado, 2012).

Según la secretaría de fomento turístico

(SEFOTUR) en Yucatán existen 60 haciendas

henequeneras registradas para el turismo

nacional e internacional, sin embargo de

acuerdo a investigaciones realizados por

maestros y alumnos del área de turismo de la

Universidad Tecnológica del Poniente, y por

los mismos pobladores cercanos a estos lugares,

no se tiene una cifra exacta de las haciendas, ya

que hasta el momento se ha detectado que

aproximadamente en cada comisaría de cada

pueblo del Poniente del Estado existe una

hacienda.

Esta información no se encuentra

actualizada en la secretaría de fomento

Turístico en Yucatán, y mucho menos a oídos

de los turistas nacionales e internacionales por

lo cual reduce en gran medida la visita a estos

lugares, y ocasiona que los pobladores no

perciban los ingresos como deberían generar

estos lugares. Además que dichos visitantes al

visitar cualquiera de estas haciendas registradas

y no registradas en el SEFOTUR, en su

mayoría no cuentan con guías de turistas que

les expliquen sus orígenes , sus características y

los acontecimientos importantes que han

surgido en la hacienda. Por tal motivo se

planteó el presente proyecto el cual pretenda a

través de una aplicación móvil con la tecnología

de realidad aumentada dar a conocer la

información más relevante e importante de las

distintas haciendas existentes en la zona

poniente del estado registradas y no en el

SEFOTUR, y así lograr fortalecer el turismo en

las haciendas en el poniente del estado.


El desarrollo del proyecto consta de las

siguientes fases: recopilación de la información,

generación del contenido multimedia,

desarrollo de software, resultados e

implementación del software.

358


ISSN-2410-3993




2015

Recopilación de la información

Esta fase consistio en hacer un estudio de

campo en la zona poniente del estado de

Yucatán, visitando comisarías en busca de sus

haciendas para sacar el censo de dichos lugares,

a través de la información obtenida por los

mismos pobladores, dueños o personas cercanas

a ellas.

Además de ayudar a obtener la

información más importante de cada hacienda,

como es sus características, su origen, su

historia, los mitos y leyendas que dicen los

pobladores acerca de dichos lugares, los

sucesos o anécdotas más relevantes, que

atracciones y entretenimientos tiene para el

turista, cuales son las rutas posibles para llegar

a dichos lugares, el tipo de transporte que puede

ser utilizado para llegar, y a realizar

representaciones de algunas leyendas o mitos.

Generación del contenido Multimedia

Esta fase va a consistió en la toma de las

fotografías de cada uno de los lugares más

relevantes, de los pobladores y del

entrenamiento que se ofrece en cada una de las

haciendas.

Así mismo de la toma de videos de

pobladores que cuentan las leyendas, mitos o

descripción de cómo se vivía en las haciendas,

así como de la hacienda en general.

Esta fase también va a consistir en la

selección y edición de todas las fotografías, y

los videos que serán utilizados en la aplicación.

Y del desarrollo y diseño del logo de la

aplicación, y los iconos que se colocarían en el

sistema.

Desarrollo de software.

El desarrollo de software se ha dividido en las

siguientes sub fases: diseño y desarrollo de

interfaces gráficas, desarrollo del servidor,

desarrollo de la aplicación, pruebas.

Diseño y desarrollo de las interfaces gráficas.

Esta fase consiste en diseñar la interfaz gráfica

de la aplicación de acuerdo a los lineamientos

de usabilidad del usuario.

Así como, la selección de los iconos,

colores, tamaños y formas de cada una de las

ventanas de la aplicación.

Desarrollo de un servicio web.

Esta fase va consistio en analizar, diseñar y

desarrollar una base de datos relacional en

Mysql, necesaria para la aplicación.

Una vez acaba la base de datos se

prosigue a la creación de un servicio web

desarrollado bajo el lenguaje de programación

php, la arquitectura que se va a utilizar para este

desarrollo va ser la de Modelo-Vista-

Controlador (MVC), el modelado a su vez va

estar desarrollado bajo la programación

orientada a objetos, y este servidor va a servir

para poder alimentar y responder a las

peticiones que le pida su cliente en este caso la

aplicación móvil.

Desarrollo de la aplicación móvil.

Esta fase consiste en la realización de la

aplicación bajo cualquier plataforma de

dispositivos móvil, el cual esta desarrollado con

Android Studio.

359


ISSN-2410-3993




2015

El desarrollo de este proyecto va estar

compuesto de diferentes módulos o secciones

entre los cuales se puede encontrar:

- Ubicándome. Este módulo va ser que a

través de la ubicación en que se

encuentre la persona, pueda determinar

en qué hacienda se encuentra. A través

de la realidad aumentada al enfocar la

hacienda esta le muestre la información

de dicha hacienda, como el nombre, su

dimensión

- Historia.El cual a través de la tecnología

de realidad aumentada y el logo de la

hacienda mostrará un video de un guía

contando la historia de la hacienda.

- Mitos. Esta sección contiene diversos

mitos correspondientes a la hacienda.

- Cómo Llegar. Está sección a través del

API de Google, va a contener un mapa

de cómo llegar a la hacienda, que ruta

tomar, y que transporte disponible

existe.

Resultados

El resultado de dicho proyecto fue la

generación del prototipo de la aplicación móvil

―Haciendas de Yucatán‖, la cual contiene

diferentes módulos o secciones los cuales se

muestran a continuación.

Figura 1 Pantalla Principal con las secciones principales

de la aplicación

Las secciones principales son las

siguientes:

Sección de Historia: se muestra

la opción de historia en la cual a

través de ver más se despliega un

resumen de la hacienda, y al

darle clic al icono se muestra a

través de realidad aumentada al

guía contando la historia

Figura 2 Sección de Historia de la aplicación Haciendas

de Yucatán

360


ISSN-2410-3993




2015

La sección de Mitos contiene la

información de algunos mitos

que contiene la hacienda.

La sección de Ubicacándo esta

compuesto de dos pestañas en la

cual al inicio te ubica en la

localidad en que te encuentras y

al darle clic a donde estoy por

realidad aumentada te dice en

que hacienda te encuentras.

Figura 3 Sección Ubicándome de la aplicación de

Haciendas de Yucatán

- La sección de como llegar una pestaña

con dos pestañas en la cual en la

primera sección se encuentra con los

detalles importantes sobre la hacienda

como su horario, entretenimiento, y en

la pesataña mapa se encuetra las

opciones de la ruta que debe de tomar

Figura 4 Sección de como llegar de la aplicación de

Haciendas de Yucatán

Conclusiones.

La aplicación móvil se encuentra bajo el

sistema operativo Android actualmente, la

aplicación se encuentra en la etapa de prototipo

y pruebas, ya que debido a la gran cantidad de

haciendas con las cuales se cuenta en Yucatán

registradas, no registradas y abandonadas

requiere más tiempo de investigación de la

información, las haciendas incluidas dentro de

la aplicación es apenas un pequeño muestreo de

todas las que existen solo en el Poniente de

Yucatán. La aplicación ha sido probada en

diversos dispositivos móviles para ver su

comportamiento, ha sido positivo.

361


ISSN-2410-3993




2015

Al finalizar dicha aplicación y sacarla al

mercado, esta va ser de mucho beneficio para

las comunidades cercanas a las haciendas, ya

que en su mayoría se encuentran en zonas

rurales y los habitantes van a tener mejores

fuentes de ingresos al haber más turistas, al

igual que va ser un gran beneficio para las

haciendas ya que muchas de ellas son

abandonas y esto va a ayudar a poder

conservarlas.

Al igual esta aplicación va ser de mucho

beneficio para turistas tanto locales, nacionales

y extranjeros, ya que actualmente los mismos

Yucatecos no saben de la existencia de dichas

haciendas, los turistas nacionales y extranjeros

tendrán mas opciones de visitas a haciendas

menos comerciales de las que se conocen a

nivel nacional e internacional, e igual de poder

tener una experiencia magnifica al adentrarse a

la historia, mito y vivencias que tiene cada

hacienda de Yucatán.

Referencias

Ancona R., Roberto (1995). Arquitectura de las

Haciendas Henequeneras. México:Universidad

Autonóma de Yucatán.

Azuma, R., Baillot, Y., Behringer, R., Feiner,

S., Julier, S., & MacIntyre, B. (2001). Recent

advances in augmented reality. Computer

Graphics and Applications, IEEE, 21(6), 34-47.

Barfield, W., & Caudell, T. (Eds.). (2001).

Fundamentals of wearable computers and

augmented reality. CRC Press.

Bimber, O., & Raskar, R. (2005). Spatial

augmented reality. Peters.

Billinghurst, M., Kato, H., & Poupyrev, I.

(2001). The magicbook-moving seamlessly

between reality and virtuality. Computer

Graphics and Applications, IEEE, 21(3), 6-8.

Cawood, S., Fiala, M., & Steinberg, D. H.

(2007). Augmented reality: A practical guide.

Pragmatic Bookshelf.

Furht, B. (2011). Handbook of augmented

reality (Vol. 71). New York: Springer.

Gobierno del Estado de Yucatán. (2012).

Haciendas. Recuperado de

http://www.yucatan.gob.mx/menu/?id=haciend

as

Gobierno del Estado de Yucatán. (2012).

Recuperado de

http://www.haciendasenyucatan.com/inicio.htm

l

Haller, M., Billinghurst, M., & Thomas, B. H.

(Eds.). (2007). Emerging technologies of

augmented reality: interfaces and design. Igi

Global.

Rekimoto, J., & Ayatsuka, Y. (2000, April).

CyberCode: designing augmented reality

environments with visual tags. In Proceedings

of DARE 2000 on Designing augmented reality

environments (pp. 1-10). ACM.

Reitmayr, G., & Schmalstieg, D. (2003,

February). Location based applications for

mobile augmented reality. In Proceedings of the

Fourth Australasian user interface conference

on User interfaces 2003-Volume 18 (pp. 65-

73). Australian Computer Society, Inc.

362


ISSN-2410-3993




2015

Secretaria del fomento turístico. (2012).

Yucatán. Recuperado de

http://yucatan.travel/yucatan/

Universidad Autónoma de Yucatán. (2014).

Recuperado de

http://www.mayas.uady.mx/yucatan/yuc01.html

Revista de Tecnología e Innovación

Instrucciones para Autores

A. Envió de artículos con las áreas de Tecnología e Innovación.

B. La edición del artículo debe cumplir las siguientes características:

- Redactados en español o en inglés (preferentemente). Sin embargo, es obligatorio presentar el

título y el resumen en ambos idiomas, así como las palabras clave.

- Tipografía de texto en Time New Roman #12 (en títulos- Negritas) y con cursiva (subtítulos-

Negritas) #12 (en texto) y # 9 (en citas al pie de página), justificado en formato Word. Con Márgenes

Estándar y espaciado sencillo.

- Usar tipografía Calibre Math (en ecuaciones), con numeración subsecuente y alineación

derecha: Ejemplo;

σϵ∑:Hσ=⋂_(s<σ)Hs

(1)

- Comenzar con una introducción que explique el tema y terminar con una sección de

conclusiones.

- Los artículos son revisados por los miembros del Comité Editorial y por dos dictaminadores

anónimos. El dictamen será inapelable en todos los casos. Una vez notificada la aceptación o rechazo

de un trabajo, su aceptación final estará condicionada al cumplimiento de las modificaciones de estilo,

forma y contenido que el editor haya comunicado a los autores. Los autores son responsables del

contenido del trabajo y el correcto uso de las referencias que en ellos se citen. La revista se reserva el

derecho de hacer los cambios editoriales requeridos para adecuar los textos a nuestra política editorial.

C. Los artículos pueden ser elaborados por cuenta propia o patrocinados por instituciones educativas ó

empresariales. El proceso de evaluación del manuscrito no comprenderá más de veinte días hábiles a

partir de la fecha de su recepción.

D. La identificación de la autoría deberá aparecer únicamente en una primera página eliminable, con el

objeto de asegurar que el proceso de selección sea anónimo.

E. Los cuadros, gráficos y figuras de apoyo deberán cumplir lo siguiente:

- Deberán explicarse por sí mismos (sin necesidad de recurrir al texto para su comprensión), sin

incluir abreviaturas, indicando claramente el título y fuente de consulta con referencia abajo con

alineación izquierda en tipografía número 9 con negritas.


- Todo el material de apoyo será en escala de grises y con tamaño máximo de 8cm de anchura por

23cm de altura o menos dimensión, además de contener todo el contenido editable

- Las tablas deberán ser simples y exponer información relevante. Prototipo;

Gráfica 1. Tendencia determinista versus estocástica

F. Las referencias bibliográficas se incorporarán al final del documento con estilo APA.

La lista de referencias bibliográficas debe corresponder con las citas en el documento.

G. Las notas a pie de página, que deberán ser usadas sólo excepcionalmente para proveer información

esencial.

H. Una vez aceptado el artículo en su versión final, la revista enviará al autor las pruebas para su

revisión. ECORFAN-Bolivia únicamente aceptará la corrección de erratas y errores u omisiones

provenientes del proceso de edición de la revista reservándose en su totalidad los derechos de autor y

difusión de contenido. No se aceptarán supresiones, sustituciones o añadidos que alteren la formación

del artículo. El autor tendrá un plazo máximo de 10 días naturales para dicha revisión. De otra forma,

se considera que el (los) autor(es) está(n) de acuerdo con las modificaciones hechas.

I.Anexar los Formatos de Originalidad y Autorización, con identificación del Artículo, autor (s) y firma

autógrafa, de esta manera se entiende que dicho artículo no está postulado para publicación

simultáneamente en otras revistas u órganos editoriales.


Formato de Originalidad

Sucre, Chuquisaca a ____ de ____ del 20_____

Entiendo y acepto que los resultados de la dictaminación son inapelables por lo que deberán firmar los

autores antes de iniciar el proceso de revisión por pares con la reivindicación de ORIGINALIDAD de

la siguiente Obra.

Artículo (Article):

_____________________

Firma (Signature):

_____________________

Nombre (Name)


Formato de Autorización

Sucre, Chuquisaca a ____ de ____ del 20_____

Entiendo y acepto que los resultados de la dictaminación son inapelables. En caso de ser aceptado para

su publicación, autorizo a ECORFAN-Bolivia a difundir mi trabajo en las redes electrónicas,

reimpresiones, colecciones de artículos, antologías y cualquier otro medio utilizado por él para alcanzar

un mayor auditorio.

I understand and accept that the results of evaluation are inappealable. If my article is accepted for

publication, I authorize ECORFAN-Bolivia to reproduce it in electronic data bases, reprints,

anthologies or any other media in order to reach a wider audience.

Artículo (Article):

_____________________

Firma (Signature)

_____________________

Nombre (Name)

ISSN-2410-3993

Documents

Revista de - ecorfan.org...RAMOS ARANCIBIA Revista de Tecnología e Innovación, Volumen 2, Número 2, de Enero a Marzo -2015, es una revista editada trimestralmente por ECORFAN-Bolivia