capitulo 1 ciencia y tecnologia. 4o congreso internacional multidisciplinario de ingenierías
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CAPÍTULO I INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
ISSN 2007-9516 CD ROM 2
COMUNICACIÓN INALAMBRICA CON Xbee S2.
Zavala Zavala José de Jesús1; Vázquez Delgado Héctor Daniel1; y Ley Clemente Agustín de Jesús1
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa
RESUMEN- El contenido presenta la estructura, configuración y uso del XBee como herramienta de comunicación en los diferentes entornos. Para la configuración del Xbee como medio de comunicación inalámbrico de punto a punto o multipunto esta basados en una comunicación estándar inalámbrica IEEE_802.15.4. La conexión XBee fue creada por Zigbee Alliance, es una organización de más de 200 empresas que funcionaba teóricamente sin fines de lucro. Zigbee permite que dispositivos electrónicos de bajo consumo puedan realizar sus comunicaciones inalámbricas. Es especialmente útil para redes de sensores en entornos industriales, médicos y sobre todo domóticas.Este trabajo comprende una conexión de tres Sistemas embebidos con los XBee S2. Las comunicaciones Zigbee se realizan en la banda libre de 2.4GHz. A diferencia de Bluetooth, este protocolo no utiliza FHSS, sino que realiza las comunicaciones a través de una única frecuencia, es decir, de un canal. Normalmente puede escogerse un canal de entre 16 posibles. El alcance depende de la potencia de transmisión del dispositivo así como también del tipo de antenas utilizadas. El alcance normal con antena dipolo en línea vista es de aproximadamente de 100m y en interiores de unos 30m. La velocidad de transmisión de datos de una red Zigbee es de hasta 256kbps. Una red Zigbee la pueden formar, teóricamente, hasta 65,535 equipos. En nuestro caso se mostró que el alcance de la comunicación fue casi de 150 metros sin interferencia y el canal utilizado fue el 1515. Los resultados del trabajo muestran que la comunicación es rápida pero puede distorsionarse si el coordinador y Router escriben al mismo tiempo. Esta comunicación sirve más para presentar resultados por medio de sensores de un punto a otro sin hacer correcciones solo recibir información. La comunicación empieza a tener errores cuando el alcance del XBee está en sus límites y se pierde cuando excede de los mismos.
Palabras clave— Arduino, XBee S2, comunicación, transmisión de datos.
ABSTRACT- The content presents the structure, configuration and use the XBee as a communication tool in different environments. To configure the XBee wireless communication as a means of point-to-point or multipoint is based on a wireless communication standard IEEE_802.15.4. The Xbee connection was established by Zigbee Alliance is an organization of more than 200 companies running non-profit theoretically. Zigbee allows low-power electronic devices can perform their wireless communications. It is especially useful for sensor networks in home automation and especially industrial environments, medical. This work comprises three Arduinos connection with Xbee S2. The ZigBee communications are in free 2.4GHz band. Unlike bluetooth, this protocol does not use FHSS, but performs communications via a single frequency, i.e. a channel. You can usually chosen from among 16 channels possible. The range depends on the transmission power of the device as well as the type of antennas used. The normal range with online view dipole antenna is about 100mm and about 30m indoors. Speed data transmission network is a Zigbee up to 256kbps. A ZigBee network can be theoretically up to 65,535 computers. In our case it was shown that the scope of our communication was almost 150 meters without interference and channel used was 1515. The results of the study show that communication is quick but may be distorted if the coordinator and Router written simultaneously. This communication serves only to present results through sensors from one point to another without corrections only receive information. The communication starts getting errors when the scope of the Xbee is at its limits and is lost when it exceeds them.
1 Docente investigador del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, con Maestría en Ingeniería Administrativa
ISSN 2007-9516 CD ROM 3
INTRODUCCIÓN La conexión del Módulo XBee multipunto empezó a ser utilizado en la organización de más de 200 empresas teniendo como empresa de referencia a Mitsubishi y Philips líderes en su líneas de productos. La conexión inalámbrica utiliza un canal de comunicación con una única frecuencia difícil que alguien pueda saber el canal de comunicación y por lo tanto descifrar el mensaje. La conexión de punto a punto con el XBee es
necesaria en localidades remotas donde no
hay internet, en lugares donde no prefiere
pagar mensualidades por la comunicación, o
donde no quieres pagar por la cantidad de
mensajes enviados debido a que satisface al
usuario en lo siguiente:
• Bajo costo.
• Ultra-bajo consumo de potencia.
• Uso de bandas de radio libres y sin
necesidad de licencias.
• Instalación barata y simple.
• Redes flexibles y extensibles.
Los módulos XBee son económicos, potentes
y fáciles de utilizar. Algunas de sus principales
características son:
Buen alcance: hasta 100 metros en línea
vista para los módulos XBee y hasta 1 milla
(1.6km) para los módulos XBee pro.
9 pines entradas y salidas con entradas
analógicas y digitales.
Bajo consumo de energía de menor de
50mA cuando están en funcionamiento y
menor de 10µA cuando está en modo slepp.
Interfaz serial.
65,000 direcciones para cada uno de los
16 canales disponibles. Se pueden tener
muchos de estos dispositivos en una misma
red.
Fáciles de integrar.
MATERIALES Y MÉTODO
Una buena forma de agregar conectividad inalámbrica a tu proyecto es utilizando los módulos XBee de MaxStream. Los módulos XBNee proveen 2 formas amigables de comunicación: Transmisión serial transparente (modo AT) y el modo API que provee muchas ventajas. Los módulos XBee pueden ser configurados desde el PC utilizando el programa X-CTU o bien desde tu microcontrolador. Los XBee pueden comunicarse en arquitecturas punto a punto, punto a multipunto o en una red mesh. La
elección del módulo XBee correcto pasa por escoger el tipo de antena (chip, alambre o conector SMA) y la potencia de transmisión (2mW para 300 pies o 60mW para hasta 1 milla). En la figura 1 se muestra un XBee. Figura 1. XBee
Los módulos XBee pueden ser usados con adaptadores XBee Explorer Serial o XBee Explorer USB. Aquellos microntroladores que trabajan con 5V necesitarán de una interfaz (XBee regulated) para comunicarse con los módulos XBee. La figura 2 muestra un interfaz para la comunicación del XBee.
Figura 2. Interfaz del XBee.
Debido a que los módulos XBee tienen una separación de pines de 2mm recomendamos utilizar una de las tarjetas adaptadoras. Las tarjetas permiten conectar los módulos XBee en cualquier protoboard estándar con separación de 0.1 pulgadas. Si vas a comunicar un módulo XBee con un PC recomendamos utilizar el adaptador USB que te va a permitir configurar tu módulo fácilmente y probar la configuración antes de utilizar el módulo en una red punto a punto. ¿Qué es Arduino? Arduino es una herramienta para hacer que los ordenadores puedan sentir y controlar el mundo físico a través de tu ordenador personal. Es una plataforma de desarrollo de computación física (physical computing) de código abierto, basada en una placa con un sencillo microcontrolador y un entorno de
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desarrollo para crear software (programas) para la placa. Puedes usar Arduino (Sistema embebido) para crear objetos interactivos, leyendo datos de una gran variedad de interruptores y sensores y controlar multitud de tipos de luces, motores y otros actuadores físicos. Los proyectos con Arduino pueden ser autónomos o comunicarse con un programa (software) que se ejecute en tu ordenador. La placa puedes montarla tú mismo o comprarla ya lista para usar, y el software de desarrollo es abierto y lo puedes descargar gratis desde la página www.arduino.cc/en/. El Arduino puede ser alimentado a través de la conexión USB o con una fuente de alimentación externa. La fuente de alimentación se selecciona automáticamente. En la figura 3 se muestra el Arduino para la conexión con el XBee.
Figura 3. Arduino uno.
Para el diseño de la arquitectura de una red XBee básica está compuesta de 3 tipos de elementos. Un único dispositivo, Coordinador, dispositivos Routers y dispositivos finales. Los módulos XBee son versátiles a la hora de establecer diversas topologías de red, dependiendo la serie de XBee que escojamos pueden crearse redes como las que se observan en la figura 4. El Coordinador. Es el nodo de la red que tiene la única función de formar una red. Es el responsable de establecer el canal de comunicaciones y del PAN ID (identificador de red) para toda la red. Una vez establecidos estos parámetros, el Coordinador puede formar una red, permitiendo unirse a él a dispositivos Routers y End Points. Una vez formada la red, el Coordinador hace las funciones de Router,
esto es, participar en el en rutado de paquetes y ser origen y/o destinatario de información.
Punto a punto Estrella Malla Árbol Mixtas
Figura 4. Tipos de redes de comunicación
Figura 5
Coordinado PAN con Multipuntos nodos.
Los Routers. Es un nodo que crea y mantiene información sobre la red para determinar la mejor ruta para transmitir un paquete de información. Lógicamente un Router debe unirse a una red Zigbee antes de poder actuar como Router retransmitiendo paquetes de otros Routers o de End points. End Device. Los dispositivos finales no tienen capacidad de en rutar paquetes. Deben interactuar siempre a través de su nodo padre, ya sea este un Coordinador o un Router, es decir, no puede enviar información directamente a otro end device. Normalmente estos equipos van alimentados a baterías. El consumo es menor
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al no tener que realizar funciones de enrutamiento Aplicaciones Cada módulo Zigbee, al igual que ocurre con las direcciones MAC de los dispositivos ethernet, tiene una dirección única. En el caso de los módulos Zigbee cada uno de ellos tiene una dirección única de 64bits que viene grabada de fábrica. Por otro lado, la red Zigbee, utiliza para sus algoritmos de ruteo direcciones de 16 bits. Cada vez que un dispositivo se asocia a una red Zigbee, el Coordinador al cual se asocia le asigna una dirección única en toda la red de 16bits. Por eso el número máximo teórico de elementos que puede haber en una red Zigbee es de 2^16 = 65,535, que es el nº máximo de direcciones de red que se pueden asignar. Estos módulos XBee, pueden ser ajustados para usarse en redes de configuración punto a punto, punto-a-multipunto o peer-to-peer. Un ejemplo se muestra en la Figura 4, donde se muestra una conexión multipunto, con un coordinador, conectado a varios nodos. Digi 2 tiene 2 series de módulos disponibles. Los módulos Xbee Serie 2 permite hacer redes mesh, La serie 1 no. En la Figura 6 se observan los elementos del XBee. El Chip de la antena en la parte superior, el conector para la antena RF, y el conector para una antena integrada Whip.
Figura 6. Elementos del Xbee
Circuito básico para el XBee. La Figura 7 muestra las conexiones mínimas que necesita el módulo Xbee para poder ser utilizado. Luego de esto, se debe configurar según el modo de operación que se desea para la aplicación requerida por el usuario.
Figura 7. Conexiones mínimas requeridas para el Xbee
El módulo requiere una alimentación desde 2.8 a 3.4V, la conexión a tierra y las líneas de transmisión de datos por medio del UART (TXD y RXD) para comunicarse con un microcontrolador, o directamente a un puerto serial utilizando algún conversor adecuado para los niveles de voltaje. Esta configuración, no permite el uso de Control de Flujo (RTS & CTS), por lo que ésta opción debe estar desactivada en el terminal y en el módulo XBee. En caso de que se envíe una gran cantidad de información, el buffer del módulo se puede sobrepasar.
Para evitar ese problema existen dos alternativas:
• Bajar la tasa de transmisión • Activar el control de flujo.
Modos de Operación del XBee S2 El Modo de recibir/ transmitir se encuentra en estos modos cuando al módulo le llega algún paquete RF a través de la antena (modo Receive) o cuando se manda información serial al buffer del pin 3 (UART Data in) que luego será transmitida (modo Transmit).
La información transmitida puede ser Directa o Indirecta. En el modo directo la información se envía inmediatamente a la dirección de destino. En el modo Indirecto la información es retenida durante un período de tiempo y es enviada sólo cuando la dirección de destino la solicita.
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Figura 8. Modos de operación del módulo XBee.
Además es posible enviar información por dos modos. Unicast y Broadcast. Por el primero, la comunicación es desde un punto a otro, y es el único modo que permite respuesta de quien recibe el paquete RF, es decir, quien recibe
debe enviar un ACK (paquete llamado así, y que indica que recibió el paquete, el usuario no puede verlo, es interno de los módulos) a la dirección de origen. Quien envió el paquete, espera recibir un ACK, en caso de que no le llegue, reenviará el paquete hasta 3 veces o hasta que reciba el ACK. En el modo Broadcast la comunicación es entre un nodo y a todos los nodos de la red. En este modo, no hay confirmación por ACK. Desarrollo Las figuras muestran cómo se realizó la configuración del XBee en Router y como se procedió a la conexión de punto a punto. El programa a utilizar es el XCTU que sirve para agregar Router, abrir la consola y como medio de comunicación de punto a punto.
Figura 9. Programa X-CTU
En la siguiente figura se muestra como en el X-CTU se busca el tipo de XBee para configurarlo y pueda darse la conexión de
punto a punto. Figura 10. Configuración del Xbee.
Figura 11. Configuración del Coordinador Xbee S2
La figura 11, 12 y 13 muestran la dirección MAC para poder configurarse entre el Router y el Coordinador. Esta dirección es única y lo que permite tener una red personalizada entre el coordinador y los Routers. El Coordinador decide quién puede unirse a la Red. Figura 12. Coordinador Configurado
Figura 13. Router Configurado
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Figura 14. Conexión de los Xbee S2
RESULTADOS En la siguiente figura se muestra la configuración del XBee como coordinador con la conexión de punto a punto. Después se muestra una figura de la consola del Coordinador AT donde se pueden enviar los mensajes por medio de XBee. El color Azul representa la comunicación del Coordinador y si esta en comunicación la de color rojo es el Router. La figura muestra que la consola está conectado punto a punto con un XBee S2 de alcance de 100 metros dentro del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa con comunicación óptima y hasta 150 metros con errores o basura en la comunicación.
Figura 15.Conexión punto a punto
Por ultimo en la figura 16 muestra la comunicación de un XBee Coordinador con otro XBee Router.
Figura 16. Comunicación XBee S2.
Como resultado de la comunicación con el XBee se podrá tener un monitoreo de la humedad y temperatura de las hortalizas de la Carrera de Desarrollo Comunitario desde los cubículos de los docentes investigadores. Lugar donde no llega el internet y la distancia de las hortalizas están retiradas para mantener un monitoreo manual constante.
CONCLUSIÓN El XBee es una herramienta de comunicación donde no existe señal de celular, no hay internet. Es una herramienta que permite comunicarse en los lugares más remotos a cortas distancias. Considero que el XBee Pro es un herramienta para comunicación de mayor alcance (1,500 metros) funciona para comunidades donde no hay tecnología del internet y tengas que reportar datos de temperatura, presión como para servicio médico o agrícola. Como herramienta de aplicación científica en proyectos que requiere enviarse datos, donde se necesita estar en monitoreo con el XBee pro es de necesaria aplicación si no hay internet. Otro ejemplo son viveros para el control de variables. Pero es importante mencionar que el alcance de radio de la comunicación de punto a punto es muy limitada con el XBee S2 debido a que apenas excede de los 100 metros, esto hace que parezca cara la comunicación porque solo puede enviarse datos y estos datos no pueden ser imágenes, además que no puede borrarse una vez escrito y por último la información escrita no la separa una vez escrita entre el Router y coordinador. Esta comunicación es un chat que carece de corrección ortográfica y de funciones que cualquier otro medio de comunicación cuenta como el chat de una plataforma, el wapsat, el Facebook, el correo electrónico lo que lo hace no ser tan atractivo en el entorno urbano o donde hay tecnología más avanzada.
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REFERENCIAS
Ayala Miramón F. D y Hernández Polo A, Sistema de Monitoreo Remoto Empleando Esquemas de Comunicación Inalámbrica 2013, consulta de Internet el 06 de Octubre de 2015, dirección de internet, http://tesis.bnct.ipn.mx/dspace/bitstream/123456789/12517/1/sistemamonitoreo.pdf Aguirre Solvez L., Estudio de una red de sensores sin hilos basadas en la tecnología Arduino bajo protocolos de comunicaciones ZigBee 2009, consulta por internet el 06 octubre de 2015, dirección de internet. http://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/9511/memoria.pdf?sequence=1. Iraceburu González J. y Goicochea Fernández J, Desarrollo e implementación de una red inalámbrica de sensores de temperatura y humedad 2014, Consulta de Internet el 06 de octubre de 2015, http://academica-e.unavarra.es/bitstream/handle/2454/11846/TFG_IraceburuGonzalezJulen2014.pdf?sequence=1 Pomares Baeza J. “Manual del Arduino” 2014, consulta por internet el 6 de agosto de 2014. Dirección de internet http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/11833/1/arduino.pdf Ruíz Gutiérrez J.M. “Arduino + Xbee,” 2014, consulta por internet el 13 de agosto del 2014.direccion de internet. http://unicarlos.com/_ARDUINO/Arduino%20+%20XBee.pdf.
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USO DE SEMÁFORO CON LÓGICA DIFUSA TIPO SUGENO
Zavala Zavala José de Jesús1; Villegas Izaguirre José Manuel2; Vázquez Delgado Héctor Daniel1; Ley Clemente Agustín de Jesús1.
Resumen— El proyecto consiste en el desarrollo de un prototipo de semáforo aplicado de manera hipotética a la Ciudad de Tuxtla Gutiérrez, Chiapas. Para el desarrollo del proyecto se aplica lógica difusa (también llamada lógica borrosa) se basa en lo relativo de lo observado como posición diferencial. Este tipo de lógica toma dos valores aleatorios, pero contextualizados y referidos entre sí. Así, por ejemplo, una persona que mida dos metros es claramente una persona alta, si previamente se ha tomado el valor de persona baja y se ha establecido en un metro.
Ambos valores están contextualizados a personas y referidos a una medida métrica lineal. El
proyecto inicia con la función fuzzy (difuso) en Matlab y luego se empiezan a cargar las características del problema tipo Sugeno.
Palabras clave: Fuzzy, Sugeno, entradas, salidas y lógica difusa. ABSTRAC The project involves the development of a prototype hypothetical light applied to the City of Tuxtla
Gutierrez, Chiapas way. For the project fuzzy logic (also called fuzzy logic) is applied is based on the observed relation as differential position. This type of logic takes two random values , but contextualized and referred to each other. For example, a person two meters measure is clearly a tall person, if previously taken by the person low value and is set to one meter.
Both values are contextualized to people and referred to a linear metric measure. The project
starts with the fuzzy function (diffuse) in Matlab and then start charging characteristics Sugeno type problem. Introducción El concepto de lógica difusa fue concebido a mediados de los años sesentas por Lofti Zadeh, ingeniero eléctrico iraní y profesor de la Universidad de California, en Berkeley, quien en 1965 publica el primer artículo de lógica difusa llamado “Fuzzy Sets”, donde se dan a conocer por primera vez los conceptos de esta técnica. Más tarde, en 1974 Ebrahim Mamdani aplica los conceptos de lógica difusa en el control de procesos y desarrolla el primer control difuso para la regulación de un motor de vapor. La lógica difusa ("fuzzy logic" en inglés) se adapta mejor al mundo real en el que vivimos, e incluso puede comprender y funcionar con nuestras expresiones, del
1 Docente investigador del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, con Maestría en Ingeniería Administrativa 2 Docente investigador de la Universidad Autónoma de Baja California, con Maestría en ciencias Computacionales
tipo "hace mucho calor", "no es muy alto", "el ritmo del corazón está un poco acelerado", etc. Uno de los objetivos de la Lógica Borrosa es proporcionar las bases del razonamiento aproximado que utiliza premisas imprecisas como instrumento para formular el conocimiento.
Hoy en día los semáforos no son
inteligentes, no son capaces de responder a la cantidad de trafico existente en cada vía y tampoco es capaz de lograr que el automóvil se detenga de manera autónoma cuando el semáforo está en color rojo. Este proyecto busca con la aplicación de la lógica difusa tipo Sugeno controlar los automóviles al llegar a un semáforo cuando este esté en color rojo o se detenga en automático en un peatón.
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Para lograr el desarrollo de un automóvil inteligente se edita un proyecto en el editor Fuzzy con Sugeno; luego se editan las entradas de la red en este caso es la distancia del objeto a la pared o banqueta; se editan las salidas de la red (velocidad del automóvil); después se definen las reglas del proyecto que son: distancia lejana, entonces la velocidad es alta; distancia mediana, entonces la velocidad media y la distancia es cerca, la velocidad es cero; se programa en Arduino el prototipo y se obtienen los resultados del proyecto.
METODOLOGÍA OBJETIVO. Aplicar inteligencia artificial con lógica
difusa a un semáforo para ser más eficiente la vía vial.
MARCO TEÓRICO: El protoboard o breadbord: Es una
especie de tablero con orificios, en la cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para armar circuitos. Como su nombre lo indica, esta tableta sirve para experimentar con circuitos electrónicos, con lo que se asegura el buen funcionamiento del mismo. Estructura del Sistema embebido: el sistema utilizado es llamado comúnmente protoboard, se divide en tres regiones: A) Canal central: Es la región localizada en el medio del protoboard, se utiliza para colocar los circuitos integrados.
B) Buses: Los buses se localizan en ambos extremos del protoboard, se representan por las líneas rojas (buses positivos o de voltaje) y azules (buses negativos o de tierra) y conducen de acuerdo a estas, no existe conexión física entre ellas. La fuente de poder generalmente se conecta aquí.
C) Pistas: La pistas se localizan en la parte central del protoboard, se representan y conducen según las líneas rosas. El Protoboard, es una herramienta para aquellos que empiezan a experimentar con los circuitos eléctricos, permite armar de una forma fácil y rápida cualquier tipo de circuitos, existen de diferentes tamaños y obviamente de diferentes precios.
El Protoboard se utiliza para conectar de manera efectiva y sencilla todas las partes del circuito sin necesidad de usar soldaduras, algunas características de esta son:
Es en la actualidad una de las placas de prueba más usadas.
Está compuesta por bloques de plástico perforados y numerosas láminas delgadas, de una aleación de cobre, estaño y fósforo, que unen dichas perforaciones, creando una serie de líneas de conducción paralelas.
Una placa de pruebas, también conocida como Protoboard es una placa de uso genérico reutilizable o semipermanente, usado para construir prototipos de circuitos electrónicos con o sin soldadura. La figura 1 muestra las partes de un Protoboard.
Figura 1. Partes de un protoboard
- Arduino Arduino es una plataforma de hardware
libre, basado en una placa con un microcontrolador y un entorno de trabajo diseñado para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares.
El hardware consiste en una placa con un microcontrolador Atmel AVR y puertos de entrada/salida. Los microcontroladores por su sencillez y bajo coste permiten el desarrollo de múltiples diseños. Por otro lado el software consiste en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programación Processing/Wiring y el cargador de arranque (boot loader) que corre en la placa.
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Figura 2. Placa Arduino UNO La figura 2 muestra la placa Arduino y sus
partes. Elemento indispensable para aplicar inteligencia artificial al proyecto.
- Led
Un led es un diodo semiconductor que emite luz. Se usan como indicadores en muchos dispositivos, y cada vez con mucha más frecuencia, en iluminación. La figura 3 muestra las partes que conforman a un led.
Figura 3. Led
Presentado como un componente
electrónico en 1962, los primeros ledes emitían luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos actuales emiten luz de alto brillo en el espectro infrarrojo, visible y ultravioleta.
Sensor ultrasónico El sensor de ultrasonidos se enmarca
dentro de los sensores para medir distancias o superar obstáculos, entre otras posibles funciones.
En este caso vamos a utilizarlo para la
medición de distancias. Esto lo consigue enviando un ultrasonido (inaudible para el oído humano por su alta frecuencia) a través de uno de la pareja de cilindros que compone el sensor y espera a que dicho sonido rebote sobre un objeto y vuelva, retorno captado por el otro cilindro. Este sensor en concreto tiene
un rango de distancias sensible entre 3cm y 3m con una precisión de 3mm.
Figura 4. Conexión del sensor ultrasónico.
La figura 4 muestra la conexión de la placa arduino con el sensor ultra sónico. La figura 5 muestra la conexión del arduino con el PWM.
Figura 5. Conexión del PWM.
Lógica Difusa vs Lógica Clásica: Mientras que la teoría de conjuntos
tradicional define ser miembro de un conjunto como un predicado booleano, la teoría de conjunto difusa permite representar el ser miembro de un conjunto como una distribución de posibilidades. La Lógica Difusa, es una lógica matemática basada en la teoría de conjuntos que posibilita imitar el comportamiento de la lógica humana.
Figura 6. Lógica difusa
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La lógica difusa se utiliza para representar
la información imprecisa, ambigua, o vaga. Se utiliza para realizar operaciones en los conceptos que están fuera de las definiciones de la lógica boleana. Un tipo de lógica que reconoce valores verdaderos y falsos más que simples. Con lógica difusa, los subconjuntos se pueden representar con grados de la verdad y de la falsedad. Por ejemplo, la declaración, es hoy soleado, pudo ser el 100% verdad si no hay nubes, 80% verdad si hay algunas nubes, 50% verdad si esta nublado y 0% verdad si llueve todo el día.
Sistema basado en técnicas de Lógica Difusa: El esquema de un sistema basado en técnicas de lógica difusa se presenta en la siguiente figura:
Figura 7. Esquema de lógica difusa
Está compuesto por los siguientes bloques:
Bloque Difusor: Bloque en el que a cada variable de entrada se le asigna un grado de pertenencia a cada uno de los conjuntos difusos que se ha considerado, mediante las funciones características asociadas a estos conjuntos difusos. La entrada a este bloque son valores concretos de las variables de entrada y las +salidas son grados de pertenencia a los conjuntos difusos considerados.
Bloque de Inferencia: Bloque que, mediante los mecanismos de inferencia, relaciona conjuntos difusos de entrada y de salida y que representa a las reglas que definen el sistema. Las entrada a este bloque son conjuntos difusos (grados de pertenencia) y las salidas son también conjuntos difusos, asociados a la variable de salida.
Desdifusor: Bloque en el cual a partir del conjunto difuso obtenido en el mecanismo de inferencia y mediante los métodos matemáticos de desdifusion, se obtiene un valor concreto de la variable de respuesta, es decir, el resultado.
METODOLOGÍA Pasos para la elaboración del proyecto:
1. Hacer un archivo nuevo del editor fuzzy con Sugeno.
2. Editar las entradas de la red en este caso es la distancia del objeto a la pared o banqueta. 3. Editar las salidas de la red. Para el proyecto la velocidad representa la salida de los datos. 4. Definir las reglas Las reglas que se tomaron son tres: Distancia lejana, entonces la velocidad es alta; distancia mediana, entonces la velocidad media y la distancia es cercas, la velocidad es cero. 5. Se programa en Arduino el prototipo. 6. Obtener resultados.
Las figuras 8, 9 y 10 muestran la edición de
la función Fuzzy en el programa de Matlab. Primero se muestra la figura del editor Sugeno con el sensor ultrasónico. La figura 9 muestra como el editor configura los valores de la variable de Sugeno. En la figura 10 se muestran las variables de salida. En la figura 11 se muestra la configuración de las reglas de operación para poder simular el proyecto en la parte de la programación.
Figura 8. Editor Sugeno
Figura 9. Entrada de Sugeno
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Figura 10. Salida de Sugeno
Figura 11. Reglas de Sugeno La figura 12 muestra la red neuronal para hacer que
la neurona aprenda.
Figura 12. Red Neuronal.
El programa siguiente muestra cómo se realizó la red neuronal y la simulación del aprendizaje de la neurona.
Programa de la red
clear all; clc; h=[1023 1000 900 800 700 600
500 400 300 200 100 50 0]; hs=[1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4
0.3 0.2 0.1 0 0 0]; net=newff(minmax(h),[1,3,1],{'l
ogsing','logsing','purelin'},'tra
inlm'); net=init(net);%inicializamos
simulacion net.trainparam.goal=1e-5;%Se
establece parametro de error net=train(net,h,hs);% Se entrena
la red hs a=sim(net,h); %Resultado de
simulacion net.b{1,1},net.iw{1,1} %Se
imprime pesos y vias de la segunda
capa net.b{2,1}, net.lw{2,1} Para sacar los datos de los pesos de las
vías en Matlab se utilizaron los siguientes comandos:
net.iw{1,1} net.lw{2,1} net.lw{3,2} net.b{1,1} net.b{2,1} net.b{3} Programación en Matlab dcercana=trapmf(50,[0 0 1 2]); dnormal=trapmf(50,[1 2 4 5]); dalta=trapmf(50,[4 5 7 7]); % salidas
c1=0.50;
c2=0.20;
c3=0.0;
w1=dcercana;
w2=dmedia;
w3=dlejana;
c= (w1*c1+w2*c2+w3*c3)/(w1+w2+w3);
end
La programación muestra que las variables
de entrada o salida son de tipo trapecio por la característica de tipo Sugeno en la función Fuzzy.
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En la programación del Arduino se obtuvo lo siguiente.
Figura 13. Programación Arduino
RESULTADO De resultados del editor Sugeno se obtuvo
lo siguiente:
Figura 14. Resultado
La figura 14 muestra que cuando la
distancia de un objeto (automóvil) es cercana a cero la velocidad es cero. La figura 15
muestra que si la distancia es de 3.05m la velocidad de motor del automóvil es del 20%. La figura 16 muestra que si la distancia es de 5.95m la velocidad del motor es del 50%.
Circuito del sensor ultrasónico. La figura 16 muestra el circuito eléctrico de
la simulación de un semáforo y el funcionamiento del motor con el sensor ultrasónico y el uso de la placa Arduino.
CONCLUSIÓN El proyecto es funcional si existen
adecuadamente los señalamientos de tránsito, en cada uno de los semáforos existente de la ciudad de Tuxtla Gutiérrez, Chiapas.
También es necesario saber que se necesitan banquetas estándar en color o diseño para facilitar el trabajo al sensor y reducir el error del funcionamiento del circuito eléctrico.
Figura 15. Resultado de distancia =3.05
Figura 16. Circuito eléctrico
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BIBLIOGRAFÍA Anna Maria Fanelli, Witold Pedrycz y Alfredo
Petrosino, Fuzzy logic and Applications, editorial Springer, 2012
Fuzzy Logic Toolbox, User´s Guide, MathWorks,
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ISSN 2007-9516 CD ROM 16
MODELO PARA EL DESARROLLO DE INVESTIGACIÓN EN LOS PLANES DE ESTUDIOS DE LAS INGENIERÍAS.
EL CASO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL EN EL TECNOLÓGICO DE CINTALAPA
Durantes Cueto, Ervin1; Aguilar Alvarado, Patricia Margarita1; Garza Pascacio, Omar Hatziel1.
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa Chiapas.
RESUMEN— El presente trabajo muestra una propuesta de modelo con el que las carreras de
ingeniería de los tecnológicos, eventualmente podrán desarrollar investigación y alcanzar las
competencias requeridas por las materias de estudio cursadas de una manera simultánea.
Este modelo, aplicado a lo que en el sistema de los tecnológicos se conoce como “proyecto
integrador”, sentará las bases para mejorar la competitividad de los alumnos en el desarrollo
del resto de las materias y posteriormente preparar los proyectos de residencia profesional,
pues en el modelo se propone que las investigaciones desarrolladas no sean desechadas, si
no que por el contrario se les den continuidad y se tomen como parte fundamental de la
investigación que se ampliará en la etapa de residencia profesional. El objetivo que se busca
con el desarrollo de los proyectos, es impulsar investigación aplicada en empresas de la
región de influencia del instituto tecnológico superior de Cintalapa, que permita alcanzar las
competencias requeridas en ingeniería industrial.
Palabras clave: Investigación, Ingeniería, Competitividad, Desarrollo, Proyectos.
ABSTRACT— This paper presents a proposed model that engineering careers in technology
will eventually be able to develop research and achieve the skills required by the study
subjects studied in a simultaneous manner. This model, applied to what the technological
system is known as "integrated project", lay the foundation for improving the competitiveness
of students in the development of other subjects and then prepare draft professional
residence, as in the model proposes that the developed investigations are not discarded, but
will instead give them continuity and taken as a fundamental part of the research will be
extended at the stage of professional residence. The objective sought with the development
of projects, is to promote applied research in enterprises of the region of influence of the top
technological institute Cintalapa that achieves the required skills in industrial engineering.
Keywords: Research, Engineering, Competitiveness, Development Projects.
INTRODUCCIÓN
La investigación en las instituciones de
educación superior (entre ellas las escuelas
de ingeniería) está íntimamente ligado con el
presupuesto asignado a ellas, en algunas
ocasiones este presupuesto es muy bajo o
casi nada y es entonces cuando el papel del
docente tiene que diversificarse e
ingeniárselas para desarrollar investigación
en conjunto con sus alumnos. Por otro lado,
las actividades propias del quehacer docente
dejan poco espacio o tiempo para que estos
puedan incursionar en la investigación de una
manera formal y permanente. Es aquí cuando
las dos problemáticas que se describen
(presupuesto y tiempo) convergen y hacen
que el panorama de las universidades y todos
ISSN 2007-9516 CD ROM 17
los involucrados en ellas parezcan poco
alentadores para el desarrollo de proyectos de
investigación. Por si no fuera suficiente, la
OCDE ubica a México en las últimas
posiciones (según sus estadísticas de 2013)
en cuanto a la inversión en investigación y
desarrollo hecha por empresas como
porcentaje del PIB. En 2000 el porcentaje
destinado fue de 0.11%, mientras que en 2011
llegó solamente a 0.17%, esto se compara con
el 1.59% promedio alcanzado por los países
de la OCDE, quedando muy lejos del primer
lugar (Israel) con 3.51% (ver gráfica 1). La
OCDE también señala que la educación e
investigación son el corazón de las economías
del conocimiento y generan inversiones de
largo plazo en educación superior,
investigación y desarrollo.
Gráfica 1. Gasto en investigación y desarrollo de los países de la OCDE como % del PIB. Fuente: http://stats.oecd.org/Index.aspx?DataSetCode=GERD_FUNDS#
Pareciera entonces que las escuelas de
ingeniería y sus alumnos, así como sus
docentes y el medio en el que las escuelas
están enclavadas están condenadas a
detener su desarrollo en materia de
investigación, sin embargo esto no
necesariamente tiene que ser así. A
continuación se presenta el caso de la carrera
de ingeniería industrial del tecnológico de
Cintalapa como un modelo que pudiera
replicarse en cualquier otra institución de
educación superior (IES) donde se desarrollen
estrategias pedagógicas necesarias para
lograr un trabajo científico de carácter
analítico, primero integrando y luego
socializando el conocimiento, una de estas
estrategias es conocida como proyectos
integradores.
MATERIALES Y MÉTODOS
Esquema general del modelo.-
En la figura 1 se muestran todos los elementos
que intervienen en el modelo propuesto, en
donde los alumnos son quienes identificaran
problemas en el entorno, los docentes son los
encargados de seleccionar la materia rectora
o eje, además serán quienes asesoraran en la
resolución adecuada del problema generando
el enfoque adecuado de investigación, las
empresas son los elementos sujetos a estudio
y finalmente el departamento de investigación
es el encargado de validar y dar el
seguimiento adecuado a los proyectos
resultantes.
Figura 1.- Elementos del modelo propuesto
Por tanto, los proyectos de investigación serán
el resultado de la suma de los proyectos
integradores y el sistema de investigación
interna del tecnológico como se ve en la figura
2.
ISSN 2007-9516 CD ROM 18
Figura 2.- Esquema de generación de los proyectos de
investigación
Selección de la materia rectora (materia eje)
Para el caso de ingeniería industrial del
tecnológico de Cintalapa se tomó a la materia
de administración de proyectos como materia
rectora del semestre sujeto a estudios, a este
proyecto de investigación se le sumaron las
competencias de gestión de costos,
administración de las operaciones I,
investigación de operaciones II, control
estadístico de calidad, ergonomía y desarrollo
sustentable, todas ellas pertenecientes a
quinto semestre y a cuyos resultados
obtenidos con el modelo, se pretenden darles
seguimiento para trasladarlos en primera
instancia a la puesta en marcha de la
investigación, registrada en el departamento
de investigación y posgrado del tecnológico en
cuestión, la puesta en marcha del proyecto
tiene que ver con la implementación de los
resultados producto de la investigación en las
empresas sujetas a estudio, con ello se
pretende elevar la competitividad tanto de la
empresa, como de los alumnos y la
universidad misma, además de los docentes
colaboradores y asesores del proyecto. En
segunda instancia el beneficio colateral que se
busca con el desarrollo de estas
investigaciones, es abrir el espectro o radio de
acción a los alumnos que se ven limitados en
los espacios para la “prestación de servicio
social”, debido a que una vez registrado y
aprobado el proyecto de investigación en el
departamento correspondiente (a principios
del próximo semestre o 6º semestre), podrán
ellos mismos, en compañía del docente titular
y asesores del proyecto llevar a efecto los
resultados de sus trabajos para lo cual deberá
haber mostrado su viabilidad económica y/o
técnica a las empresas donde se desarrollaran
las investigaciones. En tercera instancia debe
existir el compromiso institucional de los
docentes del semestre donde se implante el
modelo para fungir como asesores y trabajar
de manera colaborativa en los proyectos
asignados para su dirección o simple
contribución. Se pretende que cada docente
tenga bajo su cargo a no más de 2 proyectos
y colabore en el desarrollo del mismo número
de trabajos para mantener un equilibrio en los
docentes.
Por último, con este modelo se pretende
reactivar la investigación que se ha visto
reducida (al menos en el tecnológico de
Cintalapa) debido a falta de presupuesto ya
que según datos del departamento de
posgrado investigación del tecnológico de en
el área de ingeniería industrial Cintalapa
pasamos de 2 proyectos en 2011, a 3 en 2012,
en 2013 se mantuvo la misma cantidad de 3,
luego pasamos a 4 en 2014 y por último en
2015 se volvieron a registrar 2 (ver gráfica 2)
encontrándose estos últimos estancados
debido a la falta de recurso, por lo que de
seguir esta tendencia en 2016 las esperanzas
de seguir desarrollando investigación serán
mínimas.
Gráfica 2. Proyectos de investigación desarrollados por año en el área de ingeniería industrial.
2
3
4 4
2
0
1
2
3
4
5
2011 2012 2013 2014 2015
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN
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Descripción del modelo
El modelo de investigación que se propone es
una adaptación del protocolo de investigación
propuesto por tecnológico nacional de México,
adaptado y adoptado por el sistema interno de
investigación (SIITEC) del tecnológico de
Cintalapa. Este modelo se describe a
continuación como sigue:
Resumen.-
En este apartado describirán de manera
general la problemática que abordará en su
proyecto de investigación, cómo la pretende
resolver y sus posibles resultados, máximo
una cuartilla.
Introducción (Máximo tres cuartillas).-
Aquí se expondrán de manera general los
objetivos que se buscan lograr con el
proyecto, el alcance y los límites de la
investigación, así como realizar una breve
descripción de los capítulos con la
metodología empleada.
Antecedentes.-
Aquí referirán los antecedentes y avances
científicos y/o tecnológicos que soportan la
investigación a desarrollar (máximo tres
cuartillas)
Marco teórico.-
Mostrar el fundamento teórico que respalda el
trabajo de investigación (máximo 5 cuartillas).
Objetivos.-
Precisarán los propósitos que se cumplirán
con el desarrollo del proyecto de forma
cualitativa (objetivos generales y particulares
descritos con verbo en infinitivo), máximo una
cuartilla.
Metas.-
Especificarán los resultados a obtener en
forma cuantitativa; máximo una cuartilla.
Impacto o beneficio en la solución a
un problema relacionado con el sector
productivo o la generación del
conocimiento científico o tecnológico.-
En este apartado sustentarán la realización
del proyecto respecto a la magnitud del
problema, la trascendencia de su estudio, su
factibilidad, vulnerabilidad e impacto social,
congruencia con la línea de investigación e
impacto en el programa educativo, máximo
dos cuartillas.
Metodología.-
Aquí explicarán el o los procedimientos
científico-metodológicos a seguir para cumplir
los objetivos y metas del proyecto, indicando
las pruebas estadísticas, diseño experimental
y técnicas a utilizar (máximo dos cuartillas).
Programa de actividades,
calendarización y presupuesto
solicitado.-
Realizar un gráfico de Gantt donde muestre de
manera clara el desarrollo de la investigación
realizada en las empresas sujetas a estudio.
Productos entregables.-
En este punto especificarán los productos y
beneficios a obtener, máximo una cuartilla.
Vinculación con el Sector Productivo.-
Especifique el nombre de la empresa y tipo de cooperación que existirá, así como la responsabilidad en los resultados del proyecto. Anexe carta compromiso, o mencione los usuarios potenciales de los resultados de su investigación así como la vinculación que se tiene con otras instituciones y su entorno.
Referencias.-
Enunciarán las referencias consultadas para
la descripción del estado del campo o del arte,
planteamiento y desarrollo del proyecto.
LUGAR(ES) EN DONDE SE VA A
DESARROLLAR EL PROYECTO.-
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Especificarán el nombre de la Sección,
Departamento, Taller o Laboratorio en que se
realizará el proyecto, mencionando la
dirección exacta del lugar. Si el proyecto
requiere de pruebas de campo, indique:
estado, región, zona y municipio, así como la
distancia en Km. con respecto al plantel.
INFRAESTRUCTURA
Mencionarán la infraestructura disponible en
el plantel para el desarrollo del proyecto.
Indique si va a hacer uso de las instalaciones
en otras instituciones o dependencias.
El desarrollo total del proyecto puede
apreciarse en el gráfico de Gantt (ver figura 3)
Figura 3. Diagrama de Gantt para desarrollo y control del
proyecto.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Como resultado del modelo se estima obtener
11 artículos de divulgación e igual número de
proyectos de investigación en incubación
(inscritos al departamento de investigación
para su aprobación), al menos 22 convenios
con igual número de empresas donde
eventualmente los alumnos podrán desarrollar
sus residencias profesionales y/o servicio
social. Además, se pretende coadyuvar al
logro de las competencias requeridas en el
semestre en donde se implemente el modelo
(en este caso quinto semestre), tales
competencias son entre otras:
Planear y organizar actividades; así como
integrar, dirigir y controlar recursos en
tiempo-costo aplicando herramientas de
la gestión de proyectos.
Desarrollar habilidades para realizar
análisis de costos que le permitan
participar en la toma de decisiones
relacionadas con la gestión de los
sistemas productivos.
Utilizar técnicas de pronósticos y de
planeación de la capacidad para tomar
decisiones en la administración de
sistemas de producción de bienes y
servicios.
Aplicar técnicas de inventarios y de
administración de almacenes para
optimizar los sistemas de
almacenamiento.
Formular y optimizar modelos
matemáticos aplicando técnicas
deterministas y probabilistas a situaciones
reales del entorno, interpretando las
soluciones obtenidas expresadas en un
lenguaje accesible al usuario para la toma
de decisiones.
Diseñar e implantar el control estadístico
de calidad en procesos para alcanzar la
mejora continua
Diseñar áreas de trabajo tomando en
cuenta la antropometría, la biomecánica,
la ergonomía ocupacional y las
condiciones ambientales e
implementándolas en el sector productivo
y de servicios.
Aplicar una visión sustentable, en los
ámbitos social, económico y ambiental
que le permitirá evaluar y disminuir el
impacto de la sociedad sobre el entorno,
tomando en cuenta estrategias y
considerando profesionalmente los
valores ambientales
Es importante señalar que para el éxito del
modelo estará basado en el compromiso
institucional de los inmiscuidos en él, también
debe recalcarse que el docente de la materia
rectora en turno y para el caso de la carrera de
ingeniería industrial se estima desarrollar 11
proyectos de investigación con la aplicación del
modelo.
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REFERENCIAS
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2. http://stats.oecd.org/Index.aspx?DataSetCode=GE
RD_FUNDS#
3. Sánchez Saldaña, M. A. "La educación superior y la
investigación científica: el reto del constitucionalismo
del siglo XXI," Memoria del VII congreso
iberoamericano de derecho constitucional, México
DF, octubre de 2002.
4. Bernal, César A. “Metodología de la investigación”.
Tercera edición. Editorial Pearson. Colombia 2010.
5. Hernández Sampieri, R. “Metodología de la
investigación” Tercera edición. Editorial Mc Graw
Hill. Enero 2012
6. Acosta González, M. G. Armendáriz Borunda, G.
“MODELO EDUCATIVO PARA EL SIGLO XXI.
Formación y Desarrollo de Competencias
Profesionales”. Primera edición, Dirección General
de Educación Superior Tecnológica. México DF,
Diciembre 2012.
7. Buxarrais, María R. Martínez, M. “Retos educativos
para el siglo XXI. Autonomía, responsabilidad,
neurociencia y aprendizaje”. Primera edición.
Editorial Octaedro. España 2015.
8. Carbonelll Sebarroja, J. “Pedagogías del siglo XXI:
alternativas para la innovación educativa”. Primera
edición. Editorial Octaedro. España 2015
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DISEÑO EXPERIMENTAL PARA ANÁLISIS DE VIBRACIONES EN VARILLAS MEDIANTE TÉCNICAS
CAD/CAE
Pérez Santiz, Luis Fernando1; Niños Torres, Juan Carlos1; Domínguez Rocha, Víctor2; Méndez
Sánchez, Rafael Alberto2 1Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez, Depto. Metal-Mecánica, Carr. Panamericana km. 1080,
Terán, 29050 Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, México. 2 Instituto de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Autónoma de México, PO Box 48-3,
62251 Cuernavaca, Morelos, México.
Resumen— En este trabajo se presenta el diseño de un experimento a partir de herramientas
computacionales CAD/CAE, específicamente Solidworks®, para el posterior uso de
herramientas CAM que permitirá reproducir de manera eficiente la geometría deseada en las
piezas aquí mostradas. Con esto se lograra planificar y simular todos los experimentos, que
permitirán aprender los principios y aplicación de la espectroscopia. Las diferentes
configuraciones incluyen transductores electromagnético-acústicos, un amplificador de
audio y un analizador de redes vectorial. Todos los arreglos y configuraciones serán para
aplicar la técnica conocida como espectroscopia acústica resonante para estudiar una varilla
vibratoria la cual permite medir el módulo de Young y el módulo de corte del material.
Palabras clave: Espectroscopia, frecuencias naturales, módulo de Young, módulo de corte,
CAD/CAM.
Abstract-This paper presents the design of an experiment from computational tools CAD /
CAE, specifically Solidworks® for subsequent use of CAM tools that allow you to play
efficiently the desired geometry on parts shown here. This is achieved with plan and simulate
all experiments that will learn the principles and application of spectroscopy. Different
configurations include electromagnetic-acoustic transducers, an audio amplifier and vector
network analyzer. All arrangements and configurations will be to apply the technique known
as resonant acoustic spectroscopy to study a vibrating rod which allows to measure the
Young's modulus and shear modulus of the material.
Keywords: Spectroscopy, natural frequency, Young's modulus, shear modulus, CAD / CAM.
Introducción
El análisis de vibraciones y la presencia de resonancia en una estructura son factores importantes en la ingeniería, ya que pueden provocar la falla de la estructura o la producción de ruidos molestos. En aplicaciones de ingeniería, las vibraciones de una barra, con diferentes condiciones de contorno, puede utilizarse para simular la respuesta de diversas estructuras. Por ejemplo, se pueden modelar las vibraciones
de una antena, los brazos de un robot, distintas Componentes utilizadas en la construcción, las estructuras de puentes y partes de instrumentos musicales. Un sistema físico real es normalmente capaz de vibrar de muchos modos diferentes y puede resonar a muchas frecuencias distintas. Denominamos a esas diversas vibraciones características modos normales del sistema.
Esto implica un estudio a partir de la espectroscopia de resonancia acústica (ARS
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por sus siglas en ingles) y ondas mecánicas; el primero por (presión) ondas longitudinales y el segundo para las ondas transversales. ARS es una técnica no destructiva que requiere una preparación mínima de la muestra. La muestra utilizada aquí hay una varilla uniforme de sección transversal circular que se puede cambiar fácilmente por vigas o placas para algún propósito específico. Otra ventaja es que los resultados del ARS se pueden analizar en profundidad y en compararlas con las predicciones teóricas.
Por esta razón hemos diseñado una arreglo
experimental a partir de herramientas
computacionales CAD/CAE, específicamente
Solidworks®, para el posterior uso de
herramientas CAM que permitirá reproducir
de manera eficiente la geometría deseada en
las piezas aquí mostradas para realizarse un
estudio basado en espectroscopia de
resonancia acústica (ARS).
Materiales y Métodos
Una varilla vibratoria en bajas frecuencias es uno de los casos más simples para el estudio de sistemas elásticos. En este régimen las barras elásticas pueden vibrar de tres maneras diferentes: compresión, torsión y flexión. A baja amplitudes, y para las barras con sección transversal circular, es posible estudiar el diferente tipo de onda por separado.
Tabla 1: cantidades importantes para las vibraciones en varillas.
Las letras C, F y T significan Compresional, Flexional y
Torsional, y 𝑢𝑧, 𝜉 y 𝜃 sus amplitudes de onda, respectivamente. N es el número de nodos, 𝜌 la densidad, E el modulo de Young, G el modulo de corte, 𝑅𝑔 es el radio
de giro y L la longitud de la varilla, 𝑁 = 1,2, … para los casos compresional y torsional; 𝑁 = 2,3 … para el caso flexional.
En la Figura 1 se observa un diagrama esquemático del transductor electromagnético-acústico que empleamos para excitar y detectar ondas de una varilla metálica. Este transductor es muy versátil y puede medir amplitudes y frecuencias. Con diferentes configuraciones de la bobina y el imán se pueden excitar o detectar diferentes tipos de onda, como mostraremos a continuación, nótese que no hay contacto mecánico entre el EMAT (electromagnetic-acoustic transducers) y la varilla.
Figura 1. Transductor electromagnético-acústico.
a) Materiales
La varilla tiene es de Aluminio 6061-T6 (SS) de ½ pulgada de diámetro y 1 metro de longitud como se muestra en la Figura 2.
Figura 2. Dimensiones de la Varilla elástica.
En nuestro experimento el excitador EMAT tiene un imán de neodimio cilíndrico de 12 mm de diámetro, 12 mm de altura y 12 000 G de inducción residual.
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Figura 3. Imanes de neodimio cilíndrico.
El EMAT excitador consta de una bobina y un imán que produce un campo magnético inhomogeneo B. La bobina tiene 100 vueltas, 40 mm de diámetro y 28 mm de altura. De alambre magneto esmaltado utilizado no. 14 AWG.
Figura 4. EMAT Excitador.
El EMAT detector tiene un imán de neodimio cilíndrico de 4 mm de diámetro, altura 4 mm (ver Figura 3) y 12 000 G de la inducción residual. La bobina tiene 400 vueltas y 10 mm de diámetro y 10 mm de altura. El alambre es de no. 32 AWG.
Figura 5. EMAT detector.
El excitador (ver Figura 4) y detector (ver Figura 5) son de tamaño finito. Y la configuración bobina e imán dependerá del arreglo experimental que se desea realizar.
a) Arreglo experimental para una varilla sometida a compresión
La varilla se puede apoyar en dos hilos de nylon situados en los nodos para los modos más bajos. El efecto de este apoyo es muy pequeña y disminuye considerablemente para los modos más altos, en las configuraciones no se incluye dichos apoyos puesto que su efecto no tiene tanta repercusión en las mediciones. Para llevar a cabo las mediciones, es importante que ambos transductores están situados cerca de los extremos de la varilla ya que las condiciones de frontera libre garantizan una máxima amplitud de la vibración allí. En este caso vemos en la Figura 6 a), el arreglo utilizado para excitar a la varilla con ondas de compresión.
Para el arreglo de varillas a compresión, las vibraciones longitudinales de una barra de material elástico están regidas por la ecuación (1), (ver Tabla 1):
𝜕2𝑢𝑧
𝜕𝑧2 −1
𝑣2
𝜕2𝑢𝑧
𝜕𝑡2 = 0 (1)
Donde 𝑢𝑧 es el desplazamiento longitudinal.
El valor de 𝑣 para ondas de compresión que se mueven a lo largo de una barra o varilla viene definida por el módulo de Young 𝐸 y la
densidad 𝜌:
𝑣 = √𝐸
𝜌 (2)
Sabemos de la tabla 1, que las frecuencias de resonancias de las varillas pueden determinarse mediante la siguiente ecuación.
𝑓𝑛 =𝑛 𝑣
2𝐿 𝑛 = 1,2,3, … (3)
La cual depende de la velocidad de propagación longitudinal de la onda 𝑣 , número de nodos 𝑛 y longitud de la varilla 𝐿. Por lo tanto esto no depende del perfil de sección transversal de la varilla por lo cual no se limita a un solo perfil en específico.
Usando las herramientas del Diseño asistido por computadora en este caso Solidworks, diseñamos el montaje experimental para medir las resonancias de una varilla de aluminio. Vemos la el arreglo para la varilla a compresión en la Figura 6 a) en una
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orientación de vista isométrica y en la Figura 6 b) en una vista explosionada de los componente de todo el ensamble.
a)
b)
Figura 6. EMATs configuraciones excitador / detector para medir los diferentes tipos de ondas a compresión en varillas:(a) vista isométrica, (b) vista explosionada.
b) Varilla de aluminio de sección circular sometidas a ondas de torsión
Las vibraciones de torsión en barras de sección circular uniforme (ver Tabla 1) satisfacen la ecuación:
𝜕2𝜃
𝜕𝑧2 −1
𝑣2
𝜕2𝜃
𝜕𝑡2 = 0 (4)
Donde 𝜃 es el Angulo de giro.
𝑣 = √𝐺
𝜌 (5)
Donde 𝑣 es la velocidad de las ondas de torsión con el módulo de corte G y ρ la densidad de la varilla. Por lo tanto las frecuencias de resonancias de las varillas pueden determinarse a partir de la velocidad de propagación longitudinal de la onda, numero de nodos y longitud de la varilla.
A diferencia del arreglo experimental para varillas a compresión, la velocidad de la onda de torsión en este caso depende del módulo de corte G y la densidad 𝜌. Usando las herramientas del Diseño Asistido por Computadora (CAD) diseñamos el montaje experimental para medir las resonancias de una varilla de aluminio como se observa en la Figura 7.
a)
b)
Figura 7. EMATs configuraciones excitador / detector para medir los diferentes tipos de ondas a torsión en varillas:(a) vista isométrica, (b) vista explosionada.
Calculo de frecuencias por elemento finito
Es importante entender la frecuencia natural para predecir posibles modos de fallos o los tipos de análisis requeridos para comprender mejor el rendimiento. Todos los diseños tienen sus frecuencias de vibración preferidas (también llamadas frecuencias resonantes) y cada una de ellas se caracteriza por una forma (o modo) de vibración específica.
En el análisis de modo normal, las frecuencias naturales obtenidas en la primera simulación fueron realizadas para el arreglo a compresión. Los cinco primeros modos se lograron determinar en este análisis en la frecuencia. Luego fue calculada con las restricciones correspondientes, sin cargas, como se aprecian en las Figuras 8 y 9.
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Resultados
a) Análisis por elemento finito para una varilla a compresión.
a)
b)
Figura 8. Análisis de elemento finito: (a) malla de solido (b) modo normal de vibración compresional.
Resultado de la simulación a compresión.
Tabla 2: Lista de modos normales de vibración a compresión.
Número
de
frecuencias
Hertz Segundos
1 2547.8 5.468e-
006
2 5095.6 5.4678e-
006
3 7643.4 5.4014e-
006
Número
de
frecuencias
Hertz Segundos
4 10191 5.3971e-
006
5 12739 5.3944e-
006
b) Análisis para una varilla a torsión.
Figura 9. Análisis de elemento finito, modo normal de vibración torsional.
Resultado de la simulación a torsión.
Tabla 3: Lista de modos normales de vibración a torsión.
Número
de
frecuencias
Hertz Segundos
1 1606.6 5.468e-
006
2 3213.2 5.4678e-
006
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Número
de
frecuencias
Hertz Segundos
3 4819.8 5.4014e-
006
4 6426.4 5.3971e-
006
5 8033.02 5.3944e-
006
Conclusiones
Hemos presentado el diseño de un experimento el cual permite aprender los principios básicos de la espectroscopia. También permite comparar resultados experimentales con las predicciones teóricas como sistemas muy simples, como una vibración varilla. La técnica, llamada espectroscopia de resonancia acústica, permite para medir la curva de resonancia y la fase de la respuesta.
El análisis de frecuencias con Solidworks utiliza un enfoque de autovector para determinar los modos naturales de vibración
de cualquier geometría. Si los modos naturales del diseño y su entorno de vibración previsto coinciden, puede producirse una resonancia armónica y provocarse cargas excesivas que generarán fallos.
Al entender los modos de vibración natural del
diseño, puede llevar a cabo medidas
preventivas, como cambios en el material,
secciones de componentes, amortiguadores
de masa, etc., de modo que las frecuencias
naturales del componente no coincidan con la
frecuencia del entorno de carga. Esto dará
lugar a un diseño que no solo funcionará como
desea, sino que tendrá una vida útil más larga.
Referencias
1. Morales, A.; Gutierrez, L; Flores, J.; Am. J.
Phys. Vol.69, 2001
2. Morales A, Flores J, Gutierrez L and Mendez-
Sanchez, R. A. J. Acoustic. Soc. Am. Vol.112
1961–7, 2002
3. Flores J 2007 Eur. Phys. J. S T 145 63–75
4. Graff, K. F. Wave Motion in Elastic Solids. New
York, p.p. 75–212, 1975
5. Gómez, S. Solidworks Simulation, Marcombo,
España, 2014
ISSN 2007-9516 CD ROM 28
SISTEMA DE ATERRIZAJE Y DESPEGUE DE UN AVION USANDO EL MODELO PVTOL (PLANAR VERTICAL TAKE-
OFF AND LANDING)
Ley Clemente, Agustín de Jesus1; Vázquez Delgado, Héctor Daniel1; Zavala Zavala, José de
Jesus1; Cisneros Gómez, Arturo2; Ortiz Ramírez, Ivan2; Villegas Izaguirre, José Manuel2 1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa Chiapas.
2Universidad de Ciencia y Tecnología Descartes, Av. El Ciprés 480, Mactumatza, 29065 Tuxtla Gutiérrez, Chis.
Resumen— Se presenta una estrategia de bajo costo para la estabilización de una aeronave de dos rotores de despegue vertical a control remoto. Se utiliza una combinación de un observador local exponencial y un sistema de localización absoluta basada en ondas de ultrasonido, para estimar los ángulos de rotación y todas las velocidades de la aeronave. Se demuestra que la estrategia de estabilización satisface el principio de separación. En el sentido de que la estabilidad del sistema en lazo cerrado se preserva cuando la ley de control utiliza los estados observados. Se valida la estrategia con experimentos en tiempo-real.
Palabras clave: estabilizacion, aeronave, PVTOL, rotores, control de procesos.
Abstract— Low-cost strategy for stabilizing two-rotor aircraft vertical takeoff remote control is presented. A combination of an exponential local observer and absolute location system based on ultrasonic waves is used to estimate the rotation angles and all aircraft speeds. We show that the stabilization strategy satisfies the principle of separation. In the sense that the stability closed loop system is preserved when the control law uses the observed states. The strategy is validated with real-time experiments.
Keywords: stabilization, aircraft, PVTOL, rotors, process control.
ISSN 2007-9516 CD ROM 29
Materiales y Métodos
Sensores.
Los acelerómetros son dispositivos que miden la aceleración, que es la tasa de cambio de la velocidad de un objeto. Esto se mide en metros por segundo al cuadrado (m/s²) o en las fuerzas G (g). La sola fuerza de la gravedad para nosotros aquí en el planeta Tierra es equivalente a 9,8m/s², pero esto varía ligeramente con la altitud (y será un valor diferente en diferentes planetas, debido a las variaciones de la atracción gravitatoria). Los acelerómetros son útiles para detectar las vibraciones en los sistemas o para aplicaciones de orientación.
Los acelerómetros pueden comunicarse a través de un convertidor analógico, digital o interfaz de conexión modulada por ancho de impulsos (pwm). Tienen una interfaz analógica y entregan un voltaje proporcional a la aceleración en cada uno de sus ejes (hablando de uno de 3 ejes) que normalmente fluctúan entre tierra y el valor de alimentación Vcc. Estos suelen ser más baratos que los digitales. Los acelerómetros con una interfaz digital pueden comunicarse a través de los protocolos de comunicación de SPI o I2C.
Estos tienden a tener más funcionalidad y ser menos susceptibles al ruido que los acelerómetros analógicos. Los que tienen salida modulada en ancho de pulso (PWM) la onda es cuadrada con un periodo conocido, pero un ciclo de trabajo varía con cambios en la aceleración.
Figura 2. Sensor GY-521..
Modelo Matemático
Las ecuaciones de movimiento del sistema son:
Donde: X : Posición horizontal del centro
de masa de la aeronave Y : Posición vertical del centro de
masa de la aeronave 𝜽 : Es el ángulo de giro que la
aeronave hace con la horizontal U1: Empuje U2: Aceleración angular -1 : Aceleración gravitacional
normalizada 𝜺 : Coeficiente pequeño que
caracteriza el acoplamiento entre el momento de giro y la aceleración lateral de la aeronave
Sistema PVTOL. El sistema PVTOL cuenta con tres grados de libertad ‘x’, ‘y’ y ‘𝜃′, y dos entradas de control u1 y u2, entonces es un sistema subactuado donde las coordenadas actuadas son ‘y’ y ‘𝜃′ y la coordenada subactuada es ‘x’. El PVTOL se compone de dos propulsores independientes que producen una fuerza y un momento en la máquina voladora
Etapa de Programación. TIVA TM4C123GXL Y SENSOR GY-521 Para la implementación del sistema Tiva con el sensor, se utilizó la interface Energía que es muy similar a la que utiliza Arduino.
La instalación de los puertos se muestra en la siguiente tabla:
PIN SENSOR PUERTO TIVA
VCC J1 3.3 V
GND J2 GND
SCL J2 PD0
SDA J2 PD1
ADO GND
Tabla 1. Representación del Sistema.
ISSN 2007-9516 CD ROM 30
Figura 3. Instalación de puertos en Tiva TM4C123GXL.
Código correspondiente elaborado en Energía.
Figura 4. Programación en Tiva.
Para que el código pueda compilarse sin error en necesario cargar las librerías correspondientes (I2Cdev y MPU6050) en la siguiente dirección de la carpeta Energía: energía/hardware/lm4f/libraries
Los resultados del acelerómetro y
giroscopio en los ejes ‘X’, ‘Y’ y ‘Z’, además de un valor de temperatura.
Figura 5. Resultados.
Código de Arduino.
El Código en Arduino para la medición de los Bits y RPM de los motores, permite obtener las velocidades que alcanzan los motores, es como se presenta:
int state;
int bits = 136;
volatile int conteo = 0;
int rpm=0;
unsigned long lastmillis = 0;
void setup(){
pinMode(2,INPUT);
pinMode(13,OUTPUT); digitalWrite(2,LOW);
Serial.begin(9600);
attachInterrupt(0,pinISR,RISING);
}
void loop(){
analogWrite(9,bits);
// Tacómetro if (millis() - lastmillis >=
1000){/*Uptade every one second, this will be
equal to reading frecuency (Hz).*/
detachInterrupt(0);
rpm = conteo * 30; /*
Convert frecuency to RPM, note: this works
for one interruption per full rotation. For two
interrups per full rotation use rpmcount * 30.*/
Serial.print("RPM =\t"); //print the word
"RPM" and tab. Serial.print(rpm); // print the rpm
value. Serial.print("\t Hz=\t"); //print the word
"Hz".
Serial.print(conteo); /*print revolutions per
second or Hz. And print new line or enter.*/
Serial.print("\t Bits=\t");
//print the word "Hz".
Serial.println(bits);
conteo=0;
lastmillis = millis();
attachInterrupt(0, pinISR,
RISING);
}
//Incrementar pwm por teclado c1+ c2-
if (Serial.available() > 0) {
if (Serial.peek() == 'c') { //check for the
character that signifies that this will be a
command
Serial.read(); //remove the character that
signifies this is a command from the serial buffer
state = Serial.parseInt();
//store our expected integer
into state
if (state==1)
{
bits=bits+5; }
else
ISSN 2007-9516 CD ROM 31
{
bits=bits-5;
}
digitalWrite(13,state); // set the state of the
LED
}
while (Serial.available() > 0){ //Discard
everything that we didn't expect
Serial.read();
}
}
} //interrupcion IR
void pinISR(){
digitalWrite(13,!digitalRead(13)); conteo++;
}
Código de Labview.
Figura 6. Lectura en LabView.
• Interfaz gráfica de adquisición de datos
de tiva a través de Labview.
• El tiva envía los datos del sensor MPU
5060. Los tres ejes, XYZ. Del
Acelerómetro y del Giroscopio. Así como
la temperatura.
En la interfaz se puede apreciar los datos censados a través del tiva.
Figura 7. Lectura en LabView.
• El programa se puede apreciar donde se
está leyendo un string desde el puerto
COM.
• El puerto lee el siguiente string de 27
caracteres:
• “AcX = 296 | AcY = 256 | AcZ = 15872 |
Tmp = 26.69 | GyX = -244 | GyY = 242 |
GyZ = -183”
• Posteriormente es separado en los
diferentes ejes del acelerómetro y
giroscopio, así como la temperatura.
Para después visualizarlo en los
respectivos indicadores. Todo esto está
en un ciclo while, que se está ejecutando
hasta que se presione el botón de stop.
Resultados y Discusión
Hemos presentado un algoritmo de control simple para estabilizar un PVTOL. El controlador que empleamos es una extensión de la técnica de saturaciones anidada introducido. Hemos podido probar el algoritmo en tiempo real. La simplicidad del algoritmo empleado fue muy útil en la aplicación del algoritmo de control. Los resultados mostraron que el algoritmo funciona bien. Hemos sido capaces mediante la aplicación de un PID, el control de estabilidad de un sistema PVTOL, logrando realizar de forma correcta la estabilización en una referencia dada.
Por un
lado, los
valores para sintonizar el PID son difíciles de adquirir, ya que en ocasiones al mover un parámetro el sistema puede quedar inestable; por otro lado, se nota que después de una cantidad x de saturación superior los
ISSN 2007-9516 CD ROM 32
variadores actúan de una manera no lineal y más parecida su curva de respuesta a una exponencial, lo que claramente altera el comportamiento del sistema.
Al utilizar los conversores de datos en simulink para poder procesar las señales se pierde información la cual crea “brincos” en el PID y los cuales se reflejan instantáneamente en sobretiros de los motores, por otro lado existe un cierto retardo dentro del sistema, lo cual quizás sea corregible al escoger los valores precisos de PID.
Figura 8. Fase 1 en el montaje del PVTOL.
Figura 9. Fase final en el montaje del PVTOL.
Figura 10. Firmware de los motores.
Figura 11. Caracterización de los motores.
Referencias
Kepner Jeremy, Bliss Nadya, Bond Bob, Daly James, Haney Ryan, Kim Hahn, Marzilli Matthew, Mohindra Sanjeev, Rutledge Edward, Sacco Sharon, Schrader Glenn, MIT Lincoln Laboratory, 2007, Parallel Vector Tile-Optimized Library (PVTOL) Architecture.
Guerrero Noboa Freddy Roberto y Menéndez Granizo Oswaldo Aníbal, 2013, Modelación, Simulación y Control de Sistemas Aéreos no Tripulados utilizando Inteligencia Artificial.
Lopez-Araujo Daniela Juanita, Zavala-Río Arturo, Fantoni Isabelle, Salazar Sergio, Lozano Rogelio, 2010, Global stabilization of the PVTOL aircraft with lateral force coupling and bounded inputs.
http://mechatronics-rsz.blogspot.mx/p/pvtol.html http://andrew.gibiansky.com/downloads/pdf/Quadcop
ter%20Dynamics,%20Simulation,%20and%20Control.pdf Feng Lin, Member, IEEE, William Zhang, and Robert
D. Brandt; Robust Hovering Control of a PVTOL Aircraft. R. Lozano, P. Castillo, A Dzul- International Journal of
Control, 2004- Global stabilization of the PVTOL: real time application to a mini-aircraft.
A. Zavala-Rio, I. Fantoni & R. Lozano- International Journal of Control 2003- Taylor & Francis, Global stabilization of a PVTOL aircraft model with bounded input.
H Ye, H Wang, H Wang-Control Systems Technology, IEEE 2007- Stabilization of a PVTOL aircraft and inertia wheel pendulum using saturation technique.
CS. Huang, King Yuan-International Journal of Control, 2002- Taylor & Francis-Output tracking of a non-linear non-minimum phase PVTOL aircraft based on non-linear state feedback control.
ISSN 2007-9516 CD ROM 33
LOGÍSTICA: FACTOR CLAVE EN EL INCREMENTO DE LA PRODUCTIVIDAD.
Pérez Lara, Magdiel1; Guillén González, Lucina1. 1Instituto Tecnológico de Comitán, Av. Instituto Tecnológico Km. 3.5. Comitán de Domínguez,
Chiapas.
Resumen— La finalidad del presente estudio es conocer el alcance de proyectos realizados
por egresados de la carrera de ingeniería industrial en el área de logística, en empresas
regionales, analizarlos bajo el concepto de productividad e identificar las áreas de
oportunidad en las que se pueden implementar mejoras en el sistema logístico, considerando
a la compañía como un sistema integral, para ello la empresa debe esforzarse por mejorar la
relación entre producción e insumos, pues de ello depende su supervivencia, para
permanecer en el mercado se debe buscar con firmeza la optimización del flujo de materiales,
así como la eficacia de la información empleada para cumplir eficientemente con los procesos
productivos. En este sentido las empresas locales deben enfocar sus procesos en torno a la
creación de valor para poder competir y cumplir los retos que el mercado exige, con el uso
extensivo del capital humano y recursos que afectan a una economía.
En este contexto, se introducen los conceptos principales de logística, así como de
productividad, para ello, la compañía debe tener claro los procesos que desarrolla. La técnica
utilizada se fundamentó en la compilación de una serie de informes técnicos de proyectos
realizados en residencia profesional de la carrera de ingeniería industrial, teniendo una
afluencia 32 proyectos en el área logística, se segmento una vez más para conocer la
situación de esta área profesional en empresas regionales, obteniendo para el análisis diez
proyectos. El resultado del análisis de estos proyectos consiste en mostrar que la
productividad está ligada, en gran parte, con el desempeño de las actividades logísticas, así
también descubrir el fallo de las empresas regionales en la administración de inventarios,
distribución de planta o rutas de distribución, así también, mostrar las oportunidades para la
implementación de mejoras.
Palabras clave: Proyectos, logística, productividad, capital humano.
Abstract— The purpose of this study is to know the scope of projects carried out by graduates
of industrial engineering in the area of logistics, in regional companies, analyzing them under
the concept of productivity and identify areas of opportunity in which you can implement
improvements in the logistics system, whereas the company as a system, so the company
should strive to improve the relationship between production and supplies , because it
depends on their survival, to stay in the market seek strongly the optimization of the flow of
materials, as well as the effectiveness of the information used to efficiently meet production
processes. In this sense local companies should focus their processes around creating value
to be able to compete and meet the challenges that the market demands, with the extensive
use of human capital and resources that affect an economy.
ISSN 2007-9516 CD ROM 34
In this context, the main logistics concepts, are introduced as well as productivity, for this
purpose, the company must have clear processes that develops. The technique used was
based on the compilation of a series of technical reports on projects carried out in
professional residence of the industrial engineering degree, having an influx 32 projects in
the logistics area, I segment once again to know the situation of this professional area in
regional companies, obtaining ten projects for analysis. The result of the analysis of these
projects is to show that productivity is linked, to a large extent, with the performance of the
logistics activities, and also to discover the failure of regional companies in the administration
of inventory, distribution of plant or distribution routes, thus also, show the opportunities for
the implementation of improvements.
Keywords: Projects , Logistics, productivity , human capital
Introducción
En la actualidad el papel de la logística es
determinante en las empresas regionales, se
encuentra ligada a factores clave del
desempeño y cumple de manera sistemática
algunos objetivos de la cadena de suministros,
según el Council of Supply Chain
Management Professional (CSCMP, antes
CLM) se define a la logística como “Parte de
gestión de la cadena de suministro que
planifica, implementa y controla el
funcionamiento eficiente, eficaz hacia
adelante y se invierte el flujo y
almacenamiento de bienes, servicios e
información relacionada entre el punto de
origen y el punto de consumo con el fin de
cumplir con los requisitos de los clientes” (1).
La productividad se expresa como la relación
de la producción y los insumos, en las
compañías, no se sustenta en producir con
eficacia, sino en producir lo que el mercado
precisa, cuando lo necesita y a un precio
competitivo. La compañía debe tener claros
los parámetros de medida de productividad,
para cubrir los objetivos de producción (2).
Sin embargo, la empresa debe esforzarse por
mejorar la relación entre producción e
insumos, pues de ello depende su
supervivencia.
En contraste a la productividad de la
empresa, los colaboradores también deben de
ser productivos, en este contexto, la
productividad del trabajador puede estar
limitada si éste percibe que la formación que
posee es inferior a la que requiere el puesto,
incluso si el individuo posee la motivación
suficiente para desarrollar las tareas propias
del puesto que ocupa (3).
Puede interpretarse como un juego de
sinergia, que el trabajador sea productivo, y
por lo tanto, su desempeño empresarial será
provechoso, logrando el desempeño exitoso
de la compañía (4).
Basadas en patrones establecidos de
productividad las actividades desempeñadas
bajo esquemas logísticos buscan con firmeza
la optimización del flujo de materiales, así
como la eficacia de la información empleada
para cumplir eficientemente con los procesos
productivos (5), puede ser considerada
también como la necesidad de integrar las
operaciones de negocios dentro de la cadena
de suministro (6).
Las empresas locales deben enfocar sus
procesos en torno a la creación de valor para
poder competir y cumplir los retos que el
mercado exige (7), con el uso extensivo del
capital humano y recursos que afectan a una
economía (8).
Para ello se deben fijar metas y objetivos que
debe seguir la organización para implementar
actividades de mejora y reforzar prácticas que
ISSN 2007-9516 CD ROM 35
contribuyen a la optimización de los procesos,
estas acciones son los puntos principales para
adaptar los medios logísticos que determinan
el alcance y cumplimiento de tales objetivos
(9).
Al igual, se debe conocer que la eficiente
administración logística, además de generar
mejoras internas y ahorros (10), se pueden
obtener múltiples beneficios que fortalecen la
confianza de los clientes (11) y garantizan
lealtad, lo que otorga una ventaja intangible a
la compañía (12).
En estos términos, se asume que la logística es un criterio primordial como proceso productivo interno, por ello debe ser coordinado perfectamente, además de tener la capacidad de integrarse operativamente a lo largo de la cadena de suministros, con el fin de satisfacer los nuevos objetivos de desempeño, el proceso logístico debe integrar todo el trabajo necesario y evitar las acciones que no agregan valor, con el fín de responder satisfactoriamente al mercado versátil allanado por las compañías transnacionales.
Esta situación de mercado coloca a las PyMES regionales en una realidad crítica, obligándolas al desarrollo de proyectos en innovación administrativa, sin descuidar el imprescindible papel del cliente (13) .
Por tal razón deben asegurarse de que las
actividades contribuyan al movimiento
eficiente de personas y materiales con los
controles necesarios para asegurar que los
recursos invertidos son realmente productivos
(14).
Materiales y Métodos
Búsqueda de información y selección de
proyectos.
Se coleccionó una serie de informes técnicos
de proyectos realizados en residencia
profesional de la carrera de ingeniería
industrial, de los siete últimos años, en el
periodo comprendido 2008 -2015 teniendo
una afluencia de 296 proyectos realizados en
empresas regionales y nacionales, en el área
logística se obtuvo la cantidad de 32
proyectos. Como el presente estudio se basa
en el análisis de PyMES regionales, se
segmento una vez más, obteniendo para el
análisis diez proyectos.
Manipulación y control de la información.
Consistió en una base de datos, diseñada con
las herramientas de la paquetería Microsoft
Office, esto permitió almacenar la información
relevante de los diez proyectos con los datos
necesarios para el análisis de las
problemáticas presentadas en el área
logística.
Análisis de proyectos.
Se realizó de manera comparativa,
considerando las necesidades logísticas de
las empresas, los objetivos de los proyectos,
los egresados que llevaron a cabo la
implementación de las mejoras, y como dato
adicional el giro de la empresa, la taba 1 ilustra
a detalle las características generales del
comparativo.
Tabla 1 Base de datos para el análisis de proyectos.
Resultados y Discusión
Proyectos realizados en las PyMES
regionales
El planteamiento de soluciones productivas es
el propósito de la administración empresarial,
en estos términos, las mejoras en
productividad pueden verse como un campo
EMPRESA GIRO PROYECTO PROBLEMÁTICA OBJETIVO GENERAL
“REFRESCOS NÉCTAR S.A DE
C.V” INDUSTRIALPLAN DE LOGÍSTICA
INVERSA
Fala recolección de envases, mucho desperdicio y la inexistencia de un plan de
recolección de productos (mal envasado, mal llenado, mal uso, maltratados por el
mal transporte). Esto le genera a la empresa pérdida económica y en muchos
casos pérdida de clientes
Establecer un plan de logística inversa para el mejor funcionamiento de la
empresa, esto ayuda en la recolección y disminución de desperdicios de
los envases
CAFÉ MAYORGA INDUSTRIALDISTRIBUCIÓN DE
PLANTA
Falta una distribución adecuada para los procesos de producción, aprovechar los
espacios con los que cuenta la planta y considerar aspectos físicos. Hacer la
comparación de la distribución actual con el diseño de la propuesta para verificar
los procesos.
Realizar una propuesta de diseño para la redistribución y mejoramiento
de la planta de acuerdo a los procesos de producción y espacios de la
misma.
AGROPECUARIA SAN JOSÉ
YALCAO S.C. DE R.L. DE C.V.SERVICIOS
DISTRIBUCIÓN DE
PLANTA
No cuenta con una distribución ya establecida de la que será su planta de
empacado, como también de todas las áreas de servicio, oficinas, estacionamiento,
etc. con las que ha de contar
Elaborar el diseño de distribución de planta, en lo que concierne a la
maquinaria y equipos, así como también los diferentes departamentos que
conformarán la empacadora de frijol, con la finalidad de que este proyecto
se ponga en marcha.
LÁCTEOS DE CHIAPAS S.A. DE
C.V.INDUSTRIAL
LOGÍSTICA DE
VENTAS
Las ventas no están programadas por lo que los pedidos suelen ser espontáneos y
tampoco se tiene un control de las mismas, lo cual genera problemas no solo en el
área de ventas sino que también en las áreas de producción y almacén ya que en
muchas ocasiones no es posible cumplir con los clientes debido a que no hay una
producción programada. Al no tener una logística de ventas y un pronóstico de las
mismas, se ven afectados otras áreas y procesos implicados tales como el de
producción, almacén y ventas.
Determinar la cadena de ventas a través de un sistema logístico eficiente
que ayude a incrementar las ventas, así como el de tener un mayor
control de las mismas.
REFRESCOS NÉCTAR S.A DE C.V INDUSTRIAL
OPTIMIZACIÓN DE
DISTRIBUCIÓN DE
JUGOS
Problemas en el área de distribución debido a no tener un buen funcionamiento de
la misma. El producto es retornado y genera pérdidas económicas por no contar
con una buena distribución y a consecuencia de esto la pérdida de clientes, tiene
una mala red de distribución del producto, el empaque no es apropiado, demora de
choferes.
Lograr una mejor calidad en el servicio distribuyendo productos de
calidad, al alcance de los clientes, obteniendo así, un mayor número de
ventas y mayores ingresos.
“REFRESCOS NÉCTAR S.A DE
C.V”INDUSTRIAL
ADMINISTRACION DE
INVENTARIOS
Tiene problemas con la entrega de sus productos por la falta de materiales y
renuencia de los trabajadores al momento de realizar su trabajo en horas
compensadas, para la elaboración de los jugos cuando existen demandas
inesperadas, también se hace mención de que la empresa actualmente ha tenido
problemas para su proceso y elaboración, por tal motivo ha tenido problemas
con la red de distribución de jugos que, al igual que en el área de proceso por falta
de seguridad y espacio de área de trabajo ya que la empresa adquirido nuevas
máquinas para el proceso de los jugos, ésto se debe a que la empresa está dentro
de un proceso de aumento en ventas, lo cual genera una demanda inesperada en
sus diferentes líneas de producción.
Asegurar la existencia de materia prima que permita flexibilidad en la
producción y cumplir con la demanda esperada.
ISSN 2007-9516 CD ROM 36
de capacitación excelente para la actividad
administrativa, la figura 1 ilustra los proyectos
analizados por empresa, podemos distinguir
una empresa con tres proyectos realizados,
en el análisis se encontró que tales proyectos
fueron efectuados en periodos distintos y en
diferentes áreas.
Figura 1. Proyectos realizados en las empresas.
Análisis de problemas comunes en las PyMES
regionales
Es análisis permitió conocer las necesidades
en las empresas, y las soluciones propuestas
para mejorar la productividad, estas
necesidades, fueron determinantes para la
ubicación de los proyectos, la tabla 2,
presenta un listado de las áreas logísticas en
las que fueron clasificados.
AREAS LOGISTICAS
LOGISTICA INVERSA
LOGISTICA DE VENTAS
DISTRIBUCION DE PLANTA
ADMINISTRACION DE INVENTARIOS
RUTAS DE DISTRIBUCION
Tabla 2 Principales áreas de necesidades logísticas de
las PyMES.
La figura 2 muestra la situación de las
empresas, la mayor necesidad se hace
presente en el diseño de las rutas de
distribución, esto representa deficiencias
operativas que se traducen en costos para las
compañías, visualizadas en altos costos,
pérdida de tiempo y depreciación del equipo
de transporte, en términos internos, se
encuentran deficiencias en la administración
de inventarios y en la distribución de planta,
esto representa, demoras en la producción,
pérdidas en el inventario por obsolescencia,
tanto de materia prima como de productos
terminados y faltantes para cubrir pedidos,
esto culmina con la pérdida de confianza y
lealtad de los clientes.
Figura 2. Clasificación de proyectos, según las áreas
logísticas.
Áreas de oportunidad
El desarrollo de proyectos que prometan en
incremento de la productividad, debe
visualizarse con una perspectiva global, no
debe analizarse como un sistema aislado en
el cual centrar toda la atención, de esta forma
fomentar la elaboración y actualización de un
plan logístico integral.
Según los resultados del análisis, la mayoría
de los proyectos están enfocados a cubrir las
urgentes necesidades que demandan los
clientes, como se muestra en la figura 3, sin
embargo, en algunos casos se encontraron
puntos deficientes relacionados a distribución
de planta y manejo de inventario a la hora de
solucionar los problemas del cumplimiento
con los clientes. Lo que reafirma un análisis
integral.
ISSN 2007-9516 CD ROM 37
Figura 3. Áreas de incremento de la productividad desde
la perspectiva Cliente-Empresa.
La administración de los servicios, muchas
veces se muestra carente por la dificultad de
medir y evaluar un producto intangible, sin
embargo, estas industrias representan una
amplia oportunidad para incrementar la
productividad. La figura 4 muestra la mayoría
de los proyectos realizados en áreas
pertenecientes a empresas de giro industrial.
Figura 4. Áreas de incremento de la productividad
considerando el giro empresarial.
Conclusión
Las áreas de oportunidad para implementar
mejoras son muy amplias en las
organizaciones, para ello se necesitan
profesionales visionarios y críticos, capaces
de identificar las deficiencias y plantear las
mejores soluciones, en otras palabras deben
ser personas productivas para empresas
productivas.
La logística como factor imprescindible en las
empresas es una práctica digna de ser cíclica
bajo el concepto de innovación, para
garantizar el cumplimiento de los objetivos de
la compañía, y asegurar la consolidación en el
mercado.
Referencias
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https://cscmp.org/, 1991.
2. Zandin, Kjell B. Maynard Manual del Ingeniero
Industrial. México, D.F. : McGrawHill, 2010, págs. 1029-
1040.
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Wiley and Sons. , 1964.
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del trabajo: un estudio para la industria hotelera.
Marchante, Andrés y Ortega , Bienvenido. 44, págs.
079-100, Málaga, españa. : Cuadernos de Economía y
Dirección de la Empresa. , 2010.
5. Sostenibilidad y mejora Logística. Un Caso Pratico.
Garcia Arca, Jesús, y otros, y otros. Cartagena. : s.n.,
2011. 5th. international conference on Industrial
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6. Cooper, Martha C, Douglas, Lambert y Pagh, Janus
D. Supply Chain Management: More than a New Name for
logistics. 1996. págs. 1-10.
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Cadena de Suministro. 5ª Edición. México : PEARSON.
Prentice Hall., 2004.
8. Rushton, Alan, Croucher, Phil y Baker, Peter. The
Handbook Of Logistics & Distribution Management. 4th.
Edition. London. : Kogan Page, 2010.
9. Neeraja, B., Mehta, Mita y Chandani, Arti. Supply
Chain and Logistics For the Present Day Business. 2014.
págs. 665-675.
10. García-Arca, Jesús, Prado-Prado, Carlos y Mejías-
Sacalunga, Ana. El desarrollo de la función logística en
la industria alimentaria y textil moda de España. 2011.
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11. Ltifi, Moez y Gharbi, Jameleddine. The effect of
logistics Performance in Retail store on the Happiness and
Satisfaction of Consumers. 2015. págs. 1347-1353.
12. Gil Saura, Irene, y otros, y otros. Logistics Service
Quality: a New Way lo Loyalty. 2008. págs. 650-668.
13. Innovation Excellence in Logistics. Litle, Arthur D.
2007, European logistics Association, págs. 11-32.
14. Heizer, Jay y Render, Barry. Principios de
Administracion de Operaciones, 7ª edición. México. :
PEARSON. Prentice Hall., 2009.
0%
50%
100%
INDUSTRIAL SERVICIOS
80%
20%
ISSN 2007-9516 CD ROM 38
VIRUS INFORMÁTICOS, CAUSAS Y MANERAS DE ERRADICARLOS
Diana Suckey Alvarado Dominguez1; Ramiro Vázquez Ruiz2; Hugo Antonio Ocampo Alfaro3, José
Benito García Solano4 1Instituto Tecnológico de Comitán, Av. Instituto tecnológico kilómetro 3.5 s/n, Yocnajab el Rosario
Comitán de Domínguez Chiapas.
Resumen—A pesar de que en la actualidad existe una gran cantidad de antivirus para así
poder proteger nuestros equipos, cada uno de estos necesita ciertas actualizaciones para
poder contrarrestar ciertos virus ya que cada vez estos aparecen más complejos y estos
requieren de antivirus más completos y eficaces.
Este trabajo nos informa sobre los peligros más comunes que se encuentran en la red, en
ordenadores comunes y los cuales pueden ser obtenidos con un dispositivo USB, de igual
manera los problemas que podrían causarnos al ser infectados por dichos virus que podemos
obtener de formas tan sencillas que son muy fáciles de evitar pero a pesar de tener el
conocimiento de esto, aun así no tomamos las precauciones adecuadas para no infectar
nuestros dispositivos, los métodos de prevención más sencillos pero efectivos son los que
se reflejan de la mano de una encuesta aplicada a una pequeña muestra poblacional, en la
cual un gran número de los encuestados han sido afectados por estos virus informáticos y
de igual modo estas infecciones han sido causadas en su mayoría por costumbres poco
seguras para el equipo practicadas por el usuario, así como el uso de software no legal, en el
interior de este trabajo se encontrara también las soluciones inmediatas a los virus más
comunes como los son gusanos, troyanos etc. Así como las maneras en que se pueden
prevenir utilizando los antivirus más cotizados en el mercado y los cuales son de gran utilidad
para poder erradicar o evitar dichos contagios de manera sencilla para el usuario.
palabras clave: antivirus, peligros, prevención, soluciones, erradicar
Abstract—— Although there is currently a large amount of virus in order to protect our teams,
each of these require certain updates to counteract certain viruses as they appear ever more
complex and they require more comprehensive and effective antivirus.
This paper reports on the most common hazards found on the network, computers in public
and which can be obtenenidos with a USB device, just as the problems that might cause us
to be infected by these viruses can obtain forms as simple which are easy to avoid but despite
having knowledge of this, still do not take adequate precautions not to infect our devices,
methods of effective prevention simpler but are reflected in the hands of a survey a small
population sample, in which a large number of respondents have been affected by these
viruses and similarly these infections have been caused mainly by unsafe for customs
practiced by the user equipment, and the use non-legal software within this paper also find
immediate solutions to the most common virus as are worms, trojans etc. And ways in which
they can prevent antivirus using quoted market and which are useful to eradicate or prevent
such infections easily to the user.
ISSN 2007-9516 CD ROM 39
Keywords:antivirus, hazards, prevention, solutions, eradicate
Introducción
Este documento se le presentaran una investigación de los virus acerca de su origen, eliminarlos e irradiarlos de la PC´s. Con la finalidad de lograr encontrar soluciones y poder prevenir el ataque de estos y hacer de nuestro equipo más seguro. Y acerca de lo que deben y no de hacer para no enfrentarse a problemas con estos. Esto será de ayuda y de gran beneficio para la comunidad informática, será un pequeño aporte, y que a su vez será de grande ayuda para evitar riesgos y problemas. Ya que la mayoría de los usuarios de PC´s tenemos ese temor de enfrentarnos ante un problema con estos para ello les daremos como antes mencionamos recomendaciones y una de las principales es el uso de software que nos protegen de los virus. Basándonos en el resultado de las encuestas e investigaciones realizadas darles a conocer que software usar y que sea seguro para prevenir el ataque de estos. La investigación realizada nos muestra que los virus se pueden clasificaciones según su función, con base a esto daremos a conocer cuáles se pueden eliminar de manera sencilla evitándonos gastos y también cuáles se deben combatir con actividades más específicas y que deje de causarnos daños.
Así mismo, se hablara de las características que tienen los virus más comunes, y los daños que pueden causarle al equipo y así mismo las medidas de prevención y solución.
Materiales y Métodos
Virus más conocidos
TROYANO Características (Troyanos, 2015):
Los troyanos están diseñados para que un atacante acceda a un sistema en forma remota y realizar diferentes acciones "sin pedir permiso". Las acciones que el atacante puede realizar dependen de los privilegios del
usuario que está siendo atacado y de las características del troyano.
Se caracteriza por engañar a los usuarios disfrazándose de programas o archivos legítimos/benignos (fotos, archivos de música, archivos de correo, etc.), con el objeto de infectar y causar daño.
Efectos (Troyanos, 2015):
- Aparición y/o desaparición de archivos.
- Ralentización del sistema. - Aparición de archivos temporales sin
justificación.
- Bloqueos continuos del PC. - Reinicios continuos del PC. - Inicialización/Finalización de
programas sin justificación.
- La bandeja del CD se abre/cierra sin motivo alguno.
- El teclado deja de funcionar. - Actividad en el módem cuando no se
está realizando ningún tipo de comunicación.
- Las luces indicadoras del modem (externo) o el LED de actividad del disco duro (interno) pueden indicar este tipo de actividad.
- El servidor de Internet no reconoce nuestro nombre y contraseña o indica que ya está siendo utilizado. Lo mismo con el correo.
- Ejecución de sonidos sin justificación.
- Presencia de ficheros TXT o sin extensión en el HD (normalmente en -c:\-) en los que reconocemos palabras/frases/conversaciones/comandos,... que hemos escrito anteriormente (captura del teclado por parte del atacante).
- Presencia de archivos y/o carpetas con caracteres extraños, (como por ejemplo -|î ìäñòócàïóñêà-, que es el path por defecto del NetBus 2.X, o -%windir%\patch.exe%windir%\KeyHook.dll-, path por defecto del NetBus 1.X).
GUSANO
Características (Gusanos, 2015):
ISSN 2007-9516 CD ROM 40
Son programas dañinos (considerados un tipo de virus) que, una vez que hayan infectado el ordenador, realizan copias de sí mismo con el objeto de reproducirse lo más pronto por medio de red, correo electrónico, dispositivos de almacenamiento (disquettes, usb, etc.), programas P2P, mensajería instantánea (icq, messenger, etc.), entre otros. Estos archivos pueden ser de tipo: exe, com, bat,pif, vbs, scr, doc, xls, msi, eml, etc.
Los gusanos actuales se propagan principalmente por correo electrónico con archivos anexados y disfrazados, con el objeto de engañar al usuario a que los ejecute y así empiece el proceso de infección y reproducción.
Efectos (Gusanos, 2015):
- Notará lentitud en el ordenador, ya que el virus estará en memoria tratando de hacer copias de sí mismo.
- Notará que la disquetera empieza a encender repentinamente y sin razón.
EFECTOS DE LOS VIRUS INFORMATICOS (Síntomas generales para identificar si una PC está infectada) (Efectos, 2015):
Retardos (más de lo común) al cargar un programa.
Operaciones más lentas del sistema operativo
Sectores defectuosos en discos duros y/o removibles.
Mensajes de error inusuales.
Actividad extraña en la pantalla.
Sonidos extraños.
Cambios en las características de los programas u archivos.
El equipo funciona más lento de lo normal
El equipo deja de responder o se bloquea con frecuencia
El equipo se bloquea y se reinicia cada pocos minutos
El equipo se reinicia solo y no funciona con normalidad
Las aplicaciones del equipo no funcionan correctamente
No se puede obtener acceso a los discos o a las unidades de disco
No puede imprimir correctamente
Aparecen mensajes de error poco usuales
Los menús y los cuadros de diálogo aparecen distorsionados
Soluciones (Seguridad y protección, 2015) No se puede garantizar la seguridad de su
equipo, pero existen muchas formas de disminuir las posibilidades de que su equipo se infecte con un virus.
Es imprescindible que su software antivirus cuente con las últimas actualizaciones (generalmente denominadas “archivos de definición”) que ayudan a la herramienta a identificar y eliminar las últimas amenazas.
Puede continuar mejorando la seguridad de su equipo y disminuir las posibilidades de que sufra una infección usando un firewall (US), actualizando su equipo, teniendo una suscripción de software antivirus actualizada (como, por ejemplo, Microsoft Security Essentials) y usando algunas prácticas recomendadas.
Pasivas (Consejos, 2015): Evitar introducir a tu equipo medios de
almacenamiento extraíbles que consideres que pudieran estar infectados.
No instalar software "pirata” o de dudosa procedencia.
No abrir mensajes de una dirección electrónica desconocida.
No aceptar e-mails de desconocidos. Informarse y utilizar sistemas operativos
más seguros. No abrir documentos sin asegurarnos del
tipo de archivo. No abrir archivos con nombres extraños o
ilegibles. Relacionados con Internet (Consejos,
2015): Sea precavido cuando descargue archivos
desde Internet: compruebe que la fuente es legítima y de confianza; y asegúrese de que el programa antivirus comprueba los archivos en el sitio de descarga. Si no está seguro, no transfiera el archivo o descárguelo en un disquete o algún otro dispositivo de almacenamiento extraíble y pruébelo con el programa antivirus del que disponga.
Rechace los archivos que no haya solicitado cuando esté en chats o grupos
ISSN 2007-9516 CD ROM 41
de noticias ("news") y compruebe aquellos que sí ha solicitado.
Configure el navegador escogiendo el nivel de seguridad adecuado: instale un cortafuego. Se pueden evitar bastantes infecciones por virus a través de Internet si se tienen determinados puertos cerrados.
No comparta ficheros a través de programas P2P ni utilice estos programas: son una fuente inagotable de virus, tanto por los puertos que se dejan abiertos para transmitir la información, como por los ficheros descargados que pueden contener virus.
Instálese un antiespías para navegar por Internet, de esta forma evitará publicidad no deseada y redirecciones a páginas no esperadas.
Relacionados con el correo electrónico (Consejos, 2015):
Borre los mensajes de correo electrónico encadenados o basura. No reenvíe ni conteste a ninguno de ellos. Este tipo de mensajes de correo electrónico se denominan "spam".
Sea precavido con los archivos adjuntos de mensajes de correo electrónico:
No abra ninguno que proceda de una fuente desconocida, sospechosa o no fidedigna.
No los abra a menos que sepa qué son, aun cuando parezca proceder de alguien que conoce.
No los abra si la línea del asunto es dudosa o inesperada. Si existe la necesidad de abrirlo, antes de hacerlo, guarde siempre el archivo en la unidad de disco duro.
Relacionados con antivirus (Consejos, 2015):
Utilice un buen antivirus y actualícelo regularmente. Compruebe que el antivirus incluye soporte técnico, resolución urgente de nuevos virus y servicios de alerta. Asegúrese de que el antivirus está siempre activo.
Escanee completamente discos, disquetes, unidades, directorios, archivos,... Configure su software antivirus para arrancar automáticamente en el inicio de la máquina y ejecutarlo en todo momento a fin de brindarle una protección. En caso de que su software antivirus lo permita, genere los discos de rescate.
Nunca tenga más de un antivirus instalado, puede llegar a tener muchos problemas con el ordenador en caso de que tenga instalados varios antivirus.
Si sospecha que puede estar infectado pero su antivirus no le detecta nada extraño, escanee su equipo con varios antivirus en línea.
Relacionados con los dispositivos de almacenamiento extraíbles (Consejos, 2015):
Analice previamente cualquier medio susceptible de ser infectado que inserte en su equipo. Mantenga en su poder un disco de inicio del sistema limpio de virus o en su defecto el disco de sistema proporcionado por el proveedor de hardware al momento de la compra. Proteja los dispositivos extraíbles contra escritura, es el mejor método de evitar la propagación de los virus de "boot" o arranque.
Retire los dispositivos extraíbles de sus espacios al apagar o reiniciar su computador.
Relacionados con el sistema (Consejos, 2015):
Realice una copia de seguridad de los archivos periódicamente. Y no pase por alto los signos de un funcionamiento anómalo del sistema, podrían ser síntomas de virus.
Configure el sistema para que muestre las extensiones de todos los archivos. Y, sobre todo, manténgase informado.
RESULTADOS Caracterización de la población
Grafica 1:Esta gráfica da a conocer que el 95% de
las personas ha sido víctima de un virus. Lo que quiere
decir que casi toda persona ha sufrido un contagio.
Grafica 2:Esta da la representación si instalan
software pirata, un 35% lo hace frecuentemente y un
ISSN 2007-9516 CD ROM 42
15% ocasionalmente de las personas. Quiere decir que
la mayor parte de las personas instalan software pirata.
Las gráficas fueron hechas a partir de una
encuesta realizada a la sociedad estudiantil y
a profesores especialistas en esta área.
Usando un muestreo poblacional. Basándose
en la recomendación dada de una experta en
el área de manera que las preguntas fueron
enfocadas para obtener resultados concisos
y relacionales.
Se tomó una muestra del total de los
alumnos en el área de Tecnologías de la
Información y Comunicación que consto del
20% de los alumnos de un total de 300, y el
50% de profesores de un total de 20,
dedicados y especialistas al área.
Conclusión
Como resultado de la investigación presentada, es posible concluir que existe una relación directa en las pésimas costumbres de mantenimiento preventivo de la mayoría de los encuestados, por lo tanto el resultado obtenido del cuestionamiento deriva en la realidad de un alto índice de infecciones informáticas en ordenadores, y de igual modo vemos que el uso de software ilegal o pirata pulula en gran cantidad, siendo este uno de los factores a evitar si se desea aceptar las recomendaciones dadas en esta investigación.
por otro lado, vemos de igual modo reflejada una tendencia por el uso de antivirus y su continua actualización, pero al parecer al contraponerse estas respuestas con la del uso de software ilegal, demuestra que estos antivirus también suelen ser ilegales y descargados de sitios poco confiables, esto último se antepone a las recomendaciones antes dadas por el equipo investigador, ya que en estos son una fuente inagotable de virus al igual que los servidores P2P, en los que es fácil encontrar contenido ilegal, mismo que no se libra de estar contaminado, lo contribuye a correr más riesgos de infección.
Debido a esto se puede concluir que las diferentes costumbres poco sanas de los usuarios deben cambiar, ya que de no ser así, aun con un antivirus en el ordenador, se correrá riesgo de contagiar al mismo.
Referencias
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http://gloriapin.wordpress.com/category/seguridad/ [Consulta: 2015, 24, Septiembre]
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[Disponible].http://www.monografias.com/trabajos77/virusinformaticos/virus-informaticos2.shtml
[consulta: 2015, 24, Septiembre] (VIRUS-INFORMÁTICOS, 2013) Comportamiento de
los virus [Disponible] .http://virusinformaticos.wikispaces.com/Caracteristicas
[Consulta: 2015, 25, Septiembre] (EFECTOS,2013) Efectos de los virus Informáticos
Disponible].http://juanj2.blogs.com.gt/que-es-un-virusinformatico/efectos-de-los-virus-informaticos/[Consulta: 2015, 25, Septiembre]
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[Disponible]. http://www.seguridadpc.net/introd_antiv.htm
[Consulta: 2015, 25, Septiembre] (TROYANOS, 2013) Características de los Troyanos
[Disponible].http://www.seguridadpc.net/troyanos.htm[Consulta: 2015, 25, Septiembre]
(GUSANOS, 2013) Características de los Gusanos
[Disponible].http://www.seguridadpc.net/gusanos.htm[Consulta: 2015, 25, Septiembre]
(DAÑOS COMUNES, 2013) Que daños causan los
virus [Disponible].http://www.bloginformatico.com/danoscomunes-de-los-virus-informaticos-al-sistema-windows.php [Consulta: 2015, 25, Septiembre]
(SEGURIDAD Y PROTECCIÓN, 2012) Soluciones de Infección[Disponible]. http://www.microsoft.com/esxl/security/default.aspx[consulta: 2015, 30, Septiembre]
(CONSEJOS, 2013) Consejos evitar el contagio [Disponible]. http://recursostic.educacion.es/usuarios/web/seguridad/47consejos-para-evitar-la-infeccion-por-virus-de-los-equipos-informaticos
[Consulta: 2015, 30, Septiembre]
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MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE RUTAS DE LAS DISTRIBUIDORAS DE PRODUCTOS EMBOTELLADOS
DEL VALLE DE CINTALAPA.
Zavala Zavala, José de Jesús MIA¹, Garza Pascacio Omar Hatziel¹, Vázquez Delgado Héctor Daniel¹, Chacón Hidalgo Jesús Enrique², Díaz Cristóbal Carlos Alberto², Figueroa Solís Erick²,
Hernández Gutiérrez Alejandra Karina², Herrera Turegano José², Velázquez Roblero Kenyer Enoc².
¹Docentes del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa Chiapas.
²Alumnos del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa Chiapas.
Resumen— En PepsiCo están conscientes que cada mercado es diferente por lo que buscan encontrar los modelos de negocio idóneos para alcanzar el éxito en los lugares en los que operan. La alianza con GEPP les ha ayudado a llevar el crecimiento de bebidas puesto que su sistema de entrega en mercado combinado con la fortaleza de innovación y desarrollo de marca, han producido fuertes resultados.
El tema a abordar son los sistemas de rutas, componente indispensable en las empresas y lo cual es el giro que tienen los establecimientos ya que esto permite que las industrias sean competentes, se pretende estudiar principalmente centros de distribución de productos (CEDIS).
En las empresas de distribución de productos embotellados del valle de Cintalapa de Figueroa, Chiapas, se estudiaran los sistemas de rutas que se emplean para la distribución de sus productos investigando los tiempos y distancias en la entrega de sus productos. Como se podría decir abarcando el mayor número de clientes posibles optimizando las rutas buscando rutas óptimas para la mejora de está generando un mayor rendimiento económico.
Una de las herramientas que se puede aplicar en este problema a estudiar son las herramientas de programación dinámica dejando como resultado el mejoramiento de rutas disminuyendo tiempos en entregas y también con la reducción de distancias, a través de esta programación lo cual nos permitirá el intercambio de técnicas entre las empresas a estudiar. La creación de tablas donde se aplican fórmulas para está donde se deberán representar las rutas mejoradas.
Esperando obtener la disminución de tiempo de entregas para mayor eficiencia en la distribución de los productos, disminución del costo en combustible de los camiones repartidores, aumentar el rendimiento de las utilidades, satisfacción de los clientes en la entrega del producto a tiempo, incrementando más rutas para obtener un mayor incremento económico y mayor acaparamiento del mercado.
Palabras clave: Programación dinámica, mejora de rutas, solución óptimaAbstract— PepsiCo are aware that each market is different so looking to find suitable
business models for success in the places where they operate. The alliance with Gepp has helped them carry beverage growth since its delivery system in the market combined with the strength of innovation and brand development have produced strong results.
The issue to be addressed are the route systems, indispensable component in business and which is rotating with establishments as this allows industries are competent, it is intended mainly to study product distribution centers (DCs).
Distribution companies in bottled products Cintalapa de Figueroa Valley, Chiapas, route systems that are used for the distribution of its products researching the times and distances in the delivery of its products will be studied. As one might say covering the largest possible number of customers optimizing routes optimum routes looking to improve is generating higher economic efficiency.
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One of the tools that can be applied to this problem are the tools to study dynamic programming leaving as a result improving delivery times decreasing routes and to reducing distances, through this program which will allow us to exchange techniques among companies to study. Creating tables where formulas are applied to is where it should represent improved routes. Hoping to get decreased delivery time for greater efficiency in the distribution of products, lowering the cost of fuel delivery trucks, increase the performance of profits, customer satisfaction in delivering the product on time, increasing more routes for higher economic growth and increased market hoarding.
Keywords: Dynamic programming, improved routes, optimal solution Introducción
El diseño de rutas de distribución es una actividad que ha cobrado gran importancia en los últimos 30 años, en que investigadores y científicos se han dado a la tarea de desarrollar un conjunto de algoritmos y métodos para obtener su solución, ya sea utilizando métodos tradicionales de optimización.
Un sistema de rutas es una técnica matemática para la solución de una serie de decisiones en secuencia el problema se puede dividir en etapas las cuales requieren una política de decisión en cada una de ellas es necesario conocer los datos para describir el problema en cada etapa.
El procedimiento de solución está diseñado para encontrar una política de solución óptima para el problema planteado.
Para tomar decisiones del sistema de rutas se aplica Programación Dinámica (PD), con ella permite llegar a decisiones para los periodos o etapas que todavía están en un futuro a pesar de las decisiones incorrectas que se hayan tomado en el periodo.
El estado representa la liga entre etapas subsecuentes de tal manera que cuando cada etapa se utiliza por separado la decisión resultante es automáticamente factible para el problema completo. Permite que se hagan decisiones óptimas para las etapas restantes sin tener que comprobar el efecto en decisiones futuras sobre decisiones que se han tomado anteriormente.
Al implementar un sistema de ruta óptima permitirá tomar minimizar el costo total de decisiones en cada etapa valorada no solo en
el coste actual de tomar la decisión sino de los costos que se producirán a partir de ella.
MARCO TEÓRICO Programación Dinámica es una técnica
matemática útil en la toma de una serie de decisiones interrelacionadas. Proporciona un procedimiento sistemático para determinar las combinaciones óptimas de decisiones. La programación dinámica tiene las siguientes
características:
1. El problema se puede dividir en etapas. 2. Cada etapa tiene cierto número de Estados asociados con su inicio. 3. El efecto de la política de decisión en cada etapa es transformar el estado actual en un estado asociado con el inicio de la siguiente etapa. 4. El procedimiento de solución está diseñado para encontrar una política óptima para el problema completo. 5. Una política óptima para las etapas restantes es independiente de la política adoptada en etapas anteriores. 6. El procedimiento de solución se inicia al encontrar la política óptima para la última etapa. 7. Se dispone de una relación recursiva que identifica la política óptima para la etapa n, dada la política óptima para la etapa n+1. 8. La forma precisa de la relación recursiva difiere de un problema a otro de Programación Dinámica, pero se usará una notación análoga como se resume a continuación: N= Número de etapas
n= Etiqueta para la etapa actual (n=1, n=2, N)
ISSN 2007-9516 CD ROM 45
Sn= Estado actual para la etapa n
Xn= Variable de decisión para la etapa n
Xn*= Valor óptimo de Xn (dado Sn)
fn (Sn,Xn)= Función objetivo de las etapas n,
n+1,…, N.
La relación recursiva siempre tendrá la forma fn* (Sn)= máx Xn {fn (Sn, Xn)} ó fn*(Sn)= min Xn {fn(Sn,Xn)}. 9. Cuando se usa esta relación recursiva, el procedimiento de solución comienza al final y se mueve hacia atrás etapa por etapa, encuentra cada vez la política óptima para esa etapa que encuentra la política desde la etapa inicial.
Para todos los problemas de programación
dinámica, se obtiene una tabla como la
siguiente para cada etapa (n=N, N-1,…,1)
Sn\Xn fn(Sn,Xn)
fn* (Sn) Xn*
Tabla 1. Programación Dinámica.
Cuando se obtiene esta tabla para la etapa
inicial (n=1), el problema queda resuelto.
Como se conoce el estado de la etapa inicial,
la primera decisión esta especificada por Xn*
en esta tabla.
La solución óptima del problema de Programación dinámica inicia con el diagrama del sistema de rutas y después a solucionar etapa por etapa, empezando con la etapa final y termina con la etapa inicial. Materiales y Métodos La figura 1 muestra la metodología que se utilizó para el mejoramiento del sistema de rutas de las distribuidoras de productos embotellados por medio de la técnica matemática llamada Programación Dinámica.
Figura 1. Metodología
1.- Contacto con la empresa Las empresas estudiadas son: PepsiCo que su funcionamiento es la distribución de bebidas embotelladas localizada en la carretera panamericana del valle de Cintalapa de Figueroa, Chiapas. Grupo peñafiel que cuenta con un funcionamiento de distribución de bebidas embotelladas, la cual se encuentra ubicada en Nicolás Bravo y Miguel Hidalgo de la ciudad de Tonalá Chiapas. 2.-Planteamiento de problema En las empresas distribuidoras de bebidas embotelladas, PepsiCo y Peñafiel, se desea conseguir una ruta óptima para minimizar las distancias en cuanto a la entrega del producto ahorrando gastos de combustibles y tiempos.
3.- Obtener datos sobre los lugares de
repartimiento del producto para minimizar distancias. La empresa PepsiCo se encuentra ubicada en el valle de Cintalapa, Chiapas. La tabla 2 muestra los destinos finales de los productos de la PepsiCo y su distancia en metros. La tabla 3 muestra la relación de las empresas con el grupo peñafiel en Tonalá, Chiapas y sus destinos finales de cada producto.
Símbolo
Destino Distancia
A PepsiCo 0
B La Guadalupana 1700
C El moroco 500
D Soriana 3000, 2100
E Oso 4100
F Oxxo 2600
G La guadalupana c. 4700,3600
H Damian´s 5700
I La manzana 3800
J La pimienta 5800
Contacto con la empresa
Planteamiento de problema
Obtención de datos
Solución optima
Toma de decisión
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K Bodega A. 4200
L Modelo plus 6200,4800
M Casa Ley 6300,4900 Tabla 2. Datos de los clientes
La empresa grupo peñafiel se encuentra ubicada en ciudad de Tonalá, en la cual se presentan sus siguientes rutas de reparto:
4.- Solución de la necesidad empresarial con
Programación Dinámica.
a) Realizar el sistema de rutas.
Se toman todos los lugares de repartimiento del producto asignándole a cada destino una letra de la A-M. Acomodándolos de la siguiente manera, indicando que distancia tiene de una letra (destinos) a otra en metros.
SIMBOLO DESTINO DISTANCIA (m)
A Don Agustín 250
A Gasolinera 300
A El Varadero 250
B Doña Reyna 600
B El M-Force 600
C Doña Reyna 600
C EL M-Force 400
D Doña Reyna 1200
D EL M-Force 600
E Álvaro 520
F Álvaro 400
G El Cantarana 200
G El Hondureño
620
H Géminis 250
H Galindo 700
I Galindo 870
J Galindo 800
K ISSTECH 670 Tabla 3. Datos recopilados de las distancias que se recorren para repartir productos peñafiel
Figura 2: Sistema de ruta GEPP.
La figura 2 muestra que la técnica de programación dinámica inicia con un sistema
de rutas de con 8 etapas para su solución de la empresa GEPP.
b) Tomar la decisión de la etapa 8.
Sn fn* (Sn)
X*8
L 100 M
Tabla 4. Desición de la n= 8
Figura . 3 Distancia de L a M.
c) Tomar decisión de la etapa 7
X7 fn(S,X7)=CsX7+f8*(X7) f7(s) X*7
S4 L
J 500 500 L
K 700 700 L Tabla 5. El valor óptimo de X*7.
d) Tomar decisión de la etapa 6
X6 fn(S,X6)=CsX6+f7*(X6) f6(s)
X*6 S6 L K
H 600 600 L
I 1100 1100 k Tabla 6. Valor óptimo de X*6
Figura. 4 Etapa 6
e) Tomar decision de la etapa 5
X5 fn(S,X5)=CsX5+f6*(X5) f5(s)
X*5 S5 H I
G 1,600 1,300 1,300 I
Tabla 7. Valor óptimo de X*5.
Figura. 5 Etapa 5
f) Tomar decisión de la etapa 4
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X4 fn(S,X4)=CsX4+f5*(X4) f4(s)
X*4 S4 G
E 1,900 1900 G
F 2,300 2300 G
Tabla 8. Valor óptimo de X*4.
Figura.6 Etapa 4.
g) Tomar decisión de la etapa 3
X3 fn(S,X3)=CsX3+f4*(X3) f3(s)
X*3 S3 E F
D 3000 2800 2800 F Tabla 9. Valor óptimo de X*3 es F.
Figura.7 Etapa 3
h) Tomar decisión de la etapa 2
X2 fn(S,X2)=CsX2+f3*(X2) f2(s)
X*2 S2 D
B 4100 4100 D
C 4400 4400 D Tabla.10 Valor óptimo de X*2
Figura.7 Etapa 2.
i) Tomar decisión de la etapa 1
X1 fn(S,X1)=CsX1+f2*(X1) f1(s)
X*1 S1 B C
A 5800 4900 4900 C
Tabla 11. Valor óptimo de X*1.
Figura.8 Etapa 1
j) Ruta óptima
Figura.9 Ruta optima
Solución optima:
A+C+D+F+G+I+K+L+M=
500+1600+500+1000+200+400+600+100=49
00.
La tabla 12 muestra la simbologia de cada
empresa para la ruta optima de la empresa
PepsiCo.
Sím. Destino Distancia
A PepsiCo 0
C El moroco 500
D Soriana 3000
F Oxxo 2600
G La guadalupana 4700,3600
I La manzana 3800
K Bodega A. 4200
L Modelo plus 6200,4800
M Casa Ley 6300,4900 Tabla 12. Simbología de ruta optima
Solución a la necesidad de la Empresa grupo peñafiel. En la empresa Peñafiel de la ciudad de Tonalá Chiapas (distribuidora), uno de los repartidores necesita establecer una ruta óptima para aumentar el desempeño en la entrega de productos en cuanto a la distancia que recorre de ir de un lugar a otro. Las rutas son las siguientes;
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Figura 10: Sistema de ruta grupo peñafiel.
Paso 2: Tomar decisión de etapa 6
Sn fn* (Sn)
X*8
K 670 L
Tabla 13. Valor óptimo de X6.
Figura 11: Etapa 6
Paso 3: Tomar decisión de etapa 5
X5 fn(S,X5)=CsX5+f6*(X5) f5(x5) X*5
S5 K
H 1370 1370 K
I 1540 1540 K
J 1470 1470 K Tabla 14: Etapa 5
Figura 12: Estado 5
Paso 4: Tomar decisión etapa 4
X4 fn(S,X4)=CsX4+f5*(X4) f4(x4) X*4
S4 H I J
G 1570 2160 - 1570 H Tabla 15. El valor opotimo en X4
Figura 13: Estado 4
Paso 5: Tomar decisión etapa 3
X3 fn(S,X3)=CsX3+f4*(X3) f3(x3) X*3
S3 G
E 2090 2090 G
F 1970 1970 G Tabla 16. Valor opotimo en X3
Figura 14: Etapa 3
Paso 6: Tomar decisión etapa 2 S2 fn(S,X2)=CsX2+f3*(X2) f2(x2) X*2
X2 E F
B 2690 2570 2570 F
C 2690 2370 2370 F
D 3290 2570 2570 F Tabla 17. El valor optimo en X2
Figura 15. Etapa 2
Paso 7: Tomar decisión etapa 1
X1 fn(S,X1)=CsX1+f2*(X1) f2(x1) X*1
S1 B C D
A 2820 2670 2820 2670 C Tabla 18. El valor optimo en X1
Figura 16. Etapa 1
ISSN 2007-9516 CD ROM 49
Paso 8: Formular ruta optima A+C+F+G+H+K+L
Figura 17. Ruta óptima
Para la empresa peñafiel no se agregó el
nombre de sus clientes por las políticas
internas pero se representan por las letras del
abecedario.
Tomar decisiones; Resultados y Discusión
Para terminar la investigación se concluye: En
la distribuidora GEPP se ahorrará 900 metros.
Contribuyendo a la distribuidora con lo
acordado durante el acuerdo que se ofreció de
manera satisfactoria.
Como recomendación dirigida a la distribuidora se otorga la ruta óptima para la realización de la distribución obteniendo un ahorro considerable de tiempo, distancia, y costos como, el combustible, y uso en tiempo adecuado a los vehículos. En la empresa Grupo Distribuidora Peñafiel S.A de C.V. se logró hacer una ruta que permitirá optimizar el tiempo de entrega en una ruta de distribución de productos de un camión repartidor. Aunque este sistema utilizado no toma en consideración que la ruta deba pasar todos los puntos establecidos, por la tanto se recomienda el uso de sistemas alternos de repartición. Como objetivo disminuir el tiempo de entregas permitirá el ahorro de combustible, mejora en el servicio a clientes en entregas a tiempo, aprovechamiento de las horas de disponibles de trabajo eliminando tiempos muertos en la entrega de los productos.
Referencias BALTZ, DM; B VONDRACEK; LR BROWN & P. MOYLE. 1991. Seasonal changes in microhabitat selection by rainbow trout in a small stream. Trans, Am. Fish. Soc. 120; 166-176. BAIZ, M & T BELLO 1997. Desplazamiento de Oncorhynchus mykiss (walb) y de Salmo trutta L. (pisces, Salmonidae) en el lago Nahuel Huapi, argentina. Cuaderno Universitario No 29 secretaria de investigación, Universidad Nacional del Comahue. BELLMAN R. 1957. Dinamic Programming Research study. Princeton University Press Princeton. New Jersey. BELLO MT & V. HOUGHAM. 2001. Migraciones “lakeward” de tuchas juveniles en el arroyo Loncochinocco, afluente del lago Gutierrez. Resúmenes 1° Reinion Binacional Argentino-Chilena de Ecologia. P.p 253. BERTEKAS, D. Dunamic programming. Prentice Hali. New Jersey. 1987. BISCAYART. C 2007. La programación dinámica en la migración de salmónidos. Tesis de maestria. Universidad Nacional del Comahue. Neuquen Argentina. HAMDY A. TAHA University of Arkansas, Fayetteville. Novena Edición, Investigación de Operaciones. Pearson educación, México 2012.
ISSN 2007-9516 CD ROM 50
IMPLEMENTACIÓN DE UN HORNO DE INDUCCIÓN Y TRATAMIENTO EN OLLA PARA LA OBTENCION DE
HIERRO NODULAR.
García Udave, Erika Violeta1; Muñiz Valdés, Carlos Rodrigo2; Luna Álvarez, Jesús Salvador2. 1Facultad de Ingeniería. Universidad Autónoma de Coahuila. Blvd. Fundadores Km.13 Ciudad
Universitaria C.P. 25350 Arteaga, Coah., México
Resumen— El objetivo de este trabajo es obtener un hierro nodular de calidad para la
fabricación de válvulas hidráulicas industriales implementando un horno de inducción para
la fusión del hierro y un posterior tratamiento en olla para lograr dicho objetivo; con esta
reingeniería la producción de hierro nodular es establecida en esta empresa con el fin de
ofrecer un mejor producto garantizando la satisfacción del cliente en la adquisición de toda
la gama de válvulas fabricadas. La importancia de este proyecto radica en el tratamiento en
olla donde el hierro base es transformado a hierro nodular confiriendo mejores propiedades
mecánicas como son resistencia a la tensión, mayor dureza y comportamiento dúctil lo cual
hace que sea atractivo para que las válvulas pueden estar sometidas a grandes esfuerzos,
presión de agua y golpes de ariete. El proceso de fabricación consistió básicamente en la
fusión de chatarra en un horno de inducción al que posteriormente se le realizo un ajuste con
ferroaleaciones para obtener un análisis químico factible para que posterior a esto se pudiera
realizar el tratamiento en olla, que consiste en la inyección de gas nitrógeno y adiciones de
elementos inoculantes y nodulizantes, los cuales generan una reacción eficiente dando lugar
a la obtención del hierro nodular, este mismo fue vaciado en moldes, y llegando a un estado
de solidificación, y después de cierto proceso, se obtuvo el producto final. Por otra parte el
seguimiento de este trabajo fue realizar la caracterización del metal de hierro para validar que
el horno de inducción y tratamiento en olla hayan cumplido con las expectativas esperadas
en este proyecto.
Palabras clave: Válvula, Hierro nodular, tratamiento en olla.
Abstract— The objective of this work is to obtain a quality ductile iron for the manufacture of industrial hydraulic valves implementing an induction furnace for melting iron pot further treatment in order to achieve that objective; this reengineering the production of nodular iron is established in this company in order to provide better guarantees customer satisfaction in acquiring the full range of valves manufactured product. The importance of this project lies in the treatment pot where the iron base is transformed nodular iron conferring better mechanical properties such as tensile strength, higher hardness and ductile behavior which makes it attractive for the valves may be subject to great efforts, water pressure and water hammer. The manufacturing process consisted on the scrap melting in an induction furnace I is performed subsequently fitting a ferroalloy to obtain a feasible chemical analysis so that after this could perform the treatment in pot, which involves injection nitrogen gas and additions of inoculants and nodulizers elements, which generate an efficient reaction leading to the production of nodular iron, the same was cast in molds, and reaching a state of solidification, and after a certain process, was obtained Final product. Moreover monitor this work was the characterization of metal iron to validate that the induction furnace pot and treatment have met expectations expected in this project. Keywords: Valve, nodular Iron, treatment pot.
ISSN 2007-9516 CD ROM 51
Introducción
El hierro nodular ha obtenido una significativa
importancia dentro de la industria de la
fundición, debido a que combina ventajas del
procesamiento del hierro gris con algunas
propiedades de ingeniería del acero. Estas
fundiciones han venido reemplazando
algunas piezas de acero colado en una amplia
variedad de aplicaciones donde se requiere
una gran exactitud del producto, además que
el hierro nodular es deseable para
aplicaciones donde se demandan pesos más
ligeros, ya que el hierro nodular es un 10%
más ligero que el acero (1).
La forma redondeada del grafito nodular
reduce la concentración de la tensión y en
consecuencia, el material es mucho más dúctil
que el hierro gris. El hierro nodular se suele
utilizar en piezas de bombas que sufren
elevadas cargas. (2).
La fusión por horno de inducción es un
proceso donde un metal es fundido en el crisol
de un horno por efecto de una corriente
alterna. Es una tecnología extremadamente
rápida, limpia y uniforme. (3).
Existen dos tipos básicos de hornos de
inducción: horno con núcleo y horno sin
núcleo. En este caso se utilizó un horno sin
núcleo, el cual consta en un crisol totalmente
rodeado de una bobina de cobre, enfriada por
agua, a través de la cual pasa la corriente que
genera un campo magnético, lo que calienta
el crisol y funde el metal en su interior.
El tratamiento en olla consiste en transformar
el hierro base en hierro nodular mediante el
método de inyección de gas y tapón poroso,
que consiste en la inyección de un gas inerte
a presión en el fondo de la olla de tratamiento
para proporcionar agitación y esto permitirá
agregar los reactivos en la superficie de la olla,
estos reactivos provocaran la transformación
del hierro base a hierro nodular.
Metodología y Desarrollo experimental
Para obtener hierro nodular mediante horno
de inducción-tratamiento en olla se realiza el
siguiente diseño experimental, mostrando un
cierto número de muestras hechas con
diferentes adiciones de ferroaleaciones y
temperaturas hasta llegar a las adecuadas.
Ver la siguiente tabla que muestra el diseño
experimental que se llevó a cabo.
En base a estas cargas se realizó la fusión en
el horno de inducción obteniendo un análisis
dentro de especificación principalmente la
cantidad de azufre que fue de 0.02% y una
temperatura de 1400°C bajo estas
condiciones fue transferido a una olla que
consta de un sistema de inyección, por el
fondo, de gas nitrógeno cuya función es
generar una efervescencia y una agitación
cuando se le adicionan elementos inoculantes
como el ferrosilicio y nodularizantes como el
magnesio, cerio.
Cuando el análisis químico está dentro de especificación y la temperatura es la ideal (1420°C) se procede a vaciar el hierro nodular en los moldes que contienen la forma externa e interna de las válvulas hidráulicas.
Para llevar a cabo la caracterización de la
válvula se obtuvo un testigo el cual se prepararon muestras para realizar las siguientes pruebas:
Análisis químico
Análisis metalográfico
Ensayo de dureza
Tabla 1 pruebas realizadas para la obtención de hierro nodular
ISSN 2007-9516 CD ROM 52
Ensayo de tensión
Resultados
Muestra 1
ANALISIS METALOGRAFICO ASTM E3,
ASTM A247/10
La microestructura corresponde a un grafito
nodular tipo I y II, con una nodularidad del
90%, de tamaño 5, con 50 N/mm² contenidos
en una matriz de 75% Perlita y 25% Ferrita.
Ver figura 1 y 2
Ilustración 1 Hierro nodular. Sin ataque 100X
Ilustración 2 Hierro nodular con ataque 100X
ANÁLISIS QUÍMICO ASTM E1019/2008
Identifi
cación
%
C
%
Si
%
M
n
%
S
%
M
g
%
Cr
%
P
%
C
u
Muestr
a 1
3.
20
2.
38 0.
30
0.
02
0
0.
06
0
0.
06
0.
06
2
0.
35
ENSAYO DE TENSIÓN: ASTM E8-E8M/13ª
IDENTIFIC
ACIÓN
Esfu
erzo
máxi
mo
(psi)
Esfue
rzo
Cede
ncia
(psi)
(%)
Alarga
miento
(%)
Reduc
ción
de
área
Muestra 1 66,88
8
45,96
8
6 5
ENSAYO DE DUREZA: ASTM E10/2012
IDENTIFICACIÓN
PROMEDIO
HBN
Muestra 1 220
La muestra 1 muestra los resultados
obtenidos observando que la microestructura
corresponde a un hierro nodular de acuerdo a
la norma ASTM-536, y los ensayos de tensión
y dureza nos muestran buenas características
determinando que es un hierro nodular clase
60. Se observa el análisis químico y se puede
afirmar que el tratamiento en olla fue eficiente
ya que el porcentaje de azufre está dentro de
especificación, como también el silicio, cromo
y carbono ya que estos elementos deben de
ser controlados para una eficiencia
satisfactoria en el proceso.Se muestra el
grafico del ensayo de tensión realizado por
laboratorio.
ISSN 2007-9516 CD ROM 53
Ilustración 3 Grafico de esfuerzo-deformación
muestra 1
Muestra 2
ANALISIS METALOGRAFICO ASTM E3,
ASTM A247/10
La microestructura corresponde a un grafito
nodular tipo I y II, con una nodularidad del
90%, de tamaño 5-6, con 100 N/mm²
contenidos en una matriz de 50% Perlita y
50% Ferrita. Ver ilustración 7 y 8
Ilustración 4 Hierro nodular. Sin ataque 100X
Ilustración 5 Hierro nodular. Con ataque 100X
ANÁLISIS QUÍMICO ASTM E1019/2008
Identif
icació
n
%
C
%
Si
%
M
n
%
S
%
M
g
%
C
r
%
P
%
C
u
Muest
ra 1
3.
5
3
3.
5
9
0.
41
0.
01
6
0.
04
6
0.
0
9
0.
08
0
0.
27
3
ENSAYO DE TENSIÓN: ASTM E8-E8M/13ª
IDENTIFIC
ACIÓN
Esfu
erzo
máxi
mo
(psi)
Esfue
rzo
Cede
ncia
(psi)
(%)
Alarga
miento
(%)
Reduc
ción
de
área
Muestra 1 73
289
57
101
5 4
ENSAYO DE DUREZA: ASTM E10/2012
IDENTIFICACIÓN
PROMEDIO
HBN
Muestra 3 193
La muestra 2 muestra los resultados
obtenidos observando que la microestructura
corresponde a un hierro nodular de acuerdo a
la norma ASTM-536, y los ensayos de tensión
ISSN 2007-9516 CD ROM 54
y dureza nos muestran buenas características
determinando que es un hierro nodular clase
60. La microestructura consiste de grafito
nodular tipo I y II, con modularidad del 90%,
de tamaño 5-6 con 100 N/mm2, contenidos en
una matriz de 50% perlita y 50% ferrita.
En la siguiente Se muestra el grafico del
ensayo de tensión realizado por laboratorio.
Ilustración 6 Grafico de esfuerzo-deformación
muestra 2
Discusión de resultados.
En base al análisis metalográfico de la
muestra 1 se obtuvieron resultados favorables
más sin embargo en cuanto a los nódulos
formados en la matriz fue una cantidad
mínima de 50 N-mm2 lo que esperábamos era
de 75 a 100N-mm2 deduciendo que no se
logró porque la cantidad de carburo de calcio
no fue la suficiente y la temperatura durante el
vaciado disminuyo hasta 1380°C estando en
el límite inferior. Para la siguiente muestra se
hicieron las correcciones pertinentes logrando
así mejorar la nodularidad hasta lograr 100
N/mm2 para este caso se adiciono 1 kg más
de carburo de calcio y 1kg mas de grafito
controlando la temperatura por el límite
superior.
Se lograron estos resultados a base
del esfuerzo de los trabajadores ya
que no estaban acostumbrados a
dicho proceso el cual fue un cambio
significativo dentro de la empresa ya
que solo realizaban fusiones en horno
de cubilote y en la actualidad ya se
opera bajo las dos modalidades de
fusión.
En base a los resultados obtenidos se
demostró que la implementación del
horno de inducción y tratamiento en
olla fue factible, mostrando
micrografías que lo sustentan y las
pruebas mecánicas estando dentro
de la norma ASTM A-536.
Conclusiones
Se logró el desarrollo de válvulas
hidráulicas de hierro nodular en
sustitución del hierro gris
Se desarrolló e implemento un nuevo
proceso de producción de válvulas
para uso industrial, con mejores
propiedades mecánicas, sustituyendo
el hierro gris por el hierro nodular.
Se lograron las fusiones con éxito sin
problemas de calentamiento o
enfriamiento ya que el horno era la
primera vez que se utilizaba dentro de
esta industria
Se obtuvo un diseño propio de la olla
de tratamiento con buenos resultados
de transformación del hierro.
Con este desarrollo actualmente se
tienen cartas de operación para la
fabricación de cualquier válvula
industrial en hierro nodular lo que
anteriormente solo se fabricaban en
hierro gris.
Los resultados obtenidos en la
caracterización fueron excelentes ya
que cumplen con la norma ASTM A-
536 correspondiente a un hierro
nodular.
ISSN 2007-9516 CD ROM 55
Trabajos citados
1. Efecto de la adicion de Niobio y Vanadio
sobre las Propiedades Mecánicas de un
Hierro Nodular. Hernandez, J. Cerriteño y
B. 1999, Informacion tecnológica, págs. 251-
257.
2. Analisis del proceso de obtención del
Hierro Nodular y su incidencia en las
propiededes mecánicas en fundiciones lasser
de la Ciudad de Ambato. Lascano Arias,
Jose Miguel. 2014.
3. Mantell, C. L. Ingenieria electroquimica.
s.l. : Reverte.
ISSN 2007-9516 CD ROM 56
SALSA A BASE DE CUPAPE Y CHILE BLANCO EMULSIFICADO CON SEMILLA DE CHIA.
López González, Tania Levit1; Hernández Juárez, María Adiola1; Zompa Gutiérrez, Zaire1, Zea
Caloca, Susana Guadalupe1. 1Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas, Facultad de Ciencias de la Nutrición y Alimentos, Libramiento Norte Poniente No.1150, Col. Lajas Maciel, C.P. 29000, Tuxtla Gutiérrez, Chiapas,
México.
Resumen— El cupape (Cordia dodecandra A. DC.) originario del estado de Yucatán, se
encuentra en México distribuido en la zona seca del Centro de Veracruz, en la península de
Yucatán y en la depresión central de Chiapas. En el estado de Chiapas sólo se aprovecha
principalmente en forma de fruto fresco, el cual se comercializa en su temporada de mayor
producción en dulce en mercados locales, sin embargo no existe otra tecnología de
transformación para este, por lo que se planteó el uso de este fruto junto con el chile blanco,
para la elaboración de un salsa emulsificada con semilla de chía. La metodología que se llevó
a cabo consistió en la selección de las materias primas, escaldado (60°), molienda, cocción
(90°), previo al envasado adición de la semilla de chía. Los resultados obtenidos en la prueba
de aceptabilidad reportan un 55% (intervalo “me gusta”) y 52% (intervalo “me gusta mucho”)
en el descriptor de apariencia general y sabor respectivamente, presentando ausencia de
crecimiento microbiano de mesofilos aerobios, coliformes totales y hongos y levaduras.
Concluyendo que se elaboró una salsa con calidad sanitaria y alto grado de aceptación,
permitiendo dar valor agregado a la producción del cupape y chile blanco.
Palabras clave: salsa, cupape, chile blanco, chia, aceptabilidad.
Abstract— The cupape (Cordia dodecandra A. DC.) from the state of Yucatan in Mexico is
distributed in the dry zone in the center of Veracruz, in the Yucatan peninsula and the central
depression of Chiapas. In the state of Chiapas is only particular advantage in the form of fresh
fruit, which is marketed in the season's most productive fresh in local markets but no other
processing technology for this, so use raised this fruit with white pepper, to develop an
emulsified sauce with chia seed. The methodology carried out involved the selection of raw
materials, blanching (60 °), grinding, cooking (90 °), before packaging adding chia seed. The
results of the acceptability test report 55% (range "good") and 52% (range "very good") in the
descriptor of overall appearance and flavor, respectively, showing no microbial growth of
aerobic mesophilic, coliform total and fungi and yeasts. Concluding that a sauce with sanitary
quality and high acceptance was developed, allowing to add value to the production of cupape
and white pepper.
Keywords: sauce, cupape, white pepper, chía, acceptability.
Introducción
El Cupape (Cordia dodecandra A. DC.)
originario del estado de Yucatán, se encuentra
en México distribuido en la zona seca del
Centro de Veracruz, en la península de
Yucatán y en la depresión central de Chiapas.¹
Es un árbol caducifolio de flores amarillo-
rojizas que llega a medir hasta 30 m de altura.
Generalmente se cultiva con fines de
ISSN 2007-9516 CD ROM 57
ornamentación; además su madera se usa
para la fabricación de muebles. En el estado
de Chiapas sólo se aprovecha principalmente
en forma de fruto fresco, el cual se
comercializa en su temporada de mayor
producción en dulce, en mercados locales. Es
una especie de gran valor, por ser un
elemento ecológicamente importante en la
composición florística de las selvas baja y
mediana y por proporcionarle a los habitantes
de la zona su madera (de exquisito veteado y
dureza), las hojas ásperas son usadas como
lija, y sus vistosas flores.⁴
El fruto son drupas de 3 a 4 cm, cónicos,
cubiertos por el cáliz acrescente y engrosado.
Se encuentran en grupos de 2-15 frutos, lo
cual contribuye a su dispersión por pájaros y
al consumo por humanos. El fruto presenta
coloración verde-amarillento cuando es joven
y amarillento claro al madurar. ²
Es un árbol de usos múltiples, siendo la
madera su mayor utilización por su dureza,
durabilidad y vistoso veteado, empleado
principalmente para fabricar muebles diversos
y artesanías. Sus hojas por ser rasposas
todavía se usan en el medio rural para lavar
trastos, utensilios de cocina sucios, su corteza
es utilizada para el tratamiento de la tos.²
El chile blanco tiene unos 60 cm y dan un
rendimiento muy alto de chiles que inician su
coloración en amarillo cremoso, maduran a un
brillante anaranjado casi rojo. Son pimientos
de un pequeño tamaño 3 -4 cm de largo. No
tiene un alto índice de picante este chile, es
delicioso para procesar en una salsa.³
La semilla de chía siendo nuestro
emulsificador posee un alto contenido de
antioxidantes, una fuente fabulosa de fibra
soluble, las semillas absorben el agua (de 9 a
12 veces su peso en agua) y crean un gel
mucilaginoso, que le permite dar la propiedad
para emulsificar.³
Ante la problemática de la disponibilidad de
alimentos, actualmente una de las alternativas
es el uso de materias primas regionales que
no presentan tecnologías de transformación,
surge la idea de elaborar una salsa a base de
cupape y chile blanco emulsificada con semilla
de chía, que presente el mayor grado de
aceptabilidad, permitiendo dar un valor agredo
al fruto del cupape y el chile blanco.
Materiales y Métodos
Metodología para la elaboración de la salsa a
base de cupape y chile blanco emulsificada
con semilla de chía
La salsa fue elaborada en el laboratorio de
dietética, ubicado en las instalaciones de la
Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas.
Para la preparación de dicho producto se
utilizaron como insumos las siguientes
materias primas: cupape, chile blanco, semilla
de chía, limón, vinagre, sal, las cuales fueron
obtenidas de un proveedor local.⁵
Para la elaboración del producto, como primer
paso fue selección de la materia prima,
limpieza y pesado del fruto, escaldado por 5
min a una temperatura de 60°C, se midió 10
ml de vinagre y jugo de limón, en función a la
cantidad del fruto, se llevó acabo la molienda
incorporando agua, vinagre y jugo limón. Se
sometió a cocción de 90°C, previo al
envasado se adicionó la semilla de chía,
siguiendo un esterilizado y almacenamiento.
Análisis sensorial
Este análisis se realizó con la finalidad de
establecer la aceptabilidad del producto,
aplicando una prueba hedónica a un grupo de
60 jueces no entrenados de ambos sexos.
ISSN 2007-9516 CD ROM 58
Los descriptores que se evaluaron fueron,
olor, color, sabor, textura y apariencia general
mediante una encuesta indicando el grado de
aceptabilidad, de acuerdo a una escala de
intervalos del 1 – 5 (1. me disgusta, 2. Ni me
gusta ni me disgusta, 3.me gusta ligeramente,
4. Me gusta, 5. Me gusta mucho.)
Esta prueba se realizó dentro de las
instalaciones de la Universidad de Ciencias y
Artes de Chiapas con alumnos de la Facultad
de Ciencias de la Nutrición y Alimentos.
Análisis microbiológico
El recuento de microorganismos se realizó
siguiendo los métodos recomendados por las
Normas Oficiales Mexicanas (NOM). Aerobios
mesofilos (NOM-092-SSA1-1994), coliformes
totales (NOM-113-SSA1-1994), mohos y
levaduras (NOM-111-SSA1-1994).
Se llevó a cabo dentro de las instalaciones del
laboratorio de microbiología, ubicado en la
Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas.
Resultados y Discusión
Los resultados obtenidos en la prueba de
aceptabilidad indican en los descriptores
evaluados con mayor aceptabilidad respecto
al olor se obtuvo el 42% en el intervalo “me
gusta mucho” (Figura 1) , color un 53 % en el
intervalo “me gusta” (Figura 2), sabor un 52%
en el intervalo “me gusta mucho”(Figura 3),
textura el 42% en el intervalo “me gusta
mucho”(Figura 4), apariencia general el 55%
en el intervalo “me gusta” (Figura 5) .
Figura 1. Grafica del porcentaje de aceptabilidad del
descriptor “olor”.
Figura 2. Grafica del porcentaje de aceptabilidad del descriptor “color”.
Figura 3. Grafica del porcentaje de aceptabilidad del descriptor “sabor”.
0%3%
17%
38%
42%
OLORME DISGUSTA
NI ME GUSTA NI MEDISGUSTAME GUSTALIGERAMENTEME GUSTA
ME GUSTA MUCHO
0%0%7%
53%
40%
Color
ME DISGUSTA
NI ME GUSTA NIME DISGUSTA
ME GUSTALIGERAMENTE
ME GUSTA
ME GUSTAMUCHO
0%2%8%
38%52%
SaborME DISGUSTA
NI ME GUSTA NIME DISGUSTAME GUSTALIGERAMENTEME GUSTA
ME GUSTAMUCHO
ISSN 2007-9516 CD ROM 59
Figura 4. Grafica del porcentaje de aceptabilidad del descriptor “Textura”.
Figura 5. Grafica del porcentaje de aceptabilidad del descriptor “apariencia general”.
La Figura 6 muestra el resumen de la prueba
de aceptabilidad, como se observó en las
gráficas anteriores, con todos los descriptores
evaluados, presentando mayor porcentaje de
aceptabilidad con 55% (intervalo “me gusta”)
y 52% (intervalo “me gusta mucho”) en el
descriptor de apariencia general y sabor
respectivamente.
Figura 6. Aceptabilidad de las cualidades evaluadas.
Los resultados microbiológicos obtenidos
(tabla 1) indican que se aplicaron buenas
prácticas de higiene en el desarrollo del
producto, debido a que presentó ausencia de
microorganismos comparado con los
parámetros de la NOM-093-SSA1-1994, se
encuentra dentro de las especificaciones.
Tabla 2. Recuento total de mesofilos aerobios, coliformes totales, mohos y levaduras (UFC/g).
Determinaciones Resultado Parámetro
Coliformes totales < 5000
UFC/g
5000
UFC/g
Mesofilos
aerobios
<50
UFC/g
50 UFC/g
hongos y
levaduras
Negativo Negativo
0%0% 15%
43%
42%
TexturaME DISGUSTA
NI ME GUSTA NIME DISGUSTAME GUSTALIGERAMENTEME GUSTA
ME GUSTAMUCHO
2%
2%
0%
55%
41%
Apariencia General
ME DISGUSTA
NI ME GUSTA NIME DISGUSTA
ME GUSTALIGERAMENTE
ME GUSTA
ME GUSTAMUCHO
0 0 0 0 230 2 0 2
17
7 815
0
38
53
3842
55
42 40
52
42 42
0
10
20
30
40
50
60
ME DISGUSTA
NI ME GUSTA NI ME DISGUSTA
ME GUSTA LIGERAMENTE
ME GUSTA
ME GUSTA MUCHO
ISSN 2007-9516 CD ROM 60
CONCLUSION
En base a los resultados obtenidos se
concluye que se alcanzó el objetivo planteado,
elaborando una salsa a base de cupape y
chile blanco emulsificada con semilla de chía,
con un alto grado de aceptabilidad y
cumpliendo con las especificaciones
microbiológicas de la NOM-093-SSA1-1994,
permitiendo dar valor agregado a la
producción de estos cultivos, y así mismo
comprobar una de las propiedades que tiene
la semilla de chía que es emulsificar, pudiendo
dar consistencia al producto.
Referencias
1. Secretaria de desarrollo urbano y medio
ambiente, 2015[Disponible en]
http://www.seduma.yucatan.gob.mx/flora/ficha
s-tecnicas/Ciricote.pdf. Accesado: el 12 de
octubre del 2015.
2. Duran, R., et al. Listado florístico de la
península de Yucatán. Centro de Investigación
Científica de Yucatán, A.C. Mérida, Yucatán.
2000.
3. Kameswara, N.R., et al .Manual de manejo de
Bancos de Semillas. Bioversity internacional,
Roma, Italia. 2007.
4. Anduaga, Respuesta de maculis (Tabebuia
rosea ) y siricote (Cordia dodecandra) a
siembra mecanizada y manual bajo dos
condiciones ecológicas: dosel protector y
campo abierto, en la Chontalpa, Tabasco.1988.
5. NMX-F-377-1986.Alimentos. regionales. salsa
picante envasada foods. regional. canned spicy
sauce. normas mexicanas. [Disponible en]
http://www.colpos.mx/bancodenormas/nmexica
nas/NMX-F-377-1986.PDF. Accesado el 12 de
octubre del 2015.
6. NOM-093-SSA1-1994.Prácticas de higiene y
sanidad en la preparación de alimentos que se
ofrecen en establecimientos.[Disponible en ]
http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/09
3ssa14.html. Accesado el 12 de octubre del
2015.
ISSN 2007-9516 CD ROM 61
DEFECTOS DE FUNDICION EN VALVULAS HIDRAULICAS
INDUSTRIALES
Lucio Cerecero, Adriana1; Luna Álvarez, Jesús Salvador2; Ortiz Cuellar, Juan Carlos3. 1Facultad de Ingeniería. Universidad Autónoma de Coahuila. Blvd. Fundadores Km.13 Ciudad
Universitaria C.P. 25350 Arteaga, Coah., México
Resumen.- En el presente trabajo se estudiaron los defectos generados en el área de
fundición de la Empresa Industrias Belg-W durante un tiempo de 8 meses, dando seguimiento
al proceso de fabricación de las válvulas hidráulicas de hierro gris en todas sus etapas. El
mecanismo que se llevó acabo consistió en analizar las válvulas que se obtenían cada vez
que se realizaba la fusión, que posteriormente ya solidificadas éstas eran inspeccionadas en
forma visual, si la pieza era defectuosa se identificaba el defecto, analizando las causas
posibles que originaron el mismo. Cada pieza se verificaba desde su calidad superficial,
análisis químico, análisis dimensional y su caracterización para encontrar la causa real del
defecto, y así proceder a una prevención más exacta, evitando con esto que volviera a
presentarse el defecto encontrado. Los resultados obtenidos al término de este estudio
consideran el producto dentro de especificación, sin embrago se considera también que estos
defectos son consecuencia principalmente de variables de índole de desarrollo de proceso,
como son temperatura de vaciado inadecuada, humedad de molde, mezclas de arena
inadecuada, entre otras, relacionadas a la estandarización de procedimientos de trabajo; por
lo que se logró que el trabajador entendiera el proceso de fundición, dominando los
defectos más comunes que se presentan en las válvulas, para que sean prevenidos y/o
corregidos, con el fin de reducir estos defectos durante la manufactura de las piezas, logrando
con esto elevar la calidad de sus productos y consigo la satisfacción del cliente.
Palabras clave: Válvula, Hierro gris, Defecto.
Abstract.- In this paper the defects generated in the casting area Business Industries Belg-W
were studied over a period of eight months, following the process of manufacture of hydraulic
valves gray iron at all stages. The mechanism just took was to analyze the valves were
obtained whenever the merger, which then already solidified these were inspected visually, if
the part was defective defect identified was done, the possible root causes are analyzed the
same. Each piece is checked from its surface quality, chemical analysis, dimensional analysis
and characterization to find the real cause of the defect, and thus proceed to a more accurate
prevention, thus avoiding to re-present the defect found. The results at the end of this study
considered the product within specification, no clutch is also considered that these defects
are mainly due to variables such development process, such as temperature inadequate
emptying, moisture mold, mixtures of inadequate arena , among others, related to the
standardization of work procedures; so it was possible that the worker understood the casting
process, dominating the most common defects that occur in the valves, to be prevented and
/ or corrected in order to reduce these defects during the manufacturing of parts, achieving
with this increase the quality of their products and get customer satisfaction.
Keywords: Valve, gray Iron, Defect.
ISSN 2007-9516 CD ROM 62
Introducción
Los procesos de fundición actualmente
constituyen uno de los procesos de
manufactura fuertemente consolidados en la
región. De la misma forma debe tenerse
presente que hay numerosas contingencias
que causan dificultades en una operación de
fundición y originan defectos de calidad en el
producto. Las fundiciones de hierro son
aleaciones de hierro carbono del 2 al 5%,
cantidades de silicio del 2 al 4%, del
manganeso hasta 1%, bajo azufre y bajo
fósforo. Se caracterizan por que se pueden
vaciar del horno cubilote para obtener piezas
de muy diferente tamaño y complejidad pero
no pueden ser sometidas a deformación
plástica, en general no son dúctiles ni
maleables y poco soldables pero sí
maquinables, relativamente duras y
resistentes a la corrosión y al desgaste.
(Mullins)
Muchos tipos de defectos en
fundiciones son causados por el tipo de flujo
del metal líquido en las cavidades y el
encogimiento del metal durante la
solidificación, junto con otras causas.
Si el metal está impedido de
contraerse libremente durante la solidificación
como se dijo antes, ocurren grietas en el
material, y aunque muchos factores influyen
en esto, la existencia granos gruesos y
elementos agregados de baja temperatura de
fusión, incrementan la tendencia al
agrietamiento. El diseño de moldes y
fundiciones deben por lo tanto tomar en
cuenta estos efectos. Existen muchos otros
tipos de defectos en las fundiciones como los
debidos a los gases atrapados, la presencia
de óxidos y contaminantes, algunos defectos
como estos se muestran en la figura 1.
(Askeland)
.
Figura1. Algunos defectos comunes en las fundiciones:
(a) llenado incompleto, (b) junta fría, (c) gránulos fríos. (d)
cavidad por contracción, (e) microporosidad y (f)
desgarramientos calientes.
Respecto a Industrias Belg-W,
muchos tipos de defectos en esta fundición
son causados por falta de control en cada
etapa del proceso,; siendo este estudio una
innovación en la empresa debido a que se
crearon indicadores como: cartas de
operación, calidad de material,
implementación de pruebas diversas y
capacitación al personal referente al proceso
de fundición, impactando directamente y
sumando importancia al logro de la prevención
de los defectos propios de lndustrias Belg-W;
mismos que pueden servir como patrón a
otras industrias del mismo ramo; debido a que
en la región no hay documentos específicos
de defectos que se presentan en este tipo de
válvulas.
ISSN 2007-9516 CD ROM 63
Metodología
El estudio se desarrolló de acuerdo a los
siguientes puntos:
Conocimiento del Proceso de
fundición.
Recopilación de piezas defectuosas.
Inspección visual.
Caracterización.
Análisis y discusión.
Desarrollo experimental
Se conoció y se dió seguimiento al proceso de
fundición de válvulas hidráulicas de Industrias
Belg-W en cada una de sus etapas, durante
un tiempo de estudio de 8 meses; recopilando
las válvulas defectuosas del proceso e
identificando así los defectos que se
presentaron con mayor frecuencia. Después
de haber realizado inspección visual y/o
caracterización (análisis químico, ensayo de
tensión, ensayo de dureza Y análisis
metalográfico,) correspondiente a cada una
de las piezas discrepantes con el propósito de
analizar composición química y propiedades
del Hierro con el que se producen las válvulas,
se logra también definir cartas de prevención
de defectos, descritos a continuación.
1) Defecto por gas. Son sopladuras u orificios
en las piezas fundidas con cavidades
esféricas, aplanadas o alargadas se
relacionan con la presión de un gas que se
origina del corazón o del aire atrapado dentro
del molde. Ver Figura 2.
Figura 2. Defecto por gas presente en Válvula.
Como prevenir:
. Realizar suficientes vientos en el molde
. La arena no bebe tener alto contenido de humedad. . La arena debe tener buena permeabilidad. . Utilizar pintura con buena fluidez mínimo dos manos. . Evitar corazones mal horneados o curados.
2) Rechupes. Son cavidades de aspecto
esponjoso o también pueden presentarse en
forma de depresiones, es una contracción de
forma esférica de mayor espesor hasta
terminar en menor espesor, se encuentra en
secciones gruesas, cambios de sección y
zonas de retención de calor. Ver Figura 3.
Figura 3. Defecto de rechupe presente en Válvula.
Como prevenir: . Incrementar la altura del poste y copa de vaciado. . No debe utilizar adoberas muy chicas. . Utilizar arena con buen apriete y buena humedad. . Evitar que el metal fundido contenga bajo contenido de carbono. . Debe contener el silicio especificado no debe ser bajo.
3) Inclusiones, Escorias y Otras
Inclusiones. Son partículas, superficiales o
bajo la superficie, de arena, escoria, óxidos u
otros materiales enclavados en el metal.
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Pueden tener origen en los moldes, corazones
o metal. Ver Figura 4.
Figura 4. Defecto de Inclusiones, Escorias y otras
Inclusiones presentes en Válvula.
Como prevenir: . Debe de redondear las esquinas del molde formado. . Colocar los corazones con precisión y sopletear con aire. . No utilizar arena con baja resistencia en verde. . Los corazones no deben estar rotos, evitar pintura gruesa. . Escorificar correctamente y vaciar a temperatura ideal.
4) Mal llenado y Cierre en Frío. Son piezas
incompletas debido a que el metal, fue
insuficiente para llenar el molde y por lo tanto
deja piezas incompletas o parcialmente
llenas. El cierre en frío o unión fría se produce
cuando la corriente del metal no alcanza a
juntarse y fundirse perfectamente. Ver Figura
5.
Figura 5. Defecto de Mal llenado y Cierre en Frio presente
en Válvula.
Como prevenir: . No deben existir secciones muy marcadas que dificulten el flujo del metal. . No debe tener postes o entradas muy pequeñas. . Debe tener buena permeabilidad sin exceso de humedad. . No usar metal con bajo carbón o bajo silicio. . Debe estar precalentada la olla de vaciado y la temperatura del metal debe ser ideal.
5) Grietas de contracción. Es una rotura en
una pieza fundida de forma irregular y de
cierta longitud y profundidad que ocurre
cuando la pieza esta todavía caliente ya sea
en estado solidó o semisólido que al continuar
su enfriamiento y en presencia de espesores
irregulares o ángulos de la pieza está se
agrieta por efecto de la fuerza que origina la
contracción durante la solidificación. Ver
Figura 6.
Figura 6. Defecto de Grieta de contracción presente en Válvula.
Como prevenir: . Evitar ángulos internos en la pieza. . El apisonado en el molde no debe ser duro o disparejo. . La composición química del metal debe ser la adecuada. . No debe vaciar con metal frío. . No debe desmoldear demasiado pronto.
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Análisis Químico Se llevo a cabo mediante la siguiente técnica: % de Carbono (C) y Azufre (S) por detección infrarroja ASTM E1019. Y el resto de los elementos por Espectrometría Fluorescente de rayos X. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1.
Tabla 1. Valores en % de los elementos presentes en muestra de Hierro gris
Ensayo de Tensión Se realiza un Ensayo de tensión de acuerdo a la Norma ASTM A-48. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 2.
Identificación
Esfuerzo máximo
(psi)
Esfuerzo Cedencia
(psi)
(%)
Alargamiento
Muestra de Hierro gris
32,000 30,935 N/A
Tabla 2. Resultados de ensayo de tensión en muestra de
Hierro gris.
Ensayo de Dureza Se realiza un total de seis indentaciones a través del espesor de la muestra de Hierro gris con un indentador de bola de Tungsteno de θ=10.0 mm, aplicando una carga de 3000 kgf. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 3.
Identificación Lecturas obtenidas
HBW Promedio
HBW
Muestra de Hierro gris
202 – 205 – 203 – 205 – 202 - 203
203
Tabla 3. Lecturas de Ensayo de Dureza HB en muestra de Hierro gris.
Resultados
Antes de realizar el presente estudio la
producción semanal de Industrias Belg-W era
de 6000 kg de Hierro gris aproximadamente
600 válvulas, con un índice de rechazo del
8% equivalente a 48 piezas fuera de
especificación por defectos de fundición. Al
llevar a cabo este estudio se logró bajar este
índice de rechazo hasta el 2%, logrando
mantenerse en los últimos meses; siendo 12
piezas discrepantes de la producción total.
Con los ajustes, análisis de materia
prima, recomendaciones al trabajador e
implementación de hojas de operación se
lograron resultados satisfactorios impactando
a la calidad de las válvulas que se producen
en la empresa; manteniendo dentro de
especificación el Hierro gris bajo la norma
ASTM A-48.
Se mantuvieron sus propiedades
mecánicas; de acuerdo a los Ensayos de
Dureza Se obtuvieron valores del orden de
204 HB que corresponde a la especificación
de este tipo de Hierros.
Los Ensayos de Tensión
determinaron que corresponden a un Hierro
clase 30 (valores de Esfuerzo máximo de
30,000-32,000 Psi.
Finalmente repecto al Ensayo
Metalográfico las microestructuras obtenidas
son típicas de este tipo de Hierro (grafito tipo
VII laminar, con una distribución tipo A,
tamaño 2, distribuidos uniformemente en una
Elemento % en peso
C 3.40
S
0.124
Mn 0.33
P 0.070
Si 2.50
Cr 0.20
Ni
0.8
Cu 0.295
Mo 0.05
Mg 0.004
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matriz completamente perlítica). Ver
Fotomicrografías 7 y 8.
Figura 7. Grafito laminar (VII), Distribución tipo A, tamaño
2 100 X, sin ataque químico.
Figura 8. Matriz completamente perlitica, 100 X, Nital
5%.
Conclusiones
En base al estudio realizado en las Válvulas
hidráulicas de Hierro gris, se considera el
producto dentro de especificación, mas sin
embargo se considera que estos defectos son
consecuencia principalmente de variables de
índole de desarrollo de proceso, como son
temperatura de vaciado inadecuada,
humedad en el molde, mezclas de arena
inadecuada, velocidad de vaciado incorrecto,
entre otras, relacionadas a la estandarización
de procedimientos de trabajo.
Referencias
Askeland, R. Ciencia e Ingeniería de los
Materiales. México: Internacional Thomson.
Mullins, D. Specifications and Physical
Constants of Specific Ductile Irons. In D.
Mullins, Engineering Properties. (pp. 20-51).
IL. USA: American Foundrymens Society Inc.
Bibliografía
Davis, J.R., 1996. Metallurgy and properties of
ductile irons, cast irons. In: ASM Specialty
Handbook. ASM International, Materials Park,
OH, USA, pp. 54–79.
Manuel de la Cruz Quiroz, Tesis “Metalurgia
fisicoquímica y caracterización de las
fundiciones de grafito laminar”, UDEP, Piura,
1998, p.75.
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ANALISIS COMPARATIVO DEL SISTEMA OPERATIVO ANDROID 5.0 Y IOS 9
Velázquez Ayanegui, Javier Ivan1. ; González Jiménez Alberto2; López Ramos Eder3.
1Instituto Tecnológico De Comitán, Instituto Tecnológico De Comitán, Av. Instituto Tecnológico KM. 3.5 No s/n, Yocnajab el Rosario Comitán de Domínguez Chiapas.
Hoy en día encontramos en la mayoría de los dispositivos electrónicos (tabletas, celulares, computadoras, etc.) una gran variedad de sistemas operativos lo cual hace que el dispositivo tenga diferencias muy considerables hacia otros así como lo es la estructura, las apps que puede manejar, la privacidad y más aún el costo que puede llegar a tener. Hoy en día podemos encontrar en el mercado varios de estos sistemas operativos.
Los sistemas que se abordaran en este documento para su comparación son dos de los más reconocidos en el mundo hablamos del sistema operativo Android el cual su propietario es Google que se adentró al mundo de los sistemas operativos móviles y con el cual ha logrado ser muy competitivo, y gracias a su preferencia se encuentra en una gran variedad de dispositivos, también el hecho de ser un sistema muy común para los usuarios permite su actualización, es uno de los sistemas que acepta una gran variedad de apps incluso si no son de la tienda en línea (Play Store) y el segundo sistema es IOS el cual el propietario es Apple una empresa muy reconocida la cual es muy exclusivo en los productos que maneja ya que IOS se encuentra únicamente en dispositivos Apple, he incluso para enviar imágenes, música y otros archivos necesita aplicaciones específicas como por ejemplo ITunes, dicho sistema da la opción de ser modificado ya que es un software libre pero para ello se tendría que ser usuario de Apple. Se analizaron los resultados de una encuesta aplicada a una muestra poblacional, en la que se obtiene el uso que más le da la comunidad a los sistemas operativos así como los motivos que ellos tienen para obtener dicho sistema con esto es posible tener una idea de cómo estos sistemas tiene sus ventajas y desventajas referente uno del otro ya que mientras uno es más costoso y exclusivo el otro es más común y modificable pero ambos tienen una gran demanda en el mercado.
Palabras clave; software, Apple, play store, ITunes, Android.
Today we find in most electronic devices (tablets, phones, computers, etc.) a variety of operating systems which makes the device is very significant to other differences as well as the structure, the apps can handle, privacy and further the cost can have. Today we can find in the market several of these operating systems.
The systems addressed in this document for comparison are two of the most recognized in the world talk about the Android operating system which is owned by Google that entered the world of mobile operating systems and which has managed to be very competitive and thanks to your preference you are in a variety of devices, also the fact that a common system for users allows updating is one of the systems that accept a variety of apps even if not Store Online (Play Store) and the second system is IOS which the owner is a well-known company Apple which is very exclusive products handled since IOS is found only on Apple devices, I even send pictures, music and other files need specific applications such as iTunes, the system gives the option to be modified because it is a free software but this would have to be a user of Apple.
With the help of experts the results of a survey of a sample population, which use more gives the community the operating systems it is possible to have an idea of how these systems has its advantages and disadvantages regarding each other as long as one is more
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expensive and exclusive the other is more common and modifiable but both are in great demand in the market.
Keywords: software, Apple, play store, ITunes, Android.
Introducción
En la actualidad la tecnología va creciendo día a día y los sistemas móviles no se hacen esperar ya que a estos se les ha implementado sistemas operativos.
El presente proyecto pretende determinar cuál de los sistemas operativos móviles android 5.0 e ios9 es mejor desde sus características y cuál de ellos tiene mayor preferencia en la comunidad tecnológica.
Esto se lograra mediante la investigación de las características de cada sistema operativo. Para poder recomendar su uso y fomentarlo, la cual se obtendrá mediante información documental de las características de cada uno de ellos y la comparación de las mismas además de la utilización de la investigación de campo para la aplicación de encuestas sobre la opinión en cuanto al grado de importancia que le dan a las diferentes características, su evaluación y preferencia de los sistemas operativos móviles en la comunidad estudiantil tecnológica sobre los dos sistemas operativos móviles Android 5.0 e IOS9 Se parte como hipótesis que existirá una preferencia al sistema operativo android ya que es el más accesible comercial y económicamente en la comunidad. Materiales y Métodos
Análisis comparativo del sistema operativo
android 5.0 VS IOS9
Primeramente se hace una investigación
documental de las siguientes características
poner las características para ambos sistemas
operativos, posteriormente se realiza el
análisis comparativo desde la teoría
encontrada y se hace un contraste con el
estudio de las opiniones de la comunidad
estudiantil tecnológica, en cuanto a la
importancia de las características, evaluación
y preferencia.
Android: Centro de Control
Une lo mejor de Android en versatilidad y manejo, y nos sirve para utilizar lo más básico de Android como el bluetooth, wi-fi, volúmenes o la conexión de datos.
Sistema de notificaciones: algo en lo que Android gana al resto de los sistemas operativos móviles es en las notificaciones, y con son mejores que nunca. Además de esto, ni siquiera necesitamos entrar a la App de Google+ para hacer +1 en una foto o para compartirla. (Características Android, 2015)
Filtros De Cámara Y Fotos Funciones de fotografía profesional,
incluyendo lka captura completa de cuadros a cerca de 30 cuadros por segundo, soporte de formatos Bayer RAW y YUV, control del sensor, lente y flash individualmente por cada cuadro, y la captura de metadata como modelos de ruido y información óptica.
Fotos La API de la cámara viene con algunas
novedades muy interesantes en Android 5.0 Lollipop. Ahora podemos disparar fotos en RAW y tener un mayor control manual de parámetros como el tiempo de exposición, la sensibilidad ISO o el tipo de ráfaga. El formato elegido es DNG y poco a poco irán llegando aplicaciones para su edición.
Conectividad Android 5.0 posibilita que un dispositivo
actúe como elemento periférico utilizando la tecnología Bluetooth LE (lowenergy), diseñada para su compatibilidad con dispositivos que utilicen una fuente energía menor(como por ejemplo una pila de botón). Esta característica proporciona el acceso a información del dispositivo (imaginemos una aplicación que mida la distancia recorrida) desde otro con tecnología Bluetooth LE.
Diseño
En la parte del diseño de Android como se
puede observar la plataforma de este es
adaptable a pantallas de mayor resolución, en
la parte de su biblioteca de gráficos es 2D
ISSN 2007-9516 CD ROM 69
y 3D y se encuentra basa en el Open GL que es de 2.0 y este pues es como el diseño común de los teléfonos tradicionales. Pero el Parte también grafica se observa que la mayoría de sus aplicaciones son llamativas por sus diversos colores e iconos que tiene y que este puede adoptar.
Figura 1. Diseño y versatilidad de android 5.0
IOS9: Centro de Control
IOS 9 contiene mejoras muy notables, las apps ahora son aún más importantes. Las nuevas funcionalidades multitarea del iPad permiten que este sea más productivo, ahora con sugerencias proactivas que ayudan a hacer de una gran variedad de cosas. Además, las optimizaciones del sistema operativo mejoran el rendimiento, la duración de la batería y la seguridad. Las apps aprovechan al máximo funcionalidades del hardware como el procesador dual core, los gráficos muy veloces, las antenas inalámbricas y muchas otras cosas. Con multitarea, puedes aprovechar la gran pantalla del iPad para trabajar en dos apps al mismo tiempo. Además, iOS aprende cuándo usas tus apps y las actualiza en los momentos de menor consumo de energía, como cuando tu dispositivo está en uso y conectado a una red Wi-Fi. Así el contenido de tus apps se mantiene actualizado sin consumir mucho la batería. la multitarea de iOS 9 cuenta con un nuevo diseño de tarjetas en carrusel, donde Handoff deja de ocupar un espacio y
permanece en la parte inferior de forma permanente para tener acceso en todo momento y sin importar que app tengamos activada.
Filtros De Cámara Y Fotos Renovada interfaz: con un gran botón rojo
a modo de disparador y desplazamiento de las opciones, vídeo, foto, “square” y panorámica con efecto de deslizado horizontal.
Nueva opción: fotografías cuadradas, “square”, con una proporción 1:1 como en Instagram.
Se van a poder usar filtros tipo Instagram en las capturas. Dependiendo del modelo, se podrá aplicar directamente sobre la foto que se esté sacando; para todos los modelos compatibles con iOS 9 contiene Filtros integrados, Filtros de terceros.
MONO, TONAL, NOIR, FADE, CHROME, PROCESS, TRANSFER, INSTANT.
Fotos Las vistas Momentos, Colecciones y Años
organizan automáticamente tus fotos y videos según la fecha y el lugar en que se tomaron para que puedas encontrarlas rápidamente en tu biblioteca. Incluso se le puede dar la instruccion que te ayude a encontrar una foto. Por ejemplo, decir "Muéstrame las fotos de mi viaje a San Francisco el verano pasado", y se mostraran en pantalla. Una foto captura un instante
Congelado en el tiempo, pero con Live Photos puedes convertir ese instante en un recuerdo viviente. Cada Live Photo es creada a partir de una increíble foto de 12 megapixeles. Herramientas de composición inteligentes, cambia la luz de una foto con un solo control. Fotos ajusta de forma inteligente la exposición, el brillo, el contraste y más.
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Figura 2. Visualizador de Fotos Conectividad Cada uno de los dispositivos contiene una
gran cantidad de funciones, pero cuando le sumas las posibilidades que te brindan Handoff, AirDropyiCloud en todos tus dispositivos, todo se vuelve aún más increíble.
Handoff Comienza a escribir un email en tu iPhone y sigue en tu Mac justo donde te habías quedado. Navega por la web en tu Mac y luego continúa en el mismo enlace desde tu iPad. Todo sucede de forma automática cuando tus dispositivos están conectados a la misma cuenta de iCloud. Puedes usar Handoff con tus apps favoritas como Mail, Safari, Pages, Numbers, Keynote, Mapas, Mensajes, Recordatorios, Calendario y Contactos, puedes enviar y recibir mensajes SMS y MMS directamente en tu iPad o Mac. Así, cuando alguien te envía un mensaje desde cualquier teléfono. Usa AirDrop para compartir contenido de una forma más rápida que el email o los mensajes de texto, sobre todo cuando no tienes a la otra persona entre tus contactos. Con un solo toque puedes enviar fotos, videos, contactos o lo que quieras, desde cualquier app que tenga el botón Compartir, a cualquier persona que tenga un dispositivo con iOS o con OS X
Asistencia para WiFi que nos permitirá usar nuestros datos móviles.
Figura 3. Nueva interfaz gráfica de iOS 9.
Diseño
iOS 9 ha sido concebida, tanto para Apple como para los medios y usuarios, como una versión que depura lo que había, corrige fallos
y aumenta el rendimiento. Apple reemplazó la fuente HelveticaNue por una llamada San Francisco, la misma que ya estaba presente en el Apple Watch.
La interfaz de iOS 9 utiliza esquinas redondeadas, quizás uno de los aspectos visualmente más reconocibles dentro de los menús y opciones del sistema.
El teclado de iOS 9 al fin te deja ver de manera sencilla si estás escribiendo en minúscula o mayúscula, antes sin importar si habíamos presionado el botón Shift las letras siempre se mostraban en mayúscula.
La interfaz del asistente para comandos de voz ahora tiene una nueva animación, más parecida a la que se utiliza en el reloj inteligente Apple Watch.
La interfaz del teclado en iPad fue modificada con la introducción del nuevo teclado tipo Quicktype que incluye barra de abreviaciones para funciones de edición, como negrita, cursiva y subrayado de textos. También hay botones de acceso a las opciones de cortar, copiar y pegar.
Figura 4. Nueva interfaz gráfica de iOS 9.
Resultados y Discusión
Encuesta realizada
Tabla 1. Resultados de la encuesta realizada a la comunidad estudiantil del tecnológico de Comitán Chiapas sobre la importancia que le dan a las características principales de un sistema operativo móvil.
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Se preguntó sobre la importancia que le dan a
las diferentes características y se obtuvieron
los siguientes resultados que se presentan en
la Tabla 1.
Se analizó la encuesta teniendo como resultado para cada característica con respecto al sistema operativo android 5.0 los siguientes porcentajes presentados en la Grafica 1.
Gráfica 1. Resultados obtenidos de la encuesta con respecto a las características de android 5.0.
Se analizó la encuesta teniendo como
resultado para cada característica con
respecto al sistema operativo IOS 9 los
siguientes porcentajes presentados en la
Grafica 2.
Gráfica 2. Resultados obtenidos de la encuesta con respecto a las características de IOS 9.
Se preguntó sobre como calificarían los sistemas operativos android 5.0 e IOS9, presentando los resultados en la Tabla 2.
Tabla 2. Tabla representativa sobre el conocimiento que tiene la comunidad con respecto a sistemas operativos móviles.
Utilizando un muestreo poblacional con asesoría de expertos en el tema, fueron
obtenidas las gráficas y evaluadas las encuestas que se realizaron en el instituto tecnológico de Comitán, a la comunidad estudiantil, de las cuales el 40% de los encuestados fueron mujeres y el 60% hombres, con una variación de alumnos representativos de varios semestres. La grafica 1 y 2 nos da a conocer los resultados de la importancia así como las características del sistema operativo. El sistema operativo android 5.0 de acuerdo a su porcentaje obtenido a cada una de las casillas es el más utilizado por la comunidad estudiantil. Dejando a IOS9, atrás con menor porcentaje y teniendo en cuenta que el 30% de las personas entrevistadas no conocen el sistema operativo IOS9.
Conclusiones
De acuerdo al análisis de los resultados obtenidos, se observa que las características más demandadas por los encuestados son la conectividad, la cámara, y el diseño, y el sistema operativo mejor evaluado en esas características es android 5.0 con un porcentaje de 25%, 20% y 20% respectivamente, con un 10% más de preferencia por la comunidad que IOS 9 y la evaluación integral de cada uno de los sistemas operativos móviles el 70% califica al Android 5 entre muy bien y excelente mientras que únicamente evalúa de esa manera al IOS 9, se debe considerar que el 30% no conoce el sistema operativo IOS 9.
Referencias
1. http://www.elandroidelibre.com/2014/10/androi
d-5-0-lollipop-repaso-a-fondo-de-todas-las-
novedades.html
2. El Androide Libre / Blog de referencia Android en español. Noticias, aplicaciones, juegos, teléfonos móviles. Todo sobre Android el SO de Google: Nexus, Samsung, Root. Información Legal | Contacto.
3. http://www.apple.com/mx/ios/whats-new/
ISSN 2007-9516 CD ROM 72
MODELO MULTIDISCIPLINARIO DE TRANSFERENCIA DE TECNOLOGÍA PARA PRODUCTORES DE AGUACATE
‘MÉNDEZ’
Álvarez-Bravo, Arturo y Salazar-García, Samuel
Campo Experimental Santiago Ixcuintla. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Santiago Ixcuintla, Nayarit, México.
Resumen— Este trabajo aborda de manera esquemática la experiencia en el INIFAP-Campo
Experimental Santiago Ixcuintla sobre el empleo de un enfoque multidisciplinario basado en
las tecnologías de la información como herramienta para la transferencia de tecnología a
técnicos y productores de aguacate ‘Méndez’. Cuando una tecnología es adoptada por los
productores se dice que la transferencia de tecnología fue exitosa. Durante muchos años la
transferencia de tecnología ha sido el medio por el cual los resultados de los investigadores
y tecnólogos se hacen llegar a los usuarios, muchas veces utilizando técnicas didácticas que
simplifican el uso o manejo de la información. Sin embargo, esto no siempre es exitoso debido
a varios factores (sociales, económicos, una mala vía de comunicación o un lenguaje
inapropiado, entre otros). Por tal motivo, se expone de qué manera la multidisciplina aplicada
en un esquema innovador de transferencia de tecnología basado en herramientas
informáticas puede tener mayor éxito que las metodologías tradicionales. Se tiene en
desarrollo una serie de aplicaciones informáticas vía internet, gratuitas, disponibles los 365
días del año, de fácil uso y que su empleo mejora la productividad de los huertos de aguacate
‘Méndez’ y contribuye a reducir la contaminación ambiental.
Palabras clave: Multidisciplinario, Transferencia de tecnología, Persea americana, Innovación.
Abstract— This paper addresses schematically the experience of INIFAP-Campo Experimental
Santiago Ixcuintla on the use of a multidisciplinary approach based on information technology
as a tool for technology transfer to farm advisors and 'Mendez' avocado growers. When
growers adopt a technology, it can be considered as successful. For many years, technology
transfer has been the means by which the results of researchers and technologists are
delivered to users, often using teaching techniques that simplify the use or management of
information. However, this is not always successful due to several factors (social, economic,
poor communication way or inappropriate language, etc.). Therefore, it sets out how applied
multidiscipline is an innovative technology transfer scheme based on informatics tools that
can be more successful than traditional methodologies. We have a permanent development
of Internet-based friendly software, free and available 24/7. Its use improves ‘Méndez´ avocado
orchards productivity and contributes to reduce environmental pollution.
Keywords: Multidisciplinary, Technology transfer, Persea americana, Innovation.
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Introducción
El desarrollo de la informática y el Internet ha
permitido que la multidisciplina facilite
procesos de transferencia de tecnología de
investigadores hacia los técnicos y
productores agrícolas. La transferencia de
tecnología es un elemento importante para el
desarrollo económico sostenible (López G. et
al., 2006). Sin embargo, otros autores califican
como deficiente los modelos utilizados para la
transferencia de tecnología (Rodríguez y
Casani, 2007; Valente y Soto, 2007). Otro
aspecto importante es el interés de los
receptores de la información, por lo que
disminuir la cantidad de actores de
intermediación aumenta las probabilidades de
éxito al ser de forma más clara la transferencia
(Lizari et al., 2008). La transferencia de
tecnología puede tener un impacto positivo en
el desarrollo económico si se articula de
manera incluyente para todos los actores
involucrados (Alonso-Bajo y Retamoza-
López, 2015). El objetivo de este trabajo fue
explorar un enfoque multidisciplinario para la
transferencia de tecnología a productores de
aguacate ‘Méndez’ en el Sur del estado de
Jalisco, México.
Materiales y Métodos
El trabajo de campo se desarrolló en parcelas
comerciales de aguacate ‘Méndez’ en los
municipios productores de Zapotlán el Grande
y Gómez Farías, Jalisco. El resto de las
actividades se realizaron en el Campo
Experimental Santiago Ixcuintla en el estado
de Nayarit.
Fisiología vegetal
Esta actividad consistió en documentar la
fenología del desarrollo floral (Salazar-García
et al., 2007; Salazar-García et al., 2009;
Rocha-Arroyo et al., 2011) y del fruto de
‘Méndez’. Simultáneamente se registró la
temperatura del aire mediante registradores
automatizados instalados en los huertos
También, se analizaron las concentraciones
nutrimentales en los tejidos del fruto, según su
época de cuaja o amarre, así como de hojas
nacidas durante los flujos vegetativos de
invierno y verano.
Modelación matemática
Mediante modelos de regresión se explicaron
los cambios en las fases fenológicas del
cultivo, asociándolos principalmente a
temperatura ambiental. Los modelos de
predicción resultantes fueron evaluados por
su capacidad predictiva utilizando cuatro
criterios: 1) Que el valor de β0 se aproximara
a cero, 2) Que el valor de la pendiente (β1)
fuera cercana a uno, 3) El mayor valor de R2,
y 4) El menor valor en los residuos
estandarizados (Draper y Smith, 1981; Neter
et al., 1985; Martínez-Rodríguez, 2005; Badii
et al., 2012; Baeza-Serrato y Vázquez-López,
2014).
Sistemas computacionales
Para el desarrollo de las aplicaciones se utilizó
el software Dreamweaver CS3 de la marca
Adobe, en el diseño de páginas Web así como
los lenguajes de programación HTML para la
estructura de la plantilla, PHP para la gestión
de la base de datos (MySQL) y Java para el
entorno gráfico. Dichos lenguajes de
programación se encuentran funcionado en el
servidor de internet que aloja el sitio
www.cesix.inifap.gob.mx. Finalmente, para el
diseño gráfico se utilizó el conjunto de
programas de CorelDRAW X3.
Modelo integrado de transferencia de
tecnología
La estrategia que permitió la sinergia de las
tres especialidades fue el desarrollar
productos innovadores con mayor posibilidad
de impacto en el sector aguacatero de Jalisco.
Las actividades se escalonaron permitiendo la
interacción entre las especialidades de 1)
Fisiología vegetal, con el trabajo de campo y
laboratorio, 2) Modelación matemática, con el
desarrollo de modelos matemáticos que
explicaran la dinámica fenológica, y 3)
Sistemas computacionales, que generó la
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interfaz de comunicación entre investigadores
y usuarios (Figura 1).
Figura 1. Esquema del modelo de transferencia de
tecnología para productores de aguacate ‘Méndez’.
Resultados y Discusión
Suite principal
El conjunto de herramientas de consulta
desarrollados se agruparon en la “Suite para
el manejo de la nutrición del aguacate
‘Méndez’ en Jalisco”. Esta plataforma consta
de un menú principal con cuatro opciones de
herramientas y una opción para mantener el
contacto directo con los investigadores
responsables de la tecnología (Figura 2).
Figura 2. Menú principal de la Suite.
Remoción de nutrimentos
Como primera opción está la aplicación
“Cantidad de nutrimentos removidos por el
fruto de aguacate ‘Méndez’ según su época de
floración, en el sur de Jalisco”. La utilidad para
los productores y técnicos es que brinda
información sobre la cantidad de nutrientes
que tienen que ser regresados al suelo en
forma de fertilizantes o abonos, ya que estos
fueron sacados del huerto por la cosecha.
Esta opción es considerada el primer paso en
un programa de fertilización focalizado, donde
los usuarios son los responsables de la
correcta aplicación de la tecnología (Figura 3).
Figura 3. Pantalla de ingreso al calculador de remoción
de nutrimentos.
Diagnóstico nutrimental
Se presentan tres opciones para conocer el
estado nutrimental del cultivo en diferentes
etapas. La finalidad es evitar que la condición
nutrimental sea una limitante de la producción
o calidad del fruto. Las opciones son:
“Diagnóstico nutrimental foliar anual del
aguacate ‘Méndez’ en Jalisco”, “Diagnóstico
nutrimental foliar según la etapa fenológica del
árbol de aguacate ‘Méndez’ en Jalisco” y
“Diagnóstico nutrimental para pulpa según el
estado de desarrollo del fruto de aguacate
‘Méndez’ en Jalisco”. Para usar estas
aplicaciones previamente deben colectarse
muestras de fruto o foliares y enviarlas a un
laboratorio certificado para su análisis
nutrimental. El informe emitido por el
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laboratorio será el insumo para estas
aplicaciones (Figura 4).
Figura 4. Acceso al programa de “Diagnóstico nutrimental
foliar anual para el aguacate ‘Méndez’ en Jalisco.
Desarrollo floral
Los valores del estado de desarrollo floral
obtenidos con el Simulador son útiles para que
los técnicos, productores y empresas
relacionadas con el cultivo del aguacate
hagan una programación adecuada de la
fecha de poda, de la aplicación de fertilizantes
al suelo, o de boro a los brotes florales en
desarrollo; urea o biorreguladores en etapas
específicas (óptimas) de la fenología del
aguacate para incrementar el amarre y
tamaño de los frutos, y consecuentemente la
cosecha. También, aumentará la eficiencia de
las aplicaciones al follaje para el control de
plagas como trips y arañas rojas, y así
aumentar su efecto y su relación beneficio-
costo (Figura 5).
Figura 5. Pantalla inicial del programa de “Dinámica del
desarrollo floral del aguacate ‘Méndez’ en Jalisco”.
Desarrollo de fruto
La aplicación denominada “Crecimiento del
fruto de aguacate ‘Méndez’ en el Sur de
Jalisco” estima, mediante un modelo
matemático, el diámetro del fruto. Este
sistema funciona para frutos originados por las
floraciones de invierno y verano y comprende
desde que el fruto alcanza el tamaño
“aceituna” hasta que éste está listo para la
cosecha. Esta tecnología es de utilidad para
los productores y comercializadores pues les
permite programar actividades fitosanitarias,
pero sobre todo la fecha de cosecha (Figura
6).
Figura 6. Aplicación para conocer el estado de desarrollo
del fruto de aguacate ‘Méndez’.
Enfoque del modelo de transferencia de
tecnología
El desarrollo de las aplicaciones que pueden
ser consultadas por Internet (con acceso
gratuito los 365 días del año) es una parte del
modelo de transferencia. El otro eslabón
importante es la capacitación a los usuarios
para que adapten y obtengan el mayor
provecho de las tecnologías. La capacitación
es dirigida a los usuarios finales (técnicos,
estudiantes y productores), la cual es ofrecida
por los investigadores responsables del
desarrollo de las tecnologías (Figura 7).
ISSN 2007-9516 CD ROM 76
Figura 7. Dr. Samuel Salazar García, impartiendo un
taller de capacitación en el uso de las herramientas de
consulta por internet a productores y técnicos.
Las tecnologías desarrolladas por el INIFAP
en este proyecto integran los componentes
más importantes para el éxito de un esquema
de transferencia de tecnología: sencillez,
accesibilidad, bajo costo de implementación y
comunicación abierta.
Agradecimientos
Se reconoce el financiamiento del Instituto
Nacional de Investigaciones Forestales,
Agrícolas y Pecuarias (Proy. SIGI-
13394232537) y de la empresa Agro
González, S.P.R. de R.L.
Referencias
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propuesta de un modelo para el estado de
Sinaloa,” Ra Ximhai, Vol. 11 Nº3. Enero-junio,
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predicción,” International Journal of Good
Conscience. 7(3) p. 67-81, 2012.
3. Baeza-Serrato, R. y J. A. Vázquez-López.
“Transición de un modelo de regresión lineal
múltiple predictivo, a un modelo de regresión no
lineal simple explicativo con mejor nivel de
predicción: Un enfoque de dinámica de sistemas,”
Revista Facultad de Ingeniería Universidad de
Antioquia Nº 71 p. 59-71, 2014.
4. Draper, N.R. y H. Smith. “Applied Regression
Analysis,” John Wiley & Sons, Inc. Second Edition.
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“Metodología para un diagnóstico sobre la
transferencia de tecnología en México,” Congreso
Internacional de Sistemas de Innovación para la
Competitividad, p.1-27, 2008.
6. López G., M. del S., J.C. Mejía C. y R. Schmal S.
“Un acercamiento al concepto de transferencia en
las universidades y sus diferentes
manifestaciones,” Panorama Socioeconómico Año
24, Nº 32, p. 70-81, 2006.
7. Martínez-Rodríguez, E. “Errores frecuentes en la
interpretación del coeficiente de determinación
lineal,” Anuario jurídico y económico escurialense.
p. 315-332, 2005.
8. Neter, J., W. Wasserman y M.H. Kutner. “Applied
Linear Statistical Models,” Second Edition. Richard
D. Irwin. Homewood, IL. USA. 1127 p. 1985.
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Michoacán,” Revista Mexicana de Ciencias
Agrícolas 2(3): p. 303-316, 2011.
10. Rodríguez-Pomeda, J. y F. Casani-Fernández De
Navarrete. “La transferencia de tecnología en
España diagnóstico y perspectivas,” Economía
industrial, Nº 366, p. 15-22, 2007.
11. Salazar-García, S., L.E. Cossio-Vargas y I.J.L.
González-Durán. “Validación de modelos de
predicción del desarrollo floral del aguacate ‘Hass’
desarrollados para Nayarit, en varios climas de
Michoacán,” Revista Chapingo Serie Horticultura 3:
p. 281-288, 2009.
12. Salazar-García, S., L.E. Cossio-Vargas, I.J.L.
González-Durán y Lovatt, C.J. “Desarrollo floral del
aguacate ‘Hass’ en clima semicálido. Parte II.
Generación y validación de modelos de predicción
del desarrollo floral,” Revista Chapingo Serie
Horticultura 13: p. 93-101, 2007.
13. Valente, M.R. y A. Soto. “Modalidades de
transferencia tecnológica en la vinculación
universidad-sector productivo: Motivaciones y
obstáculos,” Revista de Ciencias Sociales (Ve), XIII
Mayo-Agosto, p. 290-302, 2007.
14. Valente, M.R. y A. Soto. “Modalidades de
transferencia tecnológica en la vinculación
universidad-sector productivo: Motivaciones y
obstáculos,” Revista de Ciencias Sociales (Ve), vol.
XIII, Nº. 2, mayo-agosto, p. 290-302, 2007.
ISSN 2007-9516 CD ROM 77
SIMULACION MEDIANTE ANALISIS NUMERICOS DEL IMPACTO DE PARTICULAS EN MOVIMIENTO APLICADO
EN ACCIDENTES AUTOMOVILISTICOS
De los Santos Victorio, Alejandro1; Valencia Sánchez, Hernán2; García Gómez Roberto Carlos3. 1Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez, Carretera Panamericana KM. 1080, Tuxtla Gutiérrez
Chiapas.
[email protected] Resumen— En el presente trabajo se estudia el comportamiento de dos partículas en movimiento al momento de impactarse para determinar que partícula tenia mayor velocidad utilizando un software de métodos numéricos y así poder determinar que partícula seria la causante del accidente de acuerdo a las características que deje esa partícula en lugar donde fue el impacto, utilizando un toolbox del software.
Este estudio pretende dar certeza a los peritajes de colisiones en vehículos automotores, Utilizados en las grandes ciudades.
Palabras clave: máyoracion, colisión.
Abstract— In the present paper the behavior of two particles moving impacted upon determining that had faster particle using numerical methods and software and is studied to determine which would be the cause of the accident particle according to the characteristics that allow this particle in where was the impact, using a toolbox of software.
This study aims to give certainty to the expert in motor vehicle collisions, used in large cities.
Keywords: toolbox, majorization, collision.
Introduction
Durante los últimos años se ha desarrollado
multitud de técnicas para transportar personas
y bienes de manera más rápida y segura.
Desafortunadamente el desconocimiento del
reglamento de tránsito, a falta de cortesía, la
imprudencia y las fallas mecánicas pueden
provocar accidentes donde se ocasione daños
personales, materiales o incluso pérdidas
humanas.
Datos recopilados del INEGI indican una tasa media de 385,402 accidentes de tránsito del 2011 al 2014, parte de estos accidentes no van más allá de un simple arreglo monetario en el acto, pero existen otros siniestros que requieren de una investigación para determinar culpabilidad. Por lo general esta
investigación se realiza cuando existen personas afectadas físicamente o cuando la perdida material es elevada. La base para iniciar la investigación del siniestro es partir por los testimonios de las personas involucradas y/o testigos, pero este detalle no siempre es fiable ya que sus interpretaciones de los hechos, en la mayoría de las veces suele ser subjetiva. Es por eso la necesidad de un estudio técnico el cual pueda corroborar o refutar dichos testimonios.
En base al análisis de las energías presentes
en la colisión de vehículos, de modelos
matemáticos de varios autores [8,][2], [9] y de
la experiencia laboral, se ha creado un modelo
de peritaje automotriz el cual si bien no es
exacto, se aproxima a la
ISSN 2007-9516 CD ROM 78
realidad, logrando el objetivo de confirmar o refutar la información recopilada.
Este proyecto tendrá la finalidad de identificar el
culpable por medio de variables importantes en
el lugar del accidente, estas variables obtenidas
alimentaran al programa para identificar al
vehículo culpable y poder dar un dictamen. Para
esto es necesario la ayuda de una herramienta
de software matemático.
Materiales y Métodos
Materiales
Los materiales utilizados para nuestro proyecto
son un software matemático, y unas hojas de
modelo para inspección de vehículos.
Tipo de colisión centrada o descentrada
Colisión centrada.
Este tipo de colisión engloba todos los impactos que se producen entre dos vehículos o un vehículo y un objeto fijo, en donde sus centros de gravedad coinciden en la misma línea de impacto.
Fig.
(1) colisión centrada.
Colisión descentrada.
A diferencia del tipo de colisión centrada, este engloba los impactos ocasionados por dos vehículos o un vehículo y un objeto fijo, en donde sus centros de gravedad no se encuentran en la misma línea de impacto.
Fig. (2) colisión descentrada.
En nuestro caso nos enfocaremos en la colisión
centrada
Determinación de la velocidad inicial.
Obtener las dimensiones de los vehículos A y B
Antes de la colisión, así Como
Masa (𝑚). Estos datos se obtienen a partir de
bases de datos, mediciones de otros vehículos
iguales o de una estimación en base al vehículo
siniestrado.
Fig. (3) página de internet donde se encuentran los
coeficientes de rigidez.
Coeficiente de restitución Cr. Establecer el valor del coeficiente de restitución 𝐶𝑟, a partir de tablas, datos experimentales, etc., para cada vehículo.[4]
𝑉𝐴_𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
− 𝑉𝐵_𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
(km/h)
𝐶𝑅 𝑉𝐴_𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙
− 𝑉𝐵_𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙
(km/h)
0 1 0
10 0.65 6.5
20 0.32 6.4
ISSN 2007-9516 CD ROM 79
30 0.33 6.6
40 0.16 6.4
50 0.11 5.5
60 0.09 5.4
70 0.08 5.6
80 0.07 5.6
90 0.06 5.4 Tabla (1). Valores de 𝐶𝑅 para velocidades entre 0 y 90 km/h
Coeficientes de rigidez de ambos coches.
Establecer los valores de los coeficientes de rigidez A y B a partir de tablas, datos experimentales, etc., para cada vehículo. [8][9]
Fig. (4) página de internet donde se encuentran los coeficientes de rigidez.
Coeficiente equivalente Cm.
Calcular el coeficiente de restitución equivalente 𝐶𝑚 [4][7]
𝐶𝑚 = √𝐶2
𝑅_𝐵. 𝑚𝐴 + 𝐶2𝑅_𝐴. 𝑚𝐵
𝑚𝐴 + 𝑚𝐵
Ecuación (1) coeficiente de restitución equivalente
Delimitar zona.
Delimitar la zona de impacto de ambos vehículos siendo esta la zona de estudio con un ancho de L
Fig. (5) Medición de la deformación residual
Establecer 6 puntos.
Establecer la posición de 6 puntos en ambos vehículos, para medir la profundidad de la deformación con un espacio entre cada uno de L/5.
fig. (6) Bosquejo en dos dimensiones
Energía de deformación plástica. Determinar la energía de deformación 𝐸def _𝑝𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎, de los 2 vehículos a partir de la
deformación permanente en base a los de 6 puntos ya establecidos [7]
𝐸def _𝑝𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎 =𝐿
5 [(𝐶1 + 2. 𝐶2 + 2. 𝐶3 + 2. 𝐶4
+ 2. 𝐶5 + 𝐶6)
+𝐵
6. (𝐶2
1 + 2. 𝐶22 + 2. 𝐶2
3
+ 2. 𝐶24 + 2. 𝐶2
5+𝐶26
+ 𝐶1. 𝐶2 + 𝐶2. 𝐶3 + 𝐶3. 𝐶4
+ 𝐶4. 𝐶5 + 𝐶5. 𝐶6) +5. 𝐴2
2. 𝐵]
Ecuación (2) energía cinética absorbida en el impacto en
forma de trabajo de deformación.
Determinación de la mayoracion de la más
𝛾 . Determinar el factor de mayoración de la masa 𝛾, para ambos vehículos. En nuestro caso como
es colisión centrada 𝛾 = 1 . [4][7]
𝛾 =𝑟2
𝑧
𝑟2𝑧 + ℎ2
Ecuación (3) factor de mayoracion en caso de colisión
centrada 𝛾 = 1
Determinación de las velocidades iniciales.
Determinar la velocidad inicial al instante de la colisión, para el vehículo A y B.[8][9][2]
𝑣𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙_𝐴 = (1 + 𝐶𝑚)
∗ √2 ∗ 𝐸def _𝑝𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎_𝐴 ∗ 𝛾𝐴
𝑚𝐴
Ecuación (4) velocidad inicial del vehículo A
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𝑣𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙_𝐵 = (1 + 𝐶𝑚)
∗ √2 ∗ 𝐸def _𝑝𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎_𝐵 ∗ 𝛾𝐵
𝑚𝐵
Ecuación (5) velocidad inicial del vehículo B
Usando nuestro software para crear nuestro programa Crear una interfaz en el software donde empezaremos nuestro programa.
Fig. (7) será nuestra área de trabajo, del lado izquierdo y superior tenemos las herramientas que utilizaremos En ella crearemos los elementos necesarios para el programa.
Fig. (8) el orden de los elementos será a nuestro criterio Paso siguiente es darle valores a cada elemento en nuestra interfaz.
Fig. (9) el botón calcular será nuestra referencia, click derecho- view callbacks y le damos click a callbacks Creando variables a cada elemento.
Fig. (10) todos nuestros cálculos se realizaran en esta ventana
Para cada vehículo se les asigna variables y cálculos para el desarrollo de la operación
Fig. (11) cada variable creada será representada por diferente letra para evitar errores al momento de utilizarlas
Cálculos para la gráfica en la cual representaremos dos puntos colisionando, simulando a los vehículos chocando
Fig. (12)
Fig. (13)
Resultados y Discusión
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Con los datos recopilados en un peritaje
alimentamos a nuestro programa.
El programa terminado se muestra en la
siguiente figura,
Fig.
(14) Nótese que en el lado izquierdo y superior ya no hay
herramientas para modificar el programa.
Algunos datos se adquieren en el momento del
peritaje y de tablas o fichas técnicas de
automóviles
Fig.(15)
http://www.visualstatement.com/es/Resources/StiffnessCo
efficient.aspx
Fig.
(16) Datos llenos
Corremos el programa para calcular las
velocidades iniciales de los vehículos y saber
quién tiene la culpa ´por exceso de velocidad.
Resultado final
Fig.
(18) en el cuadro (exceso de velocidad) se aprecia al
culpable
Referencias
1. Sandoval Rodríguez J.A “Peritaje automotriz Conalep”, Aconcagua Editores, México, 5ª ,1995.
2. Hibbeler, R., ‘’ Mecánica vectorial para ingenieros.
Estática, ’’ Ed. Prentice Hall, México, 10ª, 2004.
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’’ (en línea) consultada por internet el 3 de septiembre del 2015. Dirección de internet: http://www.visualstatement.com/es/Resources/StiffnessCoefficient.aspx
ISSN 2007-9516 CD ROM 82
Lineamientos para la construcción de ambientes virtuales de aprendizaje
Contreras Álvarez, Laura Taidé1 ; Salgado Escobar, Eurí 1; Aguilar Alcalá Paula Araceli1
1 Instituto Tecnológico de Ciudad Madero, Av.1° de mayo esq. Sor Juana Inés de la Cruz s/n, Col. Los Mangos; C.P. 89440; Cd. Madero, Tamps.
Resumen - Las tecnologías de la información se han convertido en una herramienta indispensable en muchos aspectos de nuestra vida cotidiana. El ámbito educativo se ve orillado a transformar sus procesos y considerar la construcción de recursos y actividades de aprendizaje utilizando un ambiente virtual de trabajo. El uso de internet sugiere un mejoramiento en las actividades de enseñanza-aprendizaje. Este trabajo se inicia con la definición del concepto “Ambiente virtual de aprendizaje” (AVA) y muestra la importancia de contar con ambientes virtuales de aprendizaje que permitan compartir información entre los miembros de una comunidad. Asimismo, se presenta una propuesta metodológica para apoyar en el desarrollo de ambientes virtuales de aprendizaje. Este trabajo consiste en una investigación de los modelos de referencia para la construcción de ambientes virtuales de aprendizaje, principalmente se fundamenta en el modelo de referencia IEEE LTSA 1484, que presenta una arquitectura de sistemas de tecnologías de aprendizaje. Se analizan los modelos propuestos así como sus elementos principales. El conocimiento de estos modelos de referencia, permite tener una visión más amplia y considerar aspectos importantes durante la construcción de un ambiente virtual de aprendizaje.
Palabras clave: IEEE LTSA 1484, Ambiente, virtual, aprendizaje. Abstract – Information technology has become in a powerful resource that we use every day. Nowadays, Educational environments transform their activities and process. The exponential increase in internet use will improve the teaching and learning process. This paper begins with Virtual Learning Environment (AVA) definition and shows how important is AVA. At the same time, this paper suggests a methodological proposal for designing virtual learning environment.
Keywords: IEEE LTSA 1484,Virtual, learning, environment. Introducción Las tecnologías de la información se han convertido en una herramienta indispensable en muchos aspectos de nuestra vida cotidiana. El ámbito educativo se ve orillado a transformar sus procesos y considerar la construcción de recursos y actividades de aprendizaje más allá de sus aulas, más allá de los espacios destinados en las escuelas para el proceso de enseñanza aprendizaje. La educación se fortalece y progresa cuando al estudiante se le proporcionan nuevos mecanismos de aprendizaje, los cuales pueden existir en un espacio virtual. Los
espacios virtuales de aprendizaje presentan la ventaja de disponibilidad de tiempo, pues prácticamente la información que se publica en dichos ambientes se puede tener disponible en cualquier momento. Un ambiente virtual de aprendizaje es un sistema de software diseñado para facilitar la interacción entre alumnos y facilitadores en un ámbito educativo. En este ambiente, se pueden construir actividades que permitan fortalecer los conocimientos y habilidades que complementan los cursos presenciales y que refuerzan las deficiencias que los alumnos pudieran tener, las cuales pueden ser subsanadas en forma autodidacta.
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Una característica importante de estos cursos
es que se encuentran disponibles en un
espacio virtual como es internet, por este
motivo, reciben el nombre de cursos virtuales.
Los cursos virtuales se almacenan en una
computadora con características especiales
llamada servidor, en donde el material se pone a disposición de alumnos y facilitadores. Un buen ambiente virtual de aprendizaje, debe tener un diseño de interfaz agradable para que los estudiantes de manera constante e intuitiva quieran trabajar con los recursos disponibles en la plataforma. En estos ambientes virtuales de aprendizaje, por lo general, el facilitador no está presente cuando el alumno tiene acceso al material del curso, por lo que se hace indispensable la necesidad de estrategias de comunicación claras y precisas. Participantes en el diseño de un ambiente virtual de aprendizaje Para la construcción de un ambiente virtual de aprendizaje, se requiere la participación de un equipo multidisciplinario de trabajo, capaz de transformar los objetivos de un curso en un sistema de software, capaz de guiar al estudiante a través del conocimiento que requiere para asimilar los contenidos del curso. Algunos de los participantes en el desarrollo de un ambiente virtual de aprendizaje son: Diseñador instruccional. Que hace un diseño procedimental para convertir un objetivo del curso en una actividad concreta en la plataforma en actividades para la web. En los diseños instruccionales, se debe considerar la estrategia de enseñanza para que el alumno asimile el conocimiento. También se consideran técnicas para el procesamiento de información (búsqueda, análisis, síntesis, comparación, etc.), imposición de retos, interacción dinámica, estimulación de autoaprendizaje así como el establecimiento de plazos y condiciones para cumplir las actividades. Diseñador gráfico. Que diseña las imágenes y elementos gráficos para lograr la intención didáctica. Es el encargado de concebir,
programar, proyectar y realizar comunicaciones visuales y transmitir mensajes con un propósito específico y claro. La participación de un diseñador gráfico permite enfocar la atención en los factores humanos que facilitan la comunicación. Programador de páginas web o desarrollador de software. Quien se encarga de desarrollar los programas de computadora que permiten realizar ambientes virtuales de aprendizaje. Tutor o facilitador. Quien diseña espacios de interacción, para que los alumnos se expresen con confianza ante sus compañeros y tutor. Asimismo, tiene la posibilidad de aclarar dudas del curso, proporcionando asesoría pertinente y de calidad. Administrador del ambiente virtual de aprendizaje. Quien se encarga de administrar y controlar las cuentas para el acceso a la herramienta y definir los privilegios de cada uno de los participantes como son el facilitador, el facilitador con derechos de edición, el alumno, la organización de los cursos, etc. Esto es, cuando se tiene un ambiente virtual de aprendizaje, existe un conjunto de usuarios que deben tener acceso al mismo en forma controlada; esto se lleva a cabo a través de cuentas de usuario y contraseñas. Dependiendo del perfil del usuario, es el conjunto de actividades que puede llevar a cabo en la plataforma o ambiente virtual de aprendizaje. Un Sistema de administración de cursos efectivo tiene el potencial necesario para administrar programas académicos y adaptarlos a las necesidades particulares de cualquier institución educativa. Planteamiento del problema Los retos de la Educación Superior, plantean la necesidad de mejorar los procesos educativos. Para mejorar el propio desempeño institucional en la prestación de sus servicios y con el compromiso de preservar el entorno, el Instituto Tecnológico de Cd. Madero ha decidido implantar un sistema de educación virtual, el cual pueda ser utilizado para el almacenamiento de diversos cursos, los cuales están disponibles tanto al facilitador como a los alumnos. Entre los cursos virtuales que pudieran mejorar la
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gestión del proceso enseñanza-aprendizaje en el ITCM, se pueden mencionar:
Curso “Sistema de Gestión Ambiental”.
Actualmente, el ITCM ha implantado un
Sistema de Gestión Ambiental, basado
en la Norma Internacional ISO
14001:2004. Como parte de las
acciones a llevar a cabo dentro del
proceso de Gestión Ambiental, se
requiere dar a conocer su política de
calidad y sus reglas operativas
idealmente al 100% de sus alumnos de
nuevo ingreso. Este curso virtual, fue
desarrollado por la M.E. Rosa Elena
Morales Guerrero, y fue utilizado por
varios años en el ITCM para dar a
conocer el Sistema de Gestión
Ambiental. De esta forma, los alumnos
pueden revisar el material desde
cualquier computadora con internet.
Cursos complementarios. Algunos de
los cursos que los estudiantes llevan en
forma presencial, se ven favorecidos
con material en internet, que sirven de
apoyo a los cursos impartidos en el
aula. En este tipo de plataformas se
pueden encargar tareas, realizar
trabajos en equipo, realizar exámenes
en línea, etc. Ya se tienen en operación
algunos cursos complementarios.
Cursos remediales. Si algún alumno ha
cursado alguna materia y obtenido una
calificación no aprobatoria, es posible
poner a su disposición un curso de tal
forma que el mismo y de forma
autodidacta, realice ejercicios de
práctica que promuevan el aprendizaje.
Aún no se han implantado en el ITCM
este tipo de cursos.
Tutorías. A los alumnos de nuevo
ingreso al ITCM, se les asigna un
profesor, el cual se denomina tutor,
quien tiene la responsabilidad de
acompañar al alumno durante su
estancia en el instituto. El tutor ayuda al
tutorado a prevenir posibles desajustes
que se puedan presentar a lo largo de
su trayectoria dentro de la institución.
En nuestro Instituto, existen 2 formas
en que se puede atender a los alumnos:
tutoría grupal y tutoría individual. En el
caso de las tutorías grupales, en
algunas ocasiones, existe la necesidad
de informar al tutorado, antes de la
siguiente sesión grupal. Con esta
plataforma, se podría generar un
tablero electrónico de avisos que facilite
la comunicación.
Para llevar a cabo el desarrollo de estos servicios virtuales, se requiere contar con una arquitectura de software para soportar la implantación del ambiente virtual de aprendizaje, por lo que se debe realizar una investigación de aquellas arquitecturas que se pudieran adaptar a las necesidades del ITCM.
En este trabajo, se presenta la investigación realizada, para conocer las características de algunos modelos de desarrollo de ambientes virtuales de aprendizaje, como primer paso en la construcción de este tipo de sistemas.
Objetivo general Proponer una arquitectura de software que permita implementar un ambiente virtual de enseñanza-aprendizaje en el Instituto Tecnológico de Ciudad Madero. Objetivos específicos
Investigar las diferentes arquitecturas
de software, para aplicarla en el diseño
de ambientes virtuales de aprendizaje.
Seleccionar y adaptar una de las
arquitecturas de software para cubrir
los requisitos particulares del ITCM.
Mostrar los beneficios al utilizar un
curso virtual, el cual ha sido implantado
en el ambiente virtual de aprendizaje
Fundamento teórico Tener un ambiente de trabajo de calidad, para implantar un sistema de educación virtual que facilite el aprendizaje y los mecanismos de comunicación entre los participantes requiere de (Kwan, 2015):
1. Especificar normas de trabajo para
obtener las mejores prácticas en el
ambiente operativo. Esto es, cuando el
facilitador y el estudiante están
físicamente separados, por lo que no es
ISSN 2007-9516 CD ROM 85
posible la interacción en forma personal
entre ellos, se deben consi-derar
especificaciones e instrucciones de
trabajo claras y precisas, contenido de
los cursos personalizado y contex-
tualizado, soporte técnico inmediato,
logísticas de trabajo y organización
clara y efectiva.
2. Además es necesaria la selección de
una tecnología apropiada.
Estos principios propician la necesidad de seguir un modelo al diseñar un ambiente virtual de aprendizaje. Considerar estos principios permite generar cursos altamente personalizados en los que el estudiante puede asimilar mejor el conocimiento. Además de una buena estrategia de diseño, el acompañamiento de un tutor para dar seguimiento y guiar el trabajo de los estudiantes, lo cual permitirá mejorar el desempeño. Considerar las mejores prácticas para un aprendizaje abierto y seleccionar la estrategia adecuada para su implantación, es parte de la estrategia de éxito. El modelo de referencia IEEE LTSA 1484, es una arquitectura de sistemas de tecnologías del aprendizaje, que permite representar un modelo para desarrollo de ambientes virtuales de aprendizaje (Farance, 2003). Este modelo está estructurado en 5 capas. Capa 1 Interacciones entre entidades del sistema
Figura 1. Capa1, interacciones entre entidades del sistema
En la figura 1, se muestra la capa 1, se refiere a las interacciones entre las entidades del sistema. Aquí se muestra una perspectiva desde la tecnología de la información. Esta capa, permite identificar técnicas de diseño. En la capa de interacciones entre entidades del sistema se identifica el entorno de trabajo, así
como el perfil de cada uno de los participantes en el ambiente virtual de aprendizaje. 2 Características de diseño centradas en el estudiante
Figura 2. Capa 2, Características de diseño centradas en el estudiante.
En la figura 2, se muestra la capa 2, se presentan las características de diseño relacionadas con el estudiante y el profesor principalmente; es decir, se centra en las características del estudiante al interactuar con el sistema así como las características del profesor. En esta capa, se hace énfasis en las estrategias que se deben utilizar para que el estudiante asimile los conocimientos. 3 Componentes del sistema
Figura 3. Capa 3, Componentes del sistema
La capa 3 se puede visualizar en la figura 3, representa los componentes del sistema, en la arquitectura de sistemas de tecnologías del aprendizaje IEEE LTSA1484, se identifican 4 procesos que son: proceso de aprendizaje (L), proceso de evaluación (E), el sistema de entrenamiento (D) y el proceso de entrega de la información (SC). En esta capa también se identifican 2 bases de datos: la base de datos de registros (RD) y la biblioteca de conocimiento (KL). En la base de datos de registros se almacena la información de los participantes del ambiente virtual de aprendizaje. En la biblioteca de conocimiento se almacena la información de
alumno Administrador y
soporte técnico
Profesor editor
facilitador
Almacén de cursos virtuales
RD
D
SC KL
E
L
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los cursos disponibles, el material didáctico, así como la información para las evaluaciones. 4 Prioridades y perspectivas de los participantes
Figura 4. Capa 4, Prioridades y perspectivas de los participantes
Las prioridades y las perspectivas de los participantes se muestran en la figura 4, que se refiere a la capa 4, en este caso, se formulan las perspectivas de la herramienta, y se revisan desde el punto de vista de LTSA. La meta es verificar la validez de los componentes. Así también descubrir en cuáles componentes hará énfasis el sistema, y por último, determinar las prioridades entre los elementos de diseño en un nivel de abstracción más bajo, esto es, en cuanto a las consideraciones de diseño y desarrollo del ambiente virtual de aprendizaje. 5 Protocolo y comunicación
Figura 5. Capa 5, Protocolo y comunicación
La capa 5 muestra los componentes operacionales (Figura 5), los cuales se identifican como buses de información como son: protocolos, métodos de intercambio de información, procesos, almacenamiento de datos, control de flujo, interfaces humano-computadora. El conocimiento detallado de la arquitectura interna de un ambiente virtual de aprendizaje mejora el entendimiento del sistema. Además de conocer las diferentes capas para desarrollar un ambiente virtual de aprendizaje,
se debe conocer las actividades y recursos didácticos con los que se cuentan. Es por esto, que las herramientas para desarrollar el ambiente virtual de aprendizaje son tan importantes. Actualmente las herramientas como moodle, cuentan con recursos didácticos que permiten:
Realizar teleconferencias. Moodle
permite programar una conferencia o
clase en vivo, la cual puede ser vista
por los estudiantes inscritos en dicho
curso.
Realizar evaluaciones en línea.
Cuando se requiere realizar la
evaluación de un alumno, esta se
puede llevar a cabo en forma
automática, la cual genera un reporte
de evaluación de un grupo.
Conexiones interactivas entre los
diferentes participantes en el sistema.
Apoyar a comunidades de aprendizaje.
Cuando un grupo de trabajo realiza una
investigación sobre un tema específico,
los ambientes virtuales de aprendizaje
pueden funcionar como una
herramienta de comunicación del
grupo, donde pueden compartir
archivos, tener conversaciones
privadas entre los miembros del grupo,
definir conceptos entre varios
integrantes del grupo, etc.
Realizar estadísticas y proporcionar
información de cursos.
Gestionar el aprendizaje de los
procesos de una organización
Gestionar los procesos de capacitación
en la industria.
Administrar bibliotecas digitales.
Administrar bancos de proyectos de un
instituto, etc.
Materiales y métodos Con el objetivo de mejorar la calidad de los cursos virtuales que se tienen disponibles en el Instituto Tecnológico de Ciudad Madero, se realiza una propuesta metodológica para construcción de cursos virtuales. Para el desarrollo de la metodología se siguen los siguientes pasos:
3
1
2
ISSN 2007-9516 CD ROM 87
1. Ingeniería de requisitos
2. Análisis del problema
3. Diseño
4. Construcción
5. Pruebas
Ingeniería de requisitos. Esta etapa se inicia con la investigación de modelos de desarrollo de ambientes virtuales de aprendizaje y se identifican las principales características de cada uno de ellos. Análisis del problema. Una vez identificados los modelos de referencia, se analizan las características de cada uno de ellos, y se hace una tabla comparativa con el objetivo de identificar los elementos más importantes de cada modelo, y que mejor se adapten a las características de diseño para el desarrollo de cursos virtuales en el ITCM. Diseño. Se diseña el modelo propuesto, el cual hace énfasis en la interacción entre los participantes del sistema. Construcción. Utilizando moodle, se desarrolla el ambiente virtual de aprendizaje. Se instala y configura la versión 2.3 de Moodle y se implanta una estructura de categorías de acuerdo a las características de diseño y se inicia el desarrollo de un curso. Pruebas. Para verificar el correcto funcionamiento del sistema, se hacen pruebas. Se verifica que las categorías creadas correspondan a las requeridas. Se verifica el correcto funcionamiento de los cursos. Resultados Como se puede ver en la figura 6, esta propuesta hace énfasis en los participantes en un ambiente virtual de aprendizaje. En esta propuesta, el profesor es el participante principal, pues es el medio de comunicación entre los diferentes participantes del sistema. Es el profesor quien diseña el curso y es el encargado de coordinar las actividades entre el desarrollador web y el diseñador instruccional, quienes son elementos claves en la construcción del ambiente virtual de aprendizaje. El desarrollador web a su vez se encarga de coordinar los trabajos del diseñador gráfico y del desarrollador de software quienes contribuyen en el desarrollo o configuración del ambiente virtual de aprendizaje.
Figura 6. Modelo de interacción propuesto entre los participantes del diseño de un curso virtual
En la etapa de construcción se utilizó el modelo de referencia IEEE LTSA 1484. Como se muestra en la figura 7, las principales categorías que se tienen en el ITCM son:
Ingeniería
Maestría,
Doctorado
Actualización docente
Sistemas de Gestión
Estas 5 categorías permiten organizar los cursos de una forma ordenada, con el objetivo de que sean fáciles de localizar. Es importante saber que es posible crear subcategorías dentro de una categoría, cuando el ambiente de trabajo así lo requiere. También es importante conocer que es posible modificar la estructura de categorías si posteriormente cambian las necesidades o se desea mejorar la organización de las mismas.
Figura 7. Interfaz del Ambiente virtual de aprendizaje
Profesor Diseñador instrucccional Administrador de Ambiente Virtual de aprendizaje
Desarrollador web
Diseñador gráfico Desarrollador de software
ISSN 2007-9516 CD ROM 88
Una vez creada la estructura de categorías, se puede iniciar el desarrollo de cursos virtuales. Es conveniente mencionar que en este momento, se tienen disponibles algunos cursos, los cuales no han sido diseñados utilizando el modelo propuesto en este trabajo. Se pretende continuar este trabajo con la creación de un curso virtual que utilice la metodología aquí presentada, y posteriormente evaluar los resultados obtenidos. Conclusiones Una de las fortalezas de las tecnologías de la información es la oportunidad de trabajar en grupos. Moodle promueve una pedagogía constructivista, al mismo tiempo que facilita la comunicación entre los miembros de un grupo. Los sistemas administradores de aprendizaje (LMS) posen un conjunto de módulos como son: módulo de chat, módulo de consulta, módulo de foro, módulo de cuestionario, módulo de encuesta, módulo de taller, etc. que permiten el diseño de cursos virtuales interactivos y muy dinámicos que promueven un aprendizaje efectivo. Aunado a la correcta selección de la herramienta para implantar un ambiente virtual de aprendizaje, se encuentra el modelo de referencia a utilizar, cuyo objetivo es guiar las actividades en el proceso de construcción. La utilización de ambientes virtuales de aprendizaje, permite mejorar el proceso enseñanza-aprendizaje en las instituciones.
Además, se construye una fuente de conocimiento invaluable, pues en los cursos virtuales se almacena una base de conocimientos producto del trabajo de los profesores, la cual permanece por varias generaciones. Referencias
1. Kwan, Angela. “From Cherry Picking to
Convergence Mi- grating E-Learning Delivery to
an LMS (Learning Management System) the
COLeLIO Experience,” 9 marzo 2015, consultada
por internet el 27 de abril de 2015. Dirección de
internet: http://dx.doi.org/10.3991/ijac.v5i3.2192
2. Farance, Frank. “Learning Technology Systems
Architecture (LTSA) Specification,” 12 diciembre
2003, consultada por internet el 6 de abril de
2015, consultada por internet el 6 abril de 2015.
ISSN 2007-9516 CD ROM90
SISTEMA NEURO-DIFUSO PARA PLANTAS DEALBACA
Vazquez Delgado, Héctor Daniel1; Ley Clemente, Agustín de Jesus1; Zavala Zavala, José deJesus1; Cisneros Gómez, Arturo2, Ortiz Ramírez, Ivan2.
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, CintalapaChiapas.
2Universidad de Ciencia y Tecnología Descartes, Av. El Ciprés 480, Mactumatza, 29065 TuxtlaGutiérrez, Chis.
Resumen—La Lógica Difusa y las Redes Neuronales tienen propiedades computacionalesparticulares que las hacen adecuadas para ciertos problemas particulares y no para otros.Mientras las redes neuronales ofrecen ventajas como el aprendizaje, adaptación, tolerancia afallas, paralelismo y generalización, no son buenas para explicar cómo han alcanzado susdecisiones. En cambio los sistemas difusos, los cuales razonan con información imprecisa através de un mecanismo de inferencia bajo incertidumbre lingüística, son buenos explicandosus decisiones pero no pueden adquirir automáticamente las reglas que usan para tomarlas.
Palabras clave: Logica Difusa, Redes Neuronales, sistemas difusos.
Abctract— Fuzzy logic and neural networks have particular computational properties thatmake them suitable for particular problems and not for others. While neural networks offeradvantages such as learning, adapting , fault tolerance , parallelism and generalization , are notgood to explain how they reached their decision. Instead fuzzy systems , which reason withinaccurate information through an inference mechanism under linguistic uncertainty are good atexplaining their decisions but can not automatically acquire the rules that used to take them.
Keywords: Fuzzy logic, neural networks, fuzzy sistems.
Introducción
Los sistemas Neuro-Difusos combinan la
capacidad de aprendizaje de las RNA con
el poder de interpretación lingüística de los
sistemas de inferencia difusos,
obteniéndose los siguientes resultados:
1. Aplicabilidad de los algoritmos de
aprendizaje desarrollados para redes
neuronales.
2. Posibilidad de promover la integración
de conocimiento (implícito que es
adquirido a través del aprendizaje y
explícito que es explicado y
entendido).
3. La posibilidad de extraer conocimiento
para una base de reglas difusas a
partir de un conjunto de datos.
(Chahuara, 2010)
Existen sistemas de desarrollo que han
logrado unir la Lógica Difusa con las Redes
Neuronales:
1. ANFIS (Adaptive Neuro
Fuzzy Inference System). Es un método
que permite sintonizar o crear la base de
reglas de un sistema difuso, utilizando el
algoritmo de entrenamiento de retro-
propagación a partir de la recopilación de
datos de un proceso. Su arquitectura es
funcionalmente equivalente a una base de
reglas tipo Sugeno.
2. FSOM (Fuzzy Self-
Organizing Maps). Consiste en un sistema
ISSN 2007-9516 CD ROM91
difuso optimizado a partir de la técnica de
los mapas auto-organizados de Kohonen.
3. NEFCLASS. El algoritmo
NEFCLASS está basado en la estructura
del perceptrón multicapa cuyos pesos son
modelados por conjuntos difusos. Así, se
preserva la estructura de una red neuronal,
pero se permite la interpretación del
sistema resultante por el sistema difuso
asociado, es decir, la RNA deja de ser una
“caja negra”.
4. FuzzyTech. Es un software
que propone un método de desarrollo de
sistemas Neuro-difuso similar a ANFIS.
(Arredondo. 2014)
Tabla1. Comparación entre lógica difusa y
redes neuronales.
El Sistema Neuro-difuso consiste de un
sistema difuso tradicional excepto que cada
etapa, puede ser representada por una
capa de neuronas a las que se puede
proveer capacidades de aprendizaje de
Redes Neuronales para optimizar el
conocimiento del Sistema.
Figura 1. Capas dentro del sistema neuro-difuso.
En la capa de fusificación, cada función de
pertenencia de entrada del antecedente de
una regla difusa representa una neurona.
Los parámetros de estas neuronas, como
los vértices de las funciones de
pertenencia, pueden ser entrenados para
determinar la forma final y la ubicación de
las funciones de pertenencia. (Navas,
2000)
La capa de reglas difusas representa la
base de reglas difusas; cada neurona
representa una regla difusa de tipo Si-
Entonces. Las salidas de las neuronas
están conectadas a la capa de
defusificación a través de enlaces con
pesos; los pesos de estos enlaces
representan la significancia relativa de las
reglas asociadas con las neuronas. Sus
valores pueden ser asignados de acuerdo
al conocimiento a priori o inicializados
como 1.0 y luego entrenados para reflejar
su importancia real para las funciones de
pertenencia de salida contenidas en la
capa de defusificación.
La función de la capa de defusificación es
la evaluación de las reglas; en este cada
consecuente “Entonces Y es B” como
función de pertenencia de salida representa
una neurona; la certeza de cada
consecuente es calculada y es considerada
como lo bien que se ajustan las reglas que
tienen el mismo consecuente (proceso de
agregación del resultado). Los pesos de
cada enlace de salida de estas neuronas
representan los centros de área de cada
función de pertenencia del consecuente y
son entrenables, la salida final es entonces
calculada usando algún método de
defusificación.
ISSN 2007-9516 CD ROM92
Para realizar el entrenamiento de los
sistemas neuro-difusos la estructura de la
debe ser configurada con valores iniciales
obtenidos del conocimiento a priori, y
luego, sintonizados utilizando un algoritmo
de entrenamiento tal como Retro-
propagación del Error, de la siguiente
manera:
Paso 1: Presentar una muestra de
entrada, y computar la salida
correspondiente.
Paso 2: Computar el error entre la
salida y el valor objetivo.
Paso 3: Se ajustan los pesos de
conexión y las funciones de pertenencia.
Paso 4: Si el error es mayor que la
tolerancia, volver al paso 2, si no es así, el
entrenamiento ha sido finalizado.
(Guzmán,2009)
Materiales y Métodos
El objetivo primordial de este proyecto,
consiste en realizar un control Neuro-Difuso
de riego y ventilación de una planta de
Albahaca con el fin de obtener hojas de
mayor tamaño y calidad.
El proyecto consta de dos partes, un
sistema de Red Neuronal para el control de
la Humedad y una para el control de
Temperatura.
La segunda parte, es un control Difuso de
Humedad y Temperatura de la planta,
ambos montados en un circuito para
Arduino. El proceso a desarrollar se
muestra en la figura 2.
Figura 2. Diagrama a bloques del control difuso.
Parte1: Red Neuronal.
Primeramente se realiza la codificación en
Matlab de la Red Neuronal, en ambos se
utilizaron como primera capa Tansig,
segunda capa Logsig y tercera capa
Purelin, correspondiente a la Humedad y a
la Temperatura en forma separada, como
se observa en las figura 3 y 4
respectivamente.
Figura 3. Humedad.
Figura 4. Temperatura.
Los respectivos entrenamientos, que
ocuparon las 1000 iteraciones se muestran
en las figuras 5 y 6.
ISSN 2007-9516 CD ROM93
Figura 5. Entrenamiento de la humedad.
Figura 6. Entrenamiento de la temperatura.
Los resultados de dicho entrenamiento que
son muy cercanos a los codificados en
Matlab se muestran en las figuras 7 y 8,
respectivamente para Humedad y
Temperatura.
Figura 7. Entrenamiento de la humedad en Matlab.
Figura 8. Entrenamiento de la temperatura en Matlab.
Parte 2. Control Difuso.
En esta sección se utiliza en método Difuso
Sugeno en ambos casos (Humedad y
Temperatura).
Primeramente para el caso del dato
obtenido de la Red Neuronal del Sensor de
Humedad, se utiliza para aplicar el control
Difuso, el diagrama de entrada y salida se
muestra en las figuras:
ISSN 2007-9516 CD ROM94
Figura 9. Muestra entrada de la instrucción medioseco.
Figura 10. Muestra entrada de la instrucción pocaagua.
El código utilizado y los resultados
obtenidos durante la prueba del control
Sugeno en Matlab se muestran en las
figuras 13 y 14, para el control de riego.
Figura 11. Resultados de la prueba de control sugeno.
Figura 12. Continuación de resultados de la prueba decontrol sugeno.
Con el resultado de las Redes Neuronales
se alimentan los Controles Difusos Sugeno.
Que serán parte fundamental del Código
general creado en Arduino, para el riego y
ventilación de la planta de Albahaca.
Los elementos utilizados para construir el
circuito y controlar con el Arduino se
enumeran en la tabla 2.
Tabla 2. Lista de elementos utilizados.
CANTIDAD ELEMENTO
1 Arduino Uno
2 Protoboard
1 Motor CD (Bomba para agua)
1 Sensor Humedad de Suelo
1 Sensor LM35
2 LED, verde y azul
2 Resistencia de 1 k Ohm
2 Resistencia de 220 Ohm
2 Transistor 2n2222
2 Diodo 1N1004
1 Dip Swich
1 Pila 9 V
1 Ventilador CD
Cables de conexión
ISSN 2007-9516 CD ROM95
Resultados y Discusión
Una vez terminada la codificación
en Arduino e implementados los circuitos
del proyecto se procedió a probar nuestro
sistema de control Neuro-Difuso de riego y
ventilación de una planta de Albahaca,
dicho Código se puede observar en el
Anexo I.
Cuando el sistema presenta una
temperatura ambiental menor a 27 °C, el
ventilador estará apagado, ya que es una
temperatura óptima para el desarrollo de la
planta, la temperatura media anual de la
ciudad de Tuxtla Gutiérrez en el año es de
25.4 °C, por lo que difícilmente llegara a
una temperatura menor a 5°C que dañaría
fatalmente a la planta de Albahaca, ver
figura 13:
Figura 13. Continuación de resultados de la prueba decontrol sugeno.
Si la temperatura esta entre 30 y 33 °C,
el ventilador tendrá una velocidad media, a fin
que la temperatura de la planta regrese al
parámetro menor a 27 °C.
En dado caso que en días calurosos la
temperatura ambiental marcara más de 36 °C, la
velocidad del ventilador estará a su máxima
velocidad a fin regresar a su temperatura
óptima.
Hay dos estados de transición de velocidades
del ventilador: entre 27 y 30 °C la velocidad
será menor a la media; y entre 33 y 36°C, la
velocidad será mayor a la media y menor a la
máxima. Ver datos en la tabla 3
Tabla 3. Comportamiento del ventilador
SENSOR DE
TEMPERATURA
SENSOR DE
HUMEDAD
RA
NG
O
TE
MP
ER
AT
UR
A °
C
VE
LO
CID
AD
VE
NT
ILA
DO
R
RA
NG
O H
UM
ED
AD
%
VE
LO
CID
AD
MO
TO
R
Menos
de 27
Apagad
o
0 a 20 Mucha
Agua
27 y 30 Transici
ón
30 a 60 Transició
n
30 y 33 Media 40 a 60 Poca
Agua
33 y 36 Transici
ón
60 a 80 Transició
n
Más de
36
Fuerte 80 a 100 Sin Agua
También en la tabla 3 se muestra el
comportamiento del motor (bomba para agua)
en los diferentes casos de humedad presentada
por la planta:
Si la humedad en la maseta fuera
menor al 20%, la bomba de agua funcionará a
su máxima velocidad.
Cuando la humedad fluctúa entre 40 y
60%, la bomba trabajará a una velocidad
ISSN 2007-9516 CD ROM96
moderada, proporcionando poca agua a la planta
a fin de mantenerla húmeda.
Si la humedad llegase a rebasar el 80%, la
bomba automáticamente se apagará y dejara de
proporcionar agua a la planta.
También existen dos etapas de transición: una
entre 20 y 40% que proporciona una velocidad
entre moderada y fuerte; mientras que entre 60
Y 80%, la velocidad es muy baja.
Referencias
1. Arredondo Vidal, Tomás. Introducción a laLógica Difusa. Año 2014. P. 102 – 117.
2. Chahuara Quispe, José Carlos. ControlNeuro-Difuso Aplicado a una Grúa Torre.Capítulo 2. Biblioteca Central de la UNMSM.Año 2010. P.p. 26 – 30.
3. Guzmán, D; Castaño, V. M. La LógicaDifusa en Ingeniería: Principios,Aplicaciones y Futuro. Centro de FísicaAplicada y Tecnología Avanzada.Universidad Autónoma de México, CampusJuriquilla. Querétaro, México. Año 2009.P.p. 1 – 15.
4. Lógica Difusa y Sistemas de Control.Capítulo 1. Año 2010. P. p. 4 – 8.
5. Navas González, Rafael de Jesús. Diseño yAplicación de Controladores Neuro-DifusosIntegrados en Modo Mixto de AltaComplejidad. Tesis Doctoral. Departamentode Electrónica. Universidad de Málaga.Málaga, España. Año 2000. P.p 14 – 17.
ANEXO I#include <math.h>// DECLARAMOS VAIABLES HUMEDAD
float humedad;float humedo;float medio_humedo;float seco;const int c1 = 0;const int c2 = 50;const int c3 = 100;float s;
// DECLARAMOS VARIABLES DE//TEMPERATURAfloat temperatura;const int c4 = 0;const int c5 = 127;const int c6 = 255;float frio;float templado;
float caliente;float t;
// DECLARAMOS VARIABLES DE REDES//NEURONALESfloat n1,n2,n3,n4,n5,n6,n7,n8,n9,n10;float s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8;float e=2.7182812845;
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
// LEEMOS LA HUMEDAD EN ELPUERTO A0
humedad=analogRead(0);
// APLICAMOS TANSIG EN LA PRIMERACAPA
n1=(humedad*(-0.000092513)+(-0.0915));s1=tansig(n1);
// APLICAMOS LOGSIG EN LASEGUNDA CAPA
n2=(s1*(3.3923))+(-14.2622);n3=(s1*(22.1156))+(1.6933);n4=(s1*(-23.6175))+(-4.6933);s2=logsig(n2);s3=logsig(n3);s4=logsig(n4);
// APLICAMOS PURELIN EN LA//TERCERA CAPA (A = n)
n5=(s2*(-8.7118))+(s3*(-153.6399))+(s4*(142.4527))+(54.0378);
// APLICAMOS LOGICA DIFUSA//SUGENO A LA HUMEDAD
humedo = trapmf(n5,-1000,0,20,40);medio_humedo = trapmf(n5,20,40,60,80);seco = trapmf(n5,60,80,100,1000);
float w1 = humedo;float w2 = medio_humedo;float w3 = seco;s = (w1*c1 + w2*c2 +
w3*c3)/(w1+w2+w3);
// APLICAMOS PWM AL MOTOR//(BOMBA PARA AGUA PUERTO DIGITAL3
analogWrite(3,s);
// IMPRIMIMOS RESULTADOS DE//HUMEDAD
float hum = (humedad/1023)*100;
ISSN 2007-9516 CD ROM97
Serial.print("Humedad = ");Serial.print(hum);Serial.println(" % ");Serial.print("Salida de Agua = ");Serial.print(s);Serial.println(" % ");Serial.println(" ");
// LEEMOS Y CALCULAMOS//TEMPERATURA EN EL PUERTO A3
temperatura=analogRead(3);temperatura=(temperatura*5*100)/1023;
// APLICAMOS TANSIG EN LA PRIMERA//CAPA
n6=(temperatura*(-0.0027)+(0.0655));s5=tansig(n6);
// APLICAMOS LOGSIG EN LA//SEGUNDA CAPA
n7=(s5*(-41.0728))+(0.7054);n8=(s5*(40.4729))+(2.0390);n9=(s5*(3.1579))+(13.1069);s6=logsig(n7);s7=logsig(n8);s8=logsig(n9);
// APLICAMOS PURELIN EN LA//TERCERA CAPA (A = n)
n10=(s6*(468.4733))+(s7*(-482.0966))+(s8*(41.6935))+(72.2515);
// APLICAMOS LOGICA DIFUSA//SUGENO A LA TEMPERATURA
frio = trapmf(n10,-1000,0,51,102);templado = trapmf(n10,51,102,153,204);caliente = trapmf(n10,153,204,255,1000);
float w4 = frio;float w5 = templado;float w6 = caliente;t = (w4*c4 + w5*c5 + w6*c6)/(w4+w5+w6);
// APLICAMOS PWM AL VENTILADOR//DE LA PLANTA
analogWrite(9,t);
//IMPRESION DE DATOSSerial.print("Temperatura = ");Serial.print(temperatura);Serial.println(" °C ");Serial.print("PWM del ventilador = ");Serial.print(t);Serial.println(" ");
//int pot = 255*n5;delay(2000);
}
float tansig(float n)
{return (pow(e,n)-pow(e,-
n))/(pow(e,n)+pow(e,-n));}
float logsig(float n){return 1/(1+pow(e,-n));}
// FUNCION TRAPMFfloat trapmf(float x, float a, float b, float c,
float d){float y;if((x<=a) || (x>d))y=0.0;else if ((x>a) && (x<=b))y=(x-a)/(b-a);else if ((x>b) && (x<=c))y=1;else if ((x>c) && (x<=d))y = (x-d)/(c-d);return y;}
ISSN 2007-9516 CD ROM98
DESARROLLO DE MÁQUINA AUTOMATIZADA PARARECOLECTAR PET
MIA.Vazquez Delgado Héctor Daniel1; MIA. Ley Clemente Agustín de Jesús1; Zavala Zavala,José de Jesús1; Landero Hernández Mariano Daniel2; Toledo Argüello Eluiser2, Montes
Kibbeler Jonathan2, Guzmán Salinas Andrea2
1Docente del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995,Cintalapa Chiapas.
2Alumnos del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995,Cintalapa Chiapas
Resumen—El prototipo se crea para ayudar al medio ambiente, ‘NAS’ es una máquinainnovadora, donde se puede depositar botellas y así obtener un beneficio como el detener acceso a internet o un estímulo económico, tan solo depositando una botella dePET en la máquina, haciendo de esta, una generadora de empleos para cualquierpersona. Al mismo tiempo resolver problemas sociales y culturales como el de lacontaminación, creando una conciencia de reciclaje.
Palabras clave: PET, sensores, arduino, microcontrolador.
Abstract—The prototype is created to help the environment, is an innovative machine,where you can deposit bottles and get a benefit such as access to the internet or aneconomic stimulus, just placing a PET bottle in the machine, making this, a generator ofjobs for anyone. While solving social and cultural problems like pollution, creating anawareness of recycling.
Keywords: PET, Arduino, Sensors, Bottle
Introducción
“Nas” es un proyecto emprendido yrealizado por alumnos 100% chiapanecos,con asesores y maestros.
La orientación al consumidor es unaorientación administrativa que sostiene quela tarea clave de la organización consisteen determinar las necesidades, deseos yvalores de un mercado meta. (Fisher, 2014)
En un artículo publicado por Varela en elFinanciero encontramos datos de consumode PET en nuestro país y una comparativacon respecto a otros, “El caso es que sinhacer mucho ruido ECOCE ha llevado aque México sea actualmente el líder enAmérica Latina en ese tipo de reciclado alacumular más de 2 millones de toneladasde envases, sólo el año pasado hablamosque se manejaron 429 mil toneladas.
La recuperación de envases PET a la fechasignifica el 60% del consumo nacional porlo que todavía existe un camino porrecorrer, pero se trata de un nivel que seubica por encima de lo que han logradoBrasil (42%), Canadá (40%), EstadosUnidos (31%) y la Unión Europea (25%).”(Varela, 2014)
La finalidad de “Nas” es orientar a lapoblación en la cultura del reciclaje, es unsistema conformado por software yhardware que ayuda a la colección dereciclaje mediante estímulos. Un sistemaautomático, donde las personas puedanintroducir una botella PET y la máquina leotorgue un usuario y contraseña, lograndoasí acceder a internet por un tiempodefinido; el sistema está diseñado parapoder verificar que la botella sea PET sinimportar la compañía o la etiqueta,
ISSN 2007-9516 CD ROM99
diseñado para operar las 24 horas, ademásde lograr concientizar a las personas conun apoyo, generara empleos pararecicladores, ayudando a desechar las 900mil toneladas de PET que se consumen alaño, esfumar las 233 botellas que sedesechan por persona. Se pretende haceruna ayuda mutua con el ambiente y lasociedad, lo último genera empleos paralas personas que se dedican al reciclaje,empleando personas con capacidadesdiferentes, eliminando mafias y todo estomientras se ayuda al ambiente. Como ideaes reciclar las doscientas mil toneladas quese producen de PET en México.Aparte de generar empleos e ingresos conel PET; se pretende vender publicidadmediante impactos visuales al momento deingresar a internet, esto permeará en losingresos para la inversión de maquinarias,mas máquinas significa mayor cobertura,fuera de escuelas, en parques, avenidas,estaciones de autobuses o lugaresconcurridos donde el consumo de PET esmayor y evitar que se desperdicien,logrando así conciencia ambiental yreciclaje obteniendo un estímulo.
Materiales y Métodos
Diseño de Investigación: Es aquel quepermite orientar desde el punto de vistatécnico los procesos de la exploración,desde la recolección de los primeros datos,hasta el análisis de los mismos en funciónde los objetivos planteados (Ramírez,2009)
Métodología de prototipo
En el desarrollo del prototipo presento undiagrama a bloque como se muestra en lafigura 1, el cual determina los pasos pararealizar el prototipo.
Figura 1- Diagrama a bloques del diseño del prototipo
1.- Investigación preliminarEn esta etapa lo esencial es determinar elproblema y su ámbito, la importancia y losefectos potenciales que tendrán sobre laorganización, identificar una idea generalde la solución para realizar un estudio defactibilidad que determine la factibilidad deuna solución software.
2.- Definición de los requerimientos del sistemaEsta es la fase más importante de todo elciclo de vida del método de prototipos, elobjetivo en esta fase es determinar todoslos requerimientos y deseos que losusuarios tienen en relación al proyecto quese esta deseando implementar.
Aquí el desarrollador interactúa con elusuario y sus necesidades mediante laconstrucción, la demostración y laretroalimentación del prototipo.
2.1.- Análisis de los requerimientosEsta etapa es un proceso que buscaaproximar las visiones del usuario y deldesarrollador mediante sucesivasiteraciones. Para la definición de losrequerimientos tenemos cinco etapas entredos de las cuales se establece un ciclointeractivo:
Análisis grueso y especificación
En esta fase se busca desarrollar un diseñobásico para el prototipo inicial.
Diseño y construcción
Lo que se consigue en esta fase en obtenerun prototipo inicial, aquí el desarrolladordebe concentrarse en construir un sistemacon la máxima funcionalidad, poniendoénfasis en la interfaz del usuario.
Evaluación
Los objetivos de esta etapa son obtener porparte de los usuarios la especificación delos requerimientos adicionales del sistemay verificar que el prototipo desarrollado lohaya sido en concordancia con la definiciónde requerimientos del sistema.
En el saco de que los usuarios identifiquenfallas en el prototipo el desarrollador corrige
ISSN 2007-9516 CD ROM100
dichas fallas antes de continuar con lasiguiente evaluación.
Se modifica y se evalúa cuantas veces seanecesario hasta que los requerimientos delsistemas sean satisfechos.
En el proceso de evaluación se efectúancuatro pasos separados:
Preparación.
Demostración.
Uso del prototipo.
Discusión de comentarios.
Esta es la fase en donde se decide si elprototipo es aceptado o modificado:
Modificación
Se da cuando la definición derequerimientos del sistema es alterada enla etapa de evaluación. El desarrolladorentonces debe modificar el prototipo deacuerdo a los comentarios hechos por losusuarios.
Término
Una vez que se ha desarrollado unprototipo estable y completo, es necesarioponerse de acuerdo en relación a aspectosde calidad y de representación del sistema.
3.- Diseño técnicoEn esta etapa el sistema debe serrediseñado y tener la respectivadocumentación guiándose en losestándares que tiene la organización lacual servirá como ayuda en mantencionesfuturas del mismo.
En este punto existen dos etapas:
Producción de una documentación
de diseño la cual específica y
describe la estructura del software,
interfaces de usuario, funciones y
el control de flujo.
Producción de todo lo requerido
para promover cualquier
mantención futura del software.
4.- Programación y pruebaEn esta etapa es donde los cambiosidentificados en el diseño técnico sonimplementados y probados para asegurarla corrección y completitud de los mismoscon respecto a los requerimientos.
Las pruebas serán de realizarse tantasveces sea necesarias para verificarcualquier tipo de anomalía en el sistema.
5.- Operación y mantenimiento.En esta fase se realiza ya la instalación ymantención del software, la complejidad enesta caso resulta menor ya que en lasetapas anteriores los usuarios hantrabajado con el sistemas al momento dehacer las pruebas de prototipos, además lamantención también debería ser una fasemenos importante, ya que se supone que elrefinamiento del prototipo permitiría unamejor claridad en los requerimientos,mediante lo cual el mantenimientocorrectivo se reducirían.
Si existiese el caso en el cual se requierauna manutención entonces el proceso deprototipado es repetido y se definirá unnuevo conjunto de requerimientos.
Ingresar la botella para ser analizada. ElArduino traducirá los datos de los sensorespara tener control de ellos, poderloscomparar y validar si es una botella.
La resistencia ejercida por la disminuciónde luz será el indicador para validar que esuna botella de PET.
Un sensor piezoeléctrico válida el peso, sies el adecuado continua el proceso, si nocumple expulsa el objeto introducido.
Si se cumplen todos los pasos anteriores,el Arduino genera un usuario y unacontraseña, que se introducirá en el hotspotdel microtik, el cual controla el tiempo y elacceso a la red.
La máquina realiza un censado de losobjetos que se introduzcan en ella, paraidentificar de qué material está hecho, esta
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cuenta con una resistencia dependiente deluz LDR o también llamada fotocélula, esuna resistencia que varía su valor enfunción de la luz que incide sobre susuperficie. Cuanto mayor sea la intensidadde la luz que incide en la superficie del LDRmenor será su resistencia y cuanto menosluz incida mayor será su resistencia. Asípodemos saber si el objeto es una botella,con la ayuda de un sensor de pesodetermina si el objeto, o en el caso, que sisea una botella compara si cumple con lospesos establecidos de una botella vacía dePET, opcionalmente la maquina tendrá unlector de código de barras en caso de quemetan una botella de alguna marcaregistrada, así saber con mayor precisión yespecíficamente que tipo de botella es,todo este proceso de automatización yprogramación será en arduino, que es unaplataforma de hardware libre, basada enuna placa con un microcontrolador y unentorno de desarrollo, diseñado parafacilitar el uso de la electrónica enproyectos. Si el objeto es aceptado, elArduino asigna un usuario y unacontraseña a una pantalla (led o touch),para así poder conectarse a la red deinternet de NAS. La red te mandara a unhotspot, con un fondo incrustado depublicidad de alguna de las empresaspatrocinadoras o bien de la publicidad quese desee mostrar.(Fig.2)
Figura 2. Hotspot de NAS
Si la opción elegida es un cupón dedescuento la maquina imprimirá un ticketcon la promoción seleccionada y se harávalida ese mismo día.(Fig. 3)
Figura 3. Ticket de impresión de NAS
Se hicieron pruebas con diferentes botellaspara tomar peso (Fig.4), y medidas de cadauna de estas para obtener una tablarelacional.
Figura 4. Peso de una botella de refresco
El peso de una tapa de botella es de 2.1gramos, realizado con el fin de ser masexactos en nuestras medidas, existendiferentes pesos de taparroscas como semuestran en las imágenes, (Fig.5) y (Fig.6)
Figura 5.Taparrosca de una botella de refresco
Figura 6. Taparrosca de una botella de agua
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Resultados y Discusión
El proyecto tiene a bien reducir ladispersión incontrolada de botellas de PET,por medio de un contenedor, donde elestímulo a los recolectores involuntariospor el esfuerzo inconsciente, con lleva ajuntar las botellas y a ellos brindarles unservicio promocional.
A decir verdad las estadísticas muestran aMéxico como un país consumistainmoderado de productos embotellados enenvases de PET.
Se espera que el uso de NAS, permitatener control de la separación del PET,concentrándose en un solo lugar, la culturaactual es juntar PET con otro tipo deresiduos sólidos urbanos (RSU), comoorgánicos e inorgánicos. Dentro de losresultados podemos obtener la tabla derelación peso-tamaño para botellas de 1 lt y600 ml
Tabla 1. Relación tamaño y peso.
Contenido Peso(grs)
Tamaño(altura-
cm)
Tamaño
(diámetro-cm)
600 ml (contapa/etiqueta)
26.2 21.2 cm 6.1 cm
1 litro (con tapa/ etiqueta)
21.5 27.6 cm 9.4 cm
600 ml (contapa/ sinetiqueta)
26.0 21.2 cm 6.1 cm
1 litro (con tapa/ sin etiqueta)
21.2 27.6 cm 9.4 cm
600 ml (sin tapa) 24.00 21.2 cm 6.1 cm
1 litro (sin tapa) 24.1 27.6 cm 9.4 cm
Tapa agua 1.7 0.9 cm 2.1 cm
Tapa refresco 2.1 1 cm 2.1 cm
Etiqueta (agua) 0.3 - -
Etiqueta(refresco)
0.2 - -
El poner en uso el proyecto en lugarespúblicos permitirá reducir en un 25%botellas que se encuentran en el piso, víaspúblicas o jardineras, esto basado enencuestas de opiniones a personas.
Esta reducción con lleva a prevenir quealcantarillas sean tapadas por botellas dePET, lo que evitaria en buena medidasinundaciones, o calles llenas de aguas.
Referencias
1. KENDALL, K. y. (2005). Análisis y diseño desistemas. México: PEARSON EDUCACIÓN.
2. Varela, R. (2014). El Financiero. Retrieved 2015
from elfinanciero:
http://www.elfinanciero.com.mx/opinion/mexic
o-lider-en-reciclaje-de-pet.html
3. Ramírez, Tulio (2009). Como hacer unproyecto de investigación: Humanidades yEducación. (3ra. Ed.). Caracas: Panapo.
4. Fischer Laura y Espejo Jorge. (2014).Mercadotecnia. mm: McGraw Hill.
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“ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE LOSNAVEGADORES MOZILLA FIREFOX Y GOOGLE
CHROME”Aguilar Vázquez, Roberto Antonio1; Pérez Pérez, Gabriel1; Aguilar Ramírez, Josué David1;
Hernández Pérez, Melquisedec1.1Instituto tecnológico de Comitán, av. instituto tecnológico km. 3.5 no. s/n int. no. s/n Yocnajab
el rosario, Comitán de Domínguez, Chiapas México
Resumen - En el presente trabajo se maneja información de dos navegadores conocidos queson Mozilla Firefox y Google Chrome lo cual se pretende conocer cuál de los navegadoresantes mencionados es más eficaz y confiable para utilizar en nuestra vida. Por lo cual serealizó una investigación amplia de cada una de las características que contiene cadanavegador como podemos mencionar: tiempo en abrir el navegador, tiempo en cargar unapágina estática como una página con contenido multimedia, velocidad en descargar un video,tiempo en subir un video. En la interfaz se toma en cuenta que tan amigable es el navegadorcon el usuario ya sea en sus pestañas superiores, botones etc. La investigación tambiénabarca cuantas pestañas se pueden abrir o manejar pero uno de los factores más importanteses la seguridad y ¿Por qué la seguridad? Tomando en cuenta que cada uno de los usuariosque maneja un navegador web prefiere usar una que cuanta con una buena seguridad ya quese maneja información personal entonces ¿cuál de los dos navegadores antes mencionadosnos brinda la mejor seguridad?, en esta investigación se maneja varios aspectos en las que sepuede mencionar la identificación, sus políticas de seguridad, opciones personalizadas, susactualizaciones, que antivirus contiene y otras opciones de privacidad. Dando mención que lainvestigación es un factor importante pero la opinión de los usuarios comprueba dichainformación que se presenta. Con esta intención se realizó treinta encuestas a la comunidadestudiantil del instituto tecnológico de Comitán de Domínguez Chiapas y en esta investigaciónse le presentara los resultados de dichas encuestas además de la conclusión que manifiestacual es el mejor navegador para utilizar.
Abstract - In the present work manages information of two browsers known that are MozillaFirefox y google Chrome the which is aims to learn which of the browsers sooner mentioned ismore efficient and reliable for use in our life. Whereby is conducted an investigation wide ofeach of the characteristics which contains each browser as we can mention: time opening thebrowser, time loading a static page as a page with multimedia content, velocity in download avideo weather in upload a video. In the interface is taken in mind that the browser is so friendlyuser either in their upper lashes, buttons other. The investigation also covers how manyeyelashes can be opened or but one of the driving factors more important is security and Whythe security? Taking into consideration that each of the users who runs a web browser Webprefer to use one that has a good security since it is handle personal information then Which ofthe above two browsers gives us the best security?, in this investigation is handled severalaspects in which they can mention the identification, their security policies, personalizedoptions, their updates, what contains antivirus and other privacy options. Giving mentioned thatthe investigation it is an important factor but the opinion of the users check such informationwhat is presented. With this intention It was performed thirty surveys the student community ofInstituto Tecnológico de Comitán of Domínguez Chiapas and in this investigation It is presentedthe results of such surveys besides of the conclusion what manifested which is the best browserto utilize.
Keywords: browser, characteristics, interface, security and speed.
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Introducción
Planteamiento del problema: en este temalo que se desea saber es cuál de losnavegadores es más eficaz y confiablepara utilizar y para ello se necesita haceruna investigación amplia para obtener elmejor resultado y así poder conocer lascaracterísticas de cada uno de losnavegadores porque también se desconocelas características de cada uno las cualesnecesitamos conocerlas para poder sabercuál es el mejor entre los navegadores quees Mozilla Firefox y Google Chrome y asípoder saber de manera clara y precisa cualnos conviene más utilizar.
¿Cuál es el mejor navegador desde suscaracterísticas y cual prefieren usar lacomunidad estudiantil?
Objetivo: Determinar cuál es el mejornavegador entre Mozilla Firefox y GoogleChrome comparando y analizando desdesus características y gustos en el institutotecnológico de Comitán, para así poderutilizarlo y promocionar el uso, medianteuna investigación documental ycomparación entre ambos analizando suscaracterísticas además de la aplicación deuna encuesta a la sociedad estudiantil, todoesto a partir del 2015.
Justificación: Con base a la problemáticaplanteada se pretende determinar cuál esel mejor navegador entre Mozilla Firefox yGoogle Chrome comparando y analizandodesde las características y gustos en elinstituto tecnológico de Comitán, teniendocomo beneficio poder utilizarlo ypromocionar el uso, beneficiando a lasociedad tecnológica todo esto mediante elproyecto “análisis comparativo de losnavegadores Mozilla Firefox y GoogleChrome”.
Hipótesis: se cree que como resultado de lainvestigación arroje que la comunidadtecnológica con mayor frecuencia utilizaGoogle Chrome, porque es el más veloz, yporque es más fácil para instalar, ademásde que sus características superan aMozilla Firefox por lo tanto el mejor es
Google Chrome y es mejor en cuantodescargas.
Materiales y métodos
La metodología utilizada en el presentetrabajo abarca la investigación documentalsobre las características de losnavegadores y el análisis comparativo delos mismos.
Además se utilizó la investigación decampo que abarcó encuestas en las cualesse cuestionó sobre las preferencias y usode los navegadores, así como la evaluaciónde los mismos desde sus características enla opinión de la comunidad estudiantil delInstituto Tecnológico de Comitán. Losresultados obtenidos son presentados másadelante en los apartados decaracterización de la población y resultadose interpretación.
MARCO TEÓRICO
“ANÁLISIS COMPARATIVO DESDE SUSCARACTERÍSTICAS ENTRE LOSNAVEGADORES MOZILLA FIREFOX VSGOOGLE CHROME.”
¿Qué es un navegador?
Un navegador es un software utilizado paraacceder a internet. Un navegador tepermite visitar páginas web y haceractividades en ella, como iniciar sesión, vercontenido multimedia, enlazar de un sitio aotro, visitar una página desde otra,imprimir, y enviar y recibir correo, entremuchas otras actividades.(Navegador,2015).
El navegador web es el vehículo y principalherramienta de cualquiera que se adentreen el mundo virtual de internet. En todomomento siempre que utilizamos internetNecesitamos un navegador que cumplacon todas nuestras necesidades y siemprenos complazca. Por eso es que en estaocasión hemos seleccionado entre dosnavegadores que han demostrado ser muyútiles y amplios en cuanto a la cobertura denuestras necesidades. Mozilla Firefox y
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Google Chrome, dos navegadores muyútiles en cualquier computadora y es porello que para dejar en claro cuál de estosnos será más útil y benéfico es necesarioremarcar las características einvestigaciones de estos dos navegadores.
Lo que buscamos en un navegador web eslógicamente la velocidad, la ligereza en quenos movamos, la seguridad que nos brindey los límites de los lugares a los cualespodamos ir. Siempre depende delnavegador que decidamos usar. Paradecidir esto es lo más adecuado entoncesinformarnos de que navegador estádisponible, cuáles son sus características yque funciones ofrece.
La última versión del navegador de Mozilla,Firefox 22, parece haber logrado por fin loque desde hace años perseguía: ofrecer unmejor rendimiento que Chrome. Así loasegura la comparativa realizada en Tom’sHardware en Windows en su última parte,en la que se analiza a fondo lasposibilidades de ambos así como las deIE10 y Opera 12. Si bien Google habíadestacado por su rendimiento en losúltimos tiempos, su versión 27 ha quedadopor detrás de la citada con el panda rojocomo mascota oficial que en españolsignifica zorro rojo. (Gómez, 2013).
CARACTERÍSTICAS DE LOSNAVEGADORES MOZILLA FIREFOX Y
GOOGLECHROME
Velocidad (Mozilla Firefox, 1998-2015):
Velocidad de carga una página esde 99ms.
Tiene cambios en la velocidad de carga delas páginas gracias al protocolo SPDY, quese presenta activado por defecto. Además,
se evita la recarga de las pestañasrestauradas en segundo plano paraacelerar el arranque del navegador.
Mozilla Firefox se puede descargargratuitamente para Windows, Mac OS yLinux.
Mozilla Firefox trabajará de formaexcelente en computadoras sin hardwaremuy potente, el programa está diseñadopara realizar un bajo consumo de recursos.Firefox se ejecuta en cuestión desegundos, y la aparición de las páginas esmuy rápida.
Tiempo que tarda en cargar elnavegador es de 2 segundos.
Velocidad en subir un video enYouTube es de 48 s en un tamaño de videode 1.2MB.
Tiempo de cargar una página decontenido multimedia es de 17.3s.
Interfaz del navegador (Mozilla Firefox,1998-2015):
Pestañas en la parte superior: Laspestañas están en la parte superior de laBarra alucinante para que resulte más fácilcentrar en el contenido de los sitios sevisita.
Botón Firefox (Windows y Linux):Todos los elementos del menú seencuentran ahora en un único botón parafacilitar el acceso.
Botón de marcadores: Administra losmarcadores con un solo botón. Encuentralos enlaces favoritos sin volverte
Figura 1. Marcadores Firefox
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Figura 2.Pestañas del navegador Firefox
Figura 3. Menú de Mozilla Firefox
Botón Recargar/Parar simplificado:La Barra alucinante incluye ahora un solobotón para detener la carga de páginas orecargarlas.
Figura 4. Botón recargar/parar
Botón Inicio: El botón Inicio se hatrasladado a la derecha del campo debúsqueda.
Figura 5. Botón Inicio de Firefox
Seguridad (Mozilla Firefox, 1998-2015):
Identificación del sitio web de formainstantánea: Comprueba sitiossospechosos, evita falsificación de sitiosweb y hace sentirse seguro de que un sitioes el que realmente dice que es.
Política de seguridad del contenido:La política de seguridad del contenido enFirefox está diseñada para detener losataques de scripts entre sitios al aportar unmecanismo para que los sitios le diganexplícitamente al navegador qué contenidoes legítimo. El navegador puede evitarcualquier contenido que no haya sidoaceptado por el sitio, manteniéndoteprotegido durante todo el proceso.
Opciones de seguridadpersonalizadas: Controla el nivel de análisisque Firefox dará a un sitio. Puedes agregarexcepciones de sitios que no necesiten untercer nivel. Personaliza las opciones paracontraseñas, cookies, carga de imágenes einstalación de complementos parapotenciar tu experiencia web.
Controles parentales: Haz que loscontroles parentales que has introducido enWindows Vista paren descargas nodeseadas y mucho más.
Actualizaciones seguras: Firefoxbusca una conexión segura antes deinstalar o actualizar complementos,software de terceros y Personas.
Integración con antivirus: Firefox seintegra de un modo elegante con tuprograma antivirus. Cuando descargas unarchivo, tu antivirus lo analizaautomáticamente para protegerte contravirus y otro software malintencionado quepodrían atacar tu equipo.
Protección frente a softwaremalintencionado: Firefox te protege devirus, gusanos, troyanos y spyware. Si deforma accidental entras en una webatacante, se te notificará que el sitio essospechoso y por qué no es seguro.
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Navegación privada: A veces estábien moverse sin ser visto. Cuando estaopción está activada, no vas a dejar ningúnrastro de tu navegación para que losdemás lo descubran. Puedes cambiar aeste modo de navegación de forma rápiday fácil, por lo que es muy sencillo volver adonde estabas como si nada hubierapasado (incluso navegar siempre de formaprivada).
Google Chrome
Figura 6.Icono Google Chrome
Velocidad (Google Chrome, 2015)
Velocidad del sistema, con untiempo de arranque de 8 segundos y untiempo de apagado bastante corto, ademásde la rapidez con que abre sus aplicacionesweb.
Para ejecutar aplicaciones web:está equipado con V8, un motor deJavaScript más poderoso que construimospara ejecutar aplicaciones web complejas auna velocidad increíble.
Para buscar y navegar: Se puedeintroducir tanto términos de búsquedacomo direcciones web en la barra dedirecciones y búsqueda combinada deChrome, conocida como el cuadromultifunción. El cuadro multifunciónproporciona sugerencias para lasbúsquedas y las direcciones web mientrasse escribe, así como una función deautocompletar para ayudar a encontrar loque uno busca con solo presionandoalgunas teclas.
Figura 7. Buscar y Navegar en Google Chrome
Para cargar páginas web: Chromefunciona con la tecnología del motor derepresentación de código abierto de WebKit y carga páginas web en un abrir y cerrarde ojos.
Velocidad de descargas: lavelocidad de descarga con del navegadorGoogle Chrome siempre es inferior a1MB/s.
Tiempo en cargar el navegador: 1segundo.
Tiempo en subir un video aYouTube es de un aproximado de 32s enun tamaño de video de 1.2MB.
Tiempo de cargar una página decontenido multimedia es de 15.4s.
Para cargar páginas web: Chromefunciona con la tecnología del motor derepresentación de código abierto de WebKit y carga páginas web en un abrir.
Interfaz del navegador: (Google Chrome,2015)
Pestañas: Puedes visitar variaspáginas web, desde una sola ventana quetenga varias pestañas abiertas. Debeshacer clic en las pestañas, para ver laspáginas correspondientes y si quieres abrirotra página en una nueva pestaña, haz clicen el botón Nueva pestaña, a la derecha delas páginas que tengas abiertas.
Figura 8. Pestañas de Google Chrome
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La Barra de direcciones multiuso esa la vez una barra de direcciones que sepuede utilizar para desplazarse a diferentessitios web. Esta también se convierte enuna barra de búsqueda, con la cual realizaruna búsqueda en Google.
Figura 9. Barra de direcciones multiuso.
Botones de navegación: Tepermiten avanzar y retroceder entre lossitios que has visitado, dentro de la mismapestaña. Puedes incluso, ver el historial denavegación, manteniendo presionado elbotón izquierdo del mouse sobre losbotones de navegación.
Figura 10. Botones de navegación.
Botón Favorito: También puedesorganizar tus páginas favoritas en carpetasdiferentes.
Seguridad (Google Chrome, 2015)
Chrome le mostrará un mensaje de
advertencia antes de que visite un sitio que
se sospecha que está contaminado con
software malicioso o de suplantación de
identidad.
Figura 11. Advertencia de web malicioso.
Con la tecnología de navegaciónsegura habilitada en Chrome, si el usuarioencuentra un sitio web que se sospechaque contiene software malicioso o desuplantación de identidad cuando naveganpor la Web, lanza una ventana deadvertencia.
San box: ayuda a prevenir lainstalación de software malicioso en lacomputadora del usuario y evita que lo quepasa en una pestaña del navegador afectea lo que pasa en otra. san box agrega unacapa adicional de protección al evitar quepáginas web maliciosas instalen programasen tu computadora, controlen tusactividades web o roben informaciónprivada del disco rígido.
Actualizaciones automáticas: alusuario le puede garantizar que tiene lasúltimas actualizaciones de seguridad,Chrome busca actualizacionesperiódicamente para que siempre esténactualizados. La verificación deactualizaciones garantiza que su versión deChrome esté actualizada automáticamentecon las últimas características de seguridadsin que se requiera alguna acción de suparte.
TABLAS DE COMPARACION
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Tablas de comparación
Tabla 1. Comparación de Velocidad entrenavegadores
INTERFAZ
GRAFICA
Botó
n In
icio
Barra
de
dire
ccio
nes
mul
tiuso
Boto
nes
dena
vega
ción
Botó
nFa
vorit
o
FirefoxMozilla
GoogleChrome
Tabla 2. Comparación de interfaz de ambosnavegadores
Figura 2.1.Continuacion de comparación deinterfaz grafica
Seguridad
El sitioweb
Endescarga
Actualizaciones
FirefoxMozilla
Identificación delsitio webComprueba sitiossospechosos.
Cuandodescargasun archivo,el antiviruslo analizaautomáticamente paraprotegertecontra virus.
Busca unaconexiónsegura antesde instalar oactualizarcomplementos.
Chrome
Si seencuentra un sitiowebsospechoso desoftwaremaliciosolanza unaventanadeadvertencia.
GoogleChromedispone demedidas deseguridadque teprotegendurante lasdescargas.
Chrome buscaactualizacionesperiódicamente para quesiempreestésactualizado.
Tabla 3. Comparación de seguridad de ambos
navegadores.
Tabla 3.1. Continuación comparación de seguridadde ambos navegadores.
Velocidad En carga
Depagina
descargar Subir
videos
Firefox Mozilla 17.3s. 5.7kb/s. 48s
GoogleChrome
15.4s 1MB/s. 15.4s.
INTERFAZGRAFICA Bo
tón
dem
arca
dore
s
Botó
nR
ecar
gar
/Par
arsi
mpl
ifica
do
Pest
añas
FirefoxMozilla
GoogleChrome
Seguridad softwaremalintencionado
Antivirusintegrado
FirefoxMozilla
Protege de virus,gusanos, troyanos yspyware. Si de formaaccidental entras enuna web atacante.
Firefox seintegra deun modoelegantecon tuprogramaantivirus
GoogleChrome
Avisa a través de latecnología deNavegación segura deGoogle si el sitio alque estás intentandoacceder essospechoso desoftware malicioso.
CAMP sólofuncionaríaen elnavegadorweb
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Resultados e interpretación
Se entrevistado a 60 estudiantes delInstituto tecnológico de Comitán.
Caracterización de la población
El 95% de los entrevistados son dela carrera de ingeniería en sistemascomputacionales (ISC).
El 5% de los entrevistados son dela carrera de Tecnología de la informacióny comunicación (TIC´S).
El 85% de los entrevistados son delprimer semestre.
El 10% de los entrevistados sondel séptimo semestre.
El 5% de los entrevistados son delquinto semestre.
Las descripciones anteriores se presentana continuación con sus respectivasgráficas.
El 95% de los entrevistados son dela carrera de ingeniería en sistemascomputacionales (ISC).
El 5% de los entrevistados son dela carrera de Tecnología de la informacióny comunicación (TIC´S).
Grafica 1. Carrera de los entrevistados.
El 85% de los entrevistados son del
primer semestre.
El 10% de los entrevistados son del
séptimo semestre
El 5% de los entrevistados son del
quinto semestre.
Grafica 2.Semestres de los encuestados.
El 75% de los entrevistados sonhombres.
El 25% de los entrevistados sonmujeres.
Grafica 3. Porcentajes de hombres y mujeresentrevistados.
El 75% de los entrevistados
prefieren al navegador Google Chrome.
El 25% de los entrevistados
prefieren al navegador Mozilla Firefox.
Grafica según las carreras delos encuestados
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Grafica 4.Preferencia de los navegadores
A los entrevistados consideran que el
navegador Google Chrome está entre
muy bueno y excelente con un 4.2
como media.
A los entrevistados consideran queel navegador Mozilla Firefox esta entrebueno y muy bueno con un 3.65 comomedia
Grafica 5.Evaluación de los navegadores.
El 75% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador GoogleChrome para búsqueda de información,con una media de 2.9 que esta entre elmargen de ocasionalmente yfrecuentemente.
El 25% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador MozillaFirefox para búsqueda de información, conuna media de 2.6 que esta entre el margende ocasionalmente y frecuentemente.
El 75% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador GoogleChrome para descargar música y videos,con una media de 2.5 que esta entre elmargen de ocasionalmente yfrecuentemente.
El 25% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador MozillaFirefox para descargar música y videos,con una media de 1.8 que esta entre elmargen de nunca y ocasionalmente.
El 75% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador GoogleChrome para subir información, con unamedia de 2.4 que esta entre el margen deocasionalmente y frecuentemente.
El 25% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador MozillaFirefox para subir información, con unamedia de 2 que es ocasionalmente.
El 75% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador GoogleChrome para usar redes sociales, con unamedia de 2.8 que esta entre el margen deocasionalmente y frecuentemente.
El 25% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador MozillaFirefox para usar redes sociales, con unamedia de 2.6 que esta entre el margen deocasionalmente y frecuentemente.
El 75% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador GoogleChrome para Accedes a páginas, con unamedia de 2.8 que esta entre el margen deocasionalmente y frecuentemente.
El 25% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador MozillaFirefox para Accedes a páginas, con unamedia de 2.6 que esta entre el margen deocasionalmente y frecuentemente.
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Grafica 6.Uso de los navegadores.
El 25% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador MozillaFirefox por su velocidad, con una media de4.2, que está entre el margen de muybueno y excelente.
El 25% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador MozillaFirefox por facilidad de descarga, con unamedia de 3.6, que está entre el margen debueno y muy bueno.
El 25% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador MozillaFirefox por su seguridad, con una media de4.2 que está entre el margen de muy buenoy excelente.
El 25% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador MozillaFirefox por su interfaz gráfica, con unamedia de 3.8, que está entre el margen debueno y muy bueno.
Grafica 7.Caracteristicas del navegador mozilla.
El 75% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador GoogleChrome por su seguridad, con una mediade 3.6, que está entre el margen de muybueno y excelente.
El 75% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador GoogleChrome por su interfaz gráfica, con unamedia de 3.7.
El 75% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador GoogleChrome por su velocidad, con una mediade 4, que está entre el margen de muybueno y excelente.
El 75% de los entrevistadosprefieren utilizar al navegador GoogleChrome por facilidad de descarga, con unamedia de 3.7, que está entre el margen debueno y muy bueno.
Conclusiones
Tras la finalización del proyecto, se puedeafirmar que se cumplió el objetivo, sabercuál de los dos navegadores es másconveniente para usar. (Mozilla Firefox yGoogle Chrome). De acuerdo a losresultados obtenidos se concluye que elmejor navegador web es Google Chrome.Según las características, como: velocidad,diseño, seguridad y de acuerdo a lasencuestas elaboradas en el Institutotecnológico de Comitán, se puede afirmarque el mejor navegador entre estos dos esGoogle Chrome ya que supera a Mozilla enmuchas de las características másimportantes y por lo tanto es preferible paratodos hacer uso de este, tanto desde elanálisis comparativo realizado como desdela opinión de la comunidad estudiantil.
ISSN 2007-9516 CD ROM113
Referencias
1.-Google Chrome, (12 de noviembre de 2013 últimamodificación) página oficial de Google Chrome [Enlínea] Disponible en: http://www.google.com/intl/es-419/chrome/. [2013,21 de noviembre].
2.-Mozilla Firefox (1998-2013) página oficial de MozillaFirefox [En línea] Disponible en:https://www.mozilla.org/es-ES/firefox/features/#highperformance [2013,21 denoviembre]
3.-GoogleChrome. (8 de octubre de 2015 ultimamodificacion) pagina oficial de google Chrome [enlinea] Disponible enhttps://www.google.com.mx/chrome/browser/features.html. [2015, 12 de octubre]
4.-MozillaFirefox(1998-2015)pagina oficial de MozillaFirefox [en linea] Disponible en:https://www.mozilla.org/es-ES/firefox/desktop/customize/ [2015, 12 de octubre]
ISSN 2007-9516 CD ROM114
AGENTES CAUSANTES DE LA COLORACIÓN ROSA ENLA CARNE DE POLLO COCIDA
Moreno Jiménez, Mayra1; Vázquez Villegas, Paola Taydé1; López Muñoz, Esther1; ZacaríasToledo Rudy1; Juárez Bonifaz, Luis2
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa deFigueroa, Chiapas.
2Buenaventura Grupo Pecuario S.A de C.V. Planta Procesadora de Aves, Carretera Villaflores-Ocozocoautla S/N, Villaflores Chiapas.
Resumen— El color es el factor que más afecta el aspecto de la carne y los productoscárnicos durante su almacenamiento y el que más influye en la preferencia del cliente.En esta investigación se estudió el efecto de varias variables del proceso de obtenciónde carne de pollo sobre la coloración rosa de la carne cocida. Entre los factoresestudiados tenemos temperatura de cocción; pH antes, durante y después de la cocción;traslado de los pollos a la planta procesadora; tipo de sacrificio (con aturdimiento o sinaturdimiento) y cuantificación de nitritos provenientes de las sales usadas en elcocimiento de la carne. El transporte de las aves al establecimiento de proceso, conllevaa estrés, particularmente térmico debido a la disposición de las jaulas, la falta deventilación y la duración del viaje en función de las distancias recorridas. El aturdimientoeléctrico mal inducido, tiene también repercusiones negativas en la calidad de la carne.Por tanto, el factor de aturdido y posición de pollos durante su transporte no repercutendirectamente en la coloración rosa de la carne de pollo ya que se esperaba resultadosnegativos de esta coloración. Sin embargo el factor que tiene un efecto estadísticosignificativo (P<0.05) es la presencia de nitritos causantes de la coloración rosa en carnede pollo cocida.
Palabras clave: nitritos, carne cocida, sacrificio, color rosa.
Abstract— The color is the most important single factor affects the appearance of themeat and meat products during storage and the most important influence on thepreference of the client. In this research will study the effect of several variables of theprocess of obtaining meat of chicken on the pink color of the cooked meat. Among thefactors studied we have cooking temperature; pH before, during and after cooking;transfer of the chickens to the processing plant; type of sacrifice (with lightheadednessor without stunning) and quantification of nitrites from the salts used in the cooking ofthe meat. The transport of birds to the establishment of process, leads to stress,particularly thermal due to the layout of the cages, the lack of ventilation and theduration of the trip depending on the distances travelled. Electric stunners evil induced,also has negative impacts on the quality of the meat. Therefore, the factor of dazed andposition of chicks during its transport does not impact directly on the pink color of thechicken meat as it was expected negative results of this coloring. However the factor thathas an effect statistically significant (P<0.05) is the presence of nitrites causing the pinkcoloring in cooked chicken meat.
Keywords: nitrites, cooked meat, sacrifice, pink color.
ISSN 2007-9516 CD ROM115
Introducción.
La carne cruda de aves puede variar deblanco-azulado a amarillo. Todos estoscolores son normales y están directamenterelacionados a la especie, al ejercicio, edado dieta. Las aves más jóvenes tienenmenos grasa debajo de la piel, lo cualpuede resultar en un azul, y una pielamarilla puede ser el resultado de losnutrimentos en la alimentación (Pérez etal., 2013). La carne de aves cocidaadecuadamente puede variar en color,desde blanco hasta rosa bronceado (NOM-251-SSA1-2009), dependiendo deltratamiento que se le dé previo a lacocción.
Desde hace varios años la empresaBUENAVENTURA GRUPO PECUARIOS.A DE C.V PLANTA PROCESADORA DEAVES ha tenido reclamos por parte de losconsumidores acerca de una coloraciónrosa de la carne de pollo durante su uso enla cocina, por lo que aseguran que estas noson inocuas o que están crudas y no aptaspara poder consumirse. La empresa se hadado a la tarea de identificar los factoresque causan estos problemas, cabedestacar que este problema se ve marcadomás en la temporada de calor. Conanterioridad se han estudiado algunosfactores posibles que causen estacoloración, tales como, tipo de reja, tiempode espera para el sacrificio, voltajes delaturdimiento, tipo de sacrificio y efecto delaturdimiento de las aves previo a unsumergimiento en agua, y como resultadodel estudio de estos factores fue negativa,los rangos de coloración estuvieron dentrode los estándares de calidad.
Por tanto el objetivo principal de estetrabajo es encontrar el o los factores queinterfieren en la coloración rosa de la carnede pollo que se encuentra con másfrecuencia en la temporada de calor, comoson temperatura de cocción; pH antes,durante y después de la cocción; trasladode los pollos de la granja a la plantaprocesadora; tipos de sacrificio ycuantificación de nitritos.
Materiales y Métodos
Se monitorearon factores internos yexternos en el proceso de transporte,sacrificio, almacenamiento y cocción delproceso sobre la coloración rosa de lacarne cocida de pollo. La vida útil de lospollos crudos es de 21 días en condicionesde almacenamiento óptimas (-2 a -20°C)
Factores internos
Temperatura de cocción con base a lanorma NOM-251-SSA1-2009, a las 72horas después de su almacenamiento enfresco.
pH en carne cruda durante 21 días dealmacenamiento en frío y pH de carnecocida para identificar los altibajos enacidez de la carne, en pierna, muslo ypechuga.
Factores externos
Traslado de pollos en camiones con rejasintermedias y rejas externas de la granja ala planta procesadora, monitoreando pHdurante 7 días, después del proceso ydespués de la cocción para observar lacoloración rosa.
Pollos con aturdimiento y sin aturdimiento,se colectaron por 5 días, se midió pH y seobservó si existe o no coloración rosa en lacarne cocida.
Adición de sales al agua de cocimiento.Cuantificación de nitritos con base a lanorma NOM-213-SSA1-2002, en pollosPremium (mayor edad) y en pollos Blanco(menor edad)
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Resultados y Discusión
Los resultados de los factores internos yexternos se muestran en las siguientesfiguras:
Figura 1. Medición de pH. Pierna MusloPechuga . Coloración rosa
En la figura 1 se puede ver que no hayrelación alguna entre coloración rosa-pH,ya que en los primeros días hay pHelevado y no hay presencia de coloraciónrosa y en el día 5 hay coloración rosa perono hay un descenso de pH como lo hay enel día 7. A partir del día 13 hay presenciade coloración rosa pero más intensa encomparación con las dos coloraciones deldía 5 y 7, el pH es parecido al de losprimeros días en donde no hay presenciade color rosa en la carne.
El estrés causado por el traslado de lospollos de la granja a la planta procesadorano es un factor que afecte en la coloraciónrosa de la carne cocida de pollo debido aque en rejas exteriores el 74% no tuvocoloración y el 26% si tuvo coloración alsometerse al proceso de cocción; en lasrejas intermedias el 57% no tuvo coloracióny el 43% si tuvo coloración, es decir, enambos sitios se tuvo coloración sin importarel lugar o el estrés.
El transporte de las aves al establecimientode procesamiento, con lleva a estrés,particularmente térmico debido a ladisposición de las jaulas, la falta deventilación y la duración del viaje enfunción de las distancias recorridas. Se hasugerido mantener a las aves en áreasoscuras y tranquilas durante 4 horasdespués del transporte, es una práctica queayuda a contrarrestar los efectos del estrés
antemortem y mejora la calidad de la carne.El aturdimiento eléctrico mal inducido, tienetambién repercusiones negativas en lacalidad de la carne (Castañeda et al. 2013,Restrepo 2001). Por lo tanto la variable deaturdido y posición de pollos durante sutransporte no repercuten directamente en lacoloración rosa de la carne de pollo ya quese esperaba resultados negativos de estacoloración.
El proceso de aturdimiento para sacrificar alos pollos tampoco es causante de lacoloración rosa en la carne de pollo cocidadebido a que el 76% de los pollosaturdidos, dio coloración rosa y el 24% nodio coloración rosa. Los pollos sinaturdimiento dieron positivo en coloraciónen un 72% y negativo en un 28%. Elaturdimiento eléctrico mal inducido, tienetambién repercusiones negativas en lacalidad de la carne (Castañeda 2013,Restrepo et al., 2001). Por tanto la variablede aturdimiento y posición de pollosdurante su transporte no repercutendirectamente en la coloración rosa de lacarne de pollo ya que se esperabaresultados negativos de esta coloración.
Para la determinación de nitritos se utilizóuna curva estándar elaborada a partir de lanorma NOM-213-SSA1-2002, teniendo unacorrelación del 98.84%
Figura 2. Contenido de nitritos (mg/kg) en pechuga depollo Premium y pollo Blanco.
En la figura 2, se puede observar que haypresencia de nitritos desde pollo 1 (día 0)pero en concentraciones mínimas 0.33mg/kg en Premium y 2,16 mg/kg en polloblanco, con forme transcurren los días van
5.56
6.57
7.5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021
pH
DIAS
pH Y COLORACION ROSA
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25
NIT
RIT
OS
(mg/
kg)
DIAS
POLLOS CON SAL
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aumentando estas concentraciones, sinembargo se encuentra más concentraciónde nitritos en los pollos blanco. Conrespecto a la coloración rosa en los pollosPremium con sal a partir del día 12-21hubo presencia de coloración rosa, enpollos blanco los días 4, 6-21.
La formación del color de la carne curada oadicionada con sales, no depende deloxígeno, puesto que el color se forma porla acción del óxido nítrico. La disociacióndel pigmento nitroso no se incrementa abajas tensiones de oxígeno y la velocidadde oxidación del pigmento se incrementaprogresivamente con el incremento deoxígeno. Así la retención prolongada delcolor de la carne curada depende de laausencia de oxigeno (Pérez, 2000).
Por tanto para que pueda haber coloraciónrosa debe haber presencia de nitritos onitratos, el cual junto con la presencia ocontacto con una alta oxigenación en elambiente esté provocando la coloraciónrosa de los pollos estudiados con formepasan los días debido al tiempo deexposición.
El nitrito de sodio es altamente reactivo enmedios ácidos en presencia de sustanciasreductoras (Pérez, 2000).
Por lo tanto, en esta investigación losfactores como temperatura de cocción; pHantes, durante y después de la cocción;traslado de los pollos de la granja a laplanta procesadora y tipos de sacrificio noinfluyen significativamente en la coloraciónrosa de la carne de pollo cocida, debido aque es muy variable los pollos que seencuentran con la carne rosa y no sonconstantes. Por otro lado, la cuantificaciónde nitritos en pollos Premium y Blanco diomás uniformidad en los resultados decoloración de la carne, sin embargo hacefalta estudiar la presencia de nitratos paraasegurar de una manera más eficiente quela adición y cuantificación de sales nitritos ynitratos.
Referencias
1. Castañeda Serrano María del Pilar 2013.Embarque de aves programas de ayudo ycaptura. Libro técnico No. 7. Pp 25 y 27.
2. Pérez Dube Dany y Andúja Robles Gustavo,2000. Cambios de coloración de losproductos cárnicos. Instituto deinvestigaciones para la industria alimentaria.Revista cubana. Pp. 114-121
3. Pérez Chabela María y Ponce AlquiciraEdith. 2013. Tecnología de carnes.Universidad Autónoma Metropolitana. Pp.21-26.
4. Restrepo Molina Diego A., Arango MejíaClaudia M., Amézquita CampuzanoAlejandro, Restrepo Digiammarco Renato A.2001. Industria de carnes. Universidadnacional de Colombia en la ciudad deMedellín. Pp. 16-43.
5. NORMA Oficial Mexicana NOM-251-SSA1-2009, Prácticas de higiene para el procesode alimentos, bebidas o suplementosalimenticios.
6. NORMA Oficial Mexicana NOM-213-SSA1-2002, Productos y servicios. Productoscárnicos procesados. Especificacionessanitarias. Métodos de prueba.
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ADEREZO A BASE DE CACAHUATE (Arachishypogaea)
López Demeza, Bernabé1; González Avendaño, Jesús Antonio1; Santos Salazar, César Alexis1;López Torres Argelia1; Vázquez Villegas, Paola Taydé1; Zacarías Toledo, Rudy1; López Muñoz
Esther1; Figueroa Chacón, César Antonio2.1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa
Chiapas.2Asesor Externo Independiente.
Resumen—Se produjo aderezo a partir del aceite de cacahuate y cacahuate triturado, elcual es un producto natural, cuyas características lo hacen apto y agradable alconsumo, que contiene una menor proporción de calorías, y entre sus aportesnutricionales destaca que es buena fuente en hidratos de carbono 5.37%, proteínas16.9%, grasas insaturadas 21.5%, y vitamina E con un 55 %, que resultan saludables parael organismo y para el desarrollo. El objetivo principal de esta investigación fueaprovechar la semilla de cacahuate, extrayendo su aceite y mezclarlo con la semilla paradesarrollar un aderezo con chile con un sabor característico a cacahuate, libre derancidez y otros sabores extraños; con color entre rojizo y naranja; con un aspecto demasa homogénea cremosa, untuosa, muy viscoso, espeso y cremoso, pero sobre todolibre de conservadores.
Palabras clave: cacahuate, chile, aderezo, aceite.
Abstract— Dressing is produced from the oil of peanut butter and peanut grinding, whichis a natural product, with characteristics that make it suitable and pleasant to theconsumption, which contains a lower proportion of calories, and between theirnutritional stresses that it is a good source of carbohydrate 5.37 %, protein 16.9 %,unsaturated fats 21.5 %, and vitamin E with a 55 %, which is healthy for the body, anddevelopment. The main objective of this research was take advantage of the seed ofpeanut butter, pulling out his oil and mix with the seed to develop a dressing with Chilewith a distinctive flavor to peanut butter, free of rancidity and other extraneous flavors;with color between red and orange; with an aspect of homogenous mass creamy,creamy, very viscous, thick and creamy, but especially free of conservatives..
Keywords: peanut, chili pepper, dressing, butter.
Introducción
Los frutos del cacahuate están envueltosen una cáscara o vaina coriácea quegeneralmente tiene dos semillas cubiertasde una película delgada, poseen un sabormuy agradable y tienen un alto valornutritivo (Financiera rural, 2011).
El cacahuate tiene una fuente de proteínavegetal: 30 gramos de cacahuatescontienen alrededor de 7 gramos deproteína, casi la misma cantidad que
contiene un huevo o la misma cantidad decarne. Contiene arginina que es unaminoácido al que se le conoce como elprecursor del óxido nítrico, el cual es unpotente vasodilatador que ayuda a relajarlas paredes de las arterias e inhibe laacumulación de plaquetas, evitandocomplicaciones cardiovasculares (Barreraet al., 2002).
La riqueza nutritiva y la importancia delcacahuate para la obtención de aceite ymantequilla dan lugar a que esta planta de
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origen americano presente múltiplesaplicaciones en el campo de la industriaalimentaria humana y animal.
Desde un punto de vista nutricional, elaceite de cacahuate destaca por sucontenido en vitamina E. La vitamina Eposee propiedades antioxidantes que lahacen muy adecuada para prevenir laoxidación orgánica producida por losradicales libres (Luna et al., 2010).
En cuanto a la tendencia de consumo en eladerezo de los alimentos, actualmente sonlos productos que más se utilizan con unporcentaje alto de consumo (72%), y latendencia de futuro es que se mantenga unconstante crecimiento fortísimo de losaderezos.
Chiapas, Puebla y Oaxaca son importantesproductores, en conjunto generaron casi el30% de la producción nacional en 2009(SIAP-SAGARPA, 2009).
El consumo mundial de aceite decacahuate en el ciclo 2010/11 se ubicó en5.0 millones de toneladas, cifra 10.1%mayor al consumo de hace diez años(Financiera Rural, 2011); el consumo deeste aceite es natural y no tiene usos enalgún alimento procesado. Es por ello queesta investigación pretende acercar yofrecer al consumidor un productoalternativo del aceite de cacahuate,conservando sus propiedades nutricionalesy Vitamina E
Materiales y Métodos
A continuación se presenta el diagrama deflujo para la elaboración del aderezo conchile a partir de cacahuate (Arachishypogaea) Figura 1.
.
Figura 1. Diagrama de flujo para la obtención deladerezo de cacahuate
Resultados y Discusión
Los ingredientes principales del aderezoson: aceite de cacahuate, cacahuate,queso crema, cebolla, sal, pimienta, jugode limón, chile y agua. No se adicionanconservadores ya que es un productonatural. El proceso para realizar el aderezose observa en la figura 1, es un procesosencillo y fácilmente reproducible a escala.
Tabla 1. Análisis químico proximal del cacahuate(Arachis hypogaea).
Humedad (%) 4.03Cenizas (%) 3.42Extracto etéreo (%) 47.78Fibra (%) 9.62Sustancias nitrogenadas 25.58Carbohidratos (%) 9.57
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El cacahuate contiene muchos nutrientesesenciales para la dieta, sin embargo sepuede observar en la tabla 1, el mayorcontenido que se tiene en el cacahuate esla grasa y proteína, por lo que un buen usodel aceite de cacahuate es en forma de unaderezo untable que pueda ser consumidoy acompañado en ensaladas, productosfritos, etc.
Tabla 2. Descripción del producto
Nombre delproducto
Aderezo de aceite de cacahuatecon chile
Sabor Característico a cacahuate, librede rancidez y de saboresextraños
Olor Característico a cacahuateColor Rojizo anaranjado
Aspecto Masa homogénea cremosaPalatabilidad Untuoso y agradable
Viscosidad Muy viscosaConsistencia Espeso
Textura Cremoso
El producto elaborado tiene un rendimientoporcentual del 36.67%. Contiene 377g deproducto por envase. Los envases de vidrioson los que mejor responden a lasexpectativas de calidad de losconsumidores, además el vidrio es elenvase más saludable y se sitúa porencima de otros materiales en cuanto a lagarantía de higiene que transmite, laconservación del sabor de los alimentos ysu capacidad de reciclado integral que leconfiere un alto valor ecológico. Algunascaracterísticas organolépticas del productose pueden observar en la tabla 2.
Tabla 3. Análisis químico proximal en 100g deaderezo de aceite de cacahuate
Humedad (%) 44.76Cenizas (%) 6.56Extracto etéreo (%) 21.50Fibra (%) 4.91Sustancias nitrogenadas (%) 16.90Carbohidratos (%) 5.37Valor energético (kcal) 282.58
Los parámetros observables en la tabla 3,reflejan que al igual que la materia prima, elproducto terminado contiene alta cantidadde grasa y proteínas. Las grasas contienenantioxidantes en forma de Vitamina E queayudan a combatir los radicales libres en elorganismo (Luna et al., 2010).
Tabla 4. Parámetros de almacenamiento
Temperatura de almacenamiento 25°C
Condiciones de almacenamientoSeco y fresco,sin presencia
de luzCondiciones de almacenamiento
después de abiertoRefrigeración
de 2 a 4°CTiempo de almacenamieno
después de abierto 1 mes
Vida de anaquel aproximada 6 mesesSin presencia de conservadores
Las variables que afectan en el desarrollodel aderezo se encuentran principalmentela temperatura, el tiempo, la humedad, pH yla luz, porque cada uno de ellos sonfactores que al estar en contacto directocon el producto, se llevan a acabo ciertasreacciones que pueden llegar a deteriorarel alimento como por ejemplo, la oxidacióny la rancidez. Debido a ello se observanciertas condiciones de almacenamiento enla tabla 4, para proteger al producto yconservar sus característicasorganolépticas adecuadas.
Se empleó el cacahuate como materiaprima para este proyecto porque dentro sucomposición contiene un alto porcentaje degrasas, el cual lo hace apto para el tipo deproducto que se elaboró, otras de lascaracterísticas que se consideraron para lautilización fue la producción que presenta elcacahuate porque es abundante en laregión y porque al cacahuate no se leasigna un valor agregado.
Referencias
1. Barrera O.A., Díaz B.V., Hernández A.L. 2002.Producción del cultivo de cacahuate en elestado de Morelos. Folleto técnico SAGARPA.18.
2. Luna Guevara J.J., Guerrero Beltrán J. A. 2010.Algunas características de compuestospresentes en los frutos secos y su relación conla salud. Temas selectos de ingeniería enalimentos. 4(1): 37-48.
3. Monografía del cacahuate. Financiera Rural.2011
4. SIAP. 2011. Estadísticas de producción.Consulta en línea. www.siap.gob.mx
ISSN 2007-9516 CD ROM121
IMPORTANCIA DE LA METODOLOGÍA EN ELDESARROLLO DE SOFTWARE MEDIANTE PSP Y TSP
PARA LA CALIDAD EN LOS PRODUCTOS
Díaz Pérez, Paulina1; Mancilla Escobar, Rocky David2; Gutiérrez Gómez, María Candelaria2;Solís Ramírez, Ernesto1; Clemente Arce, Violeta Guadalupe1; Ríos Moguel, Lidia1, Cruz
Farrera, Carlos Yair1.1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa
Chiapas.2Universidad Autónoma de Chiapas, Boulevard Belisario Domínguez Km 1081, Tuxtla Gutiérrez
Chiapas
Resumen—En la actualidad el desarrollo de software en las carreras de ingenieríainformática carece de modelos de calidad en el proceso de desarrollo del software, porello, se realizó un diagnóstico de corte descriptivo en el Tecnológico de Cintalapa y losresultados arrojan que existe la necesidad de impulsar el involucramiento de docentesy estudiantes para la implantación de modelos de desarrollo de software que impliquencalidad, considerando que aunque los estudiantes desarrollan diferentes proyectos desoftware para cursar sus diferentes materias, dichos proyectos carecen de planeación ymetodología esto con lleva a generar software de tipo artesanal de baja calidad esoevidencia la falta de utilización de modelos en el proceso de desarrollo de software quegaranticen la calidad del mismo, razón por la quedan en el status de proyectos escolaresy no se les da un seguimiento para su comercialización, bajo dicha circunstancia, sepropone aplicar una metodología de desarrollo de software basado en modelos decalidad de software a nivel proceso que impliquen la utilización del modelo PersonalSoftware Process (PSP) como primera instancia y después el modelo Team SoftwareProcess (TSP) para asegurar la calidad en el software.
Palabras clave: calidad, modelo, Personal Software Process (PSP), Team Software Process(TSP).
Abstract— Currently the software development careers computer engineering lacks qualitymodels in the process of software development, therefore a diagnosis of descriptive cut wasmade in the Technology Cintalapa and the results show that there is a need promote theinvolvement of teachers and students for the implementation of software development modelsinvolving quality, considering that although students develop different software projects to studydifferent subjects, these projects lack of planning and methodology to generate leads this withsoftware artisanal low quality evidence that the lack of use of models in the softwaredevelopment process to ensure the quality of it, why stay in the status of school projects andare not given track for commercialization, under such circumstances, it is proposed toimplement a development methodology based software quality models for software to processlevel involving the use of Personal Model Software Process (PSP) in the first instance and thenthe model Team Softare Process (TSP) to ensure quality in software.
Keywords: Quality, Models, Personal Software Process (PSP), Team Software Process(TSP).
ISSN 2007-9516 CD ROM122
Introducción
Las tendencias en mejorar los proceso decalidad en el software nos dan la pauta deconocer cómo se define la calidad, según(Crosby, 1979) “la calidad del softwarepuede definirse como la conformidad conlas establece explícitamente los requisitosfuncionales y de desempeño, estándaresde desarrollo documentados explícitamentey características implícitas que se esperade todo el software desarrolladoprofesionalmente”.
Según el estándar IEEE (Std 729-1983) lacalidad del software se define como(Fitzpatrick, 1996):
a) El conjunto de propiedades ycaracterísticas de un producto desoftware que tienen que ver con sucapacidad de satisfacernecesidades dadas: por ejemplo,se ajustan a las especificaciones.
b) El grado en que el software poseeuna combinación deseada deatributos.
c) El grado en que un cliente ousuario percibe que el softwarecumpla con sus expectativas.
d) Las características de loscomponentes de softwaredeterminan el grado en que elsoftware en uso satisfará lasexpectativas del cliente".
El impulso de implantar modelos de calidaden el desarrollo de software a nivel procesoen el Instituto Tecnológico Superior deCintalapa (ITSC) es importante por losresultados encontrados en la investigacióndenominada “Diagnóstico del grado decalidad del desarrollo de software enIngeniería informática basado enMOPROSOFT.” Del año 2014, financiadopara su desarrollo por la propia institución,en el cual su objetivo general consistió en:Determinar el grado de calidad en elproceso de desarrollo de software en lacarrera de ingeniería informática basado enMoprosoft, y se identificó que los resultadosno fueron muy alentadores en el área decalidad de software por lo que fuenecesario pensar en la utilización de unmodelo de calidad en el ciclo de desarrollodel software. Debido a ello, se considerócapacitar a los docentes y estudiantes para
que conozcan y apliquen los pasosnecesarios para lograr implantar en primerainstancia el PSP (personal softwareprocess) y posteriormente el TSP (TeamSoftware process).
Para llevar a cabo la capacitación sepropone utilizar la plataforma e-learningdenominada Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment;Entorno de Aprendizaje DinámicoOrientado a Objetos y Modular) en temasenfocados a la calidad del softwarehaciendo énfasis en el modelo PSP y TSP.Como señala Fernández-PampillónCesteros, Ana (2009), “Las plataformas e-learning, plataformas educativas o entornosvirtuales de enseñanza y aprendizaje(VLE), constituyen, actualmente unarealidad tecnológica creada en Internet yque da soporte a la enseñanza y elaprendizaje universitario.”
Después, se pretende implantar el uso delPersonal Software Process (PSP) queconsiste en “un proceso de softwaredefinido y medido, este fue desarrollado porWatts Humphrey y tiene como objetivoguiar el planeamiento y desarrollo de losmódulos de software o pequeñosprogramas; y es adaptable a otras tareasdel personal” (Humphrey, 2000); por ello sepretende usar el modelo como guía para laplaneación de desarrollo de módulos desoftware o pequeños programas de maneraindividual, de tal forma que se mejore lacalidad del producto, se disminuyan costosy re reduzca el tiempo del ciclo dedesarrollo de software.
Finalmente se pretenden construir equiposauto dirigido para producir productos decalidad para su comercialización utilizandoel modelo TSP, ya que “el objetivo de estees construir y guiar a los equipos. Losequipos son requeridos para la mayoría delos proyectos de Ingeniería. El desarrollode sistemas es una actividad en equipo, yla efectividad consiste en determinar) lacalidad de la Ingeniería. En Ingeniería, losequipos de desarrollo tienen múltiplesespecialidades y todos los miembrostrabajan en vista de un objetivo en común”(Scalone, 2006).
ISSN 2007-9516 CD ROM123
Materiales y Métodos
La investigación partió de un diagnósticoprevio de la situación actual en cuanto elproceso de desarrollo de software; a partirde ello se realizó una investigacióndocumental sobre los diferentes modelosde calidad para el desarrollo de software.
Para ello, se realizó un muestreo aleatorioestratificado, quedando de la siguientemanera:
Estrato
Semestre
Población
Muestra (fh)= 0.7083 ,nh= Nh (fh)
1 3º 78 55
2 5º 62 44
3 7º 52 37
N=192 n=136
Fuente: datos obtenidos del departamento de controlescolar del ITSC. Agosto de 2014
Por lo que se propone la utilización delmodelo de calidad de desarrollo desoftware llamado PSP, con las siguientesfases (Scalone, 2006) :
1. Planeación personal: donde losdesarrolladores son enseñados a:Entender la relación entre eltamaño de los programas queescriben y el tiempo que les tomadesarrollarlos, aprender a realizarcompromisos que puedan cumplir ypreparar un plan ordenado pararealizar su trabajo y darleseguimiento a su trabajo.
2. Administración del personal decalidad: consiste en mejorar lahabilidad del desarrollador paraproducir programas de calidad yreducir la frecuencia de defectos delos desarrolladores.
3. Proceso Personal Cíclico: Estádirigido a la necesidad de escalareficientemente sin sacrificar lacalidad o productividad
También se presenta una guía de cómodesarrollar los procesos basados en PSP.
Tabla 1. Guía de proceso, extraído de PersonalSoftware Process (Humphrey, 2000).
Número
Propósito
Guía a nivel dedesarrollo
1 CriteriosdeEntrada
• Descripción delproblema
• Formulario deResumen del Plan deProyecto
• Tamaño Estimado dePlantilla
• Estimación histórica ydatos de tamaño real
• El tiempo y losregistros de grabaciónde defectos
• Defecto Estándar
• Cronómetro (opcional).
2 Planificación
• Producir u obtener unadeclaración derequisitos.
• Utilice el métodoPROBE para estimar eltotal de nuevo y
• Complete la plantillaTamaño estimado.
• Estimar el tiempo dedesarrollo necesario.
• Introduzca los datosdel plan en formaResumen del Plan deProyecto.
• Completar el tiempode grabación deregistro.
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Con ello, se pretende medir o cuantificar,para no repetir medir con medidas las 3medidas básicas en PSP, estas son:- Tiempo de desarrollo: los minutos son launidad de medida del tiempo de desarrollo.Se evalúa el número de minutos de cadaetapa de PSP.- Tamaño: provee una base para estimar eltiempo de desarrollo. Las líneas de código
(LOC) permiten cumplir lo definidoanteriormente.- Defectos: es definido como un cambioque debe ser realizado en el diseño ocodificación para que el programa compilecorrectamente.
Después, se pretende utilizar el TSP, paraintegrar equipos de trabajo, que es llamado“lanzamiento de equipo”, esto es iterativo,en donde cada equipo de trabajo elaboraun plan detallado con una duración de 3 a 4meses, en donde desarrollan susactividades como se muestra en la tablasiguiente:
Tabla 2. Pasos y actividades del TSP extraído deEstudios Comparativos de modelos y estándares decalidad del software (Scalone, 2006)
Paso Actividad Descripción
1 Establecerproducto yobjetivos
delnegocio
Revisar elproceso delanzamiento eincorporar losmiembros delequipo.
Tratar losobjetivos delproyecto con ladirección yresponderpreguntas.
2 Asignarroles ydefinirobjetivos
del equipo
Seleccionar losroles del equipo.
Definir ydocumentar losobjetivos delequipo.
3 Determinar unaestrategiade
desarrollo
Producir undiseño conceptualdel sistema
Determinar laestrategia dedesarrollo y los
productos a
3 Desarrollo
• Diseñar el programa.
• Implementar el diseño.
• Compilar el programay fijar y registrar todoslos defectosencontrados.
• Pruebe el programa yfijar y registrar todos losdefectos encontrados.
• Completar el tiempode grabación deregistro.
4 Autopsia
Complete el formulariode Resumen del avanceReal del Plan deProyectos, datos detiempo, de defectos, ytamaño.
5 Criteriosdesalida
• Un programa probadoa fondo
• Completar elformulario de Resumendel Plan de Proyectoscon el plan estimado
• Tamaño CompletoEstimación de Plantilla
• Prueba de plantilla deinforme completado
• Formularios dePropuestas de mejorasen el trabajos.
• Registros de grabaciónde defectos y de tiempocompletadas.
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realizar
Definir el procesode desarrollo autilizar
Producir elproceso ysoportar losplanes
4 Desarrollar el plangeneral
Desarrollar lasestimaciones deltamaño y el plangeneral
5 Desarrollar el plande calidad
Describir lasactividades delplan de calidad
6 Construirun planbalanceado
Asignación detrabajo a losmiembros delEquipo.
Planear laspróximas etapaspara cadamiembro delequipo.
Armar un planbalanceado parael equipo y paracada miembro delequipo.
7 Análisisdel riesgodelproyectoIdentificary evaluarlos riesgosdelproyecto
Definir lasresponsabilidadesy puntos decontrol de laevaluación delriesgo.
8 Preparación delinforme delanzamien
Redactar deacuerdo a lasactividadesrealizadoa un
to informe delanzamiento parala dirección
9 Revisiónde ladirección
Revisar lasactividades delanzamiento y los
planeamientos delproyecto con ladirección
Discutir losriesgos delproyecto,
responsabilidadesy accionesplaneadas
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Resultados y Discusión
Grafica 1.Definición de objetivos en proyectos
En la gráfica 1, muestra de que menos del50% de los estudiantes plantea susobjetivos antes de desarrollar un software;esto marca claramente que los estudiantesno tienen hábitos de hacer un análisis de laproblemática de donde deben basarse pararedactar los objetivos del proyecto.
Grafica 2. Definición de estrategias en proyectos.
En la gráfica 2, únicamente el 29.17% delos estudiantes planea estrategias paradesarrollar un software; esto demuestraque no realizan ningún tipo de análisissobre cómo generar un software con lasdebilidades u oportunidades que presenteel proyecto.
Grafica 3. Planificación del desarrollo de software
La grafica 3, muestra solo el 27.38% de losestudiantes planifica su desarrollo delsoftware, esto significa que los estudiantesno tienen una guía de cómo elaborar unaplaneación de su proyecto y el compromisocon dicho plan para el desarrollo delsoftware lo que con lleva a obtener unproducto de software fuera de tiempo otruncado por la falta de previsión derecursos.
Grafica 4. Seguimiento de planeación
47.93%
19.83% 24.79%7.44%
0.00%20.00%40.00%60.00%
¿Defines los objetivos delproyecto cuándo desarrollas un
software?
29.17%35.12% 29.76%
5.95%
0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%
¿Defines estrategias delproyecto para desarrollar un
software?
27.38%
38.69%30.36%
3.57%0.00%
10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%
¿Realizas alguna planificaciónpara el desarrollo de software?
28.24%44.71%
22.35%
4.71%0.00%
10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%
¿Te basas en tu planeación delproyecto a realizar para el
elaborar el producto?
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En la gráfica 4, muestra que el 28.24% delos estudiantes da seguimiento a laplaneación de desarrollo del software; locual nos indica que es urgente que seimplemente el uso de guías para losestudiantes que garanticen que losestudiantes aprendan a planear y hacercompromisos de trabajo en el desarrollo desoftware.
Grafica 5. Identificación de ciclos y actividades enproyectos.
En la gráfica 5, se muestra que menos del25% de los estudiantes utiliza unametodología para el desarrollo del software;lo que hace relevante la implementacióndel PSP para que los estudiantes aprendana usar una metodología para garantizar lacalidad en el proceso de desarrollo desoftware.
Grafica 6. Formación de equipos de trabajo.
En la grafíca 6, se hace notar que casi el50% de los estudiantes trabaja de formacolaborativa con otros desarrolladores desoftware; lo cual es factor relevante para laimplentación del TSP.
Con base a estos resultado se plantea laimportancia de la utilización del modeloPSP para fomentar una disciplina personala través de guiones que muestran losingenieros de software cómo planificar,medir y gestionar su trabajo. El modeloPSP se puede adaptar a cualquier lenguajede programación o metodología de diseñoy tambien se utiliza para la mayoría de losaspectos del trabajo de software, incluidoslos requisitos de escritura, pruebas defuncionamiento, la definición de procesos,y la reparación de los defectos; donde lameta es producir productos sin defectos atiempo y dentro de los costos previstos.
En la segunda fase como el ingeniero desoftware ya está entrenando en PSP;entonces se puede a proceder en lacreación de equipos efectivos que tienenciertas características en común (Scalone,2006):(1) el objetivo del equipo es importante,definido, visible y realista;(2) los recursos del equipo son adecuadosal trabajo,(3) los miembros del equipo son motivadospara alcanzar el objetivo del equipo,(4) los miembros cooperan entre sí y(5) los miembros del equipo sondisciplinados en su trabajo.
Referencias
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22.75%
41.32%30.54%
5.39%0.00%
10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%
¿Cuándo empiezas a desarrollaralgún tipo de softwareidentificas los ciclos y
actividades de la metodologíadel proyecto a realizar?
44.64%30.95%
20.24%4.17%
0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%
¿Formas equipos de trabajocuando desarrollas algún tipo
de software?
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DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE UNCOLECTOR SOLAR TUBULAR
Martínez Santos, Marcos Alberto1; Sánchez García, Karla Isabel1; López Cruz, Adrían1; De LaCruz Chacón, Emmanuel1; Camacho Fernández, César Alberto1; Rodríguez Hernández,
Ludwi1; López Ángel, Lexi Javivi1; Munguía Ballinas, Carlos Martín1, Cruz Morales, Alvaro1.
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa deFigueroa, Chiapas.
Resumen—En la actualidad, el calentamiento solar de agua para consumo doméstico, esuna alternativa para sustituir los calentadores tradicionales (electricidad, gas, etc.), esuna opción atractiva, si se tiene en cuenta las temperaturas necesarias (40 °C a 60 °C).Desde el punto de vista de ahorro energético es la opción más favorable, ya que en estossistemas, la fuente de energía es la radiación solar, la cual sustituye los combustiblesfósiles o la electricidad. Este trabajo se basa en el diseño, construcción y evaluación deun colector solar tubular que opera por el método de convección natural con unaeficiencia del 74,8% aplicado en la ciudad de Cintalapa de Figueroa (latitud norte 16° 39'y93° 44' de longitud oeste) que ofrece un perfil diferente a los colectores convencionales(planos y parabólicos): el uso de materiales de bajo costo y accesible, y la reducción deespacio para la instalación y operación. La operación se realiza a través de efectotermosifón por medio de un tubo de cobre fino en el interior del colector y untermotanque para el almacenamiento de agua. La evaluación del sistema toma en cuentalas variables atmosféricas y variables del colector en clima frío. La implementación deeste colector busca ampliar las perspectivas de los colectores solares a través de laoptimización de espacio en la instalación.
Palabras clave: Sistema solar, Eficiencia energética, Tubular, Aislamiento orgánico.
Abstract—At present, the solar water heating for domestic consumption, is an alternativeto replacing the traditional heaters (electric, gas, etc.), is an attractive option, if one takesinto account the temperatures needed (40 °C to 60 °C). From the point of view of energysaving is the most favorable option, since in these systems, the energy source is solarradiation, which replaces fossil fuels or electricity. This work is based on the design,construction and evaluation of a tubular solar collector by the method of naturalconvection with efficiency of 74.8% implemented in the city of Cintalapa de Figueroa(north latitude 16° 39 'and 93° 44' west longitude) which offers a different profile toconventional collectors (flat and parabolic): using low cost materials and accessible, andreducing space for installation and operation. The operation is done throughthermosiphon effect via a thin copper tube inside the manifold and a hot water tank forwater storage. The evaluation of system take into account atmospheric variables andvariables of collector in cold weather. The implementation of this collector seeks tobroaden the outlook of solar collectors through saving of space installation in.
Keywords: Solar system, Energy Efficiency, Tubular, organic insulation.
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Introducción
El problema energético-ambiental actual dela humanidad obliga a la humanidad abuscar nuevas formas de aprovechamientode la energía que permitan al ser humanoutilizar los recursos energéticos sin causarmayor daño al medio ambiente. Lasinvestigaciones en el área de energía solarnos presentan una esperanza para el futuroenergético de la humanidad. La energíasolar sin embargo presenta actualmentedificultades en su aplicación debidoprincipalmente a los altos costos deinstalación de los sistemas solares.
Los colectores solares se utilizan para elaprovechamiento de la energía solar,absorbiéndola directamente por medio delíquidos con alta capacidad calórica cuyoejemplo principal y más común es el agua.Este tipo de aprovechamiento de la energíasolar se denomina energía solar térmica, ylos dispositivos se denominan colectoressolares a diferencia de la energíafotovoltaica, cuyos dispositivos sedenominan paneles solares (Becerra, A. et.al; 2010).
El calentamiento solar de agua paraconsumo doméstico, como alternativa parasustituir los calentadores tradicionales(eléctricos, de gas, etc.), es una opciónatractiva, si se toma en cuenta lastemperaturas necesitadas (40 °C a 60 °C),además, desde el punto de vista de ahorroenergético es la opción más favorable, yaque en estos sistemas, la fuente de calores la radiación solar, la cual sustituye loscombustibles fósiles o la electricidad(Barbanos y Hernández, 2006).
Los sistemas solares para calentamientode agua (Calentador solar o Colector solar)están constituidos por dos elementosprincipales (Hurtado M., 1996):
- Colector, encargado de recibir ytransformar la energía incidente durante eldía.
- Tanque de almacenamiento, aislado paramantener la temperatura del agua que hasido calentada.
Existen dos tipos de sistemas para elcalentamiento, los cuales se diferencian enla forma de circulación del agua: Sistemade circulación natural y Sistema decirculación forzada (Hurtado M., 1996).
El colector, para el que se describe eldiseño y construcción, opera por circulaciónnatural, es decir, la circulación del aguaentre colector y tanque, es producida por elprincipio de termosifón, presentado cuandouna masa de fluido es calentada, a travésde la base de un recipiente, es decir, elagua al entrar al colector por la parteinferior es calentada, lo cual disminuye sudensidad debido al incremento de latemperatura, entonces, la columna de aguafría en la tubería de retorno al colector y lacolumna de agua caliente dentro delmismo, estas se desequilibran haciendoque por gravedad la primera baje y empujeel agua caliente hacia el tanque.
El diseño que se plantea en la presenteinvestigación cuyas dimensiones son de 70cm. de largo, 28 cm. de ancho y 27 cm. dealto, está construido para viviendasdomesticas de tipo unifamiliar que puedenutilizar este tipo de colector; la utilizacióndel agua caliente es sólo para cubrir lasnecesidades básicas del baño (ducha),considerando 20 L. de agua como consumopor persona, a una temperatura de 40 °C.La temperatura es alta para permitir que semezcle con el agua fría proveniente de lared potable, permitiendo un mayorrendimiento del agua caliente almacenadaen el tanque acumulador del sistema(Hurtado M., 1996).
El promedio de personas por vivienda en elpaís de acuerdo al informe del INEGI 2011es de 3,9 personas, tomando en cuentaeste dato se asumirán 4 personas por cadavivienda para el diseño del colector.
Con el objetivo principal de diseñar,construir y evaluar un colector solar de
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agua con un nuevo diseño funcional, sediseña, construye y se encuentra enejecución el colector de agua tubular condos aislantes térmicos económicos yeficientes, buscando modelos económicosy efectivos en el panorama de loscolectores solares.
Materiales y Métodos
Los colectores solares, componentesesenciales.
Placa de Absorción: Elemento encargadode absorber la energía disponible del sol ytransformarla en energía térmica paraluego ser transferida al agua, generalmenteestá hecha de un metal (cobre, acero,aluminio, etc). Las normas mexicanasestablecen que la placa de absorción debefabricarse en materiales que posean unaconductividad térmica mayor a 120 W/m°Cy una absorbancia mayor a 1 y además,debe estar fabricada de acero, cobre oaluminio, y su espesor de 0.2 mm. a 0.4mm respectivamente según el material(Normas Mexicanas, 2015).
Cubierta: Es una lámina de materialtransparente montada en frente delabsorbedor, en la parte superior delcolector, creando un espacio (de 0.1 cm. a5 cm.), entre la placa y ella. La función dela cubierta es permitir el paso de laradiación solar absorbida por la placa,igualmente disminuye la cantidad deradiación infrarroja que se escapa alexterior, reduciendo de esta forma laspérdidas del colector. Tomando en cuentaestas funciones, el material utilizado en lacubierta debe poseer las siguientescaracterísticas (Hurtado M., 1996): Elevadatransmitancia dentro del espectro solar;Baja transmitancia para longitudes de ondalargas (mayores a 3 μm) y elevado índicede reflexión, además, bajo índice deabsorción en cualquier longitud de onda.
Actualmente los fabricantes de colectorestérmicos utilizan en sus productos vidriocon bajo contenido en hierro (vidrio extraclaro) para aumentar la transmisión y
templado, que le otorga además un buencomportamiento mecánico bajo el efecto degranizadas. En algunas aplicaciones seutilizan a modo de protección contra losrayos ultravioleta, el vidrio que contieneóxido de cerio permite reducir los efectosnocivos de la radiación ultravioleta sobregran parte de los materiales (Ibáñez Planaet. al, 2005).
Conductos para la circulación del fluido:El colector solar de placa plana debeposeer una serie de conductos por loscuales circula el fluido de trabajo, el cualrecibe y transporta la energía absorbida porla placa hacia el tanque dealmacenamiento. Existen dos formas decirculación del fluido, de Serpentín o detubos colectores e igualmente existendiversas formas de disposición de la uniónplaca-conductos, si hablamos de serpentínel cobre es el mejor conductor de calorpara ser usado como este (OrozcoHincapie, 1995).
Aislante Térmico: Es el punto básico paradisminuir las pérdidas de calor porconducción en la parte inferior y lateral delcolector. Las características que debeposeer el material utilizado para ser unbuen aislante son: No debe deteriorarse,gasificarse o vaporizarse a temperaturasalrededor de los 200 °C, resistencia a larepetición de los ciclos térmicos entre 35 °Cy 120 °C, baja conductividad térmica(menor de 0,040 W/m°C en el rango de 20a 120 °C), no debe desplomarse,compactarse o adherirse cuando se repitenlos ciclos térmicos y de humedad y no debeabsorber o retener agua. (NormasMexicanas, 2015)
Caja, Uniones y Selladores: La caja es elelemento que soporta todos loscomponentes del colector, la cual impideque la humedad, polvo y aire penetren porel colector y disminuyan su eficiencia. Parasu diseño se deben tomar en cuenta treselementos: hermeticidad para los aislantesy la placa de absorción, posibilidad defijación del colector a la estructura dondeva ser instalado y apoyo seguro para lacubierta.
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Tanque de Almacenamiento: El calorpuede ser almacenado en el tanque porcirculación directa entre el colector y eltanque o el agua calentada en el colectorpuede circular por un serpentín dentro deltanque, transfiriendo así calor al agua quese encuentra dentro del mismo (Manrique,José., 1987). El mayor requerimientotécnico del tanque es su total aislamiento,con el fin de conservar la temperaturarequerida en el agua. Debe cumplir con lassiguientes especificaciones (NormasMexicanas, 2015): Evidenciar sellamiento,aislamiento y no deben ocurrir fugas deagua ni de vapor de agua.
Diseño del Colector Solar
En la figura 1 se muestra el diseño delcolector solar tubular con todos suscomponentes, tanto los componentes comolos materiales empleados de acuerdo aldiseño del mismo se describen en elapartado de materiales.
Figura 1. Diseño del Colector Solar Tubular deManera General.
Acerca de los Materiales Usados
Para la caja, tomando como base que seexperimenta con un nuevo diseño (tubular),dadas las recomendaciones y la normaNMX-ES-001-NORMEX-2005, el materialque se utilizó fue tubo hidráulico de PVCpara drenaje de 8” de 1.20 m. de largo(espesor de 3 mm) y para la placa láminagalvanizada calibre 36 (espesor de 0.6mm), los cuales, además de tener un costomoderado presenta mejores propiedadespara ser trabajados. Además se colocó enla placa espejos convencionales cortados
de forma parabólica para aumentar lareflexión de la radiación solar dentro delcolector.
El material usado como aislante en elcolector es espuma de poliuretano (para lastapas) y aserrín (toda la periferia), estosmateriales son de fácil adquisición y costo,al igual que el manejo. La espuma depoliuretano tiene una densidad 70 kg/m³ yuna conductividad térmica 0.026 W/m K, yel aserrín tiene una conductividad térmicapromedio de 0.05 W/m K, además de serun aislante orgánico. El espesor utilizadoen la parte de las tapas del colector fue de5 cm. con espuma de poliuretano, mientrasque el espesor en los laterales del tubulares de 1”.
La cubierta del colector cuenta con unvidrio plano en la parte superior de 5 mm.,este constituye propiedades de resistenciaa la degradación, con transmitanciaaceptable, con facilidad de manejo yadquisición de materiales. Sin embargo, lasrecomendaciones dadas por Orozco(Orozco Hincapie, 1995), de acuerdo conla temperatura esperada del agua, serequiere de una cubierta de un espesor de4 mm., de tal forma que se optó por utilizaruna de 5 mm., dejando un espacioconsiderable entre la placa de absorción yla cubierta.
Para el sellado, el material que se empleofue silicón adhesivo de alta temperaturauso industrial de un componente con baseen poliuretano, que se encuentra disponibleen el mercado en diferentes marcas y quecumple con las especificaciones de unión ysellado, además de tener un bajo costo.
Los conductos de circulación del agua, sonla parte más importante del colector, cuyafinalidad es contar con una mayoreficiencia. Se seleccionó el cobre debido asu buena conductividad térmica, se utilizóun tubo de grosor de 3/8 “. El acabadodado a la placa y a los conductos fue depintura negro mate, para obtener un mayoríndice de absorbancia.
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Para el termotanque se utilizó una hielerade unicel, ya que entre las propiedadestérmicas comprobadas a nivel mundial deeste material se encuentra el retener latemperatura interna de cualquiercontenedor, sin importar la temperaturaexterna (del ambiente) de donde selocalicen. Las conexiones del termotanqueal calentador solar son de manguera de½“resistente a cambios de presión, conniples de bronce.
En los colectores solares, la superficie de laplaca que no se encuentra en directocontacto con el agua, actúa como unasuperficie extendida, la cual transfiere calorhacia el fluido, pero igualmente seproducen pérdidas por ella, el factor deeficiencia pretende evaluar la eficiencia dela transferencia de calor desde toda lasuperficie hacia el fluido, y dependeúnicamente de la configuración geométricay del valor del coeficiente de pérdidas.
Construcción del Sistema
Para la construcción de la caja se utilizó elTubo hidráulico de PVC para drenaje de 8”de 1.20 m. de largo (espesor de 3 mm.). Elaislante utilizado para las tapas fue espumade poliuretano, la cual se consigue en elmercado en botes, la espuma en estapresentación solo se deposita de manerauniforme en el lugar a usar, la cual seexpande hasta obtener la forma delmismo.
Para la placa absorbedora se utilizó láminagalvanizada calibre 36 (espesor de 0.6 mm)pintada con pintura negro mate, pero entrela caja y la placa se colocó una pulgada deaserrín compactado como el aislanteorgánico, se colocaron remaches paraunión y en cada remache silicón parasellado (creando un empaque y obteniendohermeticidad en cada punto, de acuerdo alo mostrado en la figura 2). Además secolocó en la placa galvanizada pintada,espejos convencionales cortados de formaparabólica para aumentar la reflexión de laradiación solar dentro del colector.
Figura 2. Esquema de unión de los remaches y elsilicón de alta temperatura.
Después de ensamblar la caja con la placa,se aseguraron los tubos colectores deentrada y salida del agua. Debido a supequeño espesor, esta operación se realizómanualmente.
Figura 3. Ensamble del colector tubular.
Teniendo el conjunto listo caja-placa-tubosy usando el silicón de alta temperatura, secerró todo el contorno hasta obtener unatotal hermeticidad del mismo, como últimopaso antes de dar el acabado, se pegaronlos conectores de la tubería; luego deensayar el sistema para comprobar suhermeticidad, se procedió acabadoestético.
Instalación para Pruebas en tiempo real yRecolección de datos para análisis
Armado, fabricado y revisado se coloca elCalentador de Agua Solar tubular en elInstituto Tecnológico Superior de Cintalapa,en el Área experimental de IENR enCintalapa de Figueroa, Chiapas, instaladoel colector se tomaron datos que seránexpuestos en el apartado de resultados.
Figura 4. Instalación y pruebas de Funcionamiento delColector solar Tubular.
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Resultados y Discusiones
Los resultados mostrados en este trabajoson los tomados de una semana demedición del mes de Noviembre del 2014de 6 horas de medición (de 10:00 a 16:00horas en lapsos de 20 min.), cuyosparámetros recolectados fueron lossiguientes: Radiación Solar (W/m²),Velocidad del Viento (m/s), Temperaturasdel termotanque, salida y entrada del agua,de la placa absorbedora, del ambiente y dela tubería. En las siguientes graficas semuestran los resultados promedios de losdatos.
En la figura 5 se muestra la radiación solarpromedio obtenida en la semana demedición, dicho dato es de sumaimportancia en el cálculo de la eficienciadel colector que se verá más a delante. Elpromedio de la velocidad del vientomostrado en figura 6 es necesaria, ya queinfluye en la radiación que incidirá en ellugar donde se encuentra el colector. Y lafigura 7 muestra el promedio de todas lastemperaturas tomadas para el análisis delcolector.
Figura 5. Radiación Solar (W/m²) promedio por díade una semana de Noviembre.
Figura 6. Velocidad de Viento (m/s) promedio por díade la semana de medición.
Figura 7. Temperaturas promedio (°C) de los días demedición.
Los equipos de medición para la toma dedatos fueron los siguientes: pirómetro,medidor de radiación solar y anemómetro.
Figura 8. Equipos utilizados para las mediciones.
Análisis Estadístico
Los datos mostrados por la tabla 1 muestrael análisis estadístico para los valores dedatos tomados en la semana de medición,el análisis señala que el promedio generalde la radiación solar en esa semana es de450 W/m², 3.7 m/s la velocidad del viento,así como las temperaturas registradasdonde el promedio más alto es el de latemperatura de salida del agua con 33.43°C.
La figura 9 representa el histograma paralos datos de Radiación solar; el histogramade velocidad del viento se muestra en lafigura 10 y los de temperatura en la figura11. Cada barra es proporcional a lafrecuencia de los valores representados porcada clase. En el eje vertical serepresentan las frecuencias, y en el ejehorizontal los valores de las variables.
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Tabla 1. Variables Estadísticas.
Figura 9. Histograma de la Radiación solar.
Figura 10. Histograma de la Velocidad del Viento.
Figura 11. Histograma de las TemperaturasRegistradas.
Eficiencia del Colector Solar Tubular
Para el cálculo de eficiencia del colectortubular se toman en cuenta los datospromedio del 24 de Noviembre, además setoma el balance de energía en un colectorsolar plano.
= + + (1)
Donde:QU= Calor útil que se transforma al fluido (82.0128 W)QL= Perdida de calor por convección y conducción (W)du/dt= variación de energía interna ( 0 W)
El valor de QL y de QU se obtuvo mediantela ecuación 2 y 3:
= ( ) − (2)= ( − ) (3)
Donde:Ht= Radiación Solar (887 W/m²)Ac= Área del Colector (0.1235 m²)T = transmitancia del vidrio por latransmitancia de la capa absorbedora (0.8231)UL= Coeficiente de pérdidas globales (7.3353 W/m² K)Ta= temperatura ambiente (308.15 K)Tp= temperatura media de la placa (317.15K)
Con los resultados obtenidos, se aplican enla ecuación 4 de la Eficiencia del Colector:
= (4)
Los datos son los siguientes:Perdidas en la superficie=Ut=0.0091W/m²KPerdidas del Fondo = Ub= 3.9015 W/m²KPerdidas de Lado = Ue= 3.3347 W/m²KCalor útil = Qu = 82.0128 WIrradiancia del lugar = Ht =887 W/m²Área del colector = Ac = 0.1235 m²
Por lo tanto, sustituyendo los valores en dela fórmula 4, obtenemos que:= ( . )( )( . ) (5)
n = 0.7486 x 100 % (7)
n= 74. 86 % (8)
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La eficiencia obtenida del Colector Solartubular fue de 74.68 % de acuerdo a loscálculos realizados (4).
Discusión
De acuerdo a los resultados obtenidos deun día de medición, recolección de datos ya través del cálculo de la eficiencia delcolector solar tubular se puede identificarque el colector tubular tiene una eficienciaideal del 74.86 %.
Aunque se reconoce que visualmente dichocolector presenta perdidas de calor enfugas de conexión de la tubería de cobre,se demuestra mediante los resultadosobtenidos la efectividad del colector,obteniendo una temperatura promedio dedel día de agua de salida fue de 30 °C, unatemperatura acta para duchas, encondiciones ambientales (climatológicas)frías, hecho que se comprueba puesto quela radiación solar promedio del de análisisfue de 157 W/m² con una velocidad deviento promedio de 4 km/hr.
Conclusiones
La eficiencia de un colector solar se definecomo el cociente de la energía térmica útilfrente a la energía solar total recibida. Además de las pérdidas térmicas existen laspérdidas ópticas. Los resultados obtenidosen cuanto eficiencia del Colector Solartubular es de 74.53 %.
Se puede afirmar que este diseño alcanzalas condiciones de temperatura requeridaspara ser usada en el consumo domésticode manera eficiente permitiendo conservarla eficiencia durante las noches y periodosde poca radiación. El diseño ergonómicopermite un aprovechamiento óptimo delespacio no afectando su eficiencia, segúnestimaciones personales este diseño ocupala mitad de espacio que un colector planoconvencional.
Referencias
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EVALUACIÓN DEL RENDIMIENTO DE ACEITEEXTRAÍDO A PARTIR DE SEMILLAS DE CACAHUATE
(Arachis hypogaea, L.) PROVENIENTE DE DOSREGIONES DE CINTALAPA, CHIAPAS.
López Muñoz, Esther1; Ayvar Ramos, Ernesto1; Zacarías Toledo, Rudy1; Sánchez Ángel,Nehemías1; Chacón Díaz, Jessica Ilery1; Hernández López, Yoana Jisel1; Figueroa Chacón,
César Antonio2;1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa
Chiapas.2 Asesor externo
Resumen— El municipio de Cintalapa presenta un papel muy importante en laproducción de cacahuate (Arachis hypogaea L.), en el Estado de Chiapas, ya que es unode los principales productores de cacahuate (Arachis hypogaea L.) con una superficiesembrada aproximadamente 1924 hectáreas, dentro de las que destacan en suconsiderable producción las regiones: Pomposo y Villamorelos, según un estudio decampo realizado. Investigaciones previas han demostrado que la semilla de cacahuate(Arachis hypogaea L.) tiene un contenido lipídico elevado. Dentro de este trabajo deinvestigación se determinó el contenido lipídico en semillas de cacahuate, utilizando dossolventes: Éter etílico y Hexano, esté segundo logró extraer con eficiencia, el contenidolipídico con valores de: 38.65% y 48.36% correspondientes a Pomposo y Villamorelosrespectivamente, obteniéndose un valor más elevado en las semillas de la región deVillamorelos.
Palabras clave: Aceite, Evaluación, Solvente, Arachis hypogaea L., Cintalapa.
Abstract— The municipality of Cintalapa has a very important role in the production of peanut(Arachis hypogaea L.), in the State of Chiapas, as it is one of the leading producers of peanuts(Arachis hypogaea L.) with approximately 1924 hectares sown planted, among which stand outin their considerable production regions they are: pompous and Villamorelos, according to afield study. Previous research has shown that the seeds of peanut (Arachis hypogaea L.) has ahigh lipid content. In this research the lipid content of peanut seeds was determined using twosolvents: ethyl ether and hexane, the second managed to extract efficiently the lipid contentvalues: 38.65% and 48.36% corresponding to Pompous and Villamorelos respectively,obtaining a higher value seeds Villamorelos region.
Keywords: Oil, Evaluation, Solvent, Arachis hypogaea L., Cintalapa.
Introducción
El maní, cacahuete o cacahuate (Arachishypogaea L.) es una leguminosa originariade América del Sur. Los frutos delcacahuate están envueltos en una cáscarao vaina coriácea que generalmente tienedos semillas cubiertas de una películadelgada, poseen un sabor muy agradable ytienen un alto valor nutritivo. (FinancieraRural, 2011). En el estado de Chiapas, en
el periodo de 2008- 2011, el cultivo decacahuate ocupó una superficie sembradaanual promedio de 6,796 hectáreas (ha)con rendimiento de 1.82t ha, de los quedestacan los municipios de Jiquipilas yCintalapa(1924 ha sembradas), de estéúltimo municipio por estudio de campo seha identificado en dos regiones:Villamorelos y Pomposo, tienen unanotable producción de cacahuate Por otrolado ya que al cacahuate se le consideracomo fuente importante de aceite y
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tomando en consideración que contieneentre 35 a 54% de grasa y que éstacontiene entre 76 a 82% de ácidos grasosinsaturados, de los cuales del 40 al 45 %es ácido oleico y del 30 a 35 de ácidolinolénico, (Hernández et al, 2008). Elobjetivo de este trabajo fue determinar elcontenido de aceite presente en granos delcacahuate provenientes de dos regionesdel municipio de Cintalapa: Pomposo yVillamorelos.
Materiales y Métodos
Materia prima
Los granos de cacahuate fueronproporcionados por productores locales dela región de Pomposo y Villamorelos deCintalapa de Figueroa, Chiapas.
Método1. Análisis químico proximal
Las determinaciones para el análisisquímico proximal fueron de la siguientemanera:
1. Grasa bajo la NMX-F-089-S-1978.2. Proteína bajo la NMX-F-068-S-
1980.3. Fibra bajo la NMX-F-090-S-1978.4. Ceniza bajo la NMX-066-S-1978.
Los procedimientos realizados a manerageneral, se dio de la siguiente manera: Determinación de humedad: Serealizará por desecación en estufa de airede convección forzada. Determinación de extracto etéreo:Se determinará por el método de Soxhletmodificado. Determinación de fibra: Serádeterminada por el método de digestiónácido-alcalina. Determinación de proteínas: Serárealizada por el método de micro -kjeldahl. Determinación de carbohidratos:Se efectúo por diferencia de componentesdeterminados anteriormente.
Método 2. Extracción de aceite.
La extracción del aceite de la almendra decacahuate se realizó mediante el métodoconvencional: extracción por disolventes serealizó de manera reflujo con Soxhlet;utilizando dos solventes diferentes comoHexano y Éter Etílico. Siguiendo lametodología propuesta por (Trevejo et al,2002) cada solvente trabajo a temperaturasrespectivas de ebullición así: Hexano(67°C) y Éter Etílico (78°C); usando 3 g demuestra.
Resultados y Discusión
Análisis químico proximal
Con base a la experimentación realizada seobtuvieron los siguientes resultados de unaanálisis químico proximal de los granos decacahuate de la región de Pomposo yVillamorelos respectivamente, (Tabla 1) y(Tabla 2). Se podrá observar claramenteque las semillas de cacahuate de la regiónde Pomposo, presentó una mayor cantidadde contenido lipídico de 45.46 g y la regiónde Villamorelos de 44.98 g.
Entre los resultados destaca también elcontenido de: proteínas del 23.33 g/100 g ycarbohidratos del 20.03 g/100g, humedadde 3.86 g/100 g y 4.09 g/100g de Fibra, conrespecto a los granos de la región dePomposo. Sin embargo en las semillas dela región de Villamorelos se presentó unacantidad 25.33 g/100 g de Proteína, 20.15g/100g de Carbohidratos, 5.36 g/100 g deHumedad, 2.46 g/100 g de Fibra y 1.72g/100 g de Ceniza.
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Tabla 1. Análisis químico proximal de cacahuateproveniente de la Región de Pomposo, Cintalapa.
Tabla 2. Análisis químico proximal de granos decacahuate de la región de Villamorelos, Cintalapa
Rendimiento de aceite
Los rendimientos de aceite extraído de lassemillas de cacahuate de la región dePomposo y Villamorelos se muestran en laTabla 3.
Tabla 3. Porcentaje de aceite de la semilla decacahuate extraído por dos solventes.
Se puede identificar claramente que el éteretílico no logró extraer con eficiencia lacantidad de aceite presente en lasmuestras de semillas de cacahuate, ya quesolo logro extraer 25.04 % en las muestrasprovenientes de la región de Pomposo y26.39 % en la región de Villamorelos.Utilizando el hexano como solvente paraextraer el aceite en las semillas delcacahuate de Pomposo se obtuvo un38.65% y de Villamorelos 48.36%,evidenciando mejor eficiencia en el arrastrede contenido lipídico que con el éter etílico.
Comparando con lo reportado (Tabla 4)(Pérez, et al., 2009), además de queestudiaron otro tipo de oleaginosas,reportan un porcentaje de rendimiento deaceite de 46 y 48 % utilizando comosolvente hexano, se puede verificar que losresultados obtenidos se mantienen dentrode un rango previamente estudiado y queen la región de Pomposo se mantuvo unpoco más abajo dentro de esos valores.
Tabla 4. Valores de rendimiento de aceite paradistintas muestras de semillas más importantes.
Semilla Porcentaje
Ajonjolí 40-60
Coroso 38-45
Linaza 35-41
Cacahuate 46-48
Mostaza 38-45
Neem 35-40
Sorgo 5-10
Fuente: Báez y Pérez C. (2000)
Determinación Cantidad (g/100g)Humedad 3.86 ± 0.0070Grasa 45.46 ± 0.191Proteína 23.33 ± 0.115Fibra 4.09 ± 0.011Carbohidratos 21.03 ± 0.013Ceniza 2.23 ± 0.050
Determinación Cantidad (g/100g)Humedad 5.36 ± 0.056Ceniza 1.72 ± 0.14Grasa 44.98 ± 0.34Fibra 2.46 ± 0.12Proteína 25.33 ± 0.025Carbohidratos 20.15 ± 0.022
Región Solvente 1(Éter etílico)
Solvente 2(Hexano)
Pomposo 25.04%±0.12 38.65%±4.31
Villamorelos 26.39%±0.12 48.36%±0.03
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Podemos establecer que el contenidolipídico de las semillas de cacahuate de lasregiones Pomposo y Villamorelospertenecientes al municipio de Cintalapapresentan cantidades significativas, lo quesería una pauta para considerar unsegundo estudio para identificar el tipo delípidos presentes en la muestra de aceiteobtenido, para de esta forma proponerformas de comercialización.
Referencias
Báez, H. y Pérez, C.; IMPLEMENTACIÓN DE UNDISEÑO EXPERIMENTAL EN EL SISTEMA DEEXTRACCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO DELLABORATORIO DE INGENIERÍA QUÍMICA DE LAUNIVERSIDAD DE CARABOBO. Trabajo especial degrado no publicado. Universidad de Carabobo.Facultad de Ingeniería. Venezuela. 2000.
Hernández Luna, Patricia; Torres, Joaquín Ignacio;Segura Veloz, Carlos; Ortiz Moreno, Alicia; y MoraEscobedo, Rosalva. CARACTERIZACIONFISICOQUÍMICA DEL ACEITE DE ALGUNASVARIEDADES DE CACAHUATE CRIOLLO. VCongreso Internacional de Ingeniería Bioquímica. XVICongreso Nacional de Ingeniería Bioquímica. VIJornadas Científicas de Biomedicina y BiotecnologíaMolecular. México, 2008.
Pérez, Cathy; Gónzalez V. Luis; Colón, Alejandro;Morello, Karina; Mujica, Viky y Martínez Alberto;EVALUACIÓN COMPARATIVA DE LOSRENDIMIENTOS OBTENIDOS MEDIANTE ELPROCESO DE EXTRACCIÓN EN ACEITESVEGETALES A PARTIR DE SEMILLASOLEAGINOSAS; ANALES DE LA UM; Vol. 9, Nº 2(Nueva Serie), 2009: 181-206.
Trevejo Chavéz, Elmer y Maury Laura, María I.;EXTRACCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL ACEITEDE Poraqueiba serícea Tulasne (UMARÍ); Amazónicade Investigación Alimentaria; Vól. 2; pág: 1-18; 2002.
http://www.financierarural.gob.mx/informacionsectorrural/Paginas/Agr%C3%ADcola.aspx.;2011
ISSN 2007-9516 CD ROM142
HARINA DE GUINEO VERDE (Musa paradisiaca) PARAELABORAR PANQUECITOS
Ríos Velázquez, Thania Erendira1; Esquivel Gonzales, Angélica Jaqueline1; Nájera Guzmán,Geovanni Erik1; Vázquez Villegas, Paola Taydé1; Ayvar Ramos, Ernesto1; López Muñoz,
Esther1
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, CintalapaChiapas.
Resumen—Se aprovechó la harina de guineo (Musa paradisiaca) para la elaboración depanquecitos porque en el mercado se conocen más las harinas de cereales, que defrutas. La harina de guineo contiene un alto valor nutricional que ayuda al consumidoraportando nutrientes esenciales para su crecimiento. El guineo es común de Chiapas yse requieren productos adicionales diferentes al consumo en fresco para un mejoraprovechamiento del fruto y sus nutrientes. El guineo en estado verde es apto para laobtención de harinas, ya que cuando se encuentra en ese estado la materia prima nocontiene una gran cantidad de actividad acuosa, ya que lo que principalmente ayuda, essu alto contenido de almidones dentro de ella. El producto presenta un sabor y olorpeculiar a mantequilla y plátano; color café característico a pan; esponjoso y de texturasuave.
Palabras clave: guineo, harina, Chiapas, ácido fólico.
Abstract— Take advantage of the Guinean flour (Musa paradisiaca) for the developmentof panquecitos because in the market are known more cereal flours, that fruit. Guineoflour contains a high nutritional value that helps the consumer by providing essentialnutrients for your growth. Guineo is common in Chiapas and require additional productsdifferent fresh consumption for better utilization of the fruit and its nutrients. TheGuinean state in green is suitable for the production of flour, already that when it is inthat state the raw material does not contain a large amount of water activity. Since whatmainly aid, is its high content of starches within it. The product has a peculiar smell andtaste of butter and bananas; brown characteristic to pan; spongy and soft texture
Keywords: banana, flour, Chiapas, folic acid.
Introducción
Se eligió manipular el guineo (musaparadisiaca) ya que es un fruto rico enhidratos de carbono, minerales, fibras,entre otros, éstas constituyen una de lasmejores maneras de nutrir de energíavegetal a nuestro organismo. El guineoprincipalmente tiene la función de favorecera la recuperación de depresión, previenelos calambres musculares, fortalece losmúsculos, mejora la circulación, aumenta elritmo cardiaco en casos de debilidadcardiaca y entre otras cosas más.
El guineo es común de Chiapas yprincipalmente se quiere obtener productoselaborados a base de este fruto ya quetiene un alto valor nutricional que ayuda alos consumidores.
Los panquecitos de harina estánfortificados con ácido fólico, ya que estetipo de vitamina principalmente causará ungran beneficio para el consumidor ymujeres en general. Y además, esteproducto no contiene sustancias comoconservadores, ya que es un productonatural.
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Por lo tanto esta investigación se enfoca enla realización de panquecitos de harina deguineo para tener un diferente consumo enestado verde y poder tomar los nutrientesnecesarios que éste fruto aporta en unproducto convencional y que cualquierapuede consumir.
Materiales y Métodos
El proceso de obtención de los panquecitosde harina de guineo se basa en el siguientediagrama de bloques, que muestra laFigura 1.
Resultados y Discusión
Se han comercializado los productospanificados desde hace muchos años; en elcaso de los panques se comercializan enpanaderías y establecimientos, lo cual serealiza en un corto tiempo ya que es unproducto altamente perecedero y demanera industrial contiene conservantes, elproducto propuesto está libre deconservadores.
Generalmente los productos panificadosque se elaboran comúnmente son deharina de trigo, y en si no contienen lasmismas propiedades (350 mg de potasio,fibra, etc.) que un panquecito a base deharina de guineo, característicassensoriales del producto se puedenobservar en la Tabla 1 y característicasnutrimentales de la materia prima (guineo)y del producto terminado, que se puedenobservar en la tabla 2, en la cual seobserva un alto contenido en fibra,proteína y carbohidratos que ayuda al buenfuncionamiento del organismo.
Tabla 1. Características sensoriales del producto
Sabor Peculiar a mantequilla y al finalsabor a guineo
Olor Antojable, característico a pan yse percibe poco el olor a guineo
Color Café claro dorado característico apan.
Aspecto Esponjoso
Palatabilidad Se disuelve con facilidad
Textura Suave
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Tabla 2. Análisis químico proximal del guineo (Musaparadisica)
Materia prima Productoterminado
Humedad (%) 53.31 +/- 1.93 ND
Cenizas (%) 0.18 +/- 0.006 0.08 +/-0.002
Extracto etéreo(%)
2.23 +/- 0.04 7.23 +/- 0.08
Fibra (%) 7.25 +/- 2.24 1.02 +/-0.003
Sustanciasnitrogenadas (%)
7.61 3.92
Carbohidratos (%) 29.41 5.45
Los panques a nivel industrial quecomercializan algunas empresas derenombre contienen colorantes y altoscontenidos en sodio bajos en nutrientescomo potasio; la competencia es cerradaya que todos los productos panificados sonmuy caros y llevan un proceso deindustrialización más costoso, es por esoque esta propuesta es viable paraaprovechar de manera diferente la materiaprima en estado verde.
El uso de las transformaciones de las frutaso las tecnologías de conservación dealimentos son las que más se aplican hoyen día, ya que ayudan a alargar la vida útilde la materia prima (Badui, 2006). Elguineo es unas de las materias primas queprincipalmente se venden de manera cruday no procesada (SAGARPA, 2003). Es porello que se crea la idea que aprovechar esamateria prima que además de ser rico concontenido nutricional, se puede aprovechartodo el año y además es económico.
Referencias
Badui S. D. 2006 Química de los alimentos,4ta edición, Pearson Educación, México, pp:245, 246
Adrian, J.; Fragne, R. La ciencia de losAlimentos de la A a la Z. 1990 Edit. Acribia,S.A. Zaragoza, España. 33p
SAGARPA. 2003. Manual dealmacenamiento y transporte de frutas yhortalizas frescas en materia deinocuidad. Servicio Nacional de Sanidad,Inocuidad y CalidadAgroalimentaria, México.
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SIMULACIÓN DE UN CONTROLADOR PI DIFUSO PARAUN PÉNDULO INVERTIDO
Munguía Ballinas, Carlos Martín1; Cruz Morales, Álvaro1; López Ángel, Lexi Javivi1; CamachoFernández, César Alberto1; Rodríguez Hernández, Ludwi1.
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, CintalapaChiapas.
Resumen— El péndulo invertido es un ejemplo clásico de control que facilitarealizar simulaciones y experimentos para mostrar la salida de controladores decualquier tipo, por ejemplo un controlador PI. Sin embargo, la implementación de lametodología de fuzzy logic para el diseño de un controlador difuso nos ayuda aaproximarnos a la solución de problemas muy complejos y no lineales, que no puedenser tratados fácilmente por métodos convencionales. De esta manera, realizar unasimulación del programa del controlador PI difuso en C++ Builder es para que se puedaobservar gráficamente la posición deseada del péndulo con un tiempo rápido derespuesta y además permita cuantificar, en términos de su desempeño, la mejorsintonización de las ganancias del controlador. Al final del proceso de simulación, selogra tener el diseño del controlador PI difuso con el que el sistema del pénduloinvertido logra alcanzar el valor de referencia o el valor deseado de salida.
Palabras clave: controlador, diseño, fuzzy logic.
Abctract— The inverted pendulum is a classic example of control that facilitatessimulations and experiments to show the output driver of any kind, such as a PIcontroller. However, implementation of fuzzy logic methodology for designing a fuzzycontroller helps us to approach the solution of highly complex and nonlinear problems,which can not be easily treated by conventional methods. In this way, perform asimulation program of fuzzy PI controller in C ++ Builder is so you can graphically seethe desired position of the pendulum with a fast response time and also to quantify interms of its performance, the best tuning of the controller gains. At the end of thesimulation process, it is achieved be designing the fuzzy PI controller with which theinverted pendulum system manages to achieve the reference value or the desired outputvalue.
Keywords: controller, design, fuzzy logic.
Introducción
Un péndulo invertido se encuentraconstituido por una barra cilíndrica que semueve libremente sobre un pivote fijo yéste a su vez se encuentra situado sobreuna plataforma móvil que se desplazahorizontalmente. La barra se encuentraexpuesta a que se ejerzan sobre elladiferentes fuerzas de distinta naturalezaque provocan que el péndulo se
desequilibre en cualquier momento,originando así un sistema inestable y nolineal (Aracil y Gordillo., 2005). Estesistema, es por tanto, un ejemplo clásico decontrol que permite realizar simulaciones yexperimentos para mostrar la salida decontroladores de cualquier tipo, por lo queun diseño de estos controladores conlógica difusa también debe ejecutar unaacción de control, o bien, el equilibrio delpéndulo.
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La lógica difusa, o también conocida comofuzzy logic, es un modelo alternativo quepermite procesar información extensa,compleja e imprecisa, para los cuales lamatemática y la lógica clásica no sonsuficientes. De los Santos Ruíz (2008)menciona que las bases teóricas de lalógica difusa fueron enunciadas en 1965por Lotfi A. Zadeh, y formalizadas por elmismo Zadeh, en 1971, la teoría de lalógica difusa tal como se conoce en laactualidad, pues la idea es simplificar loscálculos matemáticos para conectar ellenguaje con la inteligencia humana.
Tal como lo indica su nombre, la lógicadifusa opera con conjuntos que no sonnítidamente definidos, es decir, la transiciónentre la pertenencia y la no pertenencia deun elemento a un conjunto es gradual. Unconjunto difuso facilita el manejo deconceptos vagos e imprecisos, a través deuna función de pertenencia para los valoreslingüísticos como frío, templado, caliente,mucho, poco, etc.
Uno de los usos, de la lógica difusa es parael modelado, simulación y control desistemas no lineales, por ejemplo elpéndulo invertido.
Del Brío (2006), sostiene que los sistemasbasados con esta nueva lógica, permiteincorporar un cierto tipo de inteligencia enel procesamiento y control, para que seancapaces de responder a los cambios decondiciones que haya durante el proceso,ejemplo de esto son las aplicaciones másrelevantes como: sistemas de frenado ABS,autoenfoque de cámaras, maniobras deacoplamiento y control automático, controlde velocidad de trenes metropolitanos ytodo equipo electrodoméstico con selloFuzzy Logic.
Materiales y Métodos
Modelado matemático del péndulo invertido
El péndulo invertido es un dispositivo físicoque consiste en una barra cilíndrica queoscila libremente alrededor un pivote fijo. Elpivote está montado sobre una pieza móvil(carrito) que se desplaza en direcciónhorizontal. La barra tiende a caer desde laposición vertical, ya que es una posición deequilibrio inestable, por lo que seránecesario entonces, encontrar un modelomatemático que permita utilizarse dentrodel sistema de control difuso que permitaestabilizar el péndulo en una posicióndeseada o de referencia.
Se puede considerar, lo propuesto por laUniversity of Michigan (2007), un sistemade dos dimensiones donde el carrito con unpéndulo invertido (Fig. 1), es "empujado"con una fuerza impulsiva, F. Se determinalas ecuaciones dinámicas de movimientodel sistema, y se linealiza cerca del ángulodel péndulo, theta.
Figura 1. Carrito con péndulo invertido. Tomado DeMiguélez (2002).
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Se asumen los siguientes valoresexpresados en la Tabla1, para las variablesinvolucradas en el modelado:
Tabla 1 Variables del modelado del péndulo invertido
M masa del carro 0.5 kg
m masa del péndulo 0.5 kg
b fricción del carro 0.1 N/m/seg
llongitud al centro de masa del
péndulo0.3 m
I inercia del péndulo0.006
kg*m^2
F fuerza aplicada al carro 1N
x coordenadas de posición del carro
thetaángulo del péndulo respecto de la
vertical
Como el objetivo es el control de laposición del péndulo, por lo tanto, en loscriterios de diseño no se tomará en cuentala posición del carro. Se considera que elsistema comienza en equilibrio, yexperimenta una fuerza impulsiva de 1N.
Se realiza el análisis de las fuerzas paraobtener el sistema de ecuaciones. Acontinuación se presentan los diagramasde cuerpo libre del sistema en la Figura 2.
Figura 2. Diagrama del cuerpo libre del sistema.Tomado De Miguélez (2002).
Sumando las fuerzas en el diagrama decuerpo libre del carro en la direcciónhorizontal, se obtiene la siguiente ecuacióndel movimiento:̈ + ̇ + = ----- Ecuación 1
Sumando las fuerzas en el diagrama decuerpo libre del péndulo en la direcciónhorizontal, se obtiene una ecuación para N:
= ̈ + ̈ − ̇------ Ecuación 2
Se sustituye la ecuación 2 en la ecuación 1y obtenemos la primera ecuación delmovimiento de este sistema:
( + ) ̈ + ̇ + ̈ − ̇ =------ Ecuación 3
Para obtener la segunda ecuación demovimiento, se suman las fuerzasperpendiculares al péndulo:
+ − = ̈ + ̈------ Ecuación 4
La sumatoria de los momentos sobre elcentroide del péndulo está dada por lasiguiente ecuación:
− − = ̈ ------ Ecuación 5
Combinando las ecuaciones 4 y 5, se
obtiene la segunda ecuación dinámica:
( + ) ̈ + = − ̈------ Ecuación 6
Como se requiere trabajar con funcioneslineales, las ecuaciones 3 y 6 deben serlinealizadas alrededor de theta = Pi. Seasume que theta = Pi + ø(ø representa unpequeño ángulo en la dirección vertical).Por lo tanto, cos(theta) = -1, sin(theta) = -ø,
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y (d(theta)/dt)^2 =0. La linealización de lasdos ecuaciones de movimiento son:
( + )∅̈ − ∅ = ̈ ---- Ecuación7
( + ) ̈ + ̇ − ∅̈ = ---- Ecuación 8
donde u representa la entrada.
Para obtener analíticamente la función detransferencia de las ecuaciones del sistemalinealizado (ecuaciones 7 y 8), se debetomar primero la transformada de Laplacede dichas ecuaciones. Las transformadasde Laplace son:( + )Φ( ) − Φ( ) = ( )
-----Ecuación9
( + ) ( ) + ( ) − Φ(s)s = ( )-----Ecuación 10
Como la salida es el ángulo Phi, seresuelve la ecuación 9 para X(s) y sesustituye el despeje en la ecuación 10:
( + ) + Φ( ) + +Φ( ) − Φ( ) = ( )-----Ecuación 11
Reordenando, la función de transferenciaes:
( )( ) = ( ) ( )-----Ecuación 12
donde, = [( + )( + ) − ( ) ]De la función de transferencia (Ecuación
12), puede verse que hay un polo y un cero
en el origen. Estos puede ser cancelados y
la función de transferencia será:
Φ( )( ) = + ( + ) − ( + ) −------Ecuación 13
Se sustituyen los valores de las variablesen la ecuación 13 de donde la función detransferencia es:
1100346.01936.0
0193.123
sss
s
U s
s
------Ecuación 14
De acuerdo a Kuo (1996) y Ogata (1998),para un sistema de orden alto es deseableaproximar la función de transferencia a unsistema de menor orden, en este caso unsegundo orden de tal forma que se reduzcael esfuerzo de análisis y diseño. La relaciónde la función de transferencia de orden altocon la función de transferencia de laaproximación de orden bajo está dada porla ecuación:
1936.0
0346.0
10
:
1
1
1100346.01936.0
1
3
222
111
33
221
221
23
221
l
mdl
mdl
dondede
slslsl
smsm
sss
sdsd
M
M
sL
sH
------Ecuación 15
Se resuelven los coeficientes desconocidos
en sLMuna vez que sHM
es dada, conla siguiente ecuación:
1915.10,9308.992
9680.1,8731.3
03748.0222
8731.300119.0872.3022
938.991000692.02
222
22
161
1
12
1222
22244
23425166
223144
2122
22
22314444
2121222
66
44
22
44
22
dddfe
ddfe
llllllf
llllf
llf
dmmmmmfe
ddmmfe
Ecuaciónsfsfsf
sese
M
M
sL
sH
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Se sustituyen los valores de d1 y d2 en laecuación 17:
( ) = 11 + +------Ecuación 17
Para obtener:
11915.109680.1
0193.12
ss
sM sL
------Ecuación 18
Así que de la ecuación 18 se obtiene lafunción de transferencia de segundo ordendel péndulo invertido:
309.25369.23
3540.22
ss
s
U s
s
------Ecuación 19
A partir de la función de transferenciacontinua, se puede generar el modelo desimulación discretizado es:
.24708.4309.2
309.2
24708.4309.2
4708.4309.2
14708.4309.2
8618.4
212
2
2
2
2
2
nnn uuuTT
T
nyTT
TT
nyTT
Tny
------Ecuación 20
Diseño del controlador difuso
Las variables de entrada para elcontrolador proporcional-integral difuso sonel error e[n] y el incremento de error ∆e[n],para las cuales se consideran un universode discurso normalizado en el intervalo [-1,1] particionado en funciones depertenencia de forma trapezoidal en losextremos del universo de discurso y deforma triangular para los demás. La
partición difusa de las variables de entradase puede observar en la Fig. 3.
Figura 3. Particiones difusas de las variables deentrada.
Los conjuntos difusos de las variables deentrada tanto para el error y el incrementode error quedaron definidos de acuerdo a latabla 2.
Tabla 2 Definición de conjuntos difusos de lasvariables de entrada.
Nombre Símbolo FM Inicio Máx. Má
x.
Fin
Negativo
Grande
NG Trapezoidal -1 -1 -2/3 -
1/3
Negativo
Pequeño
NP Triangular -2/3 -1/3 0
Cero CE Triangular -1/3 0 1/3
Positivo
Pequeño
PP Triangular 0 1/3 2/3
Positivo
Grande
PG Trapezoidal 1/3 2/3 1 1
La base de reglas para nuestro controladorPI difuso tipo Sugeno está compuesta de25 reglas, las cuales se muestran en latabla 3 en una matriz de asociación difusa.
ISSN 2007-9516 CD ROM150
Tabla 3 Matríz de asociación difusa para el ontroladorPI difuso.
∆℮
NG NP CE PP PG
NG -1 -0.75 -0.5 0.25 0
NP -0.75 -0.5 0.25 0 0.25
℮ CE -0.5 -0.25 0 0.25 0.5
PP -0.25 0 0.25 0.5 0.75
PG 0 0.25 0.5 0.75 1
Las salidas difusas (cambio en la acciónde control (∆u)) son funciones demembresía simples o los denominadossingletones, definidas en un dominionormalizado [-1,1] con las característicasque se muestran en la tabla 4.
Tabla 4. Elementos difusos en la salida.
Nombre Símbolo FM Posición
Negativo Grande NG Singleton -1
Negativo Medio Grande NMG Singleton -0.75
Negativo Mediano NM Singleton -0.5
Negativo Pequeño NP Singleton -0.25
Cero CE Singleton 0
Positivo Pequeño PP Singleton 0.25
Positivo Mediano PM Singleton 0.5
Positivo Medio Grande PMG Singleton 0.75
Positivo Grande PG Singleton 1
En el diseño del controlador se debe tomaren cuenta que las variables de entrada ysalida del controlador difuso están en undominio normalizado, por lo tanto éstas sedeben normalizar en la entrada ydesnormalizar en la salida. Esto se logra
con la introducción de los factores deescalamiento o ganancias del controlador,ver figura 4. =∆ = ∆∆ = ∆
Figura 4. Factores de escalamientos del controladorPI difuso.
Sintonización del controlador
La sintonización se realiza asignandovalores a las ganancias G1, G2 y G3 delcontrolador difuso de manera arbitraria. Elajuste de las ganancias, que se lleva acabopor prueba y error, permite que elcontrolador pueda ser capaz de responderen forma rápida y eficazmente para llegar aobtener el valor de referencia o valordeseado.
Para medir el desempeño del controladorse usan integrales del error e(t)=r(t)–y(t),pues lo que nos importa es el error total.Estas integrales se denominan índices dedesempeño y algunos de ellos son el ISE,IAE, ITSE y el ITAE.
El ITAE es el que se usará en elcontrolador PI difuso para obtener el menoríndice de desempeño, pues con ésteresultado obtenemos la certeza de quenuestro controlador trabajará de maneraóptima.
ISSN 2007-9516 CD ROM151
Interfaz en C++ Builder
El desarrollo y simulación del algoritmo delcontrolador proporcional integral difuso selleva a cabo utilizando el programa C++Builder versión 6.0.
Se usa C++ Builder ya que permite unaprogramación en un entornocompletamente visual, pues en elformulario se puede introducir botones deacción, cajas de edición, etiquetas, etc.
La presentación del programa realizado esel que podemos ver a continuación en lafigura 5.
Figura 5. Factores de escalamientos del controladorPI difuso.
En la pantalla anterior se introducen losdatos o valores para realizar la simulacióndel controlador PI difuso, los cuales son:período de muestreo, tiempo final desimulación, posición deseada del péndulo,posición actual y las ganancias (G1, G2,G3) del controlador. Así también, se puedeconocer el índice de desempeño delcontrolador en la casilla marcada con laetiqueta ITAE y observar gráficamente larespuesta del sistema.
Resultados y Discusión
Para comprobar el funcionamiento delalgoritmo de nuestro controlador PI difusose realizaron algunas pruebas, indicandoen cada una de ellas los valorescorrespondientes para la simulación.
En la siguiente figura 6 se puede observarque el sistema responde de acuerdo a losdatos ingresados en las cajas de edición yque el diseño del controlador propicia lasalida del sistema hacia la posicióndeseada.
Figura 6. Respuesta del sistema con ganancias 0.005,3, 12, respectivamente a G1, G2, G3.
En la figura 7 se observa que el sistemarespondió mejor con diferentes gananciasdel controlador a la de la anterior prueba;observe que ambas simulaciones sondonde la posición inicial del péndulo es 70grados. La acción de control diferente, quese observa con la línea color verde, permiteque la salida, línea azul, alcance el valordeseado más rápidamente, sin embargo elITAE nos arroja un valor de 269 unidades,valor un poco alto.
Figura 7. Respuesta del sistema con ganancias 0.01,5, 25, respectivamente a G1, G2, G3.
La sintonización de las ganancias de G1,G2 y G3, son las que permiten mejorar laacción de control de modo que la salida delsistema sea la deseada con un tiempo derespuesta rápida.
ISSN 2007-9516 CD ROM152
Realizando una simulación más, utilizandolos mismos valores de posición deseada yposición actual, podemos percatarnos quelos mejores valores de los parámetros delcontrolador (G1, G2, G3) son los de: 0.01,1.5 y 13; observe la figura 8.
Figura 8. Respuesta del sistema con ganancias 0.01,1.5, 13, respectivamente a G1, G2, G3.
Durante cada simulación, el ITAEproporciona información de que tan buenoes nuestro controlador, por lo que se puedecorroborar gráficamente que la salidadeseada del sistema siempre es alcanzada.
Conclusión
El controlador PI difuso tipo Sugeno que seimplicó durante la simulación, en C++Builder, del péndulo invertido fue paraestabilizar y obtener una respuesta másrápida del sistema. Todo esto se logróobtener a través de la sintonización de lasganancias del controlador y del manejo delíndice de desempeño. Cabe aclarar que elITAE es una buena referencia cuantitativade la eficiencia del controlador PI, pues,entre menor sea este valor mejor será larespuesta que genere nuestro controlador.Aunque no existe ninguna regla quemencione que tan pequeño pueda llegar aser este valor, el usuario puede usar sucriterio para elegir el menor índice dedesempeño del controlador.
Por último, se observa que el objetivoprincipal de mantener la posición verticaldel péndulo, vista en la simulación, pudorealizarse con un tiempo de respuesta, de
aproximadamente de 5 segundos, y quepodría considerarse rápido, debido a que elcontrolador proporcional integral se diseñóaplicando lógica difusa, evitando así laimplementación de métodosconvencionales donde es necesariodeterminar, analíticamente, la sintonía delcontrolador.
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EVALUCIÓN DE LA ADAPTABILIDAD INICIAL DEQuercus Spp. PARA LA RESTAURACION DE BOSQUES
EN LOS ALTOS DE CHIAPAS.José Miguel Pérez Hernández1; Luis Ernesto López Velázquez2; Neptalí Ramírez Marcial3
1Estudiante Residente del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa; 2Docente-Investigadordel Instituto Tecnológico de Cintalapa; 3Investigador del Colegio de la Frontera Sur, unidad San
Cristóbal de las Casas, Chiapas.Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa Chiapas.
[email protected] Los Altos de Chiapas la agricultura tradicional y la extracción forestal con disturbiocrónico de baja intensidad han causado deforestación y degradación de la estructura yfunción de los bosques. Ha ocurrido una “pinarización” del paisaje, un fenómeno deamplia ocurrencia en las montañas tropicales de México, poco reconocido ycomprendido: inducción de la dominancia de pinos donde antes predominaron losencinos y una alta biodiversidad. En este trabajo se presentan resultados sobredeforestación, degradación y regeneración de los bosques remanentes. Se proponenalteraciones en la distribución de grupos de especies bajo diferentes escenarios decambio climático, y la restauración de los bosques con base en la riqueza de árbolesnativos para recuperar su biodiversidad y alcanzar un uso sustentable.
Palabras clave: Cambio climático, disturbio crónico, extracción forestal, grupos funcionales,pinarización, reforestación, restauración de bosques, sucesión forestal.Abstract
Traditional agriculture and forest use in the highlands of Chiapas have driven severeforest clearing and degradation. An induced pine-rise has swept over most of theproductive landscape units, a frequent but mostly neglected pattern in the tropicalmountains of Mexico: native pine species become dominant in forest stands thatpreviously included mostly oaks and many other broadleaved trees. Results arepresented on deforestation rates, floristic impoverishment, and natural tree regenerationin the remaining forests. The distribution of climatically associated species pools isrelated to different scenarios of regional climate change. Forest restoration practices areproposed based on using of a high number of tree species that would allofor biodiversityrecovery and sustainable use.
Keywords: Chronic disturbance, climatic change, deforestation, forest restoration, forest succession,forest use, functional groups, pine-rise.
Introducción
Los encinos son árboles o arbustos que
viven en las partes bajas de las montañas
donde forman bosques de varias especies
de encinos o mezclados con varias
especies de pinos. Algunas pocas especies
viven cerca del nivel del mar. Tienen hojas
duras, con márgenes lisos, serrados u
ondulados. Sus flores son candelillas
(CATKINS) y sus frutos son las bellotas. En
México alcanza su mayor representatividad
con alrededor de 160 especies (valencia,
2004). De las 500 especies que se estiman
a nivel mundial (Manos et al. 199),
alrededor de 107 especies son endémicas
en México. En la región de los altos de
ISSN 2007-9516 CD ROM154
Chiapas se estima que hay 12 especies
(Ramírez Marcial et al. 2005).
Los encinos se encuentran dentro de la
familia Fagaceae que comprende de seis a
nueve géneros y alrededor de 600 a 900
especies de plantas. Su forma de
crecimiento es comúnmente como árbol
(con una altura de 3 a 40 m) y algunos
como arbustos (con alturas de 10 a 60 cm),
pero nunca como hierba. Su desarrollo es
lento, causa por la cual son de larga vida, y
crecen principalmente en bosques
templados, aunque también pueden
hallarse en matorrales, pastizales y de
forma intercalada, en algunas selvas secas.
Hay un creciente interés en la
conservación, recuperación y uso duradero
de los recursos forestales como una
propuesta a los efectos de la reducción de
las áreas boscosas. En el caso de las
áreas montañosas de Chiapas, la continua
pérdida de áreas forestales no se recupera
a pesar de que cada año se invierten
cuantiosos recursos para la producción de
millones de plantas en viveros oficiales.
Una característica aparente de las políticas
actuales de reforestación es la de
privilegiar la producción de plantas de
especies maderables, sin considerar como
alternativa o complemento la propagación
de especies para fines de conservación y
restauración. Aunque en el discurso
gubernamental la recuperación de áreas
degradadas a partir de plantaciones
forestales monoespecificas, fáciles de
propagar y de rápido crecimiento. A
menudo, el uso de un número reducido de
especies para la reforestación limita la
respuesta apropiada de estas a la
diversidad de condiciones de los sitios para
forestar. Algunas especies forestales
pueden ejercer un efecto negativo para la
colonización de especies arbóreas nativas
(Ashton et al. 2001).
Por otro lado en regiones altamente
diversas como las zonas montañosas del
sureste de México hay un alto potencial
florístico para enfrentar problemas locales
de deforestación. Sin embargo este
potencial no ha sido del todo explotado
debido, en parte el escaso conocimiento
autoecologico que se tiene de las
numerosas especies arbóreas nativas y el
consecuente bajo desarrollo tecnológico
que hay para su producción y manejo. O
bien, pese a que existe esta información,
no se ha encontrado un mecanismo para
implementarla como medida concreta de
manejo. (Vázquez –Yanes et al. 2000).
Durante varios años se ha llevado a cabo
investigaciones en Ecosur para documentar
la composición florística y estructura del
bosque pino-encino y el bosque mesofilo
de montaña en Los Altos y las montañas
del norte de Chiapas (Gonzales-Espinoza
et al.1991, 1995ª, b 1997, Ramírez Marcial
et al.2001, Galindo – James et al. 2002).
Con la idea de utilizar este conocimiento
para la recuperación potencial de áreas
forestales degradadas. Asimismo, se han
realizado estudios experimentales para
describir la regeneración y el
establecimiento inicial de plántulas de un
conjunto considerable de especies bajo
distintas condiciones sucesionales
(Quintana- Ascencio et al. 1992, Ramírez
Marcial et al 1996, Martínez-Carrasco
ISSN 2007-9516 CD ROM155
1998, Mascarua- López 1999, Camacho-
cruz et al. 2000, Ramírez Marcial et al
2003, Quintana- Ascencio et al. 2004).
La conservación de los bosques de
Chiapas es una tarea difícil que no puede
enfrentarse desde una sola perspectiva
disciplinaria, sin embargo, una estrategia
viable para la recuperación de
comunidades forestales de clima templado-
frio consiste en la reintroducción de plantas
en sitios apropiados, lo que supone el
avance previo del conocimiento biológico y
el desarrollo tecnológico para la
propagación de un alto número de especies
nativas. Numerosas poblaciones de
especies arbóreas tienen limitaciones para
la dispersión de sus semillas, y en
consecuencia pocas posibilidades de llegar
a sitios apropiados para su establecimiento
natural (Camacho-Cruz et al. 2000,
Wijdeven y Kuzee 2000). Al igual que en
otras regiones se considera que la
reintroducción de plantas de hábitats
degradados, así como el enriquecimiento
de bosques secundarios en la región,
pueden ser estrategias viables para la
conservación de la flora arbórea nativa
(Higgs 1997, et al. 1997. Toh et al. 1999.
Norton y Miller 2000, Asthton et al. 2001.
Khurana y Singh 2001).
Materiales y Métodos
Recorrido de campoCon el recorrido de campo de Los Altos de
Chiapas se encontró que el Encuentro es
un parque de recreación particular ubicado
en la periferia de la ciudad y que presenta
un remanente de bosque con: pino (Pinus
teocote), encino (Quercus crassifolia) y
manzanita (Crataegus mexicana). Para el
caso de la zona de influencia de 500 m de
radio se registraron dos tipos de usos de
suelo: espacios abiertos y cuerpos de
agua.
Plantaciones experimentales:Se hizo plantaciones experimentales de
encinos (Quercus Spp.) para reducir la
deforestación y degradación de los
bosques haciendo experimentos en tres
condiciones ambientales: 1) bosque de
pino-encino, 2) matorral de Baccharis
vaccinioides y 3) sitio abierto. Dentro de
cada condición, se establecieron 30
plántulas de cada especie (90 en total),
plantadas al azar a unos 40-50 cm de
distancia entre cada plántula.
Evaluación de la adaptabilidad inicial deencinos:En esta actividad se midió el diámetro y la
altura con ayuda del vernier y la regla
métrica para comparar el crecimiento que
tienen las plántulas en los tres sitios
(Baccharis, Pino-Encino, Sitio abierto) y
cuál de los tres experimentos se adaptó
mejor (1) bosque de pino-encino, 2)
matorral de Baccharis vaccinioides y 3) sitio
abierto.)
Procesamiento y vaciado de lainformaciónPara poder realizar el análisis de la
información se creó una base de datos
electrónica con toda la información
obtenida a partir de los resultados de cada
medición (diámetro y altura) en los tres
sitios. Para ello se utilizó la paquetería de
Microsoft office 2013.
En una hoja de cálculo de Excel se
introdujeron todos los datos numéricos
correspondientes de cada especie en los
diferentes sitios para comparar el
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01020304050
Altu
ra (C
M)
Baccharis Pino-Encino Sitio Abierto
0
10
20
30
40
Altu
ra (C
M)
Bccharis Pino-Encino Sitio Abierto
0
1
2
3
4
5
6
Dia
met
ro (D
M)
Bccaharis Pino-Encino Sitio Abierto
012345
Dia
met
ro (D
M)
Baccharis Pino-Encino Sitio Abierto
crecimiento de cada plántula en los tres
sitos. Se elaboraron gráficas para la
presentar los resultados y establecer las
conclusiones preliminares.
Reuniones de retroalimentaciónSe consumaron alrededor de 15 reuniones
en las que participaron el personal de
ECOSUR interesados en el proyecto para
hacer las planeaciones y la verificación de
los avances registrados antes y después de
los trabajos de campo. Durante estas
acciones se tomaron acuerdos muy
importantes donde se destacó que la
puerta de acción a los convenios de trabajo
entre ECOSUR y los dueños de las
parcelas del ENCUENTRO es
precisamente el resultado de este trabajo
que dará pie a las próximas intervenciones
para con los interesados de este proyecto
de gran importancia.Figura 1. Primera medición de altura (QuercusSpp.).Para la restauración de bosques en Los Altos deChiapas el (Encuentro).
Figura 2. Primera medición de diámetro (QuercusSpp.).Para la restauración de bosques en Los Altos deChiapas el (Encuentro).
Figura.3. Segunda medición de altura (QuercusSpp.).Para la restauración de bosques en Los Altos deChiapas el (Encuentro).
Figura. 4. Segunda medición de diámetro (QuercusSpp.).Para la restauración de bosques en Los Altos deChiapas el (Encuentro).
Resultados y Discusión
Este proyecto a partir de la necesidad en que nosencontramos hoy en día. Se evaluó laadaptabilidad inicial de los Quercus Spp. Para larestauración de bosques en los altos de Chiapas ycomparar que tratamiento se adaptó mejor deacuerdo a las condiciones climáticas. Eltratamiento que dio mejor resultado es el deBaccharis vaccinioides es un arbusto dominante delos matorrales que se establecen en campos agrícolasabandonados ejercen un efecto de nodrizas sobre lasplántulas de Quercus Spp. En segundo lugar el desitio abierto se adpato bien al clima (radiaciónsolar) 4 no sobrevivieron. En tercer lugar la depino-encino este fue el tratamiento que dio dioresultados positivos como se esperaba ya que lahumedad mato 20 plántulas y 30 hojas secas.Estoy de acuerdo con los autores Bonfil y Soberon1999. Que la humedad afecta a la plántula y facilitaa los roedores a meterse abajo para atacar a laraíz. La finalidad de este trabajo fue conservar lasespecies que están en peligro de extinción comoson los Quercus Spp. Y conservar nuestrosbosques con toda su biodiversidad, por otra partedarle un valor ecológico.
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Anexos.
Referencias
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ISSN 2007-9516 CD ROM158
USO DE LA CASCARA DE BETABEL (BETA VULGARISL) PARA LA ELABORACIÓN DE UN BIOPLÁSTICO.
Martínez Molina, Ricardo Ramón1; Zacarías Toledo, Rudy2; Chanona Pérez, José Jorge3;López Vargas, Nicacio de Jesús4., Nucamendi Ocaña, Citlalli Guadalupe5; López Vargas
Nolberto6
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, CintalapaChiapas.
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected],[email protected],[email protected].
Resumen— La presente investigación tiene la finalidad de elaborar un bioplástico através del aprovechamiento de la cascara de betabel, buscando que el bioplástico queresulte cumpla con las características correspondientes para contener un productoalimenticio. Los plásticos derivados del petróleo tienen una alta resistencia a lacorrosión, al agua y a la descomposición bacteriana los convierte en unos residuosdifíciles de eliminar convirtiéndose en un problema ambiental. Los bioplásticos sefabrican a partir de biopolímeros muy abundantes en la naturaleza como loscarbohidratos y proteínas. Para convertir los biopolímeros en bioplásticos se les agregaun plastificante y otros aditivos para mejorar sus propiedades. La ventaja que ofrecenes que preservan fuentes de energía no renovables (petróleo) y reducen el problemacada vez más grande en el manejo de desechos. contribuyendo al mejoramiento deambiente, buscando que estos materiales que se crean a partir de la Química verde seanmateriales que no afecten en lo absoluto a nuestro planeta, creando así materialessostenibles que plantean un diseño químico y la síntesis de sustancias, donde sedesarrollen y apliquen procesos químicos para la reducción o eliminación del uso desustancias peligrosas para la salud de los seres vivos y al medio ambiente. Buscandobeneficiar a la sociedad, mediante la búsqueda de materiales ecológicos beneficiosos,encontrando así que el bioplástico es un buen material que nos puede ayudar a reducirestos problemas de contaminación que se tiene con el uso del plástico, siendo unmaterial biodegradable que nos puede servir para muchas necesidades diarias.
Palabras clave: Bioplástico, biopolímeros, plastificantes, biodegradable, biocompatibles.
Abstract— This research aims to develop a bioplastic through the use of shell beet,looking applicable features resulting bioplastic meetings to contain a food product. Thepetroleum-based plastics are highly resistant to corrosion, water and bacterialdecomposition of them makes a bulky waste become an environmental problem.Bioplastics made from biopolymers abundant in nature as carbohydrates and proteins.To convert biopolymers in bioplastics were added a plasticizer and other additives toimprove their properties. The advantage is that preserving energy sources (oil)nonrenewable and reduce the problem of managing ever-increasing waste. contributingto the improvement of the environment, looking for these materials made from greenmaterials chemistry are not at all affect our planet, creating sustainable materials thatpose a chemical design and synthesis of substances that are developed and appliedchemical processes to reduce or eliminate the use of hazardous to the health of livingbeings and environmental substances. Looking benefit society by finding beneficialecological materials, finding that the bioplastic is a good material that can help reducethese pollution problems we have with the use of plastic, being a biodegradable materialthat can help us a lot of daily needs.
Keywords: Bioplastic, polymers, plasticizers, biodegradable, biocompatible.
ISSN 2007-9516 CD ROM159
Introducción
Por lo tanto el incremento acelerado de
generación de residuos plásticos derivados
del petróleo y el aumento en el precio de
este recurso no renovable demandan
nuevas alternativas de tratamiento y
tecnología, entre las cuales surge una
tendencia en sustituir tales polímeros por
bioplásticos. Por lo tanto los plásticos
derivados del petróleo tienen una alta
resistencia a la corrosión, al agua y a la
descomposición bacteriana los convierte en
unos residuos difíciles de eliminar
convirtiéndose en un problema ambiental.
Los bioplásticos se fabrican a partir de
biopolímeros muy abundantes en la
naturaleza como los carbohidratos y
proteínas. Para convertir los biopolímeros
en bioplásticos se les agrega un
plastificante y otros aditivos para mejorar
sus propiedades. La ventaja que ofrecen
es que preservan fuentes de energía no
renovables (petróleo) y reducen el
problema cada vez más grande en el
manejo de desechos. Otra materia prima
que puede usarse para hacer bioplásticos
es la celulosa. Este polímero es el principal
componente de los tejidos vegetales y
polímero más abundante en la naturaleza.
Como el almidón, está compuesto de
moléculas de glucosa, pero unidas de
forma diferente, impidiendo la firme
compactación de las fibras. Por eso la
celulosa rinde bioplásticos quebradizos,
poco flexibles y bastante permeables a la
humedad. Como una alternativa, las
investigaciones se han volcado al
desarrollo de materiales basados en
celulosa modificada químicamente, como el
acetato de celulosa. Este compuesto es
empleado para hacer envoltorios, ya que
tiene buenas propiedades para hacer films
flexibles y resistentes a rupturas y
perforaciones. Vilches, A., Gil, D., (enero,
2011). Los biopolímeros son todos aquellos
polímeros producidos por la naturaleza
como lo son el almidón y la celulosa.
Pueden ser asimilados por varias especies
(biodegradables) y no tienen efecto toxico
en el hospedero (biocompatibles) dándoles
una gran ventaja con respecto a los
polímeros tradicionales. De ellos se derivan
los bioplásticos que en ocasiones proviene
de la misma materia prima pero al sufrir un
procesamiento distinto se origina
bioplásticos diferentes.
La biodegradabilidad de un material no
depende del origen del material sino de su
estructura química por lo que existen
bioplásticos no degradables. La American
Society for Testing and Materials (ASTM D-
5488-9449 define la biodegradabilidad
como a la capacidad de un material de
descomponerse en CO2, metano, agua y
componentes orgánicos, o biomasa, en el
cual el mecanismo predominante es la
acción enzimática de microorganismo.
Almeida, A., Ruiz, J., López, N., Pettinari,
M., (abril, 2004).
Mientras tanto las proteínas en este caso la
grenetina es una mezcla de proteínas
derivadas que se obtiene del colágeno,
tejido de sostén en la piel, cartílagos y
hueso. Está constituida principalmente de
glicina, prolina, e hidroxiprolina. Las
moléculas de grenetina se hidratan con
facilidad dando lugar a una dispersión en
forma de sol coloidal, que es resistente a la
desnaturalización por calor. Se emplea en
ISSN 2007-9516 CD ROM160
la industria alimentaria para aumentar la
viscosidad por sus características de
agente gelificaste (Fernández 2000). El uso
de la grenetina como gel determina la
consistencia y estabilidad física del
producto. Es necesario grenetina de
elevada graduación Bloom (200 a 275°), ya
que evita la cristalización. Una parte de
grenetina puede inmovilizar noventa y
nueve partes de agua. Se usa en una
proporción de 4 - 12% en relación con los
sólidos totales (Academia del área de
planta Piloto de alimentos .1999)
Materiales y Métodos
De acuerdo a datos bibliográficos se tomó
en cuenta las variedades de los betabeles
debido a que existen tres principales de
betabel entre los cuales se caracteriza el
betabel rojo, betabel dorado y chioggia
debido a este la materia prima (Betabel)
se recolecto del mercado público de
Cintalapa de Figueroa, Chiapas y
posteriormente a esto se realizó un
análisis visual para observar que las
características del betabel presentara una
madurez y una coloración rojiza, además
que estos presenten un tallo de color rojo
profundo y una raíz carnosa sin manchas y
sin daños en su estructura externa del
betabel. Esto me permitirá utilizar con
mayor facilidad la betalaínas, el cual es el
colorante principal del betabel el cual fue
establecido por Mabry y Dreiding en 1968,
basado en consideraciones estructurales y
biogenéticas. Las betalaínas son pigmentos
hidrosolubles y existen como sales en las
vacuolas de células vegetales”. (Berlín et
at, 1986. p 32).
Naturalmente la glicerina se destaca que es
un componente muy estable bajo las
condiciones típicas de almacenamiento, no
es irritante, tiene bajo grado de toxicidad
sobre el medio ambiente y, además, es
compatible con muchos otros productos
químicos.
Entre las diferentes aplicaciones se
encuentra su uso como humectante,
plastificante, emoliente, espesante,
disolvente, medio de dispersión, lubricante,
edulcorante y anticongelante.
En este caso el uso del glicerol es un
sustancia muy higroscópica y absorbe a
humedad del aire hasta que la presión de
vapor de su solución se encuentre en
equilibrio con la presión de vapor dela gua
de la atmosfera. A temperatura ambiente
es un líquido espeso incoloro y de
agradable sabor dulce. Su alta capacidad
de hidratación la hace muy adecuada en la
elaboración de alimentos de humedad
intermedia (a 50% base humedad) pues
reduce la actividad acuosa y
consecuentemente controla el crecimiento
bacteriano (Badui 1999). Debido a su
naturaleza higroscópica, actúa como
humectante en la pasta, retiene la
humedad de la misma, da suavidad e
inhibe la cristalización (Belitz y Grosch,
1997).
Diseño experimental
El objetivo de esta fase de estudio fue
establecer las condiciones óptimas de
procesado para obtener un bioplástico con
características similares a los de un
plástico de usos comercial empleando. Se
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Elaboracion debioplástico
Recoleccion
Analisis visual
Lavado
Pelado
Pesado
Molido
Filtrado
Pesado
Mezclado
Calentado
Vertido
Secado
empleó un diseño factorial multinivel que
consiste de 81 unidades experimentales,
teniendo 3 bloques. El diseño factorial
cuenta con 3 factores experimentales, 4
variables de respuesta las cuales son
permeabilidad, análisis sensorial, análisis
de degradación y análisis de perfil de
textura. Estas variables nos permitirán
conocer cuál es la bolsa con la mejor
característica y mejor diseño para su
respectivo uso.
Resultados y Discusión
Figura 2. Incorporación de los ingredientes (a),Separación de la cascara (b), Disminución de lapartícula(c)
Figura 3.Homogenizado de los ingredientes (d),Calentado de los ingredientes (e).
Figura 4. Vaciado (f), Secado a tempera ambiente (g),obtención del bioplástico (h).
En las figuras anteriores se muestra lasesión fotográfica desde la obtención de lamateria prima, hasta la obtención delbioplástico. Además de algunos avancesde la obtención de las películas debioplástico las cuales durante su vaciadodebe de realizarse con mucha lentitud paraevitar la formación de burbujas las cualespueden propiciar a su ruptura; estosbioplásticos tienen similitud con un plásticode uso comercial, tienen brillo adecuado,resistencia hasta un cierto punto. Se puedeobservar que el color característico delbetabel predomina en película debioplastico.Figura 1. Diagrama de flujo para la elaboración del bioplastico.
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Fig. 5. (2012 Diana; col). Isoterma de adsorciónexperimental y predicha con el modelo GAB, de losbioplásticos.
Tabla.1. Parámetros de ajuste de los modelos deadsorción en los bioplásticos. Vitae 19 (Supl. 1); 2012.
Tabla 2. Espesor de las películas elaboradas demucilago- almidón. XXI Concurso Universitario feria delas Ciencias, La Tecnología Y La InnovaciónUniversidad Nacional Autónoma de México. S/A.
En la figura y tablas anteriores, de acuerdoa los datos bibliográficos encontrados, semuestra que los bioplásticos presentaronalta capacidad de retención de agua paravalores superiores de 0,3 de aw. Estecomportamiento se debe posiblemente alos cambios estructurales ocurridos durantela termocompresion, ocasionando unincremento de los puntos activos de sorciónde agua en la fase solida del material.
Además podemos observar que se utilizóalgunos modelo GAB fue el que presento elmejor ajuste de los valores experimentales(menor valor de MRE) a 15, 25 y 35°C,mientras que el modelo de Oswin fue elmás deficiente. El valor de mo (humedad dela monocapa) representa la disponibilidadde sitios activos para la adsorción de aguaen el material (10); puede notarse quedisminuye con el aumento de latemperatura, posiblemente por daños enlos puntos activos de unión entre el agua yla fase solida del material al incrementarsela temperatura anteriores podemosobservar.
Algunos parámetros a evaluar en elbioplastico son la resistencia a la ruptura,deformación y coeficiente de deformaciónlas cuales nos permitirán conocer laconfiabilidad de un material, estosparámetros servirán de referencia para larealización de pruebas del bioplastico delbetabel.
Conclusión
Los resultados que se obtuvieron en laelaboración del bioplastico fueronfavorables debido a que tienen el colordeseado respectivamente al del betabel(Betavulgaris L) el cual se utiliza en laconcentraciones adecuadas y que con nosproporciona su colorante natural. Ademáslos bioplásticos tienen una resistenciaadecuada, como también presentan unbrillo agradable.
Podemos observar que la concentración denuestro plastificante es el correcto, debidoque brinda la composición adecuada delbioplástico. Además el uso de la proteínade origen animal es de uso importante en lamezcla de sus componentes.
Las bioplásticos obtenidas en este estudiopueden representar una nueva alternativapara las industrias de los alimentos.También serán útiles para preservaralimentos que requieran de una proteccióncontra los agentes ambientales ymecánicos.
Finalmente, el empleo los bioplásticosdisminuiría el uso de polímeros sintéticosde degradación lenta, así reduciendo por lotanto la contaminación.
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Referencias
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os/2011.%20Qumica_y_futuro_sostenible.p
df
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ANÁLISIS FÍSICO DEL ACEITE DE NUEZ DEMACADAMIA
Ana Cristina Ríos Burguete1, Rudy Zacarías Toledo1, Ernesto Ayvar Ramos1, Paola TaydéVázquez Villegas1.
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, CintalapaChiapas.
Resumen— Macadamia integrifolia, es un árbol cuyos frutos contienen aceite rico en ácidos
grasos monoinsaturados, del cual se han reportados características nutracéuticas y
posibilidades de uso en la industria alimentaria. Sin embargo, no existe un estudio para los
cultivos de macadamia en Chiapas. Muestras de macadamia fueron trituradas y se extrajo el
aceite en frío, posteriormente se determinó el rendimiento, índice de refracción y densidad al
aceite obtenido. El contenido de aceites en la nuez de macadamia cultivada en Chiapas
contiene un 76.0 ± 0.5 g/100g y los índices de refracción y densidad se encuentran dentro de lo
requerido por la AOCS para el uso de aceites comestibles.
Palabras clave: Macadamia integrifolia, aceite, extracción en frío
Abstract— Macadamia integrifolia It is a tree whose fruits contain oil rich in monounsaturated
fatty acids, which they have been reported nutraceutical characteristics and possibilities of use
in the food industry. However , there is no study to macadamia crop in Chiapas. Macadamia
samples were ground and extracted into cold oil, subsequently performance, refractive index
and density was determined oil obtained. The oil content in the macadamia nut grown in
Chiapas contains 76.0 ± 0.5 g / 100g and refractive index and density are within required by the
AOCS for using edible oils .
Keywords: Macadamia integrifolia, oil, cold extraction
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Introducción
Macadamia integrifolia, es un árboloriginario de las selvas tropicales del estede Australia y pertenece a la familiaProteaceae, cuando madura los frutos caenal suelo, envueltos en una cascara dura opericarpio (Suporntip y col., 2012). Losfrutos contienen aceite rico en ácidosgrasos monoinsaturados, a los cuales seles atribuyen propiedades regeneradorasde la piel y propiedades nutracéuticas,como la reducción del colesterol en sangre,lo que hace a este aceite atractivo para laindustria alimentaria (Maguirey col., 2004).
De acuerdo a la composición de los aceitesserá la recomendación de uso. Es el casode los aceites ricos en ácidos grasos monoy poli insaturados que son más sensibles ala oxidación por la presencia de oxígeno ya altas temperaturas produciendofácilmente rancidez hidrolítica u oxidativa(Duran y col., 2015).
Con la apertura de compañíascomercializadoras de Macadamia enMéxico, el cultivo de este frutal seencuentra en una etapa de crecimiento yalgunos autores han especulado que hacorto plazo, México podría ser uno de losprincipales productores de Macadamia enel mundo (Rodríguez y col. 2011). Losprincipales estados que producen la nuezde macadamia son Michoacán, Veracruz,Chiapas, Puebla, Colima y Oaxaca.Chiapas según la SAGARPA (2009)Chiapas es el cuarto productor deMacadamia con 93 toneladas por año.Siendo el mercado principal los EstadosUnidos de América, Japón y Australia, sinembargo, el consumo en Europa y Asiaactualmente está creciendo, lo uqeconstituye un beneficio económicopotencial para la regiones en donde secultive este fruto (Rodríguez y col., 2011)
Los estudios de la composición física yquímica del aceite de macadamia hanempezado a surgir, sin embargo, enninguno de ellos se ha analizado si existealguna diferencia entre los cultivares de las
diferentes regiones de México, por lo que elpresente trabajo es una parte de proyectoque busca el estudio de las característicasfísicas y químicas de la nuez y aceite demacadamia cultivada en México. En elpresente artículo se muestra el análisis delas características físicas del aceite denuez de macadamia intergrifolia.
Materiales y Métodos
Recolección del material vegetal
Se recolectaron 10 Kg del fruto caído de losarboles Macadamia integrifolia Cultivadasen la zona norte del estado de Chiapas, enel municipio de Ocosingo, en la huerta ldela empresa Macadamia Industrias deOcosingo SA de CV, durante el periodo deJunio – Agosto de 2015, seleccionando losfrutos de manera al azar y colocándolas encajas de cartón para su transportación.
Tratamiento para almacenamiento
Las semillas fueron lavadas con abundanteagua y secadas, para posteriormenteregistrar los pesos de la muestra, fueronalmacenadas en cajas nuevas de cartónhasta su uso, posteriormente fuerondescascaradas manualmente con ayuda deun rompe nueces y los núcleos fueronpesados y colocados en frascos colorámbar hasta la extracción del aceite (lotesde 500 g).
Reducción de tamaño de la nuez demacadamia
Las nueces fueron trituradas usando unprocesador de vegetales ECOMEX,dejando toda la muestra a un tamaño departícula de 800 µm.
Extracción en frío
La macadamia molida fue colocada enpaquetes de 500 envueltos en mantacruda y sujetados con hilo de algodón, seprensaron usando una prensa mecánicaarreglada con placas de hierro y
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recolectando el aceite en frascos ámbarpreviamente pesado.
Tratamiento al aceite obtenido
El aceite fue centrifugado usando unacentrifuga refrigerada HEAL FORCEmodelos HF3000, bajo condiciones de3000 rpm durante 15 min a 20°C, donde serecupero el sobrenadante y desechando elprecipitado.
Análisis de rendimiento
Debido a que el método de extracción porprensado en frío conlleva a la pérdida departe del producto, fue necesario realizarun análisis de rendimiento para lo cual seextrajo el aceite de una muestra por elmétodo de Soxhlet- Belton, utilizando éterde petróleo como solvente de extracción,esta actividad se realizo por triplicado.
Propiedades físicas del aceite
La densidad fue medida utilizando unpicnómetro a 25°C de acuerdo a lo descritoen la norma NMX-F-075-1987. El índice derefracción fue realizado con unrefractómetro tipo ABBE de acuerdo a lanorma NMX-F-074-S-1981.
Resultados y Discusión
Los datos que posteriormente sepresentan, detallan las característicasfísicas del aceite obtenido por medio delpresado en frío, así como del porcentajede extracto etéreo obtenido por métodosoxhlet, los cuales se llevaron a cabo portriplicado bajo las Normas Mexicanas.
Durante la extracción en frío fue posible larecuperación de 122.5 mL de aceite de unamuestra de de 500 g de macadamiaprensada representando un 31.8% deaceite recuperado. Lo cual permite que enla pasta prensada pueda utilizarse para unreproceso y la recuperación del aceite queaún queda en la pasta.
En la tabla 1 se muestra los resultadosobtenidos en las pruebas físicas al aceiteextraído por el método de prensado en fríoen donde podemos observar que losvalores de índice de refracción y densidadse encuentran dentro de los límitesestablecidos por la AOCS para aceitescomestibles, además de ser un reflejo delgrado de insaturación del aceite, podría seruna alternativa para uso en el consumohumano, sin embargo sería necesariocompletar las pruebas químicas y realizarestudios en la producción de alimentos y sucomportamiento con la elevación de latemperatura.
Tabla 1. Características físicas del aceitecrudo de nuez de macadamiaintergrifolia y porcentaje etéreo de laextracción química
P R E N S A D O E N F R Í O EXTRACCIÓNQUÍMICA
MUESTRA REFRACTOMETRIANMX-F-074-S-1981
DENSIDADNMX-F-075-
1987
% EXTRACTOETEREO
NMX-F-089-S-1978
1 1.4668 0.9068 72.13542 1.4660 0.9098 69.6828
3 1.4660 0.9098 69.7013SUMA 4.3988 2.7264 211.5195
PROMEDIO 1.4662 0.988 70.5065
DESV.ESTÁNDAR
±0.00046 ±0.00173 ±1.41069
Estos resultados también pueden sercomparados con los de Johanna y col.(2004) realizados para macadamia peroobtenida de Australia donde reporta un IRde 1.4662 y una densidad de 0.987.
Según los datos reportados de L. S.Maguire (2004), el total de aceite contenidoes de 59.2 (g/100 g) ± 1.5, comparando loobtenido que resultó de 70.50 (g /100 g), sededuce que este es superior a lo señalado,encontrándose por debajo de lo queespecifica Moodley (2007) 76.0 ± 0.5(g/100g); cabe señalar que el primerestudio fue realizado en Irlanda, el segundoen el sur de África, siendo este el lugarfavorable para la reproducción nuez demacadamia.
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Figura 1. Nuez de macadamia intergrifolia. b)Determinación de densidad en aceite crudo. c) Aceitede obtenido por prensado químico.
CONCLUSIÓN
Chiapas es un estado factible para laproducción de nuez de macadamia, debidoa las condiciones climatológicas necesariaspara que el fruto se desarrolle, alcance lamadurez optima y es necesario diseñar unproceso de optimización de extracción deaceite.
Referencias
AOAC. 1981. NMX-F-074-S-1981.Alimentos para humanos. Aceitesesenciales, aceites y grasas vegetales oanimales. Determinación del índice derefracción con el refractómetro de Abbé.Normas mexicanas. Dirección general denormas.
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a b cc
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DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y EVALUACIÓN DE UNCOLECTOR SOLAR PLANO CON ABSORBENTE
ORGÁNICO.López Ángel, Lexi Javivi1; Rodríguez Hernández, Ludwi1; Munguía Ballinas, Carlos Martín1;
Camacho Fernández, César Alberto1; Cruz Morales, Álvaro1; Ángel Caballero, Enrique1; MoguelNiño, Rodrigo1; Cruz Morales, Domingo1; Guzmán Meza, Fabricio Alberto1; Núñez Vallejos,
Marco Vinicio1.1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa
Chiapas.
Resumen— México cuenta con una disponibilidad significativa del recurso solar, con unpromedio de radiación de 5 Kwh/m2 por día, lo que permite realizar diseños, implementary evaluar dispositivos de aprovechamiento térmico. En esta investigación se presentanlos resultados del desarrollo de un colector solar plano con una superficie absorbenteorgánica, y otros materiales que podemos encontrar fácilmente como madera, vidrio,tubería de cobre y aislantes térmicos, mismo que fue evaluado considerando losfactores que afectan la eficiencia del sistema termo solar, como: la radiación incidente,la velocidad del viento, temperatura ambiente, temperatura interna entre otrosparámetros. Se obtuvo un 58% de eficiencia térmica, con una temperatura de salidasuperior a los 75 °C. El objetivo de la construcción del colector solar plano, es maximizarla eficiencia termodinámica del sistema con la implementación de un absorbenteorgánico que conserve la temperatura en un tiempo mayor.
Palabras clave: colector Solar, Absorbente Orgánico, Eficiencia térmica, factores ambientales,materiales porosos
Abstract— Mexico has significant solar resource availability, with an average radiation of5 kWh / m2 per day, allowing for design, implementation and evaluation of heat utilizationdevices. In this research, the results of the development of a flat solar collector with anorganic absorbent surface, and other materials that can be found easily as wood, glass,copper tubing and heat insulation, the same that was evaluated considering the factorsthat affect the efficiency are presented the solar thermal system, as incident radiation,wind speed, ambient temperature, core temperature and other parameters. 58% thermalefficiency was obtained with a temperature of over 75 ° C output. The aim of theconstruction of flat solar collector is to maximize the thermodynamic efficiency of thesystem by implementing an organic absorbent which maintains the temperature in alonger time.
Keywords: Solar collector, Absorbent Organic, thermal efficiency, environmental factors,porous materials
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Introducción
La contaminación ambiental ha tomadogran relevancia a causa de los efectoscausados por el ser humano y lanaturaleza. Una de sus principalesconsecuencias es el cambio climático,producto de las emisiones de gases efectoinvernadero, generado principalmente porla utilización de combustibles fósiles(gasolina, gas, carbón). Este problemaenergético-ambiental actual de lahumanidad obliga a la comunidad científicaa buscar nuevas formas deaprovechamiento de la energía quepermitan al ser humano utilizar los recursosenergéticos sin causar mayor daño almedio ambiente. Las investigaciones en elárea de energía solar nos presentan unaesperanza para el futuro energético de lahumanidad. La energía solar sin embargopresenta actualmente dificultades en suaplicación debido principalmente a los altoscostos de instalación de los sistemassolares.
La principal fuente de energía renovable esel sol, este envía a la tierra únicamenteenergía radiante, es decir, luz visible,radiación infrarroja y ultravioleta. Sinembargo, en la atmosfera se convierte enuna variedad de efectos, algunos de loscuales tienen importancia como recursosenergéticos, tales como la energía eólica,energía de la biomasa, la diferencia detemperatura oceánica y las energías de lasolas.
La energía solar, como recurso energéticoterrestre, está constituida simplemente porla porción de la luz que emite el sol y quees interceptada por la tierra. México es unpaís con alta incidencia de energía solar enla gran mayoría de su territorio; la zonanorte es de las más soleadas del mundo.Por su ubicación geográfica, México cuentacon excelentes recursos de energía solar,con un promedio de radiación de 5 kWh/m2
por día, lo que significa que en un m2 y conun equipo solar de eficiencia de 50% sereciba diariamente el equivalente a laenergía contenida en un metro cúbico degas natural, o bien, 1.3 litros de gas licuado
de petróleo (Secretaría de Energía(SENER) 2013, Balance Nacional deEnergía 2013. México)
Se llama “energía térmica”, a la energíasolar cuyo aprovechamiento se logra pormedio del calentamiento de algún medio.La climatización de viviendas, calefacción,refrigeración, secado, etcétera, sonaplicaciones térmicas.
La implementación de las energíasrenovables como una solución. Loscolectores solares planos son unatecnología (solar), más probada y que tieneun gran potencial de aplicación en todo elmundo. Los colectores de placas planaspueden definirse como intercambiadores decalor que aprovechan la radiación solarglobal (directa y difusa) para calentar unfluido usualmente a bajas temperaturas(<373 K) (Altfeld et al, 1988). Susprincipales aplicaciones son elcalentamiento de agua, acondicionamientode aire y procesos de secado enaplicaciones agrícolas e industriales(Chemekhit et al., 2004). En México yaexiste el uso de colectores solar planos yha ido en aumento (Heliocol, 2007) yempiezan a manifestarse suimplementación.
En México existen pocas empresasdedicadas a la fabricación de colectoressolares y la mayoría está dirigida a grandesconsumidores como hoteles, hospitales,etcétera. Puestos que estos equipos llegana tener un precio inaccesible para el sectorque no cuenta con una gran cantidad derecursos, como lo son empresas pequeñas,comercios y principalmente las familias.Cada vez son más los colectores solaresplanos ubicados en diversas zonas delpaís, que están instalados, principalmenteen naves industriales, en hoteles y encentros deportivos, (ANES, 2008).
Actualmente nuevos estudios consuperficies mejoradas en tubos deelevadores de fluido, han sido investigadoscon el fin de mejorar la eficiencia de unequipo de energías solar; sin embargo, elaumento de la eficiencia de un colector
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solar plano es inapreciable. (Hobbi et al.,2008).
Por otro lado métodos de fabricaciónnovedosos son empleados para producirequipos de gran calidad (Heliocol, 2007).Esto lleva a la creación de colectoressolares eficientes de bajo costo conmateriales accesibles y/o reciclados paralos sectores antes mencionados, dandosolución a las problemáticas de costos aestos sistemas y a la difusión de ellos paracrear un ambiente sustentable.
Materiales y Métodos
Diseño del colector solar con absorbenteorgánico.
El diseño del colector solar se realizóutilizando el software auto CAD 2013 comose muestra en la fig.1a. Para laconstrucción del prototipo que tiene unaárea de 0.357M2, el cual está constituidopor cinco elementos fundamentales:absorbente orgánico, carcasa, serpentín,placa transparente y aislante térmico.
Figura 1. Elementos principales del colector solarplano con absorbente orgánico (a). Carcasa (b),absorbente (c), serpentín (d), cubierta de vidrio (e) yaislante térmico (h)
Construcción del colector solar
El colector está construido por una carcasade madera que consta con doble pared ydoble fondo figura 2, el espacio de la doblepared es donde se ubica aislante térmicode 0.03m espesor de poliuretanoexpandido con un coeficiente deconductividad térmico de 0.034 , y en eldoble fondo se encuentra el aislantetérmico de 0.04m espesor de poliuretanocon un coeficiente de conductividad térmicode 0.023 figura 3, la carcasa cuenta conlas dimensiones de: 0.65m x 0.55m x0.12m, además de incluir pequeñasranuras para el montaje de la cubiertatrasparente y dos perforaciones circulares,de 0.03m en la parte inferior y superior paralas salidas del serpentín. Posteriormenteconsta con una placa metálica galvanizadade 0.54m x 0.49m figura. Ala par seencuentra la Malla que detiene alabsorbente en el fondo de la carcasafigura.
Figura 2. Carcasa del colector solar. Carcasa interior(a), doble fondo de la carcasa (b) y doble pared delcolector solar (c).
Figura3. Aislantes térmicos. Poliuretano extendido enlas laterales (a), (b) y poliuretano rígido (c).
La superficie absorbedora orgánica porosade color negro como lo es el carbón vegetalcon una emitancia y absorbancia de 0.87es la placa posterior del material antesmencionado como se observa en la figura4a, en el las paredes del colector se colocólámina galvanizada para evitar pérdidas y
d
e h
a b
c
a b c
a b c
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para dirigir la reflexión de la radiación solarhacia la superficie orgánica figura 4b.
Figura 4. Materiales para la mayor absorción deradiación solar. Superficie absorbedora (a) y láminagalvanizada (b).
El serpentín está constituido de cobre ½”como se observa en la figura 5 debido a suconductividad térmica de 389.6 W/m.k, pordonde el líquido va a trasegar, de unalongitud de 5.20 m, mismo material que fuecortado en secciones de 0.45 m y unidoscon codos de cobre de 90º con soldadurade estaño.
La placa de vidrio de 4 mm de espesor conuna emitancia 0.88 y Trasmitancia 0.89 fuesellada con silicón en la parte superior de lacarcasa, misma que incluye ranurasespecíficas para su colocación figura 5b.En el final de la tubería de salida del fluidoa mayor temperatura se adaptó una llavede paso figura 5c.
Figura 5. Serpentín(a), cubierta (b) y llave de paso (c)
Figura 6. Ensamblaje del colector solar plano conabsorbente orgánico. Cubierta de cristal (1), placaabsorbedora (2), serpentín de cobre (3), aislanteespuma de poliuretano (4), aislante poliuretanoexpandido (5) y carcasa (6) .
Evaluación del colector solar plano conabsorbente orgánico
La evaluación de un dispositivo térmico esimportante para conocer la eficiencia deoperación, identificar los parámetros queintervienen directamente en sufuncionamiento, comparar elfuncionamiento de los diversos tipos decolectores solares, determinar eldesempeño que tienen los materiales conlos cuales se construyen, comparar lastecnologías y obtener los datos pararealizar los cálculos de pérdidas en el fondodel colector, paredes y parte superior y laeficiencia térmica.
Cálculos del colector solar plano conabsorbente orgánico.
1.-Calor útil con función a temperatura.
Los Colectores solares reciben energíaradiante solar y transfieren al fluido quefluye. La ganancia de energía útil delcolector determina el aumento de latemperatura del fluido que fluye entérminos de diseño y variablesoperacionales. Ecuación (1) expresa laganancia de energía útil con función a latemperatura de un colector solar.= ( ) − ( − ) (1)
a b
a b c
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Donde Ac es el área del colector, HT laradiación solar incidente, es el productode la fracción de radiación absorbida, elcoeficiente global de pérdidas. Y sonrespectivamente la temperatura de salidadel fluido de 348k y 303k de temperaturade entrada.
1.1. Coeficiente total de pérdidas de calorSe obtiene el coeficiente global depérdidas UL con base a la ecuación(2).(Hc.Hottel, et al,1942: S.A. Klevin,1975.)
UL = Ut + U b + U e
= + +. . (2)
Donde:
El Coeficiente de transferencia de calor porconvección debido al aire soplado sobre lacubierta en la ecuación (3). (W.H MeAdams, 1954.)ℎ = 5.7 + 3.8( ) (W/m2K) (3)= 0.43(1 − )
= (1 + 0.089ℎ + 0.1166ℎ )(1 +0.07899 ) (4)= 520(1 − 0.000051 )0 < <70˚ = 70˚1.2 coeficiente de pérdidas de calor en elfondo.
Se realizó el cálculo del Coeficiente depérdidas de calor por conducción en elfondo del colector en la ecuación(6)(W/m2K) = (6)
1.3 coeficiente de pérdidas de calor en loslados.
Para la obtención del Coeficiente depérdidas de calor por conducción en loslados del colector se utilizó la formula (7)(W/m2K)
(7)
Para la obtención del Calor útil fuenecesario encontrar la fracción de laradiación solar que absorbida por elcolector en la ecuación (8)= .( ) (8)
Con la ecuación (1) y con resultados de lasvariables anteriores obtuvimos el calor útilcon función a la temperatura.= ( ) − ( − ) (1)
1.4 Eficiencia del colector solar plano.
Eficiencia del colector solar plano fuerealizada mediante la ecuación (9), (J.ADuffie, et al.1980), que es la relación decalor útil entre el producto de radiaciónincidente y el área del colector.ℎ = (100%) (9)
Resultados y Discusión
La evaluación del colector se llevó a caboen las instalaciones del InstitutoTecnológico Superior de Cintalapa pararealizar pruebas de eficiencia con lalongitud y la latitud de Cintalapa (latitud27.3083, longitud -101.585), al conocer elángulo de inclinación del colector que es de26º y 103º grados con respecto al nortebuscando el sol. Se desarrolló larecolección de datos de la radiaciónincidente en un horario de 10:00 am a17:00 pm con intervalos de 20 min en cadamedición durante un mes en el periodo del30 de septiembre al 28 de octubre del2015, los factores de medición fueron:radiación Solar con ayuda de un medidorsolar pce-spm1 se obtenían mediciones enw/m2, velocidad del viento máxima y
(5)
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0102030405060708090
°C
Hora
Tem. DeEntrada delAgua
Tem. DeSaliada delAgua
0
0.5
1
1.5
10:0
010
:40
11:2
012
:00
12:4
013
:20
14:0
014
:40
15:2
016
:00
KWH/
M2
HORADia Soleado Dia Nublado
05
101520253035
10:0
010
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11:2
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12:4
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°CHora
Dia Soleado
Dia Nublado
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5
10
15
20
25
Km/h
Hora
Vel. Min Dia SoleadoVel. Max Dia SoleadoVel. Min dia NubladoVel. Max Dia Nublado
mínima en m/s con un termo-anemómetrohd300-hxtech ,la temperatura ambiente selogró con un termómetro ambiental en ºc ,lainterna, externa, de tubería, cubierta y asícomo la temperatura de salida y entradadel agua se consiguió con la pistolainfrarroja Maxtech ms-6530ª en ºc alobtener todos los datos se promedió pararealizar el cálculo de la eficiencia.
En la evaluación, se capturaron los datosde cada parámetro, los resultados semuestran en las siguientes figuras.
En la figura 1, se muestra la radiaciónincidente recopilada durante un día soleadoy un día nublado.
El promedio de radiación obtenido duranteun día soleado es de 0.917 Kwh/m2, porotra parte el promedio de radiación duranteun día nublado fue de 0.295 Kwh/m2.
Figura 1. Radiación incidente
En la figura 2, se puede observar elcomportamiento del viento durante los díasanalizados, velocidad máxima y mínima delas corrientes de aire, con un promedio de2.2 km/h a 7.8 km/h Durante un día soleadoy de 2.6 km/h a 8.6 km/h durante un díanublado.
Figura 2. Velocidad del viento.
La temperatura ambiente también fueevaluada, los resultados se puede apreciaren la figura 3.
Figura 3. Temperatura ambiente.
Se observa que la variación que existióentre un día soleado y un nublado fueaproximadamente de 5 a 7 º C.
En la figura 4 y 5, se muestra elcomportamiento del agua antes de pasarpor la tubería del colector y después de queesta circula por el serpentín, se observaclaramente el aumento de la temperaturaen el agua y su descenso lentamentepasado las horas pico de radiación tanto enun día soleado como en un día nublado.
Figura 4. Comportamiento del fluido en un díasoleado.
ISSN 2007-9516 CD ROM174
01020304050
°C
Hora
Tem. Deentrada delAgua
Tem. Desalida delAgua
Figura 5. Comportamiento del fluido en un díanublado.
Todos los factores evaluados afectandirectamente el comportamiento térmico delcolector solar, en un día soleado donde lasvariables propician el buen desempeño delequipo el rendimiento será el máximo, porlo contrario en un día en el cual se tenga unnivel aceptable de radiación solar elcomportamiento se verá reducido.
Para el cálculo de la eficiencia se tomó encuenta los resultados obtenidos durante eldía soleado, donde el colector alcanza sumáxima capacidad para calentar el fluidocon la fórmulas de eficiencia mostradasanteriormente se obtuvo una eficiencia delcolector solar de 58 %, lo que indica unbuen desempeño del absorbente orgánico.
El colector solar de placa plana conabsorbente orgánico que se evalúopresentó una eficiencia térmica similar a lasdocumentadas por H.U. Helvaci y Z.A.Khanque registro una eficiencia del 60.2% a68.8%, R. D. Maldonado obtuvo unaeficiencia de 34-68 %.
Referencias
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11. R. D. Maldonadoa, E. Huerta, J. E.Corona,O. Ceh, A. I. León, I. HenandezDesign and construction of a solar flatcollector for social housing in México,Energy Procedia 57 ( 2014 ) 2159 – 2166.
NomenclaturaAC Área del
colector ,m2Ka Conductividad
térmica del aislantew/m.k
N Numero decubierta
Hw Coeficiente detransferencia decalor por el airesobre la cubierta
Tp Temperaturasalida
Ul Total de coeficientede transferencia decalor
Ta Temperatura deentrada
ᵝ Angulo deinclinación
V Velocidad delviento
Constante de Stefan-Boltzman
Ub Coeficiente detransferencia enel fondo, w/m2k
Emitancia de la placaabsorbedora
Ut Coeficiente detransferencia enla parte superior,w/m2k
Emitancia del vidrio
Ue Coeficiente detransferencia enla partelaterales, w/m2k
Absorbancia de laplaca
Qu Calor útil Trasmitancia de laplaca
ISSN 2007-9516 CD ROM175
EVALUACIÓN DE UNA BIOPELÍCULA ANTIFÙNGICACON ACEITE DE ORÉGANO PARA EL QUESO BOLA DE
OCOSINGOVázquez Velázquez Robinson Marconi1*, Corzo González Hipólito1, Rosado Zarrabal Thelma1
Rodríguez López Miguel Ángel11 Universidad Tecnológica de la Selva. Entronque Tonina km 0.5 carretera OcosingoAltamirano, Ocosingo Chiapas
* [email protected] - El queso “Bola de Ocosingo” es artesanal y representativo del municipio delmismo nombre en el estado de Chiapas, México. Es un queso crema madurado, recubierto deun “forro” doble de pasta hilada. Su elaboración se realiza en dos etapas, la primera atemperatura ambiente (promedio de 30°C) por 7 d y la segunda a temperatura de 5 °C por 14d. Después de tres semanas de almacenamiento, el queso Bola de Ocosingo comienza adesarrollar en su superficie hongos del genero Aspergillus lo que provoca una degradación enla calidad del queso y una mala presentación al consumidor. Para evitar el crecimiento delhongo se trabajó primero con el diseño de una biopelicula, esta fue con base a trestratamientos que incluía proteínas del suero de la leche al 2%, 4% y 6%, glicerol se mantuvoconstante al 8%, alginato se mantuvo constante al 1.5% y con base al color, punto de fusión yresistencias a rupturas se escogió la biopelicula del tratamiento 2 que se utilizaría paraagregar el aceite de orégano y se utilizaría como antifúngica. Para esto se trabajaron concuatro tratamientos incluyendo el testigo agregando a la biopelicula 0, 6, 8 y 10 % de aceite deorégano para analizar la efectividad del poder antifungico. La temperatura de secado de lasbiopelicula fue 60º C durante 72 horas. La biopelicula antifúngica con el tratamiento 3 fue laseleccionada por presentar mayor poder antifungico y menor olor al aceite de orégano.Palabras clave: Queso Bola de Ocosingo, Biopelicula
Abstract- Cheese "ball Ocosingo" is handmade and representative of the municipality of thesame name in the state of Chiapas, Mexico. It is a matured cream cheese, covered with adouble "forro" spun paste. Its preparation is performed in two stages, first at room temperature(average 30 ° C) for 7 d at the second temperature of 5 ° C for 14 d. After three weeks ofstorage, the cheese ball Ocosingo begins to develop in the fungi of the genus Aspergilluswhich causes a degradation in the quality of the cheese and consumer misrepresentationsurface. To prevent fungal growth was first worked with the design of a biofilm, this was basedon three treatments including proteins whey 2%, 4% and 6% glycerol was kept constant at 8%alginate It remained constant at 1.5% and based on the color, melting point and resistance tobreakage biofilm of treatment 2 to be used to add oil of oregano and is used as antifungal waschosen. For this they worked with four treatments including the control adding to the biofilm 0,6, 8 and 10% oil of oregano to analyze the effectiveness of antifungal power. The dryingtemperature of the biofilm was 60 ° C for 72 hours. Biofilm antifungal treatment 3 was selectedto present more power and less antifungal smell of oregano oil Cheese "ball Ocosingo" ishandmade and representative of the municipality of the same name in the state of Chiapas,Mexico. It is a matured cream cheese, covered with a double "forro" spun paste. Itspreparation is performed in two stages, first at room temperature (average 30 ° C) for 7 d at thesecon d temperature of 5 ° C for 14 d. After three weeks of storage, the cheese ball Ocosingobegins to develop in the fungi of the genus Aspergillus which causes a degradation in thequality of the cheese and consumer misrepresentation surface. To prevent fungal growth wasfirst worked with the design of a biofilm, this was based on three treatments including proteinswhey 2%, 4% and 6% glycerol was kept constant at 8% alginate It remained constant at 1.5%and based on the color, melting point and resistance to breakage biofilm of treatment 2 to beused to add oil of oregano and is used as antifungal was chosen. For this they worked withfour treatments including the control adding to the biofilm 0, 6, 8 and 10% oil of oregano toanalyze the effectiveness of antifungal power. The drying temperature of the biofilm was 60 ° Cfor 72 hours. Biofilm antifungal treatment 3 was selected to present more power and lessantifungal smell of oregano oilKeywords: Cheese ball Ocosingo, biofilm.
ISSN 2007-9516 CD ROM176
Introducción
El presente proyecto surge por la necesidadde contribuir y plantear nuevas alternativas parala conservación de la vida anaquel de quesobola de Ocosingo a partir de una biopeliculahecha con proteínas de suero de lecheutilizando aceite de orégano como antifungico.
El queso bola de Ocosingo es un queso conidentidad propia producido en Ocosingo,Chiapas de manera artesanal, presentacaracterísticas distintivas debido a la calidad dela leche y a las condiciones climáticas de laregión. La leche con la que se elabora el quesocontiene alrededor de3.2% de proteína y el 3.9% de grasa. Laproporción de estos componentes propicia ladistinción de la calidad sensorial de la leche ypor consecuencia del queso.
El queso bola de Ocosingo es un producto degran presencia cuyo tamaño es deaproximadamente 750 g, está recubierto pordos forros realizados con la misma lechedescremada, su aroma y sabor son imposiblesde pasar desapercibidas debido a la lipolisis querealizan las bacterias acido lácticas. A medidaque el tiempo transcurre la corteza se vaponiendo rígida conservando así el quesointerior. Después de 3 semanas de almacenadoel queso Bola Ocosingo presenta en susuperficie crecimiento de hongos, que si bien nodescompone al queso si le da una malapresentación al consumidor.
Las biopelicula se definen como una capadelgada de polímero que puede ser consumiday empleada en la superficie de un alimento, quepuede aplicarse como capas continuas entre losdiferentes componentes o utilizarse comocubierta durante su elaboración. Se puedenformar a partir de biopolímeros que tengan lapropiedad de formar películas como lospolisacáridos, proteínas y lípidos, lascuales deberán ser previamente dispersos ydisueltos en un disolvente, generalmenteagua,para posteriormente ser vertidas ysecadas a la temperatura deseada para obtenerel material de empaque. (Kowalczyc yBaraniak, 2011).
Estas biopelicula han recibido intensainvestigación durante los últimos 20 años paramejorar las propiedades organolépticas dealimentos, incrementar la vida de anaquel, yreducir el uso de materiales de embalajedescartables y no degradables (Guilbert, 1986).
Dependiendo de su composición química,las películas comestibles pueden, regularprocesos de transferencia de masainvolucrando oxígeno, dióxido de carbono,vapor de agua, etileno y otros compuestosvolátiles y tener efecto en las propiedadesmecánicas de los alimentos. (Galietta etal., 1998)
El aceite de Orégano es un agenteexcelente anti-bacterial. Sus aceitesvolátiles son sumamente activos contra lamayoría de bacterias patogénicas,inclusive para estreptococos y E. colí.,Investigaciones demuestran que el aceitede orégano es también un antisépticopoderoso que es sumamente efectivo enla matanza de una gran variedad dehongos, levadura y bacterias así comotambién parásitos, especialmente Giardiay virus.
El presente trabajo tiene como objetivofundamental la evaluación de unabiopelicula antifúngica con aceite deorégano para el queso bola elaborado enla región de Ocosingo, dicha película seráa base de un residuo de la leche, el suero
Materiales y Métodos
Determinación del Género y especie delhongo en Queso Bola de Ocosingo
La metodología que se usó paradeterminar el género y especie de loshongos en el forro del queso Bola fue conbase a las normas NOM 243 SSA1 2010 yNOM-155-
SCFI-2012 bajo la descripción de lascaracterísticas macroscópicas ymicroscópicas de los mohos
Nótese que se incluyeron letras inclinadascon la intensión que separe por subtítuloslas actividades efectuadas.
ISSN 2007-9516 CD ROM177
Extracción de las proteínas del suero dela leche
Al suero lácteo con acidez inicial de 11 ºD, fueacidificada artificialmente con ácido cítrico(pureza 99,7%; marca Fermont) hastaalcanzar una acidez de 50 ºD.
Luego se calentó a una temperatura de 93ºCdurante 40 minutos para la obtención de lasproteínas del suero de la leche. Estas se filtraronen manta cielo número 60 y fueron se secaronen un deshidratador de gabinete marca polinox a85ºC durante 4 horas.
Extracción del aceite de orégano(destilación por arrastre de vapor)
Las muestras de orégano (Origanumvulgare), se obtuvieron recién recolectadas dela Central de Abasto de Ocosingo Chiapas. Laplanta fue ventilada para remover la humedad, yse mantuvo en un lugar seco y fresco alejado delos rayos solares para permitirle secarseaproximadamente durante 30 días.Posteriormente a su secado, se separómanualmente la hoja y el tallo del orégano,conservando únicamente las hojas. Para laextracción con arrastre de vapor se utilizó aguagrado bidestilada.
Preparación de las biopelicula
Primero se preparó la biopelicula, esta fue conbase a tres tratamientos que incluía proteínasdel suero de la leche al 2%, 4% y6%, el glicerol y el alginato se mantuvieronconstantes al 8% y al 1.5% respectivamente.Con base al color, punto de fusión y resistenciasa rupturas se escogió la biopelicula que seutilizaría para el forro del queso Bola deOcosingo. Luego se trabajó con cuatrotratamientos incluyendo el testigo agregando 0,6, 8 y 10% de aceite de orégano para analizar laefectividad del poder antifungico. Latemperatura de secado de las biopelicula fue60º C durante 72 horas. Se seleccionó la quepresentará mayor poder antifungico y menorolor al aceite de orégano.
Resultados y Discusión
La identificación de hongos se realizóobservando las características de las colonias ymicelios, así también haciendo frotis de losmicelios de los hogos y observándolos almicroscopio, predominando en su mayoría elgénero Aspergillus tal como se muestra en latabla 1 la cuantificación de las colonias.
Tabla 1 Descripción de colonias de hongosencontradas en el forro del queso bola deOcosingo.
Para la preparación de las películas seutilizó la formulación de la tabla 2, queconsistió en caseinato de sodio, glicerol yalginato de sodio.
Tabla 2. Formulación de las biopeliculas.
La selección del tratamiento 2 fuecon base al color de la película, punto defusión y resistencia a la ruptura.
Tabla 3. Resultados obtenidos de cadauno de los tratamientos paraseleccionar la biopelicula.
Con base a la película seleccionada sediseñó la que mejor poder antifungicomostraría con el aceite de orégano.
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Tabla 4 Formulaciones de biopeliculas paraevaluar el poder antifúngico de carvacrol.
El registro de las observaciones muestran quelas biopelicula del tratamiento 2 mostraron unreducido desarrollo de hongos, mientras que enlos tratamientos 3 y 4 se registró un nulodesarrollo fúngico.
Se omite la selección de la biopelicula deltratamiento 4, ya que presento un olor muypronunciado al aceite de orégano. Se procedióentonces a considerar la selección de labiopelicula del tratamiento 3.La biopelicula seleccionada se formó enmoldes de vidrio cuadrados de 30 X 30 cm,una vez obtenidos se procedió a forrar elqueso Bola de Ocosingo y se comprobó quese podían desprender y manejar con relativafacilidad, resultado que obtuvo de él – Valleet al, (2005) al recubrir fresas con laformulación de una biopelicula a base deextracto de mucilago de nopal.
Para obtener el espesor de las biopeliculas seutilizó un micrómetro para medir 15 puntosdistintos de cada biopelicula. La tabla 5muestra los espesores promedio para cadatipo de biopelicula.
Tabla 5. Espesores promedio de lasdiferentes biopeliculas.
Se puede notar que los espesores de lasbiopeliculas no fueron uniformes con base alos volúmenes utilizados (21 mL), aunque seobtuvieron biopeliculas delgadas esto lo hacemás susceptible a variación en su espesor en elperiodo de secado. La nivelación de las parrillasde la estufa juega un papel muy importante en launiformidad de las películas.
Figura 1. (A) Queso bola de Ocosingo concrecimientos de hongos (B) Queso bola de Ocosingo cubiertocon la biopelicula de proteína del suero de la leche
Conclusión
A partir de los resultados obtenidos, se puedeconcluir que tanto el plastificante como el agenteantimicrobiano utilizados en este trabajomostraron una buena compatibilidad formandopelículas transparentes y prácticamente incoloras,homogéneas y sin separación de fases oformación de zonas aglomeradas.
La plastificación de la biopeliculas decaseínato de sodio con glicerol fue uno de losfactores clave para la obtención de lasbiopeliculas.
El carvacrol (aceite de orégano) mostro serun agente antimicrobiano efectivo ya queno permitió el crecimiento de ningún tipo dehongo sobre la superficie del queso Bola deOcosingo
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Referencias
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8. Kowalczyc, D. y Baraniak, B. (2011). Effects ofplasticizers, pH and heating of film-forming solutionon the properties of pea protein insolate films. 71-76.
9. Lücke, F. K. (2000). Utilization of microbes toprocess and preserve meat. Meat Science. 56:105-115.
10. 10. Norma Oficial Mexicana NOM-243-SSA1-2010,Productos y servicios. Leche, fórmula láctea,producto lácteo combinado y derivados lácteos.Disposiciones y especificaciones sanitarias.Métodos de prueba.
11. Norma Oficial Mexicana NOM 155-CSFI-2003,Leche, fórmula láctea, producto lácteo combinado.Disposiciones, especificaciones fisicoquímicas,información comercial y métodos de prueba.
ISSN 2007-9516 CD ROM 179
ANÁLISIS DE TRASFERENCIA DE CALOR EN SISTEMAS CONSTRUCTIVOS PARA TECHOS EN LA CIUDAD DE TUXTLA GUTIÉRREZ CHIAPAS BASADO
EN EL FACTOR DE DECREMENTO DE LA CANTIDAD Y TIPO DE MATERIALES.
De La Cruz Chacón, Emmanuel1; Sánchez García, Karla Isabel1; Martínez Santos, Marcos Alberto1; López Cruz, Adrian1; Guzmán Velázquez, Febe1; Rodríguez Hernández, Ludwi1;
Bermúdez Rodríguez, Jorge Iván1; Barrios Del Valle, Guillermo2.
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa Chiapas, CP 30400.
2Instituto de Energías Renovables, Universidad Autónoma de México (UNAM), Temixco, Morelos, 62580 México.
Resumen: El inminente crecimiento de la población en la ciudad de Tuxtla Gutiérrez,
Chiapas hace que cada vez sea más común y el confort térmico en edificaciones. Las
opciones actuales ofrecidas por los AC (acondicionadores de aire) son elevadas
económicamente y poco viables. El presente análisis ofrece la oportunidad de datos para
diseños constructivos en esta ciudad comparando 5 Sistemas constructivos (S.C.):
impermeabilizante + concreto + poli estireno (en 2 colores blanco y terracota), el concreto
de uso común en las edificaciones de bienestar social, lámina galvanizada + concreto
(sistema optativo de la región), y por último los datos de la temporada inicial para
construcción de un “techo verde” para saber que temporada el año es la idónea para
empezar la construcción del mismo. De los cuales se obtuvo que los primeros sistemas
constructivos de 3 capas tienen menor factor de decremento, pero estos cambian
drásticamente entre la época del año, por lo tanto es sugerido que de acuerdo a la
necesidad la mejor opción dependerá directamente del material y de los factores que
influyen sobre él.
Palabras clave: Trasferencia de calor, Diseño Bioclimático, Confort Térmico.
Abstract: The impending population growth in the city of Tuxtla Gutierrez, Chiapas makes
it increasingly more common the thermal comfort in buildings. The current options offered
by the AC (air conditioners) are economically high and unfeasible. This analysis provides
the opportunity of data for building designs in this city comparing 5 Construction systems
(SC): polystyrene concrete + waterproofing (in two colors white and terracotta), concrete
commonly used in the constructions of social welfare, sheet galvanized + concrete
(optional system in the region), and finally the data from the initial season to build a "green
roof" to know that the season is the perfect year to start construction. Of which was
obtained the first construction systems 3 layers have a lower decrement factor, but these
change drastically between the time of year, so it is suggested according to need the best
choice will depend directly on the material and the factors influencing it.
Keywords: Heat transfer, bioclimatic design, thermal comfort.
ISSN 2007-9516 CD ROM 180
Introducción
La envolvente de un edificio juega un papel
importante en la transferencia de calor entre
el exterior y los espacios interiores. Para
climas con una gran diferencia entre la
temperatura máxima y mínima en un día y
una gran insolación, como la mayoría de los
lugares en México, el mejor sistema
constructivo para la envoltura no puede ser
elegido teniendo en cuenta solamente la
resistencia térmica según un calor de estado
estacionario (tiempo independiente) del
análisis de la transferencia [1].
Para la clasificación de los sistemas
constructivos se utilizan cuatro grupos o
unidades: clima cálido, clima frío, clima seco
y clima templado. Los subgrupos de
humedad pueden ser clasificados de forma
general en húmedo, subhúmedo, semiseco,
y seco. La combinación de condiciones de
temperatura, humedad y régimen de lluvias
genera un complejo mosaico de climas en el
país, según la clasificación de García. [2]
En Tuxtla Gutiérrez Chiapas encontramos
un clima cambiante y constante siendo el
principal problema climático las altas
temperatura registradas en la ciudad y más
aun dentro de una edificación. El confort
térmico en cualquier superficie se logra
cuando el cuerpo se equilibra con una
temperatura media evitando molestias
corporales por los cambios de temperatura
[1]. En los techos sucede exactamente igual
pero las condiciones ambientales influyen
mayormente sobre las estas; la radiación
solar y el calentamiento de un techo serán
en virtud de la inclinación de este y la
perpendicularidad de los rayos solares
sobre este.
El objetivo del presente trabajo es comparar
4 tipos de techos (con diferentes capas) con
una inclinación de 45° orientación sur y
norte, atreves del factor de decremento
determinar cuál es el mejor sistema
constructivo para la cuidad de Tuxtla
Gutiérrez, Chiapas utilizando el Software de
Ener-Habitat . Sin tomar en cuenta las
fuentes de calor ajenas al número y material
de capas.
Materiales y Métodos
Sistemas constructivos: selección
Un techo se conforma por la cubierta y la
estructura que la soporta, a esta
combinación se le denomina sistema
constructivo para cubierta. Entre el universo
de materiales que conforman la cubierta de
techo pueden mencionarse los metálicos, de
fibras, cementicios, arcillas, polímeros,
vidrio, etc., cuyas características determinan
el grado de protección contra la intemperie.
Tales características deben ser medibles de
forma cuantitativa y cualitativa para verificar
la eficacia y eficiencia de su desempeño en
virtud de garantizar el confort térmico del
usuario que se protege bajo la cubierta. Para
efectuar el estudio de las características de
cubiertas, será necesario hacer una
selección de sistemas constructivos para
techo con base en la definición de criterios
técnicos. A los criterios que a continuación
se enumeran, se les asigna un porcentaje de
relevancia y participación que suman 100%
y serán ponderados con un puntaje para
establecer jerarquía en la lista y finalmente
seleccionar de forma objetiva los sistemas o
el sistema que fue seleccionado [3].
1. Criterio de Representatividad (15%)
2. Criterio de Propiedades térmicas (40%)
3. Criterio de Trabajabilidad (20%)
4. Criterio de Sostenibilidad (20%)
5. Criterio de Acústica (5%)
Criterio de Representatividad: La
representatividad es el criterio que
establece la contextualización en el territorio
nacional de los materiales y sistemas
constructivos a analizar con base en su
existencia y frecuencia de utilización en el
medio. A través de este criterio, es posible
identificar qué materiales o sistemas
constructivos predominan en las cubiertas
de las viviendas y cuáles representan un
potencial de mejora con base en el déficit
ISSN 2007-9516 CD ROM 181
habitacional cualitativo y por lo tanto, la
medición del uso de éstos por la población.
Criterio de Propiedades térmicas: Las
propiedades térmicas son muy importantes
en los materiales de construcción, ya que
están relacionadas directamente con el
consumo energético de las edificaciones y
con el bienestar de los ocupantes. Debido a
esto, el peso respecto a los demás criterios
es el de más valor.
La reflectividad, la transmisividad y la
absortividad nos indican el balance de
energía que incide sobre una superficie; así,
es deseable que para el uso propuesto, los
materiales tengan una gran reflectividad y
bajas absortividades y transmisividades [5].
Criterio de Trabajabilidad: La
Trabajabilidad de un sistema constructivo
para cubiertas en una edificación se
relaciona con las actividades para la
ejecución de obra del mismo. Estas
actividades no solo deben ser efectivas para
lograr ejecutar la obra, sino también
eficientes para disminuir el consumo de
recursos que intervienen en la obra de
construcción, tales como materiales, gestión
del talento humano y herramientas;
garantizando la eficiencia en la
administración del recurso económico.
La trabajabilidad también está relacionada
con la factibilidad de ejecutar la obra de
construcción, considerando las condiciones
climáticas del país, para garantizar que esta
pueda ejecutarse aún en época lluviosa. En
este sentido, la rapidez con que se
construya una cubierta maximiza el uso de
recursos y permite el avance de la
programación de obra.
Criterio de Sostenibilidad: Las
consideraciones de la sostenibilidad en la
selección de un sistema constructivo son a
través de la evaluación de impactos al
ambiente a lo largo del ciclo de vida de sus
materiales y procesos de transformación,
desde la producción del material y la
transformación de materias primas, la
distribución, la instalación, el mantenimiento
en su vida útil hasta la disposición final; de
tal forma que la distancia del punto de
fabricación y distribución hasta su lugar de
instalación sea lo más corta posible para
garantizar la baja producción de emisiones
en el consumo energético.
Criterio de Acústica: La acústica se refiere
a la propagación de ondas sonoras [6]. Esta
propagación de ondas sonoras es capaz de
afectar el bienestar, que depende no
únicamente de la sensación térmica y
lumínica, sino de la combinación de estos
elementos. En ese sentido, se considera
que un sonido se convierte en ruido desde
el momento en que se convierte en un
“sonido no deseado” [7]. Por lo tanto, la
acústica y el control de ruidos se convierten
en un elemento susceptible de análisis para
asegurar el bienestar al interior de una
edificación.
En el presente trabajo se usa el análisis bajo
el criterio de las propiedades térmicas de los
materiales en los sistemas constructivos de
techos.
Uso de Ener-Habitat
Es una herramienta de simulación numérica
para comparar el desempeño térmico de
sistemas constructivos de techos y muros de
la envolvente de una edificación en las
condiciones climáticas de las principales
ciudades de la República Mexicana. La
herramienta es de acceso gratuito, previo
registro y tiene las siguientes
características:
Realiza simulaciones numéricas de
transferencia de calor dependiente del
tiempo, lo que permite tomar en cuenta el
efecto de la masa térmica y no solo de la
resistencia térmica de los materiales
constructivos. Este hecho es muy
importante en lugares con alta insolación
solar y grandes variaciones de temperatura
a lo largo del día, como ocurre en la mayor
parte del territorio mexicano.
ISSN 2007-9516 CD ROM 182
Evalúa el desempeño térmico de sistemas
constructivos formados por capas
homogéneas y algunos sistemas
constructivos formados por capas
homogéneas y una capa no homogénea.
Ejemplos de capa no homogénea son el
bloque hueco de concreto, la vigueta y
bovedilla hueca de concreto y la vigueta y
bovedilla de poliestireno.
Evalúa los sistemas constructivos en dos
condiciones de la edificación, con aire
acondicionado o sin aire acondicionado.
Con aire acondicionado el parámetro
principal de comparación es la carga térmica
por unidad de área debida a la transferencia
de calor por el sistema constructivo. Sin aire
acondicionado el parámetro principal es la
energía térmica que entra a la edificación
por unidad de área del sistema constructivo.
Es de fácil uso y no requiere de una
capacitación especial.
Solo evalúa la trasferencia de calor por
unidad de área del sistema constructivo de
muro o techo de la envolvente, por lo que
solo puede ser usado para seleccionar el
mejor sistema constructivo de muros o
techos para el clima de interés. No toma en
cuenta otros factores en la trasferencia de
calor total de una edificación como son,
ventanas, ventilación, personas y equipos,
por lo que los resultados no deben ser
usados para el dimensionamiento de
sistemas de aire acondicionado.
Puede utilizarse para calcular la trasferencia
de calor por conducción a través de
ventanas y puertas, sin considerar la parte
de los marcos y la trasferencia de calor por
radiación solar en la parte trasparente. [4].
Parámetros para evaluar el desempeño
térmico
Es importante poder evaluar el desempeño
térmico de sistemas constructivos bajo
condiciones de uso de aire acondicionado y
bajo uso de no aire acondicionado. Se
presentan los parámetros que usa Ener-
Habitat con algunos ejemplos.
Factor de decremento: El factor de
decremento mide la amplitud de la
oscilación del aire al interior respecto a la
amplitud de la oscilación de la temperatura
sol-aire, es decir
𝐹𝐷 =𝑇𝑖𝑚𝑎𝑥− 𝑇𝑖𝑚𝑖𝑛
𝑇𝑠𝑎𝑚𝑎𝑥− 𝑇𝑠𝑎𝑚𝑖𝑛
(1)
donde Timax y Timin son las temperaturas
máximas y mínimas del aire al interior y
Tsamax y Tsamin son las temperaturas
máximas y mínimas sol-aire, todas
correspondientes al mismo día. Dado que no
puede existir una temperatura mayor o
menor a las temperaturas máximas y
mínimas de Tsa, el FD no puede ser mayor
que 1. La amplitud de la oscilación es
directamente proporcional al flujo de calor
que entra y sale a través del sistema
constructivo. En climas cálidos, se desea
que el FD sea lo más pequeño posible.
Energía a través del sistema
constructivo: La energía que pasa a través
del sistema constructivo se evalúa en la
superficie interna del mismo usando la ley
de enfriamiento de Newton,
𝐸𝑖𝑛 = ∫ ℎ𝑖∆𝑇𝑑𝑡, 𝑠𝑖 𝑇𝑦𝑡=24ℎ
𝑡=0ℎ= 𝐿 > 𝑇𝑖 (2)
𝐸𝑖𝑛 = ∫ ℎ𝑖∆𝑇𝑑𝑡, 𝑠𝑖 𝑇𝑖 >𝑡=24ℎ
𝑡=0ℎ𝑇𝑦=𝐿 (3)
Para el clima periódico, Ein = Eout, por lo que
suele reportarse solo uno. Para un clima real
esto no sucede, y si Ein>Eout, esto se traduce
en que el cuarto o edificación aumentó su
temperatura respecto a la temperatura
inicial del día y viceversa.
Grado–hora de disconfort térmico: Se
pueden definir dos tipos de grado–hora de
disconfort térmico, el frio y cálido, que son
respectivamente
𝐺𝐷𝐹 = ∫ (𝑇𝑛 − 𝑇𝑖)𝑑𝑡, 𝑠𝑖 𝑇𝑖𝑡=24ℎ
𝑡=0ℎ< 𝑇𝑛 (4)
𝐺𝐷𝐶 = ∫ (𝑇𝑖 − 𝑇𝑛)𝑑𝑡, 𝑠𝑖 𝑇𝑖𝑡=24ℎ
𝑡=0ℎ> 𝑇𝑛 (5)
y
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Este parámetro mide el tiempo que está el
sistema constructivo fuera de confort,
distinguiendo entre disconfort frio y
disconfort cálido, además de que tanto se
aleja de la temperatura de neutralidad. Se
puede usar el grado-hora de disconfort
como la suma de los dos anteriores.
Parámetros adicionales: Parámetros
adicionales y que brindan mucha
información son la temperatura interior
promedio. Para el caso de Ener-Habitat no
se usa, ya que al ser un clima periódico y si
se evalúa con el mismo valor de
absortancia, la temperatura interior
promedio seria la misma. Otros dos
parámetros son el promedio o valor de la
temperatura máximo y mínima de un día o
sobre un periodo de tiempo específico.
Sistemas Constructivos analizados
Los sistemas constructivos analizados se
basaron en el tipo de materiales más
utilizados para techos y las formas de
construcción en la Ciudad de Tuxtla
Gutiérrez, Chiapas.
En la tabla 1, se describe el sistema
constructivo con el tipo de capa y grosor de
esta, para cada caso.
SISTEMA
CONSTRU
CTIVO
CAPA 1
CAPA 2
CAPA 3
S.C.1 Impermeabilizan
te (terracota)
3 cm.
Concreto
10 cm.
Poliestiren
o (unicel)
10 cm.
S.C.2 Impermeabilizan
te (Blanco)
3 cm.
Concreto
10 cm.
Poliestiren
o (unicel)
10 cm.
S.C.3 Concreto
(gris) 10 cm.
S.C.4 Vermiculita
(semi blanco) 10
cm.
Concreto 10
cm.
S.C.5 Lamina (gris-
plata) 3cm
Concreto
10cm
Tabla 1. Sistemas constructivos analizados.
Figura 1. Vista general del acoplamiento de las capas
de los sistemas constructivos.
Resultados y Discusión
Es muy importante tener en mente que este
modelo de análisis de transferencia de calor
para techos y muros no considera cargas
internas, infiltración o cambios de aire, así
como tampoco incluye ningún otro
componente, por lo que los resultados no
pueden usarse para dimensionar un sistema
de aire acondicionado o para predecir el
valor de la temperatura del aire al interior.
Este modelo de transferencia de calor
dependiente del tiempo debe ser usado para
comparar entre dos o más sistemas
constructivos su desempeño térmico y
seleccionar el mejor. También puede ser
utilizado para optimizar la colocación de
aislante, ver el efecto de la absortancia solar
en el desempeño térmico y cuál es el mejor
sitio para colocar una capa de aislante.
Después de analizar los 5 sistemas
constructivos encontramos que el S.C.1 y
S.C.2 en promedio anual son los mejores
siendo el S.C.3 el peor sistema en
comparación para ambas orientaciones
(norte – sur). En Los días típicos surge una
cuestión interesante a principios y fines de
año (enero, febrero, octubre, noviembre,
diciembre) es S.C1 quien ofrece un menor
factor de decremento, pero al entrar a
mediados de año (mayo, junio, julio y
agosto) es el S.C.2 el que se perfila como
mejor sistema. Por lo tanto encontramos que
el hecho de colocar un impermeabilizante de
color blanco o terracota (común) hace una
pequeña diferencia en los días típicos del
año.
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La vermiculita es un material utilizado para
la construcción de techos verdes, en este
caso se analiza solo la vermiculita (sin la
flora) para fines de versatilidad y así saber
en qué época del año es más factible
comenzar la construcción del techo verde.
Asumiendo que en el momento en que la
flora este presente se estima que el confort
del interior baje su temperatura, esto no
implica que se modifiquen las propiedades
de los materiales sino más bien que se
tendría un factor extra para el análisis futuro.
El S.C.3 es el común, siendo solo concreto
para los techos (sin tomar en cuenta un
impermeabilizante) en comparativa con los
otros 4 sistemas tiene el mayor factor de
decremento y por ende es el menos
sugerido para esta zona del país.
La opción optativa que surgió recientemente
en algunas zonas de la ciudad: lámina
galvanizada + concreto (S.C.3) se perfilo
como el 4to. mejor sistema siendo evidente
una mejora con este aditamento.
La diferencia de entre la orientación SUR y
NORTE se ve reflejada más claramente en
los días típicos pues existe la eminente
sombra que proyecta un techo sobre otro
(caso común), es decir depende del número
de horas que incida la radiación directa del
sol.
SISTEMA CONSTRUCTIVO
COLOR
S.C.1 Rojo -----
S.C.2 Naranja -----
S.C.3 Verde
S.C.4 Azul celeste
S.C.5 Azul marino
Tabla 2. Código de colores de los Sistemas
constructivos para su análisis.
Figura 2. Factor de Decremento anual en techos con
diferentes materiales del sistema constructivo.
Figura 3. Factor de Decremento de día típico en
techos con inclinación de 45° Norte.
Figura 4. Factor de Decremento de día típico en
techos con inclinación de 45° Sur.
Conclusiones
Hay que tomar en cuenta que estos
sistemas no contemplan las fuentes de calor
ajenas al sistema, por tanto, el análisis
concluyente solo es para los materiales en
base a su número de capas, espesor,
ISSN 2007-9516 CD ROM 185
absorbancia, reflectancia, calor especifico,
etc.
La vermiculita es una alternativa posible
para perfilarse a la mejor y más barata
opción pues además de contribuir a
bienestar del planeta con un techo verde
genera un excelente impacto social, para el
análisis de este caso solo es en la primera
fase de construcción de un techo verde, es
decir antes de plantar o crecer la flora del
mismo por ende se tomaron los 12 meses
del año para hacer y no tener una
temporada específica para iniciar su cultivo.
El S.C.4 es el optativo de la región tiene una
evidente mejora la trasferencia de calor,
esto se debe a que su alto valor de
reflectancia sumado a la capacidad retentiva
del concreto, siendo mucho mejor opción
que el S.C.3.
De los 5 sistemas analizados el S.C.1 y el
S.C.2 son los mejores para esta zona del
país teniendo el menor factor de decremento
de forma anual, cabe mencionar que por el
simple hecho de cambiar de color existe la
diferencia de temperatura, dependiendo de
lo que el usuario necesité en cierta época
del año pude hacer su elección.
Referencias
1. Barrios G., Huelsz G., Rechtman R., Rojas J.;
(2011) Wall/roof thermal performance
differences between air-conditioned and non
airconditionedrooms. Energy and Buildings
2011; 43:219-223.
2. García, E. (1973), Modificaciones al sistema
climático deKoppen: para adaptarlo a las
condiciones de la República Mexicana,
Instituto de Geografía, UNAM, México
3. Chaves M., Martinez A., Cisneros A., Rodriguez L., Vidal C. y Miranda j., (2015) Investigación Experimental del Comportamiento Térmico de Sistemas Constructivos para Cubierta, Fondo de Investigación De Educación Superior “Fies”, El Salvador, ISBN 978-99961-0-549-4
4. EnerHabitat, Energía en Edificaciones
http://www.enerhabitat.unam.mx/
5. Rey, Martínez, F.J. (2006). Eficiencia
energética en edificios. Madrid. Ediciones
Paraninfo.
6. Serra, R. (1999). Arquitectura y climas.
Barcelona. Editorial Gustavo Gili.
7. Llinares, J., Llopis, & A. Sancho, F. (2008).
Acústica arquitectónica y urbanística.
México, D.F.: Limusa.
8. Rodríguez, L., Chávez, M., Letona, P.,
Lartategui, F. (2013). Factibilidad para
sistema constructivo de cubiertas y
envolventes livianos derivados del reciclaje
de plástico. El Salvador. Universidad
Centroamericana José Simeón Cañas UCA.
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INCREMENTO DE LA COMPETITIVIDAD DE LAS
PURIFICADORAS DE AGUA DE LA REGIÓN VALLE DE
CHIAPAS MEDIANTE LA APLICACIÓN DE SISTEMAS
DE ESTANDARIZACIÓN A SUS PROCESOS
Durantes Cueto, Ervin1; Aguilar Alvarado, Patricia Margarita1; Zacarías Toledo, Rudy1; Jiménez Morales, Elvin Bladimir2; Ovando Galdámez, José Deiser2; Toledo Reyes, Ángel Enrique2;
Hernández Zambrano, Alexa amairani2; López Nanduca, Kevin francisco2; López Vera, Samuel Obel2.
1Docente Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa Chiapas.
2Alumno Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa Chiapas.
Resumen— En el presente artículo se aborda el contexto de una entidad de la región valle
de Chiapas y la problemática que existe con la mayoría de las empresas purificadoras de
agua que están ubicadas ahí, estas empresas han sobrevivido sin control en sus sistemas
de producción y pensar en una estandarización de sus procesos es algo para lo que las
empresas no se prepararon. Las empresas sujetas a estudio deben cumplir con ciertos
requerimientos de normalización preestablecidos por dependencias gubernamentales,
que tienen por objetivo estandarizar los procesos en estas empresas purificadoras de
agua y aquellas que se dediquen o relacionen con productos y servicios (agua y hielo)
para consumo humano o a granel, sin embargo la falta de conocimiento o capital
intelectual ha hecho que no se le preste atención ni se capitalicen los beneficios de
estandarizar los procesos como disminución de los gastos de operación y
administrativos, incremento de la calidad, disminución de reprocesos y desperdicios,
entre otras. Como resultado de esta implementación de sistemas estandarizados se
estima aumentar la competitividad de cada una de las empresas participantes en el estudio
y que se verá reflejada en el aumento de su productividad.
Palabras clave: Competitividad, Calidad, Estandarización, Normalización, productividad.
Abstract— In this article the context of an entity of the valley of Chiapas and the problem
that exists with most water purification companies are located there region, these
companies have survived without control in their production systems is discussed and
think standardization of processes is something for which the companies were not
prepared. The companies under study must meet certain requirements for government
agencies preset standards, which aim to standardize these processes in water purification
companies and those engaged or related to products and services (water and ice) for
human consumption or bulk, however the lack of knowledge or intellectual capital has
made him pay attention or not the benefits of standardizing processes as decreased
operating costs and administrative expenses, increased quality, reduced rework and
waste is capitalized between other. Because of the implementation of standardized
systems, it´s estimated to increase the competitiveness of each of the companies
participating in the study and that will be reflected in increased productivity.
Keywords: Competitiveness, Quality, Standardization, Normalization, Productivity
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Introducción
El constante crecimiento de la población en
el valle de Cintalapa ha provocado entre
otras necesidades tener más y mejores
servicios y/o productos, que trae consigo el
desarrollo de cualquier ciudad; una de esas
necesidades es el vital líquido o agua
purificada necesaria para su ingesta o
preparación de los alimentos. La calidad del
agua impacta directamente en la salud de
quienes la consumen, por eso debe ser de
la mejor calidad posible y es aquí donde
empieza el estudio. En la región de estudio
se localizaron plantas purificadoras de agua
las cuales presentan algunos problemas que
se anuncian a continuación:
Tiempos improductivos.
Mala distribución de la planta.
Incumplimiento de las especificaciones
sanitarias de acuerdo a las normas
vigentes.
Desperdicio de agua potable en el
lavado y enjuague del garrafón.
Desperdicio de agua purificada al
momento del llenado del garrafón.
Entre otras.
Además de los problemas que por su
naturaleza misma generan dentro de la
empresa los problemas enlistados, es
necesario atenderlos por el impacto
negativo que pueda tener al exterior, ya que
hoy en día para que las empresas puedan
mantenerse en el mercado deben ser
competitivas ante las diversas situaciones
que se presenten, deben cumplir con ciertos
elementos que eleven la probabilidad de
adaptarse y mantenerse activas, deben
considerar factores como: la calidad del
producto, precio de venta, precios de
compra de materias primas e insumos
requeridos, los costos de producción y
operación, la tecnología, canales de
distribución y sistemas de comercialización,
así como el compromiso e involucramiento
de los integrantes de la empresa para
establecer los lineamientos, objetivos y las
estrategias que le dan razón de ser a la
empresa.
Materiales y Métodos.
Por el tiempo que pasa el producto
terminado en el almacén el agua purificada
que se elabora en la planta es considerada
como un producto no duradero, ya que el
agua procesada y embotellada tiene un
límite de vida, el cual está considerado como
un máximo de 30 días aproximadamente a
partir de la fecha en la cual fue envasada.
Posterior a esta fecha el agua sufre
alteraciones (Organización Institucional
para el Aseguramiento de la Calidad e
Inocuidad de los Alimentos. El caso de la
Región Andina. 1999).
Por ello la estandarización de la calidad del
agua se basará en esquemas
gubernamentales, dichas especificaciones
están contempladas en la NOM-201-SSA1-
2002 (Ponencia presentada en el XXIX
Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología
de los Alimentos, Problemática en la
Implantación del Sistema ARICPC. 1998), y
el cumplimiento de la misma proporcionara
resultados de satisfacción en los clientes
que consumen el agua y los productos
envasados, con esto se buscará elevar la
competitividad de las plantas purificadoras
de agua .
La NOM-201-SSA1-2002 reúne una gran
cantidad de requisitos y especificaciones
sanitarias que se deben cumplir en el
abastecimiento de agua para consumo
humano, así como también se involucra con
ISSN 2007-9516 CD ROM 188
los colores y señales de seguridad e higiene
en la identificación de riesgos de fluidos
conducidos en tuberías (Secretaría de
Salud, Dirección General de Calidad
Sanitaria de Bienes y Servicios 1998).
Figura 1.- Etapas del proceso de purificación del agua
en el método actual.
A continuación se presentan los estándares
planteados y sus relacionados.
Figura 2. Describe el límite máximo en (mg/L) que
deben presentar cada elemento de la tabla incurridos
como contaminantes. Fuente apartado 6.6.4 de la NOM
201 SSA1 2002.
Figura 3. Hace referencia al límite máximo en (mg/L)
del desinfectante utilizado como subproducto para la
desinfección del agua. Fuente NOM 201 SSA1 2002.
Figura 4. Se relaciona con el margen de turbiedad en el
agua expresado UNT, donde en un apartado se
describe un informe con la cifra más próxima. Fuente
NOM 201 SSA1 2002
Figura 5. Describe las especificaciones organolépticas
y fiscas principales que debe cumplir el agua
únicamente por sólidos disueltos en agua. Fuente NOM
201 SSA1 2002
Resultados y Discusión.
Al término del estudio se puede afirmar que
en base a los resultados obtenidos en el
desarrollo de la investigación se tiene
actualmente un proceso improductivo,
desordenado y con muchas demoras, esto
se debe principalmente a:
a) La falta de una buena administración,
b) a que en el lugar donde se está llevando
a cabo el proceso no cumple con los
espacios necesarios para tener un buen
desempeño en la producción de los
garrafones y
c) a que las microempresas necesitan
contratar más trabajadores para que se
pueda cumplir con la demanda.
D
ISSN 2007-9516 CD ROM 189
Por lo tanto, para tener una mayor visión de
la situación actual de la empresa, se realizó
el estudio de métodos en donde se
establecieron las actividades principales así
como las demoras que existen en el proceso
y con ello cuantificar el tiempo y la distancia
entre cada una de ellas, el cual nos sirvió
como base para determinar las mejoras
necesarias en la empresa.
El tiempo de ejecución actual que cada
operario invierte para obtener el producto
terminado, es de 4,67 min debido a que
existe tiempo muerto por esperas para la
realización de la siguiente actividad.
Para estandarizar el proceso de purificación
de agua es necesario elaborar una
redistribución de las empresas y con ello
poder optimizar los procesos de producción
y eventualmente aumentar las ventas en los
próximos años.
Para efectuar el nuevo diseño de planta se
utilizó el Sistema de Planeación de la
Distribución (SLP), la cual nos permitió
colocar de una manera más estratégica las
áreas de las empresas y con ello poder
optimizar el proceso de envasado de agua
purificada, de manera que exista seguridad
y bienestar en los trabajadores, así como
hacer más eficiente y competitiva a la
empresa, y sobre todo que el nuevo diseño
sea flexible a cambios futuros. Para realizar
el bosquejo de la empresa, primero se
elaboró el diagrama de relación entre las
áreas de la planta. Ver figura 6.
Figura 6.- Diagrama de relaciones de actividades de la
planta.
Con la información obtenida en el diagrama
de relación de actividades (áreas), el
siguiente paso es elaborar el diagrama de
hilos (figura 7), el cual nos auxilió para
visualizar la distribución que tendrá la planta
completa y con ello obtener un diseño más
preciso de la planta.
Figura 7.- Diagrama de hilos.
Una vez, elaborado el diagrama de hilos, se
elaboró un plano a escala de la planta
propuesta. En la figura 8 se puede observar
el nuevo diseño de todas las instalaciones
de la eventual empresa, las cuales tiene
flexibilidad en cuanto al crecimiento y
aumento en la producción, ya que cada área
se encuentra delimitada y tiene un espacio propio para llevar a cabo cada una de las
fases que intervienen en el proceso
productivo.
Actividad Actual
Operación 8
Transporte 6
Demora 9
Inspección 0
Almacenaje 1
Tiempo (min) 4,67
Distancia (cm) 2 460
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Figura 8.- Distribución de planta propuesto.
Mediante la redistribución de las
instalaciones de la empresa propuesta se
pudo establecer un orden en el proceso de
envasado de agua purificada, de tal forma
que el espacio necesario para ejecutar cada
una de las actividades del proceso esté
delimitado y no exista interferencia entre
ellas. Esta redistribución vuelve necesario
un nuevo diagrama de flujo (figura 9) el cual
se muestra a continuación:
Figura 9.- Diagrama de flujo del proceso propuesto.
En el desarrollo la propuesta se determinó
que el tiempo del proceso se redujo de 4.67
min de 2.54min, debido a que se eliminaron
traslados innecesarios entre otras
actividades.
Referencias
1. AECI,IICA. Organización Institucional para el Aseguramiento de la Calidad e Inocuidad de los Alimentos. El caso de la Región Centroamericana. San José, Costa Rica 1999.
2. AECI,IICA. Organización Institucional para el Aseguramiento de la Calidad e Inocuidad de los Alimentos. El caso de la Región Andina. San José, Costa Rica 1999.
3. AECI,IICA. Industria Cárnica Guía para la Aplicación del Sistema de Análisis de Riesgos y de Puntos Críticos de Control ARPCC. San José, Costa Rica 1999.
4. Secretaría de Salud, Dirección General de Calidad Sanitaria de Bienes y Servicios. Análisis de Riesgos en los Alimentos y el Sistema de Análisis de Riesgos, Identificación y Control de Puntos Críticos en México, experiencias y avance. México D.F. 1999.
5. Secretaría de Salud, Dirección General de Calidad Sanitaria de Bienes y Servicios. Ponencia presentada en el XXIX Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología de los Alimentos, Problemática en la Implantación del Sistema ARICPC. 1998
ISSN 2007-9516 CD ROM 191
DISEÑO DE FOGON ECOLOGICO APLICANDO OPTICA NO ENFOCANTE
Herrera García, Luis Antonio1; Candelaria De la Rosa, Arturo1, Dr. García Gómez, Roberto
Carlos1.
1Instituto Tecnológico De Tuxtla Gutiérrez, Departamento de Metal-Mecánica, Edificio I, Carretera. Panamericana Kilómetro 1080, Terán, 29050 Tuxtla Gutiérrez, Chis.
Resumen— En el presente artículo se describe el diseño y análisis de un fogón ecológico de leña con un aprovechamiento adicional del calor generado. Se propone un modelo de fogón construido de adobe implementando la técnica de óptica no enfocante (F.A. McDonald, 1986), para llevar a cabo esta técnica se adhiere un material de tipo reflejante dentro del fogón, logrando con esto que los rayos térmicos producidos durante la combustión de la leña se concentren en el foco de la parábola. Cuando comienza la combustión de la leña los rayos luminosos y térmicos producidos comienzan a reflejarse en el material reflejante con dirección hacia dicho foco, estos rayos pasan directo, tomando como dirección algún punto en el comal del fogón, trayendo como consecuencia una mayor temperatura en dicha área, con el respectivo ahorro de energía. Posteriormente, se promueve la conducción de la energía en forma de calor correspondiente al humo producido por la combustión de la leña, esto se logra por medio de un conducto para el humo, el cual se conduce a una zona donde se desea mantener una temperatura mayor a la del ambiente y posteriormente se lleva a la atmosfera, esto con el fin de que el espacio este diseñado con materiales de alta conductividad térmica para que disipe la energía hacia la zona deseada para tener un área donde secar granos comestibles que requieren secado para su posterior consumo o venta. Tomando en cuenta todas las características previas, se diseña un modelo sólido, caracterizado mediante un análisis de elemento finito, obteniéndose valores relevantes de temperatura aproximadamente a los 400°C en la parte superior del comal del fogón y una temperatura promedio de 114.105°C en la cámara térmica donde se desea contener el calor.
Palabras clave: Fogón, Ecológico, parabólico, Térmicos, Conductividad.
Abstract— In this article the design and analysis of ecological wood stove with an additional
waste heat generated is described. Model built of adobe fireplace implementing nom imagen
optical technique, to carry out this technique type reflective material adheres inside the stove,
achieving this is proposed that the thermal rays produced during the combustion of wood focus
the focus of the parable. When the combustion of wood the light and thermal rays produced starts,
begin to be reflected in the reflective material with direction toward said focus, these rays pass
direct, on the address somewhere in the pan from the stove, consequently resulting in a higher
temperature in this area, with corresponding energy savings. Subsequently, the driving energy as
for the smoke produced by the combustion of wood heat is promoted, this is achieved by means
of a conduit for the smoke, which leads to an area where you want to maintain a higher
temperature the environment and subsequently leads to the atmosphere, this in order that this
space designed with materials of high thermal conductivity for dissipating the energy toward the
desired area to have an area where dry edible grains which require drying for later consumption
or sale. Taking in consideration all the preview characteristic, it would be design a solid model,
characterize by analyzing a finite element, getting relevant values of 400°C of temperature in the
superior part of the pan from the stove and 114.105°C in the thermal camera where it want to
contain the heat.
Keywords: Fogón, Ecologic, Parabolic, Thermic, Conductivity,
ISSN 2007-9516 CD ROM 192
Introducción
En diferentes regiones del estado de Chiapas, México. Sobre todo en comunidades indígenas donde aún por usos y costumbres se implementa el uso de leña para la cocción de alimentos (Orozco Hernández, Mireles Lezama, Jaimes Ramírez, & Gomora Lara, 2012), ya han sido construidas diferentes tipos de modelos de fogones ahorradoras de leña, ya que estos traen consigo numerosos beneficios
La leña es una fuente de energía alternativa muy famosa, en algunas regiones esta es de mayor utilización para la cocción de los alimentos. La quema de la leña para la cocción de alimentos es una actividad que se realiza mayormente en fogones de tipo abierto llamados también estufas de 3 piedras o fogones hechos de ladrillos (Santos Gonzales, Estrada Lugo, & Rivas Lechuga, 2012), estos que son comúnmente los más utilizados consumen mucho combustible, además son demasiado contaminantes porque la salida de humo no es controlada y la gente suele respirarlo. Los fogones de 3 piedras traen consigo diferentes consecuencias, la deforestación de zonas forestales y problemas de salud normalmente para las amas de casa, ya que el humo que se produce durante la combustión de la leña puede ocasionar distintas enfermedades: irritación en los ojos, desgaste físico, tos y con el paso del tiempo enfermedades respiratorias, en algunos casos cáncer de pulmón o problemas crónicos, etc.
Hoy en día los fogones ecológicos han
traído consigo una contribución importante y
relevante, a mucha gente le gusta la idea de
ellos, y sobre todo la gente que utiliza el
fogón tradicional les parece una excelente
idea la implementación de estos.
Basándose en un registro se ha logrado
reducir notablemente el uso de la leña en
aproximadamente un 50%, en algunos
casos el porcentaje es mucho mayor, y
gracias a que en la construcción se
implementa un conducto para llevar el humo
contaminante a la atmosfera se han
reducido los problemas respiratorios.
(Mesófilo, 2004)
Gracias a las numerosas ventajas que trae
consigo el fogón ecológico, en el presente
artículo se propone la optimización y
aprovechamiento de algunas características
que se producen a la hora de la combustión
de la leña (Zamora Maldonado, 2011).
Materiales y Métodos
Desarrollo de la metodología.
La metodología se desarrolló en base a los
pasos que se mencionan a continuación,
con el fin de recabar los datos suficientes y
necesarios para implementar las
herramientas adecuadas para poder llegar a
los resultados esperados.
Revisión de Bibliografía: Revistas,
manuales y libros.
Conocimiento del proceso de
combustión de un horno abierto, de
los perfiles no enfócantes y de la
conducción de calor.
Calculo de los perfiles necesarios
para el diseño del fogón ecológico.
Diseño final.
Caracterización térmica del diseño.
Análisis y discusión.
Las herramientas computacionales que se
usaron para poder llevar a cabo los cálculos
matemáticos, el diseño y el análisis térmico,
ya mencionados en la metodología anterior,
son:
Software MatLAB 2014. Software SolidWORK 2014. Software ANSYS 2015. Cabe mencionar que también se utilizaron herramientas secundarias como bloc de notas y Excel.
ISSN 2007-9516 CD ROM 193
Resultados y Discusión
Consideraciones del perfil de la parábola.
Dos de las características más importantes
de este fogón son la forma y las
dimensiones de su interior, es decir la
geometría de la parábola, para realizar el
cálculo de dicha parábola se toman en
cuenta dos aspectos importantes.
1. Ecuación que rige la geometría de una
parábola.
Para realizar el cálculo de la ecuación de la
parábola, se denotan adecuadamente sus
características, ya que son de gran
importancia para realizar el adecuado trazo
de dicha parábola. En la siguiente figura se
muestran las características.
Figura 1. Características de una parábola.
Observando la figura anterior hay diferentes
características que se tienen que valorar,
por lo que la ecuación matemática que rige
una parábola que abre hacia arriba, es decir
hacia el eje “y”, es la siguiente:
𝑦 =𝑥2
4𝑝 . . . . . . . . . . (1)
Si se considera que el vértice estará sobre
el eje x, tendremos de la ecuación 1 que:
- “y” es la distancia del vértice hasta
cualquier punto sobre el eje y.
- “x” es la distancia del vértice hasta
cualquier sobre sobre el eje x.
- “p” es la distancia del vértice hasta
el foco de la parábola.
2. Característica del foco de la parábola.
Figura 2. Trazado de una recta tangente a una
parábola.
Considerando la figura 2 se ve porque es tan
importante considerar el foco de la parábola,
nos podemos dar cuenta que tenemos una
propiedad importante que está asociada con
una recta tangente a la parábola. (Una recta
tangente a una parábola es una recta que
tiene exactamente un punto en común con
la parábola pero no la cruza.) Suponiendo
que “l” es una recta tangente al punto
p(x1,y1) sobre la grafica 𝑦2 = 4𝑝𝑥 y sea F el
foco. Entonces denotamos que α es el
angulo entre “l” y el segmento de recta FP y
también se denota que β es el ángulo entre
“l” y la semirrecta horizontal indicada con
punto externo P. Se puede demostrar que
α=β. Esta propiedad reflexiva tiene
numerosas aplicaciones. En consecuencia
tomando en cuenta esto, vemos que se
cumple una ley física “El Angulo de reflexión
es igual al Angulo de incidencia”, por lo que
un haz de luz dirigido hacia el espejo
parabólico y paralelo al eje se reflejara en el
foco (figura 3). (Swokowski, 2009)
Figura 3. Haz de luz dirigido hacia un espejo
parabólico, reflejándose hacia el foco.
ISSN 2007-9516 CD ROM 194
Ahora, aplicando esta característica de
reflexión al diseño del fogón ecológico
propuesto, tendremos que: los rayos
luminosos térmicos reflejados hacia el foco,
posteriormente se dirigirán hacia un punto
en el comal, y como consecuencia este
tendrá un mayor calentamiento. Figura 4.
Figura 4. Rayos térmicos reflejados hacia el foco, que
posteriormente se dirigen a un punto en el comal.
Trazado del perfil de la parábola.
Tomando en consideración las
características ya mencionadas de la
parábola, se toman distintas
determinaciones para el trazado del perfil
parabólico.
Cabe mencionar que la determinación del
diámetro adecuado del fogón se basa en
inconformidades de algunas personas que
utilizan fogones ecológicos rectangulares.
Dichas inconformidades indican que en este
tipo de fogones es muy difícil acomodar
adecuadamente la leña y como
consecuencia durante la combustión el
comal no tiene un calentamiento adecuado.
Para contrarrestar este problema es por ello
que se opta por un diámetro del fogón
óptimo y que geométricamente sea posible,
por lo que las medidas propuestas son las
siguientes:
- Diámetro de la parábola d=85 cm,
x=42.5 cm.
- Altura de la parábola 30 cm, y=30 cm.
- Distancia del vértice al foco 15 cm,
P=15 cm.
Como se mencionó, cada medida tiene un
propósito y no está de menos mencionar
que la altura de la parábola se propone con
la intensión de que la circulación de aíre sea
la adecuada dentro del fogón y con esto
mejorar la combustión de la leña.
Diseño del Fogón ecológico asistido por
computadora.
1. Diseño del fogón.
Una vez conocidas las dimensiones de la
parábola que describe el tamaño apropiado
para el fogón, es importante delimitar las
medidas que ocupara todo el fogón por
completo, por lo que en el siguiente croquis
de la figura 5 se describen las medidas.
Figura 5. Croquis de las medidas del fogón ecológico.
Una vez delimitadas las medidas, se
comienza a modelar el diseño.
Se traza el perfil de la parábola en MATLAB
(Figura 6), esto con el fin de obtener
diferentes puntos que pasan por la parábola
y que describen la trayectoria de la misma.
Figura 6. Trazo del perfil de la parábola con las
medidas propuestas.
ISSN 2007-9516 CD ROM 195
Una vez obtenidos los puntos que describen
la trayectoria de la parábola, se realiza una
tabulación y posteriormente dicha tabla se
lleva a SOLIDWORKS, estos puntos se
trazan sobre un sólido y se realiza la
operación de corte revolución, por lo que la
forma del fogón que se obtiene se ilustra en
la figura 7.
Figura 7. Generación del perfil de la parábola de
manera sólida.
Una vez obtenido el perfil, se consideran dos
puntos importantes.
1. La entrada de la leña.
2. La salida del humo del fogón.
Por lo que se propone que la entrada de la
leña sea rectangular, lo suficientemente
grande para poder ingresar la cantidad de
leña suficiente y también para permitir la
entrada de aire para poder lograr una
combustión más eficiente. Por otra parte, la
salida de humo se propone con un diámetro
de 5 cm. Cabe mencionar que esta salida de
humo debe ser lo más cercana al comal, y
una característica importante es que debe
tener cierta inclinación, ya que la trayectoria
del humo tiende a ser hacia arriba, por lo
que el diseño del fogón con la salida de
humo se propone como se ilustra en la
siguiente figura.
Figura 8. Perfil con entrada de leña y salida de aire.
2. Diseño de la cámara térmica.
Esta es una de las zonas de mayor
relevancia del prototipo, ya que en esta zona
se aprovecha una característica importante
que lleva consigo el humo, “la energía en
forma de calor”. Se propone que la tubería
tenga un diámetro nominal de 5 cm con un
espesor de 0.184 cm, el mismo diámetro
que tiene la salida del humo dentro del
fogón.
Sabiendo que uno de los métodos por el
cual se conduce el calor es la conducción
(Cengel, 2007), la tubería que conduce el
humo se pone en contacto directo con la
placa metálica que está dentro de la cámara
térmica, esto con el fin de que el calor se
transfiera de la tubería a la placa, y con ello
se logre almacenar el calor en dicha zona.
También cabe mencionar que la tubería
tendrá una forma tipo espiral, es decir, hacia
arriba, abrazando la placa de metal que está
dentro de la cámara térmica, sin embargo
esta tubería ira dentro de unas ranuras
hechas en la construcción de adobe y
posteriormente se pone en contacto con la
placa de metal, véase la figura 9 y 10.
Figura 9. Cámara térmica.
Figura 10. Placa interior de la cámara térmica, en
contacto directo con la tubería que conduce el humo
ISSN 2007-9516 CD ROM 196
3. Ensamble de los componentes.
Una vez teniendo todas las partes que
conforman el fogón ecológico, se realiza el
ensamblando, por lo que el modelo final del
diseño es el siguiente:
Figura 11. Diseño del fogón ecológico completo.
Caracterización térmica del diseño.
Teniendo el diseño del fogón ecológico ya
completo, se importa el modelo de
SOLIDWORKS a ANSYS con el fin de
realizar el análisis térmico para determinar si
la transferencia de calor se realiza
adecuadamente.
Una vez transferido dicho modelo a ANSYS,
se realizan las adecuaciones necesarias y
se introducen los parámetros correctos para
realizar el análisis adecuado, por lo que se
siguen estos pasos:
1. Asignación del material.
Para tener un análisis térmico más certero,
se realiza una investigación de la
conductividad térmica de los materiales a
utilizar, en la siguiente tabla se aprecian los
materiales utilizados.
Tabla 1. Materiales utilizados.
Asignando los valores de conductividad,
tenemos que:
Acero al carbón: 54 W/m*k
Acero Inoxidable: 16.3 W/m*k
Adobe: 0.58 W/m*k
Madera: 0.13 W/m*k
Vidrio: 0.81 W/m*k
Una vez teniendo los valores de
conductividad, se realiza la asignación
correspondiente de material a cada parte del
fogón ecológico.
Acero Inoxidable Comal
Acero al carbón Parilla interior,
tubería y placa del
interior de la
cámara térmica.
Adobe Toda la
construcción del
fogón ecológico.
Madera Puerta de la
cámara térmica.
Vidrio Recubrimiento del
interior del fogón
parabólico.
Tabla 2. Asignación de los materiales.
2. Asignación de las temperaturas.
La asignación de la temperatura se realiza
tomando en cuenta que la llama de la leña
puede llegar a alcanzar temperaturas de
hasta 300°C. (Coronel, 1983).
Se considera que en el interior del fogón, el
comal estará en contacto directo con una
temperatura máxima de 300°C y que por
consecuencia el humo producido tendrá una
temperatura máxima de 200°C, esta energía
que lleva consigo el humo se transfiere
hacia la tubería y posteriormente a la
cámara térmica.
ISSN 2007-9516 CD ROM 197
Resultados obtenidos en ANSYS
Workbench.
Los resultados obtenidos durante la
simulación fueron los esperados, la
temperatura que lleva consigo el humo
alcanza a disipar el calor necesario para
mantener la cámara térmica en una
temperatura mayor a la del ambiente.
Viendo la figura 12, se ve claramente que en
diferentes puntos de la cámara térmica se
alcanzan temperaturas altas, haciendo un
promedio de las temperaturas mostradas
tenemos que la temperatura promedio en la
placa es de 114.105 °C, por lo que la
temperatura en el interior será mayor a la del
ambiente y por consecuencia nos ayudara al
secado de algún producto que deseemos.
Figura 12. Temperaturas alcanzadas en la cámara
térmica.
Por otra parte, la temperatura alcanzada en
la parte superior del comal es de
aproximadamente 400°C y es lo suficiente
alta para la cocción de alimentos, esto sin
tomar en cuenta que en el programa ANSYS
no se pueden simular los rayos luminosos y
térmicos producidos por la combustión de la
leña, por lo que se considera que la
temperatura será mucho mayor a la de la
simulación. Véase la figura 13 para ver la
temperatura alcanzada por contacto directo
de la llama con el comal.
Figura 13. Temperaturas alcanzadas en el comal.
Análisis y discusión.
Como se puede apreciar en este trabajo, se
aprovechan las características de la
geometría de las parábolas, combinándolas
con la posibilidad de la óptica no enfocante
para concentrar todas las posibilidades
térmicas y luminosas de una fuente de calor,
además de aprovechar los diferentes
fenómenos que se producen durante la
combustión de la leña y los métodos de
transferencia de calor, se pretende con ello
satisfacer las diferentes necesidades como
las señaladas durante el desarrollo de este
de este trabajo, por lo que resultaría de gran
beneficio en distintas comunidades, no solo
del estado de Chiapas, si no de diferentes
partes de México o el mundo. Por otra parte,
la construcción de este prototipo no resulta
ser de gran dificultad, tomando en cuenta
que los materiales con los cuales se puede
construir son abundantes en el medio, por lo
que resulta factible y económico la
construcción del mismo.
ISSN 2007-9516 CD ROM 198
Anexos
Anexo 1. Código del programa en MatLAB
para la creación de la parábola.
Anexo 2. Enmallado en ANSYS para el
análisis térmico.
Referencias
1. Cengel, Y. A. (2007). Transferencia de calor
y masa. Mc Graw-Hill.
2. Coronel, Q. (1983). Embutidos: Elaboración,
Análisis y Control de calidad. Chihuahua.
3. F.A. McDonald, C. (1986). J. Appl. Phys 64,
1023-9.
4. Mesófilo, G. (2004). Manual de construcción
de estufas rurales ahorradoras de leña.
Oaxaca.
5. Orozco Hernández, M. E., Mireles Lezama,
P., Jaimes Ramírez, S., & Gomora Lara, B.
(2012). La experiencia de la estufas
ahorradoras de leña en dos comunidades
indigenas del Estado de México. Ambiente y
Desarrollo, 91-105.
6. Santos Gonzales, A., Estrada Lugo, E., &
Rivas Lechuga, G. (2012). Uso de la leña y
conservación del bosque en el volcán
Huitepec, Chiapas, México. LiminaR Vol 10
No. 1, 10.
7. Swokowski, E. W. (2009). Álgebra y
Trigonometría con geometría analítica.
Cengage Learning.
8. Zamora Maldonado, H. C. (2011). Impactos
socio-ecologicos del uso sostenido de
estufas eficientes de leña en siete
comunidades de Michoacan. Morelia,
Michoacan: UNAM.
ISSN 2007-9516 CD ROM 199
OBTENCIÓN DE HARINA PARA HOT-CAKE A BASE DE NOPAL (Opuntia ficus indica)
1Cruz Ramírez, Rafael Ángel; 1Montesinos Trinidad, Josafat; 1Cruz Cruz, Nayel; 1Aguilar
Hernández, David de Jesús; 1López Muñoz, Esther; 1Vazquez Villegas, Paola Tayde; 1Ayvar Ramos Ernesto.
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa
Chiapas. [email protected]
Resumen— El nopal (Opuntia ficus indica) es uno de los recursos de mayor importancia económica de la flora mexicana. Actualmente, por sus varias propiedades nutritivas, químicas, industriales, ecológicas, medicinales y simbólicas, entre otras, el nopal es uno de los recursos vegetales más importantes para los habitantes de las zonas áridas y semiáridas de México, utilizándolo principalmente como forraje, además de otros productos transformados como cremas, shampoos, jabones, en cuanto a los alimentos se ha realizado nopales en escabeches, salmuera, galletas, dulces, refrescos, pan, coconete, bizcochos o pudin, tortillas, además de cosméticos. El contenido nutricional del nopal comprende minerales como el calcio, hierro, aluminio y magnesio, sulfatos y fosfato, potasio, sílice, sodio, manganeso, carbohidratos, componentes nitrogenados además de vitaminas A, B1, B2 y C, es por ello que se elaboró harina de Hot-cake a partir de una mezcla de harina de nopal y trigo para presentar una opción de comercialización de esta materia prima, sobre todo en la población infantil para aprovechar los nutrientes que proporciona.
Palabras clave: Nopal, Harina, Hot-Cake, Deshidratación, Fibra
Abstract— The Nopal (Opuntia ficus indica) is one of the resources of major economic importance of Mexico's flora. Currently, for their various nutritional properties, chemical, industrial, ecological, medicinal and symbolic, among others, the Nopal is one of the most important plant resources for the inhabitants of the arid and semi-arid areas of Mexico, sing it mainly for fodder, as well as other processed products such as creams, shampoos, soaps, in regard to food has been prickly pear cactus in marinades, brine, biscuits, sweets, soft drinks, bread, coconete, biscuits or pudding, tortillas, in addition to cosmetics. The nutritional content of the nopal contains minerals such as calcium, iron, aluminum and magnesium, sulfates and phosphates, potassium, silica, sodium, manganese, carbohydrates, nitrogenous components in addition to vitamins A, B1, B2 and C, that is why Hot-cake flour is made from a mixture of wheat flour and cactus to file a marketing option for this raw material, especially in children to use the nutrients it provides.
Keywords: Nopal, Flour, Hot-Cake, dehydration, Fiber.
ISSN 2007-9516 CD ROM 200
Introducción
El nopal (Opuntia ficus indica)es una planta carnosa y gruesa de formas diversas de la familia de las cactáceas, con ramas articuladas, con hojas (cladiolos) carnosas con espinas fuertes y lisas. Almacena grandes cantidades de jugo lechoso o gomoso (mucílago) que le permite resistir la sequía.
En cuanto a su contenido nutricional
comprende minerales como el calcio, hierro,
aluminio y magnesio, sulfatos y fosfato,
potasio, sílice, sodio, manganeso,
carbohidratos, además de vitaminas A, B1,
B2 y C. Uno de los beneficios es que a pesar
de ser un producto que no se consume con
frecuencia, aporta nutrients como: fibra,
minerales y aminoácidos es mucho mayor
además de consumir verduras que
regularmente no se consumen con mucha
frecuencia (Scheinvar y Sule 2010).
En el valle de Tehuacán (Puebla), restos de semillas de frutas y algunos pedazos de nopal han sido descubiertos datados de hace 700 años, lo que prueba que el hombre ya lo consumía. Según especialistas, las primeras culturas del nopal remontan hace aproximadamente 5000 años. Su nombre original es Tenochtitlán, lo que significa "fruta de la piedra y de Nuchtli" (Conaza,1992). Según datos proporcionados por la ENSANUT a nivel mundial el país ha retrocedido en el combate de la desnutrición, pues en seis años ese problema pasó de 12.4 a 13.6 por ciento. Informó que la República Mexicana se ubica hoy en el lugar 18 en desnutrición crónica entre 101 naciones, sin tomar en cuenta a las que integran la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE). El informe destaca que en nueve entidades el nivel de desnutrición es mayor al promedio nacional. Entre éstas sobresalen Chiapas, Guerrero y Oaxaca mientras que los más bajos los tiene Sonora, Colima y Baja California Sur (De la Rosa, J.P. y Santana, D. 2001). Es por ello que el presente proyecto tiene la finalidad de proponer el consumo de nopal, con la
elaboración de Hot-cake, derivado de una mezcla de harina de trigo y harina de nopal.
Materiales y Métodos
Obtención de harina de nopal para la
elaboración del Hot-cake
Para la obtención de la harina de nopal primero se llevó a cabo la recepción de la materia prima, después se seleccionó y se sometió a una limpieza y sanitizacion. Una vez seleccionada y limpia la materia prima se troceo y se deshidrato en charolas a una temperatura de 75º C por 20 horas. Después de deshidratar se trituro utilizando una licuadora industrial, para así obtener un polvo fino. Obtenida la harina de nopal se mezcló con otros ingredientes para finalmente obtener la harina y estandarizar el proceso de elaboración de Hot- Cake (Figura 1).
Figura 1. Diagrama de bloques para la obtención de Hot-cake a partir de harina de nopal.
Resultados y Discusión
Con base a la experimentación realizada se
obtuvieron los resultados de
estandarización de las cantidades idóneas
para establecer la formulación del proceso
de elaboración de Hot-cake a partir de la
harina obtenida de nopal, (Tabla 1).
Recepción
Selección
Lavado o sanitizado
PesadoPelado y despinado
Troceado
Deshidratado
Molienda Obtención de harina
Mezclado de insumos
Envasado y etiquetado. Almacenamiento de producto terminado.
ISSN 2007-9516 CD ROM 201
Tabla 1. Formulación del proceso de elaboración de
Hot-cake a partir de la harina obtenida de nopal.
Como se puede observar en la formulación
se realizó una mezcla de harina de trigo con
harina de nopal, ya que la normativa
alimentaria establece que para elaborar una
harina de Hot-cake, debe tener la presencia
de harina de trigo.
Por otro lado se determinó las
características organolépticas y sensoriales
del Hot-cake a partir de la harina de nopal,
Tabla 2.
Tabla 2. Propiedades organolépticas y sensoriales del
Hot-cake a partir de harina de nopal.
Componentes
Porcentaje (%)
Harina de nopal 4.51 %
Harina de trigo 18.07 %
Agente leudante 0.68 %
Azúcar 1.35 %
Sal 0.16 %
Naranja 19.84 %
Leche 42.16 %
Huevo 10.71 %
Mantequilla derretida
2.48 %
Total 100 %
Parámetro
Descripción
Sabor Este producto nuevo tiene un sabor característico al Hot- cake tradicional, el sabor del vegetal es muy poco perceptible en el producto final.
Olor El olor de este producto es aceptable ya que tiene las mismas características del Hot- cake tradicional.
Color El color del producto tomo el mismo color de la materia empleada (nopal), tomo una coloración verde muy características de los vegetales.
Aspecto Este producto físicamente cumple con las características de un Hot- cake, excepto en la coloración no da un buen aspecto por la muy mala idea que tiene en los vegetales
Palatabilidad El Hot- cake es muy agradable al paladar muy idéntico al comercial, a pesar que está elaborado de una materia prima no tan comercial (nopal).
Textura La textura de este producto fue excelente, puesto que cumplió con los requisitos de un Hot- cake normal, tiene una textura suave, esponjoso y bajo contenido grasa.
ISSN 2007-9516 CD ROM 202
Por último se elaboró el empaque que fue de
material de cartón y el etiquetado adherible,
se decidió nombrar al producto “De-lix” con
su respectivo eslogan “Que te den buena
espina”, Figura 2.
Figura 2. Presentación de la harina de Hot-cake
obtenida de una mezcla de harina de Trigo y harina de
Nopal.
Se realizó un análisis sensorial al producto
con la participación de 100 jueces afectivos
y el 93% acepto de manera favorable el
producto, por lo que se predice puede ser
aceptado favorablemente en el mercado.
Referencias
1. Scheinvar y Sule 2010. Probable centro de
origen y diversidad genética de los xoconostles de la
República Mexicana. Congreso Mexicano de Botánica.
Simposio Centros de Origen. 24. Noviembre. 2010.
2. Conaza. 1992. Aspectos técnicos y
socioeconómicos del nopal para producción de
verdura. Serie: Fichas técnicas de especies forestales
(Mimeografiad) Saltillo, Coah., México. CONAZA, INIF.
1981. El nopal. INIF. México.
3. De la Rosa, J.P. y Santana, D. 2001. El nopal.
Usos, manejo agronómico y costes de producción en
México. CONAZA-UACH-CIESTAAM. Texcoco, pp: 23-
35.
EVALUACIÓN DE FERTILIZANTES ORGÁNICOS ELBORADOS APARTIR DE ESTEVIA (Stevia rebaudiana Bertoni) Y NEEM (Azadirachta
indica A.Juss), PARA EL CULTIVO DE PEPINO (Cucumis sativus).
Solar Andrade, Nuria Amairani1; Hernández Cervantes, Sergio1; Escalante Revuelta, Deisy Ruth2.
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa
Chiapas.
[email protected] Resumen - En la siguiente investigación se evaluó el rendimiento de la producción Pepino
hibrido f1, (Aguado, G. 2002) a cielo abierto en la dependencia de la secretaria del campo en
Tuxtla Gutiérrez Chiapas, la práctica se llevó acabo en las parcelas demostrativas teniendo como
objetivo Evaluar tres fertilizantes orgánicos elaborados con estevia, neem y en combinación para
ISSN 2007-9516 CD ROM 203
mejorar el cultivo del pepino (Cucumis sativus L) a cielo abierto utilizando dos dosis (200,250
ml/2 lts) de aplicación y contando con el testigo. En la investigación se evaluaron 13 tratamientos
en el que se tomaron variables como Altura de la planta, grosor del tallo, numero de hojas (NH),
numero de frutos (NF) y numero de flores (NF). En el siembra en semillero se aplicaron dos dosis
(25 y 30 ml/250 ml de agua) y se tomó datos como días de germinación, altura de la planta,
numero de hojas, tamaño de la raíz, grosor del tallo por lo que se mantuvo el semillero 15 días
en el invernadero.
El modelo utilizado durante este trabajo fue el de bloques al azar; llevando a cabo este
experimento desde el momento de siembra hasta la cosecha, La investigación se realiza con el
propósito de aportar al productor información técnica que permita la producción orgánica
sostenible. Y tener otra alternativa para fertilizar el cultivo de pepino en la cual no se utilicen
químicos que tengan efectos negativos en el medio ambiente y a la salud humana.
Palabras clave: neem, estevia, fertilizante orgánico, pepino
Abstract - The following research production performance is evaluated f1 hybrid cucumber
(Aguado, G. 2002) open in reliance secretary of the field in Tuxtla Gutierrez Chiapas sky, the
practice took place at the demonstration plots aiming evaluate three organic fertilizers made with
stevia, neem and in combination to improve the cultivation of cucumber (Cucumis sativus L) open
pit using two doses (200,250 ml / 2 liters) of application and with the witness. In research 13
treatments in which variables such as plant height, stem diameter, number of leaves (NH),
number of fruits (NF) and number of flowers (NF) were taken were evaluated. Planting seedlings
in two doses (25 and 30 ml / water 250 ml) were applied and data was taken as day of germination,
plant height, number of leaves, root length, stem diameter so that 15 days kept the seed in the
greenhouse.
The model used for this study was randomized block; conducting this experiment from the time
of planting to harvest, Research is conducted for the purpose of providing technical information
to producers to enable sustainable organic production. And have another alternative to fertilize
cucumber cultivation in which no chemicals have negative effects on the environment and human
health are used.
Keywords: neem, stevia, organic fertilizer, cucumber
ISSN 2007-9516 CD ROM 204
Introducción
En la siguiente investigación se evaluó el
rendimiento de la producción Pepino hibrido
f1, (Aguado, G. 2002).En nuestro medio,
este cultivo es manejado por los agricultores
chiapanecos quienes cada día se les hacen
más difícil la adquisición de insumos,
especialmente fertilizantes químicos, debido
a que son por lo general de alto costo, lo cual
incrementa considerablemente los costos
de producción del cultivo.
Hoy en día con el uso de prácticas
convencionales se han causado problemas
uno de esto es el empobrecimiento y
degradación de los suelos (Según la
Organización para la Alimentación y la
Agricultura. (Food and Agriculture
Organization FAO ,2002). Y el abuso de
fertilizantes químicos provoca baja
productividad de la tierra, así como la
contaminación del ambiente y la salud de los
productores y consumidores (Iván
Restrepo). La necesidad de disminuir la
dependencia del uso de productos químicos
en la agricultura, está obligando a la
búsqueda de alternativas sostenibles.
Dentro de estas alternativas se encuentra
los fertilizantes orgánicos que mejoran
diversas características físicas, químicas y
biológicas del suelo (FAO ,2002).
Dentro las opciones que se han generado,
destaca uso de compuestos de origen
vegetal como fertilizantes foliares, por lo que
en la investigación realizada se evaluaron
productos orgánicos con propiedades
fertilizantes, de bajo costo, fácil manejo y
adquisición. Es por ello que en la siguiente
investigación se evaluó la eficiencia de dos
productos orgánicos como fertilizante, los
cuales fueron el neem (Azadirachta indica) y
estevia (Stevia rebaudiana Bertoni), con el
objetivo Evaluar tres fertilizantes orgánicos
elaborados con estevia, neem y en
combinación para mejorar el cultivo del
pepino (Cucumis sativus L) a cielo abierto
utilizando dos dosis (200,250 ml/2 lts) de
aplicación y contando con el testigo. En la
investigación se evaluaron 13 tratamientos
en el que se tomaron variables como Altura
de la planta, grosor del tallo, numero de
hojas (NH), numero de frutos (NF) y numero
de flores (NF). En el siembra en semillero se
aplicaron dos dosis (25 y 30 ml/250 ml de
agua) y se tomó datos como días de
germinación, altura de la planta, numero de
hojas, tamaño de la raíz, grosor del tallo por
lo que se mantuvo el semillero 15 días en el
invernadero.
El modelo utilizado durante este trabajo fue el de
bloques al azar; llevando a cabo este experimento
desde el momento de siembra hasta la cosecha. Los
tratamientos se aplicaron cada 2 veces a la semana
siendo los días lunes y jueves, con las dosis
mencionadas.
La investigación se realiza con el propósito de aportar
al productor información técnica que permita la
producción orgánica sostenible. Y tener otra alternativa
para fertilizar el cultivo de pepino en la cual no se
utilicen químicos que tengan efectos negativos en el
medio ambiente y a la salud humana.
Materiales y Métodos
Medición del terreno
Se tomó medida del área de la parcela lo
cual se realizó con ayuda de un metro, el
área de la parcela destinada fue de 48.91
m2.
ISSN 2007-9516 CD ROM 205
Desmonte del terreno
El desmonte de la parcela se realizó de
forma manual haciendo uso de
herramientas tales como palas, coas y
rastrillo, la maleza fue traslada con
mancerina y colocada en una área
destinada de desechos orgánicos.
Construcción de camas
Antes de realizar la construcción de las
camas se removió la tierra de tal forma que
el suelo quedo suelto y aireado.
Enseguida se construyeron camas de
siembra de 45 cm ancho con 6 mts. De
Largo y 20 cm de altura. Con una distancia
de entre cada cama de 50 cm., en total se
utilizaron total se utilizaron 12 camas de
siembra para la realización de la
investigación.
Se estableció el cultivo de pepino en un
sistema de acolchado a campo abierto,
sobre un suelo franco arenoso.
Elaboración de los fertilizantes
orgánicos
Se elaboraron fertilizantes de estevia, neem
y combinación de ambos.
Establecimiento de semilleros
La siembra en el semillero se realizó el 8 de
septiembre del 2015 donde se hiso uso de
una charola de 200 alveolos o cavidades la
cual se llenó de abono orgánico cosmopeat,
la siembra en semillero se realizó colocando
una semilla de pepino por cavidad a 0.5 cm
de profundidad.
Trasplante
El trasplante de las plántulas de pepino se
realizó el 22 de septiembre a los 15 días
después haber permanecido en el
invernadero, para lo cual se hicieron hoyos
en cada cama siembra esto se realizó con
ayuda de una estaca posteriormente se
colocaron las plántulas con el debido
cuidado de no dañar parte de la plantas
tratando de cuidar el cepellón, cada plántula
se sembró a una distancia de a 30 cm de
distancia
Diseño experimental
En el cultivo de pepino el diseño
experimental utilizado fue de bloques
completamente al azar, con 13 tratamientos
y 3 repeticiones por tratamiento, la unidad
experimental fue constituida por 195
plantas.Se formaron 3 bloques, cada bloque
está formado por cuatros camas de siembra,
en las cuales se distribuyeron al azar los
doce tratamientos y el testigo
Aplicación de los fertilizantes
La aplicación de los fertilizantes se inició el
9 y 16 de septiembre del 2015 los cueles
fuero aplicados directamente al semillero la
aplicación se realizó una vez por semana los
días de aplicación fueron los miércoles, en
total las aplicaciones realizadas en el
semillero fueron dos debido que este solo se
tuvo dos semanas en el invernadero.
En cuanto a la fertilización de las plantas en
la parcela esta se realizó 15 días después
del trasplanté los fertilizantes se aplicaron
dos veces por semana realizando la
aplicación los días martes y viernes
Recopilación de datos
La forma en que se recopilaron los datos fue
después de los 15 días de siembra y 15 días
después de haber aplicado los tratamientos
respectivamente, para ello se tomaron
medidas a cada una de las plantas que
fueron elegidas para ser el sujeto de estudio,
estos datos se fueron anotando en el libro
de campo, la toma de datos se realizó cada
ISSN 2007-9516 CD ROM 206
15 días, en total se realizó 3 veces la toma
de datos.
Monitoreo de la parcela de pepinos
Deshierbes
El control de malezas se hizo manualmente
esto se realizó a medida que fue saliendo la
hierba.
Riego
El riego establecido fue por goteo, el cual se
realizaba cada 3 a 4 días de la semana
según las condiciones climáticas del área y
el estado fenológico del cultivo, esta se
dejaba aproximadamente 3 a 5 horas al día.
Tutoreo
Al mes de trasplante se colocaron
espalderas de tipo vertical utilizando malla
espaldera, el día 3 de octubre.
Observaciones
Las primeras flores que aparecieron en las
plantas de pepinos fueron la flores machos
las cuales aparecieron en la parte baja de
las plantas estas aparecieron a al 20 días
después del trasplanté al 5to. día
aparecieron flores femeninas.
Control de plagas
Las plagas que más afectaron al pepino fue
el gusano minador el cual se presentó al
quinto día después del trasplanté.
Toma de variable
La toma de variables se realizó cada 15 días
esto se realizó con ayuda de una cinta
métrica y un vernier donde se tomó datos de
las planta de peino como grosor de tallo,
numero de hojas y cantidad de flores o
frutos. Tomando tres plantas por
tratamiento.
Evaluación de los fertilizantes
Se evaluara el efecto de cada uno de los
fertilizantes con sus respectivas dosis de
aplicación junto con el testigo y el
fertilizante, y se identificara el
comportamiento que tendrá el cultivo de
pepino, es decir como respondieron a la
aplicación de los fertilizantes, por lo que se
seleccionara opción que mejor responda
para poder proponer como alternativa.
Resultados y Discusión
Altura dela planta a los 60 dias
Según los resultados obtenidos en la
presente investigación se encontró que a los
60 días después del trasplante se encontró
que el testigo alcanzo una altura promedio
de 51.22 cm siendo superados por los
tratamientos en los que se utilizó fertilizantes
orgánicos de neem, estevia y de la
combinación de neem con estevia. donde el
t10 del fertilizante de la combinación de
estevia con neem obtuvo una media de
104.36 cm en altura ,el cual supero al t6 del
fertilizante de estevia con una media de
95.55 cm y al de neem con una media de
79.99cm.por lo que se considera que el
fertilizante orgánico de la combinación de
neem y estevia genero mayor altura debido
a que en la composición de las hojas de
estevia presentan gran cantidad de potasio
por (Morelos, j. 2010) en cuanto a las
hojas del neem presentan gran cantidad
de nitrógeno los cueles son elementos
que más extrae la planta es el potasio (k),
seguido del nitrógeno(n), calcio (ca) y
fosforo (p). Los cuales son adsorbidos
ISSN 2007-9516 CD ROM 207
durante la fructificación y maduración
(Navarrete,2005).
Numero de hojas a los 60 días
En cuanto al número de hojas el tratamiento
que presentó mayor cantidad fue el t10 del
fertilizante de neem con estevia y del
fertilizante de estevia con medias de 23
hojas en cuanto a la comparación de la
media del testigo que presento 13 hojas.
diámetro de la planta a los 60 días
Los mejores diámetros se presentaron en el
T10 del fertilizante de la combinación de
estevia y neem con un diámetro de 2.22 cm
y del t6 del fertilizante de estevia con un
diámetro de 2.09 cm lo cual supero al a los
tratamiento del neem con una media de
1.73cm de diámetro y al testigo absoluto con
1.54cm. en los tratamientos que fueron
aplicados fertilizantes orgánicos se observó
mayor diámetro que en el testigo, lo que
refleja lo importante de la incorporación de
nutrientes al suelo.
En cuanto al número de flores el fertilizante
que presento mayor cantidades de flores es
el t6 el cual presento 40 flores x tratamiento,
seguido por el fertilizante de la combinación
de neem y estevia en el T10 que presento
35 lo cual superaron a los tratamientos de
neem con 21 flores y al testigo con 27.este
dato disminuyo a los datos tomados días
atrás debido a que las plantas estaban en
etapa de fructificación.
frutos a los 60 días
El resultado obtenido en cuanto al número
de frutos por los diferentes tratamientos
evaluados que genero mayor cantidad de
frutos fue el tratamiento T2 del fertilizante de
neem seguido por el tratamiento T6 de
fertilizante de estevia lo cual superó al
fertilizante de la combinación de neem con
estevia, Y al testigo que aún no presentaba
frutos formados.
Pero se realizaron observaciones en el cual
fue notoria la apariencia de esto ya que el
fertilizante de neem presento frutos más
deformes y pequeños en el cual el fruto de
mayor tamaño media 22 cm y el más
pequeño 9 cm. ,y en el T6 su fruto de mayor
tamaño media 24 cm y el más pequeño 8
cm. En cuanto a los frutos del T10 estos
presentaron mayor aspecto tanto en el color
como en el tamaño debido al k el fruto de
mayor tamaño fue de 28 cm y el más
pequeño de 19 cm.
Resultado del semillero
Los resultados obtenidos en el semillero en
cuanto al número de plantines emergidos al
5to. Día fue el t1 de fertilizante de neem con
un número de 9 de 10 plantas emergidas,
seguido por el t9 del fertilizante de estevia y
neem y t5 del fertilizante de estevia con 7
de 10 plantas emergidas.
Altura de los plantines a los 15 días
En cuanto a los datos obtenido de la altura
de las plantulas en el semillero presento
mayor altura el t6 del fertilizante de estevia
con una media de 13cm, seguido del T1 de
fert .de neem con una media de
ISSN 2007-9516 CD ROM 208
12.62.mientras que la media del testigo
presento 10cm de altura. Por lo que los
fertilizantes orgánicos presentaron mayor
altura en el semillero.
en cuanto al grosor del tallo y el número de
hojas no se presentó diferencia significativa
en cuanto al núm. de hojas ya que todas las
plántulas presentaron una hoja verdadera
,pero en cuanto apariencia y tamaño se
pudo apreciar que las hojas delos
tratamientos del fert. De neem y de la
combinación del fertilizante de neem y
estevia presentaban mayor tamaño y
anchura. Mientras que las hojas de los
fertilizantes de estevia eran más pequeñas
y angostas.
el tratamiento que presento mayor longitud
de la raíz en el semillero fue el T9 con una
media de 12cm,seguido del T10 con medida
de 11.5 y el T2 de fert. De neem con una
media de 10cm por lo que el fertilizante que
presento mejor aspecto en raíz fue la
combinación del fert. De neem y estevia.
Dejando al testigo con una media de 6cm.
en la investigación se coincidió con el ING. MSC.
SUNSHINE FLORIO, 2008 quien misiona que la
estevia aumenta la emisión de pelos
absorbentes en las raíces, aumenta la absorción
de calcio , magnesio y potasio, haciendo que el
cultivo sea menos propenso a trastornos
fisiológicos y aumenta la fotosíntesis. donde
menciona que el cultivo gana en vigor, contrae
menos enfermedades y plagas .y con ING.
JUANJO GIMENO 2004 el cual menciona que el
neem es un repelente de plagas haciendo que
los cultivo sean menos propensos al ataque de
enfermedades, hongos y plagas. por lo que se
coincide con estos autores ya que el cultivo no
presento ningún problema de plagas después
de los 30 días y hasta la cosecha, recalcando que
la investigación se realizó a cielo abierto.
0
50
100
150
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9
T10
T11
T12
Test
altura de la planta a los 60 dias
0
0.5
1
1.5
2
2.5
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9
T10
T11
T12
Test
Grosor del tallo a los 60 dias
0
20
40
60
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9T1
0T1
1T1
2Te
st
Numero de flores a los 60 dias
ISSN 2007-9516 CD ROM 209
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0
5
10
15
20
25T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9
T10
T11
T12
Test
Numero de hojas a los 60 dias
0
2
4
6
8
10
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9
T10
T11
T12
Test
Numero de frutos a los 60 dias
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PERFIL AROMÁTICO DE UNA BEBIDA FERMENTADA OBTENIDA UTILIZANDO MICROORGANISMOS
AUTÓCTONOS ENCAPSULADOS
Luján-Hidalgo, María Celina1; Tovilla-Bustos, Aideé1; Ventura-Canseco, Lucía María Cristina1 Gutiérrez-Miceli, Federico Antonio1; Arias-Castro, Carlos2; Abud-Archila, Miguel1
1Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez, Carretera Panamericana km. 1080, Tuxtla Gutiérrez Chiapas.
2Instituto Tecnológico de Tlajomulco, Jalisco, km. 10 Carretera Tlajomulco-San Miguel Cuyutlán. Tlajomulco de Zúñiga, Jalisco.
Resumen— La calidad de una bebida se define como las características relacionadas con
su capacidad para satisfacer necesidades explícitas o implícitas. Los atributos que más
condicionan la aceptabilidad de las bebidas por parte del consumidor están relacionados
con la calidad sensorial que incluye la apariencia, la textura, el aroma y el gusto, entre
otros. El perfil de compuestos aromáticos volátiles es producto de las reacciones
generadas durante la fermentación y en algunos casos el envejecimiento del vino, mismas
que dependen de los microorganismos que participen en el proceso. En el presente
trabajo se evaluaron los compuestos volátiles presentes en una bebida fermentada
obtenida utilizando microorganismos encapsulados mediante CG-EM y HEAD SPACE-
SPME. Las levaduras Saccharomyces cerevisiae son las principales productoras de los
compuestos aromáticos característicos en el vino de palma. Los compuestos aromáticos
mayoritarios producidos durante la fermentación in vitro fueron etanol, 3-metil-1-butanol,
2-metil-1-propanol, acetaldehído, acetato de etilo y ácido acético.
Palabras clave: Cromatografía de gases-espectrometría de masas, perfil aromático,
fermentación.
Abstract— The quality of a drink is defined as the characteristics related to its ability to
satisfy stated or implied needs features. The attributes that most influence the
acceptability of beverages by consumers are related to sensory quality including
appearance, texture, aroma and taste, between others. The profile of volatile aromatics is
the reaction product generated during fermentation and aging in some cases, wine, which
depend on the microorganisms involved in the process. In this work the volatile
compounds were evaluated in a fermented beverage obtained using microorganisms
encapsulated by GC-MS and headspace-SPME. The yeast Saccharomyces cerevisiae are
the main producers of the characteristic aroma compounds in wine palm. The major
aromatic compounds produced during fermentation in vitro were ethanol, 3-methyl-1-
butanol, 2-methyl-1-propanol, acetaldehyde, ethyl acetate and acetic acid.
Keywords: Gas chromatography-mass spectrometry, aromatic profile, fermentation.
ISSN 2007-9516 CD ROM 212
Introducción
El aroma y sabor de las bebidas alcohólicas
(cerveza, vino, tequila y mezcal, entre otras),
son el resultado de numerosos compuestos
volátiles, cuya mezcla compleja define sus
atributos sensoriales y la aceptación por el
consumidor. Los compuestos volátiles
tienen diferentes orígenes: a) pueden estar
contenidos en la materia prima y variar entre
especies, regiones geográficas y entre
condiciones climáticas de cultivo; o b)
pueden generarse durante la fermentación
en función de la cepa, características del
mosto y condiciones del proceso, o durante
la maduración del producto (Cole and Noble,
2003).
Las propiedades organolépticas y el ramo
de bebidas alcohólicas, tales como el
tequila, vino y otros, están determinados por
la composición de la mezcla de alcoholes,
esteres y otros compuestos, principalmente
alcoholes con tres o más átomos de carbono
y los esteres etílicos son los principales
agentes responsables del aroma (Vallejo et
al., 2004).
Los microorganismos producen estos
compuestos durante la fermentación,
aunque hay otros procedentes de la materia
prima tal como terpenos y ácidos grasos de
cadena largas (Peña-Alvarez et al., 2004).
Entre los factores que pueden afectar a la
comunidad microbiana en los vinos, es la
presencia de inhibidores tales como:
(toxinas, el etanol y la alta concentración de
azúcar).
El aroma secundario o fermentativo, es el
que se atribuye a los compuestos generados
por el metabolismo de las levaduras,
mayoritariamente las pertenecientes a la
especie Saccharomyces cerevisiae, ya que
es la levadura que finalmente se impone
durante el proceso de fermentación
alcohólica. También contribuyen en menor
grado aquellos compuestos sintetizados por
distintas especies de bacterias ácido
lácticas durante el proceso de fermentación
maloláctica (Lambrechts y Pretorius, 2000).
En este trabajo se obtuvo el perfil aromático
de los principales compuestos volátiles
generados durante la fermentación del vino
de palma in vitro empleando
microorganismos autóctonos encapsulados.
Materiales y Métodos
Cepas
Las cepas fueron proporcionadas por el
Laboratorio de Investigación del Instituto
Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez y fueron
identificadas como Lev 51 y Lev 64
(Saccharomyces cerevisiae), Bal 03
(Lactobacillus plantarum), Bal 05
(Lactobacillus sp), Bal 10 (Lactobacillus
succicola); así como, BAA 23-04, BAA 24-
05, bacterias ácido acéticas las cuales no
están identificadas molecularmente.
Encapsulamiento
Preparación del agente encapsulante
Como agente encapsulante se empleó una
mezcla de maltodextrina (MD) y alginato de
sodio (AG). La concentración de
maltodextrina fue al 30% (p/v) y la de
alginato de sodio al 3% (p/v). Los agentes
encapsulantes se hidrataron con agua
destilada a 40°C durante 24 horas.
Posteriormente, se mezclaron en una
relación de 60-40% MD–AG y se
esterilizaron en un autoclave a 121°C
durante 15min.
Preparación del pellet
Se prepararon 200 mL de caldo YM, caldo
MRS y caldo enriquecido para las levaduras,
las bacterias ácido lácticas y bacterias ácido
acéticas respectivamente. Los medios de
cultivo fueron inoculados con cada
microorganismo al 2% y se incubaron a una
temperatura de 35°C durante 24 horas.
Posteriormente, los medios fueron
centrifugados a una velocidad de 4000 rpm
durante 20min a una temperatura de 4°C
para obtener un pellet. El pellet obtenido se
resuspendió en la solución de agente
ISSN 2007-9516 CD ROM 213
encapsulante estéril y homogenizado en un
homogeneizador Ultra Turrax 25 Basic
durante 5 minutos a una velocidad de 5,000
rpm. Posteriormente cada mezcla fue
alimentada directamente al secador por
aspersión.
Secado por aspersión
Las emulsiones microbianas fueron
deshidratadas en un secador por aspersión
tipo laboratorio Marca Buchi. Las
condiciones de operación del secador para
todos los experimentos fueron 120°C y un
flujo de 3 mL/min. Posteriormente el polvo
obtenido fue almacenado a temperatura
ambiente en bolsas herméticamente
selladas al vacío.
Producción de bebida fermentada
Reactivación de las cepas
Se rehidrataron 1 g de cada microorganismo
encapsulado en 50 mL de caldo YM, caldo
MRS y caldo enriquecido para las levaduras,
las bacterias ácido lácticas y bacterias ácido
acéticas respectivamente. Los matraces se
incubaron a 30º C durante 48 horas sin
agitación.
Fermentación
Se realizaron cinéticas por lote alimentado
empleando jugo de palma de coyol estéril
como medio de cultivo e inoculando cada
microorganismo reactivado previamente al
2% (v/v) en matraz Erlenmeyer a
temperatura ambiente (30º C) sin agitación.
El flujo de jugo de palma alimentado fue de
1.8 mL/min. Durante la cinética se realizaron
muestreos cada 12 horas y se cosechó el
vino fermentado para continuar con la
fermentación. Las muestras colectadas
fueron congeladas a -18º C para su posterior
análisis por cromatografía de gases y
espectrometría de masas (CG-EM).
Perfil aromático del vino de palma
El análisis de los compuestos volátiles
aromáticos de la bebida fermentada se
realizó en un Cromatógrafo de Gases
(Agilent Technologies) acoplado a un
detector de Espectrometría de Masas. La
columna empleada fue una DB– Waxter
(60m X 0.25mm X 0.25µm). La fase móvil
fue Helio a un Flujo de 1 mL/min.
Estandarización del método de HEAD
SPACE-SPME
Las muestras obtenidas de la fermentación
fueron descongeladas y se colocaron 5 mL
de cada una en un vial el cual fue sellado
con una tapa con septa. Posteriormente, el
vial fue mantenido a 40 ºC y fue agitado con
un imán magnético durante 20 min en una
parrilla eléctrica, permitiendo así que los
componentes volátiles pasaran a una fase
de vapor hasta el equilibrio.
Una vez que fue establecido el equilibrio
entre ambas fases (líquido – vapor), se
introdujo el dispositivo de microextracción
en fase sólida perforando el septum del vial
con ayuda de la aguja. Posteriormente se
presionó el embolo para que la fibra de
polidimetilsiloxano quedara expuesta a la
fase de vapor HEAD SPACE. Después de
20 minutos de exposición, el embolo fue
retraído para así poder introducir la fibra en
la aguja, solo entonces, el dispositivo se
retiró del vial para ser inyectado en el
cromatógrafo de gases. Una vez en el
equipo, la fibra se volvió a exponer al
presionar el embolo, esta vez dentro de la
cámara del inyector para realizar la
desorción de los compuestos en la fibra por
el calor.
Resultados y Discusión
El perfil de compuestos volátiles producidos
al inicio de la fermentación del vino de palma
in vitro se presenta en la Tabla 1. Los
compuestos que predominaron durante toda
la cinética son los característicos de una
fermentación alcohólica como lo son
alcoholes superiores, ésteres, aldehídos y
cetonas.
ISSN 2007-9516 CD ROM 214
El 82.3% de los componentes de la muestra
al inicio de la fermentación, tiempo que
corresponde a la inoculación de los
microorganismos previamente reactivados
en el jugo de palma y al inicio de la
alimentación del medio de cultivo, la
constituyen los alcoholes superiores. Lo
anterior significa que dichos compuestos
provienen de las fermentaciones de
reactivación. El etanol y el alcohol isoamílico
(2-metil-butanol) son los compuestos
mayoritarios en la muestra.
Tabla 1 Perfil de compuestos volátiles al inicio de la
fermentación del vino de palma in vitro.
Durante las primeras 12 horas de
fermentación la actividad microbiana
aumentó 2 ciclos logarítmicos y por
consiguiente se comienzan a producir todos
los metabolitos primarios asociados al
crecimiento. Dado que la fermentación la
está realizando un consorcio de 7
microorganismos de al menos tres
diferentes géneros, es posible que el
producto del metabolismo de uno de ellos
sea el sustrato para otro microorganismo
como es el caso del etanol producido por las
levaduras, mismo que utilizan las bacterias
ácido acéticas para producir el ácido
orgánico correspondiente. Así mismo,
durante éstas doce horas, se inician
reacciones de esterificación entre los
compuestos producidos durante la misma
fermentación.
El perfil de alcoholes producidos durante la
fermentación es similar a lo reportado por
Lambrechts y Pertorius (2000) quienes
encontraron que los alcoholes
cuantitativamente mayoritarios procedentes
del metabolismo de la levadura son el etanol
y el glicerol, seguidos por los dioles y los
alcoholes superiores alifáticos (1-propanol,
2-metil-1-propanol, 2-metil-1-butanol y 3-
metil-1-butanol) y aromáticos (2-feniletanol).
El alcohol predominante seguido del etanol
fue el 3-metil-butanol, el cual se mantiene
constante durante toda la fermentación.
Lasekan et al. (2006) evaluaron los
compuestos con potencial aromático
presentes en el vino de la palma (Elaeis
guineensis) y reportan que la presencia de
ese alcohol se asocia al aroma a malta y el
de feniletanol a miel. Lambrechts y
Pertorius (2000) atribuyen un aroma a
disolvente cuando hay presencia de
propanol en el vino, así también aroma a
mazapán y rosas debido al 3-metil-butanol y
feniletanol respectivamente. En relación a
los ésteres, su producción transcurre en
paralelo a la formación del etanol. Aunque
se producen en pequeñas cantidades son
los compuestos que determinan en mayor
intensidad el aroma secundario del vino. El
12% de la muestra corresponde al acetato
de etilo, reportado como éster mayoritario en
vinos, al cual se le atribuyen connotaciones
aromáticas no deseables (Lambrechts y
Pretorius, 2000). También se formaron otros
esteres de alcoholes superiores como el
acetato de pentilo y de ácidos grasos de
cadena corta como el butanoato de etilo,
hexano de etilo (caproato de etilo) y
octanoato de etilo (caprilato de etilo)
conocidos como ésteres afrutados que son
responsables del aroma frutal y floral de los
vinos (Ferreira et al., 1995). La presencia de
acetato de isoamilo en el mosto fermentado
se considera una cualidad positiva que
inspira fragancias afrutadas (aceite de
plátano) y por consiguiente, realza la calidad
T0
TR Compuestos %
ALCOHOLES
9.844 Etanol 49.649
12.584 1-Propanol 0.51
14.267 2-metIl -1-Propanol 4.374
18.077 3-metIl- 1-Butanol 27.657
24.189 4-metil-2-Hexanol 0.128
ALDEHIDOS Y CETONAS
4.806 Acetaldehído 3.025
6.02 2-metil-1-Propanal 0.251
7.987 3-metil –Butanal 0.207
15.554 5-metil-2-Hexanona 0.086
18.831 3-hidroxi- 2-Butanona 3.604
ESTERES
7.368 Acetato de etilo 4.103
17.003 Hexanoato de etilo 0.228
21.629 Octanoato de etilo 0.414
25.006 Decanoato de etilo 0.152
29.941 Benzil Octanoato 0.585
ACIDOS
22.162 Ácido acético 3.779
OTROS
4.047 CO2 0.895
8.714 2,4,5- trimetil 1,3-Dioxolano 0.32
23.817 2-Isopropoxi-etilamina 0.12
ISSN 2007-9516 CD ROM 215
del producto (Van Wyk et al., 1979). Además
también se observó que durante la
fermentación se produjeron ácidos grasos
de cadena larga, los cuales finalmente
reaccionaron con los alcoholes presentes
para producir sus respectivos ésteres. Los
ácidos grasos de cadena media como el
hexanoico, octanoico y decanoico siempre
se producen durante la fermentación de
vinos a partir de cualquier materia prima,
como producto del metabolismo de
levaduras anaerobias como Saccharomyces
cerevisiae (Ravaglia y Delfini, 1993). Estos
ácidos grasos junto con sus respectivos
ésteres etílicos son los principales
componentes aromáticos en bebidas
fermentadas. En cuanto a los aldehídos
producidos en la fermentación se deben a
procesos de oxidación de alcoholes
presentes. Como se mencionó
anteriormente, los alcoholes más
abundantes son el etanol y el 3-metil-butanol
y la oxidación de dichos alcoholes dan como
producto el acetaldehído y el 3-metil-
butanal. El perfil aromático correspondiente
a la cosecha de vino a las 48 horas de
fermentación, iniciando con un pre-inóculo
del vino producido anteriormente se muestra
en la Tabla 2. El porcentaje de ésteres de
ácidos de grasos de cadena larga así como
de ácidos grasos insaturados disminuyó
considerablemente de 5% a 0.6%
aproximadamente. Sin embargo, los ésteres
de cadena corta a los que se le atribuyen
aromas florales y afrutados se mantuvieron
constantes.
Durante el crecimiento celular, la
disminución en la producción de ácidos
grasos insaturados y el incremento de los
ácidos grasos de cadena corta se atribuye al
agotamiento del oxígeno. Otro factor que
puede influir en la disminución en el
porcentaje de los ésteres de ácidos grasos
es la actividad de las bacterias ácido
lácticas, las cuales pueden llegar a integrar
dichos compuestos a su metabolismo
celular. Se ha reportado que las bacterias
ácido lácticas (BAL) como Lactococcus,
Lactobacillus sp, y Lactobacillus lactis entre
otras, sintetizan un conjunto de enzimas
específicas como son las lipasas y
estearasas que tienen actividad lipolitica,
mismas que logran oxidar los ácidos grasos
para su empleo en la síntesis de otros
compuestos o como fuente de energía
según sus requerimientos
Tabla 2. Perfil de compuestos volátiles producidos a las
48 horas de fermentación del vino de palma in vitro.
Los resultados muestran que la composición
aromática del vino se mantiene estable
después de las primeras 12 horas, momento
en que la actividad microbiana se equilibró
como ya se mencionó anteriormente.
En este trabajo se concluye que el perfil de
compuestos aromáticos en el vino de palma
se desarrolla durante la fermentación
dependiendo de los microorganismos que
participen. Las levaduras Saccharomyces
cerevisiae son las principales productoras
de los compuestos aromáticos
característicos en el vino de palma. A partir
de las 12 horas de fermentación el perfil de
compuestos aromáticos se mantiene
estable. Los compuestos aromáticos
mayoritarios presentes en la bebida
fermentada in vitro fueron etanol, 3-metil-1-
butanol, 2-metil-1-propanol, acetaldehído,
acetato de etilo y ácido acético.
T4
TR Compuestos %
ALCOHOLES
9.688 Etanol 53.89
13.406 2-metil-1-Propanol 0.455
18.052 3-metil-1-Butanol 30.242
19.943 2-pentanol 0.095
29.863 Feniletanol 0.873
ALDEHIDOS Y CETONAS
4.826 Acetaldehído 0.227
ESTERES
7.362 Acetato de etilo 9.696
11.325 Butanoato de etilo 0.245
13.671 Acetato de pentilo 0.706
16.908 Hexanoato de etilo 0.063
21.639 Octanoato de etilo 0.136
ACIDOS
22.172 Ácido acético 2.556
OTROS
4.041 CO2 0.365
8.099 Hydroperoxide-1-methyl butyl 0.112
11.861 Propanamide-2-hydroxy 0.104
19.552 Hydroperoxide heptyl 0.062
23.826 2-isopropoxyethylamine 0.074
25.348 Butamide-3-N-dihydroxy 0.097
ISSN 2007-9516 CD ROM 216
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ISSN 2007-9516 CD ROM 217
ESTUDIO COMPARATIVO DE PLATAFORMAS E-COMMERCE POR MEDIO DEL ALGORITMO DE
AGRUPAMIENTO K-MEANS
Basave Torres, Rosy Ilda1; Gutiérrez Gómez, María Candelaria1; Ríos Tercero, Octavio
Ariosto1; Mancilla Morales, José Alberto1; Valles López, Imelda1, Suárez Ruiz, Francisco de Jesús1, Gonzales Laguna, Alicia1; Figueroa Corzo, William1.
1Instituto Tecnológico Tuxtla Gutiérrez, Carretera Panamericana KM. 1080, Tuxtla Gutiérrez, Chiapas.
Resumen—Este artículo se describe cuatro grupos de plataformas e-commerce con
características en común obtenidos por medio del algoritmo de agrupamiento K-means.
La base de datos usada en esta investigación fue generada a partir de la información de
88 plataformas de e-commerce reales y de 45 variables relacionadas con los servicios que
proporciona cada una de esas plataformas. Los agrupamientos fueron obtenidos
utilizando el algoritmo de agrupamiento K-means implementado en SPSS. La base de
datos de las plataformas de e-commerce se generó al seleccionar a las plataformas de e-
commerce que tienen mayor presencia en la Web. Las variables se obtuvieron a partir de
un estudio detallado de cada plataforma. Estas variables están relacionadas con costos
de servicio, seguridad, forma de pago, soporte técnico, cobertura a dispositivos móviles,
estadística y facilidad en el diseño Web. Como resultado de esta investigación se
presentan cuatro grupos de plataformas e-commerce generados por K-means. En el
primer grupo se observan 23 plataformas con 12 variables en común. En el segundo grupo
cuatro plataformas con 26 variable en común. En el tercer grupo se observaron dos
plataformas con 32 variables en común. Finalmente en el cuarto grupo con 58 plataformas
y 9 variables en común. El algoritmo consiguió la convergencia en la sexta iteración por
la ausencia de cambio en los centroides de los clústeres.
Palabras clave: K-means, Clustering, E-commerce.
Abstract— This article describes four groups of e-commerce platforms with common
characteristics obtained through K-means clustering algorithm. The database used in this
study was generated from 88 e-commerce platforms and 45 variables related to the
services provided by each platform. The clusters were obtained using K-means clustering
algorithm implemented in SPSS. By selecting the e-commerce platforms with the strongest
presence on the Web, the e-commerce platforms database was generated. The variables
were obtained after a detailed study of each platform. These variables are related to service
costs, security, payment, technical support coverage to mobile devices, statistics and
easy Web design. As a result of this study, four groups of e-commerce platforms were
generated. In the first group, 23 platforms with 12 common variables are observed. In the
second group, 26 common variables were noticed in four platforms. In the third group, two
platforms with 32 variables were observed in common. Finally, in the fourth set, there were
58 platforms and 9 variables in common. The algorithm showed convergence in the sixth
iteration by the absence of change in the centroids of the clusters.
Keywords: K-measn, Clustering, E-commerce.
ISSN 2007-9516 CD ROM 218
Introducción
El problema de agrupamiento con base a
atributos ha sido ampliamente estudiado
debido a su aplicación en áreas como las de
aprendizaje máquina (Fisher, 1987), minería
de datos y descubrimiento del conocimiento
(Fayyad, 1996), composición de datos
(Zhang, 1997), reconocimiento de patrones
y clasificación de patrones (Duda, 1973). El
objetivo del agrupamiento es particionar un
conjunto de objetos que tienen asociados
vectores multidimensionales de atributos en
grupos homogéneos tales que los patrones
dentro de cada grupo sean similares entre
sí.
Se han propuesto varios algoritmos de
aprendizaje no supervisado que particionan
el conjunto de objetos dentro de un número
dado de grupos de acuerdo a un criterio de
optimización dado. K-means es uno de
estos algoritmos, y tal vez uno de los más
usados (MacQueen, 1982), (Joaquín Pérez
O., 2007), (Yu, 2009.), (Abbas H. Hassin
Alasadi, 2013).
El algoritmo de agrupamiento K-means ha
sido ampliamente aplicado a la solución de
problemas relacionados con la toma
decisiones, optimización combinaría difícil,
inteligencia de negocios, reconocimiento de
imágenes, descubrimiento del conocimiento
(Wang, Song, Xu, Shen, & Li, Jan. 1 2015),
(Belhaouari, 2014), (Ansari, 2015), (Li,
2015).
El costo computacional del algoritmo K-means es el número de iteraciones que requiere efectuar, ya que por cada iteración calcula para cada uno de los objetos de la base de datos la distancia a los centroides de los grupos. Tradicionalmente las implementaciones de K-means tienen como condición de convergencia que la diferencia entre centroides entre dos iteraciones sucesivas no superen un umbral dado o bien cuando no se den intercambios de elementos en los grupos (Bottou, 1995).
Materiales y Métodos
Descripción del algoritmo K-means estándar
De acuerdo a la literatura especializada (Hamerly, 2002), (Peña), (Pelleg, 2000), (Kanungo, 2002) se identifican cuatro pasos del algoritmo, los cuales se describen a continuación:
Paso 1. Inicialización.
Se define el conjunto de objetos a particionar, el número de grupos, y para cada grupo una centroide inicial. Algunas implementaciones del algoritmo estándar definen las centroides de manera aleatoria y otras hacen un preprocesamiento de los datos y obtienen los centroides en base a cálculos.
Paso 2. Clasificación.
Para cada objeto de la base de datos se calcula la distancia a cada uno de los centroides y se identifica el centroide más cercano y se incorpora el objeto al grupo relacionado con el centroide.
Paso 3. Cálculo de los centroides.
Para cada uno de los grupos formados en el paso anterior se calculan sus centroides.
Paso 4. Condición de convergencia.
Se tiene identificados varios criterios de
convergencia siendo los más usados parar
en un número fijo de iteraciones, parar
cuando no hay intercambio de elementos
entre los grupos, o parar cuando la
diferencia entre centroides de dos
iteraciones sucesivas no supera un cierto
umbral. Cuando no se cumple la condición
de convergencia se repiten los pasos dos,
tres y cuatro del algoritmo.
Herramienta SPSS
ISSN 2007-9516 CD ROM 219
SPSS es una herramienta comercial usada en negocios e investigación. Incluye módulos para la identificación de grupos, medidas de similaridad y clasificación entre otras. Dentro de clasificación tiene una implementación del algoritmo K-means (SPSS, 2015).
Descripción de la experimentación
Se generó una base de datos de plataformas de e-commerce reales. Estas fueron analizadas detalladamente para obtener sus características. La base de datos consta de 88 objetos o plataformas con 45 variables relacionadas con los servicios que proporcionan. Esto con propósito de medición.
Las variables obtenidas miden servicios relacionados con pagos por el servicio de alojamiento y comisiones, formas para que los clientes paguen, soporte técnico y usuario, cobertura a dispositivos móviles, seguridad, versión libre y de prueba, paquetes de servicios, estadísticas, diseño Web, lenguaje y dominio de la tienda en línea. A continuación se listan las 45 variables de servicios obtenidas.
Pagos anuales, pago único, pagos mensuales, comisión por venta, pasarelas de pago, recibe dinero electrónico, paypal, pago fácil, rapi pago, mercado pago, dinero mail, transferencia bancaria, bitcoin, visa maestro, visa, tarjeta de crédito, tarjeta de débito, guía de usuario, tutoriales, soporte técnico, soporte aplicaciones móvil, visible en dispositivos móviles IOS, visible en dispositivos móviles android, certificados de seguridad, certificado amimpci, PCI nivel 1, PCI nivel 2, otro tipo de seguridad, dominio propio en versión libre, versión libre, prueba gratuita, paquetes, intercambiar entre paquetes, análisis de visitas, estadísticas, diseño Web, plantillas editables, insertar publicidad de terceros, panel de control, multilenguaje, panel en español , dominio propio.com, dominio de la página.
Se aplicó el algoritmo de agrupamiento K-means de la herramienta SPSS para obtener cuatro agrupaciones dentro de la base de datos de plataformas e-commerce. Se analizaron cada una de las agrupaciones con el objetivo de identificar la similaridad de
las plataformas en base a sus variables de servicios.
En la tabla 1 se muestra los centroides iniciales. Estas son las semillas con las cuales se obtendrán nuevas agrupaciones y de las cuales se calcularán nuevos centroides. Esto para cada una de las iteraciones. El algoritmo converge cuando no hay cambios en los centroides actuales y el anterior o cuando llega a un número de iteraciones de entrada. En la tabla 2 se muestran los centroides finales de la experimentación.
Tabla 1 Centroides iniciales de la experimentación.
ISSN 2007-9516 CD ROM 220
Tabla 2 Centroides finales de la experimentación.
En la tabla 3 se aprecia para el primer
clúster el cambio de centroide de 2.169 para
la iteración 1 a 0.120 para la iteración 2, de
de 0.120 para la iteración 2 a 0.247 para la
iteración 3, de 0.247 para la iteración 3 a
0.201 para la iteración 4, de 0.201 para la
iteración 4 a 0.103 para la iteración 5, y en
la iteración 6 no se aprecian cambios.
Tabla 3 Convergencia del algoritmo K-means.
ISSN 2007-9516 CD ROM 221
Se observa en la tabla 3 que el algoritmo K-
means consiguió la convergencia en la sexta
iteración por la ausencia de cambios en los
centroides de los clústeres.
Resultados y Discusión
En esta sección se muestra los resultados
de la experimentación que se realizó para
obtener las agrupaciones de las plataformas
e-commerce. En la tabla 4 se muestra 23
plataformas agrupadas en el primer clúster,
cuatro en el segundo, para tercero dos y 58
en el cuarto clúster. También se muestra el
porcentaje de plataformas e-commerce
agrupadas por clúster. 26% para el primer
clúster, 4.5% para el segundo, 2.3% para el
tercero y 66% para el cuarto clúster. Al
realizar la agrupación el algoritmo de
agrupamiento K-means perdió una
plataforma. Esto es el algoritmo no la agrupo
en un clúster.
Tabla 4 Agrupamientos de plataformas e-commerce.
La similaridad de las plataformas dentro de
su clúster se detalla en la tabla 5. En la cual
se observa que las plataformas del primer
clúster tienen en común 12 variables con el
mismo dato. En el segundo clúster las
plataformas tienen en común 26 variables
con el mismo dato. En el tercer clúster 32
variables con el mismo dato. Finalmente el
cuarto clúster tiene 9 variables con el mismo
dato. También en la tabla 5 se muestran los
porcentajes de variables similares por
clúster. 27% para el primer clúster, 59%
para el segundo, 73% para el tercero, 20%
para el cuarto y el 100% para la plataforma
perdida. Se observa que los agrupamientos
con menor número de plataformas tienen
más variables en común en contraste con
los grupos que tienen mayor número de
plataformas.
Tabla 5 Similaridad de las plataformas.
Conclusiones
De los resultados obtenidos en este estudio
comparativo de plataformas e-commerce
por medio del algoritmo de agrupamiento K-
means, se puede concluir que del total de la
muestra de 88 principales plataformas e-
commerce que tienen presencia en la Web
y al analizar 44 variables relacionadas con
los servicios que proporcionan, solo el 8%
de las plataformas tienen más del 60% de
similaridad y el 92% de las plataformas
tienen menos del 28% de similaridad. Esto
comprueba que este problema tiene un buen
potencial para ser estudiado mediante
algoritmos que apoyen la toma de
decisiones ya que es muy difícil para un
empresario tomar la decisión de elegir una
plataforma e-commerce apropiada para
alojar una tienda en línea.
Referencias
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DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y PROGRAMACIÓN DE ROBOT´S DE 15 Y 24 PULGADAS CÚBICAS PARA
COMPETENCIA VEX ROBOTIC´S SKY RISE 2014-2015
Medina Hernández, Elliot1; Acosta Amado, Iral Emanuel1; Cruz Díaz, José Luis1; Alvarez
Quezada, Miguel Antonio1 1 Instituto Tecnológico Pachuca, Carretera México-Pachuca KM. 97.5, Col. Venta Prieta,
Pachuca, Hidalgo. C.P. 42080
[email protected] Resumen—El diseño, construcción y programación de Robot´s de 15 y 24 pulgadas cubicas para competencia Vex Robotic´s Sky Rise 2014-2015 tiene como objetivo el elaborar dos Robots de 15 in3 y de 24 in3 que actúen simultáneamente, utilizando herramientas y software CAD para el diseño, construcción y programación. Se elaboró un análisis de los objetivos planteados en la competencia para determinar un diseño adecuado y eficiente que cumpliera las tareas a realizar, se elaboró el análisis y se determinó las necesidades para cuantificar y darles prioridad. El diseño conceptual permitió visualizar los diferentes sistemas y elementos del robot, tales como la tracción, elevación, transmisión, recolección de cubos y ensamble de torre y con ello se elaboró una matriz de decisiones y análisis morfológico para poder determinar cuáles eran las mejores opciones. Se realizaron los cálculos correspondientes a velocidad y aceleración de la tracción, esfuerzos y deformaciones (Von Misses) generados en los ejes y sistema de cuatro barras. Se analizó la mejor transmisión y relación de engranes sin despreciar el torque de los motores. Se implementaron actuadores neumáticos de simple efecto, los grados de libertad y centro de gravedad del robot. La programación se realizó en lenguaje C y con ayuda de sensores para la programación autónoma generando diagramas de flujo y determinando las variables que afectaban la programación.
Palabras clave: Diseño, Robótica, Programación.
Abstract— The design, construction and programming Robot's 15 to 24 cubic inches Robotic'S Sky Rise Vex Competition 2014-2015. Goals: To develop two Robots (15 in3 24 in3) to act simultaneously, using CAD tools and software for the design, construction and programming. Methodology: An analysis of the objectives was elaborated in the competition to determine an appropriate and efficient design that meets the tasks analysis was elaborated and needs are determined to quantify and prioritize. A conceptual design allowed to visualize the different systems and elements of the robot, such as lifting, traction, transmission, buckets collection and tower assembly and thus a decision matrix and morphological analysis to determine which were the best choices to carry out the design and construction. Corresponding calculations for velocity and acceleration traction, stress and strain (Von Mises) generated in the axles and four-bar system were made. For lifting system the transmission and gear ratios were analyzed in order to get the higher lifting speed without neglecting the engine torque. Single acting pneumatic actuators, the degrees of freedom and center of gravity of the robot were implemented too. The programming was made in C language and the autonomous programming was made using touch sensors, generating flowcharts and determining the variables affecting the program.
Keywords: Design, Robotics, Programming.
ISSN 2007-9516 CD ROM 224
Introducción
A lo largo de la competencia de robótica, se llevó a cabo el diseño, construcción y programación de elementos robóticos que desempeñaran retos específicos establecidos en la competencia, usando diversas herramientas y software de ingeniería, obteniendo como resultado dos robots innovadores y que cumplieran con los retos establecidos con el mejor desempeño posible.
Los materiales utilizados fueron proporcionados por el proveedor tales como estructura de acero y aluminio, sensores analógicos y digitales, microcontroladores, servomotores, fuentes de energía y control.
Para la construcción de los robots se elaboró previamente un análisis de los objetivos planteados en la competencia para poder determinar un diseño adecuado y eficiente que cumpliera las tareas. Una vez realizado el análisis se determinaron las necesidades y se cuantificaron para darle prioridad a lo más importante.
Material y Método
1. Necesidades Tabla 1: Necesidades del problema
No. Necesidad Importancia
1 El robot A es de fácil manejo
4
2 El robot A tiene un mínimo mantenimiento
2
3 El robot A ocupa medidas de 15 in3
5
4 El robot A mantendrá elevación eficiente
5
5 El robot A es ligero
3
6 El robot A tiene medidas estándar para la elevación de skyrise
5
7 El robot A tiene un accionamiento de elevación eficiente
4
8 El robot A es seguro en su accionamiento de elevación
4
9 El robot A posee un buen aprovechamiento de material
3
10 El robot A soportara la carga al elevar skyrise
4
Nivel de Importancia
1. Sin importancia 2. no tan importante 3. Importante 4. Elemental 5. Esencial para el funcionamiento
2. Métricas y Unidades Tabla 2: Métricas y Unidades
No. Nece_sida
d
Métrica Imp. Uni.
1 1,7 Fuerza requerida para elevación
4 N
2 2 Bajo consumo de manufactura
3 $
3 2 Tiempo en mantenimiento del robot
2 s
4 3 Dimensiones del robot
5 m3
5 4,7,8,9
Rendimiento mecánico
4 ----
6 5 Masa total 4 kg
7 7 Rigidez de los elementos de sujeción
4 N-m
8 7,8 Los elementos de sujeción son adecuados
4 $
ISSN 2007-9516 CD ROM 225
9 10 Dimensiones de los cubos
5 m3
10 10 Peso de los skyrise
5 kg
10 7 Calidad de elevación
5 ----
11 1,7 Fuerza de accionamiento
4 N
13 1 El robot se adapta al operador
4 ----
14 9 Perdidas mínimas de material
3 $
3. Diseño Conceptual Tabla 3: Diseño Conceptual
Función
A B C D
Tracción
Rueda omni dire_
ccional
Cadenas de
orugas
Sistema holono mico
RuedaMecan
um
Sistema de recole_ cción
Griper (pinza
s)
Estruc tura vex
Trans misión
Tren de
engranes
Sistema
plane tario
Cadenas y
catari nas
Transmisión simple
Elevación
Tijeras
Cadenas y
estrucctura
Brazo mecánic
o
Teniendo en claro lo esencial que debía tener el robot se realizó un diseño conceptual elaborando una tabla que nos permitiera visualizar los diferentes sistemas y elementos del robot, tales como la tracción, elevación, transmisión, recolección de cubos y ensamble de torre y con ello se elaboró una matriz de decisiones al igual que un análisis morfológico para poder determinar cuales eran las mejores opciones para llevar a cabo el diseño y construcción.
Matriz de decisión Tabla 4: Tracción del robot
Problema: Tracción del robot
Ruedas omnidireccional
Cadena de orugas
RuedasMecanum
Eficiente
25 1 0 1
Fuerza de accionamiento
20
0 0 0
Ergonómico
25 1 -1 0
Construcción
30 0 -1 0
Total
2 -2 1
Nivel de im
portanci
a
50 -55 25
Tabla 5: Sistema de recolección de cubos
Problema Sistema de recolección de skyrise
Griper (Pinzas)
Estructura Vex
Eficiente 25 1 1
Fuerza de accionamiento
20
0 0
Ergonómico
25 1 0
Construcción
30 0 0
Total
2 1
Nivel de importancia
50 25
Tabla 6: Transmisión
Problema Transmisión
Tren de Engranes
Sistema Planetario
Transmisión simple
ISSN 2007-9516 CD ROM 226
Eficiente
25 0 0 1
Fuerza de accionamiento
20
0 0 0
Ergonómico
25 0 0 1
Construcción
30 0 0 1
Total
0 0 3
Nivel de importancia
0 0 80
Tabla 7: Elevación de Skyrise
Problema Elevación de skyrise
Tijeras
Cadenas y estructura
Brazo Mecán
ico
Eficiente
25 1 0 -1
Fuerza de accionamiento
20
0 0 0
Ergonómico
25 1 -1 -1
Construcción
30 0 0 0
Total
2 -1 -2
Nivel de
importancia
50 -25 -50
Análisis Morfológico
Tabla 8: Análisis morfológico
Función A B C D
Tracción del Robot
Sistema de recolec_ ción de cubos
Trans_ misión
Eleva_ ción de skyrise
Posteriormente se asignaron las actividades a los diferentes miembros del equipo que contenían la elaboración y construcción así como el diseño asistido por computadora en el cual se trabajó con Inventor Autodesk y con la programación que se realizó en Robot C.
Figura 1. Chasis Inventor
Figura 2. Robot completo Inventor
Diagrama de Gant
Tabla 9: Diagrama de Gant
ISSN 2007-9516 CD ROM 227
Tabla 10: Grafica de Gant
Se elaboraron los cálculos correspondientes a velocidad y aceleración de la tracción, también se generó el cálculo de los esfuerzos y deformaciones (Von Misses) generados en los ejes y sistema de cuatro barras. Para nuestro sistema de elevación se tuvo que analizar cuál era la mejor transmisión y con ella la relación de engranes adecuada para obtener una mayor velocidad de elevación sin tener que despreciar el torque proporcionado por los motores. Se implementaron actuadores neumáticos utilizando pistones de simple efecto y depósitos de aire calculando la fuerza ejercida con la presión máxima que nos entregaban los actuadores, así mismo se calculó los grados de libertad y centro de gravedad del robot.
Aceleraciones
Al igual que los motores y engranes, las diferentes propiedades de las ruedas afectarán el desempeño del robot. La relación entre el tamaño de las ruedas y la aceleración es simple: neumáticos más grandes generarán menor aceleración, mientras neumáticos más pequeños generarán mayor aceleración.
Figura 3. Aceleración
Para calcular la fuerza de empuje del vehículo se utilizara la siguiente formula:
Fuerza =Torque
Radio de llantas (1)
Fuerza =1.67
.0508 (2)
Fuerza = 32.87 𝑁 (3)
Al tener una fuerza grande provoca que la aceleración sea menor.
Velocidades
El robot con ruedas más grandes recorrerá una mayor distancia con cada giro de las ruedas.
Figura 4. Velocidades
Para calcular la aceleración angular utilizaremos la siguiente formula:
α =ω−ω0
ŧ (4)
Tomamos como datos la velocidad angular de 127 rpm y un tiempo de 10s.
Convirtiendo la velocidad angular obtenemos 13.29 rad/s
Por lo tanto
α =0−13.29
10 (5)
ISSN 2007-9516 CD ROM 228
α = 1.32 𝑟𝑎𝑑/𝑠2 (6)
Después calculamos la aceleración lineal con la siguiente fórmula:
a = α ∗ r (7)
a = (1.32). 0508) (8)
a = .067056m/𝑠2 (9)
Para terminar calculamos la velocidad lineal con la fórmula:
v = ω ∗ r (10)
v = (13.29)(.0508) (11)
v = .6751 m/s (12)
Sistema de elevación
La transmisión mostrada es una transmisión reductora 84/12 que se calcula por medio de la siguiente formula:
Red. de eng =dientes del eng.cond.
dientes del eng. cond. (13)
Figura 5. Transmisión
La cual se repite 3 veces para el sistema de 4 barras derecho y 3 veces para el sistema de 4 barras izquierdo.
Basándonos en las siguientes formulas y las especificaciones del fabricante:
Torque = (Fza)(dist. centro de rot. ) (15)
Fuerza =Torque
Distancia (16)
Especificaciones del fabricante:
*Free Speed: 100 rpm (As Shipped) / 160 rpm (High Speed Option)
*1.67 N-m (14.76 in-lbs) (As Shipped)/1.04 N-m (9.2 in-lbs) (High Speed Option)
Para calcular el par de salida del segundo engranaje se utiliza la siguiente formula:
Par de sal. = (Par de ent. )(red. de eng. ) (17)
Par de salida = (1.67)(7) (18)
Par de salida = 11.69 𝑁. 𝑚 (19)
Este par se multiplica por cada uno de los arreglos de engranaje de la transmisión derecha y la izquierda.
Par total de sal. = (Par de salida)(#) (20)
Par total de sal. = (11.69)(3) (21)
Par total de sal. = 35.07 N. m (22)
La velocidad de salida se calcula con la siguiente formula:
𝑉𝑒𝑙. 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙. = 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
𝑅𝑒𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑔𝑟𝑎𝑛𝑎𝑗𝑒 (23)
𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 = 127
7 (24)
𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 = 18.4 𝑟𝑝𝑚 (25)
Así que el eje secundario gira con una velocidad libre de 18.4 rpm y el par de arranque es de 35.07 Nm. La velocidad disminuye, pero el par aumenta.
Comprobando resultados con Inventor
Sistema de elevación
Figura 6. Calculo de engranes con Inventor 1
ISSN 2007-9516 CD ROM 229
Figura 7. Calculo de engranes con Inventor 2
Sistema de 4 barras
Análisis de elemento finito
Se calcularon los esfuerzos en el sistema de 4 barras al ser sometido a las fuerzas que ejerce el skyrise cuando es elevado.
Primeo se calculó la fuerza que ejerce el skyrise tomando en cuenta que su peso es de .18kg
Fuerza = (Masa)(Gravedad) (26)
Fuerza = (. 18)(9.81) (27)
Fuerza = 1.7658 𝑁 (28)
Posteriormente se convierto la fuerza de Newtons a libra fuerza dando como resultado
Fuerza = .3957 𝐿𝑏𝑓 (29)
Para finalizar se realizó el estudio con la ayuda del software Inventor tomando en cuenta la fuerza ejercida por el skyrise antes calculada y la fuerza ejercida por a gravedad sobre el sistema de 4 barras.
Tensión de Von Misses
Figura 8. Tensión sistema de 4 barras
Desplazamientos
Figura 9. Desplazamientos en sistema de 4 barras
Vista Isométrica
ISSN 2007-9516 CD ROM 230
Figura 10. Vista Isométrica Software
Figura 11. Vista Isométrica Real
Figura 12. Plano 2D
Programación
En la programación se trabajó en un lenguaje C y con ayuda de sensores tales como:
Giroscopio
Cuando el Giroscopio gira, los valores que retorna están en décimas de grado, positivas y negativas. Así, un valor de sensor de 3600 equivale a 360 grado, o a una rotación completa. Cuando el sensor es montado horizontalmente, los movimientos en contra de los punteros del reloj retornarán valores desde 0 a -3600; los movimientos en el sentido de los punteros del reloj retornarán valores desde 0 a 3600. Una vez que el giroscopio completa una revolución
completa, el sensor por defecto se “devolverá” a 0 (por ejemplo: …3597, 3598, 3599, 3600, 0, 1, 2, 3,…). Nos permite controlar el desplazamiento angular del robot o de una articulación sobre un plano, es decir, mide el ángulo generado al girar sobre su mismo eje. Resolución de 1000 Grados/ segundo. 360 grados de escala máxima. Se conecta en los puertos analógicos. Mejora en gran medida la exactitud de los movimientos autónomos.
Figura 13. Giroscopio
Potenciómetro
Retorna un valor análogo entre 0 y 4095 (aunque, los topes mecánicos podrían limitar los valores entre 5 y 4092). El potenciómetro es un sensor que usa como base una resistencia variable que genera un divisor de voltaje, donde se determina el ángulo a través de las variaciones de tensión Un robot equipado con un potenciómetro puede medir ángulos de posición y movimiento de los diferentes componentes, por lo que tiene mayor control de sus acciones. Tiene como límite 260°, que se almacenan en un registro de 12 bits dentro del controlador, por lo tanto 1° = 16 dentro del registro
Figura 14. Potenciómetro
Sensores Digitales
Retorna un valor digital. "1" significa circuito cerrado y "0" significa circuito abierto. Sonar Retorna un valor análogo en centímetros (i.e. un valor de 20 significa 20 centímetros lejos), milímetros, pulgadas, o datos crudos. Un valor de "-1" significa que el sensor no
ISSN 2007-9516 CD ROM 231
recibe una "reflexión". El sensor sonar requiere que el alambre de "ENTRADA" sea conectado al puerto digital siguiendo directamente el puerto principal del sensor Sonar (ROBOTC llenará automáticamente el puerto siguiente con la información correcta). El sensor ultrasónico determina la distancia a una superficie reflectante mediante la emisión de ondas de alta frecuencia de sonido y midiendo el tiempo que tarda el eco en regresar al detector.
Figura 15. Ultrasónico
Encoder de Cuadratura
Un sensor digital que retorna un valor de contador que mantiene un registro de cuantas "cuentas" ha visto el encoder. Este sensor se incrementará al viajar en dirección hacia adelante y se decrementará al viajar en reversa. El Encoder de Cuadratura requiere que uno de los alambres de entrada sea conectado a un puerto de interrupción, para funcionar apropiadamente. Se utiliza para medir la posición relativa de rotación y distancia recorrida de un eje. A través de la luz, realiza un conteo de las ranuras en el disco, esto también le permite detectar la dirección de giro. El disco del encoder, cuenta con 360 ranuras, por lo tanto un conteo de 360 en el registro del microcontrolador, indicara una revolución completada, lo que será igual a la circunferencia de la llanta en distancia recorrida
Figura 16. Encoder
Con ayuda de estos sensores implementados se llevo la programación autónoma del robot generando diagramas de flujo y determinando las variables que afectaban la programación tales como perdidas de energía, variación de voltajes, problemas en elementos mecánicos, perdida de conexión entro otras y dándoles solución a estos problemas. Estos sensores cuentan con sus hojas de datos (datasheet) mismas que se referencian al final del artículo.
Pruebas
Tabla 11: Ponderación
Prueba de los mecanismos en modo autónomo (tabla de ponderación).
No Trac_ ción
Ele_ va_ ción
Crema_ llera
Pinza Skyrise
1 -
1
2
0
3
0
4
0
5
0
6
0
Match de prueba
Tabla 12: Match de Pruebas
Alianza azul
Match 1 43P
Match 2 26P
Match 3 28P
Match 4 40P
Nota: Consultar en apartado de referencias
Datasheet de los sensores
ISSN 2007-9516 CD ROM 232
Match 5 23P
Match 6 44P
Alianza roja
Match 1 36P
Match 2 51P
Alianza roja
Match 1 58P
Match 2 51P
Match 3 25P
Match 4 43P
Match 5 44P
Actividades a realizar en modo autónomo
Figura 17. Autónomo alianza roja y azul
Alianza roja. 0 = inicia autónomo 1= se desplaza a la izquierda y sube cremallera hasta quedar a la altura de la precarga del skyrise 2= sube cremallera, gira a la izquierda, avanza hasta que choque el bumper con la base del skyrise, retrocede, baja cremallera y abre gripper. 3= Sube cremallera, gira a la derecha, baja cremallera y cierra gripper. 4= Sube cremallera, gira a la izquierda, avanza hasta que choque el bumper con la base del skyrise, retrocede, baja cremallera y abre gripper. 5= Sube cremallera, gira a la derecha, baja cremallera y cierra gripper. 6= avanza hasta tocar gripper.
Alianza azul. 0 = inicia autónomo 1= se desplaza a la derecha y sube cremallera hasta quedar a la altura de la precarga del skyrise 2= sube cremallera, gira a la derecha, avanza hasta que choque el bumper con la base del skyrise, retrocede, baja cremallera y abre gripper. 3= Sube cremallera, gira a la izquierda, baja cremallera y cierra gripper. 4= Sube cremallera, gira a la derecha, avanza hasta que choque el bumper con la base del skyrise, retrocede, baja cremallera y abre gripper. 5= Sube cremallera, gira a la izquierda, baja cremallera y cierra gripper. 6= avanza hasta tocar gripper.
Resultados
Los análisis realizados en los diferentes sistemas tanto elevación, sujeción y tracción para la elaboración de los robots nos llevó a construir modelos eficientes que nos permitieron buen desempeño en las competencias realizadas, con ayuda de los cálculos matemáticos realizados nos ayudó a simplificar y darle una mejor solución a los problemas. Elaboración de tablas, diagramas de flujo, permitieron solucionar y eliminar variables en el desempeño y desarrollo de la programación, ya que problemas en niveles de voltaje, sensores, construcción afectaban autónomos y cumplimiento de tareas.
Conclusiones
Un diseño y programación bien elaborados nos permitió construir dos robots que tuvieran un excelente desempeño a lo largo de las competencias, obteniendo los primeros lugares en competencias regionales y nacionales así mismo lograr el primer lugar en el campeonato mundial de robótica en la categoría de Diseño, celebrado en E.U. En el campeonato mundial, logramos observar diseños únicos e innovadores lo cual nos llevó a concluir que hay demasiadas opciones para resolver el problema plateado en la competencia, con lo cual concluimos que la mejora en nuestros diseños es posible analizando más
ISSN 2007-9516 CD ROM 233
detalladamente y profundizando en temas que no nos fueron posibles abarcar debido a cuestiones de tiempo.
Referencias
1. Richard, G., Budynas, & J., Keith, Nisbett.. (2012). Diseño en ingeniería mecánica de Shigley . New York : Mc Graw Hill . pp. 3-358
2. Freddy, Peralta.. (2014). Autodesk Inventor - Ensambles . Septiembre 20, 2014, de Youtube Sitio web: https://www.youtube.com/watch?v=aydRrgyJlsk
3. Acaddemia. (2013). Explosión de ensambles en Autodesk Inventor . Septiembre 20, 2014, de Youtube Sitio web: https://www.youtube.com/watch?v=EUzod9eC4L4
4. Beer, & Johnston, & Mazurek, & Eisenberg. . (2010). Mecánica vectorial para ingenieros Estática. México, D.F.: Mc Graw Hill .
5. Beer, Ferdinand, P. & Russell, Johnston, E. . (1996). Mecánica de materiales. México, D.F. : Mc Graw Hill .
Datasheet
6. Gyroscopic http://content.vexrobotics.com/docs/276-2333-Datasheet-1011.pdf
7. Motor con Encoder Integrado http://www.vexrobotics.com/wiki/index.php/Intergrated_Motor_Encoders#Datasheets_for_the_IME
8. Pantalla LCD http://content.vexrobotics.com/docs/instructions/276-2273-LCD_CharacterList.pdf
9. http://www.vexrobotics.com/wiki/images/b/b3/VEX-LCD-Display.pdf
10. Seguidor de Línea http://www.vexrobotics.com/wiki/index.php/Line_Follower
11. http://content.vexrobotics.com/docs/instructions/276-2154-Line-Tracker-Instr-0312.pdf
12. Ultrasónico http://content.vexrobotics.com/docs/instructions/276-2155-instr-0312.pdf
13. http://www.vexrobotics.com/wiki/index.php/Ultrasonic_Range_Finder
14. Encoders http://content.vexrobotics.com/docs/instructions/276-2156-instr-0312.pdf http://www.vexrobotics.com/wiki/index.php/Optical_Shaft_Encoder
15. Push Botton http://www.vexrobotics.com/wiki/index.php/Bumper_Switch
16. Potenciómetro http://www.vexrobotics.com/wiki/index.php/Potentiometer
17. http://content.vexrobotics.com/docs/instructions/276-2216-inst-0312.pdf
18. Cortex Micro controlador http://www.vexrobotics.com/wiki/VEX_ARM%C2%AE_Cortex%C2%AE-based_Microcontroller
19. http://content.vexrobotics.com/docs/276-2194-Rev1-PINOUT-20140430.pdf
20. http://content.vexrobotics.com/docs/VEX-Robot-Troubleshooting-Flowchart-20140430.pdf
ISSN 2007-9516 CD ROM 234
APLICACIÓN MÓVIL, COMO INTERFAZ HOMBRE-MÁQUINA, PARA LA REHABILITACIÓN DE PERSONAS
CON PARÁLISIS CEREBRAL MODERADA EN EDAD INFANTIL
Bermúdez Rodríguez Jorge Iván1; Martínez Molina Ricardo Ramón2, Velázquez Roque Jorge
Alberto3; Ochoa Aguilar Yessenia4; 1Profesor del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, adscrito división Ing. Informática.
2Profesor del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, adscrito división Ing. Industrias Alimentarias.
3Alumno del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa en la carrera de Ingeniería Informática. 4Alumno del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa en la carrera de Ingeniería Informática.
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
Resumen— En la actualidad, una de las enfermedades principales en edad infantil es la
Parálisis cerebral, desarrollándose en el periodo madurativo, dentro del sistema nervioso
central, ocasionando problemas de lenguaje, oculares y de la audición. Por esta razón se
desarrolla una aplicación para el aprendizaje, apoyándolos en la rehabilitación,
recuperando la habilidad de movimiento en las extremidades con el uso de la tecnología
en dispositivos móviles. En este trabajo se describen las características de la aplicación
desarrollada así como las herramientas utilizadas en el mismo.
Palabras clave: Parálisis Cerebral Infantil, Android Studio, edad infantil.
Abstract—Today, one of the major diseases during childhood, is cerebral palsy, developed
in the maturation period within the central nervous system, causing problems with
language, eye and hearing. For this reason an application is developed for learning,
supporting them in the rehabilitation, regaining the ability to move in the limbs with the
use of technology in mobile devices. In this paper the characteristics of the application
developed and describes the tools used in the same.
Keywords: Cerebral Palsy, Android Studio, during childhood.
ISSN 2007-9516 CD ROM 235
INTRODUCCIÓN México tiene cerca de 105 millones de habitantes. Según la Organización Mundial de la Salud, el 10 % de la población tiene alguna discapacidad, lo que representa un problema social y de salud pública. Por tal motivo se determina que no existe una aplicación móvil con interacción directa de un robot que permita la rehabilitación de niños con parálisis cerebral moderada. Los niños con PCI asocian problemas con el retraso mental, que aparece en las dos terceras partes de edad infantil con cuadriplejia espástica, al igual también presentan convulsiones y problemas de lenguaje, oculares y de la audición.
Figura 1. Índice de personas con alguna discapacidad. ¿QUÉ ES PCI? Según (Thomson; 2008) EL (PCI) es un
síndrome cuyo origen está localizado en
el Sistema Nervioso Central (SNC),
importante mencionar que es la causa
más frecuente y costosa de parálisis
motriz en la edad infantil.
¿CÓMO SE MIDE LA PCI?
Según (Elisa Andrea Cobo-Mejía, 2014) La medida Función Motora Gruesa, diseñado en 1990, es una prueba específica para la evaluación de la función motora gruesa utilizada principalmente en niños con parálisis cerebral.
Según (P.R Arriaga Hernández, 2010)
Equino, la deformidad más común en
pacientes con parálisis cerebral, aumenta la
inestabilidad y perjudica la marcha y la
adaptación a una silla de ruedas. Los
beneficios de la corrección de equino son la
rehabilitación en el andar del niño y ayuda a
la correcta colocación de los pies en el
reposapiés de la silla de ruedas.
Permite la posibilidad de usar el calzado
convencional en niños sin capacidad de
caminar. El objetivo de este estudio era
evaluar si el uso de una ortesis de tobillo-pie
en la noche, manteniendo el pie en posición
ortopédica, puede prevenir o retrasar la
aparición de equino y así evitar o retrasar la
cirugía de alargamiento del tendón.
¿QUÉ SE DESARROLLA? Una aplicación móvil para apoyar en la rehabilitación y aprendizaje de personas con parálisis cerebral moderada, en edad infantil. Que permita el control de un robot en una interacción con el medio, de personas en edad infantil con parálisis cerebral moderada.
Minimizando el tiempo de respuesta empleado en los métodos de rehabilitación conocidos actualmente para recuperar la habilidad de movimiento en las extremidades con el uso de la tecnología en dispositivos móviles, por medio de una aplicación que, al conectarse con un robot, pueda manipular las acciones que maneje dicho robot, y así poder interactuar con el paciente en rehabilitación.
JUSTIFICACION El desarrollo de una aplicación móvil que controle un robot que permita la interacción con el medio, de personas en edad infantil con parálisis cerebral moderada. Minimizar el tiempo de respuesta empleado en los métodos de rehabilitación conocidos actualmente para recuperar la habilidad de movimiento en las extremidades con el uso de la tecnología en dispositivos móviles.
Materiales y Métodos
ISSN 2007-9516 CD ROM 236
SOFTWARE UTILIZADO
Se usa Android Studio, puesto que se basa
en un entorno de desarrollo integrado para
la plataforma Android. Sus características
se basan en:
Plantillas para crear diseños
comunes de Android y otros
componentes.
Soporte para programar
aplicaciones para Android Wear.
Renderización en tiempo real.
Consola de desarrollador: consejos
de optimización, ayuda para la
traducción, estadísticas de uso.
Soporte para la construcción
basada en Gradle.
Refactorización especifica de
Android y arreglos rápidos.
Herramientas para detectar
problemas de rendimiento,
usabilidad, compatibilidad de
versiones, y otros problemas.
HARDWARE NECESARIO
Se utilizó una plataforma de hardware de código abierto, basada en una sencilla placa con entradas y salidas, analógicas y digitales, en un entorno de desarrollo que está basado en el lenguaje de programación Processing. Arduino siendo un dispositivo que conecta el mundo físico con el mundo virtual, o el mundo analógico con el digital. Este dispositivo fue creado por David Cuartielles, ingeniero electrónico y docente de la Universidad de Malmo, Suecia y Massimo Banzi, italiano, diseñador y desarrollador Web. El proyecto fue concebido en Italia en el año 2005.
MÉTODOS DE REHABILITACIÓN PARA
NIÑOS CON PARÁLISIS CEREBRAL
MODERADA.
Sabiendo que, la Parálisis Cerebral es un
trastorno del tono postural y de movimiento,
de carácter persistente, secundario a una
agresión no progresiva a un cerebro
inmaduro (Dra. Karin Kleinsteuber Sáa,
2014), se dan a conocer algunos de los
métodos de rehabilitación existentes para
esta categoría de parálisis.
MÉTODOS FISIOTERAPÉUTOS
MÉTODO VOJTA
Según Vojta, es necesario provocar
determinadas respuestas reflejas a nivel
muscular, estimulando determinadas zonas
cutáneas, provocando la locomoción refleja
(reptación y gateo reflejos). Estos reflejos se
logran con provocación y repetición
constante en los niños intentando conseguir
una estimulación a nivel de los centros
cerebrales superiores y una normalización
en las respuestas motoras.
Insiste en la importancia de la precocidad
del tratamiento antes de que se instauren
patrones reflejos anormales.
MÉTODO DENVER
Este método recurre a diversos aparatos
ortopédicos para conseguir la máxima
funcionalidad en el paciente (férulas,
corsés…).
MÉTODO DOMAN-DALACATO
El niño con PC debe aprender los
movimientos de los anfibios, reptiles,
cuadrúpedos para después seguir la
bipedestación (siguiendo el desarrollo
filogenético de la especie).
Consiste en estimular al niño con PC al
máximo, a través de reflejos y, sobre todo,
realizando patrones de movimiento pasivos
y repetidos varias veces durante todo el día;
esquema de reptación homolateral,
heterolateral, creeping o marcha a cuatro
patas.
Se transmiten mensajes al cerebro al
aumentar el estímulo motor, visual, auditivo,
táctil con una frecuencia y duración siempre
en aumento.
ISSN 2007-9516 CD ROM 237
Los padres están totalmente implicados en
el tratamiento de sus hijos, para la ejecución
del tratamiento se precisan varias personas
y el niño ha de tener, en muchas ocasiones,
una actitud pasiva en el tratamiento.
METODOLOGÍA PROPUESTA
La metodología propuesta para el desarrollo
de este proyecto es la de Kendall y Kendall
como se muestra en la figura.
Figura 2. Metodología desarrollada por
Kendall y Kendall
Resultados y Discusión
INTERFAZ DE LA APP
La interfaz de la app lleva un fondo,
ocupando colores específicos y llamativos
utilizando figuras geométricas teniendo
como resultado un paisaje llamativo.
Figura 3. Pantalla principal de la aplicación (menú).
En el botón de cantar, dentro de la interfaz
se manejaron colores suaves y colores
fuertes, como resultado el robot obedece las
instrucciones, y por ende arroja sonidos,
programados en Android.
Figura 4. Actividad cantar de la aplicación.
En el botón de bailar se realizó un fondo
interactivo el cual el robot deberá moverse de
lado a lado, atrás hacia adelante y viceversa.
ISSN 2007-9516 CD ROM 238
Figura 5. Actividad bailar de la aplicación.
En el botón de caminar, el robot va para
adelante y atrás acompañado de un audio
adecuado programado por Android Studio.
Figura 6. Actividad caminar de la aplicación.
En el botón de girar, se manejó una figura
simulando el movimiento en la interfaz para
que el paciente visualice y entienda el verbo
girar, así también el robot da un giro para
ambos lados acompañado de un audio
adecuado.
Figura 7. Actividad girar de la aplicación.
BENEFICIOS DE LA APP
El paciente interactúa con el robot bajo la
supervisión de un doctor así mismo
desarrollando habilidad de movimiento, al
igual el poder enriquecer el sistema auditivo.
Con la ayuda del robot el paciente aprende
a adaptarse con objetos que resulten
dinámicos, como lo es el robot, tendrá de la
capacidad de desarrollar la comunicación de
sí mismo, teniendo un ritmo de desarrollo
como respuesta ante el tratamiento.
CONCLUSIÓN
De la presente investigación se determina que es posible establecer comunicación entre la app y un robot con motricidad limitada que ayude en el proceso de rehabilitación de niños con parálisis cerebral moderada. La Construcción de una aplicación móvil que sirva como interfaz de usuario, entre el paciente y el dispositivo coadyuva al proceso de rehabilitación de niños con parálisis cerebral moderada.
ISSN 2007-9516 CD ROM 239
La comunicación de entre el robot y la
aplicación permite que el usuario en
rehabilitación observar directamente las
acciones del robot, incitándolo a intentar una
nueva ejecución y mejorando su capacidad
de motricidad.
Referencias
1. Cobo-Mejía, E. A. (2014). Validez de apariencia del Gross Motor Function Measure – 88. Elsevier, 47-48.
2. Obregón-Pulido, G. (2002). A globally convergent estimator for frequencies. Elsevier, 857-863.
3. P.R. Arriaga Hernández, M. H. (2010). Elsevier. Obtenido de Elsevier: http://www.elsevier.es/es-revista-rehabilitacion-120-articulo-efectividad-aplicacion-ultrasonido-terapeutico-ejercicio-13184118.
4. Robaina-Castellanos, G. (2011). Definición y clasificación de la parálisis cerebral: ¿un problema ya resuelto? Rev Neurol, 110-111.
5. Sáa, D. K. (2014). Parálisis Cerebral . Revista Pediatría Electrónica , 59-61.
ISSN 2007-9516 CD ROM 240
DETERMINACIÓN DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA DE R communis L. PARA LA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL
EN TRÓPICO HUMEDO.
López Ángel, Lexi Javivi1; Cruz Morales, Álvaro1; Munguía Ballinas, Carlos Martín1; Hernández, Díaz, Teresa1; Carrillo López, Norberto1; Méndez de los Santos, Luis Enrique1; Simuta Pérez,
Iván. 1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa de
Figueroa, Chiapas.
Resumen—
El agotamiento de los recursos fósiles, las necesidades de energía y el cambio climático
han propiciado que el desarrollo de los biocombustibles sean una alternativa para
diversificar la matriz energética, por esta razón es importante desarrollar indicadores de
sustentabilidad que demuestren la eficiencia en términos energéticos, es decir, que la
energía que se obtiene sea mayor que la energía que se gasta. El balance energético es
un indicador de sustentabilidad que permite monitorear el progreso de la generación y
uso de los biocombustibles en materia de energía, lo que ayuda a identificar los procesos
que demandan un mayor consumo de energía y a una mejora en la toma de decisiones de
la tecnología empleada.
El objeto del presente trabajo fue determinar la eficiencia energética del cultivo de
Higuerilla (Ricinus communis L.) en la cadena de producción de biodiesel en trópico
húmedo. La metodología utilizada se basó en las directrices establecidas por la Directiva
Europea de Energías Renovables (DEER) y la metodología del ACV. Se usó un paquete
tecnológico desarrollado por INIFAP (Instituto Nacional de Investigaciones Forestales,
Agrícolas y Pecuarias). La relación energética resultó ser positiva para este cultivo, lo que
representa un área de oportunidad para la diversificar la matriz energética.
Palabras clave: energía, eficiencia energética, biodiesel, ACV, higuerilla.
Abstract—
The depletion of fossil resources, energy needs and climate change have led to the
development of biofuels as an alternative to diversify the energy matrix, therefore it is
important to develop sustainability indicators that demonstrate the efficiency in energy
terms, is meaning that the energy obtained is greater than the energy expended. The
energy balance is an indicator of sustainability that allows you to monitor the progress of
the generation and use of biofuels on energy, which helps identify processes that require
a higher energy consumption and an improvement in making decisions technology used.
The objective of this study was to determine the energy efficiency of cultivation of castor
(Ricinus communis L.) in the production of biodiesel in the humid tropics. The
methodology is based on the guidelines set by the European Renewable Energy Directive
(deer) and the LCA methodology. A package of technology developed by INIFAP (National
Institute of Forestry, Agriculture and Livestock) was used. The energy ratio turned out to
be positive for this crop, which represents an area of opportunity for diversification of the
energy matrix.
Keywords: energy, energy efficiency, biodiesel, ACV, castor oil.
ISSN 2007-9516 CD ROM 241
Introducción
Dado los actuales niveles de consumo y el
ritmo de crecimiento de la demanda mundial
de energía, se estima que al año 2030 el
consumo de petróleo habrá aumentado en
un 42% (FAO, 2008). La promoción de las
energías renovables debe tener un impulso
en todas las actividades humanas; en
especial, el empleo de los biocombustibles
en el sector del transporte.
El desarrollo de los biocombustibles
responde a la necesidad de diversificar la
oferta energética y no limitarla únicamente a
la energía producida por combustibles no
renovables (petróleo, gas natural o carbón),
y como una alternativa para la reducción de
los gases de efecto invernadero (GEI), que
aceleran de manera gradual los impactos
asociados al cambio climático, como el
aumento de temperatura y la variación de
los periodos de lluvia, entre otros,
fenómenos que afectan directamente a la
agricultura, biodiversidad, seguridad
alimentaria, salud, infraestructura e industria
(López et al., 2010)
El estudio e investigación sobre cultivos
bioenergéticos en México obedece a la
necesidad de diversificar la matriz
energética y reducir la emisión de gases de
efecto invernadero mediante el uso de
biocombustibles líquidos (Zamarripa et al.,
2010).
Sin embargo, para que los biocombustibles
se constituyan como una fuente energética
deben partir de un Análisis del Ciclo de Vida
(ACV) (Guinée, 2001), que contemple los
aspectos de impacto y que resulte con un
balance de energía positivo para que se
promuevan como una medida de mitigación
sustentable ante el cambio climático.
El Análisis de Ciclo de Vida (ACV) es una
técnica ligada a los biocombustibles con los
indicadores de sustentabilidad con el fin de
evaluar los aspectos ambientales e
impactos potenciales relacionados al
proceso de obtención de los
biocombustibles desde el momento en el
que se toma la decisión de implementar el
cultivo hasta su uso final.
El balance de energía en los
biocombustibles fue establecido en 1970,
cuando la industria de los biocombustibles
empezó a determinar si el etanol era un
sustituto adecuado de la gasolina; a partir de
1980 resurge el interés de sustituir el
combustible por biocombustibles, debido al
agotamiento de los recursos de origen fósil
y a la alza de precios (Shapouri et al., 1995).
Un balance de energía positivo es un valor
internacional requerido para bioenergéticos
derivados de cultivos agrícolas. Con este
estudio, se comprueba que es un sustituto
energético viable por ser un combustible
renovable, que requiere menos energía, y
además es benéfico al medio ambiente por
la captura de (CO2) atmosférico que realizan
las plantas.
El Balance de energía es la diferencia entre
la energía de entrada y la energía de salida
del proceso de obtención del
biocombustible, genera un indicador de la
rentabilidad o productividad energética de
un sistema.
)(
)(
fósilgastada
renovableobtenida
Energía
EnergíaRE
Donde:
RE= Relación energética Eo= Energía obtenida Eg= Energía gastada
Si Re<1, se consume más energía
fósil que la energía renovable
producida.
Re>1, se produce más energía
renovable que la energía fósil
consumida
Se considera que una relación
mayor a 2 es aceptable y es
deseable mayor a 3.
ISSN 2007-9516 CD ROM 242
El balance energético es un indicador de
sustentabilidad que explora los
requerimientos de entrada de energía por
cada etapa de la cadena producción-
transformación durante un año. Ayuda a
determinar las etapas y actividades donde
se tienen los mayores consumos
energéticos, apoyado con información
derivada de la documentación reunida.
Permite la formulación de una estrategia de
validación para zonas, donde se desea
aumentar la productividad a través de la
disminución de costos con el incremento del
índice energético (Pimentel, 2003).
Los indicadores de eficiencia energética y
ambiental son una herramienta para la toma
de decisiones y evaluación en el sector
federal y particular.
La mayoría de resultados de balance
energético y emisiones toman como
referente estimaciones de organizaciones
locales o internacionales.
A nivel mundial, existen pocos estudios que
determinen la viabilidad de su producción en
términos de eficiencia energética y
emisiones de gases de efecto invernadero
(GEI).
Los estudios de balance de energía y
emisiones son indicadores de
sustentabilidad que permite analizar el
progreso de la generación y uso de los
biocombustibles en materia de energía y
reducción de emisiones, lo que permite
identificar los procesos que demandan un
mayor consumo de energía y a una mejora
en la toma de decisiones de la tecnología
empleada. La comercialización es otra área
de importancia, ya que se pretende que al
comprar biocombustible como requisito de
carácter obligatorio sea contar con una hoja
de balance y emisiones.
Materiales y Métodos
Metodología de ACV
La metodología toma como referente
principal el proceso de estandarización del
procedimiento y el método de Life Cycle
Analysis (LCA) de la International
Organization for Standardization (Guinée,
2001).
Fig. 1. Metodología del ACV.
El Análisis del Ciclo de Vida (ACV) es uno
de los métodos más aceptados para estimar
el balance de energía en los
biocombustibles, en especial en la última
década. Esta metodología de evaluación
cubre el ámbito energético, ambiental y
económico.
La forma de aplicación de la metodología,
comprende una serie de pasos. En este
sentido, se tomó como referencia a Lussis
(2005):
La definición del objetivo.
La definición de la unidad funcional.
La definición de las fronteras del
sistema.
La elección de los indicadores a
obtener.
La elección de la unidad de medida
común.
La realización y evaluación de los
inventarios.
Inventario de las materias primas
Inventario y análisis de los sistemas
de producción
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Evaluación de los resultados
Cuantificación de productos y
procesos
Elaboración de balances
Toma de decisiones
Metodología para el Balance de Energía
El desarrollo de esta metodología está
inmerso en la metodología del ACV. La
metodología que se usó para el cálculo del
balance energético se basó en las
directrices establecidas por Directiva
Europea de Energías Renovables (DEER)
de la Unión Europea (DEER, 2009).
Este modelo permite contabilizar el gasto
energético de todos los insumos tomando en
cuenta tres etapas: 1) agrícola, 2) industrial
y 3) transporte.
Fig. 2. Metodología del balance de energía.
En estas etapas, los valores se analizan en
forma individual, durante un tiempo
determinado. El desarrollo de la evaluación
del balance de energía depende de la
claridad con la que se tomen los flujos
energéticos (Farrell et al., 2006) (figura 1).
Los aspectos importantes que se tomaron
en cuenta para el análisis fueron: paquete
tecnológico, monografía y una planilla Excel.
El paquete tecnológico se refiere a todas las
especificaciones del cultivo. La monografía
es la descripción de todas las actividades e
insumos del cultivo y del proceso de la
cadena de transformación de biodiesel. La
planilla de Excel, sirvió para procesar todos
los cálculos de la información reunida.
Fig. 3. Aspectos importante en el balance de energía.
Para la determinación de la eficiencia
energética se consideraron los resultados
experimentales de un paquete tecnológico
de INIFAP (Instituto Nacional de
Investigaciones Forestales, Agrícolas y
Pecuarias) basado en un sistema de
producción de unicultivo de temporal de
higuerilla (Ricinus communis L.) bajo
condiciones de trópico húmedo con una
distancia de siembra de 2 m x 1.72 m y una
densidad de población de 2 900 plantas ha-
1. Un rendimiento de 2 t ha-1 al año de grano
seco sin aplicación de fertilizantes,
contenido de aceite de 50% y 85% de
eficiencia en la extracción de prensado.
Fig. 4. Racimo de Higuerilla.
ETAPA AGRÍCOLA
ETAPA INDUSTRIAL
ETAPA DE TRANSPORTE
PAQUETE TECNOLÓ
GICO
MONOGRAFÍA
PLANILLA DE EXCEL
BALANCE DE
ENERGÍA
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Resultados y Discusión
Los resultados presentados del gasto
energético en MJ ha-1 fueron obtenidos
durante la producción de la materia prima, la
fase de transporte y la etapa industrial.
En el siguiente cuadro se presentan los
gastos energéticos de las entradas al
sistema de análisis, así como las
aportaciones energéticas del cultivo.
Cuadro 1. Balance energético de R. communis L.
BALANCE ENERGÉTICO EN CULTIVO INTENSIVO DE Ricinus communis L.
INVENTARIO DE INSUMOS DEL CULTIVO EN TRÓPICO HÚMEDO
ETAPA AGRÍCOLA RELACIÓN ENERGÉTICA
INSUMO GASTO
ENERGÉTICO (MJ ha-1)
1: 3.75
DIESEL 3070
ACEITE 89
HERBICIDA 65
SEMILLA 145
GASTO TOTAL 3369
ETAPA DE TRASPORTE
INSUMO GASTO
ENERGÉTICO (MJ ha-1)
GASOLINA 1560
DIESEL 250
GASTO TOTAL 1810
ETAPA INDUSTRIAL
GASTO ENERGÉTICO
2641
PRODUCCIÓN ENERGÉTICA
APORTACIÓN DE ENERGÍA (MJ
ha-1)
BIODIESEL 29331
R. communis L. es un cultivo anual que
representa ser una opción viable desde el
punto de vista energético, se obtuvo una
relación de 1:3.75 es decir, por cada unidad
gastada de energía de origen fósil se
obtuvieron 3.75 unidades de energía
renovable.
El sector que demanda un mayor consumo
energético resulto ser el agrícola,
ocasionado principalmente por el uso de
diésel empleado en maquinaria en las
labores agrícolas como limpia del terreno,
rastreo y barbecho.
La higuerilla demostró tener una relación
energética favorable principalmente porque
para condiciones de trópico húmedo, tal es
el caso del estado de Chiapas no se utilizan
fertilizantes lo que representa un área de
oportunidad para ahorrar energía, además
de tener un buen rendimiento agrícola.
El ACV permite identificar los puntos donde
se puede mejorar un proceso, dependiendo
del objetivo (gastar menos energía fósil,
emitir menos GEI, reducir costos, usar
mayor o menor mano de obra).
Es importante valorizar la aportación
energética de co-productos en usos
alternativos como: torta, glicerina y leña. Los
co-productos en el sistema de análisis
generan una aportación energética positiva,
los residuos le restan energía al sistema.
El transporte por lo general pesa poco, hay
excepciones, en relación a la distancia
donde se encuentra el cultivo, por ello, la
recomendación es que la planta de
producción debe estar a una distancia de
100 km para que el gasto energético de la
etapa de transporte no afecte la eficiencia
energética del producto final.
Referencias
1. FAO, 2008. El estado de la inseguridad
alimentaria en el mundo.
2. Farrell, AE, Plevin RJ, Turner BT, Jones AD,
O'Hare M, and Kammen DM (2006). Ethanol Can
Contribute to Energy and Environmental Goals.
Science 311:506-508.
3. Guinée, J. 2001. Handbook on life cycle
assessment: Operational Guide to the ISO
Standards. International Journal Of Life Cycle
Assessment. Ecomed Publishers.
4. López L., Zamarripa A. 2010. Desplegable
Informativo No 2. “Balance de energía de cultivos
ISSN 2007-9516 CD ROM 245
energéticos” INIFAP. Campo Experimental
Rosario Izapa. Tuxtla Chico, Chiapas. México.
5. Lussis. B. 2005. Impacts environnementaux des
Biocarburants. Institut pour un Developpement
Durable. Belgique. http//:www.idd.org.be.
6. Nakicenovic, N., Grübler, A., and McDonald, A.
(eds.), 1998: Global Energy Perspectives,
Cambridge University Press.
7. Shapouri H., A. James., Duffield, y Graboski Ml.,
1995. Estimating the Net Energy Balance of Corn
Ethanol. U.S. Department of Agriculture,
Economic Research Service, Office of Energy.
Agricultural Economic Report No. 721. 24 p.
8. Zamarripa A., Ruíz P., Solís J., Martínez J.,
Olivera A., Martínez B. 2009 Biocombustibles:
perspectivas de producción de biodiesel a partir
de Jatropha curcas L. en el trópico de México.
Folleto técnico núm. 12. Instituto Nacional de
Investigaciones Forestales Agrícolas y
Pecuarias. Campo Experimental Rosario Izapa,
Tuxtla Chico, Chiapas, México. 46 p.
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PROPUESTA DE UN SISTEMA DE CAPTACION DE AGUA DE LLUVIA, PARA LAS COMUNIDADES MARGINADAS DE LOS ALTOS DE CHIAPAS
Méndez Gómez Dionicio1, Cabrera Aquino Rosa Isela1, Bautista Arguello Roberto1, Pérez
López José Antonio1, Manga Medina Cesar Antonio1, Villalobos Marroquín Oscar Francisco1, Ochoa Ley Kleydi Guadalupe1, Zacarías López Janeth Guadalupe1, Camacho Fernández Cesar
Alberto1, Cruz Morales Alvaro1.
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa Chiapas.
Resumen—En el presente trabajo se da a conocer el uso de la captación de lluvia para
comunidades marginadas de los altos de Chiapas, con la finalidad de implementar el
proyecto a los municipios del Estado. Sin embargo, se pretende satisfacer las demandas
de agua que presente la sociedad a partir de un sistema sustentable. De tal forma, dicho
sistema se ubicará en la parte más alta de la región, lo que creará que la distribución del
caudal por gravedad nos permita llegar a su destino, para ello es necesario construir un
área de captación y conducirla a un estanque, el sistema cuenta con un prefiltro para
eliminar residuos provenientes de la captación. Se incluye nuevamente un sistema de
filtración convencional para darle un último tratamiento y así eliminar las impurezas del
agua antes de accionar el cloro, con el dosificador que nosotros proponemos para que
esta sea segura para el consumo humano. El diseño esta presentado en Cad para tener
una mejor visualización de sistema propuesto.
Palabras clave: Recursos Naturales, Sociedad, Demanda, Región.
Abctract— In the present work is given to know how to use the rain catchment to
marginalized communities in the highlands of Chiapas, in order to implement the project
to the municipalities of the State. However, it is intended to meet the demands of water
that this society from a system sustainable. Of such form, the system will be located in the
highest part of the región, What created that the distribution of the flow by gravity would
enable us to arrive at your destination, For this reason it is necessary to build a catchment
area and lead it to a pond, the system features a pre-filter to eliminate waste from the
catchment. It is again includes a filtration system convencional para give one last
treatment and thus eliminate the impurities from the water before operating the chlorine,
with the dispenser which we propose to make it safe for human consumption. This
presented in Cad design for better visualization of proposed system.
Keywords: Natural resources, Company, Demand, Region.
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Introducción
Las condiciones de marginación en la
población del estado de Chiapas, son cada
vez más frecuentes, “entre 2012 y 2014 el
porcentaje de población en pobreza subió
de 45.5 a 46.2” (CONEVAL, 2014), por la
falta de recursos la mayoría de la población
chiapaneca está limitada a la obtención de
agua en sus viviendas. debido a las
condiciones de altitud de las regiones de los
altos de Chiapas, se presentan dificultades
en el acceso del agua potable hacia las
personas. Por lo cual, el costo es uno de los
principales factores que perjudica a las
comunidades marginadas, elevado de
manera excesiva los sistemas
implementados, como es el sistema de
bombeo.
Por ello se plantea un sistema de captación,
aprovechando la disponibilidad de los
recursos naturales en las regiones de los
altos de Chiapas, que nos permita
proporcionar agua apta para el consumo
humano, disminuyendo el costo para su
obtención.
Considerando que se tiene un periodo de
lluvia abundante, es posible hacer uso de
ella, mediante un sistema de captación de
agua de lluvia, para poder satisfacer las
demandas de la población. El principal
desafío que se puede presentar, es
determinar un punto que nos permita hacer
la correcta distribución del agua, haciendo
uso de la gravedad. Para facilitar el proceso
de limpieza se coloca un prefiltro en cada
uno de los caños de bajada.
Debido a que el agua de lluvia contiene una
gran diversidad de agentes contaminantes
dañinos para la salud, dentro del estanque
de almacenamiento se realiza un proceso de
filtración y dosificación de cloro, “el
tratamiento requerido para garantizar la
calidad adecuada para el consumo humano”
(Rojas Valencia, María N,2008).
Materiales y Métodos
Figura 1. Diseño de un sistema de captación de agua
de lluvia, captación, tratamiento y almacenamiento
Área de captación
Se determina la ubicación del punto más elevado de la zona, para realizar la construcción del sistema y colocar un techo de lámina metálica, ya que este material por su inclinación se aprovecha mayormente el porcentaje de escurrimiento, de tal forma que tendrá un área determinada para captar la cantidad de agua posible, conduciéndola a una sección de filtración.
Figura 2. Porcentaje de escurrimiento de los materiales
En la anterior figura se observa la tabla en porcentajes para utilización de un sistema de captación con materiales para el escurrimiento de agua, satisfaciendo la demanda que se presente en la población con las condiciones en las que se encuentre la región.
ISSN 2007-9516 CD ROM 248
El sistema de canaletas y bajadas
Las canaletas deben ser lo suficientemente grandes para conducir el agua captada en el techo, el ancho y la profundidad dependerá de la cantidad del escurrimiento. Así mismo, la posición y el ángulo deben ubicarse inclinadamente para maximizar la captura de agua. Es importante señalar, que la canaleta sea de aluminio, para mayor durabilidad y lo más importante que es más económica.
Figura 3. Canaleta de aluminio
Sistema de pre filtrado
Es conveniente que todos los caños de bajadas, cuenten con un sistema que le permita, eliminar la mayor cantidad de residuos que puedan acumularse. Este puede consistir en una malla incrustada en las cañerías, haciendo de fácil acceso el proceso de limpieza.
Almacenamiento
Para reducir la cantidad de desechos en el agua, se procede a colocar en un estanque de almacenamiento de concreto, implementando un acabado interior, para evitar filtraciones y pérdidas, “el depósito de almacenamiento se puede construir de diversos materiales, donde deben prevalecer las normas constructivas que garanticen su comportamiento ingenieril” (Mario Basán Nickisch,2010), esto debe ser un sistema cerrado que impida el paso de luz para reducir y evitar la proliferación de algas. Se debe de incluir las tres principales secciones, con una salida que consta de un tubo galvanizado y una válvula en la sección de dosificación.
Filtro: que constará en su base de
una capa de grava de ¾”,
posteriormente una de arena
gruesa y después una de arena fina,
y un sistema de tuberías que nos
permita el paso del agua a la
siguiente sección.
Captación de agua filtrada: en la
tubería proveniente de la sección
anterior se colocará una malla de
menor tamaño, que permita la
máxima eliminación de los
desechos, siempre y cuando no
impida el correcto flujo del agua.
Dosificación: en esta sección se
coloca un sistema de tubería de
libre acceso al agua proveniente de
la sección del agua filtrada, para
proceder a colocarle un sistema de
coloración (dosificado por el modelo
propuesto).
Cualquiera que sea la intensidad de la lluvia proporcionara un aumento en el estanque. Debe tener un desagüe, en el caso de que la cantidad de lluvia sea mayor a la que puede tratar el sistema.
Distribución
En la distribución de agua, se realizará por
gravedad, a base de un sistema de tuberías,
colocado al largo de toda la región, las
dimensiones de dicha tubería dependerán
de las condiciones propias del lugar.
Limpieza
La limpieza del estanque debe realizarse de
forma regular y debe contar con un desagüe
para facilitar el proceso. El periodo
dependerá de cómo se encuentren las
condiciones de la región, puede aumentar o
disminuir en su caso. Esta puede ser
realizada por los mismos habitantes, con
previas capacitaciones. Los materiales que
se dañen, pueden ser remplazados
inmediatamente debido a su accesibilidad
en el mercado.
ISSN 2007-9516 CD ROM 249
Resultados y Discusión
Se evaluará técnica y socialmente, ya que
estos sistemas constituyen una alternativa
válida para solucionar la demanda para el
consumo humano en las comunidades de
los altos de Chiapas.
Figura 4. Porcentaje de la evolución de los tipos de
pobreza en Chiapas
Teniendo conocimiento en relación a los
índices de pobreza, con los que cuentan
esas regiones, se propone implementar un
sistema económico. Dando énfasis al
aprovechamiento de los recursos naturales
y condicionando al uso de filtros
convencionales.
Figura 5. Filtro casero para agua
Se considera que el agua proveniente de la
lluvia suele ser pura, pero al caer sobre el
área de captación se mezcla con agentes
contaminantes, provenientes de la gran
contaminación con la que hoy en día
contamos. Por ello la importancia de darle
tratamiento, para eliminar todo tipo de
impurezas que pueda contener.
El sistema de captación será capaz de
satisfacer las necesidades de agua, en un
sistema comunitario. En este caso es
indispensable que los habitantes
abastecidos, tengan un sistema de
organización en el uso equitativo del
recurso, elaborando acuerdos e inclusive
elaborando un reglamento, para establecer
los derechos y obligaciones de cada familia,
esto con la finalidad de evitar
inconformidades entre los pobladores, es
indispensable que dichos acuerdos, queden
plasmados, para que no se presenten
controversias.
Es de vital importancia que la población
abastecida de dicho sistema, cuente con
fuentes alternativas (agua subterránea,
canales, arroyos, ríos, etc.) para satisfacer
la demanda de los otros usos domiciliarios,
el de sus animales y para el riego de las
huertas y de sus cercos o pasturas. Esto
debido a las condiciones de la población, es
decir que tenga un índice superior o que los
periodos de lluvia se vean afectados.
El sistema podrá ser instalado y/o
construido, operado y mantenido por los
propios usuarios con base a una adecuada
capacitación a quienes queden a cargo del
sistema. Son necesarias las capacitaciones
en la implementación de cada una de las
partes de los mismos, esencialmente en la
dosificación de cloro y en enfermedades
hídricas, y aspectos sanitarios de estos
sistemas.
Figura 6. Estructura interna del modelo del sistema
propuesto
ISSN 2007-9516 CD ROM 250
Referencias
1. CONEVAL 2014. Consejo Nacional de
Evaluación de la Política de Desarrollo Social.
“Pobreza Chiapas 2014”.
Fuente: www.coneval.gob.mx
2. Basan Nickisch, Mario. Utilización de agua de
lluvia para consumo humano. Santa Fe,
Argentina. Sitio argentino de producción animal
2010.
3. Basan Nickisch, Mario. (2003) Utilización del
agua de lluvia con propósitos múltiples, XI
Conferencia Internacional de Sistemas de
Captación de Agua de Lluvia, México
4. Guzmán Ruiz, Saraí F. (2014) Sistema de
captación de aguas pluviales adaptable a casa
habitación, tesis para obtener el título ingeniero
en diseño. Huajuapan de León, Oaxaca.
5. Rojas Valencia, María N. “Implementación y
caracterización de un sistema de captación y
aprovechamiento de agua de lluvia”, revista
especializada en ciencias químico – biológicas.
(versión impresa ISSN 1405-888X) vol.15 no.1,
México, junio 2012.
6. Guía del agua y la construcción sustentable,
publicado por Agua.org y la Fundación Gonzalo
Río Arronte.México, 2008
7. Ulacia Balmaseda, Ramón. “Sistema de
captación de agua de lluvia”. Periódico de
divulgación de la red de la UNAM. N° 1, publicado
de abril-junio 2014.
Fuente: www.agua.unam.mx
8. Castañeda Palacio, Natalia. Propuesta de un sistema de aprovechamiento de agua lluvia como alternativa para el ahorro de agua potable, en la institución educativa María Auxiliadora de Caldas, Antioquia, Medellín, Colombia, agosto 2010.
ISSN 2007-9516 CD ROM 251
PROPUESTA DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA
BANCA ECOLÓGICA DE CONCRETO POROSO PERMEABLE
Carrillo Escobar, Reyna Guadalupe1; Cruz Pérez, Areli Estrella1; Pérez Pérez, Noemi1; Román Moreno, Gabriel1 ; Díaz Méndez, José Manuel 1 ; Cruz Morales, Alvaro1 ; Camacho
Fernández, Cesar Alberto1. .
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, C.P. 30400, Cintalapa Chiapas.
Resumen— En este artículo se presenta el análisis, proyecto y diseño para la construcción de
una banca ecológica de concreto poroso permeable, con la finalidad de darle un mejor uso al
agua de lluvia, independientemente de su función principal en parques y jardines. Esta banca
ecológica consistirá en la captación de agua de lluvia mediante la colocación en el interior de la
zona de asiento, de una geo membrana de polietileno de alta densidad (PEAD), la cual estará
conectada a tubos de PVC para una mejor distribución, permitiendo que el agua no quede
estancada pues será absorbida rápidamente, esto debido al tipo de concreto a usar, en este caso
será un concreto poroso o permeable. Sin embargo, el agua captada será aprovechada como
riego para áreas verdes, cumpliendo así con la función de ayudar al medio ambiente y aprovechar
los recursos naturales adecuadamente. El diseño se capturara mediante el uso de un programa
CAD (diseño y dibujo asistido por computadora), con las especificaciones adecuadas para su
correcta ejecución, que corresponden a las medidas y los materiales a usar para su construcción.
En el desarrollo del proyecto se realizó el estudio para saber la resistencia del concreto, así como
sus respectivos cálculos, basándonos en tablas establecidas por la IMCYC (Instituto Mexicano
del Cemento y del Concreto A.C.) y el ACI (American Concrete Institute, Instituto Americano del
Concreto).
Palabras clave: ecológica, concreto, permeable, captación, CAD.
Abstract — This article presents the analysis, project and design for the construction of an
banking ecological concrete permeable porous, in order to give better use of rainwater, regardless of their main function in parks and gardens. This ecological banking consist of capturing rainwater
by placing inside the area seat, a membrane geo of high density polyethylene (PEAD), which will be connected to PVC tubes for better distribution , allowing that the water it will not remain
stagnant rapidly absorbed, this due to kind of concrete to use, in this case it is a porous or permeable concrete. But nevertheless, the collected water will be tapped as watering green areas,
thus fulfilling the function of helping the environment and use natural resources properly. Design is captured using a CAD program (design and computer aided drawing), with the appropriate
specifications for proper implementation, corresponding measures and the materials used for its construction. In the project the study was conducted to know the concrete strength, and their
respective calculations, based on tables established by IMCYC (Mexican Institute of Cement and Concrete AC) and ACI (American Concrete Institute, American Concrete Institute ) .
Keywords: ecological, concrete, permeable, catchment, CAD.
ISSN 2007-9516 CD ROM 252
Introducción
El deterioro ambiental ocasiona la extinción
de los recursos naturales, estos han
ocasionado daños colaterales en el
desarrollo social, tecnológico y económico.
Sin embargo, el ser humano debe de
satisfacer sus necesidades básicas
(alimentación, vestido, vivienda y salud),
estableciendo un modo de vida apropiado
para su futuro. La falta de conciencia ha
hecho que el ser humano tenga un excesivo
uso de los recursos naturales, ya que solo
ve en satisfacer sus necesidades sin
importarle el daño que le está causando al
medio ambiente. Debido a las
consecuencias tan drásticas que están
ocurriendo por la contaminación ambiental,
las personas están empezando a hacer
conciencia y a proponer ideas innovadoras
que ayudaran a la preservación de nuestros
recursos naturales mediante su adecuado
uso.
Una de estas ideas de innovación
tecnológica que apoyan a esta causa de
cuidar el medio ambiente, es la de captar y
aprovechar el agua de lluvia para el riego
de áreas verdes, además de ofrecer un
espacio de descanso y servicio a la
comunidad.
Materiales y Métodos
Diseño en CAD y sus especificaciones:
El diseño de la banca ecológica de concreto
poroso permeable, es mediante el uso de un
software de dibujo denominado, en este
caso se empleó AutoCAD.
En el proyecto respectivo se detallan las
secciones geométricas (dimensiones) y se
especifican los materiales necesarios para
la correcta construcción de la banca
ecológica. Estos materiales de construcción
son: cemento gris, la geo membrana PEAD;
grava, arena y el agua para realizar el
concreto simple; la cimbra será metálica, a
base de ángulo de 2” x 2” x ¼“en fronteras y
el soporte con lámina lisa galvanizada cal.
22; pintura ahulada; lona permeable; niple
de PVC hidráulico de 90° x ½” y tubo de PVC
hidráulico de ½” de Ø.
Este diseño permitirá cumplir con las
funciones correspondientes para que el
agua que se capte de lluvia se filtre
rápidamente y sea empleada a su vez para
riego, y así se logre el objetivo de que la
banca en su superficie se mantenga seca
para uso de la sociedad.
Fórmulas para la mezcla del concreto:
Para el diseño de la mezcla de concreto
poroso permeable que será utilizada para la
construcción de la banca, se recurrieron a
tablas establecidas por la ACI (American
Concrete Institute, Instituto Americano del
Concreto).
También se usaron las siguientes fórmulas
para el cálculo
- Contenido de cemento:
𝐶 = 𝐴(𝐴
𝐶⁄ )⁄
Dónde:
C= Cantidad de cemento por M³ de
concreto.
A= Cantidad de agua por M³ de concreto.
A/C= Relación agua-cemento.
-Peso del concreto fresco por m3:
𝑢 = 10𝐺𝑎 (100 − 𝐴) + 𝐶𝑚(1 − 𝐺𝑎𝐺𝑐⁄ )
− 𝑊𝑚 (𝐺𝑎 − 1)
Dónde:
ISSN 2007-9516 CD ROM 253
U: Peso del concreto fresco, por m³.
Ga: Promedio pesado del peso específico
de la combinación de agregado fino y
grueso, a granel en condición SSS.
Gc: Peso específico del cemento.
A: Porcentaje de contenido de aire.
WM: Requerimiento de agua de mezclado,
kg/m³.
CM: Requerimiento de cemento, kg/m³.
Fig. 1. Diseño de la banca ecológica de concreto
poroso permeable mediante un CAD.
Es necesario conocer las caracteristicas
fisicas de los materiales a usar para la
realizacion del concreto, ya que de esta
depende que nuestra mezcla de concreto
cumpla con las especificaciones y presente
una mayor resistencia, durabilidad a la
interperie. De esta manera, alcanzaremos
las propiedades requeridas para el diseño
de nuestra banca ecologica, tales como
porosidad, permeabilidad y resistencia a la
compresion y a la flexion.
Tabla 1. Características físicas de los materiales a
emplear en la elaboración del concreto.
Tabla 2. Propiedades típicas del concreto permeable,
ACI (American Concrete Institute, Instituto Americano
del Concreto).
Otro aspecto que hay que destacar, para el
diseño del concreto, es la relación agua/
cemento, debido a que esta determina la
trabajabilidad, maleabilidad, etc., de nuestra
mezcla, y la resistencia
ISSN 2007-9516 CD ROM 254
exposiciones severas (lluvia, frio, salacidad,
etc.
Tabla 3. Resistencia a la compresión versus espacios
de vacíos.
Tabla 4. (a) correspondencia entre la relacion
agua/cemento y la resistencia a la compresion del
concreto; (b) relacion agua/cemento maximas
permitidas para concreto sujeto a exposiciones
severas.
Resultados y Discusión
De acuerdo con las tablas y las fórmulas
expuestas anteriormente, se realizó el
diseñó de la mezcla adecuada para la
construcción de la banca y así esta cumplirá
con los requerimientos necesarios
para lograr sus funciones expuestas aquí
desde un principio.
Los objetivos son alcanzados gracias al tipo
de concreto poroso permeable, debido que
tiene un buen manejo de aguas pluviales, es
decir, permite la filtración del agua,
causando que la estructura se mantenga
seca y el agua de lluvia sea empleada.
Este
proyecto tiene la facilidad de irse innovando
en mejora del cuidado del medio ambiente,
aspecto que ya ha sido tomado en cuenta,
además de ofrecer un servicio para la
comunidad en donde esta será establecida,
la cual puede ser situada en parques o
jardines públicos.
ISSN 2007-9516 CD ROM 255
Referencias
1. Carlos Aire; Revista Cyt; Publicación: junio 2011;
Articulo: Tecnología, Concreto permeable: Alternativas sustentables.
2. Eduardo Torroja Miret; blog: Diseño de Mezclas
por el Método ACI.
3. Empresa: Concreto Ecológico de México: Hidrocreto; Concreto Permeable Ecologico.
4. Guillermo Heinonen; blog: Muebles en Cemento
"Light" Estilo Ribera.
5. Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto (IMCYC) ; Revista vol. 5: Construcción y tecnología en concreto,
6. Master Builders Solutions; Revista 2014:
Creando la química para la construcción sustentable.
7. NRMCA (National Ready Mixed Concrete Association), Articulo: El concreto en la práctica (¿Qué, por qué y cómo?), CIP. Concreto Permeable.
ISSN 2007-9516 CD ROM 256
APROVECHAMIENTO DEL MAÍZ (Zea mays l.)
PROVENIENTE DE CHIAPAS PARA LA OBTENCIÓN DE
UNA BEBIDA FERMENTADA.
1Nucamendi Ocaña, Citlalli Guadalupe; 1López Vargas, Nolberto; 1Ruiz Gómez, Horacio Salvador; 1López Muñoz, Esther; 1Vazquéz Villegas, Paola Tayde; 1Zacarías Toledo, Rudy y 2
Figueroa Chacón, César Antonio. 1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa
Chiapas. 2 Asesor externo
Resumen El maíz (Zea Mays L.) se ha convertido en el cultivo más importante en el país. La forma
más común de comercialización de esta materia prima es: tortillas, harinas y cereales. EL
producto realizado en este proyecto, se trata de una bebida fermentada a base de maíz
(Zea Mays L.), esta bebida fermentada tiene un sabor agradable, además de que posee
nutrientes al consumidor como lo son 1.80% de fibra, 0.11% de proteína, 55.22% de
carbohidratos, 40.86% de humedad y 1.21% de grasa, es un líquido ligueramente viscoso,
con un olor característico a los productos nixtamalizado.
Palabras clave: Zean Mays L., Bebida fermentada, Chiapas.
Abstract
The corn (Zea Mays L.) has become the most important crop in the country. The most
common form of commercialization of this raw material is: tortillas, flour and cereals. The
product made in this project, is a fermented drink made from corn (Zea mays L.), this
fermented drink has a pleasant taste, plus it has nutrients such as consumer fiber 1.80%,
0.11% of protein, carbohydrates 55.22%, 40.86% moisture and 1.21% fat, is a viscous liquid
with a characteristic odor nixtamalized products.
Keywords: Zea mays L., fermented drink, Chiapas
ISSN 2007-9516 CD ROM 257
Introducción
El Maíz (Zea Mays L.) es el cereal con
mayor volumen de producción en el mundo,
el cual supera al del trigo y al del arroz. Es
el cultivo más importante de Chiapas ya que
se producen alrededor de 18.2 millones de
toneladas. Alrededor del 90%
de la producción es de maíz blanco y se destina al consumo humano. El maíz es un grano que tiene numerosos y diversos usos nutricionales industriales [1]. De particular importancia resulta su condición de materia prima renovable y no contaminante. El maíz posee muy buenos valores nutricionales en cuestión de azucares, hierro, potasio, y ácido fólico, es un cereal ideal para disminuir el colesterol, a la vez que aporta energía. Es rico en vitaminas del grupo B (B1 y B3 principalmente), fosforo y magnesio, en la industria alimentaria el 83% de las unidades económicas censadas son panaderías y tortillerías. Así pues, ocho de cada 10 establecimientos agroindustriales son unidades económicas de este tipo. Específicamente, la industria del maíz contribuye con el 58% de los establecimientos de la industria alimentaria y genera el 32% de los ingresos de la misma [2].
Algunos productos provenientes del maíz
que encontramos en el mercado son:
Tortillas, harinas y cereales [3]. Las bebidas
fermentadas son aquellas que se fabrican
empleando solamente el proceso de
fermentación, en el cual se logra que un
microorganismo (levadura) transforme el
azúcar en alcohol. Esta relación es debida a
la interesante composición nutricional que
aporta el maíz. Es por eso que el objetivo del
proyecto fue aprovechar el maíz proveniente
de Chiapas para la obtención de una bebida
fermentada.
Materiales y Métodos
El procedimiento (Figura 1), que se realizó
para la elaboración de la bebida fermentada
a base de maíz, que consistió en:
Selección de materia prima: en
esta parte se eliminó maíz dañado o
picado.
Limpiado y lavado de maíz: se
lavó con agua para eliminar
impurezas de tierra, polvo o alguna
sustancia extraña en la materia
prima.
Mezcla y trituración de maíz: se
tritura el maíz de tal forma que la
levadura pueda obtener el almidón
como sustrato, y se llevé a cabo la
fermentación, con un 50:50 relación
maíz triturado-agua.
Fermentación: En un recipiente de
cristal, se agregó una concentración
de 3g/L de levadura y 750 g/L de
sacarosa. El tiempo de
fermentación fue de un mes.
Filtración: Se procedió a filtrar con
una malla la bebida fermentada,
para eliminar los sólidos insolubles
de la bebida fermentada.
Producto terminado: Se envasó la
bebida fermentada, en recipientes
de cristal de 500 mL.
.
Figura 1. Diagrama de bloques del proceso de
elaboración de la bebida fermentada a base de maíz.
Para la realización de este producto se
utilizó el cereal del maíz, para elaborar una
bebida fermentada, se escogió esta materia
prima ya que las producciones en el estado
de Chiapas son exponenciales, y la mayoría
ISSN 2007-9516 CD ROM 258
se destina para consumo humano,
comercialmente para tortillas y harinas; el
maíz es utilizado para producción de
bebidas alcohólicas pero en combinación
con otros cereales como la cebada, malta
etc. Las bebidas fermentadas a base de
maíz solo se elaboran artesanalmente, es
por eso que en este proyecto se le quiso dar
un giro industrial haciendo énfasis en la
bebida de la cultura chiapaneca y mexicana,
el maíz es rico en almidón una de las
principales fuentes para producción de
etanol, la fermentación mejora el contenido
nutritivo de los alimentos por la biosíntesis
de las vitaminas, los aminoácidos
esenciales y las proteínas, al volver más
digeribles las proteínas y las fibras,
proporcionar más micronutrientes y
degradar antinutritivos [4].
Resultados y Discusión
EL producto realizado se trata de una bebida fermentada a base de maíz (Zea Mays L.) como sabemos las bebidas fermentadas son aquellas que se fabrican empleando solamente el proceso de fermentación, en el cual se logra que un microorganismo (levadura) transforme el azúcar en alcohol. La formulación seleccionada para la elaboración de la bebida fermentada, se muestra en la Tabla 1. Esta bebida fermentada tiene un sabor agradable, además de que posee nutrientes al consumidor como lo son 1.80% de fibra, 0.11% de proteína, 55.22% de carbohidratos, 40.86% de humedad y 1.21% de grasa, es un liquido ligueramente viscoso, con un olor característico a los productos nixtamalizado, de sabor agradable, (Tabla 2).
Tabla 1. Formulación seleccionada para la elaboración de la bebida fermentada a base de Maíz.
Ingrediente Cantidad en gramos (g)
Masa de maíz 1000g
Agua 1000g
Azúcar morena 750g
levadura 2.5g
Tabla 2. Análisis químico proximal del producto terminado.
Determinación Resultado
Humedad 40.86% Cenizas 0.80%
Extracto etéreo 1.21% Fibra 1.80%
Sustancias nitrogenadas
0.11%
Carbohidratos libres
55.22%
Valor energético 232.694 kcal
Como se puede observer tiene un contenido energético y de carbohidratos considerable por lo que también se podría considerer una bebida energizante, como propuesta de comercialización.
Las características que se describieron en la Tabla 3, nos evidencia que la bebida fermentada generada a partir de maíz, es sumamente atractiva por el consumidor, en un análisis corto sensorial de 50 personas que evaluaron el producto, 48 personas aceptaron con total agrado la bebida fementada, por lo que hace de manera evidente que podría proponerse como una opción para comercializar el Maíz, mediante la elaboración de esta bebida fermentada.
Tabla 3. Características organolépticas y sensoriales de la bebida fermentada a base de maíz.
Las bebidas fermentadas a base de maíz solo se elaboran artesanalmente, es por eso que en este proyecto se le quiso dar un giro industrial haciendo énfasis en la bebida de
Característica Descripción
Sabor Alcohólico con trazas de flavor
característico del cereal.
Olor Característicos de los productos nixtamalizado.
Color Blanquizco turbio. Aspecto Lechoso. Palatabilidad Seco. Viscosidad Poca viscosidad. Consistencia Liquido
ligueramente viscosos.
ISSN 2007-9516 CD ROM 259
la cultura chiapaneca y mexicana, el maíz es rico en almidón una de las principales fuentes para producción de etanol, la fermentación mejora el contenido nutritivo de los alimentos por la biosíntesis de las vitaminas, los aminoácidos esenciales y las proteínas, al volver más digeribles las proteínas y las fibras, proporcionar más micronutrientes y degradar antinutritivos. [5]. Las variables que inciden en la realización de esta bebida fermentada son la temperatura y el tiempo; si la temperatura es muy alta podría desnaturalizar las enzimas; la variable tiempo se ve repercutido en el sabor y olor, dependiendo del tiempo que se deje fermentar es el sabor y olor que se obtendrá, si el tiempo de fermentación es menos de un mes el sabor tendrá un cambio ya que su nivel del alcohol será más bajo que cuando el mosto se deja fermentando aproximadamente un mes y por lo consiguiente afectara el olor, similar al producto que hoy en día podría ser competencia directa de esta bebida fermentada, como lo es el atol agrío [6].
Los resultados hasta este momento, demuestran que la bebida fermentada a base de maíz, y con un tiempo de fermentación de un mes, genera un product aceptado ante el consumidor por sus propiedades nutricionales y organolépticas, esto nosh ace suponer que tiene amplias posibilidades de comercialización en el mercado Chiapaneco.
Referencias
[1] Burga V; Duensing Nordan. (1989). Composicion del maíz. Mexico: Grain. [2] Landry K. O; Moureaux Hurg I. (1982). Propiedades fundamentales del maíz. Mexico: Taurus. [3] Gopalan y Rao. (1975). Granos y cereales. Zaragosa: Taurus. [4] Cristiansom C. Wuins; Sousgh Quermin; Lughi
Kurten O. (1968). El maiz en el mundo. Mexico: Griw..
[5] Paliwal, R. L. (2001). Usos del maíz. El Maíz en los Trópicos: Mejoramiento y Producción, pp 45-56.
[6] Long, J. (2008). Tecnología alimentaria prehispánica. Estudios de cultura Náhuatl, (39), pp.127-136.
ISSN 2007-9516 CD ROM 260
EVALUACIÓN DE LA CALIDAD EN EL ENVASADO DEL CACAHUATE.
Aguilar Alvarado, Patricia Margarita1; Durantes Cueto, Ervin1; Garza Pascacio, Omar Hatziel1 1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, carretera panamericana KM 995, Cintalapa
Chiapas.
Resumen—Se ha realizado la evaluación de la calidad en el proceso de envasado de cacahuate mediante una metodología basada en herramientas estadísticas. La evaluación se ha realizado en una empresa del Valle de Cintalapa, Chiapas dedicada a la producción de cacahuate en tres presentaciones: japonés, ligth y sal y limón. La variable de salida medida es el peso del envasado de 50 g. Para conocer la estabilidad y causas del comportamiento del proceso se han recolectado datos de diferentes lotes y se ha evaluado la normalidad de éstos mediante la Prueba de Kolmogorov-Smirnoy e Histograma de frecuencias. Se han construido Gráficos de control X-S y se han analizado los defectos y causas mediante Diagramas de Pareto e Ishikawa. Se obtuvo el incumplimiento de los pesos debido a falta de mantenimiento, seguimiento inadecuado en la calibración del equipo y exceso de humedad en el producto.
Palabras clave: control de calidad, gráficos de control, Prueba de normalidad, variabilidad.
Abstract—Evaluation was performed in quality peanut packaging process through the
implementation of statistical tools. The evaluation was done in a business Cintalapa Valley
in Chiapas dedicated to the production of peanuts in three performances: Japanese, ligth
and salt and lemon. The measured variable is the weight of 50 grams packaging. For
reasons of stability and process performance data have been collected from different
batches and evaluated the normality of these by the Kolmogorov-Smirnoy and Histogram
of frequencies. XS Control charts are constructed and analyzed the defects and causes
through Pareto and Ishikawa diagrams. The results were breach of pesos due to lack of
maintenance, inadequate monitoring equipment calibration and excess moisture in the
product.
Keywords: Quality Control, Control Charts, Normality test, variability.
ISSN 2007-9516 CD ROM 261
Introducción
“Calidad es que un producto sea adecuado
para su uso. Así, la calidad consiste en la
ausencia de deficiencias en aquellas
características que satisfacen al cliente”
(Juran, 1992). En términos menos formales,
la calidad, definida por el cliente, es el juicio
que éste tiene acerca de un producto o
servicio. Por lo tanto, calidad, es ante todo
la satisfacción del cliente, que está ligada a
las expectativas que éste tiene con respecto
al producto o servicio. Las expectativas son
generadas de acuerdo con las necesidades,
los antecedentes, el precio del producto, la
publicidad, la tecnología, la imagen de la
empresa, entre otros. Se dice que hay
satisfacción cuando el cliente percibe del
producto o servicio al menos lo que
esperaba (Montgomery, 2007).
Las herramientas de calidad serán las
utilizadas en esta investigación como una
metodología para la evaluación en una
empresa cacahuatera de tal manera que se
den a conocer las causas que provocan el
problema del peso en el envasado del
producto. De acuerdo a Fernández-Vega
(2010) las características fundamentales de
las herramientas estadísticas radican en
que permiten enfocar la resolución de
problemas utilizando una base racional en
lugar de una intuitiva a la hora de tomar
decisiones. Además proporciona un
lenguaje común para discutir los hechos,
individualizan las causas de variaciones
comunes y especiales y sientan las bases
para una mejora continua.
Las herramientas de calidad son útiles para
encontrar las causas probables de un
problema en un producto, sin embargo hay
pocos trabajos realizados en la industria del
cacahuate. Para la evaluación de la calidad
en el envasado se han medido
presentaciones de 50 gramos (presentación
del producto más consumida en el mercado
de acuerdo a las ventas de le empresa
estudiada) en tres modalidades: cacahuate
japonés, sal y limón y ligth. El propósito es
identificar las causas de las desviaciones o
defectos, lo que se logra a través del uso de
herramientas estadísticas, generando así
una alternativa metodológica para esta rama
de la industria en el estado de Chiapas,
México.
Materiales y Métodos
Para la evaluación de la calidad se han
utilizado las herramientas básicas. El
método propuesto se basa en los siguientes
pasos:
1. Obtención de los datos 2. Prueba de normalidad y
elaboración de Histograma 3. Implementación de gráficos de
control X-S 4. Identificación del defecto más
frecuente mediante Diagrama de Pareto
5. Análisis de las causas del defecto mediante Diagrama de Ishikawa
Se realizó un levantamiento de datos de los
pesos del cacahuate en tres modalidades
japonés, sal y limón y light de las bolsas de
producto con contenido ideal de 50 g. La
tabla 1 presenta los resultados obtenidos del
peso del cacahuate japonés donde de cada
lote de producción se pesaron 20 bolsas
(Paso 1).
Tabla 1. Datos del peso del cacahuate japonés,
presentación de 50 gramos.
54
52
50
48
50
52
56
50
48
52
48
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52
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52
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58
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52
52
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52
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48
48
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50
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50
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52
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48
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50
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54
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54
56
48
52
54
50
50
52
46
52
A fin de poder interpretar correctamente los
gráficos de control a utilizar en la
metodología, resulta imprescindible que las
ISSN 2007-9516 CD ROM 262
observaciones provengan de una
distribución aproximadamente normal.
La distribución normal es fundamental para
el análisis estadístico. Existen varias formas
de verificar la normalidad de los datos; entre
los diferentes métodos se tienen los
numéricos y los gráficos. Para el presente
análisis consideraron dos procedimientos
estadísticos, uno numérico y otro gráfico. El
numérico fue la Prueba de Kolmogorov-
Smirnov. El gráfico fue el Histograma, éste
es útil para analizar la normalidad de los
residuos e identificar valores atípicos y
pueden ayudar a detectar la falta de
normalidad (Montgomery, 2007) (Paso 2).
Una vez analizado el comportamiento de los
datos, se implementaron los gráficos de
control X-S cuya característica es su uso
para n>10 y variables (Pulido, 2004).
Los gráficos de control se utilizan para
verificar que los datos obtenidos poseen
condiciones semejantes, para observar un
proceso productivo, a fin de poder investigar
las causas de un comportamiento anormal
y, al distinguir entre las causas especiales y
las causas comunes de variación, dan una
buena indicación de cuándo un problema
debe ser corregido localmente y cuando se
requiere de una acción en la que deben de
participar varios departamentos o niveles de
la organización.
Para la elaboración de los límites de control
de la Carta X se utilizaron las siguientes
fórmulas
𝐿𝐶𝑆�̿� = �̿� + 𝐴3𝑆̿
𝐿𝐶𝐼�̿� = �̿� − 𝐴3𝑆̿
Para la elaboración de los límites de control
de la Carta S, se utilizaron las siguientes
fórmulas
𝐿𝐶𝑆�̿� = 𝐵4𝑆̿
𝐿𝐶𝐼�̿� = 𝐵3𝑆̿
Donde
�̿�
= 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑠𝑢𝑏𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜𝑠
𝑆̿
= 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑣𝑖𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑠𝑢𝑏𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜𝑠
𝐴3, 𝐵4 𝑦 𝐵3 son valores constantes que
dependen del tamaño de n (Paso 3).
Para identificar prioridades y causas, se
construyó un Diagrama de Pareto,
herramienta que ordena por orden de
importancia a los diferentes problemas que
se presentan en un proceso (Pulido, 2004)
(Paso 4). Finalmente se construyó un
Diagrama de Ishikawa realizando un análisis
estratificado por medio del método de las 6
M´s (Paso 5).
Resultados y Discusión
El primer procedimiento utilizado es la
Prueba de Kolmogorov-Smirnov, prueba no
paramétrica para variables de tipo continuo
o discreto. Se consideró ésta prueba debido
a que una de sus características es que no
hay pérdida de información como en el caso
de la prueba ji-cuadrado, pues en ésta todos
los valores son incluidos. Además la prueba
es exacta para cualquier tamaño de
muestra, en cambio, la prueba de ji-
cuadrada es correcta en términos
asintóticos (muestras grandes). Se ha
utilizado para el análisis un nivel de
confianza del 95%. Se obtiene de la Prueba
de Kolmogorv-Smirnov, un valor p-Value de
>0.150, lo cual indica que se acepta la Ho.
Se concluye, por el valor de P (>0.05), que
los pesos del cacahuate envasado se
ajustan a una distribución normal (Figura 1).
Figura 1. Prueba de Kolmogorov-Smirnov
Peso (g)
Pe
rce
nt
60555045
99.99
99
95
80
50
20
5
1
0.01
Mean
>0.150
51.92
StDev 2.412
N 540
KS 0.018
P-Value
Prueba de normalidadNormal
ISSN 2007-9516 CD ROM 263
Del segundo procedimiento utilizado,
método gráfico conocido como Histograma,
Se analizó el histograma correspondiente a
la recolección de 540 datos de pesos de
producto envasado. Se obtuvo una media
de 51.93 y una desviación estándar de
2.423, la forma de la distribución es normal,
aunque incluyendo los límites de
especificación se observa a tres clases fuera
de éstas tolerancias, por lo que podría
inferirse que el proceso no es capaz (Figura
2).
Figura 2. Histograma de pesos (g)
Una vez comprobado la normalidad de los
datos, se muestraron 27 subgrupos de n=20
analizando la característica de calidad:
peso. Los subgrupos se formaron por lotes.
Se construyeron las cartas X-S con la
finalidad de evaluar la estabilidad del
proceso de envasado de cacahuate y así
poder identificar en qué lotes se presentó
causas asignables que alteraron
significativamente la variabilidad del
proceso.
La Gráfica 𝑋 monitorea el promedio del
proceso para vigilar tendencias, en el caso
de la característica de calidad estudiada se
observa que el proceso está fuera de
control. Los lotes 10, 12, 17, 18 y 24 se
encuentran fuera del límite de control
superior con un valor mayor a 53.321 g. y los
lotes 8, 19 y 20 fuera del límite de control
inferior con un valor inferior a 50.523 g.
(Figura 3). La Gráfica S monitorea la
variación en forma de desviación estándar,
en el caso de los pesos estudiados se
observa que la variabilidad de éstos son
estables, estando todos los puntos dentro
los límites de control superior e inferior con
valores 3.065 y 1.049, respectivamente
(Figura 4). Para el caso de la Carta X, es
necesario investigar las causas asignables
que ocasionan la no estabilidad del
proceso.
Figura 3. Carta X, promedio para los pesos (g).
Figura 4. Carta S, desviación estándar para los
pesos.
Del análisis de causas asignables se obtuvo
que los problemas incumplimiento del peso
requerido y vacías, son los defectos
Peso (g)
Fre
qu
en
cy
58565452504846
200
150
100
50
0
48 54
Mean 51.92
StDev 2.412
N 540
Histogram of Peso (g)Normal
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27P
eso
del
cac
ahu
ate
(g)
Lote
LCS=53.321 X=51.922
LCI=50.523 PESO (g)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
1 3 5 7 9 111315171921232527
Des
viac
ión
est
ánd
ar
Lote
Peso (g) LCI=1.049
S=2.057 LCS=3.065
ISSN 2007-9516 CD ROM 264
presentados con mayor frecuencia,
representando entre ambos casi el 70% del
efecto. En la Figura 5 se muestran las
frecuencias y porcentajes.
Figura 5. Diagrama de Pareto de defectos en el
envasado
Las causas más relevantes se detectaron en
la Maquinaria, el equipo de envasado
presente problemas de calibración, falta de
mantenimiento y manuales que permitan su
mejor funcionamiento.
Incumplimiento
del peso
en el envasado
Mano de obra
Mediciòn
Métodos de trabajo
Medio ambiente
Maquinaria
Materiales
Falta de
capacitación
Mala calibración
Falta de
MantenimientoNo existe un Manuel
de MantenimientoNo existe un Manual de
capacitación
Rotación excesiva
De puestos
Responsabilidades no definidas
No existe diagrama de flujo de
Las operaciones, visiblemente
Cambio de materiales
Lanzamiento de
nuevo Producto
Búsqueda
nuevas ventas
Falta de precisión
en pesado
Desgaste de
sensores
Maquinaria
Obsoleta
Falta de recursos
económicos
Exceso de humedad
en el medio ambiente
Residuos en el embudo
Cacahuate aglomerado
en embudo
Falta de ventilación
Falta de limpìeza
Maquinaria Obsoleta
Falta de recursos
económicos
Exceso de Humedad
Falta de extractores
Temperaturas Altas
Falta de ventiladores
Falta de señalizaciòn
Falta de seguimiento
De las NOMS
No implementan programas
de seguridad
Desconocimiento de
tareas
Falta de comunicación
Variables de salida no definidas
Falta de control de
calidad en el procesoNo existe manual
de control de calidad
Figura 6. Diagrama de Ishikawa para el problema
de incumplimiento del peso.
El equipo utilizado tiene muchos años en
uso y ya no rinde óptimamente. Una de las
causas visibles es el aglomerado del
cacahuate en el embudo, debido a que se
envasan todas las presentaciones del
cacahuate, y en ocasiones se encuentran
residuos de ingredientes de algún tipo en el
embudo, lo que provoca que se queden
pegados algunos cacahuates, lo cual afecta
el resultado en el momento del pesado. Esta
situación se agrava debido a las condiciones
que se tienen en el ambiente tales como la
excesiva humedad y ventilación insuficiente
(Figura 6).
Resumen de resultados
Se obtuvo un comportamiento normal de los
datos con los análisis numérico y gráfico de
normalidad. En cuanto a la estabilidad del
proceso, se encontró que la media de los
datos está fuera de control estadístico,
mientras que la variabilidad es estable.
Dentro de las causas asignables de este
comportamiento, se observó que el
problema incumplimiento del peso requerido
representa poco más del 40% del efecto,
seguido del defecto vacíos. Las causas
encontradas se localizan en la M
maquinaria, por lo que se es necesario
poner en marcha estrategias que apoyen
este problema.
Conclusiones
Las herramientas estadísticas dan
objetividad y precisión a las observaciones
(Kume, 2002). Debido a que el problema de
los productos defectuosos se encuentra con
frecuencia en áreas en las cuales no hay
experiencia previa, lo que se necesita no es
muchos años de experiencia sino la decisión
de reducir el número de productos
defectuosos y una actitud de observación de
la situación real en forma objetiva. La forma
estadística de considerar las cosas y el uso
de los métodos estadísticos es un medio
muy eficaz para hacer esta observación.
Los métodos estadísticos proporcionan un
medio eficaz para desarrollar una nueva
metodología y controlar la calidad de los
procesos de manufactura (Kume, 2002).
Co
un
t
Pe
rce
nt
Defectos
Count
18.4 11.3 1.9
Cum % 40.9 68.3 86.8 98.1 100.0
173 116 78 48 8
Percent 40.9 27.4
Othe
r
Mal ta
mañ
o
Mala co
dific
ación
Vacías
Incu
mplim
iento de
l pes
o
400
300
200
100
0
100
80
60
40
20
0
Pareto de defectos
ISSN 2007-9516 CD ROM 265
El uso de una metodología estadística para
la evaluación de la calidad es una
herramienta poderosa para la toma de
decisiones y el aseguramiento de la calidad.
En el caso de la empresa cacahuatera se
recomienda la implementación de éstas
herramientas para controlar otras
características de calidad como el tiempo de
horneado y la humedad. Además se
recomienda la evaluación e implementación
de programas de mantenimiento, a través de
métodos predictivos y gráficos de control.
Referencias
9. Aguilar Alvarado; [et al]. (2011). Evaluación y análisis del control de calidad en una comercializadora de café. Libro electrónico CIM 2011, Coloquio de Investigación Multidiciplinaria. Instituto Tecnológico de Orizaba. Orizaba, Veracruz, México.
10. Carot, Vicente Alonso. (2001) Control estadístico de la calidad. Editorial Alfaomega. Mexico
11. Fernández-Vega, O. (12 de 10 de 2010). La
gestión, herramienta del éxito. Obtenido de Uso de herramientas estadísticas para la mejora de procesos I: http://iso-go.es/2010/10/uso-de-herramientas-estadisticas-para-el-mejoramiento-de-los-procesos-i/
12. Gutiérrez, Pulido Humberto [et al] (2013) Control estadístico de la calidad. Mc Graw Hill. Mexico D.F.
13. Jurán,J.M., Gryna Jr. Y Bingham, Jr. (1993) Manual
de Control de la Calidad” Editorial Reverté
14. Kume, H. (2002). Herramientas estadísticas básicas para el mejoramiento de la calidad. Bogotá: Norma.
15. Oakland, John S. (2003). Administración por
calidad total. CECSA, Primera ed. México.
16. Montgomery. Control estadístico de la calidad. (2007) Limusa Wiley.Tercera Edicion. Mexico D.F.
17. Minitab 15. Estados Unidos, Companion by
Minitab, 146 pág
18. Ortiz Flores, Fernando; [et al]. (2010). Análisis del flujo de vapor en el área de calderas de un Ingenio Azucarero mediante cartas de control. Revista de la Ingeniería Industrial. Vol. 4.
ISSN 2007-9516 CD ROM 266
PLAN DE ACCIÓN PARA EL CONTROL DE DEFECTOS EN GARRAFONES DE LAS PURIFICADORAS DE AGUA
DE CINTALAPA DE FIGUEROA, CHIAPAS
Ing. Aguilar Alvarado, Patricia Margarita1; Ing. Durantes Cueto, Ervin1
Castellanos Morales, Yajaira2; Cupul Ruiz, María Guadalupe2; Díaz García, Norberto2; 1 Docentes del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, carretera panamericana KM 995,
Cintalapa Chiapas. 2 Alumnos del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, carretera panamericana KM 995,
Cintalapa Chiapas.
Resumen—En las pequeñas purificadoras de agua de Cintalapa de Figueroa Chiapas, se ha detectado una mala calidad de los garrafones lo cual ha provocado inconformidad de los consumidores. Una de las características del mal estado es la presencia de ralladuras en la parte inferior y exterior del garrafón. La presencia de defectos físicos en los garrafones puede provocar inclusive daño a la salud del consumidor por lo que, debido a la problemática de la mala calidad, ha surgido la propuesta de controlar los defectos siguiendo una metodología que asegure la mejora de la calidad y la satisfacción sostenida del cliente. Lo anterior se pretende realizar por medio de un plan de acción utilizando como estrategia el ciclo PHVA que asegure el control adecuado de los defectos. En cada etapa del ciclo se proponen incorporar herramientas administrativas y estadísticas de calidad de tal manera que cada trabajador en contacto con el proceso pueda hacerse cargo del control de la calidad de los garrafones y tomar las decisiones pertinentes antes de que el producto llegue a las manos del cliente. Lo que se presenta en este trabajo son los resultados de la etapa de Planeación.
Palabras clave: calidad, control, plan de acción, ciclo PHVA.
Summary— Purifying water of Cintalapa de Figueroa, Chiapas have a poor water jug
quality which has caused dissatisfaction of consumers. One of the characteristics of the
poor condition is the presence of scratches on the bottom and outside of the jug. The
presence of physical defects in the jugs can cause even harm to the health of consumers
so that, due to the problem of poor quality, has emerged the proposal to control defects
following a methodology that ensures quality improvement and sustained customer
satisfaction. It aims to address the problem through a plan of action using the PDCA cycle
as a strategy to ensure adequate control of defects. Administrative and quality statistics
tools will use at each stage of the PDCA cycle so that every worker in contact with the
process can take over control of the quality of the jugs and take appropriate decisions
before the product reaches the customer. What is presented in this paper are the results
of the planning stage.
Keywords: quality, control, action plan, PDCA cycle.
ISSN 2007-9516 CD ROM 267
Introducción
La importancia de la calidad en las
empresas se refleja en la competitividad y
satisfacción del cliente ya que la calidad
determina el valor del producto y del servicio
que brinda una empresa. Se es más
competitivo si se puede ofrecer mejor
calidad a bajo precio y en menor tiempo. De
acuerdo a Jurán (1990), calidad es que un
producto sea adecuado para su uso. Así la
calidad consiste en la ausencia de
deficiencia en aquellas características que
satisfacen al cliente. Según Montgomery
(2007) la calidad es inversamente
proporcional a la variabilidad. La ASQ,
Asociación Americana de Calidad sostiene
que Calidad es la totalidad de detalles y
características de un producto o servicio que
influye la capacidad para satisfacer
necesidades dadas.
Algunas consecuencias por la mala calidad
en cualquier organización (Montgomery,
2007) son:
Reinspección y eliminación de rechazo.
Más capacitación, instrucciones y precisión
a los trabajadores.
Gastos por fallas en el desempeño del
producto y por devoluciones.
Problemas con proveedores.
Más servicios de garantía.
Clientes insatisfechos y pérdidas de ventas.
Problemas, diferencias y conflictos
humanos en el interior de la empresa.
Debido a lo anterior, se propone utilizar la
calidad como una estrategia para que las
purificadoras de agua de Cintalapa alcancen
mayor competitividad en el mercado.
Para mejorar la calidad y en general para
resolver problemas recurrentes y crónicos
es impredecible seguir una metodología, la
mayoría de las metodologías de solución de
problemas están inspiradas en el ciclo de la
calidad o ciclo PHVA (planear, hacer,
verificar y actuar). El ciclo consiste en
desarrollar de manera objetiva y profunda
un plan (planificar). Este se prueba en
pequeña escala o sobre una base de
ensayo tal como ha sido planeado (hacer),
se analiza si se obtuvieron los efectos
esperados y la magnitud de los mismos
(verificar); y de acuerdo con lo anterior se
actúa en consecuencia (actuar). Finalmente,
se reestructura el plan si los resultados no
fueron satisfactorios, con lo que se vuelve a
iniciar el ciclo, logrando así la mejora
continua.
En el caso de las putificadoras de agua de
Cintalapa de Figueroa, Chiapas se generará
un plan de acción basado en el ciclo PHVA
para controlar los defectos de los
garrafones. Lo anterior debido a que las
purificadoras ya que no satisfacen la
necesidad de los clientes al ofrecer
garrafones con defectos que son muy
notorios y dan mal aspecto al producto
provocando consecuencias como que el
cliente cambie de purificadora (prefiera a la
competencia) y por ende ocasionando en la
empresa baja en las ventas. Se pretende
que el plan de acción propuesto sea
utilizado por las pequeñas purificadoras de
agua del municipio de Cintalapa como una
estrategia de competitividad que permita
controlar los defectos físicos del producto,
así como las pérdidas económicas que
estos representan.
Materiales y Métodos
ISSN 2007-9516 CD ROM 268
Para el control de los defectos en las
purificadoras de agua de Cintalapa se ha
generado una estrategia basada en el ciclo
PHVA (Ver Figura 1).
Firura1. Actividades del Ciclo PHVA (Pulido, 2013)
La metodología de este artículo está
enfocada en la primera etapa del ciclo:
Planeación.
Selección y caracterización del problema
En el primer paso, y de acuerdo al ciclo
PVHA en la etapa de planeación, se
enfocaron los esfuerzos en elegir un
problema relativamente importante,
delimitarlo y describirlo.
Detección de los defectos más frecuentes
en los garrafones.
Se realizó un muestreo para identificar los
defectos que presentan los garrafones, se
diseñó la hoja de verificación para el
levantamiento de datos y se construyó un
Diagrama de Pareto para analizar los
defectos mediante la ley 80-20.
Identificación de las causas más
importantes
Mediante lluvia de ideas y elaboración de un
Diagrama de Afinidad se analizaron las
posibles causas de los defectos más
frecuentes. Se contó con la participación de
los operarios y encargados de dos
purificadoras de agua para la realización del
análisis.
Determinación del estado actual de los
defectos en el proceso.
Mediante datos históricos se verificó el
estado actual del proceso haciendo uso de
la carta de control C.
Para la construcción de la carta C se
calcularon los límites de control y la línea
central mediante las siguientes ecuaciones:
𝐿𝐶𝑆 = 𝑐̅ + 3√𝑐 ̅….Ecuación 1
𝐿𝑐 = 𝑐̅ ……………Ecuación 2
𝐿𝐶𝑆 = 𝑐̅ + 3√𝑐 ̅ ….Ecuación 3
Desarrollo de un plan de acción para el
control adecuado de los garrafones.
Se elaboró un plan a medida enfocado a
remediar las causas más importantes y a
controlar el estado actual del número de
defectos en los garrafones.
Resultados y Discusión
El resultado del desarrollo de las actividades
para la etapa Planear se discute a
continuación:
El problema de los defectos en los
garrafones de las purificadoras de Cintalapa
ha ido tomando importancia en los últimos
meses. Alguna de las consecuencias que
esta problemática ha generado es que los
clientes han preferido recurrir a la
competencia debido al mal estado que
presentan los garrafones, así como la
desconfianza del cliente hacia la calidad e
inocuidad del producto.
Ahora bien, en cuanto a la pérdida que esto
representa, las purificadoras cuantifican
aproximadamente al menos $1275.00 de
pérdida semanal por garrafón.
Una vez identificada la problemática se
realizó un muestreo para identificar los
defectos más frecuentes en 20 garrafones
(Tabla 1). El muestro se realizó de manera
sistemática, cada 5 minutos.
Los defectos identificados en los garrafones
fueron: ralladuras, manchas, golpes, sin
etiquetas, quebradas, color verdoso.
ISSN 2007-9516 CD ROM 269
Tabla 1. Hoja de verificación de defectos en
garrafones
Figura2. Pareto de defectos en los garrafones.
De acuerdo al Principio de Pareto los
defectos de ralladura, sin etiquetas y
manchas representan casi el 80% del
problema de los defectos físicos en los
garrafones (Ver Figura 2). Las causas de
los defectos ralladura, Manchas y sin
etiquetas se generaron a través de una lluvia
de ideas y se organizaron en un diagrama
de afinidad identificando principalmente tres
estratos importantes a atender: las causas
debido al método de trabajo, las causas
debido al medio ambiente y las causas
debido a los materiales utilizados (Ver tabla
2).
Tabla 2. Diagrama de Afinidad
Para analizar la variabilidad del número de
defectos por garrafón se construyó la Carta
C (ver figura 4) la cual muestra un proceso
estable, sin embargo es importante
considerar que el resultado está basado en
una muestra piloto por lo que se
recomienda implementar prácticas
enfocadas a la reducción de los defectos
físicos de los garrafones y de esta manera
contrarrestar la insatisfacción de los clientes
por los defectos físicos que estos presentan.
Una vez implementadas estas prácticas es
necesario volver a realizar un análisis de
estabilidad del proceso con una muestra
mayor de datos.
Método Medio ambiente
Materiales
Uso inadecuado del garrafón. Irresponsabilidad del operario al transportar el garrafón Desconocimiento de métodos de manejo adecuado del material Falta de buenas prácticas de manufactura Mal manejo del transporte.
No contar con un lugar adecuado para el almacén de los garrafones Mantener limpio el área de trabajo. Piso húmedo. Estantes con polvo.
Resistencia del garrafón. Mal sellado. Fragilidad en las tapas. Mala calidad del pet por parte del proveedor. Base del transporte no adecuado para los garrafones. No contar con protectores en el transporte de los garrafones.
Co
un
t
Pe
rce
nt
defectosCount
24.2 21.0 14.5 8.1 0.0
Cum % 32.3 56.5 77.4 91.9
20
100.0 100.0
15 13 9 5 0
Percent 32.3
Otherquebradurasgolpesmanchasdsin etiquetasralladura
70
60
50
40
30
20
10
0
100
80
60
40
20
0
DEFECTO DE LOS GARRAFONES PET
ISSN 2007-9516 CD ROM 270
Se verificó cada garrafón y así se obtuvo
que también se está desperdiciando mucho
material pet, el 35 % de garrafones ya no
son utilizados en las purificadoras y son
desechados.
Figura. 4. Carta c para los defectos en garrafones
De acuerdo a los defectos encontrados se
ha generado un plan de acción con prácticas
de resultados a corto plazo, las actividades
principales ligadas a resolver los defectos
más frecuentes (ralladura, Manchas y sin
etiquetas) se presentan en la Tabla 5.
La meta del plan de acción es Disminuir la
cantidad de garrafones defectuosos en 10%
tomando en cuenta los resultados obtenidos
en los últimos meses.
Tabla 5. Plan de acción propuesto
Defecto Acción Tiempo/Duración
Costo estimado ($)
Ralladura
Asignar un espacio para los garrafones por medio de estantes tipo panal metálico
Acción inmediata
4,000.00
Mal etiquetado
Evaluar a los proveedores periódicamente para ver cuál cumple con
Cada cuatro meses
500.00
los requerimientos establecidos
Estandarizar el proceso de sellado
Tres meses 2,000.00
Manchas
Asignar un lugar de trabajo a cada operario
Acción inmediata
200.00
Mantener limpio el área de trabajo
Acción inmediata
2,500.00
Implementar buenas prácticas de manufactura.
Seis meses 7,000.00
Golpes Colocar protectores de hules en fondo y soportes de laterales en panales en camionetas
Acción inmediata
700.00
Capacitación
Cada cuatro meses
1,000.00
Discusión de resultados
Se requiere controlar los defectos de
ralladura, Manchas y sin etiquetas, los
cuales son los más frecuentes. El defecto
ralladura se presenta debido al manejo
inadecuado por parte de los operarios, así
como por la irresponsabilidad del operario a
la hora de transportar el garrafón y por el
inadecuado almacenamiento temporal del
garrafón en el momento de ser transportado
en el camión. El defecto manchas se debe a
los estantes con polvo, a que no existe un
lugar adecuado para su almacenamiento
temporal en la empresa y la falta de buenas
prácticas de manufactura. El defecto sin
etiquetas se debe al descuido de los
operarios en el proceso de etiquetado.
Por lo anterior, se ha resumido el plan de
acción en tres “proyectos” principales:
sensibilización, estandarización del proceso
de etiquetado y sellado e implementación de
prácticas de manufactura básicas.
Primer proyecto: Sensibilización al buen
manejo de los garrafones
Sample
Sa
mp
le C
ou
nt
2018161412108642
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
_C=3.05
UCL=8.289
LCL=0
CARTA "C" PARA DEFECTOS EN LOS GARRAFONES
ISSN 2007-9516 CD ROM 271
Una forma de mantener en buen estado el
producto es proporcionar sensibilización y
capacitación a los empleados de cómo
manejar el garrafón En el proyecto de
capacitación deberán integrarse operarios,
conductores y vendedores. El personal
administrativo también deberá ser parte del
proyecto, pues para que los dos proyectos
anteriores funcionen se necesitará de la
sensibilización y el compromiso de toda la
organización.
Es necesario asignar un espacio para los
garrafones por medio de estantes tipo panal,
así como colocar protectores de hules en
fondo y soportes de laterales en panales en
camionetas. Para que ésta inversión en
infraestructura favorezca el control de las
ralladuras, se debe complementar con la
sensibilización y capacitación a los
interesados (operarios, conductores,
vendedores) en el manejo y cuidado
adecuado, es por eso que la capacitación es
el proyecto que se propone en primera
instancia.
Segundo Proyecto: Estandarización del
proceso. En el caso del proceso de
etiquetado y sellado de garrafones deben
establecerse las condiciones y pasos
adecuados para garantizar que los defectos
de mal etiquetado se controlen. Para tal
caso es necesario estandarizar el proceso
considerando la NOM-201-SSA1-2002
Productos y servicios, Agua y hielo para
consumo humano, envasados y a granel
para las especificaciones sanitarias. Para el
caso del lavado de envases, o en el caso de
la reutilización de envases debe
establecerse el procedimiento y las
sustancias utilizadas para ello, para que a la
vez que se cuida el adecuado etiquetado y
sellado también se asegure el manerajo
correcto del producto que minimice los
daños a la salud del consumidor.
Tercer proyecto: implementación de bpm
básicas. Con este proyecto se pretender
controlar el defecto de manchas en los
garrafones, en primera instancia, sin
embargo el alcance de este proyecto incluye
la disminución de riesgos sanitarios que
puedan causar efectos nocivos en la salud
de los consumidores, la mejora de las
condiciones sanitarias que exige la ley para
las pequeñas purificadoras de agua
establecidas en el municipio de Cintalapa y
el ahorro en cambios por garrafones de
agua que no satisfagan al cliente.
A fin de mejorar la operación y control de la
purificadora, la implementación de las bpm
debe incluir al menos:
1. Depósitos para recolección de
basura con tapa.
2. Establecer reglamento interno para
el comportamiento del personal
dentro del área de trabajo: exigir
corte de cabello, uñas, aseo
personal como lavado de
antebrazos y manos.
3. Uniforme de personal: bata (manga
corta), uso de cofia y cubre botas,
botas con antiderrapante
(preferentemente blancas).
4. Contar con implementos: escobas,
cepillos, jaladores, cubetas,
guantes, escalaras y mangueras.
5. Asignar un espacio para los
garrafones por medio de estantes
tipo panal metálico.
6. Evaluar periódicamente a los
proveedores.
Para este proyecto se planea alinearse a la
NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-160-
SSA1-1995, bienes y servicios. Buenas
prácticas para la producción y venta de agua
purificada.
Finalmente, se concluye que la etapa de
planeación es el primer paso para identificar
los principales problemas que se presentan
en cualquier organización, así como sus
causas. Planear permitirá a las empresas
purificadoras organizar de una mejor
manera sus recursos encaminándolos a la
disminución de los defectos y por ende a la
satisfacción del consumidor. Sin duda, el
uso de un Plan de acción fortalecido con los
tres proyectos propuestos permitirá a las
ISSN 2007-9516 CD ROM 272
pequeñas purificadoras del municipio de
Cintalapa alcanzar una ventaja competitiva
en el mercado y, a mediano plazo, disminuir
sus pérdidas por garrafones defectuosos.
Referencias
1. Gutiérrez Pulido, Humberto. Román de vara Salazar. (2013). Control estadístico de calidad y seis sigma, editoriales Mc Graw Hill.
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9. Gryna, Frank M. (1995). Análisis y planeación de la calidad. McGraw-Hill.
10. Chim Hai Chua, Richard; Joseph A. De Feo. (2007). Método Jurán: Análisis y planeación de la calidad. McGraw-Hill
ISSN 2007-9516 CD ROM 273
PLAN DE ACCIÓN PARA EL CONTROL DE DEFECTOS EN GARRAFONES DE LAS PURIFICADORAS DE AGUA
DE CINTALAPA DE FIGUEROA, CHIAPAS
Ing. Aguilar Alvarado, Patricia Margarita1; Ing. Durantes Cueto, Ervin1
Castellanos Morales, Yajaira2; Cupul Ruiz, María Guadalupe2; Díaz García, Norberto2; 1 Docentes del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, carretera panamericana KM 995,
Cintalapa Chiapas. 2 Alumnos del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, carretera panamericana KM 995,
Cintalapa Chiapas.
Resumen—En las pequeñas purificadoras de agua de Cintalapa de Figueroa Chiapas, se ha detectado una mala calidad de los garrafones lo cual ha provocado inconformidad de los consumidores. Una de las características del mal estado es la presencia de ralladuras en la parte inferior y exterior del garrafón. La presencia de defectos físicos en los garrafones puede provocar inclusive daño a la salud del consumidor por lo que, debido a la problemática de la mala calidad, ha surgido la propuesta de controlar los defectos siguiendo una metodología que asegure la mejora de la calidad y la satisfacción sostenida del cliente. Lo anterior se pretende realizar por medio de un plan de acción utilizando como estrategia el ciclo PHVA que asegure el control adecuado de los defectos. En cada etapa del ciclo se proponen incorporar herramientas administrativas y estadísticas de calidad de tal manera que cada trabajador en contacto con el proceso pueda hacerse cargo del control de la calidad de los garrafones y tomar las decisiones pertinentes antes de que el producto llegue a las manos del cliente. Lo que se presenta en este trabajo son los resultados de la etapa de Planeación.
Palabras clave: calidad, control, plan de acción, ciclo PHVA.
Summary— Purifying water of Cintalapa de Figueroa, Chiapas have a poor water jug
quality which has caused dissatisfaction of consumers. One of the characteristics of the
poor condition is the presence of scratches on the bottom and outside of the jug. The
presence of physical defects in the jugs can cause even harm to the health of consumers
so that, due to the problem of poor quality, has emerged the proposal to control defects
following a methodology that ensures quality improvement and sustained customer
satisfaction. It aims to address the problem through a plan of action using the PDCA cycle
as a strategy to ensure adequate control of defects. Administrative and quality statistics
tools will use at each stage of the PDCA cycle so that every worker in contact with the
process can take over control of the quality of the jugs and take appropriate decisions
before the product reaches the customer. What is presented in this paper are the results
of the planning stage.
Keywords: quality, control, action plan, PDCA cycle.
Introducción
La importancia de la calidad en las
empresas se refleja en la competitividad y
satisfacción del cliente ya que la calidad
determina el valor del producto y del servicio
que brinda una empresa. Se es más
|competitivo si se puede ofrecer mejor
calidad a bajo precio y en menor tiempo. De
acuerdo a Jurán (1990), calidad es que un
producto sea adecuado para su uso. Así la
calidad consiste en la ausencia de
deficiencia en aquellas características que
satisfacen al cliente. Según Montgomery
ISSN 2007-9516 CD ROM 274
(2007) la calidad es inversamente
proporcional a la variabilidad. La ASQ,
Asociación Americana de Calidad sostiene
que Calidad es la totalidad de detalles y
características de un producto o servicio que
influye la capacidad para satisfacer
necesidades dadas.
Algunas consecuencias por la mala calidad
en cualquier organización (Montgomery,
2007) son:
Reinspección y eliminación de rechazo.
Más capacitación, instrucciones y precisión
a los trabajadores.
Gastos por fallas en el desempeño del
producto y por devoluciones.
Problemas con proveedores.
Más servicios de garantía.
Clientes insatisfechos y pérdidas de ventas.
Problemas, diferencias y conflictos
humanos en el interior de la empresa.
Debido a lo anterior, se propone utilizar la
calidad como una estrategia para que las
purificadoras de agua de Cintalapa alcancen
mayor competitividad en el mercado.
Para mejorar la calidad y en general para
resolver problemas recurrentes y crónicos
es impredecible seguir una metodología, la
mayoría de las metodologías de solución de
problemas están inspiradas en el ciclo de la
calidad o ciclo PHVA (planear, hacer,
verificar y actuar). El ciclo consiste en
desarrollar de manera objetiva y profunda
un plan (planificar). Este se prueba en
pequeña escala o sobre una base de
ensayo tal como ha sido planeado (hacer),
se analiza si se obtuvieron los efectos
esperados y la magnitud de los mismos
(verificar); y de acuerdo con lo anterior se
actúa en consecuencia (actuar). Finalmente,
se reestructura el plan si los resultados no
fueron satisfactorios, con lo que se vuelve a
iniciar el ciclo, logrando así la mejora
continua.
En el caso de las putificadoras de agua de
Cintalapa de Figueroa, Chiapas se generará
un plan de acción basado en el ciclo PHVA
para controlar los defectos de los
garrafones. Lo anterior debido a que las
purificadoras ya que no satisfacen la
necesidad de los clientes al ofrecer
garrafones con defectos que son muy
notorios y dan mal aspecto al producto
provocando consecuencias como que el
cliente cambie de purificadora (prefiera a la
competencia) y por ende ocasionando en la
empresa baja en las ventas. Se pretende
que el plan de acción propuesto sea
utilizado por las pequeñas purificadoras de
agua del municipio de Cintalapa como una
estrategia de competitividad que permita
controlar los defectos físicos del producto,
así como las pérdidas económicas que
estos representan.
Materiales y Métodos
Para el control de los defectos en las
purificadoras de agua de Cintalapa se ha
generado una estrategia basada en el ciclo
PHVA (Ver Figura 1).
Firura1. Actividades del Ciclo PHVA (Pulido, 2013)
La metodología de este artículo está
enfocada en la primera etapa del ciclo:
Planeación.
Selección y caracterización del problema
En el primer paso, y de acuerdo al ciclo
PVHA en la etapa de planeación, se
enfocaron los esfuerzos en elegir un
problema relativamente importante,
delimitarlo y describirlo.
ISSN 2007-9516 CD ROM 275
Detección de los defectos más frecuentes
en los garrafones.
Se realizó un muestreo para identificar los
defectos que presentan los garrafones, se
diseñó la hoja de verificación para el
levantamiento de datos y se construyó un
Diagrama de Pareto para analizar los
defectos mediante la ley 80-20.
Identificación de las causas más
importantes
Mediante lluvia de ideas y elaboración de un
Diagrama de Afinidad se analizaron las
posibles causas de los defectos más
frecuentes. Se contó con la participación de
los operarios y encargados de dos
purificadoras de agua para la realización del
análisis.
Determinación del estado actual de los
defectos en el proceso.
Mediante datos históricos se verificó el
estado actual del proceso haciendo uso de
la carta de control C.
Para la construcción de la carta C se
calcularon los límites de control y la línea
central mediante las siguientes ecuaciones:
𝐿𝐶𝑆 = 𝑐̅ + 3√𝑐 ̅….Ecuación 1
𝐿𝑐 = 𝑐̅ ……………Ecuación 2
𝐿𝐶𝑆 = 𝑐̅ + 3√𝑐 ̅ ….Ecuación 3
Desarrollo de un plan de acción para el
control adecuado de los garrafones.
Se elaboró un plan a medida enfocado a
remediar las causas más importantes y a
controlar el estado actual del número de
defectos en los garrafones.
Resultados y Discusión
El resultado del desarrollo de las actividades
para la etapa Planear se discute a
continuación:
El problema de los defectos en los
garrafones de las purificadoras de Cintalapa
ha ido tomando importancia en los últimos
meses. Alguna de las consecuencias que
esta problemática ha generado es que los
clientes han preferido recurrir a la
competencia debido al mal estado que
presentan los garrafones, así como la
desconfianza del cliente hacia la calidad e
inocuidad del producto.
Ahora bien, en cuanto a la pérdida que esto
representa, las purificadoras cuantifican
aproximadamente al menos $1275.00 de
pérdida semanal por garrafón.
Una vez identificada la problemática se
realizó un muestreo para identificar los
defectos más frecuentes en 20 garrafones
(Tabla 1). El muestro se realizó de manera
sistemática, cada 5 minutos.
Los defectos identificados en los garrafones
fueron: ralladuras, manchas, golpes, sin
etiquetas, quebradas, color verdoso.
Tabla 1. Hoja de verificación de defectos en
garrafones
Figura2. Pareto de defectos en los garrafones.
De acuerdo al Principio de Pareto los
defectos de ralladura, sin etiquetas y
ISSN 2007-9516 CD ROM 276
manchas representan casi el 80% del
problema de los defectos físicos en los
garrafones (Ver Figura 2). Las causas de
los defectos ralladura, Manchas y sin
etiquetas se generaron a través de una lluvia
de ideas y se organizaron en un diagrama
de afinidad identificando principalmente tres
estratos importantes a atender: las causas
debido al método de trabajo, las causas
debido al medio ambiente y las causas
debido a los materiales utilizados (Ver tabla
2).
Tabla 2. Diagrama de Afinidad
Para analizar la variabilidad del número de
defectos por garrafón se construyó la Carta
C (ver figura 4) la cual muestra un proceso
estable, sin embargo es importante
considerar que el resultado está basado en
una muestra piloto por lo que se
recomienda implementar prácticas
enfocadas a la reducción de los defectos
físicos de los garrafones y de esta manera
contrarrestar la insatisfacción de los clientes
por los defectos físicos que estos presentan.
Una vez implementadas estas prácticas es
necesario volver a realizar un análisis de
estabilidad del proceso con una muestra
mayor de datos.
Se verificó cada garrafón y así se obtuvo
que también se está desperdiciando mucho
material pet, el 35 % de garrafones ya no
son utilizados en las purificadoras y son
desechados.
Figura. 4. Carta c para los defectos en garrafones
De acuerdo a los defectos encontrados se
ha generado un plan de acción con prácticas
de resultados a corto plazo, las actividades
principales ligadas a resolver los defectos
más frecuentes (ralladura, Manchas y sin
etiquetas) se presentan en la Tabla 5.
La meta del plan de acción es Disminuir la
cantidad de garrafones defectuosos en 10%
tomando en cuenta los resultados obtenidos
en los últimos meses.
Tabla 5. Plan de acción propuesto
Defecto Acción Tiempo/Duración
Costo estimado ($)
Sample
Sa
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2018161412108642
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1
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_C=3.05
UCL=8.289
LCL=0
CARTA "C" PARA DEFECTOS EN LOS GARRAFONES
Método Medio ambiente
Materiales
Uso inadecuado del garrafón. Irresponsabilidad del operario al transportar el garrafón Desconocimiento de métodos de manejo adecuado del material Falta de buenas prácticas de manufactura Mal manejo del transporte.
No contar con un lugar adecuado para el almacén de los garrafones Mantener limpio el área de trabajo. Piso húmedo. Estantes con polvo.
Resistencia del garrafón. Mal sellado. Fragilidad en las tapas. Mala calidad del pet por parte del proveedor. Base del transporte no adecuado para los garrafones. No contar con protectores en el transporte de los garrafones.
Co
un
t
Pe
rce
nt
defectosCount
24.2 21.0 14.5 8.1 0.0
Cum % 32.3 56.5 77.4 91.9
20
100.0 100.0
15 13 9 5 0
Percent 32.3
Otherquebradurasgolpesmanchasdsin etiquetasralladura
70
60
50
40
30
20
10
0
100
80
60
40
20
0
DEFECTO DE LOS GARRAFONES PET
ISSN 2007-9516 CD ROM 277
Ralladura
Asignar un espacio para los garrafones por medio de estantes tipo panal metálico
Acción inmediata
4,000.00
Mal etiquetado
Evaluar a los proveedores periódicamente para ver cuál cumple con los requerimientos establecidos
Cada cuatro meses
500.00
Estandarizar el proceso de sellado
Tres meses 2,000.00
Manchas
Asignar un lugar de trabajo a cada operario
Acción inmediata
200.00
Mantener limpio el área de trabajo
Acción inmediata
2,500.00
Implementar buenas prácticas de manufactura.
Seis meses 7,000.00
Golpes Colocar protectores de hules en fondo y soportes de laterales en panales en camionetas
Acción inmediata
700.00
Capacitación
Cada cuatro meses
1,000.00
Discusión de resultados
Se requiere controlar los defectos de
ralladura, Manchas y sin etiquetas, los
cuales son los más frecuentes. El defecto
ralladura se presenta debido al manejo
inadecuado por parte de los operarios, así
como por la irresponsabilidad del operario a
la hora de transportar el garrafón y por el
inadecuado almacenamiento temporal del
garrafón en el momento de ser transportado
en el camión. El defecto manchas se debe a
los estantes con polvo, a que no existe un
lugar adecuado para su almacenamiento
temporal en la empresa y la falta de buenas
prácticas de manufactura. El defecto sin
etiquetas se debe al descuido de los
operarios en el proceso de etiquetado.
Por lo anterior, se ha resumido el plan de
acción en tres “proyectos” principales:
sensibilización, estandarización del proceso
de etiquetado y sellado e implementación de
prácticas de manufactura básicas.
Primer proyecto: Sensibilización al buen
manejo de los garrafones
Una forma de mantener en buen estado el
producto es proporcionar sensibilización y
capacitación a los empleados de cómo
manejar el garrafón En el proyecto de
capacitación deberán integrarse operarios,
conductores y vendedores. El personal
administrativo también deberá ser parte del
proyecto, pues para que los dos proyectos
anteriores funcionen se necesitará de la
sensibilización y el compromiso de toda la
organización.
Es necesario asignar un espacio para los
garrafones por medio de estantes tipo panal,
así como colocar protectores de hules en
fondo y soportes de laterales en panales en
camionetas. Para que ésta inversión en
infraestructura favorezca el control de las
ralladuras, se debe complementar con la
sensibilización y capacitación a los
interesados (operarios, conductores,
vendedores) en el manejo y cuidado
adecuado, es por eso que la capacitación es
el proyecto que se propone en primera
instancia.
Segundo Proyecto: Estandarización del
proceso. En el caso del proceso de
etiquetado y sellado de garrafones deben
establecerse las condiciones y pasos
adecuados para garantizar que los defectos
de mal etiquetado se controlen. Para tal
caso es necesario estandarizar el proceso
considerando la NOM-201-SSA1-2002
Productos y servicios, Agua y hielo para
consumo humano, envasados y a granel
para las especificaciones sanitarias. Para el
caso del lavado de envases, o en el caso de
la reutilización de envases debe
establecerse el procedimiento y las
ISSN 2007-9516 CD ROM 278
sustancias utilizadas para ello, para que a la
vez que se cuida el adecuado etiquetado y
sellado también se asegure el manerajo
correcto del producto que minimice los
daños a la salud del consumidor.
Tercer proyecto: implementación de bpm
básicas. Con este proyecto se pretender
controlar el defecto de manchas en los
garrafones, en primera instancia, sin
embargo el alcance de este proyecto incluye
la disminución de riesgos sanitarios que
puedan causar efectos nocivos en la salud
de los consumidores, la mejora de las
condiciones sanitarias que exige la ley para
las pequeñas purificadoras de agua
establecidas en el municipio de Cintalapa y
el ahorro en cambios por garrafones de
agua que no satisfagan al cliente.
A fin de mejorar la operación y control de la
purificadora, la implementación de las bpm
debe incluir al menos:
1. Depósitos para recolección de
basura con tapa.
2. Establecer reglamento interno para
el comportamiento del personal
dentro del área de trabajo: exigir
corte de cabello, uñas, aseo
personal como lavado de
antebrazos y manos.
3. Uniforme de personal: bata (manga
corta), uso de cofia y cubre botas,
botas con antiderrapante
(preferentemente blancas).
4. Contar con implementos: escobas,
cepillos, jaladores, cubetas,
guantes, escalaras y mangueras.
5. Asignar un espacio para los
garrafones por medio de estantes
tipo panal metálico.
6. Evaluar periódicamente a los
proveedores.
Para este proyecto se planea alinearse a la
NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-160-
SSA1-1995, bienes y servicios. Buenas
prácticas para la producción y venta de agua
purificada.
Finalmente, se concluye que la etapa de
planeación es el primer paso para identificar
los principales problemas que se presentan
en cualquier organización, así como sus
causas. Planear permitirá a las empresas
purificadoras organizar de una mejor
manera sus recursos encaminándolos a la
disminución de los defectos y por ende a la
satisfacción del consumidor. Sin duda, el
uso de un Plan de acción fortalecido con los
tres proyectos propuestos permitirá a las
pequeñas purificadoras del municipio de
Cintalapa alcanzar una ventaja competitiva
en el mercado y, a mediano plazo, disminuir
sus pérdidas por garrafones defectuosos.
Referencias
Gutiérrez Pulido, Humberto. Román de vara Salazar.
(2013). Control estadístico de calidad y seis sigma,
editoriales Mc Graw Hill.
Douglas C. Montgomery, (2007), control estadístico de
la calidad, editorial Limusa Wiley.
Hitoshi Kume (2002), herramientas estadísticas
básicas para el mejoramiento de la calidad, Editorial
norma.
Lara Segura, Daniel. (2015). Operación y
mantenimiento de una planta purificadora de agua.
México: D.F.
Secretaría de Salud. (1993). Guía para la auto
verificación de las buenas prácticas de higiene en su
establecimiento. México: DF.
Secretaría de Salud. (1993) Manual de Buenas
prácticas de higiene y sanidad. México: DF.
Verdoy, Pablo Juan [et al]. (2006) Manual de control
estadístico de calidad: teoría y aplicaciones. Castelló de
la Plana, Universitat Jaume.
Vilar Barrio, José F. (Cómo mejorar los procesos en su
empresa. Fundación Confemetal.
Gryna, Frank M. (1995). Análisis y planeación de la
calidad. McGraw-Hill.
Chim Hai Chua, Richard; Joseph A. De Feo. (2007).
Método Jurán: Análisis y planeación de la calidad.
McGraw-Hill
ISSN 2007-9516 CD ROM 279
PROPUESTA DE ELABORACIÓN DE LÁMINAS ECOLOGICAS SUSTENTABLES “SHEETS P-U-R” PARA
MITIGAR LA CONTAMINACIÓN GENERADA POR LA BASURA.
López Ángel, Lexi Javivi; Cruz Salazar, Carlos Elmer; Cruz Morales, Álvaro; Meza Velázquez, Jorge Iván; Pérez Hernández, Juan Alexis; Camacho Cruz, Jorge Armando; López Clemente,
Jesús Eduardo; Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa
Chiapas.
Resumen —
La basura constituye uno de los problemas más serios trae consigo contaminación para
el suelo, agua y aire, en los diferentes contextos, el reciclado de materiales como el PET,
unicel, entre otros puede tener gran impacto en una amplia gama de sectores industriales
en el país, desde el agroindustrial y farmacéutico, hasta el cosmetológico y de
construcción, donde podrían emplearse los productos obtenidos del reciclado.
En este trabajo, se presenta una propuesta para la elaboración de láminas ecológicas
sustentables, a partir de materiales reciclados con el objeto de ser integradas en el
proceso constructivo, reducir el costo de techumbre, reducir los índices de contaminación
y ofrecer una solución al déficit habitacional a una porción representativa de la población,
además de permitir el reciclaje nuevamente al fin del ciclo de vida de dicho material. Los
resultados que se esperan son la obtención de un material sustentable y contribuir en la
reducción de la contaminación ambiental.
Palabras clave: Láminas, Plásticos, Unicel, Reciclados, Sustentables.
Abstract—
Trash is one of the most serious problems brings pollution to soil, water and air, in
different contexts , recycling of materials such as PET, styrofoam, and others may have
great impact on a wide range of industrial sectors in the country, from the agribusiness
and pharmaceutical until Cosmetic and construction, where the products obtained may be
used for recycling .
In this paper, a proposal for the development of sustainable ecological sheets is
presented, from recycled in order to be integrated into the construction process, reduce
the cost of roofing materials, reduce the pollution and provide a solution to the housing
shortage a representative portion of the population, and allow recycling back to the end of
the life cycle of the material. The results are expected to obtain a sustainable material and
contribute to reducing environmental pollution.
Keywords: Sheets, Plastics, Styrofoam, Recycled, Sustainable.
ISSN 2007-9516 CD ROM 280
ISSN 2007-9516 CD ROM 280
Introducción
A la orilla de las calles más importantes, de
las carreteras, de ríos y playas se acumulan
bolsas y envases de plástico que la gente
arroja. Según Schwansee, 2007., cada
mexicano consume 7.2 kg de PET por año y
México es el tercer país consumidor de
dicho material a nivel mundial.
Según datos de la organización Greenpeace
en México se enfrenta el mayor problema
ambiental, ya que se producen cada día más
de 100 mil toneladas de basura doméstica,
equivalente a cerca de 37 millones de
toneladas anuales de residuos sólidos en el
cuadro 1, se apreciar el porcentaje de
desechos que se genera por cada una de
ellos.
Cuadro 1 Comportamiento de los porcentajes de
basuras en Chiapas 2015.
ARTICULOS DESECHADOS PORCENTAJE QUE OCUPAN
RESIDUOS ALIMENTICIOS Y DE JARDINERIA
43.21%
PLASTICOS 7.00%
PET 11.00%
PAPEL , CARTON Y UNICEL 8.13%
VIDRIO 3.85%
METAL 3.32%
OTROS MATERIALES (PAÑALES, UNICEL, TEXTIL,
FIBRAS, ETC.) 23.49%
TOTAL 100.00%
Esta problemática representa una fuente de
contaminación en el agua, suelo y aire,
estos residuos son vertidos en rellenos
sanitarios, basureros o vertederos como se
muestra en la figura 1, para después
eliminarlos.
Figura 1. Basurero a cielo abierto de residuos sólidos.
Otro sector que impacta de manera
importante al deterioro ambiental en México
según la Revista EMB Construcción es el de
la industria de la construcción, que debido a
las contribuciones de emisiones de CO2. En
la figura 2 se aprecia la medida en la que
contribuyen los materiales de construcción
en la generación de emisiones de gases de
efecto invernadero, mismos que propician
enfermedades y problemas ambientales
graves.
Figura 2. Porcentajes de emisiones producidas por los
materiales de construcción.
De acuerdo con datos del Instituto Nacional
de Estadística Geográfica e Informática
(INEGI) e Info Plas, durante 2006 se
fabricaron cuatro mil 32 millones de
toneladas de productos plásticos en México
de las cuales sólo cerca de 14 por ciento es
reciclada o enviada a países como China,
India e Italia para su reutilización.
Según Sánchez, 2008. En México no hay
demanda de materiales reciclados. En este
caso la exportación del PET a países
asiáticos como China se hace con el
propósito de importar artículos que serán
utilizados por diversos sectores industriales
del país.
Considerando esta problemática en el
contexto internacional, nacional, estatal y
local, surgen ideas innovadoras que
permiten contribuir a reducir las emisiones
de gases de efecto invernadero mediante el
reciclado de basura para crear materiales
ISSN 2007-9516 CD ROM 281
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con menor porcentaje de emisiones de CO2,
lo que permite formular propuestas, realizar
una metodología para el diseño,
construcción y evaluación de elementos en
el proceso constructivo. En este trabajo se
plantea la propuesta para la fabricación de
láminas ecológicas, partiendo del hecho que
existen ya en el mercado láminas a base de
tetra pack, que la asociación “Espacio
sustentable” ha diseñado con el fin de
contribuir a reducir la contaminación ya
menciona.
El uso de láminas como material para
recubrimiento de techos, no es nada nuevo
en la cultura arquitectónica nacional. Se han
usado por varios años, con excelentes
resultados. Lo que sí es novedoso en esta
lamina, es que se producirá a partir de
materiales no tradicionales, los cuales serán
reciclados de la basura entre los cuales se
considera el plásticos y unicel como materia
prima.
Los materiales reciclados resultan ser una
alternativa para la construcción de láminas
ya que gracias al tiempo que tardan en
deteriorarse estos podemos suponer que la
resistencia de las láminas será adecuada
para su uso en la aplicación de viviendas.
Con el desarrollo de esta propuesta, al
realizar el diseño de un molde adecuado
para reproducir las láminas, se pretende que
se integren en las construcciones y evaluar
su desempeño.
Materiales y Métodos
La metodología planteada a seguir para la
fabricación de láminas sustentables es la
siguiente:
1.-Recolección de materia prima.
Identificar y ubicar las principales fuentes de
abastecimientos de materiales, en lugares
específicos dentro de la localidad como,
(escuelas, comercios, y basurero municipal)
donde se genera la mayor cantidad de estos
residuos.
2.-Clasificacion y desinfección de la materia
prima.
Consiste en clasificar la materia en dos
grupos (plásticos y uniceles), para realizar el
proceso de desinfección lavando
adecuadamente la materia prima.
3.-Trituración y almacenamiento de materia
prima.
En esta etapa se tritura de manera manual
la materia prima como se muestra en la
figura 3, este proceso también se podrá
realizar por medio de maquinaria industrial
especializada, para posteriormente
almacenarla.
.Figura 3. Materia prima triturada.
4.-Diseño del molde para la reproducción de
láminas
Se realizará un diseño del molde con acero
similar al que se observa en la figura 4 con
las siguientes dimensiones estándares 3.05
m * 1.20 m * 0.003 m.
Figura 4. Diseño de lámina comercial, tomado como
diseño para la fabricación del molde.
ISSN 2007-9516 CD ROM 282
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5.-Diseño y elaboración de mezcla.
Realizar una base de datos de diferentes
proporciones de agregados, probar cada
una de las proporciones mediante una
prueba a la compresión, que permitan
conocer y determinar la mezcla adecuada.
6.-Vaciado de mezclas en moldes.
En este proceso se deposita la mezcla de
manera manual por medio de palas, en los
moldes por medio del vaciado en frio, se
realizan mediciones de temperatura con un
termómetro infrarrojo para determinar cuál
es la temperatura que alcanza la mezcla a
temperatura ambiente en la figura 5 se
observa el instrumento de medición de
temperatura.
Figura 5, instrumento de medición para registrar la
temperatura.
7.-Proceso de fraguado y curado.
En esta etapa se espera el tiempo de
fraguado sin la necesidad de emplear
hornos, que permita a la mezcla alcanzar su
máxima resistencia, con un manejo
adecuado del producto para que no sufra
imperfecciones.
8.-Implementacion del producto.
En esta última etapa el producto estará
disponible para su integración como
techumbre en las construcciones, con
resistencias y peso adecuado que permita
su implementación de manera óptima, como
ejemplo retomamos las láminas de tetra
pack que se aprecian en la figura 6 fijadas
con tornillos para láminas comerciales.
Figura 6. Colocación de láminas recicladas de tetra
pack cubriendo un área de 3 x 3 metros en el D.
Resultados y Discusión
Los resultados que se pretenden obtener en
base a las materia prima planteada seran:
Obtener láminas figura 7 de materiales
reciclados procedentes de la basura
para ser empleados en techumbre. Contrarrestar la contaminación de la
cual hoy somos participes.
Aportar alternativas de tecnologías y
materiales de construcción sustentable
que disminuyan los impactos
ambientales negativos.
Figura 5, Laminas fabricadas a partir de tetra pack que
se toma como base para la creación de esta propuesta.
El reciclaje de PET no sólo es urgente desde
el punto de vista de la limpieza pública y del
mejoramiento del ambiente, también lo es
por la importancia de generar una nueva
cultura que nos lleve a un manejo
ISSN 2007-9516 CD ROM 283
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sustentable aplicado a los diferentes
sectores.
Por ello surge la necesidad de buscar
alternativas ecológicas y sustentables, que
permitan elaborar productos reciclados,
para que exista una diversidad de estos
mismos, para así englobar ampliamente el
déficit habitacional y reducirlo a un menor
margen. Estos productos deberán tener un
impacto menor en el ambiente, además de
alcanzar costos bajos, ya que la mayor parte
de los materiales con los cuales se
fabricaran se obtendrán de desechos de
basureros.
De esta manera podremos conservar todos
los recursos naturales que existen en la
actualidad, que de una u otra manera son
usados para la fabricación de procesos o
materiales constructivos.
Referencias
1. Medio ambiente cuéntame http://cuentame.inegi.org.mx/territorio/ambiente/basura.aspx?tema=T
2. http://www.emb.cl/construccion/articulo.mvc?xid=1961&edi=92&xit=edificios-son-responsables-de-hasta-un-35-de-las-emisiones-de-co2-a-nivel-mundial
3. LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y
EL MEDIO AMBIENTE, Francisco J. Arenas Cabello; Doctor en Derecho y Arquitecto Técnico; Profesor de Derecho Administrativo de la UNED
4. Contaminación generada por la basura
http://www.greenpeace.org/mexico/es/Campanas/Toxicos/basura-cero/
5. Schwansee, Elvira. “El mexicano y su botella de PET”, en www.ambienteplastico.com, 12 de enero de 2007. (consultado el 18 de octubre de 2015)
6. Sánchez Solís Antonio; Manero Brito, Octavio. “Nanocompuestos poliméricos”: ¿a quién le interesan?, en Entorno. Año 20, núm. 234. Febrero de 2008. pág. 26-27
7. http://espaciosustentable.com/casas-
ecologocas-techos-de-tetrapack/
ISSN 2007-9516 CD ROM 284
ISSN 2007-9516 CD ROM 284
RECUPERACIÓN DE COMPONENTES DE ACERO
GRADO HERRAMIENTA CON APORTE M2 APLICANDO EL PROCESO DE PLASMA TRASFERIDO POR ARCO
(PTA).
Toribio Alfaro García1; Alvaro Aguirre Sanchez1, Rodrigo Muñiz Valdes1; Juan Carlos Ortiz
Cuellar1, Ana Arizmendi Morquecho2. 1Universidad Autónoma de Coahuila, Carretera 57,Km 13, Arteaga, Coahuila, México KM. 995
2Centro de investigación de Materiales Avanzados S.C. (CIMAV), Monterrey. Alianza Norte 202. Parque de Investigación e Innovación Tecnológica. Apodaca, Nuevo León, México. C.P. 66600
[email protected], [email protected], [email protected],
[email protected], [email protected]
Resumen—En la actualidad, la recuperación de aceros grado herramienta en el sector
automotriz, ha tomado un incremento importante en la demanda para la recuperación de
componentes de herramentales aplicando procesos avanzados de soldadura, como lo es
el proceso de plasma trasferido por arco (PTA). En este trabajo se realizó un estudio de la
aplicación del acero grado herramienta M2 en formato de polvo con un rango de dimensión
de partícula de 30 a 190 micras metro con un metal base de acero grado herramienta D2,
controlando los valores de calentamiento, Y logrando encontrar los resultados con una
buena interacción del acero M2 con metal base. No presentando micro fracturas sobre la
superficie para incrementar sus resistencia al desgaste.
Palabras clave: Soldadura, recuperación, aceros grado herramienta
Abstract
Actually, the recovery of steel grade tool in the automotive sector has taken an important increase in the demand for recovery of components of tooling by applying advanced welding processes, such as the process of plasma transferred arc (PTA). In this work was a study of the application of the steel grade tool M2 format of powder with a range from 30 to 190 Micron particle size underground with a metal steel base grade tool D2, controlling heating values and managing to find the results with a good interaction of M2 steel with metal base. Not presenting micro fractures on the surface to increase their wear resistance.
Keywords: Welding, Recovery, Tool Steel
Introducción
Actualmente, existe la demanda de componentes de acero grado herramienta para la industrial del sector automotriz la cual .requiere de nuevas alternativas de reparación para sus componentes. Los cuales están fabricados de acero grado herramienta en específico AISI D2 por lo que
se busca la aplicación de un proceso diferente a los utilizados en la actualidad como SMAW, GTAW por citar algunos ejemplos. El método que se propone como alternativa de recuperación de componentes es el proceso de Plasma Transferido por Arco (PTA) [1]. Los componentes de acero D2 presentan buenas características para construcción de
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componentes sujetos a desgastes de superficies.
Materiales y Métodos
Preparación de muestra:
Se prepararon cupones de acero grado
herramienta tratado con preparación de
filetes.
Tabla 1. Composición química
Precalentamiento:
En función del contenido de carbono se
determinó según estándares AWS la
temperatura de precalentamiento requerida
para la aplicación de soldadura mediante el
cálculo del carbono equivalente, después de
experimentación prueba se determinó que la
temperatura de precalentamiento es de
260°C a 285°C y la temperatura entre pase
no debe exceder 285°C[2]
Aplicación de la soldadura:
Control de la experimentación
Después del estudio preliminar realizado se
obtuvieron los parámetros más adecuados
para la soldabilidad de este acero grado
herramienta utilizando los parámetros que
causan mayor impacto en la soldadura, se
realizó un diseño de experimentos de un
exponencial 33 dando como resultado 27
pruebas a realizar sin replicas [3].
Parámetros de la experimentación:
La experimentación consiste en un sustrato
D2 con aporte M2 en polvo donde las
pruebas se realizaron robotizadas con los
siguientes parámetros [4]
Parámetros fijos.
Tabla 2 Parámetros fijos utilizados para la
experimentación
Parámetros valores
Corriente pulsada piloto 17 A
Flujo de gas de protección
10.0 L/min
Flujo de gas de arrastre
4.5 L/min
Corriente inicial 5 A
Tiempo de corriente inicial
0
Bajada (slope) 2
Corriente externa limite
115 A
Pregas y posgas 2.2 seg
Altura de la antorcha
10mm
Velocidad de alimentación polvo
40%
Refrigerante (agua) 1.9 L/min
Técnica de deposición PTA robotizado
Figura 1. Aplicación del proceso PTA
Se realizó un diseño de experimentos
exploratorio utilizando el programa
MINITAB.
Tabla 3 Diseño de experimentos exploratorio [1]
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ISSN 2007-9516 CD ROM 286
Las siguientes pruebas fueron realizadas
con el orden de corrida señalado donde las
dimensiones de las probetas 50mm x 30mm
x 105mm donde cada uno de los cordones
se colocó con una distancia entre centros de
15mm
En la siguiente imagen se muestra las
corridas de las pruebas acordes al diseño de
experimentos [5].
Figura 2. Orden de corrida de pruebas
experimentales.
En las primeras 4 corridas no se observaron
fracturas en el metal de aporte, a
continuación se presentan el total de las
corrida
Figura 3 Total de corridas
Resultados y Discusión
Microestructura, las muestras fueron
atacadas con Nital al 2% y vilellas.
Figura 4 Microestructura del aporte
La cual presenta un matriz de martensita
revenida con carburos de cromo M23C6[6].
Figura 5. Línea de interfase la cual presenta
una microestructura de martensita con
austenita retenida.
Figura 6. Zona afectada por el calor donde
se aprecia un crecimiento de carburos
primarios los cuales no favorecen a la dis
tribución del esfuerzo [6,7].
Dilución
20 µm
100
Orden de
corrida 1
Orden de
corrida 4
Orden de
corrida 2
Orden de
corrida 3
Orden de
corrida 1, 5, 9
,13 ,17 ,21 ,25.
Orden de corrida
2, 6, 10, 14, 18,
22 ,26
Orden de corrida
4, 8, 12, 16, 20 24
Orden de corrida 3,
7, 11, 15, 19, 23, 27
20 µm
1000: 1
20 µm
1000: 1
Carburos primarios
Carburos secundarios
ISSN 2007-9516 CD ROM 287
ISSN 2007-9516 CD ROM 287
Se obtuvieron las áreas correspondientes
de cada una de las 27 muestras, para la
obtención de la dilución por medio de la
siguiente formula la cual se puede apreciar
en la Figura 7.
Figura 8. Medición de la dilución [8]
Figura 9. Medición de la dilución de la
muestra 6, donde se midió el área de
refuerzo y el área de penetración.
Durezas
Figura 10. Efecto de la tasa de flujo del gas
de plasma sobre la dureza. Amperaje de 110
y velocidad de avance de 0.3 m/min. Las
variaciones de la tasa de flujo fueron 0.6, 0.8
y 1.0 L/min.
Figura 11. Efecto de la tasa de flujo del gas
de plasma sobre la dureza. Amperaje de 90
y velocidad de avance de 0.6 m/min. Las
variaciones de la tasa de flujo fueron 0.6, 0.8
y 1.0 L/min.
Figura 12. Efecto de la tasa de flujo del gas
de plasma sobre la dureza. Amperaje de 70
y velocidad de avance de 0.9 m/min. Las
variaciones de la tasa de flujo fueron 0.6, 0.8
y 1.0 L/min.
Las gráficas 19, 20 y 21 muestran el efecto
de la corriente de soldadura.
Figura 13. Efecto de la corriente de
soldadura sobre la distribución de la dureza.
Tasa de flujo del gas de plasma de 0.6 L/min
y velocidad de avance de 0.6 m/min. Las
variaciones del amperaje fueron de 70, 90 y
110 [9].
Conclusiones
ISSN 2007-9516 CD ROM 288
ISSN 2007-9516 CD ROM 288
Existe una ligera discrepancia en las mediciones de la dureza en la zona afectada por el calor, ya que en la mayoría de las mediciones se visualiza un aumento en la dureza en la ZAC respecto al metal de soldadura. Sin embargo existen algunas mediciones donde esta dureza disminuye; esto se debe a que la ZAC está integrado por diferentes regiones que están directamente influenciadas por la entrada de calor. Por tal motivo en la región de grano grueso la dureza disminuye mientras en que la región de refinamiento de grano la dureza aumenta en valor.
De los tres parámetros de soldadura, el que menos impacto tiene sobre la dureza es la tasa de flujo del gas de plasma.
Tanto la corriente de soldadura como la velocidad de avance tienen gran impacto sobre la dureza en las diferentes zonas. La corriente de soldadura es el parámetro de mayor impacto, a mayo corriente mayor entrada de calor lo que genera una mayor ZAC, obteniéndose una mayor área de alta dureza.
La velocidad de avance es inversamente proporcional a la entrada de calor, sin embargo a altas corrientes el perfil de dureza va en aumento. Con bajas corrientes la dureza de la ZAC disminuye considerablemente.
El amperaje y la velocidad de avance son directamente proporcionales a la dilución, en contraste con el flujo de gas del plasma, el cual es inversamente proporcional.
Las muestras 6, 18, 24 presentaron los valores más bajos de dilución
Referencias
1. I. Vicario, C. Soriano, C. Sanz, R. Bayón, J. Leunda “Optimización del proceso de aporte de recubrimientos anticorrosión de Stellite 6 producidos mediante plaqueado láser” Revista de Metalurgia, Vol 45, No 1 (2009).
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3. F. E. García costales, j. M. Cuetos mejido. “recubrimientos de proyección por plasma” Universidad de Oviedo, 2001 - unioviedo.es
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5. J.M.AMADO, C.ÁLVAREZ, G.NICOLÁS, A.J.LÓPEZ, J.A.PÉREZ, A.RAMIL, E.SAAVEDRA, J.SANESTEBAN, M.J.TOBAR, A.YÁÑEZ, “Modelización y monitorización de procesos de refusión láser de recubrimientos depositados por plasma” Boletin de la sociedad española de cerámica y vidrio 2006.
6. J. I. Oñate, M. Brizuela, A. García Luis, A. del Barrio , M J. Jurado , P.J. Tubía, L. Olaortua (2) “RECUBRIMIENTOS Y MATERIALES PARA HERRAMIENTAS DE CIERRE DE LATAS: EVALUACIÓN TRIBOLÓGICA Y DE RESISTENCIA A LA CORROSIÓN”, Revista Superficies Nº 21, Junio 2004
7. Lakshminarayanan, A.K; Balasubramanian, V; Varahamoorthy, R; Babu, S. (2008). Predicting the Dilution of Plasma Transferred Arc Hardfacing of Stellite on Carbon Steel Using Response Surface Methodology. METALS AND MATERIALS International. India, pp 779-789. 8. F. García-Vázquez1,a, A. Aguirre1,b, A. Arizmendi2,c Analysis of weld bead parameters of overlay deposited on D2 steel components by plasma transferred arc (PTA) process., Materials Science Forum Vol. 755 (2013) pp 39-45 (2013) Trans 10.4028/www.scientific.net/MSF.755.39. 9. F. García-Vázquez1,a, H. M. Hernández-García1,b, B. Vargas-Arista2,c, A. Aguirre1,d a, Influence of Cr and Nb on the overlay deposited on D2 steel by plasma transferred arc process. Materials Science Forum Vol. 793 (2014) pp 11-16 Online available since 2014/May/28 at www.scientific.net
ISSN 2007-9516 CD ROM 289
ISSN 2007-9516 CD ROM 289
SISTEMA DE MONITOREO-ADQUISICIÓN DE DATOS CON PORTAL WEB APLICADO A UN PAR MOTOR-GENERADOR DEL LABORATORIO DE INGENIERÍA
ELÉCTRICA DEL INSTITUTO TECNOLÓGICO DE VERACRUZ
Erick David Colin Olmedo1, Alberto Frías Hernández1, Dr. Iván Valencia Salazar1, MC. José
Luis Fernando Palomeque Loyo1, Dra. Genoveva Domínguez Sánchez1
1Instituto Tecnológico de Veracruz Calz., Miguel Angel de Quevedo 2779, Col. Formando
Hogar, Veracruz, Veracruz.
Resumen—En este documento se presenta la metodología de diseño de un sistema
de monitoreo-adquisición de datos con portal web aplicado a un par motor-
generador, así mismo, se muestran los resultados obtenidos tras su implementación.
El sistema obtiene parámetros eléctricos previamente elegidos mediante circuitos de
adquisición, que son procesados por una tarjeta Arduino Mega 2560 y,
posteriormente, enviados a un portal web para su visualización.
Palabras clave: Arduino, monitoreo, potencia, factor de potencia, par motor-
generador.
Abstract—This document presents the design methodology of a data monitoring-
acquisition system with an website applied to a motor-generator couple, also
presents the obtained results after its implementation. The system obtains electrical
parameters previously chosen by acquisition circuits which are processed by an
Arduino Mega 2560 board, and then, sent to a website for viewing.
Keywords: Arduino, monitoring, power, power factor, motor-generator couple.
Introducción
El sistema diseñado tiene como finalidad
solucionar la carencia de equipos de
medición digital para los pares motor
generador del laboratorio de Ingeniería
Eléctrica del Instituto Tecnológico de
Veracruz. Al no contar con este tipo de
equipos, se tiene que recurrir a
voluminosos equipos analógicos cada vez
que se desea realizar la medición.
Un sistema de monitoreo de energía nos
entrega información del comportamiento
actual de nuestra red eléctrica lo cual nos
ayuda a prever fallas que ocasionen el
corte parcial o prolongado en áreas críticas,
así mismo podemos mejorar nuestra red a
partir de esta información; también ayuda a
administrar mejor las cargas y reducir
costos de facturación (Ampere, 2015).
El contar con un sistema de medición
permanente lleva a los usuarios tarde o
temprano a lograr mejoras en el sistema
eléctrico y a la obtención de ahorros de
energía sustentados en una base real de
comparación, así como en una verdadera
administración del fluido energético (ACEE
Consultores, 2015).
Actualmente existen en el ámbito
industrial diversos sistemas de
monitoreo energético, tal es el caso de
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Schneider Electric que cuentan con
equipos de medición de parámetros
eléctricos para montaje en tablero. Con
funciones de facturación, localización
de costos, análisis de calidad de la
energía, envío de alarmas y reportes
vía e-mail o SMS, etc (2015). En una
escala menor se pueden encontrar
proyectos como OpenEnergyMonitor,
en el que desarrolladores de todo el
mundo generan herramientas de
monitoreo de energía de código libre
para ayudar a relacionar el uso de la
energía, los sistemas de energía y el
desafío de la energía sostenible; usan
una interfaz económica, de fácil
implementación, para monitorear
consumos domésticos (2015). En esta
clase de proyectos se lleva a cabo la
medición de voltaje, corriente, factor de
potencia, potencia real, potencia reactiva y
potencia aparente con la finalidad de lograr
un control del consumo energético en un
área específica.
El artículo está organizado como sigue: En
la sección siguiente se describe la
metodología de diseño del hardware del
sistema. Posteriormente, se describe el
diseño del software; además se presentan
los resultados obtenidos tras la
implementación del sistema. Por último se
presentan las conclusiones del trabajo.
Diseño del Hardware
En esta sección se explica la metodología
empleada para la adquisición de
parámetros eléctricos usando una placa
Arduino MEGA y un conjunto de sensores
previamente elegidos.
Las variables a medir por el Arduino son:
corriente de fase, voltaje de fase, factor de
potencia, velocidad del motor, frecuencia.
La metodología utilizada puede resumirse
en la figura 1.
Figura 1. Diagrama de bloques del sistema.
En la etapa de muestreo se encuentran los
sensores utilizados para obtener las
variables a medir. Los sensores utilizados
fueron: Sensor SCT-000-013(Corriente),
transformador de voltaje TR09-
1.2A(Voltaje), Sensor TCRT5000(RPM).
En la etapa de adecuación de la señal, se
hicieron las pertinentes adaptaciones para
que las señales estuvieran dentro del rango
de trabajo de la tarjeta Arduino MEGA
2560.
La etapa de adquisición y procesamiento
de la señal, es realizada por la tarjeta
Arduino MEGA 2560 por medio de sus
entradas analógicas y digitales. El
procesamiento se explica más a fondo en
la sección de diseño de software.
A continuación, se muestra el diagrama de
bloques de cada medición efectuada.
Figura 2. Diagrama de bloques de medición de
corriente de fase.
Figura 3. Diagrama de bloques de medición de voltaje
de fase.
Figura 4. Diagrama de bloques de medición de factor
de potencia.
Figura 5. Diagrama de bloques de medición de
frecuencia.
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Figura 6. Diagrama de bloques de medición de
velocidad del motor.
Diseño del Software
En esta sección se explicará con más
detalle la etapa de procesamiento de la
señal realizada por la tarjeta Arduino
MEGA 2560, por cada de una de las
variables medidas.
Corriente
La señal de corriente muestreada que
recibe la tarjeta Arduino, es adquirida por
una entrada analógica y procesada por una
rutina de promedio. La función adquiere
valores de corriente pico y los promedia
para la asignación de una lectura de
corriente en términos de voltaje. Se halla el
valor obtenido por el sensor y se divide
entre la ganancia utilizada en el
amplificador, después se procede a
calcular la corriente con la siguiente
fórmula.
Donde
I = corriente de fase
Vs= voltaje del sensor
R = Resistencia de carga
fc= factor de conversión del sensor
Voltaje
La señal correspondiente al voltaje
muestreado es adquirida por una entrada
analógica y procesada por una rutina de
promedio, como es el caso de la corriente.
La función adquiere valores de voltaje pico
y los promedia para la asignación de una
lectura de voltaje. Después se procede a
calcular el voltaje con la siguiente fórmula.
Donde:
V = voltaje de fase
Factor de potencia
La señal obtenida del comparador de las
señales de corriente y voltaje es un pulso
adquirido por una entrada digital y
procesada por la función pulseIn. La
función devuelve la duración en alto de un
pulso recibido, este tiempo es directamente
proporcional al ángulo de fase, con la
siguiente relación.
Donde:
𝜃= ángulo de fase en grados
tH = tiempo en alto
T= período
Al obtener el ángulo de fase 𝜃, se puede
calcular el factor de potencia mediante
(Navhi y Edminister, 2005):
𝑓𝑝 = cos𝜃
Donde:
fp = factor de potencia
Frecuencia
La frecuencia es obtenida de la misma
entrada digital de la que se adquiere el
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factor de potencia, ya que la señal cuenta
con la misma frecuencia de las señales de
corriente y voltaje. Se obtiene con la
función pulseIn, tomando el tiempo en alto
y en bajo de la señal, así teniendo el
período de la señal. La frecuencia es el
inverso del período, por lo que se obtiene a
partir de éste.
Velocidad del Motor
El procedimiento de obtención de la
velocidad del motor es el mismo que el
usado para la frecuencia, pero la señal de
entrada proviene de un sensor óptico
reflexivo, que detecta el paso de una marca
colocada en el motor. Cuando la marca
pasa frente al sensor genera un cambio en
la salida del mismo, se obtiene el periodo
de esta señal y se calcula el número de
veces que ocurre en un segundo, esto
último se multiplica por 60 para obtener las
revoluciones por minuto.
Potencia
Las potencias aparente y activa, son
calculadas a partir los valores obtenidos de
corriente y voltaje, así como del factor de
potencia, mediante las siguientes fórmulas:
𝑆 = 𝑉𝐼
P = 𝑉𝐼cos𝜃
Donde:
𝑆= potencia aparente
P= potencia activa
A continuación, se muestra como se
visualizan las variables obtenidas por el
Arduino en un portal web.
Figura 7. Visualización de las variables obtenidas en
un portal web.
Resultados
En esta sección se mostrarán los
resultados obtenidos de las mediciones de
cada variable.
Tabla 1. Corrientes medidas
Tabla 2. Voltajes medidos
Tabla 3. Factor de potencia medido
Tabla 4. Frecuencia medida
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Tabla 5. RPM medida
Conclusiones
Con base en los resultados anteriormente
expuestos puede concluirse que el sistema
diseñado otorga valores con un nivel de
error aceptable y cubre la necesidad
planteada al inicio de este trabajo.
El sistema de adquisición de datos
desarrollado puede ser utilizado por los
profesores del área de Ingeniería Eléctrica
como una herramienta de enseñanza,
pudiendo apoyarse en los valores
brindados por el mismo, para demostrar
didácticamente a los alumnos la validez de
los conocimientos adquiridos en clase.
Las ventajas del sistema son: económico,
accesible, de fácil implementación, tiene
bajo porcentaje de error. Entre las
desventajas se encuentra la calibración
necesaria cada vez que se cambia el
dispositivo objeto de la adquisición.
Referencias
Nahvi, M. y Edminister, J. (2005). Circuitos
eléctricos. México: McGraw-Hill.
OpenEnergyMonitor.org. System
Overview. (2015). 1st ed. [ebook]
Disponible en:
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Recuperado de
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ACEE Consultores. (2015). Sistema de
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Recuperado de http://www.schneider-
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monitoreo/monitoreo-de-consumo-y-
calidad-de-la-energia/monitoreo-de-
consumo-y-calidad-de-la-energia.page
ISSN 2007-9516 CD ROM 294
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VIABILIDAD DE MICROORGANISMOS AUTÓCTONOS ENCAPSULADOS A DIFERENTES CONDICIONES DE
ALMACENAMIENTO
Vázquez-Luna, Francisca Alejandra1; Luján-Hidalgo, María Celina1; Argüello-Esponda,
Alejandro1; Gutiérrez-Miceli, Federico Antonio1; Abud-Archila, Miguel1; Grajales-Lagunes, Alicia2; Ruiz-Cabrera, Miguel Angel2
1Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez, Carretera Panamericana km. 1080, Tuxtla Gutiérrez
Chiapas. 2 Facultad de Ciencias Químicas. Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Av. Dr. Manuel
Nava No. 6. C.P. 78210 S.L.P. México.
Resumen— El empleo de cultivos iniciadores para la estandarización de procesos
fermentativos y el aseguramiento de la calidad de los productos es ampliamente utilizado
en la industria de alimentos. El encapsulamiento es una técnica que permite la
incorporación de microorganismos dentro de una matriz sólida que le confiere protección
contra distintas condiciones adversas, además de facilitar su incorporación a los sistemas
alimentarios. En el presente trabajo se evalúo la supervivencia de microorganismos de
interés encapsulados en una matriz maltodextrina-alginato de sodio, mediante secado por
aspersión y almacenados a temperatura de refrigeración y congelamiento. Las bacterias
ácido lácticas (BAL) tuvieron el porcentaje más alto de sobrevivencia durante el
almacenamiento, conservando hasta el 54% de viabilidad a las 8 semanas de
almacenamiento. Las condiciones más adecuadas para prolongar la viabilidad celular de
los microorganismos es con vacío almacenado a -18º C.
Palabras clave: Viabilidad celular, Secado por aspersión, almacenamiento.
Abstract— The use of starter cultures for fermentation processes standardization and
quality assurance of products is widely used in the food industry. Encapsulation is a
technique that allows for the incorporation of microorganisms in a solid matrix which
confers protection against various adverse conditions and to facilitate their incorporation
into food systems. In this paper was evaluated the survival of microorganisms of interest
encapsulated in a matrix maltodextrin-sodium alginate by spray drying stored under
refrigeration and freezing. Lactic acid bacteria (BAL) had the highest survival rate during
storage retaining up to 54% viability at 8 weeks of storage. The most suitable to prolong
the cell viability of the microorganisms is under vacuum conditions and -18 ° C.
Keywords: cell survival, spray-drying,
storage
Introducción
El uso de cultivos iniciadores en la
producción de alimentos fermentados es
una práctica común que promueve la
optimización y estandarización del proceso
fermentativo, así como también la
estabilidad del producto final. El desarrollo
del cultivo iniciador depende de la
identificación de los microorganismos que
muestren las mejores características
durante el proceso de fermentación. La
identificación de tales características es el
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primer paso en el desarrollo del programa
para la selección del consorcio iniciador
(Pulvirenti et al. 2008).
La encapsulación es un proceso en el cual
las células son retenidas dentro de una
matriz encapsulante para disminuir el daño
celular o la pérdida de las células, y ha sido
ampliamente utilizado para proteger
microorganismos incluyendo a los
probióticos durante el tránsito a través del
tracto gastrointestinal en humanos
(Kailasapathy, 2002). Se ha estudiado la
encapsulación de células bacterianas en
geles de alginato para incrementar la
viabilidad de las bacterias probióticas en
productos acidificados como el yogurt
(Kailasapathy, 2002). Los objetivos de la
conservación del cultivo se podrían resumir
en los siguientes aspectos: a) preservar la
pureza genética del cultivo sin pérdida de
ninguna de sus propiedades bioquímicas; b)
preservar los niveles de su productividad
inicial; c) lograr que el cultivo pueda ser
transportado y manejado con facilidad. La
elección mediante secado por aspersión ha
sido utilizado por muchos autores. La
elección del método de secado adecuado es
muy importante, a fin de aumentar la tasa de
supervivencia durante la deshidratación y su
posterior almacenamiento. La liofilización
y el secado por aspersión, por lo general
han sido los métodos más utilizados para el
encapsulamiento. La liofilización, en
particular, es el proceso más común para la
producción de grandes cantidades de
cultivos microbiológicos concentrados. Sin
embargo, durante estos procesos, las
bacterias son sometidas a condiciones
adversas, como a bajas temperaturas y baja
actividad de agua, que pueden producir
daños estructurales y fisiológicos a las
células bacterianas resultando en la pérdida
de viabilidad de muchas especies (Xiao Yan
Li et al., 2009).
El secado por aspersión como método de
encapsulación ha sido ampliamente
estudiado para estabilizar microorganismos,
principalmente bacterias probióticas en
diversas matrices alimentarias compuestas
principalmente por proteínas, polisacáridos,
azúcares y la combinación de ellos (Chávez,
y Ledeboer, 2007).
La composición del material pared es de
primordial importancia en la impartición de
las características funcionales de la
microcápsula y de ¿cómo puede ser
utilizada para mejorar el funcionamiento de
un ingrediente particular? Por lo tanto, un
material pared ideal deberá exhibir las
siguientes características: (a) propiedades
reológicas adecuadas (baja viscosidad) a
altas concentraciones y fácil manejo durante
el proceso; (b) habilidad para dispersar o
emulsificar el material bioactivo, así como
estabilizar la emulsión producida; (c) no
reaccionar con el material bioactivo durante
el proceso o durante el almacenamiento; (d)
capacidad de sellar y atrapar dentro de su
estructura al material a encapsular; (e)
habilidad para proveer una protección
máxima al material activo en contra de las
condiciones ambientales (oxígeno, calor,
luz, humedad, etc.); (f) que sea económico y
clasificado como un ingrediente GRAS.
Debido a su alta solubilidad en agua, la
maltodextrina, goma arábiga, así como los
almidones modificados, son los aditivos más
utilizados en la industria de encapsulado de
microorganismos. La maltodextrina es
obtenida a partir de la hidrólisis parcial ácida
o enzimática del almidón de maíz y son
comercializadas con diferentes equivalentes
de dextrosa (DE: 5-40), cuyo valor DE es
una medida indirecta del grado de hidrólisis
del almidón. La maltodextrina tiene una
buena relación entre costo y eficacia, es
insabora, presenta baja viscosidad a altas
concentraciones, sin embargo, una de las
principales debilidades de la maltodextrina
es su baja capacidad de emulsificación
(Madene et al., 2006).
El alginato es un polisacárido aniónico,
formado por residuos de los ácidos β-D-
manurónico y α-L-gulurónico. En la
encapsulación de microorganismos se usan
en concentraciones en el rango de 0.5-4 %.
Las cápsulas de alginato tienen la ventaja de
formar fácilmente matrices de gel alrededor
de las células del microorganismo, son
seguras y biocompatibles con él, baratas y
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las condiciones del proceso son simples y
de fácil manejo. Para ser más eficiente el
encapsulado, es posible mezclar al alginato
con otros compuestos poliméricos
(almidón), al cubrir las cápsulas con otros
componentes (quitosano) y al modificar su
estructura utilizando varios aditivos
(glicerol).
Las aplicaciones y ventajas de los
microorganismos encapsulados han sido
enfocadas en diferentes líneas de
investigación: producción de cultivos
iniciadores, producción de productos
alimenticios, viabilidad de las células
probióticas en el tracto gastrointestinal,
aplicación en fermentadores, aplicación de
nuevos métodos en la elaboración de
alimentos y mejoramiento de las
propiedades sensoriales de productos
probióticos (Mortazavian, 2007).
Teniendo en cuenta los aspectos anteriores,
se ha observado que la encapsulación
puede ser usada eficientemente para la
preparación de cultivos iniciadores de
bacterias con más alta viabilidad y que la
vida de anaquel de las células encapsuladas
se incrementa y pueden ser directamente
ingeridas en los productos y consumidas
(Kailasapathy, 2002). Varias investigaciones
confirman que la encapsulación incrementa
eficientemente la viabilidad de los
probióticos durante el paso por el tracto
gastrointestinal en presencia de condiciones
enzimáticas, sales biliares y acidez
(Mortazavian, 2007).
El objetivo de este trabajo fue evaluar la
supervivencia de microorganismos aislados
de una bebida fermentada encapsulados
dentro de una matriz sólida de
maltodextrina-alginato de sodio durante el
almacenamiento a condiciones de vacío a
temperaturas de refrigeración y
congelamiento.
Materiales y Métodos
Microorganismos
Se emplearon 2 cepas de bacterias ácido
lácticas (BAL 03 y BAL 10), 2 cepas de
bacterias ácido acéticas (BAA 23-04 y BAA
24-05) y 2 cepas de levaduras (LEV 51 y
LEV 64) seleccionadas de una colección
inicial de cultivos del Laboratorio de
Investigación del Instituto Tecnológico de
Tuxtla Gutiérrez aisladas de una muestra de
taberna colectada en la Colonia Benito
Juárez del municipio de Villaflores, Chiapas,
México. Los cultivos frescos utilizados se
obtuvieron por reactivación en caldo MRS
para las bacterias ácido lácticas (BAL), para
las bacterias acido acéticas en caldo
enriquecido y para las levaduras en caldo
YM.
Encapsulamiento
Como agente encapsulante se empleó una
mezcla de maltodextrina 10DE (MD) y
alginato de sodio (AG). La concentración de
maltodextrina fue al 30% (p/v) y la de
alginato de sodio al 3% (p/v). Los agentes
encapsulantes fueron hidratados con agua
destilada a 40 °C durante 24 horas.
Posteriormente, se mezclaron en una
relación de 60-40% MD-AG y se esterilizó en
autoclave a 121 °C durante 15 minutos.
Preparación del Pellet
Para cada experimento se prepararon 200
mL del caldo correspondiente para cada
microorganismo y se inocularon al 2%. Se
incubaron a una temperatura de 35° C
durante 24 horas en el caso de las bacterias
ácido lácticas y levaduras, para las bacterias
acido acéticas durante 72 horas.
Posteriormente, los medios fueron
centrifugados a 4,000 rpm durante 20
minutos a una temperatura de 4° C para
obtener el Pellet. El Pellet obtenido fue
resuspendido en la solución del agente
encapsulante estéril y homogenizado en un
homogenizador ultra Turrax 25 Basic
durante 5 minutos a una velocidad de 5,000
rpm. Después fue alimentado directamente
al secador por aspersión.
ISSN 2007-9516 CD ROM 297
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Secado por aspersión
Las emulsiones fueron deshidratadas en un
secador por aspersión de laboratorio marca
Buchi empleando una temperatura del aire
de entrada a 120 °C y el flujo de
alimentación al secador fue de 3 mL/min.
Posteriormente, el polvo fue almacenado
bajo condiciones de vacío en bolsas de
plásticos y se almacenaron a 4º C y a -18º
C.
Viabilidad celular
Se rehidrataron 0.5 g de polvo obtenido
después del encapsulamiento en 5 mL de
agua esterilizada. Las muestras fueron
agitadas en un vortex durante 10 minutos
hasta tener una suspensión homogénea, se
realizaron diluciones seriadas según fue
requerido y se inocularon 100 µL en los
correspondientes agares para cada tipo de
microorganismo. Las cajas se incubaron a
una temperatura de 30 °C durante 48 horas.
La sobrevivencia celular de los
microorganismos se evalúo a los 30 y 60
días posteriores al encapsulamiento. El
porcentaje de supervivencia en las muestras
encapsuladas se reporta como:
100lim/
/(%) x
entadaasoluciónmLUFCLog
hidratadamuestramLUFCLogciaSuperviven
Resultados y Discusión
La viabilidad celular de los microorganismos
encapsulados evaluados durante 30 días en
almacenamiento a 4º y -18º C se muestra en
la Tabla 1.
Resultados similares fueron reportados por
Wang et al. (2004) quienes obtuvieron
alrededor del 40% de viabilidad celular a las
4 semanas de almacenamiento a 25º C en
cepas probióticas encapsuladas con leche
de soya mediante secado por aspersión.
Fahimdanesh et al. (2012) evaluaron la
sobrevivencia de cepas probióticas de L.
casei y B. bifidum encapsuladas con
alginato de calcio y almidón, quienes
después de 4 semanas de almacenamiento
a 4º C reportaron 70% de sobrevivencia de
L. casei y 60% para B. bifidum.
Tabla 1. Viabilidad celular durante 30 días de
almacenamiento.
Realizando un análisis de varianza
multifactorial (ANOVA) con un nivel de
significancia del 95%, se observa que la
temperatura de almacenamiento no tuvo
efecto estadístico significativo sobre la
viabilidad celular de los microorganismos
evaluados. Sin embargo, si se encontró
efecto estadístico significativo en el tipo de
microorganismo encapsulado (P= 0.000).
Empleando una prueba de Tuckey con un
nivel de confianza del 95% se muestra la
diferencia estadística significativa entre los
microorganismos evaluados (Figura 1). Se
observa que las BAL fueron las más
resistentes de todos los microorganismos
sin presentar diferencia estadística entre
ellas en la viabilidad celular durante el
almacenamiento. Según González-Escobar
(2013), la bacterias ácido lácticas presentan
potencial probiótico demostrando que son
capaces de sobrevivir en condiciones
severas de pH, temperatura, principalmente.
Las levaduras fueron las que presentaron
mayor muerte celular durante la evaluación,
disminuyendo hasta 5 ciclos logarítmicos en
los primeros 30 días. Las cepas de las
bacterias ácido acéticas evaluadas
presentaron un metabolismo celular
diferente ya que la BAA-2304 alcanzó una
sobrevivencia celular hasta del 79%
mientras que la BAA 24-05 únicamente
sobrevivió en un 48%.
Tiempo
cero4º C -18º C
LEV 51 100 36.97 40.00
LEV 64 100 33.99 38.68
BAL 03 100 83.62 83.89
BAL 10 100 87.96 88.37
BAA 2304 100 78.20 79.57
BAA 2405 100 47.81 48.09
MICROORGANISMO
Viabilidad (%) 30 días
ISSN 2007-9516 CD ROM 298
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Figura 1. Efecto del tipo de microorganismo en la
viabilidad celular después de 30 días en
almacenamiento a 4oC.
Las bacterias están capacitadas con una
maquinaria biomolecular que incluye
proteínas anticongelantes (Acker, 2003) y
se ha establecido que los microorganismos
en congelación conservan una alta actividad
metabólica para soportar cambios
metabólicos y activar mecanismos de
reparación, relacionados con el
mantenimiento de la integridad celular y de
esta forma con la capacidad de ser
cultivable (Mukamolova, 2003). En las BAL
el daño por frio no está muy definido, pero
se sabe que afecta la estructura celular y las
reacciones enzimáticas. Al inicio del
enfriamiento se induce la síntesis de
enzimas específicas que detienen el
crecimiento celular, y una vez que la célula
se adapta al nuevo entorno, se detiene la
síntesis de esas proteínas y comienza un
crecimiento lento (Sandoval, 2004).
En el caso de la congelación la respuesta
celular es más pasiva, y la actividad
metabólica prácticamente se detiene. Estos
cambios, que en organismos muy
desarrollados puede significar un daño
irreparable para su supervivencia,
constituye para los microorganismos
bacterianos un reto y muchos de ellos logran
una adaptación que se traduce en
fabricación de enzimas resistentes al frío,
sistemas de transporte adaptados a bajas
temperaturas e incluso una transformación
en la membrana aumentando la proporción
de fosfolípidos, específicamente en la
cantidad de ácidos grasos insaturados o
poliinsaturados, lo que le permite mantener
el estado semifluido de la membrana y evitar
la congelación (Sánchez y Corrales, 2005).
En la tabla 2 se observa que las BAL siguen
presentando la resistencia celular más alta
durante el almacenamiento a los 60 días,
manteniendo hasta un 50% de su viabilidad
celular. Las levaduras y las bacterias ácido
acéticas disminuyeron su concentración
celular hasta 2 ciclos log.
Tabla 2. Viabilidad celular durante 60 días en
almacenamiento a 4º C y -18º C
De acuerdo a un ANOVA multifactorial con
un nivel de significancia del 95% de la
supervivencia celular a los 60 días de
almacenamiento se obtuvo que tanto la
temperatura de almacenamiento como el
tipo de microorganismo encapsulado
presentaron efecto estadístico significativo.
Realizando una prueba de Tuckey con un
nivel de confianza del 95% se encontró que
los microorganismos encapsulados
sobreviven más tiempo en condiciones de
congelamiento (Figura 2).
Durante la refrigeración, los
microorganismos tienen un metabolismo
lento; por el contrario, en la congelación, se
paraliza toda actividad metabólica. La mayor
tasa de destrucción bacteriana se observa
inmediatamente tras la congelación,
después se reduce notablemente y llega a
estabilizarse durante largos periodos de
tiempo. Por eso, aunque el número de
sobrevivientes disminuya, la congelación es
un método efectivo para mantener la
viabilidad de las bacterias.
LEV 51 27.51 36.97
LEV 64 27.70 31.96
BAL 03 50.99 54.63
BAL 10 39.21 42.06
BAA 2304 36.52 39.69
BAA 2405 36.82 41.69
Viabilidad (%) 60 días
MICROORGANISMO 4o C -18o C
BAA 2304 BAA 2405 BAL 03 BAL 10 Lev 51 Lev 64
Medias y 95.0% de Tukey HSD
MO
33
43
53
63
73
83
93
Sobre
viv
encia
%
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Figura 2. Efecto de la temperatura de almacenamiento
en la viabilidad celular de los microorganismos
encapsulados a los 60 días de almacenamiento.
En cuanto al efecto de los microorganismos
evaluado con la prueba de Tuckey (P<0.05)
se observó que si hay diferencia estadística
significativa entre ellos (Figura 3). La BAL 03
fue el microorganismo que mantuvo la
viabilidad más alta en almacenamiento,
tanto en congelación como en refrigeración.
Entre los demás microorganismos no se
observó diferencia estadística significativa,
manteniendo una viabilidad celular en un
rango entre 30 y 40%.
Figura 3. Efecto del tipo de microorganismo en la
viabilidad celular durante 60 días en almacenamiento.
Es este trabajo se concluye que cada
microorganismo desarrolla diversos tipos de
resistencia a las condiciones de estrés
generadas durante el encapsulamiento y
que las condiciones más adecuadas para
prolongar la viabilidad celular es almacenar
las microcápsulas conteniendo el
microorganismo al vacío a temperaturas de
congelamiento, siendo las BAL las más
resistentes conservando hasta un 54% de
viabilidad durante las 8 semanas en
almacenamiento.
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Congelamiento Refrigeracion
Medias y 95.0% de Tukey HSD
Almacenamiento
35
37
39
41
43
Sobre
viv
iencia
%
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ISSN 2007-9516 CD ROM 301
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IMPLEMENTACIÓN DE LA METODOLOGÍA DMAIC PARA LA MEJORA DEL PROCESO EN UNA EMPRESA
DE PASTAS.
Ovando Zárate, Guadalupe1; Aguilar Alvarado Patricia Margarita2; Durantes Cueto, Ervin2;
Garza Pascacio, Omar Hatziel2. 1Investigador independiente.
2Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa Chiapas.
Resumen—El presente trabajo describe la implementación de la metodología DMAIC en
una empresa de Pastas para mejorar los procesos en el área de producción y mantener
así su ventaja competitiva en el mercado. Se detectó como uno de los principales
problemas las fugas de humedad en las máquinas las cuales ocasionan defectos en la
pasta desestabilizando el proceso. La propuesta de mejora que se presenta está basada
en los resultados obtenidos de la implementación del DMAIC utilizando herramientas
como diagrama de flujo, estratificación, diagrama de Ishikawa, diagrama de Pareto de 1er
y 2do nivel, Cartas de Control e índices de capacidad. La propuesta consiste en un plan
de Mantenimiento para eliminar fugas de humedad que permita obtener un producto
dentro de especificación. Se hizo además un análisis costo beneficio de la propuesta
generada.
Palabras clave: metodología DMAIC, calidad, mejora de proceso, plan de mantenimiento.
Abctract— The present work describes the implementation of the methodology DMAIC in
a company of Pastas to improve the processes in the area of production and to keep his
competitive advantage like that on the market. The escapes of dampness were detected
as one of the principal problems in the machines which cause faults in the pasta
destabilizing the process. The offer of improvement that one presents is based on the
results obtained of the implementation of the DMAIC Using tools as flow chart,
stratification, Ishikawa's graph, Pareto's graph of 1er and 2nd level, Letters of Control and
indexes of capacity. The offer consists of a plan of Maintenance to eliminate escapes of
dampness that allows to obtain a product inside specification. The strategy includes the
cost-benefit analysis.
Keywords: Methodology DMAIC, quality, improvement process, maintenance´s plan.
Introducción
Según Álvaro, J. (2001) para alcanzar altos
niveles de eficacia la empresa debe buscar
continuamente mejorar sus procesos,
productos y servicios para alcanzar y
mantener ventajas competitivas.
Uno de los motivos de este proyecto fue que
la empresa necesita realizar avances
significativos en la manera de dirigir sus
procesos debido a la pasta tiene defectos
como pegamiento, pérdida de la geometría
inicial, “pasta estrellada”, “piel de serpiente”
y fragilidad debidos a un secado incorrecto
originados dentro de la línea de producción
lo que significa pérdidas para la empresa ya
que el producto es rechazado por el área de
calidad lo genera reproceso y barreduras e
incluso devoluciones además de que puede
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ocasionar retrasos en la entrega de los
productos al cliente. Es por eso que se dio
la tarea de mejorar a través de la detección
de las causas de este problema y encontrar
soluciones para mejorar el proceso.
Los grandes beneficios al trabajar con la
metodología DMAIC en los problemas de
cualquier empresa son:
Para el cliente interno (el gerente, los
administrativos, los operarios): reducción de
defectos, ahorro de costos, disminución de
pérdidas de tiempo, control en el proceso
productivo, imagen de excelencia,
fidelización.
Y para el cliente externo: adquirir un
producto de calidad que cumpla con los
requisitos, obtener un producto a bajo costo,
recibir el producto a tiempo.
Materiales y Métodos
La metodología utilizada fue DMAIC.
La etapa Definir se basó en los objetivos, el
problema y alcance del proyecto. Se
prosiguió identificando las necesidades del
cliente interno y externo.
En la siguiente etapa Medir se comenzó
entendiendo el proceso mediante un
diagrama de flujo de proceso. Se priorizaron
los análisis de datos obtenidos con el
diagrama de Pareto siendo para encontrar
el problema de mayor impacto, con el Pareto
de Segundo nivel se determinó que formato
tiene mayor frecuencia en este problema.
Además se presentan cartas de control y se
determina si en proceso estable y capaz o
no de cumplir con las especificaciones.
Para la construcción de las cartas de control
se realizaron los siguientes cálculos:
Fórmula 1. Carta X
REXLSCX 2
REXLICX 2
Fórmula 2. Carta Rangos móviles.
RDLSCR 4
RDLICR 3
Finalmente en esta etapa se hizo un estudio
de la situación actual de la maquinaria.
En la tercera etapa Analizar se entrevistó a
personal de la empresa (operarios,
prensistas, supervisores, personal de
mantenimiento, gerente y se observó la
línea de producción para determinar las
principales causas que afectan a los
procesos utilizando el diagrama de Ishikawa
se encontró la causa raíz del problema.
En la etapa Implementar se desarrolló un
plan de mantenimiento para resolver el
problema y se realizaron instrucciones de
trabajo.
En la última etapa Controlar se mencionan
las medidas necesarias a tomar para
monitorear y asegurar la sostenibilidad de
las mejoras del proyecto. También se
presentan los resultados obtenidos
mediante la implementación de la
metodología DMAIC.
Resultados y Discusión
En primer lugar fue necesario identificar las necesidades del cliente:
¿Quiénes son los clientes y sus necesidades?
Interno: Cualquier integrante dentro de la organización (gerente, supervisor, operario) que recibe el resultado de un proceso. A estos clientes les interesa cumplir con su trabajo para producir un producto de calidad.
Externo: Hombres y mujeres que compran
pastas alimenticias. A estos clientes les
interesa adquirir un producto de calidad (De
Consistencia dura, sin olor extraño ni
agrietamientos) a un precio justo.
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En segundo lugar fue necesario, mediante
un diagrama de flujo del proceso se utilizó,
entender el proceso encontrando que en el
área de producción existían problemas en
el presecado de la pasta (Ver Figura 1)
Figura 1.- Diagrama de Flujo de Proceso
El departamento de calidad cuenta con un
reporte de Producto Terminado Rechazado,
del reporte se estratificaron los datos de
acuerdo a la L-8 y se hizo un diagrama de
Pareto.
Se obtuvieron los siguientes datos en un
periodo de 5 meses.
Figura 2.- Defectos más Frecuentes
La Figura 2 muestra que el problema que se
presentó con mayor frecuencia, es el de
Tronado >5% (MAYOR IMPACTO) que
representa el 48.5% del total de los
defectos.
Para encontrar las causas de este problema
se hizo un análisis con un Pareto de 2° nivel
estratificando por línea de producción.
Figura 3.- Causas Raíz
En la figura 3 Causas –raíz se puede
observar que el formato de Pastas que se
encontraron con mayor frecuencia es el de
PLUMA CHICA 20/200 GR.
Se toma como referencia para estudiar a
este formato en donde se origina un 57.5%
del problema.
Figura 4.- Carta Individuales
Observation
Ind
ivid
ua
l V
alu
e
30272421181512963
50
40
30
20
10
_X=43.51
UCL=50.82
LCL=36.21
1
111
11
CARTA INDIVIDUAL
Posteriormente, para conocer el estado del
proceso se construyeron las cartas de
individuales y de rangos móviles, de lo cual
se obtuvo que el proceso está fuera de
control estadístico ya que existen puntos
fuera del límite de control los cuales
pertenecen al subgrupo 4 hasta 9.
OPERACIÓN
OPERACIÓN /
INSPECCIÓN
TRANSPORTE
ALMACENAMIENTO
SIMBOLOGIA
GRUPO INDUSTRIAL LA ITALIANA SA DE CV
PRODUCCION LISA
DIAGRAMA DE PROCESO L-8ÁREA DE TOLVAS PRODUCCIÓN ÁREA DE EMPAQUE ALMACÉN
INICIO
SILO
EQUIPO DE
ARRASTRE
BOMBA
ELEVADOR
ELEVADOR
ELEVADOR
ELEVADOR
TOLVA
PRENSA
COLLEONI(2)
PRESECADO
SECADO
ENFRIADOR
TOLVA
ENVASADOR
A
EMPAQUE
TRANSPORTADOR
TRANSPORTADOR
ALMAC
CARGA
FIN
EMP
TRABATO
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Figura 5.- Carta Rangos Móviles
Observation
Mo
vin
g R
an
ge
30272421181512963
40
30
20
10
0
__MR=2.75
UCL=8.97
LCL=0
1
1
1
CARTA RANGOS MÓVILES
El proceso no es estable ya que existen
algunos puntos 4,9 Y 11 fuera de control El
proceso se salió de control debido a un
bloqueo en el motor B-23 del pre secado. El
problema surgió porque se rompió una
cadena y los elevadores no funcionaban de
forma correcta. El proceso se estabilizó
haciendo el cambio de cadena.
Para analizar las causas del descontrol se
realizó un análisis de las 6 M’s (Ver Figura
6).
Figura 6.- Diagrama de Ishikawa
Del Diagrama de Ishikawa bajo la estructura
de las 6 M´s se pudo analizar:
Mano de obra: El personal no cierra el
panel de manera hermética debido a
que no conoce el procedimiento para
cerrar el panel, o el personal no es apto
es decir para poder cerrar el panel es
necesario aplicar determinada fuerza
por lo que no cualquier operador puede
hacer esta labor. Además el operador
no cuenta con ayudas visuales para
cerrar los paneles o no tiene la
capacitación necesaria para hacerlo, la
rotación del personal es constante por lo
que la comunicación de un turno a otro
puede perderse y afectar al producto.
Método: No existe un procedimiento
para cerrar el panel, al igual de que las
fugas de humedad pueden ser debido a
que existen paros no programados o por
bloqueos de líneas debidos a falta de
mantenimiento.
Maquinaria: La maquinaria no sella de
manera hermética debido a que los
empaques están deteriorados, los
ganchos o seguros de cierre están en
mal estado o existe mala unión entre
panel y panel o solamente existe el
mantenimiento correctivo. La
maquinaria esta desgastada porque no
hay refacciones suficientes para dar
mantenimiento preventivo debido al
costo elevado de algunas piezas o de la
propia maquinaria.
Materiales: Los materiales se
encuentran deteriorados, debido a que
no se realiza un cambio periódico o no
hay existencia de material debido a que
no se elaboran las requisiciones de
compra.
Medida: A pesar de que existe una
receta para calcular la humedad la
medida puede variar dependiendo la
cantidad de sémola ya que las
condiciones de la maquinaria no son las
aptas en este cambio o los tableros de
control están desajustados.
Medio ambiente: El proceso de forma
natural tiene compuertas en la parte
superior de la maquinaria si estas se
abren de forma inadecuada o no son
calibradas se puede escapar la
humedad o entrar corrientes de aire frio
lo que desestabilizaría en sistema.
ISSN 2007-9516 CD ROM 305
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La causa raíz que se detectó es que la
maquinaria no tiene un sellado hermético lo
que provoca fugas de humedad.
Finalmente, para asegurar el control de la
estabilidad del proceso se generó un Plan
de mantenimiento. (Ver Tabla 3). En el plan
de la Línea 8 en el área de Presecado se
describe el mantenimiento a realizar en las
Guías del Panel los cuales son colocar
sellador de silicón, realizar cambio de
material de empaque de panel y cambiar
guía de panel.
En el área del Secado el mantenimiento a
realizar son:
Seguro de guía: inspección y cierre correcto
de los seguros o cerrar con la tensión
correcta.
Mirilla de Observación: es el cambio de
sellador de silicón y cambio de mirilla.
Guías del Panel: son colocar sellador de
silicón, realizar cambio de material de
empaque de panel y cambiar guía de panel.
Panel Secador: realizar limpieza de panel
Compuertas: ajustar pistón.
También se da a conocer quién será el
responsable de dichos cambios y el cargo
que ocupa dentro de la empresa, al igual se
menciona la frecuencia con que se realizara
el mantenimiento ya sea de forma diaria,
semanal, mensual o al año según
corresponda y por ultimo las observaciones
que se presenten.
Se hizo instrucción de trabajo sobre la forma
en que se debe de realizar el mantenimiento
preventivo.
Los costos esperados para la ejecución del
plan se estiman en $21,968 (Ver Tabla 1)
Tabla 1 Material para el mantenimiento preventivo
Se realizó el costo- beneficio (Ver Tabla 2)
para poder reducir fugas de humedad que
ocasionen defectos en la pasta.
Tabla 2 Costo-Beneficio
Para controlar las fugas de humedad se hicieron auditorías a la línea de producción para verificar que los cambios al aplicar el plan de mantenimiento no hayan sufrido algún percance.
MATERIAL PRECIO
Sellador de silicón sicaflex $195
Material de empaque viton para
panel por metro
$120
Panel secador $14828
Ganchos de acero inoxidable y
cierra puertas
$4825
Mirilla de observación $2000
TOTAL: $21,968
Concepto Cantidad (pesos)
Pérdida monetaria a
precio de venta
$323,904
Venta pasta molida $96000
Pérdida total $227,904
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Tabla 3 Plan de mantenimiento preventivo
También fue necesario verificar el comportamiento del proceso para analizar si es capaz de cumplir con las especificaciones.
Por otra parte para controlar el problema es
necesario hacer recorridos en la línea para
registrar los pendientes de mantenimiento
preventivo y que el departamento de
mantenimiento establezca fechas
compromiso para efectuar los pendientes.
Conclusión
La metodología DMAIC compuesta de 5
etapas ha proporcionado una forma
estructurada de analizar el problema de la
Línea 8 en una empresa de pastas. En la
etapa de definición y medición se analizó
que el problema se presentaba en el sub
proceso presecado de la pasta siendo el
Tronado >5% el defecto con mayor
frecuencia. En la etapa de análisis se
encontró que la causa del problema se
presentaba en el formato PLUMA CHICA
20/200 GR.
Posteriormente, para eliminar la causa, en
las etapas Mejora y Control se estudió la
estabilidad del proceso obteniendo que no
se encuentra bajo control estadístico. Lo
anterior se debía a las fugas de humedad
relative debido a que la maquinaria no tiene
un sellado hermético. Para Controlar las
fugas de humedad se hicieron auditorías a
la línea de producción y se propuso la
implementación del plan de mantenimiento
preventivo. Las auditorías y el plan de
mantenimiento serán los controles que
mantendrán el nuevo resultado y
prevendrán que la solución sea temporal.
Con lo anterior se reafirma que la
metodología DMIAC es una estrategia de
calidad basada en estadística, que da
mucha importancia a la recolección de
información y a la veracidad de los datos
como base de una mejora. Cada paso en la
metodología se enfocó en obtener los
mejores resultados posibles para minimizar
la posibilidad de error y lograr la mejora
incremental del proceso de producción de
pasta existe.
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ÁREA DESCRIPCIÓN FRECUENCIA
CARGO
PRESECADO:
Guías del Panel
Colocar sellador de silicón
Semanal
Jefe de mantenimie
nto
Realizar cambio de material de empaque de panel
2 veces por año
Cambiar guía de panel
Cada año
SECADO:
Seguro de guía
Inspección y cierre correcto de los seguros o cerrar con la tensión correcta
Diario
Coordinador de
producción
Mirilla de Observación
Cambio de sellador de silicón
Semanal
Cambio de mirilla de observación
2 veces por año
Guías del Panel
Colocar sellador de silicón
Semanal
Realizar cambio de material de empaque de panel
2 veces por año
Cambiar guía de panel
Cada año
Panel Secador
Realizar limpieza de panel
Semanal
Compuertas Ajustar pistón de compuertas
Semanal
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ISSN 2007-9516 CD ROM 308
SOFTWARE EDUCATIVO PARA NIÑOS CON IMPLANTE COCLEAR
M.C.A. Imelda Valles López,
Dr. José Alberto Morales Mancilla, M.C. Francisco de Jesús Suárez Ruiz Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez. Carretera Panamericana Km 1080. Tuxtla Gutiérrez
Chiapas
Resumen—En algunos tipos de sordera profunda, hay una destrucción de las células
ciliadas un implante Coclear sustituye dichas células. Los niños con implante coclear por
primera vez escuchan y es necesario enseñarlos a identificar los sonidos lo más pronto
posible para que el implante funcione correctamente, ésta es una de las funciones del
Centro de Atención Múltiple (CAM). Ésta investigación describe como apoya y agiliza el
proceso de enseñanza auditiva de los niños con implante coclear un software educativo
que incluye el método TAV. El enfoque que presenta la investigación es cuantitativa, se
recolectó información por medio de cuestionarios a la terapeuta y mediante la observación
de las terapias a los niños, permitiendo medir el tiempo de una sesión realizada por el
terapeuta, la organización del material, y que tan ágil es el proceso de enseñanza con y
sin el software educativo para enseñar a escuchar a dichos niños. Como resultado, la
terapeuta atiende al doble de niños utilizando el software y contó con tres veces más
material permitiendo agilizar el proceso enseñanza aprendizaje.
Palabras clave: Software Educativo, Hipoacusia, Implante Coclear, Enseñanza, Aprendizaje.
In some types of deep deafness, there’s a destruction of the hair cells which are replaced
by cochlear cells implants. Children with cochlear implants have heard for first time and it
is necessary to teach to identificate sounds as soon as posible for the implant to work
properly, this is one of the functions of the Multiple Attention Center, with letters in spanish
CAM. This investigation describe the ways of support and expedite the process of auditory
teaching for children with cochlear implants with a educational software that includes the
TAV methode. This investigation focus is quantitative, information was recolected through
questionnaires to a therapist and through observation of the childres therapies, allowing
to size the time per sesion made by a therapist, the organization of the resources, and the
habilities of the auditory teaching with and without the educational software for teaching
to hear to children with the cochlear implants. As a result, the therapist attends the double
amount of children using the software and counted with triple more of the resources
allowing to expedite the process of the teaching and learning.
Keywords: didactic tools, educational software.
Introducción
El beneficio que corresponde a la inclusión
de la tecnología en la educación permite
ampliar las redes y las posibilidades de
acceso al conocimiento. Por esta razón el
diseño y desarrollo de un software educativo
contribuye al proceso de interacción entre
conocimiento y tecnología, tan característico
del mundo actual, por tanto las posibilidades
que brindan los aplicativos multimedia
subyacen a los beneficios mismos de la
incorporación del software en el ámbito
educativo en general y a los beneficios que
este proceso provee dada la capacidad de
penetración de la revolución de la tecnología
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de la información en todos los ámbitos de la
actividad humana.
Actualmente el proceso de aprendizaje para
niños con hipoacusia neurosensorial es
enseñada por profesionales formados en
alguna de las siguientes disciplinas:
Patología del habla y del lenguaje,
Audiología y/o Educación para sordos.
Estos profesionales imparten este proceso
por medio de la rehabilitación auditiva y del
enfoque Auditivo-Verbal. En el cual se
apropian del componente auditivo de las
experiencias de la vida diaria y promueven
el uso del sonido para que el niño se
comunique. Utilizan énfasis en el aspecto
acústico de los sonidos y patrones del
lenguaje con el propósito de maximizar el
desarrollo verbal del niño. Se guían por el
principio de que todas las decisiones
terapéuticas y educacionales que se tomen
deben llevar a la máxima participación del
niño en su familia y su comunidad que se
manejan con el uso de la audición y el
lenguaje oral.
Uno de los métodos más utilizados por los
especialistas en el área es la Terapia
Auditiva Verbal conocida como TAV, es un
enfoque terapéutico para la educación de
los niños sordos donde se enfatiza el
desarrollo de las habilidades auditivas para
desarrollar el lenguaje a través de la
audición. Para ello, los niños son
identificados, diagnosticados y equipados
con la amplificación óptima lo más
tempranamente posible. Se les enseña a los
padres a crear un ambiente en donde su hijo
aprenda a escuchar, a procesar el lenguaje
verbal y a hablar.
La Terapia Auditivo Verbal es una estrategia
de intervención temprana para niños con
deficiencias auditivas que fomenta el uso de
la audición para el aprendizaje del lenguaje
verbal, se eligió este método debido a las
recomendaciones de la terapeuta de la
institución, el argumento utilizado para dicho
método consiste en que el método TAV, se
rige por un modelo de intervención
diagnostica. No se dan pronósticos sobre el
desarrollo del habla y el uso del sentido de
la audición para el desarrollo del lenguaje,
Cuando los niños sordos no están
desarrollando el lenguaje al mismo ritmo que
los niños oyentes de la misma edad
auditiva/lingüística los profesionales deben
considerar una revisión y cambio en las
metodologías de enseñanza.
Conociendo la realidad de la educación
especial para niños con implante coclear,
así como la importancia que tiene la
tecnología y su implementación dentro del
proceso de enseñanza y aprendizaje, se
toma como una alternativa de ayuda a un
software educativo.
Un software educativo es una aplicación
informática que soportada sobre una bien
definida estrategia pedagógica, apoya
directamente el proceso de enseñanza-
aprendizaje constituyendo un efectivo
instrumento para el desarrollo educacional
del hombre del nuevo siglo.
Materiales y Métodos
Descripción del Método
El tipo de investigación es descriptiva, ya
que describe como apoya y agiliza el
proceso de enseñanza auditiva de los niños
con implante coclear un software educativo
que incluye el método TAV. Se tomó como
principal sujeto de estudio a la Lic. en
Audición y Lenguaje Elisa D. Solís Estrada,
quien lleva 30 años de experiencia
trabajando con éste tipo de discapacidad.
Como instrumentos se utilizaron la
entrevista, cuestionarios y la observación. El
enfoque que presenta la investigación es
cuantitativa. Se recolectó información por
medio de cuestionarios y entrevistas a la
terapeuta y mediante la observación en las
terapias impartidas por la terapeuta a los
niños del CAM, permitiendo medir el tiempo
de una sesión realizada por la terapeuta, la
organización del material, y que tan ágil es
el proceso de enseñanza con y sin el
software educativo para enseñar a escuchar
a dichos niños. El método seleccionado por
la naturaleza de la propuesta, es el modelo
por prototipos debido a la comunicación que
ISSN 2007-9516 CD ROM 310
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existe con la terapeuta, éste método nos
permitirá comprender lo que realmente
necesita y que debe contener el software.
El paradigma de construcción de prototipos
comienza con la recolección de requisitos.
Desarrolladores y terapeuta encuentran y
definen los objetivos globales para el
software, identifican los requisitos conocidos
y las áreas del esquema en donde es
obligatoria más definición para el desarrollo
de un diseño rápido en donde con la
colaboración de la terapeuta se determinan
las actividades, las imágenes y los sonidos
que incluirá el software. Además se realiza
un bosquejo general del software,
incluyendo las características de las
ventanas y describiendo su funcionamiento.
El siguiente paso es desarrollar el primer
prototipo en base al diseño rápido. Se
incluyen las imágenes, se edita el audio que
llevara cada imagen, se realizaran algunas
animaciones y el software se programa
usando: HTML5, CSS, JavaScript y Jquery.
Después de haber terminado el primer
prototipo, se le presenta a la terapeuta para
que determine los posibles errores que
contenga el software y así poder corregirlos
en la siguiente etapa.
Paso seguido se implementa de software,
En esta etapa se corregirán errores que la
terapeuta detecto en el primer prototipo y se
lleva a cabo la programación final del
software.
Se mide el tiempo en el proceso de
aprendizaje (enseñar a escuchar) de los
niños con implante coclear, con el propósito
de comprobar si el software agilizo o no, el
proceso de aprendizaje de estos niños.
Desarrollo.
En base a las entrevistas con la terapeuta se
definieron las actividades a desarrollar. La
Figura 1 muestra la pantalla principal, la cual
contiene las 6 actividades basadas en el
método TAV, las cuales son: Detección del
sonido, Identificación entre dos sonidos,
Números, Prueba de Ling, Secuencias,
Vocales.
Figura 1. Pantalla principal
La Figura 2 muestra una de las actividades
incluidas en el software, la cual es Identificación del sonido. En esta actividad
el terapeuta selecciona una de las
imágenes que se muestran a la derecha y
reproduce el audio del objeto que se
muestre en la imagen.
Figura 2. Identificación del sonido
Otra de las actividades incluidas en el
software es la Identificación entre dos
sonidos, un ejemplo de ésta actividad se
muestra en la figura 3. En esta actividad se
muestran dos imágenes y se debe
reproducir el audio, el niño escuchara el
audio e identificara a qué imagen pertenece
el audio reproducido.
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Figura 3. Identificación entre dos sonidos
Resultados y Discusión
La necesidad de atender a niños con
implante coclear ha ido adquiriendo fuerza
con el paso de los años, gracias al esfuerzo
del gobierno e instituciones como DIF
quienes cada año instalan más implantes lo
que genera que instituciones como CAM
Inicial atienda a más niños.
Como parte de la fase de análisis del
método de desarrollo de software por
prototipos y como resultado de aplicar los
instrumentos de investigación cuestionario,
entrevista y observación, se identificó la
necesidad de desarrollar un software con
material auditivo y visual basado en el
método TAV mostrando seis actividades
que son las siguientes: Detección de sonido,
Identificación entre dos sonidos, Números,
Vocales, Prueba de Ling y Secuencias.
Antes de la utilizar el software la terapeuta
contaba con muy pocos materiales
didácticos, se le dificultaba al momento de
producir o hacer diferentes sonidos para que
el niño los distinga y era difícil captar la
atención del niño durante la terapia.
Utilizando el software en la terapia, al
terapeuta se le facilita utilizar los sonidos
que existen en la vida real y en 30 minutos
que dura la terapia se pude atender al doble
de niños.
En el proyecto de investigación descrito, la
variable a medir es Agilizar el proceso
enseñanza aprendizaje a niños con implante
coclear, demostrando que los elementos
incluidos en el software y el uso de las
computadoras en la terapia permitió atender
al doble de niños y facilitar la organización y
uso del material para las actividades.
Se concluye que el uso de un software que
incluya actividades definidas por el método
de la Terapia Auditiva Verbal (TAV) y que
contenga sonido, imágenes y animaciones
permite a los docentes agilizar el proceso de
enseñanza y aprendizaje de los niños con
implante coclear.
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ANÁLISIS DE TRASFERENCIA DE CALOR EN SISTEMAS CONSTRUCTIVOS PARA TECHOS EN LA CIUDAD DE TUXTLA GUTIÉRREZ CHIAPAS BASADO
EN EL FACTOR DE DECREMENTO DE LA CANTIDAD Y TIPO DE MATERIALES.
De La Cruz Chacón, Emmanuel1; Sánchez García, Karla Isabel1; Martínez Santos, Marcos Alberto1; López Cruz, Adrian1; Guzmán Velázquez, Febe1; Hernández Rodríguez, Ludwi1;
Bermúdez Rodríguez, Jorge Iván1; Barrios Del Valle, Guillermo2.
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa Chiapas, CP 30400.
2Instituto de Energías Renovables, Universidad Autónoma de México (UNAM), Temixco, Morelos, 62580 México.
Resumen: El inminente crecimiento de la población en la ciudad de Tuxtla Gutiérrez,
Chiapas hace que cada vez sea más común y el confort térmico en edificaciones. Las
opciones actuales ofrecidas por los AC (acondicionadores de aire) son elevadas
económicamente y poco viables. El presente análisis ofrece la oportunidad de datos para
diseños constructivos en esta ciudad comparando 5 Sistemas constructivos (S.C.):
impermeabilizante + concreto + poli estireno (en 2 colores blanco y terracota), el concreto
de uso común en las edificaciones de bienestar social, lámina galvanizada + concreto
(sistema optativo de la región), y por último los datos de la temporada inicial para
construcción de un “techo verde” para saber que temporada el año es la idónea para
empezar la construcción del mismo. De los cuales se obtuvo que los primeros sistemas
constructivos de 3 capas tienen menor factor de decremento, pero estos cambian
drásticamente entre la época del año, por lo tanto es sugerido que de acuerdo a la
necesidad la mejor opción dependerá directamente del material y de los factores que
influyen sobre él.
Palabras clave: Trasferencia de calor, Diseño Bioclimático, Confort Térmico.
Abstract: The impending population growth in the city of Tuxtla Gutierrez, Chiapas
makes it increasingly more common the thermal comfort in buildings. The current
options offered by the AC (air conditioners) are economically high and unfeasible.
This analysis provides the opportunity of data for building designs in this city
comparing 5 Construction systems (SC): polystyrene concrete + waterproofing (in
two colors white and terracotta), concrete commonly used in the constructions of
social welfare, sheet galvanized + concrete (optional system in the region), and
finally the data from the initial season to build a "green roof" to know that the
season is the perfect year to start construction. Of which was obtained the first
construction systems 3 layers have a lower decrement factor, but these change
drastically between the time of year, so it is suggested according to need the best
choice will depend directly on the material and the factors influencing it.
Keywords: Heat transfer, bioclimatic design, thermal comfort.
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Introducción
La envolvente de un edificio juega un papel
importante en la transferencia de calor entre
el exterior y los espacios interiores. Para
climas con una gran diferencia entre la
temperatura máxima y mínima en un día y
una gran insolación, como la mayoría de los
lugares en México, el mejor sistema
constructivo para la envoltura no puede ser
elegido teniendo en cuenta solamente la
resistencia térmica según un calor de estado
estacionario (tiempo independiente) del
análisis de la transferencia [1].
Para la clasificación de los sistemas
constructivos se utilizan cuatro grupos o
unidades: clima cálido, clima frío, clima seco
y clima templado. Los subgrupos de
humedad pueden ser clasificados de forma
general en húmedo, subhúmedo, semiseco,
y seco. La combinación de condiciones de
temperatura, humedad y régimen de lluvias
genera un complejo mosaico de climas en el
país, según la clasificación de García. [2]
En Tuxtla Gutiérrez Chiapas encontramos
un clima cambiante y constante siendo el
principal problema climático las altas
temperatura registradas en la ciudad y más
aun dentro de una edificación. El confort
térmico en cualquier superficie se logra
cuando el cuerpo se equilibra con una
temperatura media evitando molestias
corporales por los cambios de temperatura
[1]. En los techos sucede exactamente igual
pero las condiciones ambientales influyen
mayormente sobre las estas; la radiación
solar y el calentamiento de un techo serán
en virtud de la inclinación de este y la
perpendicularidad de los rayos solares
sobre este.
El objetivo del presente trabajo es comparar
4 tipos de techos (con diferentes capas) con
una inclinación de 45° orientación sur y
norte, atreves del factor de decremento
determinar cuál es el mejor sistema
constructivo para la cuidad de Tuxtla
Gutiérrez, Chiapas utilizando el Software de
Ener-Habitat . Sin tomar en cuenta las
fuentes de calor ajenas al número y material
de capas.
Materiales y Métodos
Sistemas constructivos: selección
Un techo se conforma por la cubierta y la
estructura que la soporta, a esta
combinación se le denomina sistema
constructivo para cubierta. Entre el
universo de materiales que conforman la
cubierta de techo pueden mencionarse los
metálicos, de fibras, cementicios, arcillas,
polímeros, vidrio, etc., cuyas características
determinan el grado de protección contra
la intemperie. Tales características deben
ser medibles de forma cuantitativa y
cualitativa para verificar la eficacia y
eficiencia de su desempeño en virtud de
garantizar el confort térmico del usuario
que se protege bajo la cubierta. Para
efectuar el estudio de las características de
cubiertas, será necesario hacer una
selección de sistemas constructivos para
techo con base en la definición de criterios
técnicos. A los criterios que a continuación
se enumeran, se les asigna un porcentaje
de relevancia y participación que suman
100% y serán ponderados con un puntaje
para establecer jerarquía en la lista y
finalmente seleccionar de forma objetiva
los sistemas o el sistema que fue
seleccionado [3].
1. Criterio de Representatividad (15%)
2. Criterio de Propiedades térmicas (40%)
3. Criterio de Trabajabilidad (20%)
4. Criterio de Sostenibilidad (20%)
5. Criterio de Acústica (5%)
Criterio de Representatividad: La
representatividad es el criterio que
establece la contextualización en el
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territorio nacional de los materiales y
sistemas constructivos a analizar con base
en su existencia y frecuencia de utilización
en el medio. A través de este criterio, es
posible identificar qué materiales o
sistemas constructivos predominan en las
cubiertas de las viviendas y cuáles
representan un potencial de mejora con
base en el déficit habitacional cualitativo y
por lo tanto, la medición del uso de éstos
por la población.
Criterio de Propiedades térmicas: Las
propiedades térmicas son muy importantes
en los materiales de construcción, ya que
están relacionadas directamente con el
consumo energético de las edificaciones y
con el bienestar de los ocupantes. Debido a
esto, el peso respecto a los demás criterios
es el de más valor.
La reflectividad, la transmisividad y la
absortividad nos indican el balance de
energía que incide sobre una superficie;
así, es deseable que para el uso propuesto,
los materiales tengan una gran
reflectividad y bajas absortividades y
transmisividades [5].
Criterio de Trabajabilidad: La
Trabajabilidad de un sistema constructivo
para cubiertas en una edificación se
relaciona con las actividades para la
ejecución de obra del mismo. Estas
actividades no solo deben ser efectivas
para lograr ejecutar la obra, sino también
eficientes para disminuir el consumo de
recursos que intervienen en la obra de
construcción, tales como materiales,
gestión del talento humano y
herramientas; garantizando la eficiencia en
la administración del recurso económico.
La trabajabilidad también está relacionada
con la factibilidad de ejecutar la obra de
construcción, considerando las condiciones
climáticas del país, para garantizar que esta
pueda ejecutarse aún en época lluviosa. En
este sentido, la rapidez con que se
construya una cubierta maximiza el uso de
recursos y permite el avance de la
programación de obra.
Criterio de Sostenibilidad: Las
consideraciones de la sostenibilidad en la
selección de un sistema constructivo son a
través de la evaluación de impactos al
ambiente a lo largo del ciclo de vida de sus
materiales y procesos de transformación,
desde la producción del material y la
transformación de materias primas, la
distribución, la instalación, el
mantenimiento en su vida útil hasta la
disposición final; de tal forma que la
distancia del punto de fabricación y
distribución hasta su lugar de instalación
sea lo más corta posible para garantizar la
baja producción de emisiones en el
consumo energético.
Criterio de Acústica: La acústica se refiere
a la propagación de ondas sonoras [6]. Esta
propagación de ondas sonoras es capaz de
afectar el bienestar, que depende no
únicamente de la sensación térmica y
lumínica, sino de la combinación de estos
elementos. En ese sentido, se considera
que un sonido se convierte en ruido desde
el momento en que se convierte en un
“sonido no deseado” [7]. Por lo tanto, la
acústica y el control de ruidos se
convierten en un elemento susceptible de
análisis para asegurar el bienestar al
interior de una edificación.
En el presente trabajo se usa el análisis
bajo el criterio de las propiedades térmicas
de los materiales en los sistemas
constructivos de techos.
ISSN 2007-9516 CD ROM 316
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Uso de Ener-Habitat
Es una herramienta de simulación numérica
para comparar el desempeño térmico de
sistemas constructivos de techos y muros de
la envolvente de una edificación en las
condiciones climáticas de las principales
ciudades de la República Mexicana. La
herramienta es de acceso gratuito, previo
registro y tiene las siguientes
características:
Realiza simulaciones numéricas de
transferencia de calor dependiente del
tiempo, lo que permite tomar en cuenta el
efecto de la masa térmica y no solo de la
resistencia térmica de los materiales
constructivos. Este hecho es muy
importante en lugares con alta insolación
solar y grandes variaciones de temperatura
a lo largo del día, como ocurre en la mayor
parte del territorio mexicano.
Evalúa el desempeño térmico de sistemas
constructivos formados por capas
homogéneas y algunos sistemas
constructivos formados por capas
homogéneas y una capa no homogénea.
Ejemplos de capa no homogénea son el
bloque hueco de concreto, la vigueta y
bovedilla hueca de concreto y la vigueta y
bovedilla de poliestireno.
Evalúa los sistemas constructivos en dos
condiciones de la edificación, con aire
acondicionado o sin aire acondicionado.
Con aire acondicionado el parámetro
principal de comparación es la carga térmica
por unidad de área debida a la transferencia
de calor por el sistema constructivo. Sin aire
acondicionado el parámetro principal es la
energía térmica que entra a la edificación
por unidad de área del sistema constructivo.
Es de fácil uso y no requiere de una
capacitación especial.
Solo evalúa la trasferencia de calor por
unidad de área del sistema constructivo de
muro o techo de la envolvente, por lo que
solo puede ser usado para seleccionar el
mejor sistema constructivo de muros o
techos para el clima de interés. No toma en
cuenta otros factores en la trasferencia de
calor total de una edificación como son,
ventanas, ventilación, personas y equipos,
por lo que los resultados no deben ser
usados para el dimensionamiento de
sistemas de aire acondicionado.
Puede utilizarse para calcular la trasferencia
de calor por conducción a través de
ventanas y puertas, sin considerar la parte
de los marcos y la trasferencia de calor por
radiación solar en la parte trasparente. [4].
Parámetros para evaluar el desempeño
térmico
Es importante poder evaluar el desempeño
térmico de sistemas constructivos bajo
condiciones de uso de aire acondicionado y
bajo uso de no aire acondicionado. Se
presentan los parámetros que usa Ener-
Habitat con algunos ejemplos.
Factor de decremento: El factor de
decremento mide la amplitud de la
oscilación del aire al interior respecto a la
amplitud de la oscilación de la temperatura
sol-aire, es decir
𝐹𝐷 =𝑇𝑖𝑚𝑎𝑥− 𝑇𝑖𝑚𝑖𝑛
𝑇𝑠𝑎𝑚𝑎𝑥− 𝑇𝑠𝑎𝑚𝑖𝑛
(1)
donde Timax y Timin son las temperaturas
máximas y mínimas del aire al interior y
Tsamax y Tsamin son las temperaturas
máximas y mínimas sol-aire, todas
correspondientes al mismo día. Dado que no
puede existir una temperatura mayor o
menor a las temperaturas máximas y
mínimas de Tsa, el FD no puede ser mayor
que 1. La amplitud de la oscilación es
directamente proporcional al flujo de calor
que entra y sale a través del sistema
constructivo. En climas cálidos, se desea
que el FD sea lo más pequeño posible.
Energía a través del sistema
constructivo: La energía que pasa a través
del sistema constructivo se evalúa en la
superficie interna del mismo usando la ley
de enfriamiento de Newton,
y
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𝐸𝑖𝑛 = ∫ ℎ𝑖∆𝑇𝑑𝑡, 𝑠𝑖 𝑇𝑦𝑡=24ℎ
𝑡=0ℎ= 𝐿 > 𝑇𝑖 (2)
𝐸𝑖𝑛 = ∫ ℎ𝑖∆𝑇𝑑𝑡, 𝑠𝑖 𝑇𝑖 >𝑡=24ℎ
𝑡=0ℎ𝑇𝑦=𝐿 (3)
Para el clima periódico, Ein = Eout, por lo que
suele reportarse solo uno. Para un clima real
esto no sucede, y si Ein>Eout, esto se traduce
en que el cuarto o edificación aumentó su
temperatura respecto a la temperatura
inicial del día y viceversa.
Grado–hora de disconfort térmico: Se
pueden definir dos tipos de grado–hora de
disconfort térmico, el frio y cálido, que son
respectivamente
𝐺𝐷𝐹 = ∫ (𝑇𝑛 − 𝑇𝑖)𝑑𝑡, 𝑠𝑖 𝑇𝑖𝑡=24ℎ
𝑡=0ℎ< 𝑇𝑛 (4)
𝐺𝐷𝐶 = ∫ (𝑇𝑖 − 𝑇𝑛)𝑑𝑡, 𝑠𝑖 𝑇𝑖𝑡=24ℎ
𝑡=0ℎ> 𝑇𝑛 (5)
Este parámetro mide el tiempo que está el
sistema constructivo fuera de confort,
distinguiendo entre disconfort frio y
disconfort cálido, además de que tanto se
aleja de la temperatura de neutralidad. Se
puede usar el grado-hora de disconfort
como la suma de los dos anteriores.
Parámetros adicionales: Parámetros
adicionales y que brindan mucha
información son la temperatura interior
promedio. Para el caso de Ener-Habitat no
se usa, ya que al ser un clima periódico y si
se evalúa con el mismo valor de
absortancia, la temperatura interior
promedio seria la misma. Otros dos
parámetros son el promedio o valor de la
temperatura máximo y mínima de un día o
sobre un periodo de tiempo específico.
Sistemas Constructivos analizados
Los sistemas constructivos analizados se
basaron en el tipo de materiales más
utilizados para techos y las formas de
construcción en la Ciudad de Tuxtla
Gutiérrez, Chiapas.
En la tabla 1, se describe el sistema
constructivo con el tipo de capa y grosor de
esta, para cada caso.
SISTEMA
CONSTRU
CTIVO
CAPA 1
CAPA 2
CAPA 3
S.C.1 Impermeabilizan
te (terracota)
3 cm.
Concreto
10 cm.
Poliestiren
o (unicel)
10 cm.
S.C.2 Impermeabilizan
te (Blanco)
3 cm.
Concreto
10 cm.
Poliestiren
o (unicel)
10 cm.
S.C.3 Concreto
(gris) 10 cm.
S.C.4 Vermiculita
(semi blanco) 10
cm.
Concreto 10
cm.
S.C.5 Lamina (gris-
plata) 3cm
Concreto
10cm
Tabla 1. Sistemas constructivos analizados.
Figura 1. Vista general del acoplamiento de las capas
de los sistemas constructivos.
Resultados y Discusión
Es muy importante tener en mente que este
modelo de análisis de transferencia de calor
para techos y muros no considera cargas
internas, infiltración o cambios de aire, así
como tampoco incluye ningún otro
componente, por lo que los resultados no
pueden usarse para dimensionar un sistema
de aire acondicionado o para predecir el
valor de la temperatura del aire al interior.
Este modelo de transferencia de calor
dependiente del tiempo debe ser usado para
comparar entre dos o más sistemas
constructivos su desempeño térmico y
seleccionar el mejor. También puede ser
utilizado para optimizar la colocación de
aislante, ver el efecto de la absortancia solar
en el desempeño térmico y cuál es el mejor
sitio para colocar una capa de aislante.
Después de analizar los 5 sistemas
constructivos encontramos que el S.C.1 y
S.C.2 en promedio anual son los mejores
siendo el S.C.3 el peor sistema en
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comparación para ambas orientaciones
(norte – sur). En Los días típicos surge una
cuestión interesante a principios y fines de
año (enero, febrero, octubre, noviembre,
diciembre) es S.C1 quien ofrece un menor
factor de decremento, pero al entrar a
mediados de año (mayo, junio, julio y
agosto) es el S.C.2 el que se perfila como
mejor sistema. Por lo tanto encontramos que
el hecho de colocar un impermeabilizante de
color blanco o terracota (común) hace una
pequeña diferencia en los días típicos del
año.
La vermiculita es un material utilizado para
la construcción de techos verdes, en este
caso se analiza solo la vermiculita (sin la
flora) para fines de versatilidad y así saber
en qué época del año es más factible
comenzar la construcción del techo verde.
Asumiendo que en el momento en que la
flora este presente se estima que el confort
del interior baje su temperatura, esto no
implica que se modifiquen las propiedades
de los materiales sino más bien que se
tendría un factor extra para el análisis futuro.
El S.C.3 es el común, siendo solo concreto
para los techos (sin tomar en cuenta un
impermeabilizante) en comparativa con los
otros 4 sistemas tiene el mayor factor de
decremento y por ende es el menos
sugerido para esta zona del país.
La opción optativa que surgió recientemente
en algunas zonas de la ciudad: lámina
galvanizada + concreto (S.C.3) se perfilo
como el 4to. mejor sistema siendo evidente
una mejora con este aditamento.
La diferencia de entre la orientación SUR y
NORTE se ve reflejada más claramente en
los días típicos pues existe la eminente
sombra que proyecta un techo sobre otro
(caso común), es decir depende del número
de horas que incida la radiación directa del
sol.
SISTEMA CONSTRUCTIVO
COLOR
S.C.1 Rojo -----
S.C.2 Naranja -----
S.C.3 Verde
S.C.4 Azul celeste
S.C.5 Azul marino
Tabla 2. Código de colores de los Sistemas
constructivos para su análisis.
Figura 2. Factor de Decremento anual en techos con
diferentes materiales del sistema constructivo.
Figura 3. Factor de Decremento de día típico en
techos con inclinación de 45° Norte.
Figura 4. Factor de Decremento de día típico en
techos con inclinación de 45° Sur.
Conclusiones
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Hay que tomar en cuenta que estos
sistemas no contemplan las fuentes de calor
ajenas al sistema, por tanto, el análisis
concluyente solo es para los materiales en
base a su número de capas, espesor,
absorbancia, reflectancia, calor especifico,
etc.
La vermiculita es una alternativa posible
para perfilarse a la mejor y más barata
opción pues además de contribuir a
bienestar del planeta con un techo verde
genera un excelente impacto social, para el
análisis de este caso solo es en la primera
fase de construcción de un techo verde, es
decir antes de plantar o crecer la flora del
mismo por ende se tomaron los 12 meses
del año para hacer y no tener una
temporada específica para iniciar su cultivo.
El S.C.4 es el optativo de la región tiene una
evidente mejora la trasferencia de calor,
esto se debe a que su alto valor de
reflectancia sumado a la capacidad retentiva
del concreto, siendo mucho mejor opción
que el S.C.3.
De los 5 sistemas analizados el S.C.1 y el
S.C.2 son los mejores para esta zona del
país teniendo el menor factor de decremento
de forma anual, cabe mencionar que por el
simple hecho de cambiar de color existe la
diferencia de temperatura, dependiendo de
lo que el usuario necesité en cierta época
del año pude hacer su elección.
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CINTALAPA, CHIAPAS”.
Aguilar Alvarado Patricia Margarita1, Durantes Cueto, Ervin1; Zacarías Toledo, Rudy1
Aquino Sol Irvin Uriel2; Cayetano Hernández José Ángel2; Bahena Ríos José Emiliano2; Castillejos Roque María Fernanda2; Vázquez Vázquez Henry2; Arce Díaz Alan Fernando2.
1Docentes del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa Chiapas.
2 Alumnos del Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa Chiapas.
Correo: [email protected]
Resumen— En los aserraderos del Valle de Cintalapa, Chiapas se han detectado la
presencia de mudas las cuales están afectando significativamente la rentabilidad del
sistema productivo. Para la generación de estrategias de mejora se realizó un diagnóstico
con madera de pino de dimensiones pequeñas procedentes del ejido Pomposo
Castellanos del municipio de Cintalapa de Figueroa detectándose principalmente dos
mudas: inventario temporal y espera, representando el 72 y 14 por ciento del problema,
respectivamente. Para el aprovechamiento del inventario temporal, aserrín verde, se
propone el uso de la lombricultura con lo cual se obtendría hasta un 10% de recuperación
económica de la producción en un periodo estimado de tres meses. Para la disminución
de la espera se propone que con la lombricultura, la producción sea constante para
disminuir tiempos ociosos, y con ello obtener una mayor productividad y generar mayores
ganancias, ya que se tendrá una reducción del tiempo ocioso hasta de 55 min.
Palabras clave: mudas, inventario temporal, esperas, estrategias de mejora.
Abstract— In Cintalapa Valley mills have detected the presence of seedlings which are significantly affecting the profitability of the production system. For the generation of strategies for improving diagnosis with pine wood from the small size of the municipality Pompous Castellanos ejido Cintalapa de Figueroa detected mainly two changes took place: temporary stock and waiting, representing 72 and 14 percent of the problem, respectively. For the use of temporary inventory, green sawdust, using vermiculture with which you would get up to 10% of economic recovery in production in a period of three months it is proposed. To decrease the waiting is proposed that with vermiculture, production is steady to reduce idle times and thus higher productivity and generate higher profits, since it will reduce idle time up to 55 minutes.
Keywords: manufacturing wastes, temporary stock, waiting, improvement strategies
Introducción
Muda es una palabra japonesa que significa
“inutilidad; ociosidad; desperdicio;
superfluidad” y es un concepto clave en el
Toyota Production System (TPS) como uno
de los tres tipos de residuo (muda, mura,
mun). Toyota escogió estas tres palabras
que comenzaban con el prefijo “mu” que es
reconocido en Japón como referencia a un
ISSN 2007-9516 CD ROM 321
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programa o campaña de mejora de un
producto. Reducir los residuos es una
manera efectiva de aumentar la rentabilidad
de cualquier negocio. Lo que propone el
siguiente trabajo es presentar una estrategia
que permitan la mejora sostenida en el
tiempo para el caso de la industria
maderera, específicamente en los
aserraderos del valle de Cintalapa, Chiapas
aprovechando las mudas existentes.
La industria, maderera es el sector de
la actividad industrial que se ocupa del
procesamiento de la madera, desde su
plantación hasta su transformación en
objetos de uso práctico, pasando por la
extracción, corte, almacenamiento o
tratamiento bioquímico y moldeo.
Un aserradero o serrería es una instalación
mecanizada o artesanal dedicada al
aserrado de madera. Son industrias de
primera transformación de la madera;
proveen de productos semi-acabados que
generalmente son destinados a una
industria de segunda transformación
(carpintería, ebanistería, construcción, entre
otros) encargada de fabricar objetos o
partes de objetos de consumo. En los
aserraderos del valle de Cintalapa se tiene
cuantificado que por cada 0.197 m3 de
madera existe aproximadamente una
cantidad de 5.5 kg de aserrín verde que se
tiene almacenado como inventario temporal
lo cual provoca la utilización de espacio
valioso así como la reducción del área de
trabajo, movimientos innecesarios y tiempo
ocioso en el proceso.
Dentro de las estrategias de
aprovechamiento se puede considerar:
generar tablas de madera que se puedan
ocupar para el armado de muebles, producir
blocks ecológicos y el uso de la
lombricultura. Para ésta última se propone la
creación de una empresa secundaria
encargada de efectuar la lombricultura en el
aserradero aprovechando así el aserrín
verde generado por el proceso. Para ello
será necesario contemplar 4 etapas:
a) Inicial: recibimiento de desechos
que servirán como alimento,
b) Precomposteo: preparación de los
desechos,
c) Cultivo: camas o lechos de
transformación de los desechos), y
d) Final: cosechar el producto
terminado).
Por lo tanto es necesario la implementación
de una distribución factible de espacios para
esta nueva industria aprovechando las
dimensiones de la empresa estudiada,
asegurando así que los costos generados
por la implementación de la estrategia
representen una inversión a mediano plazo
y la obtención de más beneficios
remunerados sobre el aprovechamiento de
estos residuos.
Por otro lado, la propuesta de la actividad de
lombricultura también impactaría de manera
significativa en la reducción de las esperas.
Materiales y Métodos
El estudio se realizó con madera de pino (o
carpa) de dimensiones pequeñas
procedentes del ejido Pomposo Castellanos
del municipio de Cintalapa de Figueroa,
Chiapas.
Tomas de mediciones de trozas (m3).
Se tomaron como muestras al azar 7 trozas,
midiendo ambas puntas en forma de cruz
calculando el promedio en centímetros, y
midiendo largo.
Sistema de aserrado de la madera.
El procesamiento de las trozas se realiza
mediante una torre con sierra circular como
maquinaria primaria, una desorilladora con
sierra circular para el descanteo de las
tablas, un péndulo de sierra circular para el
despuntes. (Ver Tabla 1)
Tabla 1. Datos del sistema de aserradero de madera
Especie Cantidad M3
procesado
Diámetro
(min-
max)
Metros
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Pino 7 1.276 .25-.31 2.60
Determinación del peso del aserrín verde
Se miden ambas puntas de un trozo al azar
obteniendo su promedio en centímetro y el
largo de la troza en metros, ya medido se
toma la muda de inventario (aserrín) y es
llevada a una báscula para su peso.
Determinación del tiempo ocioso.
Las jornadas de trabajo del aserradero son
de 8 horas incluyendo 30 min de almuerzo.
Considerando que se trabaja 7 horas y
media en la producción. Con lo que se
realizaron mediciones de tiempo ocioso en
el aserradero. El periodo de muestreo fue de
una semana obteniendo un promedio de los
tiempos ociosos estimado. Los tiempos
ociosos corresponden a las actividades: al
obtener aserrín del hoyo, cambiar sierras y
sustraer leña de las vías del carro medidor.
Determinación de rendimiento.
Para cuantificar el volumen de materia prima
rolliza se midió el diámetro de las trozas sin
corteza, para la cual se tomó 2 medidas en
forma de cruz en cada extremo de la troza y
se obtuvo un valor promedio a partir del cual
se determinó el respectivo volumen. Para
este cálculo se aplicó la siguiente fórmula:
𝑉𝑇 = 𝐷𝑃2 (
𝜋
4) 𝐿
Donde:
Vr= volumen de la troza en m3 rollizos.
Dp= diámetro promedio sin corteza (cm)
L= longitud de la troza (m).
π= constante matemática igual a 3.141592
El volumen de la madera se cuantificó de la
madera aserrada de los 7 trozos. Para esto
se utilizó la siguiente expresión
matemática:
P/T= G * A * L / 12
M3 madera aserrada= P/T * 2.36
Donde:
P/T= pie tablón.
G= grueso (pulgadas).
A= Ancho (pulgada).
L= Largo (metros).
A partir de los valores de volumen de
productos obtenidos en cada etapa del
procesamiento industrial primario y el
volumen de materia prima utilizada, se
determinó el porcentaje de rendimiento para
cada troza a través de la siguiente fórmula:
% Rendimiento = 100* volumen total de
madera aserrada / volumen total de madera
rolliza.
Identificación de las mudas más frecuentes.
Para identificar las mudas más frecuentes
se utilizó el principio 80-20 (ver Tablas 1).
Generación de la Estrategia
La necesidad de un adecuado
aprovechamiento de la muda de inventario
(aserrín verde), está estrechamente ligado
al aumento de la capacidad de aserrín
durante el proceso de aserrío. Se sugiere la
creación de una empresa secundaria que
permita la utilización de estos residuos y
obtener beneficios económicos
significativos, consiste en hacer
lombricultura en el que se usan desechos
orgánicos como alimento para las lombrices
entre estos desechos están los estiércoles,
pulpa cascarillas, aserrín entre otros, los
elementos básicos de este desarrollo de
lombricultura son: agua, desechos, espacios
o terreno y lombrices.
Los elementos básicos para el desarrollo de
la lombricultura son:
1. Agua: debe estar limpia y libre de
contaminante, además de estar
cerca del lugar donde se va a
establecer el proyecto. La cantidad
de agua requerida es mínima
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siempre y cuando se realicen los
riesgos con estricto control.
2. Desechos: De preferencia deben
producirse dentro del sistema
productivo; la compra de desechos
encarece los costos y su uso, en un
momento dado, puede llegar a no
ser rentable.
3. Espacio o terreno: El espacio está
en función de la cantidad de
desechos, de los objetivos del
productor y de su capital, por lo que
es uy variable.
4. Lombrices: Para dedicarse a la
lombricultura se requiere de
lombrices especializadas que
reúnan los requisitos que se
describen en el siguiente párrafo;
las lombrices nativas no pueden
utilizarse debido a que su
comportamiento es muy diferente.
Tipos de lombrices
De acuerdo a la literatura, se estima que hay
en el planeta más de 8500 especies de
lombrices, entre las cuales la más conocida
es la lombriz de tierra (); sin embargo, para
el manejo de desechos orgánicos se utilizan
lombrices especiales, que reúnan ciertos
requisitos tales como alta voracidad, alta
capacidad reproductiva, fáciles de trabajar y
con capacidad para adaptarse a
condiciones adversas, desde los 0 hasta los
3000 msnm. Las especies más utilizadas en
la lombricultura y que reúnen los requisitos
anteriormente citados son (coqueta roja) y
(lombriz roja de California), especies
utilizadas en el 80% de los criaderos a nivel
mundial. Se habla de otras especies que
pueden sobrevivir con altas concentraciones
de desechos, sin embargo presentan cierta
preferencia hacia algunos desechos; ellas
son: Lumbricus rubellus,
Perionyx excavatus, Bimastus Eudrillus
eugeniae.
Resultados y Discusión
De acuerdo al Principio de Pareto (ver
Figura 1) las mudas de inventario y esperas
ocasionan el 86% del problema en el
proceso de aserrío en los aserraderos de la
región Valle de Cintalapa, por lo que se
enfocarán las estrategias de mejora en
estos dos resultados.
Tabla 2. Unidades utilizadas para el conteo de
mudas.
Muda Unidad
1.Inventario kg/día
2.Espera minutos/día
3.Sobreproducción pt/día
4.Reparación pt/día
Donde Pt= Pie tablón
Figura 1. Diagrama de Pareto para mudas.
Rendimiento del proceso de aserrío
El rendimiento promedio en la producción de
piezas escuadras de largas dimensiones
estimado en el aserradero fue de 43.80%
con corteza lo anterior es de por cada 1.276
metro cubico de madera en rollo (m3r) que
es aserrado, se obtiene 237 p/t (0.559m3)
de madera aserrada.
Obtención de peso de aserrín
Ya medidas ambas puntas se obtuvo un
promedio de 0.31 cm y un largo de 2.60
metros, como resultado nos dio 0.197m3 y
se obtiene 5.5kg de aserrín verde.
Obtención del tiempo ocioso
Con el personal que se encargaría de
mantener limpias las áreas en donde se
ubica la torre y las vías se eliminarían los
tiempos de aserrín y leña los cuales se
muestran en la tabla 3 obteniendo un
aprovechamiento de 55 min.
Tabla 3. Promedio de tiempos ociosos actualmente
en el aserradero en una semana de productividad.
0%20%40%60%80%100%
0
200
400
600
800
Frecuencia % acumulado
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Labor: Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes
Cambio
sierra
20 min 15 min 18 min 12 min 15 min
Aserrín
leña
1 hora 50 min 1hora
10min
45 min 1 hora
21 min
Suma de
tiempos
1hra
20min
1 hora
5min
1 hora
28min
57 min 1 hora
36 min.
Promedio 1 hra. 28min
Análisis de la propuesta
Para la muda de inventario se colocaría
como mínimo un personal que se
encargaría de obtener la muda de
inventarios (aserrín, leña) y almacenar el
aserrín en un lugar fuera del área de trabajo
del personal de producción y la leña fuera de
las vías del carro medidor, obteniendo
mayor espacio en las vías del carro y en el
hoyo donde cae el aserrín, evitando el
calentamiento de la torre de corte y a su vez
evitando que la torre arroje el aserrín fuera
del hoyo provocando molestias en el
personal cerca de la torre. Con ello
obteniendo el mayor aprovechamiento de
los tiempos ociosos y una producción
continua, aumentando la productividad
diaria hasta en un 40%.
Por otro lado, la necesidad de la reducción
de los tiempos ociosos es un factor
importante dentro de la producción del
aserrío, ya que esta muda (esperas) se
traduce en un costo de la mala calidad para
la empresa. Mediante la herramienta de
calidad 5w y 1h (Ver Tabla 4) se han
identificado los factores y condiciones que
provocan el problema en el trabajo.
Tabla 4. 5W y 1h
Cuestionamiento Análisis
¿Qué es el problema en la
empresa?
Los tiempos ociosos
¿Quién participa en el problema de la empresa?
Las trozas, máquinas y operarios
¿Cuándo ocurre el
problema en la empresa?
Durante el proceso de aserrío
¿Por qué ocurre el problema en la empresa
Por los diferentes cortes que se le hacen a las trozas
¿Dónde ocurre el problema en la empresa?
En la torre de corte y en transporte de la troza
¿Cómo ocurre el problema
en la empresa?’
Por el exceso de leña y aserrín
el cual provoca que el carro transportador se atranque y la
torre de corte se caliente por el exceso de aserrín.
Herramienta 5W y 1H.
Ya realizado el análisis se obtuvo que el problema de los tiempos ociosos es el exceso de aserrín que cae en el hoyo que está debajo de la torre, para ello se verá la manera de ir extrayendo el aserrín al momento del aserrío. Con ello se obtendrá una reducción de tiempo de 55 minutos siempre y cuando estén limpias las vías donde se transporta el carro medidor y se provea de un buen mantenimiento a la maquinaria.
Para la implementación del proyecto de
lombricultura se necesita una inversión
inicial de estimada de $12,400.00 pesos con
un cajón de 1.5metros de ancho y 20 metros
de largo con una capacidad inicial de
lombrices de 19 kg., al término de 3 meses
se obtendría la venta de 190 kg. lombrices y
72 kg lombricompuestos (abono) (Ver
tablas 5 y 6) con un estimado de $60,432.00
pesos. Se estima que los valores serán
mayores en 1 año.
Tabla 5. Producción estimada de lombrices en
implementación de proyecto. Población inicial de
1000 lombrices.
0 meses A los 3
meses A los 6
meses A los 9
meses A los 12
meses Población inicial
de lombrices 1 ͣ
generación 2 ͣ
generación 3 ͣ
generación 4 ͣ
generación 1000 10,000 100,000 1,000,000 10,000,000 Lombrices 1kg 10 100 1,000 10,000 Alimento 1kg/día 10 100 1,000 10,000 Lombricompuesto
0,6kg/día 6 60 600 6,000
Proteína
0.04kg/día 0,4 4 40 400
Tabla 6. Producción estimada de lombrices en
implementación de proyecto. Población inicial de
19000 lombrices. 0 meses A los 3
meses A los 6
meses A los 9
meses A los 12
meses Población inicial
de lombrices 1 ͣ
generación 2 ͣ
generación 3 ͣ
generación 4 ͣ
generación 19,000 190,000 1,900,000 19,000,000 190,000,000 Lombrices 19kg 190 1900 19,000 190,000 Alimento 1kg/día 190 1900 19,000 190,000 Lombricompuesto
0,6kg/día 114 1,140 11,400 114,000
Proteína
0.04kg/día 7.6 76 760 7,600
Conclusión
ISSN 2007-9516 CD ROM 325
ISSN 2007-9516 CD ROM 325
El uso de la lombricultura favorece la
ecología al reducir problemas de
contaminación generados por desechos
orgánicos sólidos, transforma los desechos
orgánicos en productos de gran beneficio
para la agricultura y pescadería y además
reducirá las mudas en los aserraderos de la
región Valle de Cintalapa, Chiapas
principalmente disminuyendo
considerablemente la muda de inventarios y
espera, esto reflejado en el cubrimiento total
de la cantidad de aserrín verde generado en
el proceso de aserrado. Además el
desarrollo de esta estrategia de mejora
permitirá una generación de ingresos extras
a la misma empresa por el aprovechamiento
de los residuos obtenidos, ya que el aserrín
serviría como el alimento en la
implementación de la lombricultura. Como
se ha presentado, se aprovecharía el 100%
de la cantidad generada en cierto lapso (4
meses aproximadamente, con esto se
tendría una producción considerable de
Lombricompuestos (abono) que con su
venta se generaría una entrada económica
considerable a la empresa, como la misma
venta de los lombrices en crecimiento.
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35. Velasco Sánchez, Juan. (2014). Organización de la producción. 3ra edición. Ediciones Pirámide. Madrid.
ISSN 2007-9516 CD ROM 326
ISSN 2007-9516 CD ROM 326
ANÁLISIS DE LAS INUNDACIONES EN LA CIUDAD DE TUXTLA GUTIÉRREZ DESDE DE LA
PERSPECTIVA DE GESTIÓN TERRITORIAL
Beatriz Cervantes García. Luis A. Castellanos Fajardo. Alejandro Coutiño Alfaro. Angelica
Gutiérrez Jiménez. Pavel Popoca Cruz. Extensión del Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez sede Bochil. Domicilio Conocido.
Col. El Copal. Bochil. Chiapas.
Resumen—El presenta articulo describe el proceso de diseño de una solucion
compleja de Geomatica, para obtener el grado de especialista en Geomatica. Esta
solución fue desarrollada para la toma de decisiones en caso de una contingencia
provocada por un desbordamiento del Rio Sabinal. El metodo empleado fue el metodo
reyes, el cual es un metodo empleado por el Centro de Investigación en Geografía y
Geomática "Ing. Jorge L. Tamayo", A.C. (CentroGeo). Así como tambien la Teoria
General de Sistemas. El equipo de trabajo, consto de un grupo multidisciplinario, que
aplico las ciencias de la Geomatica para un problema social, coordinandose con la
Secretaría de Medio Ambiente e Historia Natural.
Palabras clave: máximo 5 palabras.
Abstract— The present paper describes the design process of a complex solution of
Geomatica, to obtain the degree of specialist in Geomatics. This solution was
developed for decision-making in case of a contingency caused by an overflow of the
Rio Sabinal. The method used was the kings method, which is a method used by the
Centre for Research in Geography and Geomatics "Ing. Jorge L. Tamayo", AC
(CentroGeo). As well as general systems theory. The team consisted of a
multidisciplinary group that applied science of geomatics to a social problem,
coordinating with the Ministry of Environment and Natural History..
Keywords: Geomatica. Rio Sabinal. Solucion Compleja de Geomatica. Inundacion. Tuxtla
Gutiérrez.
ISSN 2007-9516 CD ROM 327
ISSN 2007-9516 CD ROM 327
Introducción
Conforme a la problemática propia de los
ríos urbanos, el Sabinal padece de un ciclo
hidrológico afectado por la gran extensión
de suelo circundante que ha sido sellada
bajo el concreto y asfalto de la ciudad, que
reduce su carga hidráulica, impide la
recarga de acuíferos e incrementa la
escorrentía del agua de lluvia (Strahler y
Strahler, 2011).
Es así que en la época de lluvias el río crece,
desbordándose y provocando grandes
inundaciones en los años de 1951, 1963,
1974, 1988, 1989, 1996, 1998, 2003,
2006, 2010, 2011. El 21 de septiembre
de 1989, el desbordamiento del río
Sabinal afectó colonias de los municipios
de Berriozábal y Tuxtla Gutiérrez,
causando daños a 1000 casas-habitación,
tanto populares como residenciales. Para
1996, el desbordamiento del arroyo Santa
Ana afectó a 300 comercios y 1500 casas de
11 colonias, donde el nivel del agua
alcanzado fue del orden de 2.5 m sobre el
nivel de la calle, sucediendo lo mismo
en 1998. En 2001 fuertes aguaceros
destruyen un número indeterminado de
casas en Tuxtla, y el desbordamiento de
varios de los afluentes del Sabinal afecta
a las colonias: Los Pájaros, Bienestar
Social, Terán y Potinaspak. Se derrumbó
una de las bardas del penal de Cerro
Hueco y se destruyeron 150 viviendas de
20 colonias. Los daños se atribuyen al
embovedamiento de arroyos y a la falta
de colectores para aguas pluviales. La
madrugada del 6 de octubre de 2003 se
presentaron lluvias de alta intensidad,
provocadas por el fenómeno
hidrometeorológico Larry, donde el nivel de
lluvia fue cercano a los 225 mm en la parte
alta de la cuenca del Sabinal, generando
una avenida estimada de 300 m3/s; y la
última presentada en 2010. A pesar de estos
riesgos el río era hermoso; sin embargo, la
ciudad ha crecido de manera que se
empezó a deforestar la zona arbolada
que rodeaba el río. La ciudad de Tuxtla
creció rápidamente y se pobló la zona norte
(que estaba al lado del río), así como el
poniente. En aquel momento se
comenzaron a construir pozos para el
suministro de agua, los cuales aceleraron
el proceso de secado del río, y el drenaje
de las nuevas colonias iba a dar al pobre
Río Sabinal, transformándolo en un gran
bote de basura para la ciudad. En la
siguiente figura, se muestra el modelo de
flujo del río Sabinal, como elementos de
entradas consideramos los afluentes
naturales, manantiales, precipitaciones y
descargas de aguas negras. Y como
elementos de salidas los efluentes,
evaporación, extracción y la infiltración; el
cauce del río lo señalamos como el
contenedor, por lo que cuando el volumen
de agua es mayor a su capacidad de
drenaje, se presenta una inundación.
En la siguiente figura, obtenida a partir
de los datos de Climate Predition Center
de la National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA), vemos los años en
que se ha desbordado el río Sabinal y
algunos de sus afluentes, marcados con las
líneas rojas, y observamos que la mayoría
se presentan en el periodo de la Niña.
ISSN 2007-9516 CD ROM 328
ISSN 2007-9516 CD ROM 328
El crecimiento periférico de la zona
urbana se está desplazando hacia zonas
de conservación ecológica. El uso de los
recursos naturales se lleva a cabo de
manera indiscriminada y desmedida, las
actividades de los sectores económicos se
encuentran limitadas y existe rezago en el
desarrollo social. Las principales actividades
se han desarrollado inconscientemente,
utilizando los beneficios que aporta el río
con escasas opciones de gestión y
supervisión, para evitar la disminución y/o
controlar aquellos efectos ambientales.
En suma, la vulnerabilidad construida en la
periferia urbana de Tuxtla Gutiérrez está
determinada, entre otros, por los siguientes
factores: Expansión urbana sobre áreas
ecológicamente frágiles y estratégicas
para el mantenimiento benéfico de la
dinámica hídrica de la cuenca del río
Sabinal. Insuficiencia en la incorporación
de criterios ambientales en la planeación
del desarrollo urbano y en la regulación del
crecimiento de la ciudad. Establecimiento
de población en los márgenes de ríos y
arroyos, así como la obstrucción de cauces
por asentamientos humanos, en zonas
contiguas al río Sabinal propensas a
inundación. Ocupación irregular y
establecimiento permitido de
asentamientos humanos sobre terrenos
con susceptibilidad a los deslizamientos y
avenidas de agua en épocas de lluvias.
Descarga de aguas residuales y residuos
sólidos de diferente origen sobre los
afluentes que desembocan en el río Sabinal.
Zonas periurbanas de reciente expansión
de la ciudad que se encuentran bajo
ISSN 2007-9516 CD ROM 329
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riesgo sanitario por la insuficiencia de
servicios de agua. Pobreza patrimonial y
marginación de los grupos sociales que se
establecen en la periferia urbana.
Desestabilización de las condiciones
sociales y daño a los ya precarios niveles
de vida de múltiples familias, ante las
afectaciones por lluvias intensas. Dificultad
evidente para brindar servicios de agua y
saneamiento básico.
Materiales y Métodos
Método Reyes
La metodología empleado en el proyecto fue
el Método Reyes. A través de este método
nosotros definimos el Marco Teórico, el
Modelo Geográfico, y el artefacto; estuvo
presente en todo el proceso del proyecto.
El método reyes nos sirvió para encontrar
el modelo que ayudara a comprender la
complejidad del problema y del territorio,
siendo observadores y parte del sistema. C.
Reyes expone en sus cursos de SIG lo
siguiente: “es una metodología en términos
de que es una guía conceptual, o sea, una
metodología no es una receta de cocina, ni
es un diagrama de flujo, no les va a decir
exactamente lo que tienen que hacer,
pero les va indicando qué cosas tienen
que pensar, qué cosas que cosas tienen que
cuestionar primero, qué tienen que
reflexionar y eso es lo que les ayuda a ir
resolviendo. Y cada problema es diferente,
y cómo modelan... Lo importante de la
metodología es que les vaya dando una
guía, un camino, es un camino no recorrido,
pues cada vez que plantean un problema,
va a ser un problema nuevo que
probablemente nadie haya recorrido, sobre
todo a nivel práctico, entonces, ustedes
lo van a recorrer y al menos la
metodología les va diciendo que cosas
tienen que poner sobre la mesa para que
les vaya ayudando a encontrar la solución”.
F. López Caloca comenta que el método Reyes propone varias condiciones y heurísticas, que si los especialistas y el cliente aplican, pueden conducirlos al acoplamiento estructural social que produzca un Modelo Geográfico resultante del acto de mirar con una perspectiva más comprensiva. Estos criterios se formulan de la forma siguiente: Condiciones: Los especialistas y el cliente tienen, cada cual, un modelo de conocimiento. El diálogo o conversación entre especialistas y el cliente debe establecerse a partir de un enfoque territorial. Heurísticas: Los modelos tácitos de conocimiento del cliente y los especialistas deben hacerse explícitos a través del territorio. La comunicación entre todos (los especialistas y cliente) debe establecerse a nivel conceptual y no técnico.
Lo anterior se consideró en las visitas y entrevistas con el demandante social. El método Reyes fue de mucha utilidad en la forma de establecer la comunicación, abordar al demandante social y obtener la información clave para obtener la solución de Geomática aplicada, ya que en el Metasistema de C. Reyes, estamos haciendo una lista de instrumentos, que restringen el contexto del sistema, que de una manera u otra lo está regulando, describiendo quiénes están dentro del juego o deberían estar, y a quiénes se requiere que se involucren también.
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DEMANDANTE SOCIAL
El demandante social espera que por medio de la Geomática, a través de un grupo transdisciplinario de especialistas le proporcionen una perspectiva integral para plantear una gama de soluciones a su problema o problemas (demanda social), alcanzando la inserción de éstas en el contexto de forma sistémica para favorecer la relación holista entre todas las partes, entre las que podemos mencionar el Cambio climático, la Seguridad pública, la Degradación ambiental, etc. Nuestro demandante social o cliente, es la Dirección de Planeación Ambiental y Ordenamiento Ecológico Territorial (DPAOET), que depende directamente de la Secretaría de Medio Ambiente e Historia Natural (SEMAHN), de Tuxtla Gutiérrez Chiapas. Para la que se realiza del trabajo y con la cual se mantuvo una estrecha comunicación durante todo el proyecto de Geomática aplicada. En la siguiente figura se muestra el organigrama de esta Secretaría:
De acuerdo con el método Reyes, el demandante social, es parte fundamental para el desarrollo y culminación del proyecto. Por ello, se realizaron tres visitas a la SEMAHN, donde nos recibió la directora de Planeación Ambiental y Ordenamiento Ecológico Territorial, M. C. Valeria Sánchez, el M.C. Félix Ayala y el Biólogo especialista Iván Gutiérrez, en los meses de agosto, septiembre y octubre, así como también se realizaron cuatro consultas por vía telefónica y envíos de correos electrónicos. Las visitas fueron grabadas para que todos los integrantes del equipo escucháramos las conversaciones todas la veces que fueren necesarias y analizáramos en conjunto sus planteamientos, identificando de esta manera la problemática a contrarrestar, sus requerimientos y el enfoque con el que ellos trabajan, que es desde la perspectiva del Ordenamiento Territorial.
Problemática del Demandante Social
La problemática que se presenta en la ciudad de Tuxtla Gutiérrez Chiapas, es el riesgo por las inundaciones, debido a que en la parte alta de la cuenca se lleva a cabo la deforestación, como es el caso de la zona de Berriozábal, donde una de las actividades económicas de los campesinos es la extracción de materia orgánica que venden como abono, la madera y las plantas que se encuentran enlistadas en
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las categorías de riesgo de la Norma oficial mexicana de protección ambiental, de especies nativas de flora y fauna silvestre; por lo que estas acciones repercuten en las partes bajas de la ciudad de Tuxtla . Por otra parte, en la ciudad no se respetan los límites federales del río Sabinal, ya que se localizan asentamientos humanos irregulares al interior de esta área, aunado al embovedado del río, siendo los factores que contribuyen a la formación de mayores avenidas de agua en el centro de la ciudad, y agravados por la basura que la gente tira en el cauce principal del Sabinal, lo que provoca un mayor impacto que ha evolucionado gradualmente , sin omitir que muchos o todos los cauces que son afluentes del Sabinal, no han sido respetados, construyendo sobre ellos calles y viviendas a través del tiempo.
Análisis de los Requerimientos del Usuario Se ha escrito mucho acerca del análisis de requerimientos, al igual que el análisis cualitativo. El análisis de requerimientos que propone el método Reyes se enfoca más al modelo de conocimiento, más que al modelado de datos o información como ocurre en la ciencia de la computación. El especialista en Geomática debe entrevistar a los posibles usuarios de la solución y dialogar con ellos, haciendo preguntas. (F. López Caloca). Para el análisis de requerimientos se partió del ámbito local ya que se trabajo con una dependencia estatal; indagando los posibles alcances, estrategias y prioridades, para plantear las preguntas ¿para qué?, ¿con qué?, ¿para quién?, ¿por qué?
MARCO TEÓRICO
El metodo Reyes nos indica que la comunicación con el demandante social y el grupo transdiciplinario, debe ser a nivel conceptual, y que un nivel de abstracción adecuado para lograr un entendimiento con el cliente, es a través de un enfoque territorial. C. Reyes comenta que “el enfoque territorial es cómo los clientes están asumiendo el territorio, y lo pueden hacer desde la planeación, la competitividad, la sustentabilidad, la fragmentación, la ecología del paisaje, los negocios, etc.” Puede haber diferentes formas, lo importante es encontrar un punto en común con un buen nivel de abstracción que les permita dialogar. (F. López Caloca).Por lo que al contactar con la
DPAOET de la SEMAHN, conversar con su personal y analizar la información de su página web, desde ese momento comenzamos a entender (la cultura) el enfoque de la SEMAHN e identificar cual es la forma en que conciben el territorio, así como sus funciones estratégicas a partir de los Ordenamientos Territoriales, con los que se basan para la toma de decisiones, regulaciones y aplicación de normativas en materia de medio ambiente. Las conversaciones con el demandante social, se hicieron con el objetivo de obtener un acercamiento a nivel conceptual y no a nivel técnico, para hacer explicito el modelo de conocimiento del demandante social y hacer una fusión, entre el modelo de conocimiento del cliente y nuestro propio modelo de conocimiento, que es desde la perspectiva de especialista en Geomática. Es decir, el acercamiento con el demandante social fue en términos de abstracción, con el fin de encontrar el modelo de conocimiento con el que nos comunicaríamos en la misma sintonía, con el mismo enfoque territorial, es así como llegamos a un nivel de entendimiento con el cliente, desde la perspectiva del marco teórico de la Gestión Territorial.
En las siguientes figuras se muestra la posición jerárquica del Marco Teórico de la Gestión Territorial, desde una escala de niveles de abstracción, que va de lo más abstracto a lo más tangible, mostrando en la figura inferior lo que abarca cada uno de estos niveles.
El Marco Teórico que se empleo no fue una elección hecha por el equipo de trabajo, no
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fue algo que pensáramos fuera lo mejor; el proponer un enfoque territorial diferente al que maneja el cliente, sería como hablar en dos lenguajes diferentes o sería como querer cambiar la forma de pensar del cliente y esa no es la finalidad del proyecto. De manera que el Marco Teórico fue definido por el modelo de conocimiento del demandante social, para no caer en el ejemplo que C. Reyes comenta en su curso de SIG, del Arquitecto que primero hace la casa sin consultar al cliente y después se la entrega, esperando que a eéte le guste, por lo que las probabilidades de que la casa quede a la medida de los gustos del cliente, son muy bajas.
Para adoptar un enfoque sistémico sobre las inundaciones en la ciudad, analizamos las relaciones que se dan dentro de la subcuenca, identificando todos los procesos y elementos que se presentan en ésta. Todos estos considerados en la Gestión Territorial, que permite hacer un marco integral, usándola con la intención de sumar enfoques. Finalmente se obtiene un modelo de Gestión Territorial, visto desde la Teoría General de Sistemas y utilizando como instrumento de gestión al Ordenamiento Territorial, que junto con la Geomática lo lleva más allá de su uso tradicional, con un fundamento sistémico, que nos lleva a ver las partes de los subsistemas interactuando entre sí, dentro del territorio. En el que “el territorio es el espacio-tiempo donde los agentes se ganan la 23 vida al realizar socialmente sus actividades en un entorno dado, que a su vez, configura sus vidas. Bajo esta perspectiva, lo social es territorialmente inextricable y el territorio no se puede divorciar de su construcción social y contenido” (F. López Caloca).
EL MODELO GEOGRÁFICO
Para esta etapa del proyecto C. Reyes explica: “Siempre que estamos haciendo diseño de soluciones en Geomática, hacemos explícitos los modelos de conocimiento” Y esto es importante, ya que se modela a partir del conocimiento de los especialistas y del cliente y no a partir de los datos duros o información. (F. López Caloca). “Los modelos geográficos juegan un papel fundamental en el diseño conceptual” (Carmen Reyes). Los modelos geográficos son utilizados como piedras angulares por sus habilidades analíticas y procesos de evaluación, son los elementos fundamentales de la aplicación, son la guía
para llegar a la solución. El análisis de requerimientos nos lleva al modelo geográfico, con el que se diseña la solución, proporcionando especificaciones para los aspectos de diseño cartográfico, los elementos de la interfaz, el contexto a usar y la arquitectura de información. “Cuando hablamos de modelo geográfico lo que queremos decir es hacer explícito el espacio en la problemática” (Carmen Reyes). Por lo que el modelo geográfico al que llegamos a partir del análisis de la problemática, vista desde el enfoque del marco teórico (Gestión Territorial), está restringido por un contexto de efectos naturales como el cambio climático, así como también de acciones administrativas como lo son los marcos jurídicos, ordenamientos territoriales, planes y programas de manejo, y conflictos sociales. El modelo geográfico que obtuvimos está integrado por cuatro subsistemas que interactúan entre sí, creando relaciones entre ellos, estos son: Medio Ambiente, Socio-cultural, Económico-Productivo y Político-Administrativo; los cuales giran alrededor del riesgo por inundaciones y vulnerabilidad, todo esto dentro del Marco teórico de Gestión Territorial, tal y como se muestra en la siguiente figura:
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Para entender el problema de las inundaciones en la ciudad, el análisis de la problemática es a nivel subcuenca, ya que las actividades que se realizan en la parte alta de ésta, tales como la deforestación, extracción de materia orgánica y flora nativa de la región, los asentamientos humanos irregulares y el embovedado de los afluentes que pasan por la ciudad, tienen repercusiones en el centro y otras zonas de la ciudad, las cuales están situadas en la parte baja y cerca de la desembocadura del Sabinal en el río Grijalva. “La degradación de los suelos se acentúa en presencia de riesgos ambientales, producto de la conjunción de un fenómeno natural extremo y de acciones antrópicas, dentro de un espacio y tiempo determinado.” (Gaspari et. al.).
Con respecto al modelado geográfico C. Reyes comenta: “la definición del modelo geoespacial general y el enfoque analítico son un factor clave en el éxito del modelado de sistemas. En esta etapa la identificación de los marcos teóricos y las metodologías concomitantes se vuelven necesarias. Los enfoques del modelado dependerán de la finalidad específica del ejercicio cibercartográfico. Un ejercicio enfocado a la geografía de negocios seguirá un camino diferente al de uno enfocado en las cuestiones ambientales”.
Resultados y Discusión
EL ARTEFACTO
El artefacto se desarrolló basándonos en un
proceso de diseño centrado en el usuario,
esto fue la especificación de diseño del
artefacto, donde se tuvo una
retroalimentación constante con el
demandante social en todas las etapas
de desarrollo; se integró al usuario
haciéndolo participar desde el inicio del
proyecto. A través del acercamiento con
el demandante social, se fueron
identificando en términos
organizacionales, el papel que juega el
DPAOET en la SEMAHN, y también
identificar cuáles son los satisfactores que
había que entregarle al cliente. Por medio de
una serie de sesiones, para entender en qué
contexto tendremos que insertar nuestra
solución.
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Los requerimientos iniciales del demandante se establecieron mediante un proceso de evaluación de las necesidades del usuario que incluyó entrevistas con los posibles usuarios, profesores, desarrolladores de contenidos, desarrolladores técnicos y otros interesados (Philp et. al. 2004). Considerando el análisis de las necesidades y especificaciones del usuario, se identificaron los requerimientos, incluyendo los elementos de la interfaz y los prototipos utilizados, para poner a 31 prueba los conceptos antes de la realización de las tareas de desarrollo que se llevaran a cabo. Por lo que el resultado está basado en las necesidades del usuario y no en un desarrollo tecnológico. En general, todo el proceso del desarrollo del proyecto integro a las partes interesadas, es decir, a los integrantes del equipo y al personal de la DPAOET. La siguiente figura nos muestra el enfoque del diseño centrado en las necesidades del usuario, desde el inicio del proyecto.
Un objetivo esencial del artefacto fue la simplificación en la claridad de la comunicación y representación de la información al usuario, llegando directamente a la información que el usuario necesita para su toma de decisiones, evitando un número excesivo de categorías para no saturarlo o distraerlo con información excesiva, presentando solamente lo necesario para una toma de decisiones, enfocada a una rápida respuesta en caso de alguna contingencia. La información contenida en el artefacto se presenta al usuario por medio de archivos en formato vectorial (puntos, líneas, polígonos), ráster, video, simulación hidrológica y de crecimiento de la mancha urbana; apoyándose de elementos de realidad aumentada para desplegar información en tiempo real. Además de participación ciudadana donde las personas en una API de Google colocan puntos, líneas y polígonos de los lugares que se inundan, sobre un mapa de la ciudad, presentado en la página web (http://inundacionsabinaltgz.crowdmap.com
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) creado por nosotros en la clase del Dr. Enrique Muñoz Goncen. Asimismo, se incorpora el acceso al sistema de monitoreo de video de vigilancia, que constan de seis cámaras colocadas en puntos críticos del río en la ciudad, estas cámaras están de tiempo completo destinadas a la vigilancia del río Sabinal. “Esto se suma a la red de sensores que tenemos en la cuenca alta, sensores de nivel del afluente del río Sabinal que cuando hay una precipitación fuerte se va activando un sistema de alerta temprana, así que cuando haya un torrencial de lluvias podemos informar a la población y proporcionar las acciones conducentes” (Boletín: 8971 Gob. del Edo.).También se integró la cuantiosa información que se ha generado, como las estaciones meteorológicas, los levantamientos LiDAR, y los estudios de vulnerabilidad, hidrometrología, desarrollo poblacional, estadísticos, históricos, demográficos, uso de suelo, geográficos, geomorfológicos, climátologicos, impacto ambiental, etcétera.
El diseño computacional está basado
principalmente en un diseño similar al
de un atlas cibercartográfico y un
visualizador cartográfico, como medio
principal de comunicación, donde se
muestra la información espacializada
necesaria para la prospección, la gestión
y planificación en caso de alguna
contingencia, así como también permite
hacer la prospección presentando el
crecimiento de la mancha urbana, que se
puede estimar en base a autómatas
celulares, el crecimiento de la
población, estimándose en técnicas
estadísticas y la relación
reforestación/erosión que se puede estimar
mediante las técnicas de Evaluación
Multicríterio. El crecimiento de la mancha
urbana, el crecimiento de la población, la
relación reforestación/erosión y el
comportamiento del río Sabinal nos
proporciona resultados que dan una idea
de cuál es el futuro de la cuenca siguiendo
ciertas prácticas negativas o positivas. La
integración de los sistemas de monitoreo en
tiempo real muestra cuál es el estado del río
Sabinal y alerta en caso de alguna situación
de potencial peligro. También se cuenta
con algunos videos, que describen la
transformación de la ciudad con sonidos
relacionados a la problemática que se está
abordando.
Los resultados que arroja el análisis de la figura anterior, al ir comparando los subsistemas: económico-productivo, sociocultural, medio ambiente y político-administrativo, contra las zonas de vulnerabilidad, vemos cómo interactúan entre sí, identificando que zona comercial está más expuesta, por lo que estas zonas requieren la intervención de tomadores de decisiones de forma integral, para tomar las medidas necesarias que mitiguen el impacto en caso de un desbordamiento del río, considerando la posición de los edificios públicos, las escuelas y los hospitales que están cerca de las zonas de riesgo, observando las zona que ha sufrido otros desbordamientos, estimando la cantidad de personas que viven y trabajan en esta zona, y que podrían ser afectadas.
Con los resultados podríamos obtener modelos que prospecten situaciones extremas futuras, conociendo cual ha sido el máximo nivel del agua sobre la superficie alcanzado históricamente, se realizaría la simulación de inundaciones futuras a un más extremas, como en el caso de que se presentara un evento mayor como un huracán, estimando el nivel de afectación y el impacto económico, social y ambiental que pudiera alcanzar dicho fenómeno. Considerando que aumente la frecuencia e
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intensidad de los fenómenos meteorológicos derivados del cambio climático, en relación al tiempo. Proponiendo una hipótesis sobre una avenida catastrófica con determinado volumen de agua, en función del tiempo, tanto en minutos u horas, al simularlo obtendríamos las afectaciones de determinadas áreas, asimismo, conociendo los datos de los índices de población y vivienda, y los económicos, se obtendrían la estimación de la afectación tanto sociales como económicas e infraestructura, para que las dependencias gubernamentales a nivel federal, estatal y municipal, tomen medidas tanto de gestión, planeación y de protección civil.
CONCLUSIONES
La Geomática tiene un gran potencial,
como una poderosa herramienta para la
gestión y la toma de decisión, así como
para ordenar y planificar las acciones que
se desarrollan en el territorio tanto en el
presente y el futuro, por la ocupación de éste
que hace la sociedad. Un huracán o una
tormenta tropical son fenómenos naturales
que no podemos impedir, sin embargo, los
desastres no son fenómenos naturales,
estos se pueden prevenir o mitigar en
algunos casos, con la adopción de enfoques
interdisciplinarios como el de la Geomática,
que ayuda a establecer medidas
preventivas y correctivas. La Geomática
nos provee una representación
Cartográfica, que integra a los Sistemas
de Información Geográfica, Sistemas de
Alerta Temprana y la participación
ciudadana; aplicadas al análisis de riesgos
y vulnerabilidad, proporcionando
importantes indicadores de riesgos,
escenarios futuros y toda la información
necesaria para la gestión del territorio, de
la población y de las mejores opciones
para el auxilio y la evacuación en caso
de presentarse una posible contingencia. La
Geomática además de emplear los
tradicionales Sistemas de Información
Geográfica, Mapas, Multimedia y enlaces a
Internet, puede trabajar con aplicaciones de
realidad virtual y realidad aumentada, para
proporcionar en tiempo real datos e
imágenes del territorio desde cualquier
punto de vista, en tierra o desde el aire de
manera continua y dinámica, similar a la
visión que tendríamos desde un auto o un
avión en movimiento. La Geomática expresa
lo intangible de los sistemas territoriales, lo
que es una fortaleza muy importante. Esta
capacitad de expresar y de ver lo
intangible de los sistemas que están
relacionándose en el territorio, esa visión de
sistemas complejos, de identificar la
Cibernética, se considera al momento de
diseñar un modelo y un prototipo, es una
aportación a ese diseño, más la
innovación y la creatividad que van de la
mano con el desarrollo de los prototipos.
Tradicionalmente podemos decir que el
Ordenamiento Territorial, se restringe a
describir lo que hay y lo que se puede o
no se puede hacer en un territorio, pero
con la Geomática estamos viendo un
panorama mas amplio, nos saca del ámbito
tradicional, porque podemos ver la mayoría
de las cosas que influyen, esa capacidad
de ver más, que los otros estudios
anteriores o tradicionales, que tienen la
capacidad de generar mucha información.
La Geomática integra esta información y
parte de las necesidades de la sociedad: la
Geomática modela, trabaja, desarrolla y
piensa a partir de las necesidades que le
plantea la sociedad. Tras realizar este
proyecto es posible apreciar la
complejidad y envergadura que implica la
elaboración de soluciones geomáticas; sin
embargo, nos deja con un buen sabor
de boca, puesto que también hemos
atestiguado la importancia de aplicar un
enfoque sistémico para hallar la mejor
solución al problema planteado, así como de
la cibernética de segundo orden y los
procesos de retroalimentación en los
que tanto el equipo desarrollador como
el demandante social juegan un papel
fundamental para el desarrollo del modelo
geográfico y su conducción hacia el
artefacto final. Asimismo, este fuerte
componente social propio de la Geomática
requeriría ser observado con amplio detalle
en caso de que la propuesta se llevara a la
realidad, en especial dado que este trabajo
está orientado a la gestión territorial e incide
directamente en la toma de decisiones, a
la vez que considera la concientización y
la participación social dentro de su
estructura. Es importante señalar la
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necesidad que tuvimos de tener a la
mano los conocimientos logrados durante
la especialización y aquéllos adquiridos
individualmente en la formación previa, así
como de profundizar en varias disciplinas
del conocimiento ajenas a las que cada uno
conocía de antemano para poder alcanzar
los objetivos prescritos y llevar a buen
término nuestra labor. Nos damos cuenta
que con el apoyo de los recursos de la
Geomática podemos dar soluciones
holísticas a cualquier problema en
general, ya que ésta nos permite
auxiliarnos de un conjunto de ciencias,
que proporcionan los medios para la
captura, almacenamiento, tratamiento,
análisis, interpretación y difusión de la
información georeferenciada; desde un
método sistémico, que incluye la
dinámica de las relaciones que se dan
entre los componentes del ambiente
natural y socioeconómico, los cuales
marcan las fronteras de su territorio. En
nuestro caso, la Geomática nos ayudó
a plantear una solución para resolver
la problemática de nuestro cliente desde un
enfoque sistémico, y a través de una
perspectiva de Gestión Territorial; con la
que pueda integrar información histórica
y actualizada para el tratamiento y análisis
prospectivo de la subcuenca de Tuxtla
Gutiérrez, y que sirva de soporte a los
tomadores de decisiones en temas de
Planificación Territorial de la región. La
enseñanza que nos deja este proyecto,
es que tenemos que formar un lenguaje
de comunicación entre el cliente y
nosotros, por medio de un modelo de
conocimiento entre ambas partes, con el fin
de encontrar un marco conceptual que se
ajuste a la problemática a resolver, y que
funcione como guía en el desarrollo de
la solución. Tomando en cuenta en cada
etapa de desarrollo, la constante
retroalimentación del usuario, hasta que
llegue a satisfacer sus necesidades. Es
importante tener la geomática como una
herramienta con la que podemos hacer
explicito el territorio para lo actores que en
él habitan y lo modifican con sus acciones; y
el cómo, se puede hacer palpable la maraña
de relaciones que se forman entre éstos y el
entorno según el lente a través del cual se
necesite realizar la transparencia de la
situación en éste espacio, además de poder
reflejar la dinámica del sitio en función del
tiempo, ya que aunque desde el principio de
los tiempos se ha representado en forma
estática el paisaje, como una fotografía en
un lugar y un momento, sin importar su
dinámica y sobre todo considerar al hombre
como algo ajeno al espacio, considerándolo
como una mera imagen más del paisaje, y
no como el factor que entreteje todo un
escenario, que debe ser contemplado de
manera holística, con la integración de
todos los componentes que ella
interviene, para que, con esta
participación unificada de todas las partes,
se obtengan cambios, que hacen la
diferencia entre las acciones actuales
derivando en un mejor escenario que el
actual. Con el fundamento de la teoría
general de sistemas y con la flexibilidad
de sobreponer el conocimiento cualitativo
que genera la sociedad, que es
reconocido como un verdadero
conocimiento, y que está empotrado en la
parte del conocimiento cuantitativo y la
rigidez de los modelos de la cartografía. No
debemos omitir mencionar que la
modelación del escenario hecha a través de
un marco teórico, es lo que da la
trasparencia del sistema que se desarrolla
en ese contexto de estudio, siempre con un
fin relacionado con el hombre en sí, que
afecta a y se ve afectado por el entorno.
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ISSN 2007-9516 CD ROM 339
"DEGRADACIÓN DE LA AMOXICILINA EN SOLUCIÓN
ACUOSA MEDIANTE EL SISTEMA FENTON"
León Hernández José Alfredo1, García Cisneros Ismael 2, Gutiérrez Hernández Rubén
Fernando2
Instituto Tecnológico de Tapachula, Carretera Tapachula - Puerto Madero KM. 2.0, Tapachula, Chiapas.
RESUMEN
Debido al amplio consumo de productos farmacéuticos por la sociedad moderna, es posible
encontrar sus moléculas en las aguas residuales de las industrias farmacéuticas, de los
hospitales y de los hogares de cada familia. La creciente demanda de la sociedad por la
remediación de aguas contaminadas de diversos orígenes, ha impulsado en los últimos años, el
desarrollo de nuevas técnicas o tratamientos más específicos y avanzados. El objetivo de esta
investigación fue evaluar la eficiencia del sistema Fenton en la degradación de la amoxicilina en
solución acuosa. Se empleó un diseño experimental en el que se evaluaron dos variables
diferentes (concentración de catalizador–hierro[II]–peróxido de hidrogeno) completamente
aleatorizado. Las pruebas de oxidación se llevaron a cabo durante 4 horas, en un reactor de
vidrio de 50 ml, colocando un agitador magnético para mantener la solución homogénea, y
ajustando nuestra solución a un pH igual a 3.0.. Se utilizó una concentración inicial de amoxicilina
de 25 mg L-1. La degradación del antibiótico fue monitoreada determinando la demanda química
de oxigeno de muestras tomadas del medio de reacción cada 30 min. El mayor porcentaje de
degradación (79.03%) se logró mediante la combinación de 0.65 mg L-1 de Fe2+ y 700 mgL-1 de
H2O2. Los resultados permiten observar que la reacción de Fenton es adecuada para lograr la
degradación de la amoxicilina en medio acuoso.
Palabras clave: Proceso avanzado de oxidación, antibióticos, biodegradabilidad.
Abstract
Due to the widespread use of pharmaceuticals in modern society, it is possible to find such
molecules in wastewater from pharmaceutical industries, hospitals and homes for every family.
The growing demand from society for the remediation of contaminated water from various sources
has promoted in recent years, the development of new treatments or more specific techniques
and advanced. The objective of this investigation was to evaluate the efficiency of the system
Fenton degradation of amoxicillin in aqueous solution. Experimental design in which two different
variables (concentration of catalyst-iron [II] and peroxide hydrogen) were evaluated completely
randomized was used. Oxidation tests were carried out for 4 hours, in a glass reactor of 50 mL,
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for placing a magnetic stirrer maintain homogeneous solution, and adjusting to a pH 3.0 solution
to ours. An initial concentration of amoxicillin of 25 mg L-1 was used. The highest percentage of
degradation (79.03%) is achieved by combining 0.65 mg L-1 of Fe2+ and 700 mgL-1 of H2O2. Under
these conditions, the degradation profile follows zero order kinetics with rate constant (k = 1.8
min-1). The results allow observing that the Fenton reaction is adequate to achieve degradation
of amoxicillin in aqueous medium.
Keywords: Advanced oxidation process, antibiotics and biodegradability.
Introducción
El agua es fundamental para todas las
formas de vida. Este recurso es
indispensable para el desarrollo de toda
civilización, posibilita la expansión
demográfica y los progresos de la
producción. Su principal importancia radica
en el suministro de agua potable y agua para
uso doméstico, para los cultivos agrícolas y
para las industrias. Sabiendo lo importante
que es, se convierte en uno de los recursos
esenciales de la naturaleza. La
contaminación del agua consiste en una
alteración o modificación en su composición
química, generalmente provocada por el
hombre cuando se introducen descargas
urbanas, industriales u cualquier otro
residuo que resulte peligroso o tóxico.
Cuando el agua contiene cualquiera de
estos residuos la transforma en impropia o
peligrosa para el consumo humano, para el
uso industrial, para la agricultura, para los
organismos acuáticos y para las actividades
recreativas (Prados, 2010).
Antiguamente, los únicos contaminantes
tóxicos y peligrosos del agua eran las
bacterias y virus que causaban
enfermedades encontradas en el agua, tales
como el cólera y la salmonella entre otros,
donde los tratamientos de cloración eran
eficientes. Sin embargo, conforme al
crecimiento de la economía mundial y el
desplazamiento de la población a las
ciudades, se han creado nuevos hábitos de
cuidados personales en nuestra sociedad,
que están generando una serie de nuevos
contaminantes, de los cuales, se
desconocen los efectos potenciales que
puedan estar provocando al ambiente
acuático, principalmente y a la salud
humana (Cooper et al., 2008). Estos tipos de
contaminantes se les conoce como
emergentes, dentro de estos contaminantes
se encuentran algunos compuestos
químicos de naturaleza orgánica,
ampliamente consumidos por la sociedad ya
sea de uso industrial (desengrasantes,
retardántes de llama entre otros),
farmacéuticos (antibióticos, anti-
inflamatorios, antipiréticos, entre otros) o
productos del hogar (cremas, perfumes,
maquillajes), entre otros. (Packer et al.,
2003).
En la última década la presencia de
fármacos y sus metabolitos ha sido
comprobada en diversos comportamientos
ambientales y calculada mediante diversos
protocolos(Quesada, 2009). Los cuerpos de
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agua son los más afectados, ya que es uno
de los principales medios de distribución de
estos contaminantes, desde una descarga
sobre un arroyo, este arroyo se integra a un
río, este río alimenta a alguna laguna
costera o se incorpora directamente a los
océanos. Es la razón por la que estos
contaminantes están presentes en cualquier
cuerpo de agua, aun en aguas tratadas. Los
resultados reportados muestran datos
sumamente alarmantes, ya que hay
fármacos que se encuentran en
concentraciones relativamente altas como
para ejercer algún tipo de acción y
manifestar efectos ambientales. Esta
preocupación se ha materializado en el gran
esfuerzo que está haciendo la comunidad
científica para investigar esta problemática e
intentar eliminar o reducir sus efectos
(Packeret al., 2003), que se ha reportado
donde la presencia de productos
farmacéuticos y productos de cuidado
personal en el agua son perjudiciales, por
ello se les reconoce como contaminantes
potencialmente peligrosos (Vognaet al.,
2004).
Dentro de la gran variedad de
medicamentos que existe, los más utilizados
en la Región del Soconusco del estado de
Chiapas, México son los antibióticos, entre
ellos está la amoxicilina. Este medicamento,
cuando es consumido un 60–70 % es
excretado por nuestro cuerpo
inalteradamente. Esto ha provocado, que el
impacto del producto se dé en dos niveles,
el generado durante su fabricación y el que
se genera durante y después de su uso
(Boxall, 2008). Dentro de los daños
provocados en el medio acuático está, la
inhibición del crecimiento de las
cianobacterias y plantas acuáticas. Además
presentan toxicidad en algunas microalgas,
contaminan y matan a los microorganismos
que enriquecen la tierra.
En la búsqueda de soluciones para esta
problemática se han encontrado que los
procesos avanzados de oxidación (PAO),
han demostrado ser eficientes en la
oxidación de un elevado número de
compuestos orgánicos e inorgánicos.
Dentro de los PAO se encuentran los
procesos de degradación no fisicoquímicos,
sistema Fenton (Fe2+/H2O2) (Prados 2010),
ozonización en medio alcalino (O3/OH-),
ozonización con peróxido de hidrógeno
(O3/H2O2) (Quesada, 2009). Los PAO son
aplicados en la degradación de diversos
contaminantes emergentes y productos
farmacéuticos como también en la
degradación de la amoxicilina por
ozonización a pH=5.5 teniendo 90% de
remoción (Andreozzi et al., 2005), la
amoxicilina en afluente de industria
farmacéutica empleando el sistema Fenton
teniendo un 60% de degradación del
antibiótico (Sousa, 2011). Así también han
reportado la degradación de la amoxicilina
en aguas residuales por el proceso de Foto–
Fenton teniendo un 82.8% de eficiencia
(Elmolla, 2009) y la degradación de los
antibióticos amoxicilina, de la ampicilina y de
la cicloxacilina en solución acuosa por el
proceso de Foto–Fenton obteniendo un
80.8% de degradación (Elmolla, 2009).
El objetivo de este trabajo fue la aplicación
de un sistema Fenton (Fe2+/H2O2) para
degradar la amoxicilina en medio acuoso. El
cual se centra en la optimización de las
condiciones adecuadas para la eliminación
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de la amoxicilina partiendo de un 1er diseño
experimental y planteando un segundo
diseño experimental con valores próximos a
los que generaron la mayor degradación de
la amoxicilina en el 1er. diseño
experimental, el interés del estudio de dicho
proceso a este tipo de afluentes radica en su
capacidad de minimizar compuestos
orgánicos a otros más simples o menos
perjudiciales.
Materiales y Métodos
Materiales
- Balanza analítica
- Espectrofotómetro (Spectronic 20, Milton
Roy Company)
- Matraces volumétricos marca de 500 y
1000 mL
- pHmetros
- Reactor de vidrio de 50 mL
- Agitador mecánico (STIRRER).
Métodos
Sustancias químicas:
Se utilizó peróxido de hidrogeno (H2O2, 30%
V/V) suministrado por Meyer, sulfato ferroso
heptahidratado (FeSO47H2O, 99%)
suministrado por J.T. & Baker, ácido
sulfúrico (H2SO4, 98%) y sulfato de mercurio
(HgSO4, 99%) suministrado por Omnichem,
dicromato de potasio (K2Cr2O7, 99.5%) y
sulfato de plata (Ag2SO4, 99%),
suministrado por Mallinckrodt, todos fueron
grado reactivo analítico. La amoxicilina fue
obtenida en su presentación comercial
genérica en una farmacia de la localidad.
Diseño Experimental.
Se elaboró un diseñó experimental factorial
(Tabla 1) en el que se evaluaron dos
variables diferentes (Fe+2 y H2O2).Cada
tratamiento se realizó por triplicado y al final
de los ensayos se determinó la remoción del
antibiótico amoxicilina mediante el empleo
de la espectrofotometría, visible a una
longitud de onda de 600 nm.
Tabla 1. Formato del diseño experimental uno.
Concentración de H2O2 en mgL-1
mgL-1 Fe2+
0.50 0.65 0.80
800 E1,1 E2,1 E3,1
700 E1,2 E2,2 E3,2
600 E1,3 E2,3 E3,3
Dónde: E i, J respuestas esperadas
i= Nivel del factor Fe2+ J= Nivel del factor H2O2
Sistema de reacción.
Se empleó un reactor de vidrio con
capacidad de 50 mL. La concentración
inicial de la amoxicilina fue de 25 ppm, y el
pH del medio de reacción se ajustó a 3
utilizando una solución de ácido sulfúrico
(H2SO4) al 10%. El medio de reacción se
mantuvo en agitación constante (850 rpm)
utilizando un agitador mecánico (STIRRER).
Después se adiciono el catalizador hierro (II)
y el peróxido de hidrogenó y se mantuvo en
agitación constante durante 4 horas dentro
de una caja completamente cerrada
evitando la penetración de la luz.
Blancos
Para evaluar la eficiencia del sistema Fenton
se trabajó con el antibiótico Amoxicilina con
una concentración de 25 ppm. El medio de
reacción se mantuvo en agitación constante
durante 4 horas. La concentración obtenida
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al término de reacción fue determinada de la
misma forma que en los tratamientos.
Método Analítico: Determinación de la
Demanda Química de Oxigeno (DQO)
Se siguió el micro-método colorimétrico
usando dicromato de potasio como agente
oxidante. Las muestras se digestaron por 2
horas a 150°C en un digestor de DQO y
posteriormente se leyó la absorbancia a 600
nm (APHA, 1998).
Resultados y Discusión
Este proceso 1º fue evaluado con tres
concentraciones de peróxido de hidrogeno
(1250, 1000 y 750 mg L-1) y tres
concentraciones de Fe2+ (0.2, 0.4 Y 0.6 mg
L-1). En la Tabla 2 se presentan los
porcentajes de remoción obtenidos,
lográndose una degradación de la
amoxicilina de 71.69% y la desviación
estándar obtenida en cada tratamiento.
Tabla 2. DQO obtenida en relación con las diferentes concentraciones de H2O2 y de Fe2+ utilizadas (Primer diseño experimental).
Conc. mg L-1
de H2O2
mg L-1 de Fe2+
0.2 0.4 0.6
1250 31.21 ± 5.5 26.31 ± 1.4 51.00 ± 1.1
1000 43.68 ± 2.2 56.62 ± 3.3 57.66 ± 2.1
750 44.90 ± 4.7 60.80 ± 5.3 71.69 ± 2.8
Tabla 3. Análisis de varianza en el primer diseño experimental.
FACTOR SC GL S.M F P
H2O2 2518 2 1259 101.1 0.001
Fe2+ 1864 2 932 74.9 0.001
H2O2 *[Fe2+] 619 4 155 12.4 0.001
Fig. 1. Representación de la DQO obtenida en el sistema de reacción del primer diseño experimental (0.60, 0.40, 0.20 mg L-1 de Fe2+) y (750, 1000, 1250 mg L-1 de H2O2).
Con base en los resultados anteriores se
realizó un segundo diseño experimental con
tres concentraciones de peróxido de
hidrogeno (800, 700 y 600 mgL-1) y tres
concentraciones de Fe2+ (0.50, 0.65 y 0.80
mg L-1) próximas a los valores donde se
obtuvo la mayor degradación en el primer
diseño experimental. Los datos obtenidos
en esta serie de experimentos se presentan
en la Tabla No. 4, en donde se puede
observar que la mayor remoción de 79.03%,
se logra cuando el sistema se opera con0.65
mg Fe+2 y 700 mg H2O2.
Tabla 4. Porcentaje de remoción de la amoxicilina obtenido en reacción con las diferentes concentraciones de H2O2 y de Fe2+(Segundo diseño experimental).
Conc. mg L-1
de H2O2
mg L-1 de Fe2+ 0.50 0.65 0.80
800 52.77 ± 3.8 61.41 ± 8.2 69.23 ± 3.1
700 71.66 ± 1.5 79.03 ± 1.7 75.07 ± 1.8
600 50.00 ± 3.0 54.66 ± 3.2 56.84 ± 4.3
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En la Tabla No. 4 se presentan los
porcentajes de remoción de Amoxicilina y la
desviación estándar obtenida en cada
tratamiento del segundo diseño
experimental. El análisis de varianza
realizado a estos datos (Tabla 5), permite
ver que tanto el H202 como el Fe2+ tienen una
influencia significativa en el proceso
oxidativo. Se puede observar también que
no existe interacción entre los factores
evaluados (p=0.060).
Tabla 5. Análisis de varianza de los datos obtenidos en
el segundo diseño experimental. FACTOR SC GL S.M F P
H2O2 2135 2 1068 69.60 <.001
Fe2+ 393 2 196 12.80 <.001
H2O2 *[Fe2+] 170 4 42 2.76 0.060
En la Figura 2 se visualiza que el mayor
porcentaje de remoción de la amoxicilina de
79.03%, se obtuvo con las concentraciones
de Fe (II) = 0.65 mg L-1 y de H2O2 = 700 mgL-
1. Siendo este el mayor porcentaje de
remoción de la amoxicilina en solución
acuosa con el Proceso de Oxidación Fenton.
La optimización de este proceso se logró
planteando un 2º diseño experimental con
datos cercanos a los que habían generado
el mejor resultado en el 1er. diseño
experimental.
Figura 2.. Representación de la DQO obtenida sistema de reacción del 2º diseño experimental (0.50, 0.65, 0.80 mg L-1 de Fe2+) y (800, 700, 600 mg L-1 de H2O2).
De acuerdo a los resultados obtenidos se
observa que el sistema de oxidación
Fenton es una alternativa efectiva para
degradar la amoxicilina en solución acuosa
y con un gran potencial de aplicación,
debido a que no se requieren equipos
sofisticados para su aplicación. Los
resultados obtenidos son comparables con
los reportados por otros autores.
Degradación de la amoxicilina en el afluente
de industria farmacéutica empleando el
sistema Fenton teniendo un 60% de
degradación (Sousa 2011) como también la
biodegradabilidad de las aguas residuales
sintéticas de la amoxicilina por el proceso de
Foto Fenton teniendo un 80% de
degradación (Elmolla 2009),degradación de
la amoxicilina por ozonización a pH=5.5
teniendo 80% de remoción (Andreozziet al.,
2005), y la degradación de los antibióticos
amoxicilina, ampicilina y cicloxacilina en
solución acuosa por el proceso de Foto–
Fenton obteniendo un 80.8% de
degradación (Elmolla, 2009).
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ROBÓTICA Y ELECTRÓNICA LIBRE COMO HERRAMIENTAS PARA LA ENSEÑANZA -
APRENDIZAJE DE LAS INGENIERÍAS
Gómez Moreno, Carlos Alberto1; Castillo Solís, Alfredo1; Cancino Villatoro, Karina1; Gómez
Meoño, Alfredo1; Vera Medina, Gerardo1. 1Universidad Politécnica de Tapachula, Carretera Tapachula – Puerto Madero Km. 24+300,
Tapachula, Chiapas.
Los modelos educativos actuales para la enseñanza de las Ingenierías están orientados al
aprendizaje y a la creación del conocimiento y no solo a la recepción del mismo. Esta
tendencia apoya la idea de que la construcción, la interacción y la manipulación de la
realidad que rodea al estudiante, resulta en la adquisición de nuevos conocimientos por
su naturaleza modeladora, más que descriptora. Es por ello que se sostiene que estas
técnicas facilitan el proceso de enseñanza aprendizaje. En este sentido, el uso de la
robótica y la electrónica libre como herramientas didácticas surgen como respuestas a
estas nuevas directrices cognitivas, permitiendo que el estudiante se acerque a la ciencia
y a las nuevas tecnologías a partir del diseño, la elaboración, la ingeniería y la operación
de objetos que representen y simulen los fenómenos que percibe. En los últimos años ha
surgido a nivel mundial un fuerte interés en la robótica para niños y jóvenes. México no
es la excepción: dentro de los Institutos Tecnológicos y Universidades Politécnicas se
pueden observar frecuentemente eventos y torneos de robótica, así como exposiciones
de proyectos multidisciplinarios basados en electrónica. En particular, en la Universidad
Politécnica de Tapachula, el Cuerpo Académico “Ingeniería Aplicada a las
Organizaciones” ha trabajado desde 2012 bajo este enfoque. Este documento presenta de
manera breve las experiencias en éste ámbito y los resultados que se han obtenido.
Palabras clave: Robótica, Electrónica Libre, Herramientas de Enseñanza – Aprendizaje,
Ingeniería.
The current educational models for teaching Engineering are oriented to the learning and
the creation of knowledge and not just the receipt of it. This trend supports the idea that
the construction, interaction and manipulation of the reality surrounding the student,
results in the acquisition of new knowledge for its shaping nature rather than descriptor.
That is why it is argued that these techniques facilitate the teaching-learning process. In
this sense, the use of robotics and open electronics as educational tools emerge as
cognitive responses to these new guidelines, allowing the student to approach science
and new technologies from the design, development, engineering and operation of objects
that represent and simulate the phenomena he or she perceives. In recent years there has
been globally a strong interest in robotics for children and youth. Mexico is no exception:
in the Technological Institutes and Polytechnic Universities often it can be seen robotics
events and tournaments, as well as expositions of multidisciplinary projects based on
electronics. In particular, at the Polytechnic University of Tapachula, the Academic Group
“Engineering Applied to Organizations” has worked since 2012 under this approach. This
paper briefly presents the experiences in this area and the results that have been obtained.
Keywords: Robotics, Open Electronics, Teaching – Learning Tools, Engineering.
ISSN 2007-9516 CD ROM 348
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Introducción
Los Institutos Tecnológicos y Universidades
Politécnicas cuentan con Programas de
Estudio de Ingenierías que incluyen
Ciencias Básicas y Aplicadas, en lo
particular las disciplinas de Física,
Matemáticas y Programación. Es común
que tanto los profesores como los alumnos
mencionen la dificultad que se presenta para
la enseñanza – aprendizaje de los temas de
dichas asignaturas. Derivado de lo anterior,
se pueden presentar problemas de
ausentismo, falta de interés y entusiasmo
por parte de los estudiantes respecto a las
disciplinas en mención, así como un
aumento en los índices de deserción y
reprobación.
En la actualidad, existe una amplia variedad
de técnicas y recursos que son utilizados
como apoyo tecnológico para favorecer el
aprendizaje académico y el desarrollo social
de las personas. En el ámbito de la
educación a nivel superior, específicamente
en la enseñanza de las Ingenierías, siempre
debe tenerse en mente el lenguaje utilizado
para comunicarse y la profundidad de los
contenidos. Es importante manejar los
conceptos científicos lo suficientemente
simples para que los estudiantes entiendan
cómo funcionan las cosas a través de la
experimentación (Gallegos, 2013). En vez
de intentar esconder la complejidad de las
tecnologías a los estudiantes principiantes,
es preferible simplificarla hasta el punto en
el que ellos puedan lidiar con ella
directamente.
Bajo este criterio, se plantea que el uso de
la robótica y la electrónica libre como
herramientas para la enseñanza –
aprendizaje puede enriquecer el proceso
educativo, dado que los estudiantes,
profesores e investigadores generan sus
propios materiales, talleres, ejemplos y
tutoriales, así mismo, tienen la oportunidad
de retroalimentar y ser retroalimentados por
miembros o comunidades de otras
universidades de todo el mundo. Este
enfoque genera mayores habilidades y
capacidades para la resolución de
problemas en el alumno gracias a la
experimentación, a través del desarrollo de
aplicaciones y prototipos interactivos,
incrementando las posibilidades de llevar a
cabo proyectos multidisciplinarios aún
cuando no se cuente con un laboratorio
especializado, o cuando no hay suficiente
presupuesto para adquirir equipo de alto
costo.
En el presente escrito, se presentan y
analizan de forma breve las experiencias
que el Cuerpo Académico “Ingeniería
Aplicada a las Organizaciones” ha tenido a
través de esta estrategia de enseñanza
innovadora para el desarrollo de las
competencias de los estudiantes de
Ingeniería de la Universidad Politécnica de
Tapachula
Materiales y Métodos
La Robótica como herramienta para la
enseñanza – aprendizaje de las Ingenierías.
El Taller de Robótica de la Universidad
Politécnica de Tapachula, creado en febrero
de 2012, dentro del marco del trabajo de
investigación del Cuerpo Académico
“Ingeniería Aplicada a las Organizaciones”,
ofrece a sus alumnos la opción de trabajar
con la plataforma Vex Robotics. Esta
plataforma, apoyada por importantes
Instituciones como la Universidad de
Carnegie Mellon, la NASA y la fundación
REC, fue diseñada para que los jóvenes
estudiantes puedan aprender sobre ciencia,
tecnología, ingeniería y matemáticas (Vex
Robotics, 2015), por mencionar sólo
algunos de los muchos campos que se
pueden explorar mediante la tecnología
robótica.
Más allá de los principios de la ciencia y la
ingeniería, los cuales comprenden las áreas
de mecánica, electrónica, programación y
logística, en el taller también se fomenta el
trabajo en equipo, liderazgo y resolución de
problemas entre los grupos. A su vez, el
taller fue creado para funcionar como un
espacio en el que los Profesores
Investigadores puedan personalizar
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fácilmente proyectos multidisciplinarios y
alcanzar así el adecuado desarrollo de las
competencias y habilidades de los
estudiantes de ingeniería.
Dentro de las actividades del taller, se han
convocado y coordinado a los alumnos que
participan en dicho programa a reuniones de
trabajo colaborativo, así como de asesoría,
para el diseño, construcción y programación
de sus robots, como parte de los
preparativos para las representaciones de la
Universidad en competencias de robótica
regionales, estatales, nacionales e
internacionales, así como exposiciones de
ciencia y tecnología.
Figura 1. Prototipos robóticos presentados por la
Universidad Politécnica de Tapachula en el
Campeonato Nacional de Robótica 2015, celebrado el
9 y 10 de marzo de 2015 en Pachuca, Hidalgo.
Electrónica Libre como herramienta para la
enseñanza – aprendizaje de las Ingenierías.
El movimiento "open-source", o bien,
conocido en nuestro idioma como "libre" o
de "fuente abierta", surgió en los años 80’s
y ha mostrado que se puede crear software
útil y robusto a través de un equipo
distribuido de voluntarios dispuestos a
compartir libremente los resultados de sus
desarrollos y proyectos.
En la última década, este movimiento se ha
permeado con gran éxito en el hardware y la
electrónica, a través de proyectos que a
menudo reúnen grandes y fuertes
comunidades de personas que trabajan de
manera concurrente en varios niveles:
Algunos trabajan sobre el código del núcleo,
otros contribuyen en pequeñas extensiones,
otros más escriben la documentación u
ofrecen soporte, también hay quienes
desarrollan sensores y actuadores, aunque
la mayoría simplemente colabora haciendo
uso de un producto de calidad en diversas
aplicaciones y prototipos (Arduino, 2014).
Desde febrero de 2014, el Cuerpo
Académico “Ingeniería Aplicada a las
Organizaciones”, además de la Robótica,
también ha experimentado, en el campo de
la Electrónica Libre, a través de la
plataforma Arduino y su uso como
herramienta didáctica, principalmente en
disciplinas como Sistemas Digitales,
Programación, Ingeniería de Control, por
mencionar algunas.
Sucede que son varios los pasos requeridos
para que el estudiante pueda llevar a cabo
la más básica de las tareas con un
microcontrolador: primero hay que
seleccionar alguno en particular y buscar el
circuito necesario para usarlo, luego hay que
ordenar y ensamblar las partes necesarias,
descargar el software necesario para
programarlo, encontrar la manera de
comunicarlo con la computadora, instalar
todos los drivers necesarios, comprar o
construir un dispositivo externo para
programarlo, posteriormente aprender cómo
escribir el código para dicho
microcontrolador (que implica la lectura de
las hojas de especificación, pudiendo ser
cientos de ellas), escribir el código, trabajar
sobre los comandos para compilar y subir
los códigos, etc. Arduino pretende eliminar o
facilitar la mayor cantidad de pasos posible
con una combinación de hardware y
software (Barret, 2013).
El hecho de que el hardware en la
plataforma Arduino consista en partes que
un estudiante principiante pueda usar,
obedece también a otro propósito: significa
que los estudiantes con cierta experiencia
pueden construir determinado módulo en
una tarjeta de prototipado si así lo desean.
Esto puede acelerar el desarrollo y reducir
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los costos de un proyecto que utiliza
múltiples procesadores. Los esquemas y los
diagramas de los circuitos tienen una
licencia abierta, por lo que cualquiera puede
usarlos y compartir sus trabajos con el resto
del mundo (McRoberts, 2013).
Todas las versiones de la tarjeta Arduino
están diseñadas para trabajar con
componentes electrónicos estándar. La
tarjeta provee una plataforma base pero no
limita a los estudiantes al uso de sensores o
actuadores prefabricados. Esto significa que
se pueden usar componentes nuevos o
inusuales sin necesidad de esperar a que
salgan versiones especiales de Arduino.
Existen extensiones denominadas "shields",
las cuales consisten en tarjetas de circuitos
que pueden ser montadas en la tarjeta
Arduino para proveer mayores
funcionalidades, por ejemplo, circuitos para
soportar dispositivos de alta potencia, tales
como motores, sensores RFID, o bien
interfaces bluetooth (Yarnold, 2015).
El software utilizado en la plataforma
Arduino se constituyó de otros varios
proyectos de fuente abierta, adaptados al
hardware Arduino y escondiendo sus
complejidades innecesarias; consiste en 2
partes principales: el ambiente de desarrollo
y una librería núcleo, ambas de fuente
abierta (Blum, 2013).
El ambiente de desarrollo en Arduino es
mínimo pero proporciona un editor de fuente
completo. Es una aplicación transversal
escrita en Java y utilizable en Windows, Mac
OS X y en Linux. Dentro de él, los alumnos
pueden administrar, editar, compilar y subir
sus programas, llamados "sketches". Todas
las funciones pueden ser llamadas desde un
conjunto de 7 botones de la barra de
herramientas o desde unos cuantos menús.
El alumno no tiene que perder el tiempo con
argumentos de línea de comandos, los
cuales pueden representar obstáculos para
el principiante. El ambiente incluye un
monitor serial, permitiendo al usuario enviar
y recibir datos hacia y desde la tarjeta,
facilitando la depuración o "debbuging" sin
requerir software adicional (Banzi & Shiloh,
2014).
La librería núcleo de Arduino consiste en
funciones AVR C/C++, que son compiladas
junto con el sketch del usuario. El archivo
binario combinado puede cargarse en la
tarjeta Arduino. A través del uso de una API
(Interfaz de Programación de Aplicaciones,
por sus siglas en inglés), que es compatible
con Wiring (lenguaje de programación de
fuente abierta para microcontroladores), el
núcleo de Arduino encapsula aspectos de la
programación de bajo nivel de
microcontroladores, tales como la
manipulación de registros, permitiendo a los
usuarios concentrarse en una tarea en
particular (Timmis, 2011). Esto evita que el
estudiante tenga que leer unas 150 páginas
o más de las hojas de especificación del
microcontrolador, la única fuente de
información confiable respecto a su
funcionalidad a bajo nivel.
En Arduino, los estudiantes siguen
programando en estándar C/C++, de tal
forma que el conocimiento en programación
que van adquiriendo, puede ser transferido
y aplicado en muchas otras situaciones.
Dada la limitada capacidad del
microcontrolador, parte del código es
dividido en librerías separadas, las cuales
pueden ser incluidas específicamente para
cuando se requieran en un sketch en
particular. Cualquier alumno puede escribir
una librería adicional e instalarla,
simplemente con moverla al directorio
correcto.
A continuación se presentan algunas
aplicaciones y prototipos desarrollados
usando Arduino en la Universidad
Politécnica de Tapachula:
Prototipo de Casa Remota
La idea que persigue este prototipo es
automatizar el uso de las luces y otros
dispositivos en el hogar, dando como
posibilidad que este proceso pueda ser
realizado vía remota bajo el control directo
del usuario, a través de su teléfono móvil. En
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la actualidad es difícil imaginar que una
persona citadina esté separada de su
celular. Actualmente, el sistema operativo
para teléfonos móviles inteligentes
denominados “smartphones” mayormente
usado por las firmas que los fabrican es
Android, mismo que está diseñado para
dispositivos interactivos, es decir, que
posean dispositivos como una pantalla táctil
o "touchscreen", y una conexión
inalámbrica, tanto wi-fi como bluetooth.
Aprovechando estas tecnologías, el
prototipo utiliza la terminal Android de un
teléfono móvil inteligente a manera de
control remoto de los dispositivos de la casa,
logrando esto gracias a la tarjeta Arduino,
quién se encarga de controlar la energía del
circuito (Karvinen & Karvinen, 2011).
Para poder desarrollar este prototipo, se
utilizó una aplicación destinada para
Android que provee acceso al mismo, ya sea
por botones, y/o por control de voz a una
lista de acciones predefinidas, que permiten
el control de aparatos conectados a la tarjeta
Arduino, cuya función principal en este caso
es controlar el flujo de la energía, y a través
de esto encender ya sean los actuadores o
LEDs que sean requeridos para cumplir
dichas acciones.
La comunicación entre Android y Arduino
ocurre gracias a una terminal bluetooth con
la cual los 2 aparatos serán sincronizados y
trabajarían en conjunto. Los materiales
utilizados para los 2 aparatos mencionados
son: Arduino Starter Kit (con todos sus
componentes), Modulo Bluetooth Hc-06,
Cableado Flexible con conectores
DUPONT, Cableado UTP, Sensor PIR,
Terminal Android (teléfono móvil
inteligente). Los materiales para la
realización de la maqueta de una casa son:
cartón batería, cúter, pegamento
instantáneo, papel contact temático, regla,
lápiz HB. Una vez cortados los pliegos de la
casa, se procedió a pegarlos en la base de
la estructura, y posteriormente se forraron
con papel temático, formando un área de
55.5 cm de largo por 40 cm de alto. Los
cortes fueron pegados a la base usando
pegamento instantáneo.
Una vez instalada la aplicación en Android,
se crea un icono alusivo a Arduino. Cuando
se accede a la aplicación se muestra un
menú con las opciones disponibles para el
control, mismas que se encontrarán
desactivadas mientras la terminal no esté
conectada con la tarjeta Arduino.
La programación de consta de 3 partes: la
primera es la declaración de variables y la
segunda es la configuración de los pines. La
tercer parte es un ciclo infinito, en la cual se
ejecutan ciclos, y condiciones que son
necesarias para el reconocimiento de los
sectores solicitados por la terminal Android.
Figura 2. Prototipo de casa remota terminado.
Prototipo de un robot de rescate
Este prototipo robótico fue diseñado para
actuar de forma autónoma, simulando una
operación de rescate. La rutina del robot,
planteada de una forma básica, consiste en
que éste siga una línea hasta que llegue a
un lugar en donde llevará a cabo una tarea.
Figura 3. Prototipo de robot de rescate en operación.
En este caso, el robot encuentra un
obstáculo, lo empuja hasta sacarlo del
camino, y continúa hasta llegar a su objetivo
(Warren, Adams, & Molle, 2011). El código
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de la secuencia, después de incluir las
librerías del robot Arduino, queda de la
siguiente manera (Margolis, 2012):
// Correr la secuencia
void secuenciaRescate() {
// Configurar la tarjeta de motores en modo
sigue-líneas.
Robot.setMode(MODE_LINE_FOLLOW);
while (!Robot.isActionDone()) { // Esperar
hasta que ya no se esté siguiendo la línea
}
delay(1000);
// Hacer la operación de rescate
hacerRescate();
delay(1000);
}
void hacerRescate() {
// Al alcanzar el final de la línea, enganchar
el objetivo
Robot.motorsWrite(200, 200);
delay(250);
Robot.motorsStop();
delay(1000);
// Girar el robot
Robot.turn(90);
Robot.motorsStop();
delay(1000);
// Avanzar
Robot.motorsWrite(200, 200);
delay(500);
Robot.motorsStop();
delay(1000);
// Retroceder, dejar el objetivo
Robot.motorsWrite(-200, -200);
delay(500);
Robot.motorsStop();
}
void irAlSiguiente() {
// Girar el robot
Robot.turn(-90);
Robot.motorsStop();
delay(1000);
}
Resultados y Discusión
El desarrollo de los prototipos y proyectos a
través del uso de la robótica y/o la
electrónica libre vislumbra un impacto
positivo en el proceso de enseñanza-
aprendizaje de los estudiantes y profesores
de la Universidad Politécnica de Tapachula
involucrados, ya que éstos expresaron que
les permitió ejercitar con mayor amplitud su
creatividad, además de que observaron
actitudes y valores deseables como
responsabilidad y organización.
Esto se refleja en los resultados obtenidos a
través de una encuesta aplicada a cada
alumno y profesor involucrado en este
trabajo, siendo un total de 50, de los cuales
25 participantes son de la carrera de
Ingeniería en Software, y 20 participantes de
la carrera de Ingeniería de Sistemas
Automotrices y 5 participantes de la carrera
de Ingeniería en Logística y Transporte, en
donde se les preguntó 1) si percibían alguna
mejora en el proceso de enseñanza –
aprendizaje, así como 2) qué tan
satisfactoria había sido esta experiencia, en
una escala de Likert, del 1 al 5, en donde 1
representa “Totalmente en desacuerdo”, el 2
“En desacuerdo”, el 3 “Ni de acuerdo ni en
desacuerdo”, 4 “De acuerdo” y el 5,
“Totalmente de acuerdo”. Los resultados se
muestran a continuación:
Figura 4. Resultados de la encuesta aplicada a los
estudiantes y profesores usuarios de robótica y
electrónica libre en la Universidad Politécnica de
Tapachula, en el cuatrimestre Mayo – Agosto de 2015.
De la Gráfica 1, se puede apreciar que el
72% de los participantes tuvo una muy alta
0
10
20
30
40
50
1 2 3 4 5
Nú
mer
o d
e u
suar
ios
Mejora del proceso enseñanza-aprendizaje
Nivel de satisfacción
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percepción de mejora en el proceso de
enseñanza - aprendizaje, mientras que el
80% de los participantes tuvo una
satisfacción muy alta en su experiencia
usando la robótica y/o electrónica libre para
la realización de prototipos y proyectos. No
se presentó ningún caso de percepción baja,
ni muy baja en ambos rubros.
Respecto a los beneficios obtenidos, los
profesores involucrados hicieron hincapié
en el desarrollo de competencias en sus
alumnos de trabajo en equipo y solución de
problemas aplicando 1) el razonamiento
lógico deductivo, 2) el conocimiento de
diversos conceptos y principios científicos,
así como 3) las nuevas tecnologías en
robótica y electrónica. Los alumnos
comentaron que la realización de sus
prototipos y proyectos les ayudó a fortalecer
sus conocimientos y habilidades en las
áreas de circuitos eléctricos, electrónica,
programación, física, ingeniería de control,
sistemas digitales e inteligencia artificial.
La aceptación de Vex Robotics y Arduino en
la comunidad académica de la Universidad
Politécnica de Tapachula ha sido muy
buena, y en este sentido su uso ha generado
varias experiencias positivas. Desde el
punto de vista didáctico, la incorporación de
estas plataformas en el aula y/o laboratorio
se adapta sin problemas al modelo
educativo que siguen las Universidades
Politécnicas: Educación basada en
Competencias (CGUT, 2015), dado que
desarrolla en los estudiantes competencias
no solo específicas sino también genéricas
y transversales, al poder tomar elementos
de las metodologías de aprendizaje
colaborativo, aprendizaje basado en
problemas, así como aprendizaje orientado
a proyectos.
Se pretende que para los siguientes
periodos escolares Septiembre – Diciembre
2015 y Enero – Mayo 2016, más profesores
y estudiantes de todas las ingenierías de la
Universidad Politécnica de Tapachula
incorporen esta estrategia didáctica para la
realización de proyectos, aplicaciones y
prototipos multidisciplinarios. Quienes ya
han acumulado cierta experiencia
participarán en el desarrollo de proyectos
más ambiciosos, como el diseño y la
construcción de un cuadracóptero para
vigilancia aérea, un AGV (Vehículo Guiado
Automáticamente) y un sistema ARS
(Almacén Automatizado).
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Techniques for Engineering Wizardry. Estados
Unidos: John Wiley & Sons.
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Española.
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Software. O'Reilly Media, Inc.
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Apress.
10. Timmis, H. (2011). Practical Arduino Engineering.
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Obtenido de http://www.vexrobotics.com.mx/
12. Warren, J.-D., Adams, J., & Molle, H. (2011).
Arduino Robotics. Apress.
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ISSN 2007-9516 CD ROM 354
13. Yarnold, S. (2015). Arduino in easy steps. In
Easy Steps.
ISSN 2007-9516 CD ROM 355
ISSN 2007-9516 CD ROM 355
MODELO ESTADISTICO DEL CALENTAMIENTO
VOLUMETRICO DEL POLIETILENO CON MICROONDAS DURANTE GIRO BIAXIAL
Zapata Hernández, Leonardo1; Juárez Rodríguez, Nicolás2; Ríos Rojas, Carlos1; Velásquez
Trujillo, Sabino1. 1Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez, Carr. Panamericana Km. 1080, Tuxtla Gtz.,
Chiapas. 2Rotoinnovación S.A. de C.V., 3a Sur Oriente No. 973 Col. Lindavista, Berriozabal,
Chiapas.
Resumen— La etapa de calentamiento en el rotomoldeo es la que consume mayor cantidad de energía en el proceso. Es de gran importancia el desarrollo de nuevos métodos de calentamiento controlados con mayor eficiencia.
El calentamiento por ondas electromagnéticas es efectivo según el objeto a calentar, esto depende de la permitividad compleja del material y la frecuencia de las ondas. Un ejemplo es el CSi (Carburo de Silicio), un material altamente absorbente de microondas con gran estabilidad térmica. Este material se utilizó durante esta investigación como catalizador para transferir el calor por conducción hacia un polímero que por sí solo no se puede fundir utilizando microondas.
Se presentan los resultados de una metodología experimental para la obtención de un modelo estadístico que describa el calentamiento volumétrico para una masa de polietileno contenido dentro de un molde cerámico que a su vez se encuentra moviéndose en un sistema de rotación biaxial.
Se diseñaron experimentos para calcular el consumo de energía, mediante la
optimización de los factores se encontró como resultado una eficiencia de 52.3% con
una significancia mayor al 95% y se generó un modelo que describe su
comportamiento.
Palabras Clave: Microondas, transferencia de calor, rotomoldeo, estadística
Abstract— The heating step in rotational molding is consuming more energy in the
process. It is very important to develop new methods of controlled heating and more
efficiently.
Microwave heating is effective according the object to be heated, this depend on the
complex permittivity of the material and the frequency of the waves. An example is CSi
(Silicon Carbide), a highly microwave absorbing material with thermal stability. This
material was used in this search a catalyst for heat transfer by conduction to a polymer
which alone cannot melt using microwaves.
The results of an experimental method for obtaining a statistical model describing the
volumetric heating to a mass of polyethylene contained within a ceramic mold which
in turn is moving in a biaxial rotation system are presented.
Experiments was designed to calculated the power consumption. Through
optimization of the factors was found a 52.3% efficiency with greater than
95%significance and was generated a model that describe behavior.
Keywords: Microwave, heat transfer, rotational molding, statistics.
ISSN 2007-9516 CD ROM 356
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Introducción
El calentamiento en el rotomoldeo es una de
las etapas con mayor impacto en el
consumo de energía para la transformación
de plásticos, los métodos como flama
abierta y horno con convección forzada son
los métodos más usados en las últimas
décadas sin embargo, no se logran
porcentajes eficientes de calentamiento
(McCourt, Kearns, & Hanna , 2010).
Algunas técnicas de calentamiento en el
rotomoldeo se encuentran en fase de
desarrollo e investigación como son:
calentamiento por microondas, resistencias
eléctricas e infrarrojos. Estas técnicas son
consideradas opciones prometedoras en el
ahorro de energía pero con dificultades de
implementación.
Esta investigación se enfoca en describir los
resultados experimentales, el análisis
estadístico y la obtención de un modelo a
partir de la caracterización del
calentamiento volumétrico del polietileno
con microondas en un sistema de rotación
biaxial.
Fundamento teórico
Calentamiento por microondas.
En la industria, las frecuencias adoptadas
internacionalmente para el calentamiento
por microondas son las cercanas 2.45 GHz
(Leadbeater & McGowan, 2013). El método
más utilizado para calentamiento
volumétrico por microondas es el horno
multimodo con un generador tipo magnetrón
(tubo de vacío).
Un horno multimodo tiene como objetivo
rodear de microondas el producto a calentar,
esto permite que las microondas penetren
en él, calentándolo desde su interior
generando un gradiente de temperatura de
adentro hacia afuera, contrario al caso del
calentamiento convencional. (Meredith,
1998)
Los materiales absorbentes de microondas
son aquellos que son capaces de disipar la
energía electromagnética que penetra en
ellos convirtiéndola en forma de calor (Li,
Zhou, Su, Huang, & Wang, 2011). Los
materiales tienen comportamientos distintos
derivado de su permitividad compleja, lo
cual también determina la profundidad de
penetración de las microondas y la cantidad
de energía absorbida en el material. Este
comportamiento esta expresado en la
ecuación 1 (Correa Cuevas & Hernández
Baltazar, 2011).
𝐷𝑝 =𝐶
2𝜋𝑓√2휀′[√1 + tan2 𝛿 − 1]1
2⁄ (1)
Rotomoldeo.
El rotomoldeo es el método de
transformación de plásticos mediante el cual
se fabrican cuerpos huecos de diversos
tamaños, formas y texturas, por medio de la
fundición de partículas plásticas alrededor
de paredes calientes de un molde durante
movimiento biaxial con velocidades
rotacionales que van desde 4 – 20 rev/min
(Barboza Neto, Coelho, Forte, Amico, &
Ferreira, 2014) (Crawford & Throne, 2002).
El polietileno en general es un termoplástico
que se caracteriza por conservar la misma
estructura molecular después de ser
procesada sin embargo, al exponerlos a
temperaturas por arriba de su rango tienden
a irse degradando rompiendo sus enlaces
moleculares.
Existen diferentes clases de polietileno cuya
temperatura de fundición va desde los
120°C hasta los 200°C, según las diferentes
clases de aditivos mezclados en ellos.
Transferencia de calor.
La energía almacenada en un cuerpo se
obtiene mediante la relación que existe en la
capacidad calorífica, la cual está regida por
la ecuación 2:
𝐶 =𝑄
∆𝑇= 𝑐 ∙ 𝑚 (2)
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donde la C es la capacidad calorífica, Q es la energía almacenada, c el calor específico del material, ∆T es la diferencia de temperatura y m se refiere a la masa.
Despejando la energía acumulada Q de la
ecuación 2 y agregando un diferencial de
tiempo para obtener la tasa de calor
acumulado se genera la ecuación 3.
�̇� = 𝑚𝑐∆𝑇
∆𝑡 (3)
Haciendo un equilibrio de energía y
conociendo la potencia suministrada al
sistema estimamos la eficiencia de energía
η, expresándola según se muestra en la
ecuación 4.
𝜂 =𝑚𝐶
∆𝑇∆𝑡
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑜𝑛𝑑𝑎𝑠 (4)
Materiales y Métodos
Para lograr los objetivos de esta
investigación se usó la metodología
planteada en la figura 1.
Figura 1. Metodología para la obtención del modelo estadístico del calentamiento del polietileno con microondas durante giro biaxial (Zapata, Rios, Pozos, & Rios, 2015).
Calentamiento del CSi.
El primer diseño experimental se realizó
tomando en cuenta el fundamento teórico
del calentamiento por microondas en la cual
se describe la profundidad de penetración
de las ondas electromagnéticas en los
materiales.
Se consideraron la potencia de microondas
(360, 600 y 900 W) y el espesor del CSi
(0.0175, 0.025 y 0.035 W) como los factores
de entrada con tres niveles cada uno y la
diferencia de temperatura como factor de
respuesta, se propuso un arreglo factorial 32
para la obtención del espesor de CSi y
potencia adecuados, este se utilizará como
recubrimiento de un molde de acero
inoxidable en el segundo diseño
experimental, para ello se debe cumplir los
requerimiento de temperatura (200 ºC).
Figura 2. Representación de experimentos realizados con CSi.
Calentamiento del CSi y Polietileno.
Figura 3. Representación de experimentos realizados con CSi y Polietileno.
Se planteó un segundo diseño teniendo la
masa del polietileno en polvo (10, 14 y 18 g)
y la velocidad de giro del molde (5, 10 y 15
rev/min) como los factores de entrada con
tres niveles cada uno, como factor de
respuesta el tiempo en que las microondas
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calientan al carburo de silicio, por lo tanto un
diseño factorial de 32.
Análisis de los datos experimentales.
Con los datos obtenidos a partir de los
experimentos se realizó un análisis
estadístico de los factores de respuesta con
respecto a los de entrada según el diseño
experimental. Se realizó un análisis de
Varianza (ANOVA por sus siglas en inglés)
para validar que los factores de entrada
tienen un alto nivel de significancia en el
sistema de calentamiento y observar el tipo
de comportamiento que tiene cada uno.
Obtención del modelo
La obtención del modelo se logró realizando
una regresión lineal múltiple para cada uno
de los dos diseños factoriales y sustituyendo
los resultados en la ecuación 3.
Resultados y Discusión
Los resultados de las ejecuciones del primer
diseño experimental se observan en la tabla
1, en ella se visualiza el comportamiento del
factor de respuesta (diferencia de
temperatura) con respecto a los dos factores
de entrada (tamaño y potencia de
microondas).
Tabla 3. Datos obtenidos en el primer diseño experimental.
Con los resultados mostrados en la tabla 1
se observa de manera determinística que la
ejecución número 6 es aquel tratamiento
que alcanza la mayor temperatura final, es
por ello que se considera un espesor de
0.025 m de CSi y una potencia de
microondas de 900 W en el segundo diseño
experimental.
Mediante el ANOVA (Tabla 2) se determina que el espesor con un comportamiento cuadratico y la potencia de microondas son factores con un nivel de significancia del 95%.
Tabla 4. Tabla ANOVA del primer diseño experimental.
Utilizando los datos de los experimentos se realiza una regresión lineal obteniendo la siguiente expresión:
∆T = -1.045x103- 1.691 x10
6Dp
2 + 88.129x103Dp + 0.113P
donde ∆T es diferencia de temperatura, Dp
es el espesor de CSi y P la potencia de las
microondas.
Los resultados de las ejecuciones del
segundo diseño experimental son los que se
muestran en la tabla 3.
Tabla 5. Datos obtenidos en el segundo diseño experimental
Se analizó los resultados mediante el
ANOVA, obteniendo los resultados de la
tabla 4.
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Tabla 6. Tabla ANOVA del primer diseño experimental.
Debido a que los efectos con mayor nivel de
significancia son la masa y la velocidad de
rotación, se procede a realizar una regresión
lineal múltiple generando la siguiente
expresión:
∆t = 706.875 + 2.656x106m2 - 63.750x103m + 10.500𝜔
Donde ∆t es la diferencia de tiempo de
calentamiento, m es la masa del polietileno
y 𝜔 es la velocidad rotacional.
Sustituyendo las dos expresiones
generadas de la regresión lineal en la
ecuación 3 se obtiene el modelo que
caracteriza el calentamiento volumétrico del
polietileno con microondas durante giro
biaxial.
�̇� = 𝑚𝑐-1.045x10
3- 1.691 x10
6Dp
2 + 88.129x103Dp + 0.113P
706.875 + 2.656x106m2 - 63.750x103m + 10.500𝜔
Empleando la ecuación 4 y los datos
obtenidos en los experimentos se obtiene en
su máxima una eficiencia de energía del
52.3%.
Conclusión
La obtención del modelo del calentamiento volumétrico del polietileno utilizando microondas produjo resultados satisfactorios al demostrarse que los factores seleccionados tienen un nivel de significancia mayor al 95%.
Al conocer el modelo del sistema es posible
simularlo, estudiar nuevos factores y por lo
tanto proponer nuevas formas para lograr el
calentamiento por microondas con
diferentes materiales.
Se concluye que los factores tienen un alto
impacto en el sistema y que modificándolos
adecuadamente se obtiene una mejora en la
eficiencia de energía.
Referencias
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C., Amico, S. C., & Ferreira, C. A. (2014).
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con giro biaxial. SOMI XXX.
ISSN 2007-9516 CD ROM 360
ISSN 2007-9516 CD ROM 360
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL CACAHUATE (Arachis Hypogaea) CULTIVADA EN LA LOCALIDAD TRIUNFO DE MADERO DE LA REGIÓN ZOQUE DE
CHIAPAS
Ayvar Ramos, Ernesto1; Vázquez Villegas, Paola1; López Muñoz, Esther1; Colmenares Cruz,
Jesús A1; Ríos Burguete, Ana Cristina1
1Instituto Tecnológico Superior de Cintalapa, Carretera Panamericana KM. 995, Cintalapa Chiapas.
Resumen— El objetivo de este trabajo es identificar las características física, químicas y
el contenido de aceite del cacahuate (Arachis hypogaea), proveniente de la localidad
Triunfo de Madero del Municipio de Cintalapa de Figueroa, y valorar si son aptas para
considerarse y obtener productos con mayor grado de especialización. Todo esto
conforme a la norma la NMX-F-027-SCFI-2006. En las características físicas de la semilla
de cacahuate se observaron que las semillas de cacahuate presentan un rango normal, en
consideración con otras regiones cercanas, presentando una longitud promedio de
1.6±0.22 cm, ancho promedio de 6.94±0.11 cm y el peso de 0.79±0.18 g. En cuanto al índice
de refracción de aceite extraído de cacahuate se obtuvieron valores como índice de
refracción de n=1.4687±0.0002 y un valor de densidad de 0.9123±0.00011.
Palabras clave: Cacahuate, aceite, semilla.
Abstract—
The aim of this study is to identify whether the physical, chemical characteristics and the
oil content of peanut (Arachis hypogaea) from the town of Triunfo de Madero municipality
of Cintalapa de Figueroa, are suitable and can be considered for products with a higher
degree specialization . All this according to the NMX -F- 027- SCFI - 2006 standard. In the
physical characteristics of the seed peanut they were observed seeds peanut have a
normal range , in consideration of other nearby regions , presenting an average length of
1.6 ± 0.22 cm , average width of 6.94 ± 0.11 cm and weight of 0.79 ± 0.18 g. Regarding the
refractive index peanut oil extracted values as: refractive index n=1.4687±0.0002 and value
of density of 0.9123±0.00011 they were obtained.
Keywords: Peanut, oil, seed.
Introducción
La información presentada en este artículo
forma parte de un proyecto, el cual busca
caracterizar tanto físicamente el grano y el
aceite de cacahuate, sino también
químicamente, con el objetivo de evaluar si
el cacahuate cultivado en la localidad de
Triunfo de Madero del municipio de
Cintalapa, Chiapas cumple con la norma
MNX-F-027-SFI-2006, ya que el Sistema
Producto Cacahuate del estado de Chiapas
tiene interés de que los productores puedan
extraer aceite del grano de las variedades
cultivadas, con el fin de obtener mayores
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ingresos económicos y promover la siembra
de este cultivo.
El cacahuate (Arachis hypogaea L.) se
cultiva en climas tropicales y subtropicales,
en México se destaca la producción en
Sinaloa quien en 2008 fue el mayor
productor de cacahuate en el país, al
producir 20,125 toneladas cifra que
represento el 24.9% del total nacional.
Chiapas, Chihuahua, Puebla y Oaxaca
también son importantes productores, en
conjunto generaron poco más de la mitad de
la producción nacional, el 51.3%. (SIAP-
SAGARPA).
Cuadro 1: Producción y precio para el cultivo de cacahuate en los principales estados productores en México (2011).
Fuente: SIAP (2012)
El cacahuate además de vitaminas y
minerales, es fuente de proteína vegetal, por
su fibra y sus proteínas, brinda una saciedad
prolongada por la combinación de ambos
nutrientes, lo cual ayuda en regímenes de
reducción de peso y en todo tipo de
alimentación. El 80 % de las grasas del
cacahuate es grasa insaturada, que reduce
el nivel de colesterol malo y el de los
triglicéridos en sangre. Contiene B-sito
esterol y reservarlo, que cuidan el corazón,
y arginina, un aminoácido que relaja las
paredes de las arterias, lo que limita la
acumulación de plaquetas obstructivas.
Esto puede ayudar a evitar algunas
complicaciones en el corazón y las arterias
(trombosis, ataque cardiaco).
Materiales y Métodos
Recolección de materia vegetal
El cacahuate fue adquirido de los
productores de la región Zoque del estado
de Chiapas, específicamente de la localidad
Triunfo de Madero del municipio de
Cintalapa, caracterizada por cultivar el
cacahuate.
Características físicas de la semilla
En la determinación de las características
físicas de la semilla de cacahuate se
analizaron sus dimensiones y el peso, de
una muestra de 100 semillas, mediante el
uso de un vernier y una balanza analítica.
Extracción de aceite
La extracción del aceite se realizó por dos
métodos: prensado en frío y por extracción
por solvente utilizando hexano por 6 horas.
Caracterización física del aceite
Las características físicas que se analizaron
son: densidad relativa e índice de refracción
establecidos por la NMX-F-027-SCFI-2006.
Resultados y Discusión
Los resultados de las características físicas
de 100 semillas de cacahuate son, la
longitud de 1.6±0.22 cm, el ancho de
6.94±0.11 cm y el peso de 0.79±0.18 g.
Martínez (2013) menciona que el
rendimiento del aceite de cacahuate
cultivado en Ocozocoautla es de 55.4±2.2
por extracción con solvente y de 24.0 ±2.6
por extracción mecánica, y el índice de
refracción es de n=1.47. En este estudio el
rendimiento fue de 37.32% por extracción
por solvente y 26.64% por extracción
mecánica, y para el índice de refracción de
n=1.4687±0.0002.
Según bolaños citado por Martínez (2013)
menciona que la densidad del aceite de
cacahuate se encuentra entre 0.910, en
Ocozocoautla es de 0.91. En este estudio se
obtuvo una densidad de 0.9123±0.00011.
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La región del triunfo de madero, es un lugar
favorable para el cultivo de cacahuate,
debido a sus condiciones climáticas, ya que
conforme a los resultados obtenidos de las
características físicas de la semilla y del
aceite extraído en comparación con otras
regiones, se deduce que el cacahuate se
desarrolla bien en esta zona, además se
pretende que el consumo de esta
oleaginosa, se consuma más aprovechando
su fuente lipídica.
Referencias
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Cuarta edición, Pearson Educación, 2006,
ISBN: 970-26-0670-5.
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coroba (Jessenia polycarpa Karst): una especie
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2013, consultada por internet el 19 de Octubre de
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consultada por internet el 19 de Octubre de 2015.
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cultivo de cacahuate. Disponible en internet
www.siap.gob.mx, consultado el 19 de octubre de
2015.
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SISTEMA DE GESTIÓN DE INFORMACIÓN EN ZONAS CAFETALERAS (SIGIZOCAF), PARA SU APLICACIÓN
EN LA REGIÓN CAFETALERA DEL SOCONUSCO
Dr. Héctor Peralta Cortés1, MC. Gustavo Reyes Hernández1, Dr. Cristóbal Javier Hernández Espinoza1, Dr. Juan Francisco Barrera Gaytán2, Jose Daniel Montes Peralta1, Juan Ricardo
Rosales Oseguera1. 1Instituto Tecnológico de Tapachula, Km 2 Carretera a Puerto Chiapas, Tapachula, Chiapas.
2Colegio de la Frontera Sur unidad Tapachula, Carretera a antiguo aeropuerto, Tapachula, Chiapas.
Resumen—Considerado como el primer productor de café de México, Chiapas. El
proyecto denominado: “Sistema de Gestión de Información para las Zonas Cafetaleras
(SIGIZOCAF)”, es una herramienta que informatiza los cálculos, consultas y divulgación
de noticias referentes al café, con la finalidad de ayudar a los especialistas en la materia
a realizar los análisis y estimación de las cosechas en zonas cafetaleras del Soconusco,
además de permitir un diagnóstico de la situación que guardan los cultivos de café, así
como mediante la Geo-localización, permitirá realizar análisis de la ubicación de zonas
cafetaleras.
Palabras clave: Zonas cafetaleras, Metodologías de estimación, Café de Chiapas,
Resumen— Considering like the first producer of coffee on Mexico, Chiapas. The project
denominated “Sistema de Gestión de Información para las Zonas Cafetaleras
(SIGIZOCAF)” is a tool who show the calculations, queries, and publication of new
references to the Coffee with the purpose to help to the specialist in the subject to make
analysis and estimation of the coffee crop areas of Soconusco, also will allow a diagnostic
of the situation that keep the crops of coffee, in addition the Geo-localization, allow make
analysis of location of coffee crops areas.
Keywords: cafetaleras, Metodologías de estimación, Café de Chiapas,
Introducción
En las regiones cafetaleras de México, la forma en que se realiza el método de estimación de la cosecha del café es de manera tradicional, lenta en sus procedimientos, por lo cual no se favorece la entrega oportuna de información, y con ello se tienen pérdidas importantes para el sector cafetalero. En la actualidad, el método usado para la estimación de café se aplica para todas las zonas productoras, sin embargo, este método no incluye el uso de tecnologías que permitan la agilización de los procedimientos, y no toma en cuenta los fenómenos naturales y atípicos que, sin duda alguna, afectan la producción de este fruto. Por lo anterior, resulta ser un método
ineficiente y poco confiable. La estimación se hace llenando hojas manualmente, para luego ser llevados a algún software de ofimática, de hoja de cálculo y aplicarle formulas previamente analizadas, proceso que lleva demasiado tiempo, con probabilidades de error al capturar los cuales obligan a repetir el proceso.
La posición de México en producción mundial de café oscila en:
*2001 -5º (6 millones 192 mil sacos de 60 kilos por el Centro de Estudios de las Finanzas Públicas (CEFP),
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*2012 -6º (4.4 millones de sacos por la
Asociación Mexicana de la Cadena Productiva del Café, A.C. (AMECAFE).
Tan solo en Chiapas, en el 2006 la producción de café representa el *33% a nivel nacional, y en el 2012 la producción fue de *53%, con un total de 2 millones 300 mil sacos por el Instituto del Café en Chiapas (INCAFECH). Es por ello, que los investigadores del Colegio de la Frontera Sur (ECOSUR), consideran que es de gran importancia cambiar el método “tradicional” de estimación ya que como se mencionó anteriormente, se considera un método ineficiente y poco confiable.
Por tal motivo se ha propuesto el uso de una
metodología que incorpore como base el
uso de herramientas tecnológicas e
informáticas, con el fin de proporcionar
información oportuna a las instituciones
especializadas que lo requieran, y así
reducir la cantidad de información
redundante o pérdida, debido a que hoy en
día, la herramienta del método tradicional es
a mano, y con ella se pierde el sentido en la
información.
Con la implementación del Sistema de
Gestión de Información para las Zonas
Cafetaleras (SIGIZOCAF), se reducirá el
tiempo de estimación de las cosechas en las
zonas cafetaleras, se disminuirá el costo en
viáticos del personal que realiza el
muestreo, se actualizara la metodología, así
como las herramientas desarrolladas para el
sector cafetalero, se diseñara para la zona
del Soconusco (figura 1), y se tiene la
hipótesis que estas puedan ser aplicadas a
otros cultivos y otras zonas agrícolas.
Materiales y Métodos
Metodología SCRUM
Scrum es un proceso en el que se aplican de manera regular un conjunto de buenas prácticas para trabajar colaborativamente, en equipo, y obtener el mejor resultado posible de un proyecto. Estas prácticas se apoyan unas a otras y su selección tiene origen en un estudio de la manera de trabajar de equipos altamente productivos. (figura 2).
En Scrum se realizan entregas parciales y
regulares del producto final, priorizadas por
el beneficio que aportan al receptor del
proyecto. Por ello, Scrum está
especialmente indicado para proyectos en
entornos complejos, donde se necesita
obtener resultados pronto, donde los
requisitos son cambiantes o poco definidos,
donde la innovación, la competitividad, la
flexibilidad y la productividad son
fundamentales.
Figura 2. Representación de los procesos implementados en la metodología SCRUM.
Sistema Informático
Es un conjunto de partes que funcionan relacionándose entre sí para conseguir un objetivo preciso. Está compuesto de las siguientes partes:
• Hardware: Dispositivos y mecanismos electrónicos que realizan los cálculos u operaciones.
• Software: Aplicaciones y datos que explotan los recursos del hardware.
Figura 1. Zona del Soconusco, Chiapas.
.
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• Personal: Usuarios que interactúan con los equipos y/o desarrollan el software para que dicha interacción sea posible.
• Información Descriptiva: Conjunto de manuales, formularios o instrucción sobre el uso del sistema.
El concepto de sistema informático más simple seria el formado por un equipo de cómputo, su usuario y el manual de instrucciones.
“Toda empresa necesita intercambiar
información entre sus departamentos. Al
sistema que se utiliza para este propósito se
le conoce como sistema de información”
(*José Carlos Gallego, cap. 1,2007).
Recolección de información
Una manera de obtener información sobre el funcionamiento del sistema y los avances de este, fue efectuando reuniones entre personal especializado de El Colegio de la Frontera Sur (ECOSUR-GIEZCA) y el Instituto Tecnológico de Tapachula (ITT).
Otro método fue solicitar formatos, mediante
los cuales el encuestador recolecta
información que ECOSUR necesita
principalmente para el proceso de
estimación de cosecha del café, y por medio
de estos se diseñó la base de datos.
Requerimientos
Para lograr un óptimo desempeño del sistema, fue necesario identificar cada uno de los procesos que compone la problemática para a partir de ello realizar el modelado.
El Colegio de la Frontera Sur propuso un diagrama (Figura 3) en el que muestra en general una posible propuesta a la problemática planteada y la manera en la que se comportará el sistema.
Una vez analizada la propuesta hecha por
ECOSUR, el Instituto Tecnológico de
Tapachula propuso dividir el sistema en
cinco módulos (figura 4).
Figura 3. Propuesta de ECOSUR para resolver el problema de la estimación del café.
Figura 4. Diagrama de subsistema implementado en el proyecto SIGIZOCAF.
Perspectiva del Producto
El producto a desarrollar es un sistema de
gestión de la información de las zonas
cafetaleras que facilite el proceso de la
estimación de la cosecha del café, disminuir
el tiempo en que se realiza el muestreo y
disminuir los costos para las organizaciones
dedicadas a la recolección de información
de los productos y cada una de sus
propiedades correspondientes.
Funciones del sistema
Las funciones principales contempladas para los módulos de base de datos, usuarios, formatos, fotografía y ubicación geográfica.
• Alta de usuarios
• Solicitar dar de alta usuario
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• Solicitud de bloqueo de usuarios
• Bloqueo de usuarios
• Solicitud de modificación de datos de usuarios
• Modificación de datos de usuarios
• Llenado de formatos de productor
• Llenado de formatos de conteo de cerezas
• Alta datos de encuesta
• Modificación de datos de encuestas
• Alta fotografía de productor
• Alta fotografía de investigador
• Alta fotografía encuestado.
• Alta de la ubicación geográfica de los predios
• Consulta de la ubicación de los predios.
• Consulta de Estimación.
Características del usuario
Los requerimientos de los primeros cinco
módulos del sistema (Tabla 1.) se pueden
resumir de tal forma en la cual se muestran
los actores que podrán interactuar con el
sistema y sus respectivas
responsabilidades.
Tabla 1 Requerimientos de los primeros cinco módulos
del sistema SIGIZOCAF para la interacción Programa-
Usuario.
USUARIO RESPONSABILIDADES
Productor Iniciar sesión en el
sistema.
Solicitar darse de
alta.
Solicitar la
modificación de
sus datos
personales.
Solicitar bloqueo
del sistema.
Encuestador Iniciar sesión en el
sistema.
Solicitar la
modificación de
sus datos
personales.
Llenar el formato
de datos sobre el
productor y la
unidad productiva,
así también el
formato de sitio de
muestreo.
Modificar los datos
de las encuestas
que no hayan sido
llenadas
correctamente.
Consultar la
ubicación de los
predios a
muestrear.
Finalizar encuesta.
Solicitar la
modificación de
sus datos
personales.
Solicitar ser
bloqueado del
sistema.
Investigador Iniciar sesión en el
sistema.
Consultar
información de
productores.
Consultar
estimación
realizadas por el
sistema.
Solicitar
modificación de
datos personales.
Solicitar ser
bloqueado del
sistema.
Administrador Iniciar sesión en el
sistema.
Dar de alta a todos
los usuarios del
sistema
(encuestador,
productor e
investigador).
Modificar datos de
los usuarios.
Modificar sus datos
personales.
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Bloquear a
cualquier usuario.
Dar de alta a
detalles de las
encuestas
(floración, maleza,
etc).
Diseño y modelado del sistema
En esta etapa se utilizó la información
recopilada para realizar el diseño del
sistema, incluyendo el diseño de la base de
datos en la que se almacenaran la
información indispensable para los
encargados de tomar decisiones en la
organización, también se interactúa con los
usuarios para diseñar la salida que satisfaga
las necesidades de información de estos
últimos.
Aplicación de las Fases de La
Metodología RUP.
Construcción
Al final de esta fase, el producto contiene
todos los casos de uso implementados, sin
embargo, puede que no esté libre de
defectos.
Transición
La fase de transición cubre el periodo
durante el cual el producto se convierte en
la versión beta. En este punto se da la
transición del producto a la comunidad del
usuario, garantiza que el software esté listo
para entregarse al usuario.
Modelo Constructivo de Costes (COCOMO).
COCOMO es un modelo empírico obtenido a través de la recopilación de datos de proyectos considerablemente grandes. Estos datos fueron analizados para descubrir las fórmulas que mejor se ajusten a las observaciones realizadas. Estas fórmulas vinculan el tamaño del sistema y del producto, factores del proyecto y del
equipo con el esfuerzo necesario para desarrollar el sistema. (figura 5).
Se eligió COCOMO por las siguientes razones:
• Se ha utilizado y evaluado ampliamente.
• Tiene una gran tradición desde su
primera versión en 1981 (Boehm,
1981), pasando por un refinamiento
para el desarrollo de software en
ADA (Boehm y Royce, 1989), hasta
su versión más reciente, COCOMO
II, publicada en 2000 (Boehm et al.,
2000).
Se hizo el cálculo de personas necesarias
por mes para el proyecto, el tiempo de
desarrollo, personas necesarias para el
proyecto y costo total del proyecto mediante
el sistema constructivo de costos
(COCOMO) en la modalidad de básico
orgánico ya que es que se adapta a este
proyecto.
Figura 5. Calculo del Modelo Constructivo de Costes (COCOMO).
Resultados y Discusión
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Con los módulos que se presentaron se pudo implementar el sistema a un servidor proporcionado por ECOSUR, en donde el sistema se encuentra en evaluación de posibles errores que puedan existir para luego ser corregidos.
Por lo pronto el personal de ECOSUR evaluó la interfaz del sistema, mostrando cierta satisfacción en la interfaz debido a que resulto ser amigable con el usuario y muy fácil de usar, y, sobre todo, porque cumple con los requerimientos solicitados por el cliente.
Además, que este sistema facilitara en gran manera la realización de las encuestas el personal dedicado a esta labor se alegró ya que el tener una herramienta informática que haga lo que anteriormente realizaban a mano, es mucho más cómodo, pero como ya se ha dicho el sistema está sujeto a cambios que dependerán de nuevos requerimientos o errores que contenga el mismo.
Se presentaron los manuales de cada uno
de los usuarios, para que tengan una guía
del cómo usar el sistema.
Como se pudo observar se logró diseñar la interfaz (figura 6) con la que contara el sistema que ayudara a gestionar la información de las zonas cafetaleras, y así mismo concluir la estimación deseada (figura 7)
Los diseños presentados fueron evaluados
por personal de El Colegio de la Frontera
Sur (ECOSUR) y fueron aceptados
satisfactoriamente ya que la interfaz es fácil
de utilizar y resuelve la problemática
planteada ya que ahora los encuestadores y
personal de ECOSUR se encuentra
evaluando el proyecto para encontrar
posibles errores y así corregirlos para que el
sistema sea más eficiente. Como
recomendación para el uso del sistema, es
necesario capacitar a los técnicos que se
encargan de hacer el muestreo en campo,
para que se le dé el mejor uso
principalmente al módulo de interfaces.
Figura 6. Inicio del Sistema.
Figura 7. Resultado de la estimación.
Referencias
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ISBN: 84-95733-18-8.
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colección recursos informáticos dirigida por joëlle
MUSSET, ISBN: 978-2-7460-3711-3.