revista entorno 1 y 2 - itesca · 2014-12-17 · entorno acadÉmico 1 entorno académico año i,...

1ENTORNO ACADÉMICO

ENTORNO Académico

Año I, Números 1 y 2, Abril 2003

Investigación - Ciencia - Tecnología - Cultura

ENTROPÍA, de Francisco Cárdenas, la cualrefleja la transición de la generación deconocimientos a la realidad útil de los mismos,obra que fue obsequiada al ITESCA.

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GESTIÓN DE LA CALIDADY DISEÑO DE EXPERIMENTOS

Herramientas poderosaspara la competitividad empresarial

Sergio P. Mariscal Alvarado yRamón Francis García

Entorno 1

ENSEÑANZA DE ROBÓTICAMEDIANTE EL PROCESO DEMODELADO Y SIMULACIÓN

Francisco Javier Ochoa EstrellaEntorno 1

APRENDIZAJE COOPERATIVOUn modelo conceptual para enseñar a los

estudiantes del Sistema de EducaciónSuperior a trabajar en equipo y

mejorar su aprendizajeSamuel Hidalgo Orellana

Entorno 2

ESTRATEGIAS LECTORAS PARA LOSCURSOS DE LITERATURA EN LA

ESCUELA PREPARATORIAOlga Margarita Araux Sánchez

Entorno 2

REFLEXIONES CRÍTICAS ENTORNO A MI EXPERIENCIA

COMO DOCENTEErnesto A. Carlos Martínez

Entorno 2

HACIA UN NUEVO CONCEPTOEN EDUCACIÓN

David Valladares ArandaEntorno 1

EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN DELA SOSA CÁUSTICA EN ESCAMAS

(NaOH y el tiempo de suministro degas Cloro en el Nivel de Concentración

de Cloro Activo en la Solución de Javel)(Mezcla de NaClO,H2O y NaCl)

Sergio P. Mariscal Alvarado y Norma Aidé Ríos Lugo

Entorno 2

Contenido

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ANÁLISIS, REPRESENTACIÓN,MODELACIÓN Y SIMULACIÓN DE

SISTEMAS DE MANUFACTURABaldomero Lucero Velásquez

Eusebio Jiménez LópezEntorno 1

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Significado de la Contraportada

La Contraportada

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52

DIRECTORIO EDITORIAL

DIRECTORIO ACTUAL

MI. Sergio Pablo Mariscal Alvarado Director General

Lic. Clara E. Mark Corona

Subdirector

Mtro. Alejandro Faccinetto Ruiz Coordinador de Estudios Profesionales

Mtro. Francisco Javier Ochoa Estrella

Jefe de la Unidad de Investigación y Posgrado

M.A. Laura Karonny Valdez Madero Jefe del Departamento de Vinculación

Mtro. Rubén Navarro García

Jefe del Departamento de Desarrollo Académico

Lic. José Luis Delgado López Jefe del Departamento de Servicios Estudiantiles

y Desarrollo Comunitario

Mtro. Bruno Pablos Lugo Jefe del Departamento de Paraescolares

Ing. Octavio Ibarra Zayas

Jefe del Departamento de Operación y Control Escolar

C.P. Fabiola Morales Ortega Jefe del Departamento de Administración

M.A. Karina Montaño Alcorn

Jefe del Departamento de Recursos Humanos

Arq. Neftalí Marcial Chávez Jefe del Departamento de Infraestructura Física y Desarrollo

Mtro. José Luis Beltrán Marquez

Jefe de la Carrera de ISC

Mtro. Jerónimo Takeshi Dohi Fujii Jefe de la Carrera de Arquitectura

Mtro. Adolfo Elías Soto González

Jefe de la Carrera de IM

Mtro. Baldomero Lucero Velásquez Jefe de la Carrera de IIM

Ing. Ana Mayra Luna Rodriguez Coordinador de la Carrera de IET

Lic. Belinda La Madrid Bours Jefe de la Carrera de LANI

Lic. Fca. Guadalupe Reyes Ruiz

Coordinación de LAET

Mtra. Guadalupe Vásquez Chávez Coordinador de Acreditación y Certificación

Ing. Sonia Beltrán Esparza

Coordinador de Comunicación Social

C. Elisa Murrieta González Jefe de la Oficina de Recursos Materiales y Servicios Generales

Lic. Maribel Alvarado Váldez

Coordinador de Titulación

Lic. Linda Patricia Pritasil Reyna Coordinador de Idiomas Curricular

Lic. Liliana García Peralta

Coordinador de Idiomas Educación Continua

MAF. Karina Alejandra Hinojosa Taomori Coordinador General de Posgrados

Mtro. Rigoberto Anguiano Aldama

Coordinador de la Maestría de Arquitectura

Mtro. Hyrum Esquer Alcaraz Coordinador de la Maestría en Ingeniería Mecánica

Mtra. Berenice Luna Ponce

Coordinador de la Maestría en Ingeniería Industrial

Lic. Alejandro Jacobo Castelo Coordinador de la Maestría en Ciencias de la Educaciçon

y de la Especialidad en Docencia

Mtra. Susana Chacón Wismann Coordinador de Educación Continua

Directorio (al momento de la creación del documento)

CONSEJO DEPUBLICACIONES

DEL

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DECAJEME

Ing. Héctor Vindiola CórdovaPRESIDENTE

M.I. Sergio Pablo Mariscal AlvaradoPRESIDENTE EJECUTIVO

Mtro. Alejandro Faccinetto RuizSECRETARIO

Mtra. Lilia Beatriz Navarro FragosoMIEMBRO

Ing. Francisco Javier Ochoa Estrella

MIEMBRO

Lic. Lourdes Portela PeñúñuriMIEMBRO

Ing. Sonia Guadalupe Beltrán Esparza

SECRETARIA DE ACTASY ACUERDOS

COMITÉ EDITORIALMtro. Alejandro Faccinetto Ruiz

EDITOR

Mtra. Lilia Beatriz Navarro FragosoRESPONSABLE DE REVISIÓN

Y REDACCIÓN

Lic. Margarita Araux SánchezRESPONSABLE DE REVISIÓN

Y REDACCIÓN

Ing. Eduardo Cortés RochaRESPONSABLE DE

PRODUCCIÓN DIGITAL

Lic. José Luis Delgado LópezRESPONSABLE DE REVISTA INGENIA

Ing. Fco. Javier Ochoa Estrella

RESPONSABLE DE REVISTA ENTORNOACADÉMICO

Octavio Arce Valencia

RESPONSABLE DEL BOLETÍN ENGRANES

EditorialPublicar es un compromiso que asume el InstitutoTecnológico Superior de Cajeme con la finalidad deproporcionar un foro de expresión e intercambio dereflexiones e informes sobre la actividad científica,tecnológica, cultural y académica que se realiza tantoen su interior como en la localidad.Para ello, surge la revista virtual ENTORNOAcadémico, que reúne artículos, ensayos, reportes,avances e informes, generados desde las aulas, loslaboratorios y centros de investigación que comienzana incidir de manera significativa en el desarrollo yprogreso de la región.El trabajo de un año se recopila en este volumen.Desde que inició ENTORNO Académico, la inquietudde trascender el ámbito del Instituto de una maneramás tangible ha estado presente en su historia,inquietud que se reforzó desde todos los grupos quele dan vida. Así, surge este primer volumen que vienea coronar un proceso editorial que asume como unaresponsabilidad ineludible el ITESCA, responsabilidadfundamental en cualquier institución educativa de nivelsuperior.De esta manera, presentamos este volumen quecontiene los números 1 y 2, publicacionesprimeramente electrónicas, las cuales se incorporana los estantes con toda la formalidad que da el tenercuerpo y presencia, con la misma fuerza y empeñocon que lo ha hecho la Institución que le da origen ya la que representa

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Editorial

5ENTORNO ACADÉMICO

1. PRINCIPALES TRANSFORMACIONES DELENTORNO

Estamos presenciando la aurora del siglo XXI, de cara a esteacontecimiento, la educación deberá asumir de manera decididael desafío que representa transitar a un nuevo milenio que se ca-racterizará por profundas transformaciones sociales provocadaspor la globalización en las relaciones humanas en todos los ámbi-tos, el avance vertiginoso del conocimiento científico y la tecnolo-gización del planeta.

El rostro de la sociedad global del futuro se definirá por la for-mación de bloques económicos, con una interrelación convenien-

te entre empre-sas nacionalesy transnaciona-les, para hacerfrente a unaapertura demercados cadavez más am-plia, en dondeel estableci-miento de es-

tándares nacionales einternacionales regula-rán las relaciones de producción, distribución y consumo de bie-nes y servicios. Traerá consigo también la internacionalización detodos los aspectos de la vida de las personas, en este horizonte,

HACIA UN NUEVO CONCEPTOEN EDUCACIÓN

David Valladares Aranda

Ensayos Educativos

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el reto para la educación es monumen-tal.

Frente a los numerosos desafíos delporvenir, Jacques Delors afirma que laeducación constituye un instrumento in-dispensable para que la humanidadpueda progresar hacia los ideales depaz, libertad y justicia social. La educa-ción al servicio de un desarrollo huma-no más armonioso, más genuino, parahacer retroceder la pobreza, la exclu-sión, las incomprensiones, las opresio-nes, las guerras.(Delors, 1997)

En este sentido, la misión fundamen-tal de la educación para el próximo mi-lenio consistirá en desarrollar habilida-des en el estudiante para enfrentarse aun mundo que cambia vertiginosamen-te, habilidades para obtener y transfor-mar el conocimiento; la misión de la edu-cación en la era de la información, afir-ma el Dr. Ramón Gallegos Nava: “debeser enseñar al alumno a aprender, aamar el aprendizaje y verse a sí mismocomo estudiante a largoplazo“.(Gallegos, 1998)

Es decir, la sociedad del futuro re-querirá “un ciudadano del mundo”, per-sonas que tengan la capacidad de des-empeñarse competitivamente en uncontexto global. Ante esta perspectiva,

la educación debe asumir el desafío deforjar hombres y mujeres para los nue-vos tiempos, personas clase mundial,capaces de realizarse exitosamente encualquier lugar del mundo.

2. PROBLEMAS Y RETOS

No obstante el progreso científicoque caracteriza al presente siglo, lospaíses desarrollados y en vías de de-sarrollo deberán resolver los problemasfundamentales que impiden a la educa-ción cumplir con la misión de prepararel ciudadano del mundo. Entre los másapremiantes está la creciente deman-da “social” de servicios de enseñanza,un enorme apetito de instituciones es-colares. La educación durante toda lavida se presenta como una de las lla-ves de acceso al siglo XXI. Esta nociónva más allá de la distinción tradicionalentre educación básica y educación per-manente y responde al reto de un mun-do quec a m b i ar á p i d a -mente.

A n t eeste pro-blema los

países del tercer mundo se encuentranen una situación apremiante para satis-facer las necesidades educativas deuna población demandante cada vezmás numerosa; se suman a esta ten-sión las dificultades económicas por lasque atraviesan estos países para poderotorgar servicios educativos con calidad,sacrificando esta categoría por la aten-ción a la cantidad.

Por otro lado, aún se discute el pro-blema ético que representa la subordi-nación de los fines de la educación alcrecimiento económico, sobre la basede modelos para acrecentar la produc-tividad.

En los países en vías de desarrollo,entre los problemas que se debatendestacan:

• El equilibrio que hay que mantenerentre la calidad y la cantidad

• La necesidad de hacer más perti-nente el contenido de los programas

• El tercer problema importante denumerosos países es elelevado costo de la educa-ción por alumno, de la pér-dida escolar en forma derepetición de curso y deabandono

• Los factores de des-igualdad: la escolarizaciónestá mucho más avanzada

en las ciudades que en el campo, enlos hombres que en las mujeres, en losniños con todas sus capacidades queen los niños con deficiencias física ymentales. La educación básica tieneque llegar, en todo el mundo, a los 900millones de adultos analfabetos, a los130 millones de niños sin escolarizar ya los más de 100 millones de niños queabandonan la escuela antes de tiempo.A ellos deben dirigirse de forma priori-taria las actividades de asistencia téc-nica y coparticipación en el marco de lacooperación internacional.(Delors,1997)

CEDDAC ITESCA

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7ENTORNO ACADÉMICO

• La inadaptación de los sistemasde enseñanza.

3. HACIA UN NUEVOCONCEPTO DE EDUCACIÓN

Desde esta óptica, el esquema de laeducación tradicional deberá transfor-marse hacia la educación para toda lavida; con ello queremos decir que losambientesde aprendi-zaje ya nose circuns-cribirán a losespacios áu-licos y losplanes y pro-gramas po-drán cumplirse asíncrona o sincrónica-mente rebasando la geografía domés-tica impartiéndose al mismo tiempo auna cantidad inmensa de educandos.

Para ello, la educación a lo largo dela vida debe asumir como misión man-tener actualizadas las competenciasprofesionales de las personas en el es-tado del arte y en la frontera de los co-nocimientos científico y tecnológico. Laeducación para toda la vida implica unanueva actitud y un espíritu nuevo de losactores básicos: el estudiante y el maes-

tro. Exigirá de los dos:aprender a aprender, yestó consiste en apren-der a comprender elmundo que los rodea,suficientemente para vivir con dignidad,desarrollar sus capacidades profesiona-les y comunicarse con los demás. Ade-más, aprender a hacer, para poder in-fluir sobre el propio entorno; aprender a

vivir en comunidad, par-ticipar y cooperar en eldesarrollo de su comu-nidad y aprender a ser,

es decir, conocerse a sí mismo, paratrascender hacia los demás.

Èstos constituyen los cuatro ejes fun-damentales para que la educación a lolargo de la vida propicie el desarrollointegral de los talentos de cada perso-na.

Esta nueva concepción de la educa-ción deberá tener como sustento unaplataforma tecnológica y cultural quepermita ofertar una diversidad de servi-cios educativos de calidad. Para el si-glo XXI, la educación a través de todos

sus niveles, yprincipalmen-te la educa-ción superior,debe conver-tirse en palan-ca del desa-rrollo perso-nal, de lossectores pro-

ductivos y de la comunidad en general.En la VI reunión de seguimiento curri-cular del SNIT, realizada en 1997, el Dr.Gustavo Flores Hernández dijo “la ca-rrera base y su especialidad progresivase deben conciliar con lo que demandala empresa moderna, muy en particularla pequeña y mediana empresa, que sonel sostén de la economía mexicana...”

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(Flores 1997)Cada vez más las instituciones de

educación superior deben perseguir demanera sistemática y estratégica la vin-culación con los diferentes sectores pro-ductivos para que desde el análisis in-terdisciplinario y multidisciplinario se di-señen los perfiles profesionales máspertinentes a los constantes y novedo-sos requerimientos del futuro. En estesentido, el Dr. Flores Hernández seña-ló: “Se busca presentar una ampliaciónde cuadros, de concepción y de deci-sión que exigen una extensión de laautonomía de los individuos en el espa-cio y en el tiempo. Tanto para la forma-ción inicial como para la formación con-tinua. Implementando los cambios cu-rriculares que permitan dar flexibilidadpara atender las exigencias de los mer-cados laborales y movilidad para que losindividuos puedan tener la certidumbrede que sea cual fuere la calidad de suformación, tendrán la necesidad y posi-bilidad de adaptarse al cambio y conti-nuar aprendiendo.” (Flores, 1997)

El profesionista del futuro podrá ajus-tarse de mejor manera a los ritmos ace-lerados de la información y del conoci-miento si posee las competencias quelo actualicen de forma inmediata. Unestudio de la relación educación–em-presa, recientemente realizado por laasociación de negocios y empresariosde Canadá, señaló que entre las com-petencias requeridas por el profesionistadel próximo milenio serán: habilidades

de comunicación, ética detrabajo, honestidad, capaci-dad de análisis, actitud posi-tiva, dominio del segundoidioma(hablar y pensar enotro idioma); todas las capa-cidades mencionadas y otrasmás florecen en habilidadespara toda la vida si se sus-tentan en los cuatro ejes fun-damentales del aprendizaje,aprender a aprender, apren-der a hacer, aprender a vivir

juntos y aprender a ser.Iluminado el firmamento de la edu-

cación con los desafíos que deberá en-frentar la sociedad del futuro, quiero ter-minar mi ponencia presentando gráfica-mente los problemas y retos que, des-de mi punto de vista, caracterizan el sis-tema nacional de educación y al siste-ma estatal y que obviamente sus cau-sas provienen de factores internos yexternos.

REFERENCIASBIBLIOGRÁFICAS

DELORS, Jacques, La Educación en-cierra un Tesoro, ediciones UNESCO,

correo de la UNESCO, México 1997FLORES Hernández, Gustavo, VI Re-unión de Seguimiento Curricular delSNIT, Gaceta de los Institutos Tecnoló-gicos, año 9, número 47 septiembre de1997GALLEGOS Nava Ramón, ¿Hacia dón-de vamos?, editorial Pax, primera edi-ción México, D.F. 1998HUSÉN Torsten, Sobre el futuro de laEducación hacia el año 2000, edicionesUnesco, Marcea, S.A. 1990PROGRAMA NACIONAL DE DESA-RROLLO EDUCATIVO 1995-2000, do-cumentos de la S.E.P.PROGRAMA DE DESARROLLO EDU-CATIVO ESTATAL, 1998-2003, docu-mentos de la S.E.C.

RESEÑA DEL AUTOR

Es Licenciado en Ciencias de la Edu-cación, Director de la División deCarreras de la UTS. Posee una am-plia y solvente experiencia en la edu-cación media superior y superior,fundamentalmente en los procesosde formación docente. Actualmentees candidato a Maestro en Educaciónpor el Instituto Tecnológico de Sono-ra.

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9ENTORNO ACADÉMICO

APRENDIZAJE COOPERATIVOUn modelo conceptual para enseñar a los estudiantes

del Sistema de Educación Superior a trabajaren equipo y mejorar su aprendizaje

Samuel Hidalgo Orellana

RESUMEN

En este artículo se enfatiza la necesidad y la importancia ac-tual de fomentar las habilidades humanas para los estudiantesdel Sistema de Educación Superior. Es necesario que se discutala necesidad de que los estudiantes, tanto de licenciatura comolos de postgrado, adquieran habilidades tales como la comunica-ción interpersonal, dinámica de grupos y liderazgo para avanzara la siguiente etapa. Sin embargo, los académicos necesitan losmedios para brindar a los estudiantes estas habilidades funda-mentales. Uno de esos medios: El Modelo de Aprendizaje Co-

operativo, proporciona la manera para que los estu-diantes aprendan las “habilidades humanas (o de pro-ceso” mientras estudian lo correspondiente a su cam-po de estudio elegido. El Aprendizaje Cooperativoestá basado en los resultados del aprendizaje es-

tructurado y experienciaspara promover la interac-ción de los estudiantes ymejorar su aprendizaje.Últimamente, los acadé-micos deben decidir cuá-les conocimientos, habi-lidades y capacidadesnecesitan los estudiantesy cuál es la mejor mane-ra de prepararlos para lacambiante situación labo-ral.

Hoy en día se desta-ca la necesidad de que

los estudiantes aprendan “comunicación interpersonal, dinámicade grupo, construcción de equipos, actitud ante el cambio y habi-lidades prácticas de liderazgo”. Robert Levasseur [1994], con-cluye indicando que “hace veinte años, las habilidades humanasbien desarrolladas eran una ventaja especial. Hoy en día, si no

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se tienen esas habilidades, se está fue-ra de la jugada”.

Diversas asociaciones y empresasresaltan la importancia de las habilida-des de comunicación, solución de pro-blemas y trabajo en equipo como ca-racterísticas necesarias en los estudian-tes titulados y graduados, en algún pro-grama de licenciatura o de maestría.

Si no se está convencido de la im-portancia de las habilidades humanas(también conocidas como habilidadesde proceso) y se desea conocer cuálesson las habilidades que están en de-manda, solamente hay que preguntar alos empleadores de campo qué es loque buscan hoy en día. La respuestamás común indica que las habilidadesde comunicación, trabajo en equipo, ha-bilidades de liderazgo, la habilidad deaprender y la habilidad de adaptarse alcambio ocupan las primeras posicionesde la lista -generalmente encima de lashabilidades cuantitativas que tendemosa enfatizar. Aunque ésto no quiere decirque dichas habilidades cuantitativas no

importan ya; Levasseur subraya que soninsuficientes por sí y en sí para asegu-rar el éxito en la cambiante y dinámicasituación laboral actual. En la actuali-dad se pueden encontrar desacuerdosacerca de la importancia de estas habi-lidades, aunque la pregunta más impor-tante sigue en pie: ¿cómo adquieren losestudiantes estas habilidades? O, si-tuando la responsabilidad en los aca-démicos, donde realmente pertenece:¿cómo se les enseñan a los estudian-tes estas habilidades?

La respuesta es generalmente quelos estudiantes deben aprender acercade comunicaciones en un curso de co-municaciones, y acerca de trabajo enequipo, liderazgo y cambios en un cur-so de administración.

Mientras el tener a alguien para quelo haga es la salida fácil, no comienza asolucionar el problema. Es verdad, losestudiantes pueden aprender de comu-nicacio-nes enun curso

de comunicación y trabajo en equipo enun curso de administración, pero ése essólo el comienzo, y deben aplicar lo queaprendan poniéndolo en práctica. Paraprepararlos a usar esas habilidades ensu ambito de estudio, los estudiantesdeben practicar las habilidades en pro-blemas que existan en su campo. Ade-más, deben obtener retroalimentaciónpara poder desarrollar más y mejoraresas habilidades. Finalmente, debenpracticar, practicar, practicar, y debenhacer ésto clase, tras clase, tras clase.No, no podemos depender de otros paraenseñar a los estudiantes estas impor-tantes habilidades. Debemos ser partedel proceso, parte de la solución. Pero,¿cuál es la solución?

Un método que ha sido propuesto esel Modelo de Aprendizaje Cooperativo.El Aprendizaje Cooperativo ha sido de-finido como: “...el uso de pequeños gru-pos para que los estudiantes trabajen

juntos para maximizar el pro-pio aprendizaje y el de losdemás” [Jonson, Jonson, ySmith 1991b]. El Aprendiza-je Cooperativo prepara a losestudiantes a trabajar conotros, a ser activos en suaprendizaje, y a poner las

bases para un aprendizaje de toda lavida. Una larga investigación ha mos-trado que promueve mayores logros enlos estudiantes, relaciones interperso-nales más positivas y mayor auto-esti-ma que otros modelos tradicionales deenseñanza [Jonson, Jonson, 1989]. ElAprendizaje Cooperativo ha tenido ungran éxito en todos los niveles de ense-ñanza, desde el jardín de niños hastala universidad, en una amplia variedadde disciplinas [Jonson, Jonson, 1991].Ha encontrado su lugar en distintas uni-versidades y tecnológicos; por ejemplo,ha sido exitosamente empleado en elInstituto Tecnológico y de Estudios Su-periores de Monterrey, campus Ciudadde México, del que fui profesor por es-pacio de un año, impartiendo las asig-

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11ENTORNO ACADÉMICO

naturas de análisis de regresión y dise-ño de análisis de experimentos. Tam-bién, una gran cantidad de empresasde los Estados Unidos de América, ha-cen uso substancial de grupos de tra-bajo autodirigidos y capacitación deequipos; ellos están usando el Modelode Aprendizaje Cooperativo en sus pro-gramas educacionales y de capacita-ción.

Mientras los enfoques de Aprendiza-je Cooperativo han probado ser real-mente exitosos, es importante darsecuenta de que es más que solamente“poner estudiantes en grupos” y darlestareas. Sin un entendimiento general yuna implementación completa es difícilsacar provecho de los beneficios queeste rico modelo pedagógico brinda alos estudiantes, maestros y futuros em-pleadores de los estudiantes. Es inco-rrecto etiquetar lo que ha sido hecho enalgunas clases como aprendizaje “co-operativo” o “colaborativo” cuando so-lamente ponen estudiantes en gruposo les dan tareas en equipo. Es impor-tante para los académicos que primeropasen tiempo aprendiendo acerca delAprendizaje Cooperativo antes de que-rer utilizarlo en sus clases.

Modelo de AprendizajeCooperativo

Como su nombre lo indica, el Apren-dizaje Cooperativo involucra la coope-ración entre estudiantes y los académi-cos. Como resultado los roles y respon-sabilidades de las partes cambian. Ma-yores responsabilidades son otorgadasa los estudiantes para su aprendizaje yel aprendizaje de los demás. Los aca-démicos deben volverse conscientes decómo los estudiantes aprenden, asícomo también, cómo desarrollar lascapacidades de los estudiantes. Estenuevo paradigma de enseñanza nostraslada de un proceso educacional cen-trado en los maestros a otro centradoen los alumnos. Astin [1993], en un es-tudio acerca del desarrollo y aprendiza-je de los estudiantes explica que “losgrupos de estudiantes es la fuente máspotente de influencia en el crecimientoy desarrollo durante los años formati-vos”. Continúa subrayando que ademásde la interacción entre los mismos es-tudiantes, la cantidad de interacción queel estudiante tiene con los académicosjuega un papel importante en su apren-dizaje y desarrollo. Estos dos factores,son elementos clave en el Modelo deAprendizaje Cooperativo.

Éste difiere del enfoque tradi-cional, o viejo paradigma de ense-ñanza, tal como se muestra en latabla 1 Johnson, Jonson y Smith[1991a]. El viejo paradigma de Le-vasseur es consistente con el vie-jo paradigma de enseñanza de Jo-nson, Jonson y Smith. Sin embar-go, la referencia de Levasseur alnuevo paradigma de enseñanza seguía más por las líneas de que ne-cesita ser enseñado (por ejemplo,comunicaciones interpersonales yconstrucción de equipos), mientrasque el nuevo paradigma visto enla tabla 1 e integrado en el modelode aprendizaje cooperativo, brin-da una base de cómo el proceso

de aprendizaje puede tomar lugar. Lasdiferencias sustanciales entre los dosenfoques son obvias.

La meta final del modelo de apren-dizaje cooperativo no es diferente de lasmetas de otros enfoques para obtenerresultados educacionales: ayudar a losalumnos a aprender y prepararlos paracontinuar aprendiendo una vez que de-jen el salón de clases. Sin embargo, elModelo de Aprendizaje Cooperativo vaun paso más allá agregando la capaci-dad de trabajar con y aprender de losdemás como pieza clave. Dicho apren-dizaje ocurre en un contexto cooperati-vo, y éste no solamente provee a losestudiantes de la necesidad de adquirirhabilidades humanas, sino que tambiénles proporciona los medios para apren-der y practicar las habilidades humanasnecesarias en la cooperación. Además,al adquirir estas habilidades tambiénperfeccionan y dominan el contenido delas materias de su campo.

Las bases teóricas y loselementos esenciales delModelo de AprendizajeCooperativo

El Aprendizaje Cooperativo tiene susbases en la teoría social de interdepen-

Viejo Paradigma Nuevo Paradigma

CONOCIMIENTO Transferido de los académicos a los estudiantes

Construido conjuntamente por académicos y estudiantes.

ESTUDIANTES "Vasijas" pasivas que son llenadas del conocimiento de los académicos

Constructor, descubridor y transformador activo de su propio conocimiento.

OBJETIVO DE LOS ACADÉMICOS

Clasificar y ordenar a los estudiantes.

Desarrollo de las capacidades y talentos de los estudiantes.

RELACIONES

Relaciones impersonales entre los estudiantes y entre los estudiantes y los académicos.

Relaciones personales entre estudiantes y entre estudiantes y académicos.

CONTEXTO Competitivo / individualista Aprendizaje Cooperativo en el salón de clases y equipos cooperativos con académicos.

SUPOSICIÓN Cualquier experto puede enseñar

La enseñanza es compleja y requiere de una capacitación considerable.

Tabla 1

Ensayos Educativos


dencia. Jonson y Jonson dicen que: “lainterdependencia social existe desdeque los resultados de los individuos sonafectados por las acciones de otros in-dividuos” [1992, p. 194]. La manera enque esté estructurada determinarácómo los estudiantes interactuarán unoscon otros, lo que a su vez determina losresultados que los estudiantes obten-drán. Cinco elementos esenciales cons-tituyen el Modelo de Aprendizaje Coope-rativo: interdependencia positiva, inte-racción promovedora, cara a cara, res-ponsabilidad individual, habilidades so-ciales y procesamiento en grupo. Loscinco elementos deben ser aplicadospara que tenga éxito.

En el Aprendizaje Cooperativo, eldesempeño de cada estudiante está li-gado al desempeño de los demás inte-grantes de su equipo; ésto es lo que seconoce como interdependencia positi-va. Cada estudiante puede triunfar (porejemplo en una materia, o en la adqui-sición de una nueva habilidad), sola-mente si todos los miem-bros del equipo triunfantambién. Los estudiantesdeben tener una visiónorientada al equipo paratener éxito, opuesta a laperspectiva tradicional debuscar -el-número-uno-común a los enfoques deaprendizaje competitivo e individualis-ta. Este enfoque refleja la tendenciaactual de usar equipos autodirigidos enlas organizaciones. En dichos equipos,cada persona depende de los demáspara hacer su trabajo y para que todoslos miembros triunfen. Dos de las tan-tas maneras de implementar la interde-pendencia social es la de recompensade la interdependencia y la de la inter-dependencia por papeles o roles. Unejemplo de la recompensa de la inter-dependencia sería dar puntos extras sitodos los miembros del equipo se des-empeñaron según o sobre el criterio pre-establecido en un examen o tarea ( por

ejemplo, si todos los miembros de unequipo obtuvieron una calificación de 90o más en un examen individual cada es-tudiante recibiría 5 puntos extras. La in-terdependencia por roles existe cuan-do a todos los miembros del equipo seles dan roles complementarios e inter-conectados que especifican responsa-bilidades que el equipo necesita para lo-grar una tarea en común.

El objetivo es estructurar el aprendi-zaje para que los estudiantes se ayu-den unos a otros a aprender para triun-far juntos. La interdependencia positivaes un elemento que generalmente faltacuando los estudiantes simplementeson puestos en grupos.

El Aprendizaje Cooperativo trabajamejor cuando el académico cuidadosa-mente asigna a los estudiantes en equi-pos y los mantiene de tamaño razona-ble. (Por ejemplo, equipos de 4 perso-nas para cursos que consisten de alum-nos generalmente tradicionales y equi-pos de 3 personas para cursos con es-

tudiantesno tradi-cionales.La compo-sición del

equipo debe ser cuidadosamente balan-ceado para obtener la diversidad quepermita a los miembros trabajar juntosy aprender unos de otros. Los equiposheterogéneos tienen miembros quecada uno aporta diferentes conocimien-tos, habilidades y experiencias al equi-po. Es el resultado sinergístico de es-tas diferencias el que permite el éxitodel equipo.

Permitir a los alumnos armar susequipos generalmente tiene como resul-tado equipos muy homogéneos que,debido a sus similitudes, pueden em-pezar a trabajar bien, pero fallan cuan-do hacen falta habilidades o conoci-mientos diferentes.

La interdependencia positiva tendrácomo consecuencia una interacciónpromovedora cara a cara mientras losestudiantes alientan y facilitan los es-fuerzos de aprender unos a otros. Es através de estas interacciones cara acara, que los estudiantes aprenden,practican, aplican y refinan sus habili-dades humanas. Los estudiantes actúancomo maestros ayudando a otros miem-bros del equipo a aprender nuevos co-nocimientos y habilidades. Los estudian-tes generalmente tienen historiales y ex-

Ensayos Educativos


periencias similares, por lo que gene-ralmente se les facilita aprender algonuevo de algún compañero, que tal vezacaba de aprenderlo: Los estudiantestambién comparten e intercambian losrecursos y la información que necesi-tan para aprender y proporcionan la re-troalimentación, soporte y aliento a otrosmiembros del equipo y de la clase. Eltiempo de clase debe ser dispuesto paraque los alumnos trabajen juntos y por lotanto los académicos deberán ceder unpoco de su tiempo para permitir que losalumnos aprendan unos de otros.

El tercer elemento del AprendizajeCooperativo es la responsabilidad indi-vidual. Para que los estudiantes apren-dan y adquieran nuevas habilidades,deben tomar responsabilidad de suaprendizaje y de los otros miembros delequipo también. Es importante que losmiembros del equipo comprendan quelos demás están ahí para ayudarlos aaprender. Eso es tan importante comoel darse cuenta que no pueden tomarventaja del trabajo de los demás. Losindividuos del equipo también debenhacer que todos tomen responsabilidadde su parte del trabajo. Una idea erró-nea que se tiene acerca del aprendiza-je cooperativo es que todo el trabajo eshecho en equipo y por los equipos -quela responsabilidad individual no existe.Sin embargo, al completar las tareas demanera cooperativa, los miembros delequipo deben ser capaces de comple-tar tareas similares por su cuenta. Unamanera de mantener la responsabilidadindividual de los estudiantes es exami-narlos individualmente acerca de loaprendido en equipo. Otra manera, esdar al equipo la calificación de una ta-rea individual que fue asignada al azara uno de los miembros del equipo. Losesfuerzos cooperativos generalmentefallan en este punto debido a que losacadémicos no saben cómo promoverla responsabilidad individual en los tra-bajos del curso. La responsabilidad in-dividual requiere de la asignación cui-

dadosa de los estudiantes a los equi-pos, tareas propiamente diseñadas, yuna evaluación exhaustiva del trabajodel estudiante.

Mientras las habilidades socialestienden a ser generalizables -ésto es,una persona puede aplicar estas habili-dades en la mayoría de los trabajos ypara la mayoría de las organizaciones-la gente las desarrolla mejor cuando laspractica en un contexto específico. Paraestudiantes de ingeniería industrial, po-dría ser un proyecto semestral en unaclase de estadística aplicada en el cuallos equipos trabajen en proyectos deanálisis y diseño de experimentos en loscuales los equipos de aprendizaje co-operativo trabajen en proyectos de de-sarrollo de productos robustos. Al tra-bajar como un equipo desarrollador deproductos robustos, podrán practicar lashabilidades que se adquieren mientrasaprenden el proceso de desarrollo deproductos. El aprendizaje cooperativoproporciona a los estudiantes los me-dios de aprender habilidades de proce-so, generalmente un elemento a la vez,y ofrece oportunidades continuas parapracticar y aplicar esas habilidades enun contexto de dominio específico. Es-tas habilidades pueden ser enseñadasen bloque al principio del curso; o habi-lidad a habilidad a lo largo del semestrepara que los estudiantes puedan apli-car inmediatamente cada nueva habili-dad, mientras interactúan unos conotros. Los académicos deben entonces,ser lo suficientemente expertos en es-tas habilidades para poder enseñarlasa los alumnos.

Aprender y aplicar las habilidadeshumanas no es suficiente. Los estudian-tes deben recibir retroalimentación, tan-to por parte de los académicos comodel resto del equipo acerca de qué tanbien se han desempeñado, tanto con lashabilidades como con los contenidos.Las discusiones y críticas de grupo brin-dan a los estudiantes las oportunidadesde recibir retroalimentación acerca de

que tan bien han aplicado las habilida-des que han aprendido. Los estudian-tes también deben desarrollar la capa-cidad de fomentar y mantener relacio-nes sanas con los demás. El manteni-miento del grupo, la capacidad de man-tener relaciones sanas con los demásmiembros del equipo, puede requerirmucho tiempo y esfuerzo. Los miem-bros del equipo deben ser conscientesde qué tan bien han logrado sus objeti-vos, proporcionando retroalimentaciónunos a los otros y aprendiendo del tra-bajo en equipo al tiempo que aprendenel contenido de las materias. Mientrasel aprendizaje cooperativo es general-mente citado como un ejemplo de enfo-que de aprendizaje activo para los es-tudiantes, los académicos también de-ben estar activamente involucrados.Ellos deben 1.- crear un ambiente en elsalón de clases que propicie la coope-ración, 2.- estructurar oportunidades deaprendizaje para los estudiantes, 3.-brindar instrucción acerca de las habili-dades humanas, 4.- proporcionar retroa-limentación a estudiantes individuales yequipos, y 5.- intervenir cuando ocurranproblemas. Éstos son los papeles quegeneralmente no se les enseña a losacadémicos, sin embargo, para utilizarexitosamente el aprendizaje cooperati-vo deben aprenderlas también.

La combinación de estos cinco ele-mentos, dentro del modelo de aprendi-zaje cooperativo, permitirá a los estu-diantes aprender tanto de las habilida-des humanas como el contenido delmaterial y permitirá que los equipos deaprendizaje cooperativo triunfen al lo-grar sus objetivos de aprendizaje. As-tin, basado en su extensa investigación,resalta por qué él cree que el Modelode Aprendizaje Cooperativo es tan po-deroso como herramienta de aprendi-zaje:

La investigación en los salones declase ha mostrado consistentementeque los enfoques de aprendizaje coope-rativo producen resultados superiores a

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aquéllos obtenidos a través de los en-foques tradicionales competitivos, ypuede ser que nuestros hallazgos acer-ca del poder de los grupos de compa-ñeros ofrezcan una posible explicación:el aprendizaje cooperativo puede sermás potente que los métodos tradicio-nales competitivos de pedagogía por-que motiva a los estudiantes a ser par-ticipantes más activos y más involucra-dos en el proceso de aprendizaje. Estemayor compromiso puede llegar al me-nos de dos maneras: primero, los estu-diantes pueden ser motivados a ponermás esfuerzo si saben que su trabajoserá revisado exhaustivamente por suscompañeros; y segundo, los estudian-tes pueden aprender el contenido de lasmaterias en mayor profundidad si es-tán involucrados en enseñarlo a suscompañeros estudiantes [1993, p.427].

¿A dónde vamos desde aquí?

Como académicos somos responsa-bles de preparar a los estudiantes paratriunfar en el campo laboral, enseñar-les tanto las habilidades humanas comoel contenido de las materias o asigna-turas. La naturaleza del trabajo y lasdemandas del campo de trabajo estáncambiando. El dotar a los estudiantessolamente de conocimientos curricula-res (es decir, habilidades cuantitativas)ya no es suficiente. Levasseur tiene ra-zón. Los estudiantes deben exigir quese les enseñen las habilidades que ne-cesitan en el campo laboral. Los em-pleadores deberían (y últimamente has-ta podrían) seleccionar estudiantes so-lamente de las escuelas que enseñenestas habilidades. El cambio tendrá lu-gar -el campo laboral se encargará deeso. La pregunta final es, ¿Cambiare-mos nosotros para que los estudiantesaprendan y practiquen las habilidadesque necesitan?

Para muchos de nosotros, tan sóloel aceptar el cambio puede ser difícil.Nosotros podemos enseñar el conteni-

do de los cursos de manera tradicional,como siempre lo hemos hecho, siguien-do el viejo paradigma de la educacióncentrada en los maestros. Debemosentender las necesidades de nuestrosestudiantes y las habilidades que nece-sitarán para sobrevivir en el campo detrabajo, y proporcionarles estas habili-dades. El cambio puede ser difícil, peroel paso más difícil es generalmenteaceptar la necesidad del cambio y deci-dir hacer algo al respecto. Desde ahí seconvierte en un proceso de aprendiza-je. Los académicos pueden aprenderacerca de enfoques tales como el Mo-delo de Aprendizaje Cooperativo y cómoaplicar esas técnicas en los salones declase. Eso lo pueden hacer a través deseminarios, talleres, clases, lecturas ocolaborando con alguien que ya apliquedichas técnicas. Existen muchas fuen-tes de información; dos muy buenospuntos de arranque para académicosson los de Jonson y Jonson [1991ª y b].Los académicos interesados en aplicarel aprendizaje cooperativo deben bus-car a otros académicos de su instituciónpara cooperar en el proceso de apren-dizaje, para que de esta manera pue-dan obtener la retroalimentación, alien-to y soporte que necesitan al aprenderalgo nuevo. Cuando es aplicado demanera correcta, el modelo de aprendi-zaje cooperativo brinda a los académi-cos los medios para ayudar a preparara los estudiantes para el presente y parael futuro.


Astin, A.W. 1993, GAT Matters in Colle-ge, Jossey-Bass Publishers, San Fran-cisco California.Johnson, D.W. and Johnson, R.T, 1989,Cooperative and Competition: Theoryand Research, R.T. Interaction BookCompany, Edina MinnesotaJohnson, D.W. and Johnson, R.T. 1992,“Positive Interdependence: Key to efec-

tive cooperation” in Interaction in Coope-rative Groups: The Theoretical Anatomyof Group Learning, eds. R. Hertz-Lasa-rowitz and N. Miller, Cambridge Univer-sity Press New York.Johnson, D.W. and Johnson, R.T. andSmith, K.A. 1991a, Active LearningCooperation in the College Classroom,R.T. Interaction Book Company, Edina,Minnesota.Johnson, D.W. and Johnson, R.T. andSmith, K.A, 1991b, Cooperative Lear-ning: Increasing College Faculty Instruc-tional Productivity, ASHE-ERIC, HigherEducation Report No. 4, The GeorgeWashington University, School of Edu-cation and Human Development, Was-hington, D.C.Levasseur, R.E. 1994, “People Skills:Don´t make the grade but miss the po-int” Interface Vol. 24 No. 4 (July-August),pp.126-128.

Cualquier comentario dirigirse por favora la División de Estudios de Posgrado,Facultad de Contaduría y Administra-ción. Universidad Nacional Autónoma deMéxico. Correo Electrónico:[email protected]ón académica de la Direcciónde Institutos Tecnológicos Descentrali-zados.

RESEÑA DEL AUTOR

El autor es Doctor en Ingeniería In-dustrial, Maestro en investigación deoperaciones, profesor titular de tiem-po completo del SNIT y profesor vi-sitante del Instituto Tecnológico Su-perior de Cajeme en la Maestría enCiencias de la Ingeniería Industrial.Actualmente se desempeña comoDirector académico de los InstitutosTecnológicos Descentralizados.

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REFLEXIONES CRÍTICAS ENTORNO A MI EXPERIENCIA

COMO DOCENTEErnesto A. Carlos Martínez

RESUMEN

El propósito de este trabajo, es presentar una síntesis de los prin-cipales enfoques del aprendizaje que se han formulado a través dela historia y contrastarlos con los conocimientos y experiencias do-centes del autor, a fin de explicar el porqué de tales o cuáles accio-nes educativas propuestas en el presente trabajo, así como los prin-cipios y acondicionamientos que las orientan.

CONCEPTO DEAPRENDIZAJE

No hay mayorproblema en presen-tar algunos ejemplosde aprendizaje: lamemorización de to-dos los estados de laRepública Mexicana;aprender a manejar

un automóvil; llegar a ser ca-paz de resolver un sistema deecuaciones lineales con tresincógnitas: sin embargo, el tratar de definir qué es el aprendizaje, esdecir, explicar los mecanismos mediante los cuales el ser humano

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aprende, ya no es un asunto tan senci-llo como lo anterior, ya que su conceptoencierra numerosos y complejos térmi-nos que provocan en ocasiones postu-ras totalmente opuestas entre los estu-diosos del tema.

La mayoría de los maestros había-mos permanecidos ajenos a estas dis-putas que han generado todo un con-junto de teorías y conceptos, limitándo-nos sólo a la práctica educativa sin re-flexionar mucho sobre ella. El profesorya no puede seguir quedándose al mar-gen de los resultados dados por la re-flexión científica acerca del proceso deaprendizaje. La experiencia del autor, leha demostrado que cuando el profesordeja a un lado la monotonía en la im-partición de clases y se empieza a pre-ocupar verdaderamente por mejorar elaprendizaje de sus alumnos, entoncesya no se puede seguir enseñando conlos mismos métodos tradicionales quepoco o nulo resultado le dan.

El profesor debe buscar un marcoteórico que le permita orientar y dar sen-tido a sus acciones dentro del aula. Antealumnos apáticos de las formas tradi-cionales de enseñanza (como son eldictado, los cuestionarios de memoriza-ción, el abuso de la exposición verbal),el profesor tiene que diseñar nuevasestrategias de enseñanza que logreninvolucrar y motivar al alumno a ser co-

partícipe en su aprendizaje. Las estra-tegias diseñadas por el profesor van acorresponder en gran medida al concep-to de aprendizaje que éste tenga.

El problema del aprendizaje fue qui-zá tratado por primera vez en forma ra-cional por los filósofos presocráticosbajo el enfoque de ¿qué es lo que co-nocemos? Así tenemos que para Herá-clito (citado en Copleston, 1983), elaprendizaje no es posible ya que un datoinmediato que nos da los sentidos es elcontinuo cambio y multiplicidad de lascosas, por lo que en un momento co-nozco un instante después ya no es loque conozco; la mente humana está in-capacitada para conocer la realidad yaque ésta tiene como esencia el devenir.Una postura opuesta a la anterior es lade Parménides, para quien el universoes absolutamente estático, compacto eindivisible y de aquí deduce que el co-nocimiento proporcionado por los sen-tidos es totalmente falso ya que nosmuestra un mundo dinámico y hueco.

El autor considera importante estasconcepciones antagónicas ya que refle-jan un dualismo gnoseológico entre lamente y el cuerpo, la razón y la expe-riencia, la teoría y lapráctica que todavía seencuentra en el centrode la discusión sobre elconcepto de aprendi-

zaje. Un problema al que el maestro seenfrenta a la hora de enseñar es decidirlas dosis de teoría y de práctica quedebe involucrar y en qué momentos delproceso de enseñanza-aprendizajedebe entrar una y salir la otra. Es indu-dable que tanto la teoría como la prácti-ca constituyen polos que deben estarsiempre en contacto e interacción, sinembargo, no siempre es fácil encontrarla manera de relacionarlos adecuada-mente.

Platón (citado en Perea, 1986), ensu famoso mito de la caverna en el libroVII llamado De la República, expone enforma alegórica sus conceptos sobre elaprendizaje: los sentidos son unas es-pecie de cadenas, que nos mantienenesclavizados al mundo sensible, el cual,es sólo una sombra proyectada por elmundo real en donde subsisten lasideas puras y perfectas, que son imbui-das al momento de nacer en los sereshumanos. Así pues, el aprendizaje, se-gún Platón, consistiría en volver a re-cordarse lo que ya se sabía; la expe-riencia aunque no nos proporciona nin-gún conocimiento universal (conceptos),nos es útil y necesaria ya que nos ayu-

da a tenerconciencia delas ideas uni-versales, lascuales, cons-tituyen el co-noc im ien tocientífico.

El autorobserva en la teoría platónica un impor-tante avance histórico ya que constitu-ye un intento racional por superar eldualismo de Heráclito y Parménides. Lamultiplicidad y cambio de los seres ra-dica en el mundo sensible, mientras quela unidad e inmovilidad se encuentra enel mundo real o de las ideas. Los senti-dos nos relacionan con el mundo sen-cillo y sólo nos dan conocimientos par-ticulares y contingentes; la razón o inte-ligencia nos proporciona el conocimien-

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to de conceptos o ideas universales, loscuales son a su vez la base del conoci-miento científico (universal y necesario).

Una aportación importante de Platónes su intento por explicar cómo es posi-ble que el hombre sea capaz de poseerconocimientos universales a partir deexperiencias particulares. De ésto po-demos reflexionar en que el aprendiza-je de conceptos siempre se da a travésde datos y hechos particulares, peroestos últimos sólo son un medio y noun fin en sí mismos, por lo que seríamuy pobre que el maestro se confor-mara con un aprendizaje memorísticosin llevar al alumno al dominio de con-ceptos y la relación de ellos entre sí.

Aristóteles (op. Cit., 1983), en su tra-tado llamado Del Alma, sostiene contrasu maestro Platón, que las ideas o con-ceptos no subsisten en sí mismos en elmundo de las ideas sino en la múltiplerealidad de las cosas sensibles, de don-de la mente humana las extrae, pormedio de un proceso que llama abstrac-ción y elabora el concepto el cual abar-ca a todos los seres del mismo género.

El abismo que había abierto Platónentre el mundo sensible y el mundo delas ideas, es totalmente cubierto por la

teoría aristotélicade la abstracción.Las ideas no son in-natas en el hombre,sino que son obte-nidas por la inteligencia humana de lasformas inteligibles que poseen los se-res concretos. Aquí observa el autor otraimportante aportación al aprendizaje:todo lo que el hombre conoce lo apren-de a través de la experiencia proporcio-nada por los sentidos.

Trasladando lo anterior al terreno dela educación, se obtiene un principiomuy útil sobre todo en la enseñanza detomar muy abstractos a mayor variedady riqueza de estímulos sensoriales conque se presente el tema (gráficas, vi-deos, dibujos), mayor será la posibili-dad de mejorar la comprensión del mis-mo por parte del alumno; en este senti-do los recursos audiovisuales constitu-yen una ayuda necesaria, así como lainteracción entre alumnos y maestro conalumnos.

En la época medieval, el problemadel aprendizaje aparece bajo la formadel llamado “problema de los universa-les” (Vernaux, 1981): ¿Qué es lo quecorresponde en la realidad a las esen-

cias universales (ideas o conceptos)que la mente concibe en sí misma? ParaManuel Kant (op. Cit., 1983) las esen-cias universales son poseídas por elhombre desde su nacimiento (a estapostura se le conoce como la “teoría delas ideas innatas”) y la experiencia sóloayuda a recordarlas, así que cuando elhombre conoce algo, en realidad sóloestá percibiendo su propia conciencia.

Lo que Copérnico hizo en la astro-nomía al poner el sol como el centro delsistema solar y no a la Tierra como secreía, Kant lo hizo en el orden gnoseo-lógico al afirmar que es el sujeto quiénactúa sobre los objetos que le rodean y

no al revés, esdecir, el aprendi-zaje no dependedel mundo exte-rior al hombre,sino de las leyesdel pensamiento.Sin llegar al ex-tremo de Kant, el

autor considera que su postura encie-rra una gran verdad a saber: el alumnono es un mero recipiente vacío al quehay que llenar de conocimientos.

Frecuentemente, los maestros cae-mos en el error de iniciar un tema nue-vo con los alumnos sin tener el cuidadode activar antes sus conocimientos pre-vios, y sucede que sólo añadimos infor-mación nueva, pero sin que el alumnola estructure y la integre a lo que yasabe. El alumno es alguien activo queconstantemente está modificando la in-formación que proviene del exterior. Losmaestros debemos asegurarnos acer-ca de lo que el alumno está aprendien-do para ver si es lo correcto.

En la época moderna, la discusiónse centró en la pregunta ¿De qué ma-nera es que conocemos? La respuestaa la cuestión anterior quedó dividida endos grandes corrientes filosóficas: ElEmpirismo Inglés cuyos principales re-presentantes: Locke, Berkeley, Hume,Mills y Spencer (Veranaux, 1981) admi-

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tieron como único medio de conocimien-to a la experiencia (rasgo común a lasdemás ramificaciones del Empirismo ta-les como el Existencialismo y Positivis-mo), y en contrapartida el Racionalis-mo Alemán a través de sus principalesrepresentantes (Kant, Leibinitz, Wolf, Fi-tche y Hegel), acepta como único me-dio de conocimiento a la razón.

Para los empiristas la mente delhombre, cuando éste nace, es una ta-bula rosa, es decir, la mente es comoun recipiente vacío al que la experien-cia lo va llenando de ideas, las cualesse reducen a copias débiles de las im-presiones sensibles (llamadas imáge-nes) por lo que el aprendizaje consisteen asociaciones entre estas ideas oimágenes. Todo conocimiento se en-cuentra limitado a los fenómenos sen-sibles.

Para el Racionalismo en cambio, elhombre desde que nace trae consigoideas innatas las cuales consisten enlos conceptos universales y necesariosen los que se fundamente el conoci-miento científico. El aprendizaje consis-te en actualizar las ideas innatas me-

diante la simpleintuición deellos (es decir,sin recurrir a la experiencia se obtienedirectamente de la razón) y deducir losdemás conocimientos a la manera deteoremas matemáticos.

El autor está de acuerdo con lo queel Empirismo y el Racionalismo afirman,no así con lo que niegan una de otra.Es indudable que tanto la experienciacomo el conocimiento abstracto tienenun papel crucial dentro del aprendizaje.Para el aprendizaje de conceptos, cuan-to mayor sea su complejidad abstractamás conveniente es aproximarlo a ex-periencias conocidas para facilitar sucomprensión (por ejemplo, no es lo mis-mo aprender el concepto de “telesco-pio” el cual es relativamente fácil decomprender, que aprender el conceptode “democracia” que es más complejoque el anterior). De igual manera, en elaprendizaje por descubrimiento es ne-cesario llegar a la conceptualización delo experimentado. Así pues, la experien-cia y la razón no sólo no se excluyen enel aprendizaje, sino que se exigen mu-

tuamente ya que son comple-mentarios uno del otro.

El Conductismo proporcionaen la actualidad un enfoque im-portante sobre aprendizaje, yaque es notoria la influencia queha tenido en la educación (so-bre todo en la preescolar los tra-bajos de Watson, Skinner y Ken-dler por citar algunos de sus re-presentantes). Quizá el rápido eimpresionante éxito del Conduc-tismo a partir de su lanzamientopúblico hecho por Watson en1913, (Pozo, 1994), se debió alestudio que hizo de la conducta

humana controladapor el medio ambien-te. Skinner llega afir-mar que es totalmen-te factible diseñar ypredecir la conductahumana, de la mismamanera que se dise-ña un automóvil y se

determina su potencia y velocidad.El Conductismo tiene una concep-

ción asociacionista del conocimiento ydel aprendizaje; los conocimientos noson otra cosa que impresiones e ideas.Las impresiones son los datos primiti-vos recibidos a través de los sentidos,mientras que las ideas son copias querecoge la mente de esas mismas im-presiones, las cuales perduran en lamemoria una vez desvanecidas éstas.Por tanto, el origen del conocimiento sonlas sensaciones de manera que no hayinformación contenida en las ideas quepreviamente no haya sido recogida porlos sentidos.

Al autor le parece que al Conductis-mo no le falta razón al afirmar que nohay conocimiento en la mente humanaque previamente (al menos en gran par-te) no haya pasado por los sentidos. Elconocimiento humano sólo se da a tra-vés de lo que los sentidos perciben delexterior. Por esta razón el aprendizajedebe ser inducido, provocado a través

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de la interacción del alumno con su en-torno.

El profesor debe cuidar no sólo lacantidad de interacción que va a ocurrirdentro del aula, sino también su cuali-dad, es decir, sus características. Lo quesi es muy discutible es la idea de Skin-ner de llegar a modelar la conducta hu-mana como si se tratara de diseñar unautomóvil o una máquina. El autor con-sidera que la enseñanza siempre deberespetar la libertad del alumno ya queno es lo mismo educar que manipular.Cuando se educa son tomadas en cuen-ta las finalidades propias del alumno asícomo su participación consciente y de-liberada, en cambio la manipulación norespeta ni los intereses ni la elección deleducando.

Al alumno no se le debe tratar comoun simple objeto que se va a modelar algusto del profesor, sino fundamental-mente como un sujeto capaz de auto-determinarse. No setrata de negar la indu-dable influencia delambiente sobre la con-ducta humana, pero síde ensanchar el mar-gen de libertad que to-davía queda. Para elautor uno de los objeti-vos de la educación es precisamentedesarrollar la autonomía del alumnoconjuntamente con su responsabilidad.

Debido al enfoque asociacionista ymecanicista que sitúa el origen y elmotor de la conducta humana fuera delorganismo, la mayor parte de los con-ductistas han adoptado posiciones am-bientalistas (Eysenck, 1983; Logue,1985; Revusky, 1985), para los cualesel aprendizaje siempre es iniciado y con-trolado por el ambiente; desde estaperspectiva el sujeto es consideradocomo un organismo pasivo que sólo selimita a responder a los estímulos ex-ternos. En el condicionamiento operan-te de Skinner, aunque es el sujeto quieninicia la secuencia asociativa, finalmen-

te su conducta está controlada por lostipos de reforzamientos ambientales.

En este punto el autor no está deacuerdo con el radicalismo de Skinnerque niega la existencia de la interiori-dad del hombre reduciendo su conduc-ta a un simple cascarón vacío (valga laanalogía). En el trato diario con los alum-nos se puede observar como algo evi-dente (y que por lo tanto no requiere deuna demostración científica) que su con-ducta va acompañada o influenciada porvalores, actitudes, creencias, emocio-nes, en fin, de todos aquellos procesosinteriores que Skinner niega. El reto parael profesor, no se limita sólo a resulta-dos directamente observables sino tam-bién debe abarcar la importante esferade los constructos tales como actitudesy valores.

El aprendizaje humano puede ir másallá de simples asociaciones y conocerlas causas de los fenómenos como es

el caso delconocimientoc i e n t í f i c o .Esto repercu-te en el proce-

so de enseñanza-aprendizaje dado quese pretende no sólo el dominio memo-rístico o mecánico de los contenidos,sino sobre todo que el alumno llegue aconstruir todo un sistema de pensa-miento en el que estructure y relacionetoda una red de ideas, conceptos, jui-cios y principios.

Sin embargo, tampoco es deseableque la enseñanza se dirija a todos losalumnos por igual sin tomar en cuentalas diferencias individuales en cuanto aaptitudes, hábitos e intereses a pesarde que frecuentemente los maestros tra-bajamos con grupos numerosos (másde 30 alumnos), es necesario identifi-car a cada alumno mediante constanteinteracción de ellos entre sí y del maes-tro con ellos.

APRENDIZAJESIGNIFICATIVO

El autor ha desarrollado el diseñoinstruccional propuesto en este traba-jo, basándose en el aprendizaje signifi-cativo por considerar que constituye unarespuesta integradora y adecuada a las

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diferentes problemáticas planteadas porlos diversos enfoques del aprendizaje yque fueron expuestas y comentadas porel autor en párrafos anteriores. A conti-nuación se exponen sus principios bá-sicos (Díaz y Hernández, 1998).

PRINCIPIOS

El alumno es elresponsable último desu proceso de apren-dizaje, ya que recons-truye la informaciónproporcionada del ex-terior según sus pro-pios esquemas e inte-reses. La informaciónno es recibida por elalumno tal cual, sinoque pasa por un com-plejo pro-ceso inter-no para serreelabora-do. El autorconsideraque poreste motivoel maestrodebe preocuparse no solamente en loscontenidos de lo que va a enseñar, sinotambién de manera importante, en lamanera como va proporcionar la infor-mación al alumno.

Esto exige una cuidadosa planeaciónque tome en cuenta hasta los menoresdetalles para que el aprendizaje resultesignificativo al alumno. No basta con queel maestro crea que lo que va a trans-mitir es muy bueno, hay que tratar deque el alumno también lo considere así.En ocasiones resulta frustrante para elmaestro observar el poco interés o apro-vechamiento del alumno cuando él con-sidera muy valioso lo visto en clase.

Lo anterior nos lleva a pensar queen la educación no sólo es importanteel contenido sino también la forma enque éste es transmitido por el profesor.

Ésto exige al maestro, tanto el dominiodel contenido del curso, como de lashabilidades necesarias para diseñar elcontexto que resulte óptimo para elaprendizaje de ese contenido, a esosalumnos específicos, en este lugar de-

terminado y en el mo-mento preciso. Debido ala contingencia de estascircunstancias, no exis-

ten recetas ni fórmulas universales quepueda aplicar el maestro tal cual en elsalón de clases. El maestro debe pre-parar la clase de manera que no sola-mente ésta resulte realmente buena,sino también que al estudiante tambiénle parezca así. Si realmente los educa-dores actuaran de esta forma, se evita-rían ellos mismos frecuentes desagui-sados.


Copleston, F. (1983). Historia de la filo-sofía (Vol. I). México: Ariel.Díaz, B. Frida y Hernández, R. Gerardo(1998). Estrategias docentes para unaprendizaje significativo. México, D.F.:

McGraw Hill.Eysenck, H.J. (1983). The Social Appli-cations of Pavlovian Theories. The pa-vlovian Journal of biological studies.

(p.p. 18, 117-125).Logue, A.W.(1985). Thegrowht of Beha-viorism: contro-versy and diver-sity. En C.E.Buxton (Ed.).Points of viewin the modernhistory of psy-chology. Orlan-do: Academic

Press.Perea, J.F. (1986). Filosofía de la ac-ción. México: Diana (pp. 170-177).Pozo, J.I. (1994). Teorías cognitivas delaprendizaje (3ra. Edición). Madrid: Mo-rata.Revusky, S. (1985). The general pro-cess approach to animal learning. En:T.D. Johnston y A.T. Pietrewicz (Eds.)Issues in the ecological study of lear-ning. Hillsdale, N.J.: Eribaum.Verneaux, R. (1981). Epistemología Ge-neral. Crítica del Conocimiento (6ta.Edición). Barcelona: Herder.

RESEÑA DEL AUTOR

El autor es profesor investigador delInstituto Tecnológico Superior de Ca-jeme y actualmente es candidato aDoctor en Ciencias Sociales por ElColegio de la Frontera Norte, PlantelTijuana.

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RESUMEN

En este ensayo reseño mi experiencia como maestra de Litera-tura en el nivel medio superior y expongo algunas estrategias queme han ayudado a que los alumnos se acerquen con mayor gusto ala lectura de textos literarios.

Cuando estudiaba la Licenciatura de Literaturas Hispánicas nun-ca sospeché una vocación pedagógica. De hecho, un maestro sesinceró con el grupo y trató de mostrarnos el futuro laboral y hablódel magisterio como la única fuente de trabajo para quien egresarade la carrera. Yo no cuestioné en ese entonces tal perspectiva y

cuando llegué alas aulas en cali-dad de maestra,llegué más comoalguien que que-ría compartir elmundo de los li-bros que comoprofesora. Queríaque los demás le-yeran junto conmi-

go y trataran de escribir lo quetraían dentro. Me divertía jugar conlas palabras y escuchar las reac-ciones que provocaban las histo-rias leídas.

ESTRATEGIAS LECTORAS PARA LOSCURSOS DE LITERATURA EN LA

ESCUELA PREPARATORIAOlga Margarita Araux Sánchez

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mayoría de los planes de bachilleratode la región. Incluso no se ofrecen paraalgunos sistemas educativos. No es di-fícil imaginar la postura de las autorida-des de educación frente a las materiasde esta naturaleza, como tampoco esdifícil imaginar la inclinación de los alum-nos para desaparecerlas de sus preocu-paciones calificables. Para rematar, elpadre no tolera que el hijo repruebe ma-terias como matemáticas y física, tanimportantes, que necesitan cinco se-mestres de cinco horas a la semana enla escuela y diez en la casa, aunque ob-tenga buenas notas en literatura.

Por lo an-terior, es desuponer lasdesespera-das manio-bras de res-cate que elmaestro de li-teratura tiene

que hacer en beneficio del área cultu-ral, indispensable para lograr la forma-ción integral del alumno al que aspirantodas las instituciones educativas y conla cual están comprometidas.

Actualmente soy la maestra de lite-ratura de dos preparatorias de CiudadObregón: la Preparatoria de la Univer-sidad La Salle y del Instituto Ateneo.Ambas escuelas están incorporadas alos planes de estudio de las EscuelasIncorporadas al Instituto Tecnológico deSonora.

En dicha programación figuran doscursos de Literatura: Literatura I en cuar-to semestre y Literatura II en el quinto.Cada uno de los dos cursos tiene unacarga de 45 horas al semestre, reparti-das en tres horas a la semana. En elprimer curso el contenido versa sobrelos movimientos literarios del siglo XIXen general y el segundo, revisa la litera-tura hispanoamericana y norteamerica-na del siglo XX y de la llamada de Cien-cia Ficción.

El objetivo general establecido en el

Después comencé a sospechar laresponsabilidad que tenía como maes-tra. Hoy puedo expresar que ser maes-tra de literatura no sólo es abordar yreflexionar sobre los textos literarios. Estambién una labor cultural, que buscaun crecimiento personal en cada estu-diante, que lo empuja al descubrimien-to del universo que como especie he-mos inventado, capturado, imaginado;intentando explicar, a través de las pa-labras que se entretejen en historias queson espejos de la humanidad. Y sobretodo, que aprenda a leer de otra mane-ra, que lea con los sentidos y las emo-ciones, que comiencen a inquietarleconocimientos inferidos mediante la lec-tura y termine relacionando la historialiteraria con la realidad que le circunda,de manera que le facilite analizarla ycomprenderla para que le sea útil en suvida cotidiana, ayudándolo a cambiarpatrones de conducta que le permitanun mayor grado de satisfacción perso-nal.

Siempre ha sido difícil trabajar en elárea de Literatura. Los cursos de Tallerde Lectura y Redacción, relacionadoscon los de Literatura, son más fácilesde justificar ante los interrogatorios es-

tudiantiles, se apoyanen sí mismos por suaplicabilidad inmediatay práctica; de algunamanera el alumno comprende que lepueden ser útiles en su formación.¿Pero la literatura? Es difícil justificarque el alumno tenga que leer esos “abu-rridos” libros de puras letritas que yahasta están hechos películas (y que lomás seguro ni el papá ni la mamá hanleído y pueden jurar que no les han he-cho falta) y aún más difícil convencer-los cuando tiene que invertir tiempo yesfuerzo en las otras materias que, se-gún la propia programación de los pla-nes de estudio, sí son importantes y levan a ser muy útiles en su vida profe-sional. El día que acepté la docenciacomo una forma de desarrollo en el ejer-cicio de mi profesión, heredé un campoinhóspito, que a pesar de los esfuerzosse recrudece de manera sistemáticamientras florecen más canales de tele-visión, más rentas de videos, más es-trenos en la pantalla grande, más vide-ojuegos.

Además, en los programas de pre-paratoria, las materias de literatura que-daron reducidas a dos cursos en la

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Programa Analítico del Instituto Tecno-lógico de Sonora, revisado en julio de2000, para estas dos materias dice:“Que el alumno adquiera una cultura li-teraria que le permita valorar las obrasrepresentativas de la literatura desde unpunto de vista social y artístico” y en supresentación de los mismos programasagrega: “ La función de la literatura noes sólo comunicar o expresar, sino im-poner un más allá del lenguaje que es ala vez historia y la posición que toma elescritor frente a ella. Por ello, la litera-tura amplía, desde una perspectiva di-ferente, la visión del mundo y del indivi-duo en cada una de las épocas que seabordan a través de la producción lite-raria, ofreciendo la oportunidad al lec-tor de conocer y comprender otras cul-turas y su relación con la sociedad ac-tual, así como humaniza la razón” .

El alumno llega a cuarto semestrede preparatoria a tomar uno de sus dosúnicos cursos de literatura en toda suvida escolar. En el medio que prevale-ce en nuestra región no existe una cul-tura lectora como lo hacen notar lasescasas bibliotecas y librerías. Los me-dios de comunicación poco espacioofrecen para temasculturales. De sucasa, son raros losque pertenecen afamilias lectoras.De su vida estu-diantil, trae comoantecedentes cincohoras diarias deEspañol durante toda la primaria y la se-cundaria, y dos cursos de Taller de Lec-tura y Redacción, ofrecidos en los dosprimeros semestres de su preparatoria.

Durante todos esos cursos, la apor-tación fundamental de la literatura esproporcionando textos (fragmentos ensu mayoría) que permitan ejemplificarel uso de la lengua desde el punto devista de la Gramática. También, en elmejor de los casos, utilizar los textos conla finalidad de practicar algunas estra-

tegias de la lectura en su fundamentalnivel de comprensión. Hasta donde yosé, no se proporcionan actividades oestrategias que permitan acceder alalumno a un nivel de lectura más pro-fundo, encaminado al análisis, menosa la creación y mucho menos a cultivarel placer estético e intelectual que pue-de proporcionar la lectura literaria.

En un terreno tan reducido como de-sértico y abandonado por años escola-res, el programa de literatura de prepa-ratoria pretende que el maestro logre unvergel fructífero y tan extenso, que abar-que la historia de dos siglos de literatu-ra, la comprensión biográfica de losautores, capacidad de análisis de susobras representativas e interpretaciónde marcos socioculturales, como míni-mo y además, que el alumno tambiénamplíe su visión del mundo y su culturageneral. Si se corre con suerte, el maes-tro será un profesional entusiasta de laliteratura y equipado con un arsenal decreatividad para enfrentar tan confusoterreno. Un terreno que carece de im-portancia en los planes educativos, enel medio comercial y televisivo, en elambiente familiar y en la conversación

de los profesoresde las demásmaterias.

P e r s o n a l -mente reconoz-

co que mis aspiraciones como maestrade literatura lindan en el terreno utópicoy, como escribí en otra ocasión, “meconformo con que el alumno distinga lascaracterísticas de algunos movimientosliterarios, recuerde algunos autores y losasocie por lo menos con una de susobras, para cumplir así con el conteni-do del programa establecido por el IT-SON”. En cuanto a lo demás, y lo másimportante para mí, trato de estableceruna buena relación entre el alumno ylos textos literarios, que no le resultenindiferentes y hasta intuya, la posibili-dad de un encuentro con lecturas quele lleguen a ser agradables y satisfac-torias.

Lograr medianamente los objetivosanteriores requieren de mucha pacien-cia e imaginación.

La clase tiene una duración de 50minutos, por lo cual hice una selecciónde lecturas basadas en cuentos y poe-mas (que atienden en orden progresivoel contenido del programa de estudio)para poder ser leídos y comentadosdurante la sesión. Como preparacióngeneral de cada una de las lecturas, elalumno presenta de tarea la biografíadel autor correspondiente a la sesión ytrae anotado el significado de la lista depalabras que previamente consideré po-drían resultar desconocidas para lamayoría de los estudiantes. Con este

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trabajo anterior a la lectura, se facilitala comprensión del texto y con los da-tos del autor se pueden establecer re-laciones con el contexto sociocultural.

Cada texto literario propone diferen-tes formas de abordarlo. Para ello ybuscando que resulte un acercamientolúdico para el alumno, he encontradoalgunas estrategias que han resultadoeficientes a lo largo de mi quehacer do-cente. A continuación describo algunasde ellas, sin pretender haber descubier-to el “hilo negro” en la enseñanza de laliteratura a los jóvenes y sí con el áni-mo de que al compartirlas, les sean úti-les a otros docentes.

1.- Lectura interrumpida.

Pido a un alumno que comience aleer en voz alta la lectura de la clase. Leaviso que lo voy a interrumpir con fre-cuencia. Mis intervenciones giran alre-dedor de preguntas sobre las posibili-dades de la historia, tratando de lograrsuspicacias o establecer relaciones desemejanza entre ellos y los personajes,entre más cómicas y sugerentes resul-ten las comparaciones, más atención seconsigue de los alumnos. El ambiente

en el salónno es de si-lencio, esdifícil a ve-ces controlar el desborde de comenta-rios que se provocan, pero se logra unasesión divertida. Uno de los cuentos quese prestan especialmente para esta es-trategia es “Boles” de Máximo Gorki.Ésta es una narración que permite la re-flexión sobre varios comportamientos.Los alumnos comentan sobre el valordel tiempo, la relación entre la aparien-cia exterior y la riqueza interior de laspersonas, entre otros planteamientos.Resulta muy interesante observar lacapacidad sensible de los alumnos.

2.- Pregunta tramposa.

Antes de iniciar la lectura, como sinoestuviera relacionada con el tema, lan-zo una pregunta al grupo que permitauna respuesta corta y simple, pero pre-cisa: sí o no.

Después de la lectura les vuelvo ahacer la pregunta, la cual ya no es tansimple de contestar. De hecho, se ge-nera polémica que trasciende el tiempode la sesión. Uno de los cuentos que

resulta ideal para esta actividad es elcuento regionalista de la sonorenseBlanca Zamora, “La Cuca no trabaja,Jelipe sí” y la pregunta que lanzo al airees si todo trabajo debe ser remunera-do. Generalmente el desenlace de estalectura es una confrontación entre hom-bres y mujeres.

3.- Respuestas escondidas.

Pido a los alumnos que lean en si-lencio la lectura correspondiente a laclase. Mientras, escribo en el pizarrónuna serie de preguntas para ser con-

testadas con la informa-ción proporcionada porla historia . Las respues-tas requieren ser inferi-das por los alumnosquienes esperan encon-trarlas escritas en lasoraciones leídas, perono. Su trabajo les pere-

ce imposible en un principio, pero trasel reto y alguna guía, se entusiasmanen una actividad detectivesca. “El almo-hadón de plumas” de Horacio Quirogapermite realizar este ejercicio de formadinámica. Les he pedido el dibujo, nom-bre común, color, peso y tamaño del vic-timario de Alicia y lo han inferido y has-ta establecido una estrecha relaciónentre éste parásito y el distante Jordáncomo causantes de la muerte de Alicia.

4.- Visualización.

Esta estrategia es la que más dis-fruto por su versatilidad y variedad depresentaciones. Además es una herra-mienta muy útil para activar la facilidadde concretar en sensaciones sólidas, laabstracta vaguedad que tienen las pa-labras para los lectores primerizos. Ho-nestamente creo que hacerlos ver, es-cuchar y sentir la experiencia que vivenlos personajes de las historias leídas esel mejor avance que se puede hacerpara acercar al alumno al disfrute y gus-

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to por la literatura. En la visualizaciónexisten múltiples posibilidades. Las Ri-mas de Bécquer entregadas en hojaspara que el alumno con colores dibujelos sentimientos, resulta un ejercicioconmovedor e interesante. El cuentohecho historieta, o “comic” como dicenmis alumnos, presenta la habilidad plás-tica y capacidad de observación de de-talles de algunos alumnos. Hacer ma-quetas para recrear una historia, mues-tra su percepción del entorno.

5.-PPL ( Pago Por Leer )

Aquí hay libertad para elegir una no-vela y leerla en el poco tiempo que que-de libre antes, durante y después de laclase, académicamente hablando. Elalumno no entrega un reporte, no tienefecha límite para concluirla, puede cam-biar de libro si no es de su agrado. Sepaga con un punto de calificación extrapor su constancia en la lectura de la cualse lleva un registro tanto del título comode la lectura en clase. Sorprende a ve-ces cómo algunos alum-nos se llegan a intere-sar en los libros. Los co-mentan y hasta conta-gian a otros la curiosi-dad por leerlos. Des-pués de tres semestres,las novelas en los escri-torios de los alumnosson parte del paisajeáulico. Es importante señalar que elejemplo es trascendental. Esta fórmulasurgió de la pregunta que me hiciera unaalumna “¿Le gusta mucho leer?” Le con-testé “Claro, si yo pago por leer”.

Básicamente en estas cinco formasde crear ejercicios que resulten agra-dables y enriquecedores para los alum-nos baso la forma de impartir mis cla-ses. El principio que me motiva y quesiempre procuro tener presente es lo-grar un acercamiento significativo y pla-centero entre mi alumno y el texto lite-rario.

Y cada ciclo me hago la misma pre-gunta. ¿Qué hago para trabajar con jó-venes que no tienen ni herencia, forma-ción, inclinaciones o intereses literarios?Experimento. Hace mucho tiempo queacepté la enseñanza de la literaturacomo reto permanente y también acep-té que no hay ni recetas ni fórmulas niremedios ni consejos que duren más deun semestre. La única magia repetiblees el enamoramiento que ejerce la lite-ratura sobre mi ánimo y que de algunamanera se refleja en muchas ideas paraatrapar a mis alumnos, que al fin y alcabo son inexpertos, mientras la litera-tura y yo, más viejas y también más dia-blas, los seducimos con textos que losatraen, los sorprenden y, un tanto con-fundidos, comienzan a seguir las pala-bras, buscando ese otro lado provoca-tivo que les reveló la trampa de las emo-ciones, sus emociones que creían úni-cas y exclusivas, y que aparecieron be-llas y tangibles en poemas románticos;éste es el inicio. Después, ya algo do-mados y presintiendo un halo de esta-

tus intere-sante, sevan acer-

cando un poco a otros textos, actualesy complejos.

Motivar a leer es como invitar a es-tudiar algo que no interesa. La mayoríade las personas parten de la idea de quesaben hacerlo. Muchas veces he teni-do que reflexionar, y no sólo con alum-nos, que cada texto propone una lectu-ra distinta. Por tanto, cuando con algu-nos ejercicios de lectura de diferentestextos se demuestra esta teoría, co-mienza un nuevo trato para la literatu-ra.

Es interesante y satisfactorio obser-var cómo los alumnos se van sensibili-zando con las lecturas. De pronto en unsilencio abrumador, se escucha un sus-piro, sí, cursi si se quiere, pero he teni-do el privilegio de escuchar suspirosarrancados por un texto literario, lo mis-mo que cambio de posiciones corpora-les porque las palabras incomodan opercibido algún ahogo que he apostadoesconde lágrimas. Después cuandocomenzamos a comentar, cuando sereponen de la sorpresa sensitiva de laque han sido objeto, se atropellan laspalabras y los silencios, se interrumpenunos a otros, la emoción es tangible...

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No siempre resulta así, pero muchasveces y con la ayuda histriónica de lamaestra, se consigue tener estos efec-tos en adolescentes y adultos. En mo-mentos como éstos, siento que puedocompartir realmente el goce que me pro-duce la literatura, me satisface mi tra-bajo y me siento importante; sobre todocuando mis alumnos se acercan a pe-dirme el título de otras lecturas y, en unatrevimiento que realmente valoro, mepreguntan o comentan sobre lo que sin-tieron... También ha habido quien me hadado las gracias por compartir eso quecomienzan a considerar un regalo: lalectura que les hizo sentir, o recordar, oimaginar, o comprender...

Pero como tengo muchas limitacio-nes de tiempo y contenido, y tampocoestoy autorizada a alterar tanto los pro-gramas de literatura para preparatoria,no es fácil que los alumnos tengan en-cuentros tan cercanos con la literaturay con frecuencia me recuerdan que a laque le gusta la literatura es a mí y no aellos. Hay que tener la imaginaciónsiempre a mano para inventar ejerciciosque cumplan tanto con los objetivos delprograma como con los míos: que lesguste y le encuentren alguna función en

su vida cotidiana. Desde esa perspecti-va les he pedido que realicen diversasactividades alrededor de la anécdota li-teraria. Pueden resultar estrategias in-fantiles, poco o nada metódicas, cen-surables desde una academia. Y no meimporta la clase de comentarios o pe-ros que pudieran generar estaspropuestas...en mis clases, con mis

alumnos, las hemos realizado y se lo-gró entretenimiento, diversión y oportu-nidad de mostrar otras cualidades y ha-bilidades que por lo general no se ma-nifiestan en la escuela. Los trabajoscreados han sido sorprendentes. Hanhecho revistas, teatro guiñol, maquetas,representaciones teatrales, rompecabe-zas, procesos y juicios para algunospersonajes literarios, alteraciones en laestructura de ciertos cuentos, dramati-zación... Si yo hablo de imaginación, misalumnos la multiplican con creatividady espíritu de aventura cuando logran sal-var el abismo que regularmente existeentre las personas y la literatura.

RESEÑA DE LA AUTORA

La autora es profesora del InstitutoTecnológico Superior de Cajeme, esespecialista en la enseñanza de lasasignaturas para el desarrollo de lashabilidades de la lectura y la redac-ción. Posee una amplia experienciaen los programas de nivel medio su-perior y actualmente colabora comorevisora del Comité editorial en esteInstituto.

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1.- ANTECEDENTES.

1.1. Contexto EconómicoIndustrial.

En la segunda mitad del siglo XX,se ha dedicado una atención extraor-dinaria a la Gestión de la calidad, asaber, planeación, control, asegura-miento y mejoramiento, particular-mente a partir de los años 80’s yhasta la actualidad, teniendo comoreferencia al llamado «milagro indus-trial japonés» del cual el «mundo oc-cidental apenas comienza a entender los factores ... [de su] ... éxito»(Schonberger, 1992).

En México esto ha venido prendiendo desde principios de la dé-cada de los 90’s aunque con un ritmo lento y con fuertes altibajos, silo comparamos con el de los países del primer mundo. La firma delTratado de Libre Comercio entre Estados Unidos de América, Canadá y México en 1993,síntoma de que la globalización se ha intensificado, se convirtió en un proceso catalizadorde esta preocupación mexicana por el desarrollo industrial, debido entre otras cosas, a lasexigencias de estandarización en la constitución y reconstitución de las cadenas producti-vas internacionales en las cuales México vislumbraba su inserción en el corto y medianoplazos.

La industria mexicana por su parte acentúo el proceso de adquisición y desarrollo detecnología, mediante la firma de convenios universidad-industria, desarrollando el fomentoa la consultoría, mediante el impulso a la diagnosis industrial en los ámbitos micro y macroasí como en la planeación y seguimiento de casos, etc. adquiriendo con todo ello, un augesin precedentes la ingeniería industrial, y de manera específica las metodologías, herra-mientas, técnicas y el uso de métodos estadísticos para el necesario replanteamiento de lavocación industrial mexicana.

En una perspectiva de corto y mediano plazo, los esfuerzos de política industrial del

GESTIÓN DE LA CALIDADY DISEÑO DE EXPERIMENTOS

Herramientas poderosaspara la competitividad empresarial

Sergio P. Mariscal Alvarado y Ramón Francis García

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gobierno federal en México, se orienta-ron a modificar el comportamiento his-tórico-coyuntural de la balanza comer-cial, buscando ampliar esencialmentelas exportaciones manufactureras paramejorar su correlación con respecto alas importaciones y a las exportacionesde los productos del petróleo, sentandolas bases para el desarrollo tecnológi-co doméstico y la independencia en eluso de la tecnología no nacional.

En el nivel de las empresas indus-triales y de servicios del ámbito de lamediana y gran empresa, la adaptaciónse ha venido dando a pasos de mayorintensidad, ya que su soporte tecnoló-gico-financiero y el desarrollo de sus re-cursos humanos se lo ha permitido.

En la pequeña y microempresa, par-ticularmente ésta última, la adaptaciónal nuevo ambiente de máxima competi-tividad y estandarización se ha dado aritmos significativamente lentos o no seha dado, de tal manera que su disemi-nación, escaso soporte tecnológico yadministrativo, así como el no contarcon cuadros técnicos preparados entérminos generales las ha mantenidocon baja productividad y limitadas almercado local y en el mejor de los ca-sos al mercado regional interno del país.

Sin embargo, este eslabón débil dela cadena de producción de valor agre-gado, en México se ha visto atendidodesde el segundo lustro de la décadade los 90’s mediante diversos progra-mas de apoyo y fomento orientados nosólo al financiamiento, sino a la crea-ción de una cultura de alta productivi-dad; aquí llamamos la atención a la RedCETRO-CRECE (Centro para la Com-petitividad Empresarial) o a las Comi-siones de Promoción Económica de lasentidades federativas en México. La ad-ministración pública federal mexicanaactual, iniciada el 1 de diciembre de2000 ha configurado que ampliará lacobertura de esta política de fomento.

Todo este ambiente en la búsquedade la competitividad global de las em-

presas que implica calidad y productivi-dad, de una mayor eficiencia y raciona-lidad en el uso de los recursos, de losprocesos de mejora generales y parcia-les de las empresas, de los replantea-mientos de la cultura de trabajo y el re-diseño de procesos productivos, de ladiversificación de productos, de la ade-cuación de los sistemas y normas delas empresas para la exportación, de laresponsabilidad social y ambiental delas empresas y de la perspectiva histó-rica de la agenda industrial mexicana ylatinoamericana, le ha abierto las puer-tas al pensamiento estadístico de lagerencia y a la utilización cada vez másamplia y generalizada en algunos seg-mentos importantes de la economía(gran empresa pública y privada), de losmétodos estadísticos y el diseño expe-rimental.

1.2 Aspecto Educativo.

Este ambiente económico e indus-trial que se presenta, está demandan-do la inserción de los ingenieros, docen-tes de la ingeniería, tecnólogos e inves-tigadores de México y Latinoamérica enla generación de conocimiento en elcampo de la Estadística Industrial y enla búsqueda de aportes al desarrollo detecnología estadística que se expresenen la mejora de los métodos de diseño,análisis, estimación, predicción, control,aseguramiento, en fin gestión de la ca-lidad para la competitividad empresarial.

Lo anterior establece una relación di-recta con el ámbito de la educación su-perior, ya que marca la necesidad im-periosa de adecuar pertinentemente aeste contexto, los procesos educativosen el nivel licenciatura y posgrado, par-ticularmente en las áreas que compe-ten a la ingeniería industrial, negociosinternacionales y gestión de la calidad.Estas áreas requieren adecuarse conel ritmo que demanda el entorno y conello anticiparse para garantizar egresa-dos que respondan eficientemente al

desarrollo en estos campos.Con este fin, desde enero de 1998,

se ha venido replanteando el currículode las carreras de ingeniería, medianteel Programa de Evaluación y RevisiónCurricular implantado en el Instituto Tec-nológico Superior de Cajeme.

1.3 Importancia de Desarrollarel Campo de la EstadísticaIndustrial.

En casi cualquier estudio experimen-tal donde se aplican metodologías y pro-cedimientos estadísticos a un conjuntode datos científicos, los métodos impli-can realizar ciertas operaciones o cál-culos sobre la información muestral,siendo estos, premisa de la obtenciónde inferencias acerca de la población opoblaciones que se estudian.

Se puede afirmar que con importan-te frecuencia, existen características delexperimento en la línea de producción,en la máquina de pruebas experimen-tales o en el proceso productivo global(producto, sistema de manufactura,etc.), que se sujetan al control del ex-perimentador tales como: tamaño de lamuestra, número de niveles de los fac-tores, número de combinaciones por uti-lizar, etc.

Las características del experimento,tales como las mencionadas (paráme-tros experimentales) a menudo puedentener un gran efecto sobre la precisiónrequerida para la prueba de hipótesis ola realización de una estimación y esto,en términos industriales, puede signifi-car el éxito o el fracaso de las empre-sas y con ello, de acuerdo a la expe-riencia internacional, el aporte significa-tivo al éxito o al fracaso de las políticasindustriales nacionales y regionales.

Cabe destacar el uso del diseño deexperimentos para conocer y desarro-llar procesos científicos y de ingenieríaque redundan en la mejora de la efica-cia, el rendimiento y la productividad desistemas industriales, «...[desde los



años 30’s]... en las industrias textil y dela lana británicas...[y posteriormente ala]... segunda guerra mundial ...[en ladécada de los 50’s ]... los métodos deldiseño experimental se introdujeron enlas industrias química y de transforma-ción de Estados Unidos y de Europa»(Montgomery, 1993). En el caso dondeel proceso implica un producto, el dise-ño experimental se puede utilizar paraproporcionar el mejoramiento del pro-ducto o de la calidad. «Un aspecto im-portante de este esfuerzo de mejora dela calidad en los 80’s y los 90’s es eldiseño de la calidad en procesos y pro-ductos en la etapa de investigación oen la etapa de diseño del proceso» (Wal-pole y otros, 1998).

Gran parte de este fuerte impulsoque tuvieron los métodos de mejora dela calidad lo motivó el éxito que inge-nieros y científicos japoneses tuvieroncon el uso del diseño experimental.

Las premisas generales que confi-guran el contexto económico, sus im-plicaciones y la importancia de desarro-llar el campo de la estadística industrialhacia la Gestión de la calidad son: 1.Incorporar la calidad de diseño en cadaproducto y en los procesos por los queéste se fabrica; y 2. Los métodos de di-seño experimental se han desaprove-chado como instrumentos de Ingenie-ría.

1.4. Contexto Temático.

Para mejorar los procesos habrá quehacer cambios y los cambios raciona-les deben basarse en datos objetivos:¿Qué datos recoger? ¿Cómo extraer lainformación contenida en ellos? La res-puesta la encontramos en la Estadísti-ca. Sin embargo la Estadística no es unsustituto del conocimiento técnico quese tenga acerca de los procesos, sinoun catalizador (Romero y Zuñiga, 1999)por lo que se retoma el triángulo de ca-lidad, all a team y método científico (Jo-iner, 1985).

La búsqueda histórica por la com-petitividad ha transitado desde el con-trol en las salidas al control en las en-tradas para concluir en la calidad en eldiseño del proceso y del producto, untránsito desde el enfoque en la detec-ción al enfoque en la prevención: 1. Ins-pección; 2. SPC; 3. Off line QC, estoúltimo a partir de los 80’s, impactandoel sistema y el ambiente de las empre-sas en general, de aquí que esto impli-que lazos de retroalimentación cliente-empresa, cliente-proveedor, etc. garan-tizando con ello calidad en la fuente,calidad en los procesos y calidad en elproducto y/o servicio.

La idea básica del Off line QC es apli-car en la Industria los principios y técni-cas del método científico, las cuales seexpresan principalmente en las siguien-tes técnicas estadísticas: 1. DiseñosFactoriales Clásicos; 2. Arreglos Orto-gonales o Fracciones Factoriales; 3.Superficies de Respuesta; 4. DiseñosMixtos; y 5. Diseño Robusto de Tagu-chi.

Se destaca este último, dentro de laIngeniería de Calidad de Taguchi, ya quesu impacto ha sido sobresaliente en elplano internacional, sobre todo en Ja-pón y los países del primer mundo.

1.5. La Ingeniería de Calidadde Taguchi.

En el principio de la década de los80’s el Dr. Genichi Taguchi, IngenieroJaponés, introdujo un método en su paíspara utilizar el diseño experimental enel desarrollo de productos y procesos,el cual empezó a producir importantesresultados.

Conceptos y Principios. Este méto-do define que la calidad de un productodebe ser medida en términos de abatiral mínimo las pérdidas que ese produc-to le trae a la sociedad desde que seinicia su fabricación hasta concluir suciclo de vida, estas pérdidas socialesequivalen a las pérdidas de la empresa

en el mediano y largo plazo. Enfoque alcliente (sociedad) en vez de enfoque alfabricante. Taguchi retoma el contextodel Off line QC planteando que: 1. Ins-pección y control de proceso no sonsuficientes para alcanzar una calidadcompetitiva; y 2. Niveles elevados decalidad sólo pueden lograrse económi-camente en las fases de diseño (pro-ducto y proceso).

El objetivo del método de Taguchi eslograr productos y procesos «robustos»frente a las causas de la variabilidad (rui-dos) que hacen que las característicasfuncionales de los productos se desvíende sus valores óptimos provocando cos-tos de calidad.

La propuesta de Taguchi es una filo-sofía y un conjunto de métodos y pro-cedimientos que se ha dado en llamar«Diseño Robusto de Parámetros» (Ta-guchi y Wu, 1980) cuyas principales pro-piedades de producto o proceso son: 1.Insensible a las condiciones del medio;2. Insensible a los factores que dificul-tan el control; y 3. Proporciona variaciónmínima en su funcionamiento.

El término diseño en el nombre delmétodo de Taguchi se refiere al diseñodel proceso o sistema y el término pa-rámetro se refiere a los parámetros delsistema, conocidos comúnmente como«factores o variables» (Montgomery,1993).

Ahora, el término robusto se expli-ca, ya que un producto o proceso «cuyofuncionamiento es consistente cuandose expone a estas condiciones cam-biantes del medio, se le denomina pro-ducto robusto o proceso robusto»(Myers y Montgomery, 1995).

El enfoque Taguchiano y de otrostecnólogos e ingenieros de la estadísti-ca práctica, es el uso de variables decontrol y de ruido en el mismo experi-mento como efectos fijos por lo que losdiseños o arreglos ortogonales son co-munes en este esfuerzo.

El instrumental metodológico de Ta-guchi establece tres metas: 1. Diseños



robustos ante el medio ambiente paraproductos y procesos; 2. Diseño y de-sarrollo de productos de modo que seanrobustos a la variación de componen-tes; y 3. Minimización de las variacio-nes respecto a un valor objetivo.

Las tres propiedades y tres metas dela filosofía de Taguchi se expresan entres etapas en el desarrollo de un pro-ducto: 1. Diseño del sistema: el inge-niero utiliza principios científicos y de In-geniería para determinar la configu-ración básica; 2. Diseño de parámetros:se determinan los valores específicospara los parámetros del sistema mini-mizando la variabilidad aportada por lasvariables de ruido; y 3. Diseño de tole-rancias: se determinan las mejores to-lerancias para los parámetros.

Diseño de Parámetros. Taguchi es-tablece que pueden emplearse métodosde diseño experimental para hallar unmejor diseño del producto y/o del pro-ceso. Aunque la búsqueda de diseñosrobustos no es algo nuevo, Taguchimerece el crédito por observar que eldiseño experimental puede utilizarsecomo una parte formal del proceso dediseño técnico, siendo la estrategia cla-ve de Taguchi la reducción de la varia-bilidad.

Función de Pérdida. La función depérdida o de costo social establece unamedida financiera del descontento delusuario con la actuación de un produc-to cuando se desvía de un valor desig-nado como meta (t=target). Esta se ex-presa algebraicamente así L(y) = k(y-t)2 donde «y» es variable aleatoria dela característica de funcionamiento (ca-racterística de calidad) en estudio de unproceso o producto. El pensamiento tra-dicional occidental penaliza sólo si y estáfuera de los límites inferior o superiorde especificaciones, en cambio el pen-samiento Taguchi mediante la funciónde pérdida, penaliza todo «y» diferentede la meta t. Lo anterior es consistentecon el mejoramiento continuo de De-ming y Juran, buscando minimizar cos-

tos.

2.- JUSTIFICACIÓN.

Teniendo en cuenta los anteceden-tes, así como los que se desprendende la descripción de la Ingeniería deCalidad en un marco de Off line QC, sepresenta una crítica al método de Ta-guchi que habrá de constituirse en jus-tificación que permita la configuracióndel problema científico.

Rescatando las contribuciones deTaguchi a la Ingeniería de Diseño y a laoptimización, teniendo en cuenta los ele-mentos presentados y reconociendoque: 1. Su trabajo ha impulsado a unreplanteamiento de los métodos esta-dísticos en términos de sensibilidad alas variables del medio; 2. Ha retoma-do aspectos antiguos y con ello gene-rado nuevas mezclas metodológicascon elementos nuevos utilizando la va-riabilidad del producto y del procesocomo una parte importante del criteriode rendimiento; y 3. Su conducción,estímulo y formación de importantesrecursos humanos estadísticos en ge-neral y de la mejora de la calidad enparticular, se establecen las áreas deoportunidad del método de Taguchi enlo que respecta a los ámbitos de la po-lémica, es decir el diseño y el análisisde datos.

De manera paralela se expresa lacrítica del aspecto educativo y curricu-lar derivado del estudio de esta temáti-ca.

2.1. Crítica a la autoría dearreglos ortogonales y aldiseño experimental.

• 1: Utiliza arreglos ortogonales L8,L9, L4, L12, L16, L18 Y L27 que no fue-ron desarrollados por Taguchi

– Arreglos usados son factorial frac-cionario L8 = 2 7-2III, L9 = 34-2III, L16= 215-11III, L12 = Diseño de Plackett-Burman.

• 2: Los diseños tienen estructurasde alias muy complejas particularmen-te el L12 y todos aquéllos que utilizanfactores de 3 niveles implican relacio-nes de alias parciales entre efectos prin-cipales e interacciones bifactoriales, siestas últimas son grandes, implica si-tuaciones donde el experimentador noobtiene la respuesta correcta (segúnBox, Bisgaard y Fung 1988).

• 3: La falta de antecedentes paratratar adecuadamente las interaccionespotenciales entre los factores controla-bles del proceso llevan a que sea nece-sario especificar correctamente las res-puestas y los factores de diseño ó em-pleando un método de asignación defactores deslizantes para elegir los ni-veles de éstos.

• 4: Se pueden ajustar los efectoslineales y cuadrático de los x, efectoslineales de z y todas las interaccionesbifactoriales de z y zx, sin embargo seignoran las interacciones de los x (guar-dan una relación de alias con los efec-tos principales).

• 5: Experimentos muy grandes.• 6: Empleo de gráficas lineales para

asignar factores a las columnas del arre-glo ortogonal mediante diseño heurísti-co e ineficiente.

2.2. Crítica al análisis dedatos.

• 7: «Seleccionar al ganador» me-diante promedios marginales no garan-tiza que se obtenga el resultado óptimo,ni aún agregando un experimento deconfirmación.

• 8: No hay seguridad de una trans-formación logarítmica siempre desaco-plará los efectos de localización y dedispersión ya que esto implica usar SNtcomo equivalente de un análisis de ladesviación estándar del logaritmo de losdatos originales (revisar Leon et al.1987)

• 9: En este caso el uso de Log S2requeriría menos cálculos, tiene un as-



pecto más intuitivo y permitiría compren-der mejor el proceso.

• 10: Las razones de señal sobreruido SNt y SNl son ineficaces para iden-tificar efectos de dispersión o variabili-dad aunque pueden ser recomendadaspara medidas de localización.

• 11: SNS confunde los efectos dedispersión y de localización.

• 12: Al utilizar SNS como variablede respuesta en el análisis de varianzaproduce conclusiones erróneas.

2.3 Crítica al aspectoeducativo y curricular.

• 13: Escaso desarrollo curricular enIngeniería y acentuada insuficiencia enel campo de la Ingeniería Industrial,áreas educativas de negocios y Diseñode Experimentos.

• 14: Ausencia significativa de ele-mentos metodológicos eficientes de ac-tualización curricular en el nivel licen-ciatura y posgrado de ingeniería.

3.- CONCLUSIONES.

Las conclusiones de esta explora-ción han sido 1. Esbozar el planteamien-to del problema científico y educativo;2. Configurar las hipótesis de investiga-ción; 3. Definir los objetivos generalesde investigación; y 4. Establecer activi-dades que delinean el método de inves-tigación.

3.1. Planteamiento delProblema Científico.

La crítica general hecha a la Inge-niería de Calidad, circunscrita al diseñode experimentos y al análisis de datos,establece la sintomatología caracteriza-da por «aparentes y expuestas» debili-dades que de ser atendidas cuidadosa-mente, pueden constituirse en un po-deroso instrumento que venga a poten-ciar la optimización de importantesprocesos industriales.

En este sentido, la búsqueda poraportar al desarrollo del método de Ta-guchi, implica abrirle la puerta a un áreade oportunidades inusitada para el de-sarrollo de la competitividad empresa-rial a través de la Calidad en un contex-to amplio, pero haciendo un énfasis enel diseño de experimentos, catalizadorde la propia gestión de la calidad engeneral y particularmente en el Diseñorobusto de parámetros de Taguchi, elcual en las últimas 2 décadas del S.XX,ha dado resultados irrefutables en esteámbito.

Por esto expuesto es necesario re-tomar la crítica positiva de la ingenieríade calidad de Taguchi en contraste ycomplementariedad con los diseñosconsiderados clásicos, así como losplanteamientos presentados en las últi-mas 2 décadas del S.XX, tales como elcriterio y método de mínima aberración,el diseño de momentos óptimos entreotros.

Lo anterior deberá permitir estable-cer una estrategia de gestión de la cali-dad en las empresas en donde se eva-lúen los diseños para poder contrastar-los de manera práctica. Ésto significaIngeniería de Diseño en acción, demodo que el problema científico seaborde de tal manera que permita aten-der problemas concretos de calidad enlas empresas. Todo ello retroalimenta-do en el enriquecimiento del perfil deegreso de las áreas de competenciaprofesional.

Entonces, este trabajo presenta elesfuerzo por plantear la problemática yesbozar un proyecto de investigaciónque permita encontrar alternativas ro-bustas a la gestión de la calidad, peroademás paralelamente ir configurandométodos, planes y programas de estu-dio en el campo de la estadística indus-trial y la gestión de la calidad, los cua-les permitan perfiles de egreso de altacompetitividad en el mercado de traba-jo y masa crítica para el desarrollo cien-tífico y tecnológico en el plano nacional

e internacional.

3.2 Hipótesis Científicas.

Es factible la mejora de la Ingenieríade Calidad de Taguchi en el ámbito deldiseño de experimentos y el análisis dedatos, asimismo, la Gestión de la Cali-dad en las empresas donde se evalúenlos diseños de Taguchi en contraste ycomplementariedad con los diseños clá-sicos, propuestas novedosas y métodomejorado. Es factible además, el desa-rrollo del currículo institucional y la con-figuración de una metodología para laactualización del mismo, en las carre-ras de Ingeniería en los campos de laestadística industrial, gestión de la cali-dad y diseño de experimentos.

3.3. Objetivos Generales deInvestigación.

• Analizar y evaluar en contraste ycomplementariedad con los diseños re-conocidos como clásicos y novedosos,como una herramienta estratégica degestión de la calidad en un contextoamplio, proponiendo un método mejo-rado para el «Diseño Robusto de Pará-metros».

• Producir un aporte coherentemen-te estructurado para el desarrollo del cu-rrículo de las carreras de Ingeniería deun Instituto Tecnológico Superior en elcampo de la estadística industrial, ges-tión de la calidad y diseño de experimen-tos.

3.4. Actividades que delineanMétodo de Investigación.

1: Evaluar la eficiencia de los arre-glos ortogonales utilizados por Taguchicomparándolos en certidumbre y tiem-po de experimentación con respecto aotros diseños en la gestión de calidaden empresas muestras.

2: Evaluar la ventaja de considerarlas interacciones bifactoriales principa-



les en el diseño experimental versus eltener gran conocimiento técnico del pro-ceso en empresa muestra.

3: Revisar y evaluar la técnica de fac-tores deslizantes de Taguchi en empre-sa muestra.

4: Proponer un método que permitamejorar la comprensión global del pro-ceso y mejorar la eficiencia. Pudiesepartirse a la inversa, determinando fac-tores principales e interacciones rele-vantes para que después se determi-nen curvaturas de éstos solamente.

5: Evaluar la consideración relativadel gran número de experimentos (co-rridas) sin dejar de considerar informa-ción relevante con el método mejoradopropuesto en empresa muestra.

6: Evaluar la eficiencia de las colec-ciones de gráficas de Taguchi, buscarsu fundamento estadístico en empresamuestra.

7: Revisar y evaluar el método de se-lección del ganador de Taguchi en con-traste con otros diseños en empresamuestra.

8: Aislar efectos de localización y dis-persión en la Señal sobre ruido, revisan-do la viabilidad del Log S2.

9: Desarrollar el currículo de las ca-rreras de Ingeniería Industrial en Manu-factura, Ingeniería Mecánica en Controlde Procesos e Ingeniería en SistemasComputacionales en lo que compete alos campos de estadística Industrial,gestión de la calidad y diseño de expe-rimentos.

10: Proponer un método para la ac-tualización curricular en términos de pla-nes y programas de estudio, así comodiseños instruccionales en el ámbito delnivel de licenciatura y posgrado de in-geniería.


BOX, G.E.P. 1988. Signal to Noise Ra-tios, Performance Criteria and Transfor-mations (with discussion). Technome-

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RESEÑA DE LOS AUTORES

Sergio Pablo Mariscal AlvaradoEs maestro en Ingeniería, SubdirectorAcadémico del Instituto TecnológicoSuperior de Cajeme. Posee una ampliay solvente experiencia como profesor eneducación superior. Ha escrito artículossobre el ámbito de la Ingeniería Indus-trial, relacionado con la enseñanza enla educación superior. Actualmente esalumno del Doctorado en Ciencias dela Ingeniería Industrial del Instituto Su-perior Politécnico José Antonio Echeva-rría, de la Habana, Cuba.

Ramón Francis GarcíaEs Ingeniero Industrial con maestría enSistemas Automatizados de Direccióny doctorado en Ciencias Técnicas. Haimpartido numerosos cursos de posgra-do en las asignaturas de Estadística,Diseño de Experimentos y Control deCalidad. Ha realizado numerosos traba-jos de consultoría en diversas empre-sas. Ha sido Presidente del Comité Téc-nico Nacional Cubano de Normalizaciónpara las Técnicas Estadísticas y es au-tor de numerosas publicaciones de li-bros de texto. Actualmente es el coordi-nador de la Maestría y la Especialidadde Aseguramiento de la Calidad que seimparte en la Facultad de Tecnología dela Universidad de La Habana (ISPJAE),Cuba, presidiendo además su ComitéAcadémico. Es miembro del ComitéAcadémico de la Maestría de Dirección.



RESUMEN

Se investigó el efecto combinado del tiempo de reacción y la concen-tración de Sosa Cáustica (Hidróxido de Sodio) en la concentración deCloro Activo de un proceso de Fabricación de Hipoclorito de Sodio de unempresa local, con 3 niveles de ambos factores, bajo medio y alto. Seutilizó un diseño factorial 3 con 3 réplicas incrementando el número detratamientos de 9 a 27. El experimento se realizó en un reactor semicon-tinuo tipo tanque. La reacción resultó medianamente exotérmica tipo se-miestable. El tiempo de reacción se midió con cronómetro analógico y lacantidad de Sosa Cáustica (escamas) en báscula. La variable respuestase midió mediante procedimiento estequiométrico en porcentaje de CloroActivo en la solución producto. Lo resultados fueron analizados estadísti-camente para determinar la combinación óptima de factores y niveles, lacual fue: 95 gr/lt y 75 minutos de suministro de gas cloro a la reacción.

ABSTRACT

A unique opportunity was discovered in an industrial engineering con-sulting division of a company’s production of an integral product that playsan important role in industrial and commercial businesses that producemany other products. The name of this solution is Hypocloride Sodium .The following are just some of the applications this solution is used for: Awhitener for textiles, bleach agent for laundries, cellulose whitener for pa-per products, disinfectant and deodorant in general ( specially in dairies )

EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN DELA SOSA CÁUSTICA EN ESCAMAS

(NaOH y el tiempo de suministro de Gas Cloro en el Nivel deConcentración de Cloro Activo en la Solución de Javel)

(Mezcla de NaClO, H2O y NaCl)Sergio Pablo Mariscal Alvarado y Norma Aidé Ríos Lugo

Artículos Científicos


JUSTIFICACIÓN

El producto de la empresa alcanzaun 8% de concentración de Cloro Acti-vo y el mercado está demandando ungrado superior. Lo anterior permite ob-servar el verdadero propósito de estetrabajo, que más allá del aspecto aca-démico, da una respuesta favorable ala demanda de productividad y de cali-dad de nuestras empresas, posibilitan-do con ello cumplir con las exigenciasindustriales de mejora en materia deproducto, proceso y resultados, asícomo satisfacer las exigencias de cali-dad en la fuente de materia prima eindirectos de los productores finales.Como justificaciones adicionales se tie-ne el hecho de que se inicio la fabrica-ción del producto sin estudio previo, yque en la actualidad se utilizan méto-dos empíricos, lo cual está demandan-do, de manera especial, un punto dereferencia para la mejora continua.

OBJETIVO

Comparar los procedimientos de fa-bricación del Hipoclorito de Sodio conla finalidad de ratificar el procedimientoactual o encontrar uno que genere unamayor concentración de Cloro Activo, apartir de evaluar el efecto combinado deltiempo de suministro del gas Cloro y laConcentración de Sosa Cáustica (Hi-dróxido de Sodio).

ANTECEDENTES

Se utiliza el método de fabricaciónde Raymond Kirk (1962) , según el cualel Hipoclorito de Sodio se prepara bur-bujeando gas Cloro en una solución deSosa cáustica (Hidróxido de Sodio =NaOH) produciéndose en mezcla concloruro de sodio (NaCl) precipitado yagua (H2O). A esta mezcla se le conocecomo solución da Javel. La reacción quí-mica balanceada es la siguiente:Cl2+2NaOH → 2H2O+NaOCl+NaCl ↓

precipitado).Se recomienda por este método una

concentración del 35% al 40% y el man-tenimiento de una temperatura que os-cile en 25º C. El método de Kirk reco-mienda, en el caso de utilizar Sosa enescamas, como fue en este caso, evi-tar la contaminación con metales, pu-diendo estar la solución en contacto conutensilios de plata, cerámica, caucho,gráfito, hormigón, sin que se altere suestabilidad. Se recomienda además,evitar el hierro u otras similares en laválvula de suministro . Tal y como loestablece Austin (1988) , en esta reac-ción la concentración está en funciónde la velocidad de reacción y de la com-posición, mantenimiento temperatura ypresión constante. la reacción se llevóa cabo en un sistema abierto. Los reac-tivos se añaden continuamente. La re-acción opera a régimen semiestable yes de tipo medianamente exotérmica.Para esta caracterización De la Peña(1981) recomienda utilizar un reactorsemicontinuo tipo tanque.

VARIABLES REVELANTES YVARIABLE DE RESPUESTA

A partir de la caracterización de lareacción química presente en la fabri-

cación de Hipoclorito de Sodio, se tie-nen como variables para su estudio, eltiempo de reacción y la concentraciónde Hidróxido de Sodio, imponiéndosecomo premisa para destacar las otrasvariables revelantes (temperatura y pre-sión), de mantenerlas más o menosconstantes. El tiempo de reacción semedirá con un cronómetro analógico enminutos y la cantidad de Sosa Cáusticacon un báscula analógica en gramospara determinar la concentración en gr/lt. La variable de respuesta es la con-centración de Cloro Activo en la solu-ción de Javel, el cual se medirá median-te procedimiento estequiométrico (%) enel laboratorio de muestra de 1 litro envaso de precipitado.

DEFINICIÓN DE FACTORES YNIVELES

Se utilizaron 2 factores y 3 niveles.En nuestro proceso experimental no sefraccionó el diseño, por el contrario, seconsideró conveniente al menos 3 ré-plicas en cada combinación de facto-res (concentración de NaOH vs tiempode reacción), para totalizar 27 corridasdel experimento, tal y como se muestraen la Tabla 1.

FACTOR DE CONCENTRACIÓN DE NaOH

REPLICAS EN CADA COMBINACIÓN BAJO MEDIO ALTO

FACTOR TIEMPO DE SUMINISTRO DEL GAS

CLORO

65

gr./lt.

80

gr./lt.

95

gr./lt. BAJO 45 MIN 3 3 3

MEDIO 60 MIN 3 3 3

ALTO 75 MIN 3 3 3

TOTAL CORRIDAS 9 9 9

Tabla 1. Número de réplicas en cada combinación de factores y niveles.



DESARROLLOEXPERIMENTAL

Se elaboraron las instrucciones delproceso para la producción de cada lote,haciéndose llegar las mismas a los ope-rarios encargados de la producción delHipoclorito de Sodio. La fabricación es-tuvo bajo supervisión estricta. El reac-tor es un cilindro de plástico grueso (aproximadamente de 2.5 mm.) al cualse la ha adicionado una línea de sumi-nistro de agua que proviene de un en-friador y una línea con una mangueraindustrial que suministra el agua a tem-peratura ambiente (25). El tamaño delote fue de 200 Lts, ya que el reactorutilizado tiene esa capacidad. De cadauno de los lotes se obtuvo una muestrade 1 litro con vaso de precipitado contapa. Cada muestra se envió a labora-torio industrial para medir el porcentajede concentración de Cloro Activo. El su-ministro del gas Cloro se realiza desdeun cilindro de 78 Kg. con una válvula ylínea de titanio y una línea adicional demanguera acerada industrial. Para lainstalación de la válvula se utilizan em-paques de plomo que sellen eficiente-mente el cilindro.

Para realizar las 27 corridas ( lascuales se muestran en la Tabla 1), seprodujeron 27 lotes de 200 Lts. de solu-ción de Javel, a razón de un lote diarioincluyendo los fines de semana, lo cualindica que se tomaron muestras de unaproducción total de 5400 lts. de soluciónresultado. Para mantener la tempera-tura constante de la solución, se utilizóun enfriador de agua para abastecer ellíquido a una temperatura media de15ºC en el periodo de suministro del gasCloro. Para mantener la presión cons-tante, ya que no se contaba con unmanómetro especializado, se optó porutilizar un cilindro nuevo en la produc-ción de cada lote lo cual generó que seprodujera bastante inventario de produc-to terminado en la empresa en este pe-ríodo. La operación de producción se

basó en los siguientes pasos:

• Hacer la disolución de la sosacáustica en escamas en 100 Lts. deH2O. Para ello se pasaron en el nivelbajo 65 gr. x 200 Lts.= 13 Kg. de sosacáustica, en el nivel medio 80 gr. x 200Lts.= 16 Kg. de sosa cáustica y en elnivel alto 95 gr. x 200 lts.= 19 Kg. desosa cáustica.

• Posteriormente se inició el su-ministro del gas cloro y paralelamentela alimentación del agua fría con un gas-to suficiente para llenar el reactor (200Lts.) con 100 Lts. faltantes, al mismotiempo que se concluía el tiempo de re-acción del nivel correspondiente.

• Al final, la reacción por sus ca-racterísticas, liberó calor de tal formaque elevó su temperatura hasta los 50ºCaproximadamente.

• Después de dejar en reposo lasolución resultado por un lapso de 30minutos, se tomó la muestra de un litro

en cada corrida, la cual se llevó a labo-ratorio para medir el porcentaje de laconcentración de Cloro Activo.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados del experimento da-dos en porcentaje de Cloro Activo (%)en la solución de Javel que se midieronen laboratorio industrial mediante pro-cedimiento estequiométrico, se presen-tan en la Tabla 2.

La concentración de Cloro Activo encada una de las muestras de los corres-pondientes lotes de 200 Lts. de soluciónresultado, las cuales totalizan las 27 co-rridas experimentales, se analizaron es-tadísticamente.

Para el análisis estadístico se utilizóun modelo estadístico lineal de efectosfijos y se propusieron como hipótesis ex-perimentales las siguientes:

Hipótesis Nula (H0):

El método de fabricación del Hipo-clorito de Sodio para los distintos trata-

FACTOR TIEMPO DE SUMINISTRO DE GAS CLORO FACTOR CONCENTRACIÓN

DE NaOH 45 MIN 60 MIN 75 MIN

BAJO 65 gr./lt. BAJO MEDIO ALTO

R1 8.15 7.9 8.2 R2 7.6 8.1 8.25 R3 8 8.2 8.3

PROMEDIO 7.92 8.07 8.25 MEDIO 80 gr./lt BAJO MEDIO ALTO

R1 8.2 8.3 8.4 R2 8.25 7.9 8.35 R3 8.2 8.3 8.5

PROMEDIO 8.25 8.17 8.42 ALTO

95 gr./lt. BAJO MEDIO ALTO

R1 8.2 8.3 8.6 R2 8.25 8.4 8.4 R3 8.3 8.5 8.4

PROMEDIO 8.25 8.4 8.47

Tabla 2. Resultados en porcentajes (%) de concentración de Cloro Activoen las 27 corridas del diseño experimental y los promedios en cada combina-ción.



mientos de factores y niveles no gene-ra diferencia significativa en la concen-tración de Cloro Activo en la soluciónresultado.

Hipótesis Alterna (H1):

En al menos un método de fabrica-ción del Hipoclorito de Sodio de entrelos distintos tratamientos de factores yniveles presenta diferencia significati-va en la concentración de Cloro Activoen la solución resultado.

De estas hipótesis generales se de-rivan 3 hipótesis particulares, una paracada factor y otra para la interacción delos 3 factores. Estas hipótesis se ex-presan de la siguiente manera:

Hipótesis Nula de la concentración deNaOH:

El método de fabricación del Hipo-clorito de sodio para los distintos trata-mientos de concentración de NaOH ensus tres niveles no genera diferenciasignificativa en la concentración de Clo-ro Activo en la solución resultado .

Hipótesis Alterna de la concentraciónde NaOH:

El método de fabricación del Hipo-clorito de Sodio para los distintos trata-mientos de concentración de NaOH ensus tres niveles genera diferencia sig-nificativa en la concentración de CloroActivo en la solución resultado tal comolo muestra la Tabla 2.

Hipótesis Nula del tiempo de Sumi-nistro del gas Cloro:

El método de fabricación del Hipo-clorito de Sodio para los distintos trata-mientos del tiempo de Suministro delgas Cloro en sus tres niveles no generadiferencia significativa en la concentra-ción de Cloro Activo en la solución re-sultado.

Hipótesis Alterna del Tiempo de Su-ministro del gas Cloro:

El método de fabricación del Hipo-clorito de Sodio para los distintos trata-mientos del tiempo de suministro delgas Cloro en sus tres niveles generadiferencia significativa en la concentra-ción de Cloro Activo en la solución re-sultado.

Hipótesis Nula de la interacción de laConcentración de Sosa Cáustica y

tiempo de Suministro del gas Cloro:

El método de fabricación del Hipo-clorito de Sodio para los distintos trata-mientos de la interacción de los facto-res en sus tres niveles no genera dife-rencia significativa en la concentraciónde Cloro Activo en la solución resulta-do.

Hipótesis Nula del tiempo de Sumi-nistro del gas Cloro:

El método de fabricación del Hipo-clorito de Sodio para los distintos trata-mientos del tiempo de Suministro delgas Cloro en sus tres niveles no generadiferencia significativa en la concentra-ción de Cloro Activo en la solución re-sultado.

Hipótesis Alterna del Tiempo de Su-ministro del gas Cloro:

El método de fabricación del Hipo-clorito de Sodio para los distintos trata-mientos del tiempo de suministro delgas Cloro en sus tres niveles generadiferencia significativa en la concentra-ción de Cloro Activo en la solución re-sultado.

Hipótesis Nula de la interacción de laConcentración de Sosa Cáustica ytiempo de Suministro del gas Cloro:

El método de fabricación del Hipo-clorito de Sodio para los distintos trata-mientos de la interacción de los facto-res en sus tres niveles no genera dife-rencia significativa en la concentraciónde Cloro Activo en la solución resulta-do.

Hipótesis Alterna de la interacción dela concentración de Sosa Cáustica ytiempo de Suministro del gas Cloro:

El método de fabricación del Hipo-clorito de Sodio para los distintos trata-

Tabla 3. Tabla de Análisis de Varianza (ANOVA)

ANÁLISIS DE VARIANZA DE EXPERIMENTO SOBRE CONCENTRACIÓN DE CLORO ACTIVO EN SOLUCIÓN DE JAVEL

FUENTE DE VARIACIÓN

SUMA DE CUADRADOS

GRADOS DE

LIBERTAD

CUADROS MEDIOS F CALCULADA ALFA DE F

CALCULADA

EFECTOS PRINCIPALES

CONCENTRACIÓN DE NaOH (T) 0.4005556 2 0.2002778 9.364 0.0016

TIEMPO DE REACCIÓN (B) 0.2916667 2 0.1458333 6.818 0.0062

INTERACCIÓN

TBÿ 0.0544444 4 0.0136111 0.636 0.6432

RESIDUAL

Eÿk 0.3850000 18 0.0213889

TOTAL 1.1316667 26



ANÁLISIS DE RANGO MÚLTIPLE DE EXPERIMENTO SOBRE CONCENTRACIÓN DE CLORO ACTIVO EN SOLUCION DE JAVEL FACTOR CONCENTRACIÓN DE NaOH

MÉTODO: MSD 95% DE CONFIANZA

NIVEL CONTEO MEDIA GRUPOS HOMOGÉNEOS

65 gr./lt. 9 8.007777778 X

80 gr./lt. 9 8.2666667 X

95 gr./lt. 9 8.3722222 X

CONSTRASTE DIFERENCIA LIMITES

65 gr./lt.–80 gr./lt. -0.18889 0.14489*

65 gr./lt–95 gr./lt. -0.29444 0.14488*

80 gr./lt.– 95 gr./lt. -0.10556 0.14488 *Denota estadísticamente una diferencia significativa

mientos de la interacción de los facto-res en sus tres niveles genera diferen-cia significativa en la concentración deCloro Activo en la solución resultado.

Del análisis de varianza que se re-sume en la Tabla 3 (Tabla ANOVA), sepuede predecir que en ambos factores:concentración de NaOH y tiempo de su-ministro de gas Cloro, se rechaza laHipótesis nula, ya que la F critica conun nivel de confianza del 95% es me-nor que la F calculada, lo cual se tradu-ce de la siguiente manera:

Entre los diferentes tratamientos tan-to de la concentración de NaOH comoel tiempo de suministro de gas Cloro setiene evidencia de que existe diferen-cia significativa.

De la misma tabla de ANOVA, sepuede decir que en la interacción de losfactores, se acepta la hipótesis nula, yaque la F critica con un nivel de confian-za del 95 % es mayor que la F calcula-da.

Lo anterior permite descartar la in-fluencia de la interacción en la concen-tración de Cloro Activo en la soluciónresultado. Debido a que existe eviden-cia estadística de que el efecto de losfactores principales es significativo enal menos algún tratamiento, se utiliza laprueba de rango múltiple para seleccio-

nar el mejor desde la óptica de los pro-pósitos de la investigación y del propioobjetivo experimental.

La prueba de DMS a un 95% de con-fianza, brinda la posibilidad de obser-var que la media de la concentración desosa cáustica en nivel bajo mantienediferencia significativa con la media dela concentración de NaOH de nivel me-dio y alto, tal y como se muestra en laTabla 4. En el caso de los tiempos desuministro del gas Cloro, tanto el nivelbajo como el nivel medio, mantienendiferencia significativa con el nivel alto,tal y como se muestra en la Tabla 5.

Del análisis anterior queda como re-

ANÁLISIS DE RANGO MÚLTIPLE DE EXPERIMENTO SOBRE CONCENTRACIÓN DE CLORO ACTIVO EN SOLUCION DE JAVAL FACTOR TIEMPO DE SUMINISTRO EN EL GAS CLORO

METODO: MSD 95% DE CONFIANZA

NIVEL CONTEO MEDIA GRUPOS HOMOGÉNEOS 45 MINUTOS 9 8.1277778 X 60 MINUTOS 9 8.2111111 X 75 MINUTOS 9 8.3777778 X CONTRASTE DIFERENCIA LIMITES

45 MIN-60 MIN -0.08333 0.14488 45 MIN-75 MIN -0.25000 0.14488* 60 MIN-75 MIN -0.16667 0.14488*

*Denota estadísticamente una diferencia significativa

sultado que se encontraron las más al-tas concentraciones de Cloro Activo enla solución resultado en la combinacióndel nivel medio y alto de concentraciónde NaOH y el tiempo de Suministro delgas Cloro de 75 minutos. Atendiendo laprueba de rango múltiple de LSD conun nivel de confianza del 95% cualquie-ra de las dos operaciones se puede con-siderar máxima; sin embargo, es nece-sario reconocer un mejor rendimientorelativo de la combinación de los nive-les altos de concentración de sosa cáus-tica y tiempo de suministro del gas Clo-ro.

CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos permitenconcluir que es posible mejorar el nivelde concentración de Cloro Activo en lasolución resultado llamada solución deJavel, encontrándose como mejor mé-todo, alternativa del método actual, a lacombinación de 95 gr./Lt. de concentra-ción de NaOH y 75 minutos del tiempode suministro del gas Cloro. Esta com-binación ofrece una solución de Javelcon una concentración media de 8.47%de Cloro Activo.

Es importante señalar que no se de-terminó el punto óptimo, ya que se ob-servó un agotamiento en la tendenciade crecimiento de la concentración deTabla 4. Análisis de rango múltiple para el factor concentración de NaOH.

Tabla 5. Análisis de rango múltiple para el factor tiempo de Suministrodel gas Cloro



Cloro Activo en la solución resultado; sinembargo, se puede disponer de este tra-bajo para mejorar el método actual ycontar con una referencia inicial para lamejora continua. La información resul-tante permite identificar otras combina-ciones más económicas, que más alláde la demanda de estandarización y unproducto de alta concentración, puedensatisfacer un segmento importante delmercado con un producto de buena ca-lidad y a más bajo costo.


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RESEÑA DE LOS AUTORES

Sergio Pablo Mariscal AlvaradoSubdirector Académico y Profesor-

Investigador de Ingeniería Industrial delInstituto Tecnológico Superior de Caje-me. Ingeniero Industrial y Maestro enIngeniería de Optimización de SistemasProductivos y titular de la Línea de In-vestigación Institucional: Diseño de Ex-perimentos Aplicados a la Gestión de laCalidad. Realiza estudios de Doctora-do en Ingeniería Industrial.

Norma Aidé Ríos LugoProfesor-Investigador del área de

Química y Simulación de Procesos delInstituto Tecnológico Superior de Caje-me. Ingeniero Químico y Maestro enIngeniería de Optimización de SistemasProductivos.



ENSEÑANZA DE ROBÓTICAMEDIANTE EL PROCESO DEMODELADO Y SIMULACIÓN

Francisco Javier Ochoa Estrella

RESUMEN

En este artículo, se presentaun procedimiento para lograr la si-mulación computacional de la ci-nemática de posición del robotMentor, mecanismo poliarticuladode cinco grados de libertad. Paraello, se establecen modelos ma-temáticos correspondientes a lacinemática directa e inversa bajoenfoques matricial (Denavit-Har-tenberg) y trigonométrico; asítambién se establece un algorit-mo de control de trayectoria me-diante la apli-cación de unspline cúbico.

Los mo-delos mate-máticos obte-nidos, se utilizan para el de-sarrollo de un programa en Vi-sual Basic, donde se presentan varios módulos para la visualización delmovimiento del brazo mediante un modelo de alambre, un entorno numéri-co y gráfico que da información sobre posición, velocidad y aceleración decada articulación y la relación entre la cinemática de posición directa e in-versa.

El objetivo es aprovechar tanto el proceso de elaboración de los mode-los matemáticos y computacionales como el de la aplicación de la simula-ción, en el desarrollo de prácticas de laboratorio para la enseñanza básicade robótica.



ABSTRACT

This article presents a special pro-cedure, the computer simulation of aMentor Robot by kinematics position ina 5 degrees freedom poly-articulatedmechanism. In order to do this, directand inverted kinematics mathematicalmodels must be established under ma-trixes and trigonometry. Focusing as wellon trajectory control algorithms througha cubical Spline application.

The obtained mathematical modelsare used to develop a Visual Basic Pro-gram, Where the visualization of seve-ral arm movement modules are presen-ted through a wire model, a numeric andgraphic environment which gives outinformation on positioning, speed andacceleration on each articulation, as wellas the relationship between direct kine-matics and its inverted positioning.

The goal is taking advantage of ma-thematics and computer model processelaboration as well as laboratory practi-ce simulation development applied inteaching Basic Robotics.

I.- INTRODUCCIÓN

Uno de los campos tecnológicos queestá adquiriendo mayor atención es elde la robótica, importancia debida a suvasto campo de acción en el área in-dustrial, así como en la realización detareas que involucran alto riesgo o unalto nivel de precisión; sin embargo, esuna realidad que su enseñanza en loscentros de educación superior, se hacede una manera lenta debido a la faltade recursos para la adquisición de éstay otra tecnología de punta (máquinas decontrol numérico). Si además se consi-dera la naturaleza compleja de la robó-tica, por su carácter interdisciplinario,entonces esta situación obliga a pen-sar en alternativas que hagan posiblela comprensión y el acceso a dicha tec-nología a un mayor número de estudian-tes; en este sentido en un primer plano

se puede pensar en desarrollar progra-mas de simulación del funcionamientode este tipo de equipo, lo cual conlleveposteriormente a una investigación másprofunda para pasar a un segundo ni-vel de diseño o rediseño y construcciónde los mismos.

Con la finalidad de comprendercómo lograr el control del desplazamien-to del brazo, es de primordial importan-cia resolver los problemas cinemáticosdirecto e inverso; ésto permitirá diseñaralgoritmos, tanto en el espacio de arti-culaciones, como en el espacio de co-ordenadas cartesianas, logrando encualquier momento la traducción de unespacio en otro.

El codificar los modelos matemáti-cos en un lenguaje de programación,permite lograr una comprensión máscompleta sobre el comportamiento delobjeto de estudio; con la finalidad delograr una cierta simplicidad en dichacodificación, es necesario determinarinformación extra inherente al compor-tamiento del sistema, aunque no formepropiamente parte del modelo matemá-tico establecido; en este caso se ha uti-lizado como lenguaje de programaciónVisual Basic por permitir desarrollar apli-caciones típicas para Windows siendomás accesible a los usuarios por su en-torno gráfico.

II.- SISTEMA DE ESTUDIO:ROBOT MENTOR

El robot mentor es un servomeca-nismo de seis ejes controlados eléctri-cament; el sexto no se considera comogrado de libertad sino que sólo es utili-zado para el cierre y apertura de la pin-za. Los cinco restantes constituyen cadauno un correspondiente grado de liber-tad: base (θ1), hombro (θ2), codo (θ3), yen la muñeca se tienen el pitch y el roll(θ4 y θ5), los cuales en su conjunto per-miten ubicar la pinza (mano del brazo)en una posición y con una orientaciónespecíficas en el espacio.

En la figura 2.1 se aprecia el siste-ma completo y en la figura 2.2 se pre-senta la articulación diferencial de la mu-ñeca.

III.- SIMULACIÓN DELSISTEMA

En la simulación se busca observarla manera en que cambian las variablesdel sistema; es decir, ver la relación exis-tente entre los cambios de posición yorientación de la pinza con respecto ala variación en la posición de las articu-laciones. Así mismo, observar cómocambian en éstas su velocidad y acele-ración respecto al tiempo. En este caso,la simulación de la cinemática de posi-ción, permite comprender la manera enque opera el mecanismo así como co-nocer conceptos básico en robótica. Delanálisis de la simulación se pueden pro-

Figura 2.1 Sistema del Mentor diferen-cial

Figura 2.2 Articulación diferencial



poner: mejoras o modificaciones en elsistema, nuevos sistemas alternativoso simplemente establecer modos máseficientes de su uso.

IV.- DEFINICIÓN DELPROBLEMA

1) Determinar un modelo matemáti-co para poder expresar la posición yorientación de la pinza, tanto en un sis-tema de coordenadas cartesianas dereferencia, como en un sistema de va-lores angulares de articulaciones parasimular el movimiento del sistema.

2) Determinar un modelo matemáti-co que defina la trayectoria por seguirde la pinza en un movimiento dado, parasimular la variación necesaria de posi-ción, velocidad y aceleración de cadaarticulación.

V.- SISTEMATIZACIÓN DELESTUDIO

El trabajo es guiado mediante la pla-neación de los pasos en que se logra-rán cada uno de los objetivos. Así, elprimer objetivo se logra analizando la

cinemática de posición utilizando méto-dos matriciales y trigonométricos paraestablecer modelos, tanto para la cine-mática directa como inversa, en tantoque el segundo correspondiente al con-trol de la trayectoria se logra utilizandoel concepto de interpolación de trayec-torias aplicando un spline cúbico.

VI.- ESTABLECIMIENTO DEMODELOS

Es importante que los modelos ob-tenidos sean consistentes y represen-tativos del sistema en estudio, para con-

seguirlo se han consi-derado las siguientesacciones:

a) Establecer undiagrama de bloquesque indique las formasde lograr los objetivosplanteados, visualizan-do así las posibles co-nexiones entre los dife-rentes modelos.

b) Incluir en el mo-delo sólo los aspectosdel sistema que son re-levantes a los objetivosde estudio. Así, se to-man en cuenta las di-mensiones de los ele-mentos del brazo,

como también los rangos válidos de girode cada una de las articulaciones.

c) Verificar que los resultados obte-nidos al ejecutar los modelos, represen-ten las propiedades estudiadas del sis-tema real.

De la figura 6.1, se obtiene un mo-delo para la cinemática directa aplican-do el método Denavit-Hartenberg. De lamisma figura y analizando desde el ex-tremo de la pinza hasta la base, se es-tablecen tanto un modelo para la cine-mática directa como para la inversa deacuerdo al método trigonométrico.

Para el modelo de la cinemática in-versa por el método matricial, se apli-can las propiedades de transposición eigualdad de matrices, obteniéndose ex-presiones para todas las articulaciones:θ1 , θ2, θ3 , θ4 y θ5, sólo que las expresio-nes para θ2 y θ3 son redundantes (que-dan expresadas una en función de laotra), por lo que se analiza la figura 6.2que representa el mecanismo de la mu-ñeca a la base, para obtener una ex-presión para θ2 y así justificar todo elconjunto de ecuaciones.

Donde θ2 = β + α y para encontrar elvalor de estos ángulos es necesarioconocer los segmentos A y D en el trián-gulo HMN, y el segmento B en el trián-gulo HCM, respectivamente.

Esencialmente las tareas realizadaspor el robot Mentor, son las de tomar y

Diagrama de modelos para la Cinemática Directa, In-versa y control de trayectoria.

Figura 6.1 Asignación de Sistemas

VALOR DE ARTICULACIÓN

ANÁLISIS DE CINEMÁTICA DIRECTA • MÉTODO MATRICIAL • MÉTODO TRIGONOMÉTRICO

OBTENCIÓN DE VALORES DE COORDENADAS DE POSICIÓN Y ORIENTACIÓN

ANÁLISIS DE CINEMÁTICA INVERSA • MÉTODO MATRICIAL • MÉTODO TRIGONOMÉTRICO

DIMENSIONES DE ELEMENTOS

DIMENSIONES DE ELEMENTOS

POSICIÓN INICIAL Y FINAL DEL TRAYECTO: (ARTICULACIÓN-n)inicial (ARTICULACIÓN-n)final

TIEMPO REQUERIDO: TIEMPO INICIAL Ti TIEMPO FINAL Tf

RAPIDEZ DE MUESTREO: TIEMPO t

PLAN DE TRAYECTORIA: SPLINE CÚBICO

VARIACIÓN DE ARTICULACIONES: VELOCIDAD, ACELERACIÓN, SENTIDO



Figura 6.2 Sistema para obtener θ2 , β , α

colocar un objeto desde una posicióninicial Po hasta una posición final Pf porlo que el método conveniente de con-trol de trayectoria es el llamado punto apunto; nuestro interés es entonces de-finir un polinomio que genere una tra-yectoria entre ambas posiciones, con-teniendo las variaciones en el tiempo delos valores de las variables de articula-ción y proporcionando además informa-ción sobre la velocidad y aceleración encada punto de la trayectoria.

Se busca un polinomio de tercer gra-do, por ser éste el de menor grado queproporciona la información requerida,figura 6.3, y es de la forma:

θ(t) = ao + a1(t-to) + a2(t-to)2 + a3(t-to)3

y debe satisfacer las condiciones si-guientes:

Posición inicial: θi (to) = θoPosición final: θf (to) = θfVelocidad inicial: θi’ (to) = θo’Velocidad final: θf’ (to) = θf’El problema se reduce a resolver el

siguiente sistema de ecuaciones:

Posición inicial:θo(t) = a o + a1(t o) + a2(t o)2 + a3(t o)3

Velocidad inicial:θo’(t) = a1 + 2a2 (t o) + 3a3 (t o)2

Posición final:θf(t) = a o + a1(t f) + a2 (t f)2 + a3 (t f)3

Velocidad final:θf’(t) = a1 + 2a2(t f) + 3a3 (t f)2

Los coeficientes quedan determinadosde la siguiente manera:

ao = θo

a1 = θo’a2 = [3(θf-θo)–(2θo’+θf’ )(tf-to)]/(tf-to)2

a3 = [2(θo-θf)+(θo’+θf’ )(tf-to)]/(tf-to)3

VII.- ELABORACIÓN DELPROGRAMA DE SIMULACIÓN

Esta tarea puede resultar relativa-mente difícil y tardada, dependiendo dela complejidad y de las exigencias delsistema modelado; es recomendableque las tareas de construcción del mo-delo matemático y del programa, seefectúen en forma paralela. De esta ma-

nera es posible ver qué tan general esel modelo obtenido y a la vez si es ne-cesario, determinar parámetros ex-tras inherentes al sistema, para propor-cionar una mayor información al progra-ma de tal manera que se simplifique suelaboración.

Para la programación de los mode-los y lograr los objetivos ya menciona-dos, el software (en el apéndice semuestran algunas pantallas, figuras 7.1y 7.2) se compone de las siguientespartes integrantes:

a) Información general sobre ro-bótica: Se da información sobre el ca-rácter multidisciplinario de la robótica,se describe el sistema del robot Men-tor, se muestra un algoritmo para el con-trol de la trayectoria y los objetivos deltrabajo.

b) Modelos cinemáticos: Permitecomprobar en un entorno numérico lacorrección y exactitud de los modeloscinemáticos encontrados.

c) Control de trayectoria: Muestrala variación de la posición, velocidad yaceleración de cada articulación en unentorno gráfico y numérico, en un reco-rrido que toca tres puntos.

d) Simulación del movimiento: Semuestra un modelo de alambre que si-mula los movimientos del robot; puedemoverse cada articulación en forma in-dependiente o bien indicar dos posicio-nes (inicio y fin) para moverse cíclica-mente. Muestra además la posición yorientación de la mano en el espacio enforma gráfica y numérica.

VIII.- VALIDACIÓN DELMODELO

El procedimiento recomendado es elde comprobar que los resultados obte-nidos por los modelos se encuentrendentro del rango de variación de losparámetros reales del sistema, en estesentido es muy conveniente tratar deverificar la validez del modelo antes de

Figura 6.3 Trayectoria de un polinomio cúbico



su programación para poder detectar loserrores propios del modelo y los origi-nados en la programación; para ésto,se puede asignar, hasta donde sea po-sible, un conjunto de variables de en-trada al menos de las condiciones másrepresentativas del sistema (posicionesnormales y singulares del brazo, porejemplo; que la pinza esté dentro o enla frontera del volumen de trabajo, po-siciones de codo arriba codo abajo, etc.)y analizar las salidas correspondientes.

IX.- DISEÑO DEEXPERIMENTOS

El objetivo es obtener informaciónbajo un cierto orden, efectuando el nú-mero de corridas que sea necesario,con la idea de verificar si los modeloscumplen con los objetivos deseados; asíse ha definido un conjunto de valorespara las variables de entrada (despla-zamiento angular de las articulaciones)que caracterizan todas las posicionesposibles que puede adoptar el brazo; deesta manera no sólo se evita evaluar losmodelos para valores repetidos de lasvariables, sino que realmente se prue-

ban los modelos en todos los posiblesestados del sistema, es decir, cualquierposición posible alcanzable por el bra-zo.

X.- SIMULACIÓN Y ANÁLISIS

Finalmente se diseñan prácticas desimulación, para interpretar los resulta-dos en función del sistema real. Así esposible responder a preguntas que im-pliquen analizar los aspectos más rele-vantes como: ¿qué significa grados delibertad?, ¿qué relación existe entre lavelocidad y la posición de la pinza enlos extremos de su trayectoria?, ¿en unaposición dada, cuántos resultados debearrojar el modelo de la cinemática in-versa?, ¿cómo determinar el volumende trabajo del mecanismo?, etc., lasrespuestas a éstas y más interrogantes,permitirá al usuario del software no sóloentender los conceptos básicos de larobótica, sino también en este caso,poder conocer mejor el funcionamientodel sistema simulado, manejarlo máseficientemente y proponer mejoras ensu funcionamiento.

CONCLUSIONES

Se puede considerar que los mode-los encontrados, así como los resulta-dos de la simulación, son significativospara el conocimiento de la cinemáticade posición del robot MENTOR y pue-den ser generalizados para cualquierotro brazo con articulaciones giratoriaslocalizadas en un mismo plano.

Al aplicar el procedimiento descrito,permitirá al personal involucrado en ladeterminación de los modelos matemá-ticos, aprender una metodología gene-ral en el análisis y simulación de siste-mas; además, de lograr comprender enforma integral los problemas relaciona-dos con el manejo de sistemas robóti-cos. El programa para la simulación esutilizado en la implementación de prác-ticas virtuales donde los alumnos apren-den conceptos básicos, para luego pa-sar al sistema real.

Finalmente, para el caso de utilizarlos modelos matemáticos establecidosen el control de un sistema real, se debeconsiderar la necesidad de establecerel menor número de ecuaciones posi-bles, pues ésto puede ser de vital im-portancia cuando se programa en tiem-po real.


1) Robot Dinamics Algorithms. AnalysysRoy Featherson Kluwer Academic Pu-blishers.2) Robot Dinamics And Control. MarkW. Spong y M. Vidyasagar Wiley Inter-national edition3) Robotics for Engineers. Yoram Ko-ren McGraw-Hill4) Robótica: Control Detección e Inteli-gencia K. S. Fu, R. C. Gzález, C. S. G.Lee. Editorial McGraw-Hill5) Applied Robotic Robert E. Perkin.Prentice-Hall In



APÉNDICE

Figura 7.2 Posición arbitraria

Figura 7.1 Posición de home

RESEÑA DEL AUTOR

Es ingeniero en Electrónica, Jefe dela Carrera de Ingeniería en SistemasComputacionales. Posee amplia ex-periencia en modelado, simulación ycontrol de mecanismos robóticos. Laversión original del artículo "Ense-ñanza de robótica mediante el mode-lado y simulación computacional", sepresentó en el VII Congreso Anual dela SOMIM A.C. Actualmente estudiala Maestría de Ingeniería Mecánica enel Instituto Tecnológico Superior deCajeme, en colaboración con la Uni-versidad Nacional Autónoma deMéxico.



ANÁLISIS, REPRESENTACIÓN,MODELACIÓN Y SIMULACIÓN DE

SISTEMAS DE MANUFACTURABaldomero Lucero Velásquez

Eusebio Jiménez López

RESUMEN

La técnica CGS (Constructive Solid Geometry) ha sido utilizadapara soportar el modelado de sólidos asociado a diversas herra-mientas computacionales que asisten al diseño y la manufacturade productos. En este reporte interno de investigación se presentauna parametrización y sistematización del álgebra de Boole. Dichaálgebra es la baseteórica de la técnicaCSG. Sobre el con-junto de sólidos re-gularizados (B) sedefinen tres opera-ciones: »unión» (∪ ),«intersección» (∩) y«diferencia» (-) mediante lascuales, se demuestran todaslas propiedades de la estruc-tura (B,∪,∩,− ). Posteriormen-te, se parametrizan en térmi-nos de manufactura, tanto alconjunto (B) como a las ope-raciones boleanas. Fueronutilizados los principios de:encajabilidad, contacto y des-composición entre sólidos,para determinar y caracterizar tres tipos de operaciones de manu-factura: «la diferencia de maquinado» y dos tipos de «uniones: porensamble y por soldadura», todas ellas derivadas de un nivel deabstracción máximo asociada a la información de manufactura. Los



a) Contacto por frontera c) Encajabilidad b) Descomposición

resultados obtenidos podrán ser aplica-dos en la construcción de modelos re-presentativos de procesos de manufac-tura.

Palabras clave: CAD, CAM, CSG,álgebra de Boole, modelado de sólidos.

ABSTRACT

The technique CGS (ConstructiveSolid Geometry) is utilizable to supportthe modeling of solids associated todiversity of tools to compute thatassistant at design and manufacture ofproducts. In these articles ofinvestigation it present itself aparameterization and systematization ofthe algebra of Boole. The base theoryof the technical «CSG» is the algebraof Boole. Above the united of solidsregularize (B); by definition threeoperations: «Union» (∪ ); «Intersection»(∩); Difference(-); by means of theseproperty of the structure (B,∪,∩,− ).Subsequently, itself parameterize interms of manufacture so much at united

(B) as the operations boleanas. Itselfutilizable the principles of: Insertion,contact and decomposition betweensolids, to determine and characterizethree types of operations of manufactu-re: «The difference of machination» andtwo types of «Unions: For joint andwelding», all it derived of a levels ofabstraction maximum associatedobtained can be applicable in theconstruction of models representative of

process of manufactu-re.

Key Words: CAD,CAM ,CSG, Algebra ofBoole; Modeling ofSolids.

INTRODUCCIÓN

El conjunto de sóli-dos regularizados ylas hipótesis funda-mentales.

Uno de los primerosmodelos que caracteri-zan la transformacióngeométrica de compo-nentes basada en lamanipulación de cuer-pos sólidos y operacio-nes boleanas es cono-cida como modelado desólidos [5]. El CSG

(Constructive Solid Geometry) es unatécnica que se apoya en el álgebra deBoole para representar las operacionesusuales de unión, intersección y diferen-cia aplicadas a los sólidos. De hecho elCSG forma la base fundamental de lossistemas CAD que integranmodeladores sólidos [1].

El interés en esta parte, es presen-tar al conjunto de sólidos regularizadosy las hipótesis fundamentales, las cua-

Figura 1.1 Estados iniciales.



I1 Descripción H Homogénea

HF Homogénea en la frontera NH No homogénea C1 Clase 1 C2 Clase 2 C3 Clase 3

les serán utilizadas más adelante parasistematizar la estructura algebraica (B,∪, ∩,− ) conocida comúnmente como ál-gebra de Boole[3]. El dominio de dichaestructura representado por «B», es elconjunto de sólidos regularizados. Enprincipio, se puede afirmar bajo el «axio-ma de impenetrabilidad» que dos sóli-dos no se pueden penetrar, en realidadsólo se permite el contacto por sus fron-teras. Bajo tal argumento, no es posi-ble direccionar el álgebra de Boole ha-cia la transformación de sólidos en com-ponentes simples o complejos. Paraello, se requiere cam-biar de dominio bajo la«hipótesis deencajabilidad», es de-cir, permitir que dos só-lidos puedan encajarseel uno al otro. El CSGse basa en esta hipó-tesis.

Por otro lado, no esfactible para nuestrospropósitos, usar el prin-cipio dedisyunción(manejadocomúnmente en losmodeladores de sóli-dos), para caracterizartransformaciones decomponentes (repre-sentados por sólidos),pues el objetivo es usarel álgebra de Boolepara representar trans-formaciones de mate-

rias primas en pro-ductos termina-dos.

1. Parametriza-ción geométricade las operacio-nes boleanas.

En esta partese presenta laparametrización

en términos de geométricos del conjuntode sólidos regularizados y de las ope-raciones U: BxB→ B, ∩ :BxB→B y -:BxB→B. El propósito es caracterizarnuevas operaciones a partir del conjun-to ( ∪,∩,− ) usando una relacióngeométrica y el concepto de evento dela operación. Son utilizados las relacio-nes de contacto, encajabilidad y des-composición de sólidos regularizadospara establecer los estados inicial y fi-nal de los sólidos, mediante los cualesse caracterizan las variantes del con-junto (∪,∩,− )[3].

1.1. Caracterización geométrica delas operaciones.

Es de especial interés en esta sec-ción analizar y caracterizar operaciones(de carácter geométrico) derivadas, lasoperaciones de unión, intersección y di-ferencia, con el propósito de represen-tar más adelante operaciones reales demanufactura. Asimismo, los principiosde contacto, encajabilidad y descompo-sición de sólidos regularizados son to-mados en cuenta para nuestros propó-sitos. Las operaciones caracterizadasen esta sección dependen de un even-to y dos estados, éstos son:

1) Estado inicial de los sólidos (con-tacto, encajabilidad, descomposi-ción).

2) Forma geométrica final del sóli-do generado (estado final).

La figura 1.1 muestra tres estadosiniciales asociados al contacto,encajabilidad y descomposición de só-lidos.

Tabla 1.1 Caracterización del conjunto I1.



Cuerpos primitivos

Cuerpos primitivos encajados

Operación unión

Operación diferencia

Operación intersección

B1

B2 B1

B2

Consideremos ahora la siguientefunción:

s : I1→OB (1.1)definida por:s(i) = OB1i ∀ i ∈ I, OB1 ∈ OB

Aquí, I1 es un conjunto de índices yOB es el conjunto de las operacionesboleanas, es decir, OB = {∪, ∩,− }. Lascaracterísticas del conjunto I1 ={H,HF,NH,C1, C2, C3} se presentan enla tabla 1.1.

En particular, el subconjunto {H, HF,NH} está asociado a la operación unión,en tanto el subconjunto {C1, C2, C3} estárelacionado con la operación diferencia.

Nota: La operación intersección seráestudiada en un futuro trabajo.

La asignación de los elementos delconjunto I1 al conjunto OB mediante laregla de correspondencia «s» está go-bernada por el efecto o estado final delsólido generado por las operaciones, asícomo de las hipótesis relacionadas conlos estados iniciales de los sólidos.

2. Operaciones abstractas de manu-factura.

En esta parte, se presentan tres ope-raciones abstractas de manufactura;unión por soldadura, unión por ensam-ble y diferencia de maquinado. Para re-lacionar las operaciones «unión homo-génea, unión no homogénea y diferen-cias clase 1 y clase 3» con las anterior-mente descritas, utilizaremos una equi-valencia geométrica dada principalmen-te por el estado final del sólido transfor-mado. Daremos también en esta sec-ción, nombre a los sólidos regulariza-dos en función de manufactura, es de-cir, «materias primas, material extraídoo agregado, sub-parte y producto finali-zado.

2.1 Algunas consideraciones sobrelas operaciones abstractas de ma-nufactura.

La principal tarea de un sistema de

manufactura es la transformación dematerias primas en productos finaliza-dos [3,8]. En dicha acción se requierenoperaciones diversas, tales como en-sambles, maquinados y soldaduras, en-tre otras. En particular, algunas opera-ciones pueden ser representadas poroperaciones abstractas como la unión,intersección y diferencia. Asimismo, lasmaterias primas, el material extraído oanexado, los subproductos y los produc-tos finalizados pueden ser idealizadosa través de sólidos regularizados. Enconsecuencia, el álgebra de Boole per-mite estudiar y generar modelos abs-tractos de manufactura.

Cada operación real de manufactu-ra tiene características propias que lasdiferencian, por ejemplo, las soldadu-ras añaden material a la unión de dosmetales, en tanto los maquinados ex-traen material de las materias primas[3].Otra característica importante la cual re-presenta la base de la presente investi-gación, es la transformación geométricaque las operaciones producen en lasmaterias primas. Así, un proceso de en-samble no requiere penetrar fronteras,en tanto, las operaciones de soldadurasi necesitan del factor penetración. Losmaquinados extraen sólido transfor-mando las fronteras del material base.

Las transformaciones geométricaspueden ser modeladas usando la rela-ción de contacto, la encajabilidad y ladescomposición de sólidos regulariza-dos. Geométricamente las operacionesunión, intersección y diferencia defini-das en la parte anterior se representanen la figura 4.1.

Observe en la figura anterior que lossólidos B1 y B2 están encajados el unoal otro. Por otro lado, las geometríasasociadas a los sólidos regularizadospor definición están bien definidas. Paranuestros propósitos utilizaremos geo-metrías conocidas para modelar lastransformaciones de materias primas enproductos finalizados.

Figura 4.1 Operaciones boleanas.



2.2. Propiedades de manufactura.

En general, una operación real demanufactura, como un taladro, requie-re de toda la información de proceso(herramientas, materia prima, maquina-ria, tiempos, etc). Analizar una opera-ción real implica integrar no sólo la in-formación propia de la operación, sinotambién las propiedades, (densidad,energía consumida, fuerzas de corte,etc).

Para aplicar el marco teórico de laÁlgebra de Boole y los resultados delas anteriores partes, es necesario utili-zar un nivel de abstracción máximo so-bre la información de manufactura delas operaciones reales. Este hecho im-plica usar la mínima información posi-ble para generar las operaciones abs-tractas de manufactura.

Es bien sabido que los maquinadosextraen material de una materia primareduciendo el volumen y transforman-do los sólidos. Las soldaduras añadenmaterial e incrementan el volumen. Entanto, los ensambles, dan forma a unproducto sin afectar las fronteras de lasmaterias primas. Podemos tambiénagregar que los maquinados rompenfronteras, así como las soldaduras. Losensambles conservan las fronteras delas materias primas en el estado final.

Es posible estudiar la naturaleza delas operaciones analizando las carac-terísticas del sólido generado, principal-mente, la forma, el interior y su fronte-ra, incluyendo, además, el aumento ydisminución de volumen de acuerdo alvolumen de las materias primas en elestado inicial.

2.3 Caracterización de operacionesabstractas de manufactura

Sea I2 ⊂ I el subconjunto de índicescompuesto por I2 = {M (Maquinado), S(soldadura), E (Ensamble)}. Cada índi-ce representa una operación real de ma-nufactura y la información asociada (ni-vel máximo de abstracción) se detalla acontinuación:

• Los maquinados (M) eliminan fron-teras y reducen el volumen de las ma-terias primas. Además, es necesario laexistencia de dos sólidos; uno que re-presenta la materia prima y otro la he-rramienta que remueve el material.

• Las soldaduras (S) eliminan fron-teras y añaden material al producto re-sultante incrementando el volumen. Esnecesaria la existencia de dos o mássólidos, en particular, dos materias pri-



mas y un sólido que representa el cor-dón de soldadura.

• Los ensambles a presión (E) no eli-minan fronteras de las materias primas,el volumen del producto resultante, esla suma de los volúmenes de las mate-rias primas. Son necesarios dos o mássólidos en este proceso.

Observación 1.1 La cantidad deinformación asociada a cada índice(M,S,E) es suficiente para relacionar lasoperaciones reales de manufactura conlas operaciones abstractas, siguiendoun máximo nivel de abstracción.


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[15] Herbecek, Karel, Introduction toset theory, Marcel Dekker Inc. (1999).New York.

RESEÑA DEL AUTOR

Autor,Baldomero Lucero VelásquezJefe de la Carrera en Ingeniería In-

dustrial. Candidato a Maestro en Inge-niería Mecánica por la Universidad Na-cional Autónoma de México. Profesor In-vestigador del Instituto Tecnológico Su-perior de Cajeme.

Coautor,Eusebio Jiménez LópezMaestro en Ingeniería Mecánica.

Candidato a Doctor en Ingeniería Me-cánica. Profesor Investigador por la Uni-versidad Nacional Autónoma de Méxi-co.


www.itesca.edu.mx 52DEL CONFÍN AL SINFÍN DEL MUNDO...


DEL CONFÍN AL SINFÍN DEL MUNDO...

El hombre representa una humanidad que configura su pro-pia humanidad... lo cansado es el esfuerzo constante y lamano en el fuego es el atrevimiento permanente de cono-cer más..

Conocer más, no más quien rige el universo, pero sí másque nuestros padres... ¿Para qué?

Para vivir mejor...

El conocimiento brota, al romperse el abrupto bloque de la ignorancia, cúbi-camente perfecto... punto, línea, triángulo, prisma, cubo, esfera...

Y en lo alto algo superior rige majestuosamente, proyectando hasta el infini-to, los movimientos del hombre...

Finalmente el equilibrio, la serenidad, la calma, la sabiduría... y el deseo demejorar.

Ciclo en el que se configura el avance científico con la inseparable espiritua-lidad de nuestro género...

Parafraseando a Brunner, el contenido del curso es el hombre: Su naturale-za como especie, las fuerzas que han configurado y siguen configurando suhumanidad. A través de todo él se repiten tres preguntas:

¿Qué es propiamente humano en los seres humanos?

¿Cómo emprendieron este camino?

¿Cómo pueden llegar a ser más humanos?

Diseño: Luciano Armando Cervantes GarcíaPlasmada en la entrada principal del ITESCApor: Francisco Cárdenas Angüis

Significado de la Contraportada

revista entorno 1 y 2 - itesca · 2014-12-17 · entorno acadÉmico 1 entorno académico año i,...

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